CN110197937A - 一种电池包用加热膜***总成 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动汽车用电池包技术领域，尤其涉及一种电池包用加热膜***总成，包括PI加热膜本体和隔离泡棉，所述PI加热膜本体包括PI膜和电阻丝，所述PI膜上开设有镂空孔，所述镂空孔将PI膜分隔成至少两个模组布设区，所述相邻模组布设区之间通过镂空孔两侧的PI膜连接，所述电阻丝包覆于模组布设区内部，相邻模组布设区之间的电阻丝串联设置，且镂空孔的开设位置不与电阻丝的布设区域重叠，所述隔离泡棉分别设置于镂空孔两侧的PI膜上。在本方案中电气连接更为简洁可靠，同时基于PI膜的柔软性，使得其可以根据PI加热膜本体安装位置接触面曲面特性进行自适应调整，通用性强，并且大大减轻了PI加热膜***总成的重量，有利于电池包的轻量化设计。

Description

一种电池包用加热膜***总成
技术领域
本发明涉及电动汽车用电池包技术领域，尤其涉及一种电池包用加热膜***总成。
背景技术
当前电动汽车锂电池包设计越来越注重高比能量设计。而对于热管理***部件也同样如此。当前热管理***设计的主要方式为风冷或者液冷；在低温加热时，风冷电池包一般采取集成PTC吹内部热循环风来实现加热功能；液冷则是通过前舱PTC加热制冷液来实现加热功能；而对于自然电池包，一般需要采取带电阻丝的加热膜来实现，目前加热膜集成方案常见有整体式环氧板集成电阻丝加热膜方案、铝均热板集成PTC电阻丝方案。
而以上方案均存在以下缺点：第一，无论是整体式环氧板集成电阻丝加热膜还是铝均热板集成PTC电阻丝加热膜，整体重量偏重，不适应目前越来越严格的轻量化需求。第二，主体部分都是硬质材料，加热膜和模组底部硬质的电芯底面配合难保证充分接触，故实际使用中需要配合导热硅胶垫使用，进一步加大了***重量，也增加了***成本。第三，为保证和模组电芯底面充分接触，实际工程使用中往往需要施加一定压缩量，而导热硅胶垫是难压缩材料，需要支撑反弹材料提供较大回弹力，进一步加大了加热膜和电池包下壳体之间的支撑隔热材料的成本。
发明内容
为此，需要提供一种电池包用加热膜***总成，来解决现有电池包用加热膜总成重量大，使用成本高的问题。
为实现上述目的，发明人提供了一种电池包用加热膜***总成，所述加热膜***总成包括PI加热膜本体和隔离泡棉，所述PI加热膜本体包括PI膜和电阻丝，所述PI膜上开设有镂空孔，所述镂空孔将PI膜分隔成至少两个模组布设区，所述相邻模组布设区之间通过镂空孔两侧的PI膜连接，所述电阻丝包覆于模组布设区内部，相邻模组布设区之间的电阻丝串联设置，且镂空孔的开设位置不与电阻丝的布设区域重叠，所述隔离泡棉分别设置于镂空孔两侧的PI膜上。
作为本发明的一种优选结构，所述加热膜***总成还包括底部支撑泡棉，所述PI加热膜本体设置于底部支撑泡棉上。
作为本发明的一种优选结构，所述底部支撑泡棉为组合泡棉，所述组合泡棉由硅胶泡棉和微孔发泡聚丙烯组合而成。
作为本发明的一种优选结构，所述底部支撑泡棉位于模组布设区的下方，底部支撑泡棉的形状大小与模组布设区的PI膜外廓尺寸相适配。
作为本发明的一种优选结构，所述底部支撑泡棉的上表面的两侧设置有粘接背胶。
作为本发明的一种优选结构，所述底部支撑泡棉的下表面的两侧设置有粘接背胶。
作为本发明的一种优选结构，所述PI加热膜本体中的PI膜通过镂空冲压而成。
作为本发明的一种优选结构，所述模组布设区的PI膜为方形结构。
作为本发明的一种优选结构，所述加热膜***总成还包括带插件的出线端，所述带插件的出线端分别设置于PI加热膜本体的两端，并与串联设置电阻丝连通。
作为本发明的一种优选结构，所述加热膜***总成还包括出线端隔离泡棉，所述出线端隔离泡棉包裹设置于带插件的出线端与电阻丝的连接处。
区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：本发明一种电池包用加热膜***总成，所述PI加热膜本体包括PI膜和电阻丝，并且在所述PI膜上开设有镂空孔将PI膜分隔成至少两个相邻模组布设区，电阻丝包覆于模组布设区内部，相邻模组布设区之间的电阻丝串联设置，电阻丝通电发热从而对导热介质以及电池模组的导热面进行加热，进而实现在低温时对设置于PI加热膜本体上的电池模组进行加热。在本发明中采用PI(聚酰亚胺)加热膜，且PI加热膜本体进行整体串联式镂空设计，减少了传统加热膜之间的连接接头及导线转接的线路设置，使得电气连接更为简洁可靠，同时基于PI膜的柔软性，使得其可以根据PI加热膜本体安装位置接触面曲面特性进行自适应调整，通用性强，并且大大减轻了PI加热膜***总成的重量，有利于电池包的轻量化设计。
附图说明
图1为具体实施方式所述电池包用加热膜***总成一实施例斜视结构示意图；
图2为具体实施方式所述电池包用加热膜***总成一实施例***示意图；
图3为具体实施方式所述电池包用加热膜***总成中PI加热膜本体一实施例斜视示意图；
图4为具体实施方式所述电池包用加热膜***总成中底部支撑泡棉一实施例斜视示意图之一；
图5为具体实施方式所述电池包用加热膜***总成中底部支撑泡棉一实施例斜视示意图之二；
图6为具体实施方式所述电池包用加热膜***总成一实施例部分结构的主视示意图；
图7为具体实施方式所述电池包用加热膜***总成与电池模组配合时部分结构的主视示意图；
图8为具体实施方式所述电池包用加热膜***总成中电阻丝一实施例斜视示意图。
附图标记说明：
100、PI加热膜本体；
110、PI膜；111、镂空孔；
120、电阻丝；
130、模组布设区；
200、隔离泡棉；
300、底部支撑泡棉；
400、粘接背胶；
500、带插件的出线端；
600、出线端隔离泡棉；
700、电池模组。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1至图8，本发明提供了一种电池包用加热膜***总成，所述加热膜***用于电池包热管理***处于低温环境时，通过加热膜对导热介质加热，以达到对电池模组700加热的功能。具体的，所述加热膜***总成包括PI加热膜本体100和隔离泡棉200，所述PI加热膜本体100包括PI膜110和电阻丝120，所述PI膜110上开设有镂空孔111，所述镂空孔111将PI膜110分隔成至少两个模组布设区130，所述相邻模组布设区130之间通过镂空孔111两侧的PI膜110连接，所述电阻丝120包覆于模组布设区130内部，相邻模组布设区130之间的电阻丝120串联设置，且镂空孔111的开设位置不与电阻丝120的布设区域重叠，所述隔离泡棉200分别设置于镂空孔111两侧的PI膜110上。
所述PI加热膜本体100是用于电池模组700加热的主体部件。具体的，所述PI加热膜本体100包括PI膜110和电阻丝120，所述PI膜110又称聚酰亚胺膜，聚酰亚胺薄膜(PolyimideFilm)是世界上性能最好的薄膜类绝缘材料，其包括均苯型聚酰亚胺薄膜和联苯型聚酰亚胺薄膜两类。PI膜110具有优异的耐热性，优异的机械性能即抗张强度高、柔软性好，良好的化学稳定性及耐湿热性，良好的耐辐射性能、良好的绝缘性能。所述电阻丝120在通电后会散发大量的热量，以对导热介质进行加热，实现有效的电池包热管理。泡棉是塑料粒子发泡过的材料，简称泡棉。泡棉具有弹性好、重量轻、快速压敏固定、使用方便、弯曲自如、体积超薄、性能可靠等一系列优质特点。
如图3所示，所述PI膜110上开设有镂空孔111将PI膜110分隔成至少两个模组布设区130，镂空孔111的设计可以方便电阻丝120通电后的散热，使得对电池模组700的加热效果更好，同时其更符合电池模组700的结构设计，能够节省PI膜110的材料用量节省成本。请参阅图3和图8，,相邻模组布设区130之间通过镂空孔111两侧的PI膜110连接，相邻模组布设区130之间的电阻丝120串联设置，以便于电阻丝120经过两相邻模组布设区130之间连接处的PI膜110进行电阻丝120的走线，减少了传统加热膜之间的连接接头及导线转接的线路设置，使得电气连接更为简洁可靠。并且采用聚酰亚胺(PI)封装基材的加热膜替代传统的环氧板及铝均热板集成电阻丝120方案，大大的减轻了加热膜本体的重量，有利于加热膜以及电池包的轻量化设计。具体的如图1和图3所示，所述PI膜110上开设有5个镂空孔111，在PI膜110上形成6个模组布设区130。此外，所述镂空孔111两侧的PI膜110上设置了隔离泡棉200，也就是说PI加热膜本体100的顶部上设置有隔离泡棉200，隔离泡棉200的压缩下顶功能，使得在安装电池模组700后，既能够使得电池模组700与PI膜110接触，又能够防止其周边出现振动磨损的情况，并且隔离泡棉200能够与PI膜110实现自定位固定，因此无需额外定位工装，简化了生产工艺。
本实施例一种电池包用加热膜***总成，所述PI加热膜本体100包括PI膜110和电阻丝120，并且在所述PI膜110上开设有镂空孔111将PI膜110分隔成至少两个模组布设区130，电阻丝120包覆于模组布设区130内部，相邻模组布设区130之间的电阻丝120串联设置，电阻丝120通电发热从而对导热介质以及电池模组700的导热面进行加热，进而实现在低温时对设置于PI加热膜本体100上的电池模组700进行加热。在本发明中采用PI(聚酰亚胺)加热膜，且PI加热膜本体100进行整体串联式镂空设计，减少了传统加热膜之间的连接接头及导线转接的线路设置，使得电气连接更为简洁可靠，同时基于PI膜110的柔软性，使得其可以根据PI加热膜本体100安装位置接触面曲面特性进行自适应调整，通用性强，并且大大减轻了PI加热膜***总成的重量，有利于电池包的轻量化设计，从而达到技术领先的高比能量设计。
请参阅图1、图2、图6和图7，作为本发明的一种优选实施例，所述加热膜***总成还包括底部支撑泡棉300，所述PI加热膜本体100设置于底部支撑泡棉300上。优选的，所述加热膜采用PI膜110包埋电阻丝120设计，因PI膜110自身较轻且能够与电池模组700底部的导热面贴合紧密，使得PI膜110对底部的力学支撑性能需求大大降低，因此其对底部支撑反弹结构的用材压缩量和压缩反弹强度需求就大大降低，从而也减少了底部支撑部件的重量和生产成本。具体的，所述底部支撑泡棉300具有压缩回弹顶紧功能，其与顶部的隔离泡棉200压缩下顶功能配合下，使得电池模组700能够与PI膜110充分接触而又与电池模组700周边的元件隔离开来，无需额外导热硅胶垫、导热脂等材料即可实现和电池模组的高效传热；节省材料成本同时防止电池模组700或者周边元件发生磨损。并且底部支撑泡棉300能够与PI模实现自定位，因此无需额外定位工装，简化了生产工艺，提高生产效率还降低了生产成本，尤其适合于流水线式生产。
如图1、图2、图4和图5所示，作为本发明的一种优选实施例，所述底部支撑泡棉300为组合泡棉，所述组合泡棉由硅胶泡棉和微孔发泡聚丙烯(MPP)组合而成。在长期的实际使用及理论推算过程中，发现底部支撑泡棉300采用硅胶泡棉和微孔发泡聚丙烯(MPP)组合而成的组合泡棉，同样能够和顶部的隔离泡棉200配合，实现电池模组700与PI膜110的充分接触同时避免PI膜110和周边件的磨损，而且使用效果良好。底部支撑泡棉300采用匹配设计的硅胶泡棉和微孔发泡聚丙烯(MPP)的组合形式，减少高成本的硅胶材料的使用量的同时，保证了整车质保寿命内的压缩回弹性能，有利于节省生产使用成本。需要注意的是所述的组合泡棉仅仅是指硅胶泡棉和微孔发泡聚丙烯(MPP)材料组成的结构产品，而不涉及到二者的化学成分组合。如图6所示，上层硅胶泡棉与下层微孔发泡聚丙烯(MPP)上下分层设置。例如底部支撑泡棉300由上层硅胶泡棉与下层微孔发泡聚丙烯(MPP)堆叠而成，二者按支撑隔热性能要求设计匹配各自厚度。
请参阅图1和图2，作为本发明的一种优选实施例，所述底部支撑泡棉300位于模组布设区130的下方，底部支撑泡棉300的形状大小与模组布设区130的PI膜110相适配。如此，便可以保证底部支撑泡棉300对模组布设区130的PI膜110的完美支撑和配合，使得二者的生产加工也更为简单。具体的，所述模组布设区130的PI膜110为方形结构，目前电动汽车锂电池包中多用方形电芯模组，因此将模组布设区130的PI膜110设置为方形结构更加方便与方形电芯模组电池包匹配，适用性更强。优选的，所述PI加热膜本体100中的PI膜110通过镂空冲压而成。镂空冲压工艺是塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对材料施加压力，使板料产生塑性变形或分离，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件(冲压件)，PI膜110上的镂空孔111通过采用机械制造业最为成熟高效的镂空冲压技术，适合大批量低成本生产，生产效率高，成本低。并且能够减少传统加热膜之间的连接接头及导线转接设计，保证了电气连接简洁可靠性。
如图4和图5所示的实施例中，所述底部支撑泡棉300的上表面的两侧设置有粘接背胶400。优选的，所述底部支撑泡棉300的下表面的两侧设置有粘接背胶400。背胶是一种产品，一般预涂在产品背部，用隔离膜或者离型纸隔离。使用前去除隔离膜或离型纸就可以粘贴，一般用于粘贴薄的材料或部件。本实施例中底部支撑泡棉300的上下表面设计粘接背胶400能够方便其与PI膜110自定位时的相对固定，同时也方便了加热膜***的安装。
请参阅图1和图2，作为本发明的一种优选实施例，所述加热膜***总成还包括带插件的出线端500，所述带插件的出线端500分别设置于PI加热膜本体100的两端，并与串联设置电阻丝120连通。所述带插件的出线端500用于连通加热丝以及外部电源设备，以实现对电阻丝120的加热。所述插件用于连接外部电源，使得安装更加的方便。优选的，所述加热膜***总成还包括出线端隔离泡棉600，所述出线端隔离泡棉600包裹设置于带插件的出线端500与电阻丝120的连接处。出线端隔离泡棉600的设置能够在出线端进行漏电保护，同时防止出线端受到其他部件的磨损，出现断裂的情况，保证了带插件的出线端500的使用寿命。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池包用加热膜***总成，其特征在于，所述加热膜***总成包括PI加热膜本体和隔离泡棉，所述PI加热膜本体包括PI膜和电阻丝，所述PI膜上开设有镂空孔，所述镂空孔将PI膜分隔成至少两个模组布设区，所述相邻模组布设区之间通过镂空孔两侧的PI膜连接，所述电阻丝包覆于模组布设区内部，相邻模组布设区之间的电阻丝串联设置，且镂空孔的开设位置不与电阻丝的布设区域重叠，所述隔离泡棉分别设置于镂空孔两侧的PI膜上。
2.根据权利要求1所述的电池包用加热膜***总成，其特征在于，所述加热膜***总成还包括底部支撑泡棉，所述PI加热膜本体设置于底部支撑泡棉上。
3.根据权利要求2所述的电池包用加热膜***总成，其特征在于，所述底部支撑泡棉为组合泡棉，所述组合泡棉由硅胶泡棉和微孔发泡聚丙烯组合而成。
4.根据权利要求1或2所述的电池包用加热膜***总成，其特征在于，所述底部支撑泡棉位于模组布设区的下方，底部支撑泡棉的形状大小与模组布设区的PI膜外廓尺寸相适配。
5.根据权利要求4所述的电池包用加热膜***总成，其特征在于，所述底部支撑泡棉的上表面的两侧设置有粘接背胶。
6.根据权利要求4所述的电池包用加热膜***总成，其特征在于，所述底部支撑泡棉的下表面的两侧设置有粘接背胶。
7.根据权利要求1所述的电池包用加热膜***总成，其特征在于，所述PI加热膜本体中的PI膜通过刀模冲裁而成。
8.根据权利要求1所述的电池包用加热膜***总成，其特征在于，所述模组布设区的PI膜为方形结构。
9.根据权利要求1所述的电池包用加热膜***总成，其特征在于，所述加热膜***总成还包括带插件的出线端，所述带插件的出线端分别设置于PI加热膜本体的两端，并与串联设置电阻丝连通。
10.根据权利要求9所述的电池包用加热膜***总成，其特征在于，所述加热膜***总成还包括出线端隔离泡棉，所述出线端隔离泡棉包裹设置于带插件的出线端与电阻丝的连接处。
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