一种用于圆柱形电池模组的加热系统及电池模组技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于圆柱形电池模组的加热系统，包括与电池管理系统连接的加热系统，加热系统包括至少具有一个容置孔的绝缘固定板；在容置孔内设有至少一个或多个并联的具有加热以及检测电池模组温度的PTC发热元件，在PTC发热元件的两侧表面上分别设有金属电极板，每块金属电极板的左右两侧分别设有引脚，引脚上设有插接脚，插接脚设置在绝缘固定板的表面上；加热系统通过插接脚经导线与电池管理系统连接，在金属电极板的外侧表面上分别设有导热硅胶，导热硅胶的外侧面上分别设有两个以上的凹部。本实用新型专利技术还提供了一种电池模组，还包括所述的加热系统。与现有技术相比，无需再使用其他温度传感器，减少了部件的设置，降低了生产成本。

Heating system for cylindrical battery module and battery module

The utility model discloses a heating system for cylindrical battery module, which comprises a heating system is connected with the battery management system, the heating system comprises at least one containing hole insulating plate; with heating and PTC heating element temperature detection of battery module containing hole is provided with at least one or more parallel the PTC on the surfaces of both sides of the heating element are respectively arranged on the metal electrode plate, each metal electrode plate on both sides are respectively provided with a pin, pin is provided with a pin, pin is disposed on the insulating surface of the fixed plate; the heating system by a connecting pin is connected with a battery management system on the outside surface of the metal wire electrode plate are respectively arranged on the outer side of the thermal conductivity of silicone silicone, are respectively arranged on the concave part of more than two. The utility model also provides a battery module, and also comprises a heating system. Compared with the prior art, the utility model does not need to use other temperature sensors, the setting of the components is reduced, and the production cost is reduced.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种动力电池，尤其为一种用于纯电动车或混合动力车以及储存电能设备的圆柱形电池模组的加热系统以及电池模组。
技术介绍
目前纯电动及油电混合动力车在我们的生活中出现越来越多，现有及未来的纯电动及油电混合动力车大多采用锂离子动力电池作为动力来源，而锂离子电池在高、低温下的性能、可靠性及寿命较常温时有较大幅度的下降。当在低温环境下使用电池模组时，必须使用加热系统给电池模组加热，使电池芯达到合适的温度再开始充放电工作。锂离子电池模组在使用一段时间后，各个电池芯会有不同程度的老化，其内阻会变大，个别电池芯内阻变化幅度远远超过平均值，在放电时会产生大量的热，尤其是高温环境下，热量更容易积聚，必须使其及时散热，使电池芯达到合适的温度。同样，电力储能设备的电池模组也存在以上问题。目前市场上的电池加热方式一般为循环液体加热或暖风加热以及在电池周围布置PET加热膜、硅胶加热板、PTC加热板等，循环液体加热方式存在结构复杂、效率低、可靠性低、成本高等缺点，暖风加热存在升温速度慢、温度不均匀、容易产生热积聚、能耗高等缺点，这两种方式使用越来越少,更多是使用PET加热膜、硅胶加热板或PTC加热板等加热方式。PET加热膜和硅胶加热板这两种方式有以下缺点：PET加热膜和硅胶加热板内部发热部件为电热合金丝，温度不易控制，局部温差大，易损坏绝缘层造成漏电，从而容易引发安全事故；PTC加热板有以下缺点：(如申请号为201510634026.6的专利技术专利申请)。1、升温速率慢，局部温差大由于PTC加热板贴在电池组的外部，热量传递到电池组中心部位所需时间较长，使得电池组中心部位升温速率较慢；同时导致电池组各个电池芯温差较大，对电池的性能和寿命有较大影响。2、加热效率低和耗能多PTC加热板因其两面都发热的结构会把很大一部分热量传递到电池组外壳和空气中，致使加热效率低，消耗电能多。3、安全性差PTC加热板置于电池模组表面，即将电池组或电池芯正、负极延伸到外壳表面，加热板给正、负极加热，再将热量传导至模组内部，一个加热板一般同时接触多个电池组或电池芯的正、负极，若加热板长期使用在振动环境中，其绝缘外层会受损，则可能导致电池的正、负极短路，造成电池损坏，引发安全事故。4、PTC加热板重量大，PTC加热板采用铝合金作为固定PTC发热元件以及散热的机构件，单位密度大，增加了电池模组的整体重量，降低了电池模组的比能量参数，影响车辆的续航里程。对于圆柱形电池，以上各个缺点尤其明显，因其外壳呈圆柱形，与加热板的接触面积很小，热量传递的效率更差，为了提高到热效率，一般采用空隙处增加重量较大的硅胶垫的方式。但不能有效解决问题同时增加电池组的总重量。以上加热器要和外置的多个温度传感器同时使用，温度传感器将信号传输到电池管理系统(即BMS)，电池管理系统(即BMS)判断是否让加热器工作，使电池保持在合理的温度范围。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于圆柱形电池模组加热系统及电池模组，要解决的技术问题是使得加热更加均匀快速，提高加热效率，缩短加热时间，减少能量消耗，使得电池模组更加安全可靠，电池管理系统通过读取PTC加热元件的电阻值，从而实时获取电池模组中每个电池单元的当前工作温度，无需再使用其他温度传感器，减少了部件的设置，降低了生产成本。为解决上述问题，本技术一方面提供了一种用于圆柱形电池模组的加热系统，包括与电池管理系统连接的加热系统，所述加热系统设有至少一个，加热系统包括至少具有一个容置孔的绝缘固定板；在绝缘固定板的容置孔内设有至少一个或多个并联的具有加热以及检测电池模组温度的PTC发热元件，PTC发热元件可平铺在绝缘固定板的容置孔中；在PTC发热元件的两侧表面上分别设有金属电极板，每块金属电极板的左右两侧分别设有引脚，引脚8上设有用于与导线或相邻加热系统连接的插接脚，插接脚设置在绝缘固定板的表面上；在两块金属电极板的表面与PTC发热元件的两侧表面紧密贴合的同时，PTC发热元件的正极还与其中一块金属电极板表面接触，负极与另一块金属电极板的表面接触，加热系统通过插接脚经导线与电池管理系统连接，在金属电极板的外侧表面上分别设有导热硅胶，每个导热硅胶的外侧面上分别设有两个以上的凹部，凹部的截面为弧形。进一步地，所述绝缘固定板为一个矩形板，绝缘固定板的高度与圆柱形电池的长度相等。进一步地，所述绝缘固定板由塑料材料制成。进一步地，所述PTC发热元件为PTC陶瓷热敏电阻元件。进一步地，在相邻两个凹部之间设有绝缘板。进一步地，所述加热系统至少设有二个，相邻两个加热系统之间通过插接脚相互串联。进一步地，所述容置孔设有二个以上，两个容置孔间隔设置在绝缘固定板上，在相邻的两个容置孔之间均设有绝缘部，每个容置孔内设有一个PTC发热元件。本技术另一方面提供了一种电池模组，包括矩形阵列排列的圆柱形电池，还包括所述的加热系统，在相邻两个圆柱形电池之间均设有间隙，相邻两行圆柱形电池之间构成行间隙，相邻两列圆柱形电池之间构成列间隙；加热系统设于行间隙或列间隙内，设置在与凹部位置相对应处的圆柱形电池设置在凹部内，该圆柱形电池的外壳与凹部紧密贴合。进一步地，在行间隙或列间隙内还填充有导热材料。进一步地，所述导热材料为导热硅胶。本技术与现有技术相比，在圆柱形电池模组内的电池之间设置相互之间可插接的模块化的加热系统，使得多个加热系统之间无需使用传统的导线连接，使用数量灵活多变，而且导电可靠性高，加热系统的外部设有与电池外壳贴合的导热材料，使得加热系统能够将热量传递到每一个电池，不仅升温速率快，各电池之间的温差小，提高加热效率，减少能量消耗，在电池模组正常工作后，电池管理系统通过读取PTC加热元件的电阻值，从而实时获取电池模组中每个电池单元的当前工作温度，无需再使用其他温度传感器，减少了部件的设置，降低了生产成本。附图说明图1是本技术的加热系统的内部结构示意图。图2是本技术的电池模组加热系统与电池模组之间的第一种连接结构示意图。图3是本技术的电池模组加热系统与电池模组之间的第二种连接结构示意图。图4是本技术的电池模组加热系统与电池模组之间的第三种连接结构示意图。图5是本技术的电池模组加热系统与电池模组之间的第四种连接结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步详细说明。如图1所示，本技术的用于圆柱形电池模组的加热系统，包括与现有技术的电池管理系统连接的加热系统2，它包括至少具有一个容置孔10的绝缘固定板5，绝缘固定板5可以为一个矩形板，其高度与圆柱形电池的长度相等，绝缘固定板5可由塑料材料制成；在绝缘固定板5的容置孔10内设有至少一个或多个并联的具有加热以及检测电池模组温度的PTC发热元件4，PTC发热元件4优选为PTC陶瓷热敏电阻元件；PTC发热元件4可平铺在绝缘固定板5的容置孔10中，绝缘固定板5用于固定PTC发热元件4，其具有一定的机械强度，具有比较高的耐温性，具有绝缘性；在PTC发热元件4的两侧表面上分别设有金属电极板6，每块金属电极板6的左右两侧分别设有引脚8，引脚8上设有插接脚13，插接脚13设于绝缘固定板5的表面上，相邻两个加热系统2之间通过插接脚13相互串联；在绝缘固定板5两块金属电极板6的表面与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于圆柱形电池模组的加热系统，包括与电池管理系统连接的加热系统(2)，其特征在于：所述加热系统(2)设有至少一个，加热系统(2)包括至少具有一个容置孔(10)的绝缘固定板(5)；在绝缘固定板(5)的容置孔(10)内设有至少一个或多个并联的具有加热以及检测电池模组温度的PTC发热元件(4)，PTC发热元件(4)可平铺在绝缘固定板(5)的容置孔(10)中；在PTC发热元件(4)的两侧表面上分别设有金属电极板(6)，每块金属电极板(6)的左右两侧分别设有引脚(8)，引脚(8)上设有用于与导线或相邻加热系统(2)连接的插接脚(13)，插接脚(13)设置在绝缘固定板(5)的表面上；在两块金属电极板(6)的表面与PTC发热元件(4)的两侧表面紧密贴合的同时，PTC发热元件(4)的正极还与其中一块金属电极板(6)表面接触，负极与另一块金属电极板(6)的表面接触，加热系统(2)通过插接脚(13)经导线与电池管理系统连接，在金属电极板(6)的外侧表面上分别设有导热硅胶(7)，每个导热硅胶(7)的外侧面上分别设有两个以上的凹部(9)，凹部(9)的截面为弧形。

【技术特征摘要】
1.一种用于圆柱形电池模组的加热系统，包括与电池管理系统连接的加热系统(2)，其特征在于：所述加热系统(2)设有至少一个，加热系统(2)包括至少具有一个容置孔(10)的绝缘固定板(5)；在绝缘固定板(5)的容置孔(10)内设有至少一个或多个并联的具有加热以及检测电池模组温度的PTC发热元件(4)，PTC发热元件(4)可平铺在绝缘固定板(5)的容置孔(10)中；在PTC发热元件(4)的两侧表面上分别设有金属电极板(6)，每块金属电极板(6)的左右两侧分别设有引脚(8)，引脚(8)上设有用于与导线或相邻加热系统(2)连接的插接脚(13)，插接脚(13)设置在绝缘固定板(5)的表面上；在两块金属电极板(6)的表面与PTC发热元件(4)的两侧表面紧密贴合的同时，PTC发热元件(4)的正极还与其中一块金属电极板(6)表面接触，负极与另一块金属电极板(6)的表面接触，加热系统(2)通过插接脚(13)经导线与电池管理系统连接，在金属电极板(6)的外侧表面上分别设有导热硅胶(7)，每个导热硅胶(7)的外侧面上分别设有两个以上的凹部(9)，凹部(9)的截面为弧形。2.根据权利要求1所述的用于圆柱形电池模组的加热系统，其特征在于：所述绝缘固定板(5)为一个矩形板，绝缘固定板(5)的高度与圆柱形电池的长度相等。3.根据权利要求2所述的用于圆柱形电池模组的加热系统，其特征在于：所述绝缘固定板(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：田峰业，赵军，
申请(专利权)人：田峰业，
类型：新型
国别省市：广东;44