通常，锂离子动力电池的最佳工作温度区间是20-35℃。低温的环境会严重影响新能源汽车锂电池的性能和可靠性，如降低电池内部电解液的流动性；使电荷传输速度变慢，从而导致电池容量下降（相关研究表明，在低于 0℃的环境下，电池的充放电容量可能会下降 20% - 30%）和功率输出的不稳定等。此外，低温充放电循环会引起金属锂在电池负极析出、积聚（此种反应不可逆），最终形成锂枝晶，轻则造成不可控的容量损失，重则刺破隔膜造成短路，引发热失控。因此，有必要在低温环境下对锂电池进行加热。
（图片来源于网络）
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其中，常见的方法有电加热片加热、PTC加热、液加热。又由于加热片具有可快速升温的高效率，和良好的空间利用效果（加热片通常直接贴附于电池表面），使其在空间极为有限的新能源电池包中有着极大优势。故而，下文将主要围绕新能源汽车锂电池包加热片展开介绍。
（图片来源于网络）
加热片位置
在新能源汽车锂电池包中，加热片通常有模组侧边、侧边和底部、电池间隙三种安装方式，其中模组侧边安装方式又可分为单侧安装和双侧安装两种形式。在总功率相同的情况下，三种安装方式的加热时间基本无差，并且均随加热功率的增大而缩短。但在电池侧面和底面均安装加热片的方式，能有效降低加热膜的平均温度，提高使用的安全性。
（图片来源于网络）
加热片介绍
加热片一般是由绝缘膜、金属发热丝、热敏电阻以及正负极引线组成。经高温高压热合而成的电加热片，其发热芯是合金片，外绝缘体通常是聚酰亚胺薄膜（PI膜）/硅胶，内导电发热体通常是金属箔/金属丝。加热片的工作原理是当电流通过导电材料时，由于电阻的焦耳效应（Q=I2RtQ=I2Rt），电能会转化为热能。电加热片的特点有灵活性、均匀加热、定制性、柔软性等。
PI加热片
PI加热片是通过高温热压固化工艺（温度 200 - 350℃，压力 5 - 15MPa），形成厚度可控的一体化结构，有着柔性好、厚度薄、绝缘强度高、无毒且具有良好的耐热性能等优点，适用于需要小面积、轻量化的加热应用。其内里是诸如黄铜、不锈钢、铁铬铝等发热基材加工而成的定制化发热线路，外部则是聚酰亚胺薄膜（PI膜）作为双面绝缘覆盖层。
（PI加热片结构图）
聚酰亚胺是综合性能突出的有机高分子材料，长期使用温度范围在-200~300℃，无明显熔点，具有优异的机械性能、阻燃性能、绝缘性能，相对介电常数在3.4左右，是目前世界上性能最好的薄膜类绝缘材料。作为绝缘体，聚酰亚胺薄膜确保了电流主要在金属箔中流动，避免了电流的泄漏，同时也提供了良好的耐热性和绝缘性。
（PI/聚酰亚胺膜）
硅胶加热片
硅胶加热片（SCS），具有高强度，耐腐蚀，耐高温、良好的柔韧性和耐温性等优点的硅胶加热片，可贴合不同形状的物体表面，已广泛应用于为户外通讯设备提供热环境，如户外保温防冻、化工设备升温、管道防冻、户外设备后备电池保温等。硅胶加热片的发热层是通过金属蚀刻线路或电阻丝绕线而成，绝缘层是通过高温压合而成的硅胶玻纤布。
（硅胶加热片结构图）
作为硅胶加热片的绝缘层，硅胶有着耐高低温、耐水蒸气性，使用温度广，能在-50~250℃下长期使用。同时，它还拥有良好的透气性、环保性、耐候性、绝缘性、导热性、温度稳定性等。
（硅胶膜）
发热基材
前文提到加热片的发热基材是诸如不锈钢/铜/铁铬铝等金属。其中，不锈钢作为加热片的发热基材，有着耐腐蚀性、热导率适中、热膨胀系数小、机械强度高、热效率高及耐高温等优点。它能够在恶劣的工作环境下保持稳定性能，不易生锈，适合用于需要耐腐蚀和长寿命的场合，如化工设备加热、管道防冻、户外通讯设备保温等。
（图片来源：Mills K C. Recommended values of thermophysical properties for selected commercial alloys[M]. Woodhead Publishing, 2002.）
铜是一种优良的导热材料，具有非常高的导热性能，能够快速传递热量，确保热量的均匀分布。良好的可加工性、热均匀性、热导率、机械性能、超塑性等特性，使黄铜成为加热片的理想发热基材。
铁铬铝合金（FeCrAl）是一种性价比高且用途重要的功能性材料，主要由铁（70%）、铬（25%）、铝（5%）组成。需要注意的是，合金的具体化学成分可能会因制造商、产品规格和需求而有所变化。铁铬铝具有优异的高温抗氧化性、机械强度适中、高电阻率、耐酸碱腐蚀及寿命长等特点。
（图片来源于网络）
（常用发热基材的电阻率与厚度如图）
性能参数
嘉立创电热膜目前主要提供PI、硅胶两种材质的加热片。鉴于汽车应用环境的影响因素，在选择发热片时，应着重考虑其厚度、绝缘性、功率输入偏差、干烧温度、耐温范围等性能参数，其中，PI加热膜/聚酰亚胺加热膜，具有所占空间小，轻薄灵活且耐腐蚀等优点，但易被毛刺刺穿从而导致绝缘失效。硅胶加热膜相对较厚重，从而不易被毛刺刺穿，但既不耐磨也不耐电解液腐蚀。这两种发热片具体的性能参数参考如下：
并且，由于需求差异，用户通常在其它下单选项上也会有所差别，如是否需要玻纤套管、需要何种类型的端子、背胶选择等。
端子
（端子型号RV1.25-6）
端子是蓄电池与外部导体连接的部件，主要起传递电信号或导电的作用。端子型号众多，较为通用的型号有RV1.25-6、XH2.54mm、VH3.96mm等。其中RV1.25-6是一种预绝缘冷压端子，材质为紫铜，厚度为0.75mm，最大电流为19A，导线截面为0.5~1.5mm²，温度105℃、115℃。而另外两种型号，XH2.54mm、VH3.96mm参数如下图。
玻纤套管
玻璃纤维套管，又称纤维高温套管，陶瓷纤维套管，纤维套管是由玻璃纤维强化编织而成的套管，有着耐高温性能、保温隔热性能、阻燃性能、电绝缘性能、化学稳定性能、耐气候老化性能等特点。其绝缘能力和低价位是保护线材的最经济选择。
玻纤的熔点高，且在高温下物理性能稳定，能承受加热片工作产生的高温，甚至是过载或故障时出现的瞬时高温，能有效防止焊线绝缘层熔化或短路。考虑到新能源汽车行驶工程中会持续振动，玻纤的高抗拉强度和韧性可缓冲机械应力，能有效防止焊线因疲劳断裂。致密的表面，也能有效抵抗使用中的摩擦损伤，延长焊线寿命。此外，电池包内部可能存在的电解液泄漏或其他化学物质（如酸、碱），玻纤不易被腐蚀的特性能保护焊线免受化学损伤。
因此，出于绝缘保护、耐高温防护、机械防护、耐酸碱、耐油污、防潮等考量，再加之玻纤套管的低价位，用户普遍会选择需要玻纤套管来解决线材防护的问题。
压包
在选择【需要焊线】的情况下，嘉立创电热膜通常会提供【是否需要点胶】及【是否需要硅胶焊盘封口】的选项。其中，点胶是为了增加焊线的牢固性和绝缘效果，而相较于点胶，进行硅胶焊盘封口（压包）更严实稳固，从而可以更好的绝缘，提高产品线束的拉力及其稳定性。
背胶
为方便贴附在锂电池包上，用户通常会选择需要3M背胶。嘉立创电热膜提供的背胶选择上有3M8448A、3M468MP、3M55236、皇冠3M513四种，其耐温和厚度有所区别，可根据注释按需选择。此外，若选择需要背胶，则要选择背胶粘贴位置，对此用户通常会选择非焊线面背胶。
加热片设计与测温
电池的性能和寿命与温度密切相关。例如有研究表明当电池工作温度超过45℃时，电池的老化速度会加快约2倍。而若能通过精确的热管理将电池温度波动控制在±5℃以内，电池的循环寿命将能延长20% - 30%。此外，当锂电池的温度超过限值后，其内部会出现副反应和原件失效，会诱发安全隐患。考虑到加热片是锂电池加热过程中温度升高的主要热源，由此须做到对发热片的精准控温。
对此，嘉立创电热膜不仅提供免费布线设计服务，由专业的工程师根据用户需求进行发热片设计。还有行业独家AI智能设计计算器（https://www.jlc-drm.com/designer），使得用户只需输入电阻、电压、发热片尺寸三个参数，即可免费通过AI智能预测发热片最高温，并得到基于先进算法和模型计算出的电热膜设计的线长、线宽、布线根数、发热丝间距、材料、厚度等相关参数。一步到位，从此告别发热片频繁打样和测试！
不仅如此，嘉立创电热膜还会提供免费的发热片温度曲线测试服务（https://www.jlc-drm.com/product-monitoring），4个测试点同时通过每0.5秒一次的采集频率进行采集对比参考，帮助用户详细了解发热片加热时间与温度的整体关系，为产品设计提供精确的数据支撑。
此外，在下单页面，嘉立创电热膜更是提供了【温控开关】和【焊接NTC】选项，供用户按需选择。
温控开关是一种由双金属片作为感温组件的温控器，不同型号的温控器在温度达到指定值后，其开关状态会由常开/常闭转为常闭/常开，起到过热保护的作用。当温度降至复位温度时，触电将自动断开/闭合,恢复正常工作状态。用户可提供温控器型号 ，嘉立创电热膜将会提供其与电热膜的装配服务。
NTC即负温度系数热敏电阻器，其电阻值随着温度上升而迅速下降，可以达到检测和控制温度的目的。常见的NTC工作温度是-50℃到100℃，如果想要直接测量发热片温度，通常使用贴片式NTC。用户可根据自身需求选择需要或者不需要焊接NTC。若需要焊接，用户需要在设计描述文件中留出NTC焊接位。NTC用户可选择自行邮寄或仅预留焊接位置 ，也可以在立创商城进行NTC选型 ，并填写NTC编号 。
如需进一步了解新能源汽车锂电池包加热片产品选型或定制化需求，欢迎在嘉立创电热膜官网咨询技术团队获取专业支持。
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