具有薄印刷箔的内部电池加热单元制造技术

一种电池加热单元(22；22')，所述电池加热单元(22；22')用于包括至少一个堆叠电池块(12)的可再充电电池单元(10)，特别地用于可再充电锂离子电池，所述电池加热单元(22；22')包括：‑至少第一电绝缘片(24；70)，所述第一电绝缘片(24；70)具有平坦的、平行表面；布置在所述第一电绝缘片(24；70)的一个表面上的多个电阻平面加热器构件(42)；布置在所述第一电绝缘片(24；70)的所述表面上的多个导电接触构件(32、34、76、78)；布置在所述第一电绝缘片(24；70)的所述表面上的多个第一导电径迹(28、30；72、74)，其中所述电阻平面加热器构件(42)通过所述多个第一导电径迹(28、30；72、74)中的导电径迹(28、30；72、74)电连接至所述多个导电接触构件(32、34、76、78)中的接触构件(32、34、76、78)。一种可再充电电化学电池单元(10)，其特别地用于汽车应用，并且包括：电池壳体；包括多个堆叠的电池基元的至少一个电池块(12)，所述至少一个电池块(12)至少部分地布置在所述电池壳体的内部；以及布置在所述至少一个电池块(12)中的至少一个这种电池加热单元(22；22')。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有薄印刷箔的内部电池加热单元
本专利技术涉及一种用于可再充电电池单元、特别是用于可再充电锂离子电池的电池加热单元，并且涉及一种特别地用于汽车应用的、包括这种电池加热单元的可再充电电化学电池单元。
技术介绍
在特别地用于汽车应用的可再充电电池领域中，众所周知，适当的电池温度管理对于保持高性能和长寿命至关重要。电池温度管理需要监测合适位置处的电池温度以进行控制、例如触发电池冷却系统。例如，专利申请公开文件US2014/0377598A1描述了一种用于机动车辆的电池。所述电池包括至少一个电池基元或多个电池基元，优选锂离子电池基元，其具有其中布置有电极装置的壳体。第一温度传感器被布置在电池基元壳体的外部，并且电池基元中的至少一个具有布置在相关电池基元的壳体内的第二温度传感器。第二温度传感器的温度动态高于第一温度传感器的温度动态。此外，在电池中的电池基元的冷却系统中可以布置第三温度传感器。由于壳体内部温度的检测，电池控制单元中的电池模型可以被更准确地参数化并且被更好地评估，以用于模拟和状态识别以及预测的目的。各个温度传感器被描述为被设计成NTC热敏电阻、PTC热敏电阻或差分温度传感器。本专利技术的目的特别地用于汽车应用的、可再充电电池领域中的一个发展目标是体积功率密度。从这个要求出发，诸如预定用于定位在电池壳体内部的加热器、传感器和电子器件的辅助设备可用的空间通常非常小。关于这种辅助设备的厚度尺寸的制造公差和机械性能的进一步要求由运行期间电池壳体内部的现有条件引起，因为这些部件通常在安装状态下需要固定地附接至电池基元，其中例如通过使用拉杆或金属带而向堆叠电池基元施加了通常15kN的压缩载荷。此外，已知电池壳体内的运行条件是高度腐蚀性的，由此为了这种辅助设备的可靠运行而设定了与抗腐蚀性相关的高要求。因此，本专利技术的目的是提供一种电池加热单元，所述电池加热单元至少使得能够从电池壳体内部进行加热，并具有降低的空间要求且同时满足至少一些上述运行条件要求。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面中，所述目的通过一种用于可再充电电池单元的电池加热单元来实现，所述可再充电电池单元包括至少一个堆叠电池块。特别地，所述可再充电电池单元被设计成可再充电锂离子电池。所提出的电池加热单元包括：-至少第一电绝缘片，所述第一电绝缘片具有平坦的、平行表面，-布置在所述第一电绝缘片的一个表面上的多个电阻平面加热器构件，-布置在所述第一电绝缘片的所述表面上的多个导电接触构件，-布置在所述第一电绝缘片的所述表面上的多个第一导电径迹。所述电阻平面加热器构件通过所述多个第一导电径迹中的导电径迹电连接至所述多个导电接触构件中的接触构件。如本申请中所使用的术语“多个”应理解为一定数量的至少两个实体。在一个合适的实施例中，特别地在垂直于所述第一电绝缘片的表面的方向上可以提供紧凑设计的电池加热单元，所述方向对应于堆叠电池块的优选方向。其结果是，安装的电池加热器单元对可再充电电池的体积功率密度的影响可以有利地保持是小的。同时，由于消除了因通过壳体壁和其他机械交界面进行的热传导而造成的温度差，可以实现至少一个堆叠电池块的高效加热。在一个实施例中，所述至少一个电阻平面加热器构件可以被配置用于使可再充电电池的电池基元升温(预热)至已知对电池性能有益的预定标称运行温度。待经由所述导电接触构件提供至所述至少一个电阻平面加热器构件的电压可以由控制单元控制，或者可以提供至所述电阻平面加热器构件并可以由电加热构件自身控制。如在本申请中所使用的术语“电连接”应理解为包括电流电连接以及通过电容性和/或电感性电磁耦合建立的连接。此处进一步指出，术语“第一”、“第二”等在本申请中仅仅用于区别目的，并不意味着以任何方式指示或预设顺序或优先级。优选地，所述多个导电接触构件和所述多个第一导电径迹通过应用印刷或涂覆工艺来制造，并且包括银、铜和铝中的至少一种。根据本专利技术，所述电池加热单元包括多个电阻平面加热器构件。所述电阻平面加热器构件通过所述多个第一导电径迹中的导电径迹电连接至所述多个导电接触构件中的接触构件。这使得能够有目的地布置电阻平面加热器构件，以便通过施加独特的预定电力来加热第一电绝缘片的表面的独特区域。例如，所述第一电绝缘片的表面的已知在寒冷环境温度下与中心区域相比承受较大热量损失的外围区域可以配备有与中心区域相比以较大面积密度(每单位面积的电阻平面加热器构件的数量)相同(独特)设计的电阻平面加热器构件。如果所述多个电阻平面加热器构件在垂直于所述第一电绝缘片的表面的方向上与所述第一电绝缘片的大于或等于其表面面积的5％、更优选大于其表面面积的10％、并且最优选大于其表面面积的15％的部分相交叠，则可以实现通过施加低电力密度而获得至少一个堆叠电池块的、在单个电池基元上具有小的温度差的特别温和的升温。在一优选实施例中，至少一个电阻平面加热器构件包括具有正温度系数的电阻率的材料，并且特别地由固化导电墨制成。具有正温度系数的电阻墨易于在市场上获得。所述电阻墨可以通过丝网印刷或喷墨印刷或任何其他对于本领域技术人员来说看起来合适的方法来施加。以这种方式，所述电池加热单元可以以具有成本效益的方式设有多个单个加热器构件和/或所述第一电绝缘片的表面面积的大部分可以由电阻平面加热器构件覆盖，从而有助于向至少一个堆叠电池块进行有效的热传递并且有效地防止在升温期间形成热点。在所述电池加热单元的另一优选实施例中，所述多个第一导电径迹中的一个导电径迹的位于与其电连接的接触构件的远侧的一个端部区域被设计成以彼此间隔且平行的方式布置的第一多个导电分接径迹。此外，所述多个第一导电径迹中的另一个导电径迹的位于与其电连接的接触构件的远侧的一个端部区域被设计成以彼此间隔且平行的方式布置的第二多个导电分接径迹。所述第一多个导电分接径迹和所述第二多个导电分接径迹彼此电隔离地布置并且以交指(交错)方式布置。此外，所述多个电阻平面加热器构件中的每个电阻平面加热器构件通过一个端部电连接至所述第一多个导电分接径迹中的导电分接径迹，并且通过另一个端部电连接至所述第二多个导电分接径迹中的导电分接径迹。以此方式，布置在所述第一电绝缘片的整个表面上的多个电阻平面加热器构件中的电阻平面加热器构件可以有效地电连接至所述第一导电径迹，从而使得易于向每个电阻平面加热器构件提供电力。为了实现至少一个堆叠电池基元的尽可能均匀(平稳)的升温，所述电阻平面加热器构件可以沿着与其电连接的全部两个相邻的导电分接径迹等间隔。在又一优选实施例中，所述第一多个导电分接径迹中的大多数导电分接径迹从所述多个第一导电径迹中的一个第一导电径迹的端部区域以垂直方式延伸，并且所述第二多个导电分接径迹中的大多数导电分接径迹从所述多个第一导电径迹中的另一个第一导电径迹的端部区域以垂直方式延伸。以这种方式，可易于布置成所述多个电阻平面加热器构件在所述第一电绝缘片的表面上均匀分布。如果所述第一导电径迹的端部区域中的至少一个被布置成平行于所述第一电绝缘片的一个边缘行进，则可易于实现所述多个电阻平面加热器构件几乎在所述第一电绝缘片的整个表面上均匀分布。在又一优选实施例中，所述电池加热单元进一步包括由表面安装装置NTC温度传感器形成的至少一个温度传感器。所述温度传感器可以提供指示所述可再充电电池的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池加热单元(22；22')，所述电池加热单元(22；22')用于包括至少一个堆叠电池块(12)的可再充电电池单元(10)，特别地用于可再充电锂离子电池，所述电池加热单元(22；22')包括：‑至少第一电绝缘片(24；70)，所述第一电绝缘片(24；70)具有平坦的、平行表面；‑布置在所述第一电绝缘片(24；70)的一个表面上的多个电阻平面加热器构件(42)，‑布置在所述第一电绝缘片(24；70)的所述表面上的多个导电接触构件(32、34、76、78)，‑布置在所述第一电绝缘片(24；70)的所述表面上的多个第一导电径迹(28、30；72、74)，其中，所述电阻平面加热器构件(42)通过所述多个第一导电径迹(28、30；72、74)中的导电径迹(28、30；72、74)电连接至所述多个导电接触构件(32、34、76、78)中的接触构件(32、34、76、78)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.24 LU 929301.一种电池加热单元(22；22')，所述电池加热单元(22；22')用于包括至少一个堆叠电池块(12)的可再充电电池单元(10)，特别地用于可再充电锂离子电池，所述电池加热单元(22；22')包括：-至少第一电绝缘片(24；70)，所述第一电绝缘片(24；70)具有平坦的、平行表面；-布置在所述第一电绝缘片(24；70)的一个表面上的多个电阻平面加热器构件(42)，-布置在所述第一电绝缘片(24；70)的所述表面上的多个导电接触构件(32、34、76、78)，-布置在所述第一电绝缘片(24；70)的所述表面上的多个第一导电径迹(28、30；72、74)，其中，所述电阻平面加热器构件(42)通过所述多个第一导电径迹(28、30；72、74)中的导电径迹(28、30；72、74)电连接至所述多个导电接触构件(32、34、76、78)中的接触构件(32、34、76、78)。2.根据权利要求1所述的电池加热单元(22；22')，其中所述多个电阻平面加热器构件(42)在垂直于所述第一电绝缘片(24；70)的所述表面的方向(26)上与所述第一电绝缘片(24；70)的大于或等于其表面面积的5％的部分相交叠。3.根据前述权利要求中的任一项所述的电池加热单元(22；22')，其中，所述多个电阻平面加热器构件(42)中的至少一个电阻平面加热器构件(42)或电阻平面加热器构件(42)中的至少一个包括具有正温度系数的电阻率的材料。4.根据前述权利要求中的任一项所述的电池加热单元(22；22')，其中，所述多个导电径迹(28、30；72、74)中的第一导电径迹(28；72)的位于与其电连接的接触构件(32、34、76、78)的远侧的一个端部区域被设计成以彼此间隔且平行的方式布置的第一多个导电分接径迹(38)，并且其中，所述多个导电径迹(28、30；72、74)中的第二导电径迹(30；74)的位于与其电连接的接触构件(32、34、76、78)的远侧的一个端部区域被设计成以彼此间隔且平行的方式布置的第二多个导电分接径迹(40)，并且其中，所述第一多个导电分接径迹(38)和所述第二多个导电分接径迹(40)彼此电隔离地布置并且以交指方式布置，并且其中，所述多个电阻平面加热器构件(42)中的每个电阻平面加热器构件(42)通过一个端部电连接至所述第一多个导电分接径迹(38)中的导电分接径迹(38)并且通过另一个端部电连接至所述第二多个导电分接径迹(40)中的导电分接径迹(40)。5.根据权利要求4所述的电池加热单元(22；22')，其中所述第一多个导电分接径迹(38)中的大多数导电分接径迹(38)从所述第一导电径迹(28；72)的端部区域以垂直方式延伸，并且所述第二多个导电分接径迹(40)中的大多数导电分接径迹(40)从所述第二导电径迹(30；74)的端部区域以垂直方式延伸。6.根据权利要求4或5中的任一项所述的电池加热单元(22；22')，其中，所述第一导电径迹(28；72)的端部区域和所述第二导电径迹(30；74)的端部区域中的至少一个被布置成平行于所述第一电绝缘片(...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·法加尔，G·瓦蒂厄，D·容根，M·奥尔克，
申请(专利权)人：IEE国际电子工程股份公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡,LU