CN108461835A - 一种基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，包括：温度监测单元、触发单元和制冷单元，所述温度监测单元，用于实时监测电动汽车电池板各部分温度，当检测到的温度超过预定的安全工作温度时，向触发单元发送信号；所述触发单元，当接收到温度过高的信号时，向制冷单元发出工作指令；所述制冷单元，当接收到触发单元发出的工作指令时，利用珀尔帖效应对电池板进行电子降温，从而将电池板温度控制在安全范围之内。能实时监测电动汽车电池板各部分温度，在电路板发生超温现象时能及时启动制冷单元，有效的防止电池板的急剧升温状况的发生，从而保证了电动汽车电池的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车电池安全技术领域，特别是涉及预防二次事故发生的 电池技术领域。
背景技术
常见的热电效应有塞贝克效应、珀尔帖效应、汤姆逊效应等等，其中珀尔 帖效应，因为金属导体的珀尔帖效应很弱，所以长期并没得到实际应用。直到 1990年左右，原苏联科学家约飞研究出最好的热电半导体材料——以碲化铋为 基的化合物，从而出现了能够进行实用的半导体电子制冷元件——热电制冷器。 目前已有利用珀尔帖效应制成的标准电池恒温器设计，参照《利用珀尔帖效应 加热和致冷的标准电池恒温器》[1]，为了尽可能消除标准电池工作时正负极之 间的温差，设计者使用密封较好的杜瓦瓶和珀尔帖原件组组合起来，将标准电 池置于杜瓦瓶中，通过珀尔帖元件平衡杜瓦瓶内密封环境的温度来达到恒温条 件。
针对于电动汽车电池安全性方面的考虑，当前世界各大电动汽车公司都有 做出相应的预防措施。如特斯拉公司的特斯拉电池板在电池组表面有防火材料 的护板，并且有大量的密封粘合剂，电池板配备有总保险丝，及时排除短路导 致的危害。特斯拉电池板位于汽车的底盘部位，为了防止汽车行驶中异物刺穿 电池，特斯拉专门增加了钛金属护板保护电池板。特斯拉还在电池组之间建立 专门的液体循环温度管理系统，防止电池在汽车行进过程中过热现象的发生。 而比亚迪旗下的电动汽车采用磷酸铁锂电池，相比于特斯拉采用的钴酸锂电池， 高温下稳定性好，安全性更高。上述围绕电池安全性方面的措施主要是以预防 为主，对于事故突发的处理措施则相对较少。
研究证实，锂电池正负极材料表面都覆盖着一层钝化膜，锂离子电池体系 之所以能够稳定工作，很大程度上是因为钝化膜隔绝了正负极与电解液的进一 步反应。所以说，电池正负极上的钝化膜完整性与致密程度，很大程度影响了 锂电池使用的安全性。锂电池的不安全使用，例如快速充放电、短路、高温热 冲击等情况，都容易触发电池内部的危险性副反应而产生热量，直接破坏正负 极表面的钝化膜。当电芯温度上升后，负极表面钝化膜分解，导致高活性锂碳 负极暴露在电解液中发生剧烈反应，产生热量导致进一步的剧烈反应。
自电动汽车投入使用以来，与之相关的交通事故时有发生，在车辆撞击结 束后，由于电池板变形导致的电池短路会带来电池板急剧升温现象，常常导致 了其他电池发生上述反应，导致二次事故的发生。为了避免此类突发事故带来 的电动汽车电池安全性问题，必须要防止电池板的急剧升温状况的发生。因此， 急需一种针对于电动汽车电池板急剧升温设计的系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服公知技术存在的上述缺陷，而提供一种 基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，能有效防止电池板升温状况的 发生，保证电动汽车电池的安全性。
本发明是通过以下技术方案实现的，依据本发明提供的一种基于珀尔帖效 应的电动汽车电池紧急降温系统，包括：温度监测单元、触发单元和制冷单元， 所述温度监测单元，用于实时监测电动汽车电池板各部分温度，当检测到的温 度超过预定的安全工作温度时，向触发单元发送信号；所述触发单元，当接收 到温度过高的信号时，向制冷单元发出工作指令；所述制冷单元，当接收到触 发单元发出的工作指令时，利用珀尔帖效应对电池板进行电子降温，从而将电 池板温度控制在安全范围之内。
本发明还可以采取以下技术方案进一步实现：
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其中，所述温度监 测单元由若干子温度监测单元并联组成。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其中，每一个子温 度监测单元包括半导体温差发电片和保护电路，当保护电路半导体温差发电片 输出电压位于安全阈值之内时，保护电路不工作；当半导体温差发电片输出电 压超过Vcc+VDF或小于-VDF时，保护电路工作。其中VCC为参考电压，VDF为二极 管的正向导通压降。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其中，所述触发单 元为光耦合开关。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其中，所述制冷单 元由若干子制冷单元组成，所述若干子制冷单元分散分布在电池板不同位置。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其中，所述子制冷 单元包括电源与半导体制冷片。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其中，所述电源为 耐高温电源。
综上所述，本发明提供的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统， 能实时监测电动汽车电池板各部分温度，在电路板发生超温现象时能及时启动 制冷单元，有效的防止电池板的急剧升温状况的发生，从而保证了电动汽车电 池的安全性。
附图说明
图1为本发明的示意性结构框图；
图2为本发明的原理图；
图3为本发明的一个实施例的电路图；
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对本发明的结构、特征及其效果作进一步详 细说明。需要说明的是实施例仅仅是对本发明宗旨的说明，而并不是对本发明 的保护范围的限制。
如图1至图3所示，本发明提供的一种基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧 急降温系统，包括：温度监测单元1、触发单元2和制冷单元3，所述温度监测 单元，用于实时监测电动汽车电池板各部分温度，当检测到的温度超过预定的 安全工作温度时，向触发单元发送信号；所述触发单元，当接收到温度过高的 信号时，向制冷单元发出工作指令；所述制冷单元，当接收到触发单元发出的 工作指令时，利用珀尔帖效应对电池板进行电子降温，从而将电池板温度控制 在安全范围之内。
本实施方式可进一步通过下面结构实现：
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其中，所述温度监 测单元1由若干子温度监测单元并联组成。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其中，每一个子温 度监测单元包括半导体温差发电片12和保护电路13，当保护电路半导体温差发 电片输出电压位于安全阈值之内时，保护电路不工作；当半导体温差发电片输 出电压超过Vcc+VDF或小于-VDF时，保护电路工作。其中VCC为参考电压，该参考 电压值根据光耦合开关的安全电压选取；VDF为二极管的正向导通压降；设置保 护电路可防止光耦合开关因电压过高而烧毁。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其中，所述触发单 元2为光耦合开关21。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其中，所述制冷单 元3由若干子制冷单元组成，所述若干子制冷单元分散分布在电池板不同位置。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其中，所述子制冷 单元包括电源31与半导体制冷片32。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其中，所述电源31 为耐高温电源。
以下结合附图对本发明的工作原理详细描述如下：
如图3所示，子温度监测单元、光耦合开关21和子制冷单元依次连接，当 部分电池温度急剧上升时，半导体温差发电片12产生电压驱动电路，光耦合开 关21通过左侧二极管发光使右侧光敏二极管导通，触发制冷电路导通，子制冷 单元开始工作。当电动汽车电池表面温度降低至安全温度范围之内时，半导体 温差发电片停止工作，光耦合开关断开，制冷电路断路，子制冷单元自动停止 工作。
综上所述，本发明提供的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统， 能实时监测电动汽车电池板各部分温度，在电路板发生超温现象时能及时启动 制冷单元，有效的防止电池板的急剧升温状况的发生，从而保证了电动汽车电 池的安全性。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，凡是依据本发明的技术方案对以上实 施例进行的任何简单修改和等同变换，均属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，包括：温度监测单元、触发单元和制冷单元，所述温度监测单元，用于实时监测电动汽车电池板各部分温度，当检测到的温度超过预定的安全工作温度时，向触发单元发送信号；所述触发单元，当接收到温度过高的信号时，向制冷单元发出工作指令；所述制冷单元，当接收到触发单元发出的工作指令时，利用珀尔帖效应对电池板进行电子降温，从而将电池板温度控制在安全范围之内。
2.根据权利要求1所述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其特征在于，所述温度监测单元由若干子温度监测单元并联组成。
3.根据权利要求2所述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其特征在于，每一个子温度监测单元包括半导体温差发电片和保护电路，当保护电路半导体温差发电片输出电压位于安全阈值之内时，保护电路不工作；当半导体温差发电片输出电压超过Vcc+VDF或小于-VDF时，保护电路工作；其中VCC为参考电压，VDF为二极管的正向导通压降。
4.根据权利要求1所述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其特征在于，所述触发单元为光耦合开关。
5.根据权利要求1所述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其特征在于，所述制冷单元由若干子制冷单元组成，所述若干子制冷单元分散分布在电池板不同位置。
6.根据权利要求5所述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其特征在于，所述子制冷单元包括电源与半导体制冷片。
7.根据权利要求6所述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温系统，其特征在于，所述电源为耐高温电源。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180828 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |