CN202423516U - 锂离子电池加热*** - Google Patents

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沈炳杰
黄世霖
毛良平
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Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池加热***，其包括电热膜片、电源、继电器、温度传感器和电池管理***，电源、继电器与电热膜片形成电流回路，电源为与待加热电池相独立的电源，温度传感器通过电池管理***与继电器连接，电热膜片贴在待加热电池表面以为其加热，温度传感器放置在待加热电池周围以检测其温度，电池管理***以温度传感器所测得的待加热电池温度信号为依据控制继电器的闭合与断开。本实用新型锂离子电池加热***不使用待加热电池而是使用独立电源作为加热电源，因此待加热电池不存在低温充电或放电，可实现电池均匀加热，长期使用对锂离子电池性能无不利影响，解决锂离子电池在低温下不可充电风险和放电效率低等问题，为锂离子电池在低温环境中长期使用提供保障。

Description

锂离子电池加热***
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池，尤其是一种锂离子电池加热***。
背景技术
锂离子电池具有能量密度大、平均输出电压高、自放电小、没有记忆效应、循环性能优越、使用寿命长和不含有毒有害物质等优点，因此被广泛应用于笔记本电脑、手机、PDA、新能源电动车、电网储能、UPS中。
锂离子电池虽然有很多优点，但在实际应用中，有些性能仍然不够理想。例如，在低温环境（0℃或更低温度下）中电池的能量不能充分释放，且充电时有安全隐患。但是，低温在我国北方冬天是一种普遍现象，因此提高锂离子电池在低温环境下的性能变得非常迫切。
目前，解决上述问题的方法主要有：1）研发适合低温下使用的电池；2）提高电池周边环境的温度，以保证电池在较理想的温度下工作，如高温液体传导加热、高温空气加热、电热膜片加热等。但是，液体加热所需结构相对复杂，还需要另外的热源；空气加热方式效率低，而且需要预留空气通道，占用体积大；贴电热膜片加热方式具有结构简单、效率高、通用性好和装配方便等优点。例如，中国专利第200920096318.9号和中国专利申请第CN200910185971.7号都提出了锂离子电池组自加热装置，其通过连接在电池组两端的硅胶发热线或加热套把电池加热。
但是，这些方案都有如下缺陷：其一是需要消耗电池组的能量，在电池组电量不多的情况下，难以把电池的温度提升到理想状况；其二是电池在加热的同时本身需要放电，不仅存在低温放电问题，而且加热不均匀，电池在不同部位温度不同的情况下放电会加剧电池的不平衡，对其容量、寿命、自放电能量、电池性能差异等都将造成不利影响，不合适长期工作。
有鉴于此，确有必要提供一种结构简单且对电池无不良影响的锂离子电池加热***。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种结构简单且对电池无不良影响的锂离子电池加热***。
为了实现上述发明目的，本实用新型提供了一种锂离子电池加热***，其包括电热膜片、电源、继电器、温度传感器和电池管理***，电源、继电器与电热膜片形成电流回路，电源为与待加热电池相独立的电源，温度传感器通过电池管理***与继电器连接，电热膜片贴在待加热电池表面以为其加热，温度传感器放置在待加热电池周围以检测其温度，电池管理***以温度传感器所测得的待加热电池温度信号为依据控制继电器的闭合与断开。
作为本实用新型锂离子电池加热***的一种改进，所述电热膜片为多个，彼此之间为并联、串联或混联。
作为本实用新型锂离子电池加热***的一种改进，所述每一电热膜片都包括位于中间的发热体和包裹发热体的绝缘层。
作为本实用新型锂离子电池加热***的一种改进，所述电热膜片的厚度为0.2~1.0mm。
作为本实用新型锂离子电池加热***的一种改进，所述电热膜片的功率为5~50W。
作为本实用新型锂离子电池加热***的一种改进，所述电源为直流电或交流电。
与现有技术相比，本实用新型锂离子电池加热***不使用待加热电池，而是使用独立电源作为加热电源，因此待加热电池不存在低温充电或放电，可实现电池均匀加热，长期使用对锂离子电池性能无不利影响，解决锂离子电池在低温下不可充电风险和放电效率低等问题，为锂离子电池在低温环境中长期使用提供保障。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型锂离子电池加热***及其有益技术效果进行详细说明。
图1为本实用新型锂离子电池加热***第一实施方式的结构示意图。
图2为本实用新型锂离子电池加热***第二实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的各个具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。
请参阅图1所示，本实用新型锂离子电池加热***第一实施方式包括电热膜片10、电源12、继电器14、温度传感器16和电池管理***（BMS）18。其中，电热膜片10为彼此串联的多个，电源12、继电器14与电热膜片10形成电流回路，温度传感器16则通过电池管理***18与继电器14连接。
电热膜片10用于贴在电池表面以为其加热，每一电热膜片10都包括位于中间的发热体和包裹发热体的绝缘层。在保证绝缘层绝缘效果的前提下，电热膜片10应尽量做薄，厚度通常为0.2~1.0mm。电热膜片10可以在直流或交流电下工作，功率则根据待加热电池的大小和加热速度要求而异，一般为5~50W。为了方便电热膜片10的固定及提高其传热效率，可先在电热膜片10或待加热电池的表面粘双面胶，再将电热膜片10粘贴到待加热电池表面。
电源12用于为电热膜片10供电，根据实际需要，其可以设计为多种形式的电源，如可以接220V家用电源、充电机的输出电源、电池（组）总正总负两极或其他电源，只要不是待加热电池（组）即可。
继电器14用于切断或接通电热膜片10所在的电路，以保证电热膜片10能够根据需要对待加热电池进行加热或停止加热。
温度传感器16放置在待加热电池的周围，如电池表面、Busbar表面等，以直接或间接检测待加热电池的温度。
电池管理***18是待加热电池的检测和管控中心，在本实用新型锂离子电池加热***中，其作用是负责接收温度传感器16所测得的温度信号，并以此为依据控制继电器14的闭合与断开。
请参阅图2所示，在本实用新型的第二实施方式中，电池膜片10a还可以采用并联结构。
此外，根据本实用新型的其他实施方式，电池膜片10a还可以采用混联结构。
组装时，先将电热膜片10、10a贴在每个待加热电池的表面上，再将电热膜片10、10a以并联、串联或混联的方式相接后连到电源12上，并在电热膜片10、10a与电源12的电路上串联好继电器14。之后，将温度传感器16放置于待加热电池的周边，并将温度传感器16和继电器14连接于电池管理***18。
使用时，温度传感器16将感应到的待加热电池的温度信号传送给电池管理***18，电池管理***18根据电池温度控制继电器14：若电池温度低于设定值（如0℃），则将继电器14闭合而接通电路，电热膜片10、10a开始发热，电池吸收热量，温度逐渐升高；当电池温度升高到另一设定值（如20℃）时，电池管理***18根据温度传感器16传送的信号将继电器14断开，电热膜片10、10a停止工作。为了使电池温度更均匀，电热膜片10、10a断电后，电池需休息一个预定时间（如5分钟）后，才可以进行充电或放电。
综上所述，本实用新型锂离子电池加热***不使用待加热电池而是使用独立电源作为加热电源，因此待加热电池不存在低温放电、加热不均匀等问题，长期使用对电池性能无不利影响；而电热膜片具有一致性好、传热效率高的特点，可快速提升电池温度，且电池受热均匀，保证加热后的电池（组）温度差异小。因此，本实用新型能够保证电池在较理想的温度下进行充放电，有效提高电池的安全性能，延长电池（组）的使用寿命，解决锂离子电池在低温下不可充电风险和放电效率低等问题，为锂离子电池长期在低温下使用提供保障。 
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (6)

1. 一种锂离子电池加热***，其特征在于：包括电热膜片、电源、继电器、温度传感器和电池管理***，电源、继电器与电热膜片形成电流回路，电源为与待加热电池相独立的电源，继电器用于切断或接通电热膜片所在的电路，温度传感器通过电池管理***与继电器连接，电热膜片贴在待加热电池表面以为其加热，温度传感器放置在待加热电池周围以检测其温度，电池管理***以温度传感器所测得的待加热电池温度信号为依据控制继电器的闭合与断开。
2. 根据权利要求1所述的锂离子电池加热***，其特征在于：所述电热膜片为多个，彼此之间为并联、串联或混联。
3. 根据权利要求2所述的锂离子电池加热***，其特征在于：所述每一电热膜片都包括位于中间的发热体和包裹发热体的绝缘层。
4. 根据权利要求1、2或3所述的锂离子电池加热***，其特征在于：所述电热膜片的厚度为0.2~1.0mm。
5. 根据权利要求1、2或3所述的锂离子电池加热***，其特征在于：所述电热膜片的功率为5~50W。
6. 根据权利要求1、2或3所述的锂离子电池加热***，其特征在于：所述电源为直流电或交流电。
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