CN216145687U - 电池预热装置及电动设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电池预热装置及电动设备。电池预热装置包括：第一收容仓设置有用于收容电池的第一收容腔；第二收容仓设置有用于收容水或水蒸汽的第二收容腔，第一收容仓设置于第二收容腔内且两者之间隔绝；第一管道依次穿设并密封连接于第二收容仓和第一收容仓的相邻侧壁，且延伸至第一收容腔内，第一管道用于穿设走线；第二管道提供水或水蒸汽的进入通路；第三管道提供水或水蒸汽的排出通路；加热厚膜，设置于第二收容仓的外表面上，加热厚膜用于加热并与第二收容仓导热连接以加热收容于第二收容腔内的水或水蒸汽。本申请有利于提高对电池进行预热的效率。

Description

电池预热装置及电动设备

技术领域

本申请涉及厚膜加热领域，还涉及一种电池预热装置及电动设备。

背景技术

电池的性能很大一部分受制于工作环境的影响，特别是在低温条件下，电池的充电时间增加并且电池在低温环境下的充放电性能下降。因此，如何高效率地对电池进行预加热，一直是业界所要研发的趋势。

实用新型内容

针对于上述技术问题，本申请的实施例提供一种电池预热装置及电动设备，有利于提高对电池进行预热的效率。

第一方面，本申请的实施例提供一种电池预热装置，包括：第一收容仓、第二收容仓、第一管道、第二管道、第三通道及加热厚膜。第一收容仓设置有用于收容电池的第一收容腔；第二收容仓设置有用于收容水或水蒸汽的第二收容腔，第一收容仓设置于第二收容腔内且两者之间隔绝；第一管道依次穿设并密封连接于第二收容仓和第一收容仓的相邻侧壁，且延伸至第一收容腔内，第一管道允许电连接电池的走线穿设于其内部并从第一收容腔延伸至第二收容仓外；第二管道穿设并密封连接于第二收容仓的侧壁，第二管道用于提供水或水蒸汽的进入通路并与第二收容腔连通；第三管道，穿设并密封连接于第二收容仓的侧壁，第三管道用于提供水或水蒸汽的排出通路并与第二收容腔连通；加热厚膜，设置于第二收容仓的外表面上，加热厚膜用于加热并与第二收容仓导热连接以加热收容于第二收容腔内的水或水蒸汽。

可选地，加热厚膜设置于第二收容仓的连接第二管道的侧壁上。

可选地，电池预热装置还包括芯柱，设置于第二管道的内部，芯柱的表面设置有外螺旋槽，外螺旋槽与第二管道的内表面形成螺旋通道。

可选地，沿水或水蒸汽在螺旋通道内的流通方向，外螺旋槽的间距逐渐减小。

可选地，第一管道与第二收容仓和第一收容仓的相邻侧壁的连接处设置有密封圈，密封圈密封第一管道和相邻侧壁的连接处。

可选地，加热厚膜包括：绝缘层，设置于第二收容仓的外表面；加热线圈，设置于绝缘层上；封装层，设置于绝缘层上并覆盖加热线圈。

可选地，加热厚膜包括：加热线圈，设置于第二收容仓的外表面；封装层，设置于第二收容仓的外表面并覆盖加热线圈。

可选地，电池预热装置还包括温度控制器，连接于加热线圈的通路上，用于在监测到温度达到预定温度时断开加热线圈的通路以停止加热。

第二方面，本申请的实施例提供一种电动设备，包括电池、走线、以及前述任一项电池预热装置，电池收容于第一收容腔内，走线电连接电池并穿设于第一管道的内部、以及从第一收容腔延伸至第二收容仓外。

可选地，电池包括单个电池或者多个电池形成的电池组。

如上所述，在本申请实施例的电池预热装置及电动设备中，将电池收容于第一收容仓的第一收容腔内，在第一收容仓的外部设置第二收容仓，通过在第二收容仓的外表面设置加热厚膜，利用加热厚膜加热第二收容仓的第二收容腔内的水，以此产生热水或水蒸汽，对第一收容腔内的电池进行预热，加热厚膜的厚度较薄，可以与第二收容仓更好地进行位置和形状上的匹配，具有较高的加热效率，因此有利于提高对电池进行预热的效率；另外，加热厚膜的体积小、可贴置于第二收容仓的外表面，有利于电池预热装置的小型化设计，并且加热厚膜的能耗较小，可降低预热电池所需的功率及能耗；

另外，水或者水蒸汽可以通过第二管道进入第一收容仓和第二收容仓之间的区域内，在经过加热厚膜的加热之后，从第三管道排出，水或者水蒸汽在第二收容腔内流通并将热量传导给电池，也有利于及时的电池预热。

附图说明

图1为本申请的电池预热装置一实施例的局部结构示意图；

图2为本申请的加热厚膜一实施例的结构示意图；

图3为本申请的第二管道一实施例的截面示意图；

图4为本申请的芯柱一实施例的结构示意图。

具体实施方式

加热厚膜是采用糊状导电浆料，例如超导陶瓷材料微粉与有机粘合溶剂调和成的糊状浆料，以电路布线或图案形式印制在衬底基材上，经过热处理工序之后进行烧结，制成厚膜。本申请将加热厚膜应用于车辆等电池预热装置中，加热厚膜设置于收容电池的收容仓的外表面，利用加热厚膜加热收容仓以及水，以此加热收容仓内的电池，提高对电池的预热效率。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图，对本申请的技术方案进行清楚地描述。显然，下文所描述实施例仅是本申请的一部分实施例，而非全部。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可相互组合，且亦属于本申请的技术方案。

应理解，在本申请实施例的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请相应实施例的技术方案和简化描述，而非指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

图1为本申请的电池预热装置一实施例的局部结构示意图，图2为本申请的加热厚膜一实施例的结构示意图。请一并参阅图1和图2，电池预热装置10包括：第一收容仓11、第二收容仓12、第一管道13、第二管道151、第三管道152及加热厚膜14。

第一收容仓11设置有用于收容电池(未图示出)的第一收容腔。该电池为单个电池或者多个电池形成的电池组。

第二收容仓12设置有用于收容水或水蒸汽的第二收容腔，第一收容仓11设置于第二收容腔内且第一收容腔和第二收容腔之间隔绝。

第一管道13依次穿设并密封连接于第二收容仓12和第一收容仓11的相邻侧壁，且延伸至第一收容腔内，第一管道13允许电连接电池的走线穿设于其内部并从第一收容腔延伸至第二收容仓12外。

加热厚膜14设置于第二收容仓12的外表面上，加热厚膜14用于加热并与第二收容仓12导热连接以加热收容于第二收容腔内的水或水蒸汽。

将电池收容于第一收容仓11的第一收容腔内，在第一收容仓11的外部设置第二收容仓12，通过在第二收容仓12的外表面设置加热厚膜14，利用加热厚膜14加热第二收容仓12的第二收容腔内的水，以此产生热水或水蒸汽，对第一收容腔内的电池进行预热，加热厚膜14的厚度较薄，可以与第二收容仓12更好地进行位置和形状上的匹配，具有较高的加热效率，因此有利于提高对电池进行预热的效率；另外，加热厚膜14的体积小、可贴置于第二收容仓12的外表面，有利于电池预热装置10的小型化设计，并且加热厚膜14的能耗较小，可降低预热电池所需的功率及能耗。

应理解，为了避免水或者水蒸汽进入第一收容仓11内的电池以影响电池的安全性能，第一收容仓11为一密封仓，该密封仓的第一收容腔仅通过第一管道13与外界连通，但是水或者水蒸汽存在于第二收容腔内的位于第一收容仓11和第二收容仓12之间的区域内，且这一区域是与外界完全隔绝的密封空间，因此水或者水蒸汽无法进入第一收容腔内。

在一些实施例中，第一管道13与第二收容仓12的第一侧壁121以及第一收容仓11的第一侧壁111连接，第一侧壁121和第一侧壁111相邻，且连接处可以设置有密封圈(未图示出)，密封圈可以环绕第一管道13设置，例如为橡胶圈，于此，密封圈密封第一管道13和第一侧壁121以及第一管道13和第一侧壁111的连接处。

请继续参阅图1，水或者水蒸汽可以循环对电池进行预热，水或者水蒸汽可以从外界引入第二收容仓12的第二收容腔内，并将热量传导给电池后排出至第二收容仓12外，具体地，电池预热装置10还可以包括第二管道151和第三管道152，第二管道151穿设并密封连接于第二收容仓12的第二侧壁(例如图1所示的顶壁)122，第二管道151用于提供水或水蒸汽进入第二收容仓12内的进入通路并与第二收容腔连通，第三管道152穿设并密封连接于第二收容仓12的第三侧壁(例如图1所示的底壁)123，第三管道152用于提供水或水蒸汽的排出通路并与第二收容腔连通，图1中的黑色粗线箭头表示水或者水蒸汽的流通方向。也就是说，水或者水蒸汽可以通过第二管道151进入第一收容仓11和第二收容仓12之间的区域内，在经过加热厚膜14的加热之后，从第三管道152排出，水或者水蒸汽在第二收容腔内流通并将热量传导给电池，也有利于及时的电池预热。

在一些实施例中，加热厚膜14可以设置于第二收容仓12的连接第二管道151的侧壁(即顶壁)122上，用于对刚进入的水或者水蒸汽进行加热。应理解，加热厚膜14还可以设置于第二收容仓12的其他侧壁或者全部侧壁，有利于提高加热效率。

第一管道13和第二管道151、第三管道152可以为内部中空的结构，三者的截面形状可以相同也可以不同，本申请的实施例不予以限制，任一者的截面形状包括但不限于圆形，例如还可以为矩形等多边形。

请一并参阅图3和图4所示，在一些实施例中，电池预热装置10还可以包括芯柱16，该芯柱16设置于第二管道151的内部，芯柱16的表面设置有外螺旋槽161，外螺旋槽161与第二管道151的内表面形成螺旋通道。通过在第二管道151内部设置芯柱16，芯柱16的外螺旋槽161与第二管道151的内表面形成螺旋通道，螺旋通道延长了水或者水蒸汽在第二管道151内流通的长度和驻留的时间，有利于水或者水蒸汽获取更多的热量，以此提高热交换效率，并提高加热速度。当然，在其他实施例中，芯柱16也可以设置于第三管道153的内部，用于延长了水或者水蒸汽在第三管道153内流通的长度和驻留的时间，从而即可延长水或者水蒸汽在第二收容仓12内流通的长度和驻留的时间，有利于将更多的热量传导给电池，提高电池预热效率。

芯柱16可以为一体成型结构件，具体实现形式包括但不限于：硅胶柱、陶瓷柱或者塑料柱等。芯柱16的外表面可以设置有螺旋凸起162，这些螺旋凸起162形成外螺旋槽161。在一些实施例中，沿水或者水蒸汽在螺旋通道内的流通方向，外螺旋槽161的间距逐渐减小，也就是说，越靠近第二管道151的出口端，外螺旋槽161的密度逐渐增大，水或者水蒸汽流通的长度越大，单位时间内传递至水或者水蒸汽的热量越多，有利于提高加热速度。越靠近第二管道151的入口端，外螺旋槽161的密度越小，有利于水或者水蒸汽快速进入第二管道151内部，增大水或者水蒸汽的进入量。

电池预热装置10还可以包括固定件163，固定件163穿设于芯柱16的内部，且固定件163的相对两端分别与第二管道151两端的结构件(例如分别设置于第二管道151两端的第一接头和第二接头)固定。

在一些实施例中，固定件163可以为螺栓，螺栓的螺帽设于第一接头和第二接头中的一者背向另一者的侧面，并与侧面相抵接，螺杆穿出第一接头和第二接头中的另一者后与螺母拧合。或者，螺栓设有螺纹的螺杆与第一接头和第二接头中的另一者拧合。例如，螺帽设置于第二接头背向第一接头的侧面，并与该侧面相抵接。

在一些实施例中，沿第二管道151的径向，外螺旋槽161与第二管道151的内表面相对间隔设置，外螺旋槽161与第二管道151之间留有一定间隙，第二管道151与芯柱16之间未直接形成导热接触，可以防止第二管道151的温度过高时烧坏芯柱16及其外螺旋槽161，有利于延长其使用寿命。

在另一些实施例中，沿水或者水蒸汽在螺旋通道内的流通方向，第二管道151的直径逐渐减小，外螺旋槽161与第二管道151的内表面抵接。

加热厚膜14还可以设置于第二管道151或者第三管道152的外表面，并与第二管道151或者第三管道152导热连接，有利于水或者水蒸汽获取更多的热量。下文均以第二管道151设置加热厚膜14为例进行描述。第二管道151上的加热厚膜14可以单独设置、单独控制，仅通过第二管道151上的加热厚膜14加热水或者水蒸汽，或者仅通过第二收容仓12上的加热厚膜14加热水或者水蒸汽，以实现较低温度的电池预热需求；在满足较高温度或较快的电池预热需求时，可以同时利用第二收容仓12和第二管道151上的加热厚膜14进行电池预热。

第二管道151以及第二收容仓12可以采用热膨胀系数合适的材料，例如金属或合金，管道受热膨胀后与加热厚膜14以及该加热厚膜14的发热线圈的导热接触更加紧密，进一步有利于热量快速传递至水或者水蒸汽。

本申请的实施例不限制第一收容仓11和第二收容仓12的结构形状，例如，可以为如图1所示的六面矩形体，也可以为其他任何形状的结构体。根据不同形状的第一收容仓11、第二收容仓12和第二管道151，加热厚膜14可以通过适应方式(例如贴膜方式或印刷方式)形成于对应的外表面上，加热厚膜14的制备工艺、形状、材料等，本申请的实施例不予以限制。例如，如图1所示，加热厚膜14可以设置于第二收容仓12的一个侧壁的外表面上，也可以设置于多个或者全部侧壁的外表面上；加热厚膜14可以全部覆盖所设置的侧壁的外表面，也可以部分覆盖侧壁的外表面。当加热厚膜14设置于管道(例如第一管道13)所穿设的侧壁上时，加热厚膜14绕开管道。

在一些实施例中，请参阅图2所示，加热厚膜14包括绝缘层141、加热线圈142和封装层(图未示出)。绝缘层141至少设置于第二收容仓12的外表面，当然，对于加热厚膜14还设置于第二管道151的外表面的场景，绝缘层141还设置于第二管道151的外表面。绝缘层141用于实现加热线圈142与对应元件(例如金属的第二收容仓12)之间的电气绝缘。加热线圈142设置于绝缘层141上，用于例如通过导电焊盘144接电并发热。封装层设置于绝缘层141上并覆盖加热线圈142，封装层用于避免加热线圈142暴露，从而避免加热线圈142与外界的导电的电子元器件电接触而形成短路。

封装层可以通过绝缘材料采用成膜方式(例如溅射或者蒸镀方式)直接形成并覆盖加热线圈142。应理解，该封装层也可以视为一隔热层，不仅包覆加热线圈142，还可以具有良好的隔热性能，有利于将加热线圈142产生的热量更多的传递给水或者水蒸汽，以及避免向外部传递。

在另一些实施例中，加热厚膜14所设置的元件(例如第二收容仓12)的外表面不导电，则加热厚膜14可以不设置前述绝缘层141，而是包括加热线圈142和封装层。加热线圈142直接设置于元件(例如第二收容仓12)的外表面上，用于例如通过导电焊盘144接电并发热。封装层设置于元件(例如第二收容仓12)的外表面上并覆盖加热线圈142。

加热厚膜14还可以设置有导电焊盘144，封装层暴露导电焊盘144，以允许导电焊盘144接电。在一些实施例中，第二管道151的表面可以设置有端子片，端子片的一端用于接电，端子片的另一端电连接导电焊盘144。在另一些实施例中，暴露的导电焊盘144可以直接接电。

应理解，图2所示的两个导电焊盘144仅供示例性展示，本申请的实施例不限制导电焊盘144的数量。例如，加热厚膜14可以设置四个导电焊盘144，其中两个导电焊盘144可用于接电，另外两个导电焊盘144可分别连接温度控制器145的两个引脚，并根据温度控制器145检测到的温度选择性断开加热线圈142(两个导电焊盘144之间)的通路上，例如，在检测到加热温度达到并超过预设温度时断开两个导电焊盘144之间的通路，而低于该预设温度时保持两个导电焊盘144之间的通路连通，以停止加热。

本申请的实施例还提供一种电动设备，包括电池、走线、以及前述任一实施例的电池预热装置10，电池收容于第一收容腔内，走线电连接电池并穿设于第一管道13的内部、以及从第一收容腔延伸至第二收容仓12外。于此，该电动设备具有电池预热装置10所具有的有益效果。

本申请的实施例不限制电动设备的具体表现形式，例如，在实际场景中，该可以为电动车辆、备用电源等。电池预热装置10可以在电动设备处于寒冷环境时对电池进行预热，增加电池的充放电性能。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

在本申请的描述中，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

另外，尽管本文采用术语“第一、第二、第三”等描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，仅是用来将同一类型的信息彼此区分开来。例如，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也可以包括复数形式，仅当与对应实施例的描述内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

Claims (10)

1.一种电池预热装置，其特征在于，包括：

第一收容仓，设置有用于收容电池的第一收容腔；

第二收容仓，设置有用于收容水或水蒸汽的第二收容腔，所述第一收容仓设置于所述第二收容腔内且两者之间隔绝；

第一管道，依次穿设并密封连接于所述第二收容仓和第一收容仓的相邻侧壁，且延伸至所述第一收容腔内，所述第一管道允许电连接所述电池的走线穿设于其内部并从所述第一收容腔延伸至所述第二收容仓外；

第二管道，穿设并密封连接于所述第二收容仓的侧壁，所述第二管道用于提供水或水蒸汽的进入通路并与所述第二收容腔连通；

第三管道，穿设并密封连接于所述第二收容仓的侧壁，所述第三管道用于提供水或水蒸汽的排出通路并与所述第二收容腔连通；

加热厚膜，设置于所述第二收容仓的外表面上，所述加热厚膜用于加热并与所述第二收容仓导热连接以加热收容于所述第二收容腔内的水或水蒸汽。

2.根据权利要求1所述的电池预热装置，其特征在于，所述加热厚膜设置于所述第二收容仓的连接所述第二管道的侧壁上。

3.根据权利要求1所述的电池预热装置，其特征在于，所述电池预热装置还包括芯柱，设置于所述第二管道的内部，所述芯柱的表面设置有外螺旋槽，所述外螺旋槽与所述第二管道的内表面形成螺旋通道。

4.根据权利要求3所述的电池预热装置，其特征在于，沿水或水蒸汽在所述螺旋通道内的流通方向，所述外螺旋槽的间距逐渐减小。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电池预热装置，其特征在于，所述第一管道与所述第二收容仓和第一收容仓的相邻侧壁的连接处设置有密封圈，所述密封圈密封所述第一管道和所述相邻侧壁的连接处。

6.根据权利要求1所述的电池预热装置，其特征在于，所述加热厚膜包括：

绝缘层，设置于所述第二收容仓的外表面；

加热线圈，设置于所述绝缘层上；

封装层，设置于所述绝缘层上并覆盖所述加热线圈。

7.根据权利要求1所述的电池预热装置，其特征在于，所述加热厚膜包括：

加热线圈，设置于所述第二收容仓的外表面；

封装层，设置于所述第二收容仓的外表面并覆盖所述加热线圈。

8.根据权利要求6或7所述的电池预热装置，其特征在于，所述电池预热装置还包括温度控制器，所述温度控制器连接于所述加热线圈的通路上，用于在监测到温度达到预定温度时断开所述加热线圈的通路以停止加热。

9.一种电动设备，其特征在于，所述电动设备包括电池、走线、以及权利要求1至8任一项所述的电池预热装置，所述电池收容于所述第一收容腔内，所述走线电连接所述电池并穿设于所述第一管道的内部、以及从所述第一收容腔延伸至所述第二收容仓外。

10.根据权利要求9所述的电动设备，其特征在于，所述电池包括单个电池或者多个电池形成的电池组。

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