專利名稱：一種電動汽車電池模組加熱裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電動汽車的電池系統(tǒng)技術領域，尤其涉及一種電動汽車電池模組加熱
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
電池作為新能源汽車的核心部件之一，其溫度控制的好壞直接決定電池的使用壽命和續(xù)駛里程。新能源汽車動力電池模組由大量單體電芯堆疊設計而成，而動力電池在低溫環(huán)境下的充放電性能較正常溫度差，放電時動力會降低，而更甚的是在o°c以下時，磷酸鐵鋰等動力電池不能直接充電。動力電池的低溫特性直接影響到其市場表現。因此，開發(fā)高效、快速、均勻地實現動力電池模組加熱的加熱裝置尤為重要。目前新能源汽車動力電池模組的加熱方式主要有以下幾種:加熱片、加熱絲、硅膠帶加熱、熱敏電阻加熱器加熱、水冷板加熱等方式。其中加熱片采用接觸熱傳導方式加熱，但由于其直接作用于電池單體，在電池組中數量眾多、系統(tǒng)復雜，同時還有片材薄、容易刺穿造成絕熱故障等缺陷。加 熱絲和熱敏電阻加熱器加熱均采用加熱空氣后由空氣對流對整組電池加熱，具有熱量傳遞方向分散、效率低、升溫時間長、溫度不均勻等缺點。硅膠帶加熱由于其材質軟、易變形等缺點不易于接觸導熱。而水冷板加熱需要電池水冷系統(tǒng)(如水泵、水加熱器、熱交換器等系統(tǒng)部件支持)，系統(tǒng)復雜、成本高，且系統(tǒng)熱量浪費大。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的解決了現有技術未能解決的以下技術問題:熱利用率低、系統(tǒng)復雜、溫度不均勻、升溫時間長、接觸不良以及絕熱風險大等問題，提出一種電動汽車電池模組加熱裝置。該裝置具有以下特點:單向傳熱、高聚能、低熱耗、模塊化、結構強度高、溫度均勻和成本合理七大特點。為實現上述目的，所述電動汽車電池模組加熱裝置，其特點是，所述加熱裝置包括，順次設置的導熱層、熱反射層和保溫層；嵌設在導熱層內的加熱層；以及，聚溫固定架，所述導熱層、熱反射層和保溫層的邊緣均收容于所述聚溫固定架內壁的凹槽內。優(yōu)選的是，所述導熱層與熱反射層之間設有絕熱墊片。優(yōu)選的是，所述熱反射層與保溫層粘合連接。優(yōu)選的是，所述聚溫固定架包括卡合連接的第一固定架和第二固定架、以及多個絕熱卡扣，所述第一固定架和第二固定架的內壁均開設有用于容置導熱層、熱反射層和保溫層的邊緣的凹槽；所述多個絕熱卡扣分布在加熱裝置的四周，各所述絕熱卡扣順次貫穿第一固定架或第二固定架的上表面、導熱層、加熱層、熱反射層、保溫層以及第一固定架或第二固定架的下表面后固定。
優(yōu)選的是，所述導熱層為導熱鋁型材，所述加熱層為加熱帶，所述熱反射層為薄片狀的熱反射片；并且，所述導熱鋁型材具有用于容置所述加熱帶的容置槽，所述導熱鋁型材與嵌設在其內的加熱帶通過壓機壓緊固定在一起；所述加熱帶的線束順次貫穿導熱鋁型材和聚溫固定架后，與電源電連接。優(yōu)選的是，所述加熱帶為硅橡膠加熱帶。優(yōu)選的是，所述加熱帶的線束與聚溫固定架相接觸處設置絕熱過孔護套。優(yōu)選的是，所述加熱裝置還包括固裝在導熱層上的導熱硅膠層。優(yōu)選的是，所述導熱硅膠層與導熱層粘合連接。優(yōu)選的是，所述聚溫固定架由熱導率極低的硬PVC材料制成。本發(fā)明主要創(chuàng)新點和發(fā)明點即為高聚能、低能耗、模塊化、單向加熱、結構強度高、溫度均勻和成本合理。而該創(chuàng)新點均由該裝置總成各部件共同組合才能實現。與已有技術相比，本發(fā)明具有以下技術點:(I)高聚能、溫度均勻、單向傳熱。本發(fā)明最大限度地將加熱帶所產生的熱量聚集后通過平面單側單向、均勻地傳熱至電池模組，實現模組快速加熱?？朔爽F有技術的加熱速度慢、溫度不均勻現象。(2)低能耗、模組化、成本合理。本發(fā)明采用模組化加熱總成裝置設計，其對外接口僅為加熱線束，因此其在熱量傳遞過程中能耗非常低，最大化實現其加熱性能。采用模組化開發(fā)，獨立成組，不需要外協(xié)部件配合加熱，僅需要4顆螺栓即可實現其安裝，成本合理。克服了現有技術的聞能耗、系統(tǒng)復雜、成本聞昂等缺點。(3)結構精巧、強度高。本發(fā)明通過卡槽、絕熱卡扣、絕緣墊片及護套等組合使用，整體結構薄、結構精巧且能直接有效地與被加熱電池模組貼合。整體強度高，不容易出現損壞加熱片導致加熱失效或絕緣故障等問題。


圖1示出了本發(fā)明所述的電動汽車電池模組加熱裝置總成圖；圖2示出了圖1中所示的電動汽車電池模組加熱裝置的爆炸圖；圖3示出了圖1中所示的電動汽車電池模組加熱裝置的俯視圖；圖4示出了圖1中所示的電動汽車電池模組加熱裝置的正視圖；圖5示出了所述電動汽車電池模組加熱裝置在沿圖4中所示的A-A方向的剖視圖。
具體實施例方式為使發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。圖1示出了本發(fā)明所述的電動汽車電池模組加熱裝置總成圖，從該圖外露部分可看到其外部由導熱硅膠層1、聚溫固定架6、絕熱卡扣7、聚溫固定架卡扣6a、聚溫固定架固定螺栓孔6b、絕熱過孔護套9和加熱帶3的線束3a組成。其整體結構呈扁平狀。從圖2至圖5中可明確看出本發(fā)明的結構組成。具體地，導熱硅膠層I通過背膠粘貼方式粘貼于導熱鋁型材2的上表面。加熱帶3為硅橡膠加熱帶，先將其從導熱鋁型材2的用于容置該加熱帶3的通孔中塞入至指定位置，然后通過壓機將導熱鋁型材2壓扁至一定高度，將加熱帶3壓實于導熱鋁型材2的內部。作為熱反射層的熱反射片4為薄片，其位于導熱鋁型材2的下方，中間通過絕熱墊片8分隔。保溫層5位于熱反射片4的下方且粘貼至熱反射片4。聚溫固定架6由第一固定架61和第二固定架62組成，該第一固定架61和第二固定架62由同一模具注塑而成，兩者相對設置，并通過卡扣結構卡合在一起，卡扣結構包括如圖2所示的聚溫固定架卡扣6a以及卡口 6d。設置于聚溫固定架6內壁的凹槽6c將導熱鋁型材2及加熱帶3、熱反射片4、保溫層5、絕熱墊片8包圍，通過絕熱卡扣7實現整體固定。所述加熱帶3的線束3a順次貫穿導熱鋁型材2和聚溫固定架6后，與電源電連接，且所述加熱帶3的線束3a與聚溫固定架6相接觸處設置絕熱過孔護套9。本發(fā)明的工作原理如下:圖1所示，當電動汽車電池模組加熱裝置安裝至電池模組表面時，導熱硅膠層I與電池模組嚴密貼合，可單向高效地將加熱裝置所產生熱量傳導至電池模組。如圖2、圖5所示:當加熱裝置通電后，加熱帶3發(fā)熱。加熱帶3所產生熱量通過壓實的導熱鋁型材2向四周散熱。導熱鋁型材2下方的熱反射片4將阻止熱量往圖示下方傳熱。熱反射片4下方的保溫層5進一步確保熱反射片4所吸收的少量熱量被有效保存且不往下方傳熱。聚溫固定架6由熱導率極低的硬PVC (聚氟乙烯)材料制成，它將導熱鋁型材2及加熱帶3、熱反射片4、保溫層5、絕熱墊片8包圍，通過絕熱卡扣7實現整體固定，從而阻止熱量從水平方向四邊散熱。絕熱卡扣7和絕熱墊片8阻止熱量通過固定連接件對外散熱。最終，熱量被有效收集后只能從導熱硅膠層I側單向對外傳熱。 如圖2所示，導熱硅膠層1、導熱鋁型材2和加熱帶3均由導熱性能高的材料制造，具體地，導熱硅膠層I由硅膠材料制成，導熱鋁型材2由鋁材料制成，加熱帶3由硅膠材料制成。同時，熱反射片4、保溫層5、聚溫固定架6、絕熱卡扣7、絕熱墊片8和絕熱過孔護套9則由絕熱材料制造。導熱材料可最大化導熱，而絕熱材料則最大化聚能從而避免熱量損失。再參照圖2，加熱帶3自身為均勻發(fā)熱，導熱硅膠層1、導熱鋁型材2、熱反射片4和保溫層5則由平面片狀結構組成，該結構能確保熱量均勻分布于面的各個角落，從而實現電池模組溫度均勻性的控制。另外，值得說明的是，在本發(fā)明的一個實施例中，當由于電池模組設計因素導致本加熱裝置不能直接貼至電池模組時，本加熱裝置可通過去除最表層的導熱硅膠層1，從而實現熱輻射和熱對流加熱。但該加熱會比直接傳導效率低。由于電池模組設計導致加熱裝置不能直接貼至電池模組表面時，現有加熱方式也存在同樣難點。因此本發(fā)明仍然具有極大地優(yōu)勢。另外，本發(fā)明裝置其尺寸可依據電池模組的實際尺寸調節(jié)自身尺寸。再有，雖然所述加熱裝置用于向電動汽車電池模組加熱，但本加熱裝置也可以應用于其他技術領域，即本裝置設計電壓為320V，但如通過更改輸入電壓，則可以用于220V電壓加熱設備、12V電壓等。該裝置可以用于所有平面加熱設備。盡管已經示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同限定。
權利要求
1.一種電動汽車電池模組加熱裝置，其特征在于:所述加熱裝置包括， 順次設置的導熱層、熱反射層和保溫層； 嵌設在導熱層內的加熱層；以及， 聚溫固定架，所述導熱層、熱反射層和保溫層的邊緣均收容于所述聚溫固定架內壁的凹槽內。
2.根據權利要求1所述的電動汽車電池模組加熱裝置，其特征在于:所述導熱層與熱反射層之間設有絕熱墊片。
3.根據權利要求1所述的電動汽車電池模組加熱裝置，其特征在于:所述熱反射層與保溫層粘合連接。
4.根據權利要求1所述的電動汽車電池模組加熱裝置，其特征在于:所述聚溫固定架包括卡合連接的第一固定架和第二固定架、以及多個絕熱卡扣，所述第一固定架和第二固定架的內壁均開設有用于容置導熱層、熱反射層和保溫層的邊緣的凹槽；所述多個絕熱卡扣分布在加熱裝置的四周，各所述絕熱卡扣順次貫穿第一固定架或第二固定架的上表面、導熱層、加熱層、熱反射層、保溫層以及第一固定架或第二固定架的下表面后固定。
5.根據權利要求1所述的電動汽車電池模組加熱裝置，其特征在于:所述導熱層為導熱鋁型材，所述加熱層為加熱帶，所述熱反射層為薄片狀的熱反射片；并且， 所述導熱鋁型材具有用于容置所述加熱帶的容置槽，所述導熱鋁型材與嵌設在其內的加熱帶通過壓機壓緊固定在一起；所述加熱帶的線束順次貫穿導熱鋁型材和聚溫固定架后，與電源電連接。
6.根據權利要求5所述的電動汽車電池模組加熱裝置，其特征在于:所述加熱帶為硅橡膠加熱帶。
7.根據權利要求5所述的電動汽車電池模組加熱裝置，其特征在于:所述加熱帶的線束與聚溫固定架相接觸處設置絕熱過孔護套。
8.根據權利要求1至7中任意一項所述的電動汽車電池模組加熱裝置，其特征在于:所述加熱裝置還包括固裝在導熱層上的導熱硅膠層。
9.根據權利要求8所述的電動汽車電池模組加熱裝置，其特征在于:所述導熱硅膠層與導熱層粘合連接。
10.根據權利要求1至7中任意一項所述的電動汽車電池模組加熱裝置，其特征在于:所述聚溫固定架由硬PVC材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動汽車電池模組加熱裝置，該加熱裝置包括，順次設置的導熱層、熱反射層和保溫層；嵌設在導熱層內的加熱層；以及，聚溫固定架，所述導熱層、熱反射層和保溫層的邊緣均收容于所述聚溫固定架內壁的凹槽內。本發(fā)明解決了現有技術未能解決的以下技術問題熱利用率低、系統(tǒng)復雜、溫度不均勻、升溫時間長、接觸不良以及絕熱風險大等問題，具有以下特點單向傳熱、高聚能、低熱耗、模塊化、結構強度高、溫度均勻和成本合理七大特點。其可實現極低的能量損耗、緊貼電池模組單向傳熱，以模塊化加熱總成形式作用于純電動汽車和增程式電動車的電池模組加熱，使電池模組實現快速加熱和溫度一致性。
文檔編號H01M10/50GK103151574SQ201310089119
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月20日 優(yōu)先權日2013年3月20日
發(fā)明者陽斌, 夏順禮, 趙久志, 張寶鑫, 宋軍, 劉軼鑫 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司