[发明专利]具有散热和发热功能的电池组件

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及具有散热和发热功能的电池组件。

背景技术

在现有混合动力车辆中，热丝(hot-wire)加热器或陶瓷基正温度系数(PTC)加热器被分别安装以通过风扇供应热空气，其根据需要由加热器进行加热，从而改善电池效率。

现有加热器具有高初始浪涌电流，其导致至少两倍的电热器所需的电流消耗，并且现有加热器被配置成供应加热的空气，从而引起由于在初始操作阶段中的高初始电流消耗和热生成而造成的电池充电容量的显著减少。进一步的，在纯电动车辆中，电池的充电总量直接影响运行效率，以使得现有加热器不适合于这种电动车。

因此，本发明的一个实施例提供一种电池组件，其中使用涂敷有碳纳米管(CNT)的平面加热体来实现加热器，以使得通过直接热传导来更均匀和快速地对加热器进行加热，从而改善电池组件的初始运行效率。

发明内容

本发明的一个方面是提供具有散热和发热功能的电池组件，其中包括碳纳米管加热体(金属掺杂的碳纳米管)的散热和发热膜被涂敷在电池模块和/或外部壳体上，并且所涂敷的碳纳米管的电传导和热传导特性被最大化，从而在同一时间提供散热和发热两种功能。

本发明的另一个方面是提供具有散热和发热功能的电池组件，其能够增加冬天的车辆初始运行中由于外部温度而降低的车辆的电池效率，并且能够在车辆的运行期间快速移除来自电池的热。

本发明的另外方面是提供具有散热和发热功能的电池组件，其可使用温度传感器和控制器来控制电池模块和/或外部壳体的加热温度以维持电池温度处于最佳条件(0～30℃)下，从而防止由于电池过热造成的火灾。

本发明的方面不限于这些方面，而且对于本领域技术人员而言，本发明的其他方面会从以下描述中变得显而易见。

根据本发明的一个方面，散热膜包括：由热传导材料形成的并且排出单元电池的热的第一散热层和第二散热层；以及在第一散热层和第二散热层之间形成的以使第一散热层和第二散热层相互附接的胶粘剂层。

散热膜可进一步包括在第一散热层和胶粘剂层之间形成的发热膜。

发热膜可包括：在其上印有电极层和碳纳米管(CNT)加热体的基底层；以及绝缘层，其在基底层的电极层和第一散热层之间形成以将基底层附接至第一散热层而使电极层与第一散热层相互绝缘。

可通过在碳纳米管表面上掺杂从Ag，Cu，Ni，Au，Pt，和Pd之中选出的至少一种金属来形成碳纳米管加热体。

绝缘层可为由从丙烯酸胶粘剂，热熔胶粘剂，硅树脂胶粘剂，和橡胶胶粘剂之中选出的任意一种胶粘剂来形成的双面胶粘剂膜。

基底层的电极层可电连接至每个单元电池的阳极和阴极，以为碳纳米管加热体提供发热功能。

基底层可由从双轴定向聚酯(BOPET)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，定向聚苯乙烯(OPS)，定向聚丙烯(OPP)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，聚醚砜(PES)，聚苯硫醚(PPS)，聚酰亚胺(PI)，聚醚酰亚胺(PEI)之中选出的至少一种材料来形成。

胶粘剂层可为由从丙烯酸胶带，热熔胶带，硅树脂胶带，和橡胶胶带之中选出的任意一种形成的双面胶带。

根据本发明的另一个方面，电池组件包括：包括多个单元电池的电池模块；用于将电池模块容纳在内部空间中的外部壳体；以及插在多个单元电池之间以紧密接触每个单元电池并被附接至外部壳体的内表面的散热膜。这里，散热膜包括：由热传导材料形成的并且排出单元电池热的第一散热层和第二散热层；以及在第一散热层和第二散热层之间形成的以使第一散热层和第二散热层相互附接的胶粘剂层。

电池组件进一步包括在第一散热层和胶粘剂层之间形成的发热层。

发热层可包括：其上印有电极层和碳纳米管(CNT)加热体的基底层；在基底层的电极层和第一散热层之间形成的以将基底层附接至第一散热层而使电极层和第一散热层相互绝缘的绝缘层。

电池组件可进一步包括：提供给至少一个单元电池的温度传感器；和基于来自温度传感器的温度检测结果来对给基底层的电极层的功率供应进行控制的控制器。

根据本发明的另外方面，外部壳体包括附接至其内表面并排出从单元电池生成的热的散热膜，其中散热膜包括：由热传导材料形成的并排出来自单元电池的热的第一散热层和第二散热层；和在第一散热层和第二散热层之间形成的以将第一散热层和第二散热层附接至彼此的胶粘剂层。

外部壳体进一步包括在第一散热层和胶粘剂层之间形成的发热膜。