本發(fā)明屬于鋰電池，具體涉及一種提高預(yù)熱效率的低溫鋰電池模組。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有技術(shù)中的鋰電池模組在低溫環(huán)境下工作時(shí)存在預(yù)熱效率低的問題，導(dǎo)致充電緩慢或放電能力下降，影響了鋰電池模組的性能和使用壽命，在低溫環(huán)境下，鋰電池模組的性能會(huì)受到影響，充放電效率下降，因此需要有效的預(yù)熱措施來保證其正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種提高預(yù)熱效率的低溫鋰電池模組，該模組具備高效的預(yù)熱效率，能夠在低溫環(huán)境下快速提升電芯組件的溫度，從而提高電池的充放電性能。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種提高預(yù)熱效率的低溫鋰電池模組，所述電池模組包括電芯組件以及內(nèi)置的熱管理裝置，所述熱管理裝置包括至少一個(gè)的加熱組件和傳感裝置，所述模組還包括用于控制加熱元件的工作狀態(tài)和監(jiān)測(cè)電池模組的充放電狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)，加熱組件設(shè)置在相鄰所述電芯組件之間的位置，所述傳感裝置設(shè)置在所述每個(gè)電芯組件的內(nèi)部或外表面。

3、基于上述技術(shù)特征，電芯組件通過串聯(lián)和并聯(lián)方式形成預(yù)定電壓和容量，所述模組具備的內(nèi)置的熱管理系統(tǒng)，用于在低溫環(huán)境下快速預(yù)熱電芯組件，加熱組件配置在電芯組件的相鄰位置，用于直接對(duì)電芯組件進(jìn)行加熱，所述溫度傳感器設(shè)置在每個(gè)電芯組件的表面或內(nèi)部，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯組件的溫度。溫度傳感器采用ntc熱敏電阻，設(shè)置在每個(gè)電芯組件的表面或內(nèi)部，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并反饋電芯組件的溫度。

4、作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述加熱元件為柔性加熱膜。

5、基于上述技術(shù)特征，所述加熱元件為柔性加熱膜，能夠貼合電芯組件的外形，柔性加熱膜設(shè)置在電芯組件之間并敷于電芯組件上，實(shí)現(xiàn)均勻加熱。

6、作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述柔性加熱膜為絲狀或條狀結(jié)構(gòu)，形成多個(gè)絲狀或條狀結(jié)構(gòu)的柔性加熱膜均勻分布。

7、作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述柔性加熱膜包括柔性基底層、導(dǎo)電層、絕緣層和保護(hù)層，導(dǎo)電層設(shè)置在絕緣層之上，保護(hù)層覆蓋在導(dǎo)電層上，所述導(dǎo)電層由金屬、碳基材料或其混合物組成，所述導(dǎo)電層為蛇形或螺旋形結(jié)構(gòu)。

8、基于上述技術(shù)特征，導(dǎo)電層設(shè)置在絕緣層之上，用于在通電時(shí)產(chǎn)生熱量；保護(hù)層覆蓋在導(dǎo)電層上，以提高加熱膜的耐用性和防護(hù)性；所述導(dǎo)電層采用蛇形或螺旋形布局，以提高加熱效率；所述保護(hù)層采用耐磨材料，以增強(qiáng)加熱膜的機(jī)械強(qiáng)度。

9、作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述絕緣層由多層結(jié)構(gòu)組成，包括底層絕緣膜和覆蓋在導(dǎo)電層上的頂層絕緣膜。

10、作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述保護(hù)層包括透明保護(hù)膜，允許加熱膜在可見光范圍內(nèi)保持一定的透光率。

11、作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述柔性基底層還包括微孔結(jié)構(gòu)，微孔結(jié)構(gòu)均勻分布在所述柔性基底層上。

12、基于上述技術(shù)特征，所述柔性基底層采用柔性聚合物材料，以確保加熱膜的柔韌性；

13、作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述柔性加熱膜的厚度在0.1mm至1mm之間。

14、基于上述技術(shù)特征，所述加熱膜的厚度在0.1mm至1mm之間，以保持其柔韌同時(shí)提供足夠的加熱能力。

15、作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述預(yù)熱監(jiān)測(cè)步驟包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池模組的電芯組件溫度；當(dāng)溫度低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)加熱系統(tǒng)；根據(jù)電芯組件的溫度反饋動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱強(qiáng)度；加熱至電芯組件達(dá)到最佳工作溫度后，關(guān)閉加熱系統(tǒng)。

16、基于上述技術(shù)特征，在鋰電池模組中每個(gè)電芯的正負(fù)極上分別安裝電壓傳感器，以監(jiān)測(cè)電芯電壓；在電池模組的輸入和輸出端安裝電流傳感器，以測(cè)量充放電電流；在電池模組的關(guān)鍵位置安裝溫度傳感器，以檢測(cè)模組的溫度分布，當(dāng)檢測(cè)到電壓、電流或溫度異常時(shí)，安全保護(hù)模塊立即啟動(dòng)，切斷電路。

17、作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述預(yù)熱監(jiān)測(cè)步驟還包括：

18、監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度，當(dāng)溫度低于電芯組件最佳工作溫度的預(yù)設(shè)閾值時(shí)，啟動(dòng)模組的熱管理系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱；

19、預(yù)熱過程中，電池管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯組件的溫度，并根據(jù)預(yù)設(shè)的溫度曲線動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱元件的工作狀態(tài)，直至電芯組件達(dá)到最佳工作溫度；

20、預(yù)熱過程中，電池管理系統(tǒng)記錄電芯組件的溫度變化數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)優(yōu)化后續(xù)預(yù)熱程序；

21、預(yù)熱完成后，電池管理系統(tǒng)自動(dòng)切換至正常工作模式，管理電芯組件的充放電過程，并監(jiān)控電芯組件的狀態(tài)。

22、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：本裝置快速預(yù)熱響應(yīng)，提高低溫環(huán)境下的電池性能；優(yōu)化的電芯組件排列方式，最大化熱傳遞效率；電池管理系統(tǒng)（bms）具備預(yù)設(shè)的預(yù)熱程序，自動(dòng)化控制加熱元件。

技術(shù)特征：

1.一種提高預(yù)熱效率的低溫鋰電池模組，其特征在于，所述電池模組包括電芯組件（100）以及內(nèi)置的熱管理裝置（101），所述熱管理裝置（101）包括至少一個(gè)的加熱組件（102）和傳感裝置（103），所述模組還包括用于控制加熱元件的工作狀態(tài)和監(jiān)測(cè)電池模組的充放電狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)，加熱組件（102）設(shè)置在相鄰所述電芯組件（100）之間的位置，所述傳感裝置（103）設(shè)置在所述每個(gè)電芯組件（100）的內(nèi)部或外表面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高預(yù)熱效率的低溫鋰電池模組，其特征在于，所述加熱元件為柔性加熱膜。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種提高預(yù)熱效率的低溫鋰電池模組，其特征在于，所述柔性加熱膜為絲狀或條狀結(jié)構(gòu)，形成多個(gè)絲狀或條狀結(jié)構(gòu)的柔性加熱膜均勻分布。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種提高預(yù)熱效率的低溫鋰電池模組，其特征在于，所述柔性加熱膜包括柔性基底層（107）、導(dǎo)電層（106）、絕緣層（105）和保護(hù)層（104），導(dǎo)電層（106）設(shè)置在絕緣層（105）之上，保護(hù)層（104）覆蓋在導(dǎo)電層（106）上，所述導(dǎo)電層（106）由金屬、碳基材料或其混合物組成，所述導(dǎo)電層（106）為蛇形或螺旋形結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種提高預(yù)熱效率的低溫鋰電池模組，其特征在于，所述絕緣層（105）由多層結(jié)構(gòu)組成，包括底層絕緣膜和覆蓋在導(dǎo)電層（106）上的頂層絕緣膜。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種提高預(yù)熱效率的低溫鋰電池模組，其特征在于，所述保護(hù)層（104）包括透明保護(hù)膜，允許加熱膜在可見光范圍內(nèi)保持一定的透光率。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種提高預(yù)熱效率的低溫鋰電池模組，其特征在于，所述柔性基底層（107）還包括微孔結(jié)構(gòu)，微孔結(jié)構(gòu)均勻分布在所述柔性基底層（107）上。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種提高預(yù)熱效率的低溫鋰電池模組，其特征在于，所述柔性加熱膜的厚度在0.1mm至1mm之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高預(yù)熱效率的低溫鋰電池模組，其特征在于，所述預(yù)熱監(jiān)測(cè)步驟包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池模組的電芯組件（100）溫度；當(dāng)溫度低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)加熱系統(tǒng)；根據(jù)電芯組件（100）的溫度反饋動(dòng)態(tài)調(diào)整加熱強(qiáng)度；加熱至電芯組件（100）達(dá)到最佳工作溫度后，關(guān)閉加熱系統(tǒng)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種提高預(yù)熱效率的低溫鋰電池模組，其特征在于，所述預(yù)熱監(jiān)測(cè)步驟還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種提高預(yù)熱效率的低溫鋰電池模組，電池模組包括電芯組件以及內(nèi)置的熱管理裝置，所述熱管理裝置包括至少一個(gè)的加熱組件和傳感裝置，模組還包括用于控制加熱元件的工作狀態(tài)和監(jiān)測(cè)電池模組的充放電狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)，加熱組件設(shè)置在相鄰所述電芯組件之間的位置，傳感裝置設(shè)置在所述每個(gè)電芯組件的內(nèi)部或外表面，電芯組件通過串聯(lián)和并聯(lián)方式形成預(yù)定電壓和容量，所述模組具備的內(nèi)置的熱管理系統(tǒng)，加熱組件配置在電芯組件的相鄰位置，溫度傳感器設(shè)置在每個(gè)電芯組件的表面或內(nèi)部，本裝置快速預(yù)熱響應(yīng)，提高低溫環(huán)境下的電池性能；優(yōu)化的電芯組件排列方式，最大化熱傳遞效率；電池管理系統(tǒng)具備預(yù)設(shè)的預(yù)熱程序，自動(dòng)化控制加熱元件。

技術(shù)研發(fā)人員：王振波,張益明,夏云飛,王亞璇,姜晶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京時(shí)拓能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19