本實用新型屬于電池加熱技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電芯加熱模塊。

背景技術(shù)：

鋰離子電芯具有能量高、電池電壓高、工作溫度范圍寬及貯存壽命長等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各種小型電器以及電動汽車中。應(yīng)用于電動汽車的鋰離子動力電芯其工作環(huán)境通常為-20℃～60℃，在適宜的溫度下鋰離子動力電芯才能較好的運作，溫度較低會對鋰離子動力電芯的運行壽命產(chǎn)生不良影響；另一方面，在鋰離子動力電芯開始啟動或充電的時候，電池溫度變化較大，對電池產(chǎn)生不利影響；因此，在氣候寒冷的冬天，需考慮對鋰離子動力電芯的加熱問題。

現(xiàn)有大部分電動汽車電芯模塊配備的加熱系統(tǒng)主要是：在電芯模組的外部側(cè)壁設(shè)置電阻絲加熱片進行加熱。然而該加熱方式存在以下不足：

1、加熱片對電芯加熱主要是通過空氣熱傳導(dǎo)，而空氣熱傳導(dǎo)效率較低，；

2、電阻絲加熱片最高可以達到1000℃高溫，一旦溫度傳感器失效，電芯存在燃燒的風(fēng)險；

3、電阻絲加熱片電熱轉(zhuǎn)換效率較低，從通電到電芯滿足工作溫度要求所需時間過長；

4、電阻絲加熱片方案無法對所有電芯進行均勻的加熱，導(dǎo)致不同電芯輸出電壓不一致。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有電芯加熱技術(shù)中存在熱傳導(dǎo)效率低以及加熱效果不均勻的問題，本實用新型提供了一種電芯加熱模塊，該電芯加熱模塊能夠?qū)崿F(xiàn)電芯陣列的快速加熱，同時使得電芯陣列中的各個單體電芯受熱均勻，保證輸出電壓的一致性。

本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

提供一種電芯加熱模塊，包括電芯陣列和加熱膜；

所述電芯陣列包括多個單體電芯；

所述加熱膜環(huán)繞設(shè)置于多個單體電芯之間，所述加熱膜的兩端分別引出電芯陣列的外部，且加熱膜的兩端分別電連接有正極引出端和負(fù)極引出端。

進一步的，所述電芯陣列中的多個單體電芯呈矩形陣列排布，且所述多個單體電芯相互間隔。

進一步的，所述加熱膜為柔性帶體，所述加熱膜呈波浪形并環(huán)繞于各個單體電芯的外壁之間，所述單體電芯與加熱膜絕緣接觸。

進一步的，所述加熱膜為石墨烯加熱膜。

進一步的，還包括有用于固定所述電芯陣列的第一電芯支架和第二電芯支架，所述第一電芯支架和第二電芯支架分別連接在所述電芯陣列的兩側(cè)。

進一步的，所述第一電芯支架朝向第二電芯支架一面上開有容置腔，所述電芯陣列位于所述容置腔中，所述第二電芯支架覆蓋所述容置腔的開口；

所述第一電芯支架上設(shè)置有多個第一通孔，所述第一通孔分別連通所述容置腔和第一電芯支架背離容置腔的表面；

所述第二電芯支架上設(shè)置有多個第二通孔，所述第二通孔分別連通所述容置腔和第二電芯支架背離第一電芯支架的表面；

所述單體電芯的兩端分別位于第一通孔和第二通孔中。

進一步的，所述加熱膜設(shè)置于所述容置腔中，所述第一電芯支架的側(cè)壁上開有引出槽，所述正極引出端和負(fù)極引出端從所述引出槽引出。

進一步的，所述第一電芯支架上設(shè)置有第一導(dǎo)向柱，所述第一導(dǎo)向柱沿第一電芯支架的外側(cè)朝第二電芯支架方向延伸，所述第二電芯支架沿所述第一導(dǎo)向柱的延伸方向設(shè)置有第二導(dǎo)向柱，所述第一導(dǎo)向柱和第二導(dǎo)向柱均為中空結(jié)構(gòu)，所述第二電芯支架與第一電芯支架連接時，第一導(dǎo)向柱和第二導(dǎo)向柱端部軸向?qū)ā?/p>

進一步的，所述第一電芯支架和第二電芯支架卡扣連接。

進一步的，所述單體電芯為圓柱形電芯。

根據(jù)本實用新型的電芯加熱模塊，在電芯陣列中設(shè)置了加熱膜，加熱膜環(huán)繞設(shè)置于電芯陣列的多個單體電芯之間，通過加熱膜與電芯的側(cè)壁直接接觸，不需要通過空氣進行傳導(dǎo)，使加熱膜產(chǎn)生的熱量快速傳遞至單體電芯上，提高加熱效率；另一方面，通過加熱膜環(huán)繞于電芯陣列內(nèi)部的方式，能夠使得電芯陣列內(nèi)部和外部的單體電芯同時得到加熱，有效避免了不同位置單體電芯加熱溫度不一致的問題，單體電芯的溫度一致，進而保證各單體電芯輸出電壓的一致性。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1提供的電芯加熱模塊的截面圖；

圖2是本實用新型實施例1提供的電芯加熱模塊的爆炸示意圖；

圖3是本實用新型實施例1提供的第一電芯支架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型實施例1提供的第二電芯支架的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實用新型實施例2提供的電芯加熱模塊的截面圖；

圖6是本實用新型實施例3提供的電芯加熱模塊的截面圖。

說明書附圖中的附圖標(biāo)記如下：

1、加熱膜；11、正極引出端；12、負(fù)極引出端；2、電芯陣列；21、單體電芯；3、第一電芯支架；31、第一導(dǎo)向柱；32、第一通孔；33、容置腔；4、第二電芯支架；41、第二導(dǎo)向柱；42、第二通孔。

具體實施方式

為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例1

參見圖1和圖2所示，本實施例公開了一種電芯加熱模塊，包括電芯陣列2和加熱膜1；

所述電芯陣列2包括多個單體電芯21，多個單體電芯21的位置相對固定，且單體電芯21之間存在間隙，所述單體電芯21可以為現(xiàn)有對工作溫度有要求的各種電池，如鋰離子電池、鋅錳電池、鎘鎳電池，鎳氫電池等。

所述加熱膜1環(huán)繞設(shè)置于多個單體電芯21之間，所述單體電芯21的部分側(cè)壁與加熱膜1接觸，所述加熱膜1包裹于單體電芯21的部分外壁上，同時沿單體電芯21的外壁切線方向引出，單體電芯21的側(cè)壁與加熱膜1直接接觸，將加熱膜1的熱量傳導(dǎo)至單體電芯21上，不需要通過空氣進行傳導(dǎo)，提高導(dǎo)熱效率。所述加熱膜1的兩端分別引出電芯陣列2的外部，且加熱膜1的兩端分別電連接有正極引出端11和負(fù)極引出端12，加熱膜1通電后發(fā)出熱量，所述正極引出端11和負(fù)極引出端12用于引入加熱膜1所需的電能供應(yīng)。

需要說明的是，本實施例并不限制所述加熱膜1的數(shù)量，如圖1所示，本實施例中設(shè)置一個加熱膜1，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可根據(jù)實際單體電芯21的數(shù)量對加熱膜1的數(shù)量進行選擇，對本實施例所做簡單替換的技術(shù)方案均包括在本實用新型的保護范圍。

在本實施例中，所述電芯陣列2中的多個單體電芯21呈矩形陣列排布，且所述多個單體電芯21相互間隔。需要說明的是，在本實施例的技術(shù)方案中，并不限制單體電芯21的外形和排列方式，采用其他現(xiàn)有的單體電芯21及其排列方式，如環(huán)形陣列等，進行替換的技術(shù)方案也應(yīng)包括在本實用新型的保護范圍內(nèi)。

所述加熱膜1為可彎折的柔性帶體，選擇柔性帶體有利于加熱膜1在電芯陣列2之中纏繞穿行，同時在單體電芯21和加熱膜1的接觸位置的部分加熱膜1彎折形變，加大加熱膜1與單體電芯21之間的接觸面積，優(yōu)選加熱膜1呈波浪形環(huán)繞于不同單體電芯的外壁之間，所述單體電芯與加熱膜1接觸部分為絕緣設(shè)置，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可根據(jù)實際情況在單體電芯21外壁設(shè)置熱縮膜，或在加熱膜1與單體電芯21的接觸位置設(shè)置導(dǎo)熱層，如導(dǎo)熱硅膠等，進行熱量傳遞和電性絕緣。

作為本實用新型的一種優(yōu)選的實施例，所述加熱膜1為石墨烯加熱膜；石墨烯加熱膜電熱轉(zhuǎn)換效率較高，按所述方案纏繞在電芯陣列2中，使電芯陣列2里所有單體電芯21同時加熱，電芯迅速升溫到設(shè)定溫度，且石墨烯加熱膜作為一種新型加熱膜1具有加熱功率可設(shè)計的優(yōu)點，也可根據(jù)所需加熱速度設(shè)計加熱曲線，能夠電芯溫度將保持在最高溫度以下，避免加熱溫度失控的風(fēng)險，經(jīng)試驗，采用石墨烯加熱膜結(jié)合上述加熱膜1設(shè)置方式進行電芯陣列2的加熱，可在10s內(nèi)達到所需電芯溫度的90％，30s后可穩(wěn)定持續(xù)輸出所需要的溫度，保證電芯陣列2的所有單體電芯21同時迅速加熱到所需溫度。

如圖2～圖4所示，所述電芯加熱模塊還包括有用于固定所述電池陣列的第一電芯支架3和第二電芯支架4。

具體的，所述第一電芯支架3為半封閉盒狀，所述第二電芯支架4為蓋狀，所述第一電芯支架3朝向第二電芯支架4一面上開有容置腔33，所述電池陣列位于所述容置腔33中，所述第二電芯支架4與第一電芯支架3連接時，第二電芯支架4封閉所述容置腔33的開口，所述第一電芯支架3和第二電芯之間通過卡扣連接；

所述第一電芯支架3上設(shè)置有多個第一通孔32，所述第一通孔32分別連通所述容置腔33和第一電芯支架3背離容置腔33的表面；

所述第二電芯支架4上設(shè)置有多個第二通孔42，所述第二通孔42分別連通所述容置腔33和第二電芯支架4背離第一電芯支架3的表面；

所述單體電芯21的兩端分別位于第一通孔32和第二通孔42中，通過所述第一通孔32和第二通孔42將單體電芯21進行固定，同時保證單體電芯21之間留有供所述加熱膜1穿過的間隙，單體電芯21的兩個電極端面位于第一電芯支架3和第二電芯支架4的外表面，用于單體電芯21之間的電性連接。

通過上述第一電芯支架3和第二電芯支架4對電芯陣列2進行固定，所述加熱膜1與電芯陣列2共同設(shè)置于所述容置腔33中，所述第一電芯支架3的側(cè)壁上開有引出槽(未圖示)，所述正極引出端11和負(fù)極引出端12從引出槽引出，所述正極引出端11和負(fù)極引出端12外接有直流電源，通過所述直流電源給加熱膜1供電，所述正極引出端11和負(fù)極引出端12為銀電極。

所述第一電芯支架3上設(shè)置有第一導(dǎo)向柱31，所述第一導(dǎo)向柱31沿第一電芯支架3的外側(cè)朝第二電芯支架4方向延伸，所述第二電芯支架4在第一導(dǎo)向柱31的延伸方向設(shè)置有第二導(dǎo)向柱41，所述第一導(dǎo)向柱31和第二導(dǎo)向柱41均為中空結(jié)構(gòu)，所述第二電芯支架4與第一電芯支架3連接時，第一導(dǎo)向柱31和第二導(dǎo)向柱41端部連接且相互導(dǎo)通。所述電芯陣列2在相應(yīng)位置預(yù)留有空位，以供第一導(dǎo)向柱31和第二導(dǎo)向柱41穿過，所述第一導(dǎo)向柱31和第二導(dǎo)向柱41形成導(dǎo)向通孔，可通過螺栓穿過所述導(dǎo)向通孔將多個電芯加熱模塊進行串聯(lián)。

為了便于加熱膜1在電芯陣列2中的環(huán)繞、減小單體電芯21棱邊對加熱膜1的磨損以及加大加熱膜1與單體電芯21的接觸換熱面積，所述單體電芯21優(yōu)選為圓柱形電芯。

在本實用新型中，所述加熱膜1與電芯陣列2的環(huán)繞方式有多種，以下通過具體實施例對加熱膜1的環(huán)繞方式進行進一步解釋：

在以下實施例的描述中，需要理解的是，術(shù)語“行”、“列”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對以下實施例的限制。

如圖1所示，包括電芯陣列2、第一電芯支架3、第二電芯支架4和加熱膜1；所述電芯陣列2固定安裝于第一電芯支架3和第二電芯支架4之間，所述電芯陣列2中的單體電芯21呈矩形陣列排布，單體電芯21之間間隔相等，所述第一電芯支架3和第二電芯支架4之間設(shè)置有第一導(dǎo)向柱31和第二導(dǎo)向柱41，所述第一導(dǎo)向柱31和第二導(dǎo)向柱41相互連接形成導(dǎo)向柱，所述導(dǎo)向柱的數(shù)量為5個，其中4個位于第一電芯支架3的四角位置，1個位于第一電芯支架3的中心位置，所述導(dǎo)向柱取代電芯陣列2中相應(yīng)位置的單體電芯21；

所述加熱膜1為石墨烯加熱膜，石墨烯加熱膜從電芯陣列2的左上角方向進入，沿電芯陣列2的行方向呈波浪狀環(huán)繞于電芯陣列2的第一行單體電芯21上，達到第一行單體電芯21的末尾后引入第二行單體電芯21，沿反方向波浪狀環(huán)繞于電芯陣列2的第二行單體電芯21上，依次類推，最終從電芯陣列2的右下角引出，所述石墨烯加熱膜的兩端分別連接正極引出端11和負(fù)極引出端12。實施例2

如圖5所示，為本實用新型中一種電芯加熱模塊的實施方式，包括實施例1中大部分技術(shù)特征，其不同之處在于：

所述加熱膜1為石墨烯加熱膜，石墨烯加熱膜從電芯陣列2的左上角方向進入，沿電芯陣列2的行方向呈直線狀穿過電芯陣列2的第一行與第二行單體電芯21的間隙之間，達到第二行單體電芯21的末尾后沿列方向引入第二行與第三行單體電芯21的間隙之間，沿反方向直線狀穿過電芯陣列2的第二行與第三行單體電芯21的間隙之間，依次類推，最終從電芯陣列2的左下角引出，所述石墨烯加熱膜的兩端分別連接正極引出端11和負(fù)極引出端12。

實施例3

如圖6所示，為本實用新型中一種電芯加熱模塊的實施方式，包括實施例1中大部分技術(shù)特征，其不同之處在于：

所述加熱膜1為石墨烯加熱膜，石墨烯加熱膜從電芯陣列2的左上角方向進入，沿電芯陣列2的行方向呈直線狀穿過電芯陣列2的第一行與第二行單體電芯21的間隙之間，達到第二行單體電芯21的末尾后沿列方向引入第三行與第四行單體電芯21的間隙之間，沿反方向直線狀穿過電芯陣列2的第三行與第四行單體電芯21的間隙之間，依次類推，最終從電芯陣列2的左下角引出，所述石墨烯加熱膜的兩端分別連接正極引出端11和負(fù)極引出端12。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。