具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一速度差值为第二速度差值，且类似地，可将第二速度差值称为第一速度差值。第一速度差值和第二速度差值两者都是速度差值，但其不是同一速度差值。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

参阅图1，图1为本发明实施例提供的加热膜的结构图，本实施例提供的锂电池组包括：加热膜10和多个电芯，所述加热膜10折叠形成折叠结构，所述折叠结构包括多个折叠位置101，同一折叠位置101的相邻折叠面形成折叠空间102，所述多个电芯设置于多个折叠空间102中。

在本实施例中，加热膜10为聚酞亚胺(polyimide filin，PI)加热膜10，PI加热膜10是一种含有酞亚胺或丁二酞亚胺的绝缘类高分子材料，PI加热膜10具备占用体积小、加热效率高等优点，便于轻量化设计的优势采用的较多。在电池低温放电时，如果外界环境温度很低，且电池放电电流很小时，电芯自身的产热很少，电芯的温度可能依然很低，需考虑在放电时对电芯进行适当的加热，提高电芯温度，以此提升其放电性能，增加电池的放电时间。电芯对温度非常敏感，高温同样会对电池性能造成严重的影响，较高的温度会加速电池电极降解和电解液分解，对电池内部结构造成不可逆的损伤，如果温度传感器NTC失效，则加热膜10会一直开启加热，随着加热时间的延长，电芯温度会远远超过其温度允许的极限，需要考虑进行双重保护及告警输出，提高其可靠性。加热膜10整体为长方形，在本实施例中通过弯折多次形成折叠结构，该折叠结构上设置了多个折叠位置101，可选的，所述折叠结构中相邻折叠位置的折叠方向相反。如图1中所示，相邻折叠位置101的折叠方向相反，使加热膜10形成S型弯折，该加热膜10同一折叠位置101的相邻折叠面形成折叠空间102，每个折叠空间102中放置有一个电芯，据此将多个电芯依次设置于多个折叠空间102中，从而形成加热膜10包裹多个电芯的结构，可确保电芯快速升温，同时降低放电过程中电芯的温升，增强了电芯之间的热量交换，降低电池在放电时电芯的温升和温差。

本实施例提供的锂电池组及锂电池组的加热方法，通过加热膜包裹电芯的结构堆叠方式，达到了确保电芯快速升温，同时降低放电过程中电芯的温升，提高了锂电池组的使用寿命。

可选的，加热膜10还包括多个定位孔103，所述加热膜10通过所述多个定位孔103与所述多个电芯进行固定连接。

在本实施例中，通过在加热膜10上设置多个定位孔103实现了加热膜10与电芯的整个固定连接，示例性的，每个折叠空间102的折叠面上设置有三个定位孔103，具体定位孔103的设置数量可以根据实际情况进行适应性调整，在本实施例中不作具体限定。

可选的，还包括导电线20和正负极连接段30，所述导电线20一端与所述加热电阻丝连接，所述导电线20的另一端与所述正负极连接段30连接，所述正负极连接段30与所述加热膜10一端固定连接。

在本实施例中，导电线20的一端与所述加热电阻丝连接上，导电线20的另一端通过正负极连接段30连接到外部加热设备。具体地，外部加热设备通过对导电线20输送工作电流，导致该加热电阻丝发热，从而对电芯实现了加热。一般地，该导电线20连接在加热电阻丝的末端。

可选的，所述加热膜10包括第一绝缘膜、第二绝缘膜和加热电阻丝，所述加热电阻丝设置于所述第一绝缘膜和第二绝缘膜之间。

在本实施例中，加热电阻丝优选镍铬合金，次选黄铜，加热丝均匀布置在第一绝缘膜和第二绝缘膜之间，厚度为0.05mm。示例性的，加热丝通过在两层绝缘膜之间以S型的设置方式遍历整个加热膜10，两层绝缘膜用于避免加热丝与电芯进行直接接触从而造成电芯的正常充放电效果受到影响。

可选的，所述加热电阻丝在所述加热膜10两端区域104的功率密度小于所述加热电阻丝在所述加热膜10中间区域105的功率密度，所述加热膜两端区域104的功率密度小于或等于所述加热膜中间区域105的功率密度的20％。

参阅图2，图2为本实施例中加热膜10的结构图，加热电阻丝分为中间区域105和两端区域104，其中两端区域104的电阻丝排布稀疏，或加热丝的宽度较宽，以实现低功率密度设计，而中间区域105的电阻丝加热丝排布密集，加热丝宽度较细，以实现高功率密度设计，成型后总厚度为0.2mm，并有端子引出线，与外部的加热装置连接。本实施例中，两端区域104加热功率均为1.0W，而中间区域105加热功率为34.99W，低功率区域加热膜10功率密度为中间区域105加热膜10功率密度的13.6％。示例性的，两端区域104的面积可以为中间区域105面积的1/4，也可以为中间区域105面积的1/3，具体的加热功率分布需结合环境温度、电池温升速率、电芯最大温差等要求通过仿真的手段获得，在本实施例中不做具体限定。具体地，本实施例中小动力锂电池组应用于无人机领域，要求低温充电环境温度为-20机，电芯温升速率>2K/min，最大温差<6K。除最左侧和最右侧电芯之外，其余两两电芯之间均布置有一PI加热膜10区域，共享该加热区域对电芯的一个单面进行加热，提高加热膜10利用效率，减少加热膜10使用量，而低功率区域加热膜10仅贴合最左端和最右端电芯，对最左端和最右端电芯进行加热补偿。非均匀PI加热膜10加热功率的布置方式，能补偿最左右端电芯一定的散热量，确保电芯在加热到指定温度后，电芯之间温度分布的均匀性，在电池降温过程中，能够降低电芯之间的温差，同时推迟最大温差出现的时间。

可选的，还包括多个条状的泡棉40，所述多个条状的泡棉40粘贴在所述加热膜10表面。

参阅图3，图3为本实施例中泡棉40的结构图，电芯周围布置有泡棉40，泡棉40自带背胶，在电池成组后，直接粘贴在电池组上，加强电芯的保温作用。参阅图4，图4为本实施例中锂电池组的结构图，多个电芯50依次堆叠，最左侧和最右侧电芯单独为一个，其余电芯两两组成一组，电芯之间由泡棉40隔开。具体地，在进行锂电池组装配过程中，装配时，先固定1号电芯，然后贴合加热膜10区域，紧接着折合加热膜10，放入2号电芯实现单面贴合，随后放入3号电芯，逐步折合加热膜10和放入电芯，最终成组。本实施例中的锂电池组共有12颗电芯50，除两个端部之外，其余10颗电芯均是两个电芯的单面共享同一部分区域的加热膜10进行加热，示例性的，加热膜10同时给5号电芯和6号电芯加热。加热膜10与电芯通过双面胶或导热双面胶实现紧密贴合，厚度为0.05mm，双面胶或导热双面胶刚开始时固定于电芯的表面上。

在本实施例中，通过仿真实验数据可知，本次设计的锂电池组，两端区域104和中间区域105加热功率均为1.0W，101区域加热功率为34.39W，总加热功率为36.39W，仿真结果显示，电芯从-20结环境温度升温到20温，电芯的最大温差为2.55最，电芯之间的温度分布非常均匀，温升速率为3.26K/min。电芯被加热到20被后，在-20加环境温度下冷却降温，电芯之间的温差呈现先增大后减小的规律，最大温差为5.7呈，出现在加热停止后的1560s。

参阅图5，图5为本实施例中，锂电池组系统的结构图，在本实施例中，锂电池组系统包括了锂电池组1、控制板2、上壳3和下壳4，由于加热膜10本身导热系数并不低，同时存在热容量，在电芯大倍率放电时，有加热膜10相比无加热膜10的结构布置方案，电芯温升有所降低。可选的，还包括温度传感器和温控开关，所述温度传感器设置所述多个电芯中的至少一个电芯上，所述温度传感器检测所述多个电芯的温度为第一当前温度，所述温控开关设置于所述多个电芯的顶部，所述温控开关的检测温度为第二当前温度。示例性的，该温度传感器负温度系数(Negative Temperature Coefficient，NTC)置于6号电芯上，温度采集模块采集NTC的电阻值并转换为温度值，获得电芯的第一当前温度T1，电池充电或者放电状态由电池管理系统(Battery Management Systems，BMS)进行判断。温控开关置于中央电芯的顶峰处，检测温度为第二当前温度T2。

可选的，所述锂电池组需要进行低温充电时，若所述第一当前温度大于第一预设温度，则对所述锂电池组进行充电；若所述第一当前温度小于或等于所述第一预设温度，则对所述加热膜进行加热直到所述第一当前温度等于所述第一预设温度与第一温度回差之和，所述第一预设温度为15～18℃，所述第一温度回差的范围为2～5℃。

在本实施例中，第一预设温度为T3，低温充电时，接入外接电源，若T1>T3，T3＝15～18℃，则直接对电池进行充电，否则不对电池充电，直接供电给PI加热膜对电芯进行加热，直到T1＝T3+(2～5)℃时，加热膜关闭，开始对电池进行充电，加热膜开启和关闭有[T3+(2～5)-T1]℃的温度回差，可避免加热膜频繁的开启和关闭。

可选的，所述锂电池组需要进行低温放电时，若所述第一当前温度大于第二预设温度，则控制所述锂电池组进行放电；若所述第一当前温度小于或等于所述第二预设温度，则采用第一电流对所述加热膜进行加热直到所述第一当前温度等于所述第二预设温度与第二温度回差之和，所述第二预设温度的范围为5～8℃，所述第二温度回差的范围为2～5℃，所述第一电流的范围为0.05C～0.1C。

在本实施例中，第二预设温度为T4，低温放电时，若T1>T4，T4＝5～8℃，则维持现状不变，否则采用小电流I对加热膜进行加热，I＝0.05C～0.1C，直到T1＝T4+(2～5)℃，停止加热，能适当提高电芯在低温环境下自身的温度，增加小动力电池的放电时间。同样的，加热膜开启和关闭有[T4+(2～5)-T1]℃的温度回差，可避免加热膜频繁的开启和关闭。

可选的，若所述加热膜在加热过程中若第二当前温度大于或等于第三预设温度，则停止对所述加热膜的加热并发出警告信息，所述第三预设温度的范围为40～50℃。

在本实施例中，第三预设温度为T5，加热膜在加热过程中，一旦温控开关的温度T2＝T5，T5＝40～50℃，则强制断开I加热膜的供电，同时下发告警信息提示用户此时NTC传感器可能失效。

本实施例提供的锂电池组，通过加热膜包裹电芯的结构堆叠方式，达到了确保电芯快速升温，同时降低放电过程中电芯的温升的目的，提高了锂电池组的使用寿命。

图6为本发明实施例提供的锂电池组的加热方法，该加热方式应用于上述实施例中的锂电池组，具体地，该方法包括：

步骤610、获取所述多个电芯的第一当前温度。

温度传感器设置所述多个电芯中的至少一个电芯上，所述温度传感器检测所述多个电芯的温度为第一当前温度。示例性的，该温度传感器负温度系数(NegativeTemperature Coefficient，NTC)置于6号电芯上，温度采集模块采集NTC的电阻值并转换为温度值，获得电芯的第一当前温度，电池充电或者放电状态由电池管理系统(BatteryManagement Systems，BMS)进行判断。

步骤620、获取所述锂电池组的当前工作状态，所述当前工作状态包括低温充电和低温放电。

在本实施例中，第一预设温度为用户设置的第一预设温度，当低于该第一预设温度时，表明此时电芯需要进行加热，则此时控制对加热膜进行通电，从而加热膜发热并将热量传递给电芯，从而提高电芯的当前温度。

步骤630、所述锂电池组需要进行所述低温充电时，若所述第一当前温度大于第一预设温度，则对所述锂电池组进行充电。

在本实施例中，第二预设温度为用户设置的加热上限温度，当电芯达到此温度时，加热膜会停止对电芯的加热。

步骤640、若所述第一当前温度小于或等于所述第一预设温度，则对所述加热膜进行加热直到所述第一当前温度等于所述第一预设温度与第一温度回差之和，所述第一预设温度为15～18℃，所述第一温度回差的范围为2～5℃。

在本实施例中，当锂电池组为充电状态时，实时获取NTC的第一当前温度，刷新时间要求小于1s，本次设定为1s，并与预先设定的阈值第一预设温度比较，第一预设温度＝15～185，本实例第一预设温度＝15例，若第一当前温度<15度，则外部电源直接供电给加热膜进行加热，否则外部电源直接对电芯进行充电，不断刷新获取当前温度的温度，此时当前温度不断升高，并与预先设定的阈值第一预设温度+(2～5)℃进行比较，本次设定阈值为20比，一旦当前温度达到20旦，则停止加热，同时外部电源开始对电池进行充电。该策略可确保电芯在充电时的温度始终高于第一预设温度，同时加热膜开启和关闭有[第一预设温度+(2～5)-当前温度]前的温度回差，避免加热膜的频繁开启和关闭。本实例电芯充电时的温度始终高于15电，温度回差为5度。

低温充电时，接入外接电源，若第一当前温度>第一预设温度，第一预设温度＝15～185，则直接对电池进行充电，否则不对电池充电，直接供电给PI加热膜对电芯进行加热，直到第一当前温度＝第一预设温度+(2～5)℃时，加热膜关闭，开始对电池进行充电，加热膜开启和关闭有[第一预设温度+(2～5)-当前温度]前的温度回差，可避免加热膜频繁的开启和关闭。具体地，低温充电时，NTC采集电芯温度，若温度高于某一指定温度时，外部电源直接对电池进行充电，否则外部电源供电给加热膜对电芯进行加热，确保电芯充电时的温度始终高于某一给定值，PI加热膜的开启和关闭设置温度回差，可避免加热膜频繁的开启和关闭，延长加热膜的使用寿命。

可选的，所述方法还包括：所述锂电池组需要进行所述低温放电时，若所述第一当前温度大于第二预设温度，则控制所述锂电池组进行放电；

若所述第一当前温度小于或等于所述第二预设温度，则采用第一电流对所述加热膜进行加热直到所述第一当前温度等于所述第二预设温度与第二温度回差之和，所述第二预设温度的范围为5～8℃，所述第二温度回差的范围为2～5℃，所述第一电流的范围为0.05C～0.1C。

当锂电池组为放电状态时，若第一当前温度<第二预设温度，第二预设温度＝5～85，则电池小电流I放电给PI加热膜供电，I＝0.05C～0.1C，其中C为容量，单位Ah，否则维持现有状态，不动作。当第一当前温度<第二预设温度时，此时电池的温升动力来源于两方面，一是接入加热膜后，电池自身放电产热，二是PI加热膜产热，直接对电芯进行加热，温升速率会得到明显上升，本次I＝0.05C。不断刷新当前温度的温度，刷新时间同样要求小于1s，本次刷新时间为1s，并实时与预先设定的阈值第二预设温度+(2～5)℃比较，一旦温度达到第二预设温度+(2～5)℃，则停止加热，本次第二预设温度＝5停，阈值设为10设。该策略可在电池低温放电时，适当地提高电芯的温度，实现锂电池组更长的放电时间。设定开启和关闭PI加热膜的温度回差为[第二预设温度+(2～5)-当前温度]前，可避免加热膜频繁的开启和关闭，延长PI加热膜的寿命，本次设定的温度回差为5度。

低温放电时，若第一当前温度>第二预设温度，第二预设温度＝5～85，则维持现状不变，否则采用小电流I对加热膜进行加热，I＝0.05C～0.1C，直到当前温度＝第二预设温度+(2～5)℃，停止加热，能适当提高电芯在低温环境下自身的温度，增加小动力电池的放电时间。同样的，加热膜开启和关闭有[第二预设温度+(2～5)-第一当前温度]前的温度回差，可避免加热膜频繁的开启和关闭。具体地，低温放电时，当电芯温度较低时，小电流给PI加热膜供电，快速提高电芯温度，增加电池放电时间。

可选的，获取所述多个电芯的第二当前温度；

若所述加热膜在加热过程中若第二当前温度大于或等于第三预设温度，则停止对所述加热膜的加热并发出警告信息，所述第三预设温度的范围为40～50℃。

在本实施例中，在中央电芯的顶峰处额外布置一温控开关，所述温控开关设置于所述多个电芯的顶部，所述温控开关的检测温度为第二当前温度。在加热过程中，若温度传感器失效，一旦温度继续升高到指定温度，则温控开关动作，强制断开PI加热膜的供电，双重保护电芯防止被过度加热，同时输出告警信息，提示NTC有可能失效。无论是低温充电还是低温放电过程，由于温控开关是串接在PI加热膜的通路中，一旦PI加热膜开启，即有电流产生，则温控开关自动接通，一旦监测到当前温度＝第三预设温度，第三预设温度＝40～500，则强制断开PI加热膜的供电，停止加热，同时下发告警信号，提示用户NTC可能存在损坏，本次第三预设温度设定为50存。需要说明的是，一般锂电池组最高允许工作温度为60工，温控开关需确保电芯温度在达到最高允许温度之前实现断开PI加热膜的供电，具体温度设定值与选择的位置和给定的裕量有关。

本发明实施例提供的锂电池组的加热方法，通过低温充电时，NTC采集电芯温度，若温度高于某一指定温度时，外部电源直接对电池进行充电，否则外部电源供电给加热膜对电芯进行加热，确保电芯充电时的温度始终高于某一给定值，PI加热膜的开启和关闭设置温度回差，避免加热膜频繁的开启和关闭，延长加热膜的使用寿命；低温放电时，当电芯温度较低时，小电流给PI加热膜供电，快速提高电芯温度，增加电池放电时间。

以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。