CN203103465U - 一种多模式锂电池智能温控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多模式锂电池智能温控系统，系统包括自动多级散热/保温模块（10）、自动多级加热/冷却模块（13）、温度信号传感模块、温度信号显示输入模块（6）、温度信号变换模块（9）、温度信号传送模块（8）、温控箱体模块（11）、温度优化控制模块（4），温度信号传感模块包括热电偶组（1）和水银接点温度计（12）；自动多级散热/保温模块（10）采用带散热风扇的百叶窗结构；自动多级加热/冷却模块（13）用于保证锂电池充放电温度始终在最优化范围内；温度信号传感模块放置于温控箱体模块（11）内部，彻底解决了寒冷的季节不能驾驶电动车出外游玩的困境，有效提高了锂电池的使用效能。

Description

一种多模式锂电池智能温控系统

技术领域

本实用新型属于锂电池技术领域，特别涉及一种可适用于目前锂电池各种具体应用环境的多模式锂电池智能温控系统。

背景技术

温度对锂电池的性能影响最大，锂电池的内阻、电压、容量、SOC、充放电效率、电池寿命、可靠性、电池热量变化、均衡化、一致性等都与温度密切相关。温度过高或过低都会严重影响锂电池的使用效能，会大大缩短锂电池的使用寿命。

实际上，每种锂电池在不同使用工况下都有其最适合的温度范围。现有的锂电池温控系统仅仅满足了基本的使用要求，没有实现各种锂电池在不同使用工况下温度范围的最优化。

锂电池的老化速度是由温度和充电状态而决定的。譬如锂电池充电40%在0℃下储存，一年后容量下降到39.2%，即锂电池容量下降2%；在25℃下储存一年后容量下降到37.6%，即锂电池容量下降6%。锂电池充电100%在0℃下储存，一年后容量下降到38.4%，即锂电池容量下降4%；在25℃下储存一年后容量下降到80%，即锂电池容量下降20%。由此可见，在我们使用固定电源时，电池处于满充状态，一般温度是在25－30℃之间，这样会损害电池，引起其容量下降。

再有，鉴于电动车锂电池充电/放电工作温度范围所限，寒冷的季节不能驾驶电动车出外游玩。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多模式锂电池智能温控系统，实现了锂电池的智能化温度管理：根据锂电池使用情况自动调整锂电池充放电温度、自动调整控制锂电池充放电温升/温降速度、实现锂电池定时充电/放电以及锂电池的最佳储存，从而有效提高锂电池的使用效能，进一步延长锂电池的使用寿命并扩大锂电池的使用范围，有效排除锂电池的一些使用安全隐患。通过特设的自动多级散热/保温模块、利用自动加热/冷却模块彻底解决了寒冷的季节会因锂电池充电/放电工作温度范围所限不能驾驶电动车出外游玩的困境。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种多模式锂电池智能温控系统，系统包括自动多级散热/保温模块（10）、自动多级加热/冷却模块（13）、温度信号传感模块、温度信号显示输入模块（6）、温度信号变换模块（9）、温度信号传送模块（8）、温控箱体模块（11）、温度优化控制模块（4），温度信号传感模块包括热电偶组（1）和水银接点温度计（12）；自动多级散热/保温模块（10）采用带散热风扇的百叶窗结构；自动多级加热/冷却模块（13）用于保证锂电池充放电温度始终在最优化范围内；温度信号传感模块放置于温控箱体模块（11）内部。

所述的多模式锂电池智能温控系统，所述温度优化控制模块（4）采用定值开关控温模块、PID 温控模块、智能温控模块之一或者它们的组合

所述的多模式锂电池智能温控系统，实现了根据锂电池使用情况自动调整锂电池充放电温度，实现锂电池充放电温度范围的最优化。当然锂电池充放电温度范围也可通过温度信号显示输入模块实现精确调整。

所述的多模式锂电池智能温控系统，实现了根据锂电池种类自动调整控制锂电池充放电温升/温降速度，实现锂电池充放电温升/温降速度的最优化；当然锂电池充放电温升/温降速度也可通过温度信号显示输入模块实现精确调整。

所述的多模式锂电池智能温控系统，实现了各类锂电池根据具体需求的各种定时方式的充电/放电，避免了因频繁充电、频繁放电而大大影响锂电池的使用效能、使用寿命，也有效排除锂电池因频繁充电/放电而造成的一些安全隐患。

所述的多模式锂电池智能温控系统，实现了锂电池的最佳储存效果，避免了锂电池因长期不用而造成的锂电池使用寿命大幅缩短甚至直接报废。

所述的多模式锂电池智能温控系统中温度信号传感模块是整个锂电池智能温控系统的温度敏感元件基本环节，根据实际情况需求采用相应的测温方式。

所述的多模式锂电池智能温控系统中温度信号显示输入模块、温度信号变换模块、温度信号传送模块根据实际情况需求可有也可没有。

所述的多模式锂电池智能温控系统中温度信号显示输入模块根据实际情况需求采用相应的显示方式。

所述的多模式锂电池智能温控系统中智能温度优化控制模块根据实际情况需求采用相应的温控方式。

所述的多模式锂电池智能温控系统中自动多级散热/保温模块除了在冬季寒冷环境利用自动加热冷却模块彻底解决了寒冷的季节会因锂电池充电/放电工作温度范围所限不能驾驶电动车出外游玩的困境，还可以一年四季提供饮用热水。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型针对锂电池实际工作运行的特点，提出了一种多模式锂电池智能温控系统，实现了根据锂电池使用情况自动调整锂电池充放电温度，实现锂电池充放电温度范围的最优化，从而有效提高锂电池的使用效能，进一步延长了锂电池的使用寿命、扩大了锂电池的使用范围，有效排除锂电池的一些使用安全隐患。

（2）本实用新型系统通过特设的自动多级散热/保温模块、利用自动加热/冷却模块彻底解决了寒冷的季节会因锂电池充电/放电工作温度范围所限不能驾驶电动车出外游玩的困境。

（3）本实用新型系统中自动多级散热/保温模块、利用自动加热/冷却模块一年四季可提供饮用热水。

（4）本实用新型系统可通过系统中温度信号显示输入模块方便的精确调整锂电池充放电温度范围。

（5）本实用新型系统实现了根据锂电池使用情况自动调整控制锂电池充放电温升/温降速度，实现锂电池充放电温升/温降速度的最优化；并且通过温度信号显示输入模块方便的精确调整锂电池充放电温升/温降速度。

（6）本实用新型系统实现了锂电池根据具体需求的各种定时方式的充电/放电，避免了因频繁充电、频繁放电而大大影响锂电池的使用效能、使用寿命，也有效排除锂电池因频繁充电/放电而造成的一些安全隐患。

（7）本实用新型系统实现了锂电池的最佳储存效果，避免了锂电池因长期不用而造成的锂电池使用寿命缩短甚至直接报废。

（8）本实用新型系统中温控箱体模块采用模块化设计模式，可以根据实际需求灵活选用相应模块组合。

附图说明

图1为本实用新型多模式锂电池智能温控系统一个实施例的基本原理示意图。

图中，1为热电偶组，2为补偿导线，3为电源，4为温度优化控制模块，5为指示灯，6为温度信号显示输入模块，7为普通导线，8为温度信号传送模块，9为温度信号变换模块，10为自动多级散热/保温模块，11为温控箱体模块，12为水银接点温度计，13为自动多级加热/冷却模块。

具体实施方式

下面结合附图具体实施方式对本实用新型的方法作进一步详细地说明。

图1示出本实用新型的多模式锂电池智能温控系统一个实施例基本原理示意图。这里温度控制范围为（t0-t2，t0+t1），其中，t0为温控箱体模块11最佳工作温度，t0、t1、t2可通过温度信号显示输入模块6方便的精确调整。

如图1所示，本实用新型系统包括自动多级散热/保温模块10，自动多级加热/冷却模块13、温度信号传感模块、温度信号显示输入模块6、温度信号变换模块9、温度信号传送模块8、温控箱体模块11、温度优化控制模块4，温度信号传感模块包括热电偶组1和水银接点温度计12。

自动多级散热/保温模块10既具有强化散热功能，又具有良好的保温效果。具体说采用带散热风扇的百叶窗结构，百叶窗的叶片由保温材料组合而成，由此，在百叶窗完全打开、散热风扇启动后，可实现最佳散热效果；在百叶窗完全关闭、散热风扇停止运转后，可实现最佳保温效果。随百叶窗的叶片角度的不同、散热风扇转速的不同，使得自动多级散热/保温模块10不仅具有多级散热效果，还具有多级保温效果。

自动多级加热/冷却模块13，采用发明专利一种模块化变热容自匹配多温系统（专利号：ZL 201210158658.6）公开的结构，保证了锂电池充放电温度始终在最优化范围内。

温度信号传感模块（包括热电偶组1和水银接点温度计12）放置于温控箱体模块11内部，当温控箱体模块11内的温度达到接点温度（极限温度）时，水银接点温度计12将接通温度优化控制模块4，温度优化控制模块4输出控制信号启动自动多级散热/保温模块10的散热功能，如果不能将温度降下来，温度优化控制模块4输出控制信号启动自动多级加热/冷却模块13的冷却功能。一般情况下，热电偶组1将温控箱体模块11内的温度信号传给温度优化控制模块4，温度优化控制模块4根据温度信号显示输入模块6所设置的温度进行控制。

温度优化控制模块4首先在不启用自动多级加热/冷却模块13时进行自动调节，调节自动多级散热/保温模块10，如果确不能让温控箱体模块11达到最佳工作温度为t0，那么启用自动多级加热/冷却模块13，根据温度信号传感模块（即热电偶组1和水银接点温度计12）信号自动进行判断，是启用多级加热冷却模块13的加热功能，还是启用多级加热冷却模块13的冷却功能。

当温控箱体模块11温度降到（t0-t2）时，温度优化控制模块4将控制自动多级散热/保温模块10进入最佳保温状态，同时启动自动多级加热/冷却模块13的最大加热功能，以便温控箱体模块11尽快恢复到最佳工作温度为t0；当温控箱体模块11温度升到（t0+t1）时，温度优化控制模块4将控制自动多级散热/保温模块10进入最佳散热状态，同时启动自动多级加热/冷却模块13的最大冷却功能，以便温控箱体模块11尽快恢复到最佳工作温度为t0。

一旦温度优化控制模块4进行控制，会通过调整自动多级加热/冷却模块13的功率大小让温控箱体模块11尽快恢复到最佳工作温度为t0方止。

当温控箱体模块11温度达到t0时，温度优化控制模块4将控制自动多级散热/保温模块10和自动多级加热/冷却模块13维持既有状态。

锂电池充放电温升/温降速度调整可通过调整自动多级加热/冷却模块13的功率大小来实现，欲使温升/温降速度达到最大，将自动多级加热/冷却模块13的功率调到最大，最大锂电池温升/温降速度可通过具体设计计算选定。

温度信号变换模块9将温度信号传感模块（即热电偶组1和水银接点温度计12）输出的信号变换成温度信号显示输入模块6易于接受的信号。

温度信号传送模块8将建立各测量环节输入、输出信号之间的联系。

温度信号传感模块根据实际情况需求还可采用热电阻、玻璃管液体温度计、双金属温度计、压力式温度计等接触式测温方式，也可采用光学辐射式高温计（具体包括单色光学高温计、光电高温计、全辐射高温计、比色高温计等）、红外辐射仪（具体包括全红外辐射型、单色红外辐射型、比色型等）等非接触式测温方式。

温度信号显示输入模块6可以显示锂电池工作温度、锂电池最高控制温度、锂电池最低控制温度等温度信号，以及锂电池充放电温升/温降速度，显示是在加热还是在冷却状态，还显示锂电池加热或冷却的级别；可以输入欲设定的锂电池工作温度、锂电池最高控制温度、锂电池最低控制温度等温度信号以及锂电池充放电温升/温降速度，设定锂电池加热或冷却的级别。

温度优化控制模块4可采用定值开关控温、PID 温控、智能温控等温控方法，或者它们的组合温控方法，其控制方式可以切换到手动控制方式，当然工作时一般采取自动控制或者自动手动控制结合方式。在切换到手动控制方式后，相应工作模式可调整为普通温控模式。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种多模式锂电池智能温控系统，其特征在于：包括自动多级散热/保温模块（10）、自动多级加热/冷却模块（13）、温度信号传感模块、温度信号显示输入模块（6）、温度信号变换模块（9）、温度信号传送模块（8）、温控箱体模块（11）、温度优化控制模块（4），温度信号传感模块包括热电偶组（1）和水银接点温度计（12）；自动多级散热/保温模块（10）采用带散热风扇的百叶窗结构；自动多级加热/冷却模块（13）用于保证锂电池充放电温度始终在最优化范围内；温度信号传感模块放置于温控箱体模块（11）内部。

2.根据权利要求1所述的多模式锂电池智能温控系统，其特征在于：所述温度优化控制模块（4）采用定值开关控温模块、PID 温控模块、智能温控模块之一或者它们的组合。

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