CN206180041U - 电池组制冷制热系统 - Google Patents

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Abstract

一种电池组制冷制热系统包括：电池组；用于感测所述电池组温度的温度感测模块；半导体制冷片；与所述半导体制冷片及电源相连的开关模块；以及与所述温度感测模块及所述开关模块相连，并在所述温度感测模块感测到的温度大于第一参考值时控制所述开关模块给所述半导体制冷片提供第一电流以使所述半导体制冷片制冷，且在所述温度感测模块感测到的温度小于第二参考值时控制所述开关模块给所述半导体制冷片提供第二电流以使所述半导体制冷片制热的控制模块。所述第一电流与所述第二电流方向相反。上述电池组制冷制热系统能对电池组进行制冷及制热以使电池组的温度维持在一定范围内。

Description

电池组制冷制热系统
【技术领域】
本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种应用于电动汽车的电池组制冷制热系统。
【背景技术】
目前，电动汽车正在逐渐推广并在未来将具有广阔的前景。电池组是电动汽车的动力提供部分，电池组的温度过高或过低将直接影响到电动汽车的正常运行。
鉴于以上内容，实有必要提供一种新型的电池组制冷制热系统以克服以上缺陷。
【发明内容】
本实用新型的目的是提供一种能对电池组进行制冷及制热以使电池组的温度维持在一定范围内的电池组制冷制热系统。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种电池组制冷制热系统，所述电池组制冷制热系统包括：
电池组；
用于感测所述电池组温度的温度感测模块；
半导体制冷片；
与所述半导体制冷片及电源相连的开关模块；以及
与所述温度感测模块及所述开关模块相连，并在所述温度感测模块感测到的温度大于第一参考值时控制所述开关模块给所述半导体制冷片提供第一电流以使所述半导体制冷片制冷，且在所述温度感测模块感测到的温度小于第二参考值时控制所述开关模块给所述半导体制冷片提供第二电流以使所述半导体制冷片制热的控制模块，所述第一电流与所述第二电流方向相反。
进一步地，所述开关模块包括第一至第四电子开关及第一至第四电阻，所述第一电子开关的第一端通过所述第一电阻与所述控制模块相连，所述第一电子开关的第二端与所述半导体制冷片的第一端相连，所述第一电子开关的第三端接地，所述第二电子开关的第一端通过所述第二电阻与所述控制模块相连，所述第二电子开关的第二端与所述半导体制冷片的第二端相连，所述第二电子开关的第三端接地，所述第三电子开关的第一端通过所述第三电阻与所述控制模块相连，所述第三电子开关的第二端与所述半导体制冷片的第一端相连，所述第三电子开关的第三端与电源相连，所述第四电子开关的第一端通过所述第四电阻与所述控制模块相连，所述第四电子开关的第二端与所述半导体制冷片的第二端相连，所述第四电子开关的第三端与所述电源相连。
进一步地，所述第一及第二电子开关均为NPN型三极管，所述第一及第二电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于所述NPN型三极管的基极、集电极及发射极，所述第三及第四电子开关均为PNP型三极管，所述第三及第四电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于所述PNP型三极管的基极、集电极及发射极。
进一步地，所述第一及第二电子开关均为NMOS场效应管，所述第一及第二电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于所述NMOS场效应管的栅极、漏极及源极，所述第三及第四电子开关均为PMOS场效应管，所述第三及第四电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于所述PMOS场效应管的栅极、漏极及源极。
进一步地，所述电池组制冷制热系统还包括与所述电池组接触的液冷散热模块，所述半导体制冷片通过所述液冷散热模块对所述电池组制冷或制热。
进一步地，所述电池组制冷制热系统还包括用于给所述电池组散热的风冷散热模块。
进一步地，所述风冷散热模块包括设置在所述半导体制冷片一侧的散热片及风扇。
进一步地，所述温度感测模块包括多个温度传感器，所述多个温度传感器设置在所述电池组不同位置的多个感测点。
进一步地，所述控制模块包括微控制单元。
相比于现有技术，本实用新型通过所述温度感测模块来感测所述电池组的温度，并通过所述控制模块根据所述温度感测模块感测到的温度来控制所述开关模块输出给所述半导体制冷片的电流，进而控制所述半导体制冷片对所述电池组进行制冷片制冷或制热，从而使所述电池组的温度维持在一定范围内，进而使所述电池组能正常工作，并使应用所述电池组的电动汽车能正常运行。
【附图说明】
图1为本实用新型的实施例提供的电池组制冷制热系统的原理框图。
图2为图1中开关模块第一实施方式的电路图。
图3为图1中开关模块第二实施方式的电路图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
请参阅图1，图1为本实用新型的实施例提供的电池组制冷制热系统100的原理框图。所述电池组制冷制热系统100包括电池组10、温度感测模块20、半导体制冷片30、电源40、开关模块50及控制模块60。所述控制模块60与所述温度感测模块20及所述开关模块50相连，所述开关模块50与所述电源40及所述半导体制冷片30相连。所述温度感测模块20用于感测所述电池组10的温度，并将感测到的温度输出给所述控制模块60。所述控制模块60用于在所述温度感测模块20感测到的温度大于第一参考值时控制所述开关模块50给所述半导体制冷片30提供第一电流以使所述半导体制冷片30制冷，且在所述温度感测模块20感测到的温度小于第二参考值时控制所述开关模块50给所述半导体制冷片30提供第二电流以使所述半导体制冷片30制热。所述第一电流与所述第二电流方向相反。在本实施方式中，所述第一参考值为所述电池组10正常工作温度的上限值，所述第二参考值为所述电池组10正常工作温度的下限值，所述第一参考值及所述第二参考值的数值可根据实际情况进行相应调整。
所述电池组制冷制热系统100还包括与所述电池组10接触的液冷散热模块70，所述半导体制冷片30通过所述液冷散热模块70对所述电池组10制冷或制热。
所述电池组制冷制热系统100还包括用于给所述电池组10散热的风冷散热模块80。所述风冷散热模块80包括设置在所述半导体制冷片30一侧的散热片82及风扇86。
在本实施方式中，所述控制模块60包括MCU(Micro Controller Unit，微控制单元)，所述温度感测模块20包括多个温度传感器，所述多个温度传感器设置在所述电池组10不同位置的多个感测点，用于感测所述电池组10不同位置的温度，并将感测到的温度输出给所述控制模块60。当某一温度传感器感测到的温度大于所述第一参考值时，所述控制模块60控制所述开关模块50给所述半导体制冷片30提供所述第一电流以使所述半导体制冷片30制冷。当某一温度传感器感测到的温度小于所述第二参考值时，所述控制模块60控制所述开关模块50给所述半导体制冷片30提供所述第二电流以使所述半导体制冷片30制热。
可以理解，所述半导体制冷片30也叫热电制冷片，所述半导体制冷片30是一种热泵。所述半导体制冷片30利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，从而实现制冷和制热的目的。
请参阅图2，图2为本实用新型的实施例提供的所述开关模块50第一实施方式的电路图。所述开关模块50包括第一至第四电子开关Q1-Q4及第一至第四电阻R1-R4。所述第一电子开关Q1的第一端通过所述第一电阻R1与所述控制模块60相连，所述第一电子开关Q1的第二端与所述半导体制冷片30的第一端相连，所述第一电子开关Q1的第三端接地。所述第二电子开关Q2的第一端通过所述第二电阻R2与所述控制模块60相连，所述第二电子开关Q2的第二端与所述半导体制冷片30的第二端相连，所述第二电子开关Q2的第三端接地。所述第三电子开关Q3的第一端通过所述第三电阻R3与所述控制模块60相连，所述第三电子开关Q3的第二端与所述半导体制冷片30的第一端相连，所述第三电子开关Q3的第三端与所述电源40相连。所述第四电子开关Q4的第一端通过所述第四电阻R4与所述控制模块60相连，所述第四电子开关Q4的第二端与所述半导体制冷片30的第二端相连，所述第四电子开关Q4的第三端与所述电源40相连。
下面将对本实用新型电池组制冷制热系统100的工作原理进行说明。
所述温度感测模块20中的多个温度传感器感测所述电池组10不同位置的温度，并将感测到的温度输出给所述控制模块60，所述控制模块60根据接收的温度来控制所述开关模块50输出给所述半导体制冷片30的电流，进而控制所述半导体制冷片30制冷、制热或不工作。
当某一温度传感器感测到的温度大于所述第一参考值(即所述温度感测模块感测到的温度大于所述第一参考值)时，所述控制模块60输出高电平信号给所述第一电子开关Q1及所述第三电子开关Q3的第一端，并输出低电平信号给所述第二电子开关Q2及所述第四电子开关Q4的第一端。所述第一电子开关Q1及所述第四电子开关Q4导通，所述第二电子开关Q2及所述第三电子开关Q3截止。所述电源40提供的电能通过所述第四电子开关Q4、所述半导体制冷片30及所述第一电子开关Q1流入地中。此时，所述开关模块50中的电流为所述第一电流，所述第一电流的方向为从所述半导体制冷片30的第二端流向所述半导体制冷片30的第一端，所述半导体制冷片30通过所述液冷散热模块70给所述电池组10制冷。
当某一温度传感器感测到的温度小于所述第二参考值(即所述温度感测模块感测到的温度小于所述第二参考值)时，所述控制模块60输出低电平信号给所述第一电子开关Q1及所述第三电子开关Q3的第一端，并输出高电平信号给所述第二电子开关Q2及所述第四电子开关Q4的第一端。所述第一电子开关Q1及所述第四电子开关Q4截止，所述第二电子开关Q2及所述第三电子开关Q3导通。所述电源40提供的电能通过所述第三电子开关Q3、所述半导体制冷片30及所述第二电子开关Q2流入地中。此时，所述开关模块50中的电流为所述第二电流，所述第一电流的方向为从所述半导体制冷片30的第一端流向所述半导体制冷片30的第二端，所述半导体制冷片30通过所述液冷散热模块70给所述电池组10制热。
当所述多个温度传感器感测到的温度均小于或等于所述第一参考值且大于或等于所述第二参考值时，所述控制模块60不输出信息给所述第一至第四电子开关Q1-Q4的第一端，或者输出低电平信号给所述第一及第二电子开关Q2的第一端并输出高电平信号给所述第三及第四电子开关Q4的第一端，以使所述第一至第四电子开关Q1-Q4均截止。所述半导体制冷片30中无电流流过，所述半导体制冷片30不工作。所述液冷散热模块70及所述风冷散热模块80给所述电池组10散热。
在本实施方式中，所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2均为NPN型三极管，所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2的第一端、第二端及第三端分别对应于所述NPN型三极管的基极、集电极及发射极。所述第三电子开关Q3及所述第四电子开关Q4均为PNP型三极管，所述第三及第四电子开关Q4的第一端、第二端及第三端分别对应于所述PNP型三极管的基极、集电极及发射极。
请参阅图3，图3为本实用新型的实施例提供的所述开关模块50第二实施方式的电路图。所述开关模块50的第二实施方式与所述开关模块50的第一实施方式的区别在于：在第二实施方式中，所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2均为NMOS场效应管，所述第一电子开关Q1及所述第二电子开关Q2的第一端、第二端及第三端分别对应于所述NMOS场效应管的栅极、漏极及源极。所述第三电子开关Q3及所述第四电子开关Q4均为PMOS场效应管，所述第三电子开关Q3及所述第四电子开关Q4的第一端、第二端及第三端分别对应于所述PMOS场效应管的栅极、漏极及源极。
可以理解，在其它实施方式中，所述第一至第四电子开关Q1-Q4可以为其它具有类似功能的开关，如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)等。所述第一至第四电子开关Q1-Q4可以相同也可以不同，例如，所述第一至第四电子开关Q1-Q4可以均为NPN型三极管，也可以所述第一电子开关Q1为NPN型三极管，所述第二电子开关Q2为PNP型三极管，所述第三电子开关Q3为NMOS场效应管，所述第四电子开关Q4为PMOS场效应管。
所述第一至第四电子开关Q1-Q4的类型可根据实际情况进行相应调整，当所述第一至第四电子开关Q1-Q4的类型调整时，所述控制模块60输出给所述第一至第四电子开关Q1-Q4的第一端的信号也因进行相应的调整。例如，当所述第一至第四电子开关Q1-Q4可以均为NPN型三极管时，若某一温度传感器感测到的温度大于所述第一参考值时，所述控制模块60输出高电平信号给所述第一电子开关Q1及所述第四电子开关Q4的第一端，并输出低电平信号给所述第二电子开关Q2及所述第三电子开关Q3的第一端。所述第一电子开关Q1及所述第四电子开关Q4导通，所述第二电子开关Q2及所述第三电子开关Q3截止。所述电源40提供的电能通过所述第四电子开关Q4、所述半导体制冷片30及所述第一电子开关Q1流入地中。
本实用新型通过所述温度感测模块20来感测所述电池组10的温度，并通过所述控制模块60根据所述温度感测模块20感测到的温度来控制所述开关模块50输出给所述半导体制冷片30的电流，进而控制所述半导体制冷片30对所述电池组10进行制冷片制冷或制热，从而使所述电池组10的温度维持在一定范围内，进而使所述电池组10能正常工作，所述电动汽车能正常运行。
本实用新型并不仅仅限于说明书和实施例中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (9)

1.一种电池组制冷制热系统，其特征在于：所述电池组制冷制热系统包括：
电池组；
用于感测所述电池组温度的温度感测模块；
半导体制冷片；
与所述半导体制冷片及电源相连的开关模块；以及
与所述温度感测模块及所述开关模块相连，并在所述温度感测模块感测到的温度大于第一参考值时控制所述开关模块给所述半导体制冷片提供第一电流以使所述半导体制冷片制冷，且在所述温度感测模块感测到的温度小于第二参考值时控制所述开关模块给所述半导体制冷片提供第二电流以使所述半导体制冷片制热的控制模块，所述第一电流与所述第二电流方向相反。
2.如权利要求1所述的电池组制冷制热系统，其特征在于：所述开关模块包括第一至第四电子开关及第一至第四电阻，所述第一电子开关的第一端通过所述第一电阻与所述控制模块相连，所述第一电子开关的第二端与所述半导体制冷片的第一端相连，所述第一电子开关的第三端接地，所述第二电子开关的第一端通过所述第二电阻与所述控制模块相连，所述第二电子开关的第二端与所述半导体制冷片的第二端相连，所述第二电子开关的第三端接地，所述第三电子开关的第一端通过所述第三电阻与所述控制模块相连，所述第三电子开关的第二端与所述半导体制冷片的第一端相连，所述第三电子开关的第三端与电源相连，所述第四电子开关的第一端通过所述第四电阻与所述控制模块相连，所述第四电子开关的第二端与所述半导体制冷片的第二端相连，所述第四电子开关的第三端与所述电源相连。
3.如权利要求2所述的电池组制冷制热系统，其特征在于：所述第一及第二电子开关均为NPN型三极管，所述第一及第二电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于所述NPN型三极管的基极、集电极及发射极，所述第三及第四电子开关均为PNP型三极管，所述第三及第四电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于所述PNP型三极管的基极、集电极及发射极。
4.如权利要求2所述的电池组制冷制热系统，其特征在于：所述第一及第二电子开关均为NMOS场效应管，所述第一及第二电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于所述NMOS场效应管的栅极、漏极及源极，所述第三及第四电子开关均为PMOS场效应管，所述第三及第四电子开关的第一端、第二端及第三端分别对应于所述PMOS场效应管的栅极、漏极及源极。
5.如权利要求1所述的电池组制冷制热系统，其特征在于：所述电池组制冷制热系统还包括与所述电池组接触的液冷散热模块，所述半导体制冷片通过所述液冷散热模块对所述电池组制冷或制热。
6.如权利要求1所述的电池组制冷制热系统，其特征在于：所述电池组制冷制热系统还包括用于给所述电池组散热的风冷散热模块。
7.如权利要求6所述的电池组制冷制热系统，其特征在于：所述风冷散热模块包括设置在所述半导体制冷片一侧的散热片及风扇。
8.如权利要求1所述的电池组制冷制热系统，其特征在于：所述温度感测模块包括多个温度传感器，所述多个温度传感器设置在所述电池组不同位置的多个感测点。
9.如权利要求1所述的电池组制冷制热系统，其特征在于：所述控制模块包括微控制单元。
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