一种汽车用模组顶部加热的锂离子电池包系统的制作方法

1.本实用新型属于新能源汽车技术领域，更具体地说，涉及一种汽车用模组顶部加热的锂离子电池包系统。


背景技术：

2.锂离子动力电池的工作温度范围通常为-20℃～60℃，正常运行的最适宜温度为30℃。考虑电动汽车整车运行的气候环境，以及保证电池组中的每个电池在适宜温度下运行，在夏天，主要考虑电池组的散热问题，而在冬天主要考虑的是对电池组的加热、保温等问题，长时间在低温环境下使用，将对锂离子电池的使用寿命和持久性都有很大影响。
3.现有动力电池加热方案通常采用底部加热，底面加热是将发热元件置于电池模组底部。这样，发热元件需承受电池模组的重力，容易造成发热元件的损坏。同时，对电池内部的z向高度具有一定的限制作用。另外，在车辆行驶时，加热器易受底部异物磕碰，导致加热器损坏，安全可靠性低。
4.经检索，中国专利申请号为201810633532.7的申请案，公开了一种电池ptc加热结构，该申请中，ptc安装支架的顶面低于模组安装梁的底面；ptc加热器固定于ptc安装支架上，电池模组固定于模组安装梁上，ptc加热器的顶面与电池模组的底面贴合。该申请案的电池模组由模组安装梁来支撑，ptc加热器只需要与电池模组贴合即可，并不需要对电池模组进行支撑，因此可以减少ptc加热器的承重。但该申请的加热结构占据的空间较大，从而使得电池包空间利用率较低。


技术实现要素：

5.1、要解决的问题
6.针对现有的动力电池加热采用底部加热方式，易造成发热元件受压损坏，同时，限制了电池内部z向高度的问题，本实用新型提供了一种汽车用模组顶部加热的锂离子电池包系统。本实用新型的电池包系统采用顶部加热，可有效解决加热组件受重力而易损坏的问题。同时，可进一步提高空间的利用率。
7.2、技术方案
8.为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
9.本实用新型的一种汽车用模组顶部加热的锂离子电池包系统，包括模组总成和加热组件，其中，所述的模组总成由多个依次排列的单体电池组成，所述的加热组件设置于模组总成的顶部，且加热组件与模组总成之间设有导热结构胶。
10.进一步地，所述的加热组件包括加热板和加热元件，该加热板上设有冲压管，加热元件位于该冲压管的内腔中。
11.进一步地，所述的加热元件包括ptc发热芯和陶瓷片，其中，ptc发热芯和陶瓷片依次交错设置。
12.进一步地，所述的ptc发热芯和陶瓷片通过导热结构胶粘贴于加热板上。
13.进一步地，所述的加热板上设有若干加强筋，且该加热板的两端均开设有定位孔。
14.进一步地，还包括端板、箱体和箱盖，所述的端板位于模组总成的两端，且设置于箱体上，所述箱体与箱盖之间设有密封圈。
15.进一步地，所述的加热组件与箱盖之间设有若干硅胶泡棉，该硅胶泡棉粘贴于加热板上。
16.进一步地，所述的箱体与单体电池之间设有隔热结构胶。
17.进一步地，所述的单体电池之间设有隔片，该隔片与单体电池的尺寸相一致。
18.进一步地，所述的导热结构胶的导热系数为0.5-5，隔热结构胶的导热系数为0.1-0.4。
19.3、有益效果
20.相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
21.(1)本实用新型的一种汽车用模组顶部加热的锂离子电池包系统，加热组件设置在模组总成的上方，较传统的底部加热方案相比，可不用担心模组总成自身重力对加热组件造成损伤，从而可充分利用空间，对模组总成进行加高设计，以适用更大容量的需求；另外，由于加热组件设置在模组总成的顶部，可有效避免加热组件受底部异物磕碰；同时，使得单体电池的底部散热效果更好。
22.(2)本实用新型的一种汽车用模组顶部加热的锂离子电池包系统，加热组件与模组总成之间采用导热结构胶进行连接，端板从模组总成的两端进行限位，端板通过紧固螺钉与箱体进行连接，且模组总成与箱体之间设有隔热结构胶，这种设计，可保证模组总成的结构强度，省去了侧板的使用，进一步降低了模组总成的体积，从而节约了空间。
23.(3)本实用新型的一种汽车用模组顶部加热的锂离子电池包系统，加热板上设有“几”字型的冲压管，加热元件设置于该冲压管内，冲压管的设置一方面加强了加热板的结构强度，另一方可对加热元件进行限位、保护；另外，加热元件包括依次交错设置的ptc发热芯和陶瓷片，这样设计，在保证加热效果的同时，可减少ptc发热芯的使用，从而有利于节约成本。
附图说明
24.图1为本实用新型的电池包系统的结构爆炸图；
25.图2为本实用新型中加热组件的结构示意图；
26.图3为本实用新型中加热组件的结构爆炸示意图；
27.图4为本实用新型中加热板的横截面示意图；
28.图5为本实用新型中模组总成的结构示意图；
29.图6为本实用新型中箱体的结构示意图；
30.图7为本实用新型中箱盖的结构示意图；
31.图8为本实用新型中加热组件与模组总成的安装示意图；
32.图9为本实用新型中模组总成与箱体的安装示意图。
33.图中：1、模组总成；11、单体电池；
34.2、加热组件；21、加热板；22、加热元件；221、ptc发热芯；222、陶瓷片；23、冲压管；24、加热线束；25、加强筋；26、定位孔；
35.3、导热结构胶；41、端板；42、箱体；43、箱盖；
36.5、密封圈；6、隔片；7、硅胶泡棉；8、隔热结构胶；9、紧固螺钉。
具体实施方式
37.下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。
38.实施例1
39.如图1所示，本实施例的一种汽车用模组顶部加热的锂离子电池包系统，包括模组总成1、加热组件2、端板41、箱体42以及箱盖43。其中，所述端板41位于模组总成1的两端，加热组件2位于模组总成1的顶部，模组总成1、加热组件2以及端板41均位于箱体42和箱盖43组成的空间内。所述的箱体42和箱盖43之间通过紧固螺钉9进行连接，且箱体42和箱盖43之间设有密封圈5，以保证两者间的密封效果。
40.本实施例的电池包系统，加热组件2设置在模组总成1的上方，可不用担心因模组总成1自身重力对加热组件2造成损伤，从而可对模组总成1进行加高设计，以适用更大容量的需求。同时，也可有效避免加热组件2受底部异物磕碰而造成的损坏。
41.具体地，如图2、图3、图4所示，所述的加热组件2设置有两组，其包括加热板21和加热元件22，该加热板21上设有冲压管23，该冲压管23整体呈“几”字型，加热元件22位于该冲压管23的内腔中。冲压管23的设置不仅加强了加热板21的结构强度，还可以对加热元件22进行限位、保护。其中，加热板21和冲压管23均采用铝材质，有利于热量的传输。
42.所述的加热元件22包括ptc发热芯221和陶瓷片222，其中，ptc发热芯221和陶瓷片222依次交错设置，这样，在保证加热效果的同时，可减少ptc发热芯221的使用，从而有利于节约成本。同时，ptc发热芯221和陶瓷片222通过导热结构胶3粘贴于加热板21上，使得两者间能够紧密贴合，从而保证了传热效果。所述的ptc发热芯221由加热线束24进行并联后连接有电源。
43.另外，所述的加热组件2与箱盖43之间设有若干硅胶泡棉7，该硅胶泡棉7的一面粘贴在冲压管23上，另一面粘贴于箱盖43上。硅胶泡棉7的设置起缓冲加热组件2和箱盖43之间的压力，以及减少摩擦的作用。
44.为了进一步提高加热板21的结构强度，所述的加热板21沿自身的长度方向上设有若干加强筋25。具体到本实施例中，加强筋25设置有4个，且以冲压管23为中线呈对称分布。另外，该加热板21的两端均开设有定位孔26，用于加热板21和端板41进行定位、连接。
45.如图8所示，所述的加热组件2与模组总成1之间设有导热结构胶3，且导热结构胶3的导热系数为0.5-5，该导热结构胶3起导热和粘接固定加热板21的作用。为了进一步提高加热板21与模组总成1之间接触的稳定性，紧固螺钉9穿过加热板21上的定位孔26与端板41连接，这样可保证加热板21与模组总成1间的贴合度，从而保证两者间的传热效果。
46.如图5、图9所示，所述的模组总成1包括多个依次横向排列的单体电池11，且单体电池11之间隔片6，起绝缘作用，且该隔片6与单体电池11的尺寸相一致。所述的单体电池11与箱体42之间设有隔热结构胶8，该隔热结构胶8的导热系数为0.1-0.4，具有隔热和粘接固定单体电池11的作用，从而提高了模组总成1的结构强度。
47.安装时，可先将其中的一个端板41通过紧固螺钉9固定在箱体42上，将单体电池11和隔片6按照串联的方式依次横放在箱体42上，然后固定另一端板41，这样，单体电池11和
隔片6被挤压、限位于两个端板之间。本实施例的模组总成1，无需采用侧板对单体电池11进行固定，使得整个模组总成1体积得到进一步减少，可进一步提高对电池包系统的空间利用率。
48.本实施例的一种汽车用模组顶部加热的锂离子电池包系统，采用顶部加热的方式，较传统的底部加热相比，可有效解决电池包系统在车辆行驶时，加热器易受底部异物磕碰，导致加热器损坏，安全可靠性低的问题。由于加热组件2设置在模组总成1的顶部，无需担心模组总成1自身重力对加热组件造成损伤，从而可充分利用空间进行加大设计；同时，使得单体电池11的底部散热效果更好。另外，本实施例的模组总成1在保证整体结构强度的同时，省去了侧板的使用，进一步降低了模组总成1的体积，从而节约了空间。
49.以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。