CN206225489U - 一种动力电池温度均匀调控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种动力电池温度均衡调控系统，包括电池箱、电池、温度传感器、半导体温控器、导热体、风扇以及电池管理控制电路。本实用新型通过设置于第三导热绝缘体之间的温度传感器实时检测单电池之间温度，电池管理控制电路对单电池之间不同的温度状态采用降温或升温的工作模式，避免每个单电池因工作温度过高发生着火甚至爆炸的情况发生，也可避免单电池因环境温度过低造成无法启动甚至损坏。本实用新型的技术方案通过对单电池的温度控制，可以使得单电池和电池组的温度达到较好的均衡性，提高使用性能和延长使用寿命，从而具有良好的社会和经济价值。

Description

一种动力电池温度均匀调控系统

技术领域

本实用新型涉及电池能量与温度调控领域，特别涉及一种动力电池温度均匀调控系统。

背景技术

可充电电池通常由高氧化性阳极、强还原性阴极以及可燃性有机电解质组成。电池充电过程中的充电效率达不到100％，未被用于活性物质转化的电能转化为热能，同时，电池内部的各个部件因为连接部分接触不良造成电阻较大，往往会产生较多焦耳热。如果电池内部的温度过高，不仅会影响电池的使用性能，并且容易导致电池充电过程中电池着火甚至爆炸。针对电池过热问题，现有技术通常使用温度计测试电池的某点温度值，若发现电池温度过高，即采取降温措施。

当天气寒冷时，充电电池性能快速下降，甚至无法正常工作。当环境温度降至-20℃时，强行对电池进行充电或者放电，会严重降低充电电池寿命。针对可充电电池在极低温无法正常工作的情况，通常采用加热棒或加热板对电池组或电池组周围空气进行加热，以保证充电电池正常工作。

现有技术的可充电电池组通常由几十个甚至上百个电池组装而成，每个电池之间以密集堆积方式装配组成。现有技术中针对电池组在高温或低温使用时，主要考虑电池组的整体温度调控，但是未对每个电池的热均衡性进行考虑。电池组在正常充电或放电过程，每个电池受到高温或低温的影响不同，以不同的速率产生能量，因此单个电池因其个体性能的差异造成温度不均衡，最终影响电池组的整体性能。

因此，对可充电电池组的单个电池以及电池组的温度热均衡进行有效管理成为急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种动力电池温度均匀调控系统，旨在解决可充电电池的单个电池以及电池组的温度热均衡性，从而提高电池的工作可靠性，延长电池使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种动力电池温度均匀调控系统，包括电池箱体以及设置于所述电池箱体内的若干电池组，所述电池组由若干紧邻设置的单电池组成，相邻的所述电池组之间设有导热体，所述电池组与所述导热体之间设有半导体温控器，所述半导体温控器一侧通过第一导热绝缘体与所述导热体接触传热，所述半导体温控器另一侧通过第二导热绝缘体与所述电池组接触传热，相邻的所述单电池之间设有第三导热绝缘体与所述第二导热绝缘体相接传热；所述导热体两端设有风扇与所述导热体内部的风道配合散热；所述第三导热绝缘体内部设有温度传感器与位于所述电池箱体内部两侧的电池管理控制电路电连接，所述电池管理控制电路分别与所述半导体温控器及所述风扇电连接。

优选地，所述电池箱体内部设有隔板将所述电池组与所述电池管理控制电路隔离。

优选地，所述电池箱体侧壁设有通气孔与所述风扇配合进行内外热量交换。

优选地，所述电池箱体的材质为铝板、铁板、不锈钢板、有机玻璃板之一。

优选地，所述温度传感器设置于所述第三导热绝缘体内部中心。

优选地，所述温度传感器为热敏电阻或热电偶。

本实用新型技术方案通过在第三导热绝缘体内部设置温度传感器实时检测单电池间温度，并将相应的温度信号发送至电池管理控制电路，从而电池管理控制电路分别对半导体温控器和风扇进行控制。通过半导体温控器制冷或升温以及风扇散热，并经相应的导热绝缘体进行交换热量，以实现对单个电池降温或升温，以使单个电池以及电池组能够在设定的温度范围内正常工作，从而使得电池组的工作温度达到较好的均衡性，可提高电池使用性能和延长寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型动力电池温度均匀调控系统的立体图；

图2为本实用新型动力电池温度均匀调控系统的主视图；

图3为本实用新型动力电池温度均匀调控系统的俯视图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	电池箱体	7	单电池
2	第一导热绝缘体	8	温度传感器
				3	导热体	9	电池管理控制电路
4	半导体温控器	10	风扇
				5	第二导热绝缘体	11	隔板
6	第三导热绝缘体

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种动力电池温度均匀调控系统。

参见图1至图3，本实用新型的动力电池温度均匀调控系统，包括电池箱体1以及设置于电池箱体1内部的若干电池组，其中电池组是由若干紧邻的单电池7组成，相邻的电池组之间设置有导热体3，电池组与导热体3之间设有半导体温控器4，半导体温控器4一侧通过第一导热绝缘体2与导热体3接触传热，相邻的单电池7之间设有第三导热绝缘体6与第二导热绝缘体5相接传热，半导体温控器4另一侧通过第二导热绝缘体5与电池组接触传热。导热体3两端设有风扇10与导热体3内部的风道配合散热；第三导热绝缘体6内部设有温度传感器8与位于电池箱体1内部两侧的电池管理控制电路9电连接，电池管理控制电路9分别与半导体温控器4及风扇10电连接。

在本实用新型的实施例中，电池箱体1内部设有隔板11将电池组与电池管理控制电路9相互分隔一定距离，以避免电池组正常工作的时候对电池管理控制电路9进行干扰。电池箱体1的材质为铝板、铁板、不锈钢板、有机玻璃板任一一种或若干种相互组装而成。电池箱体1侧壁设有通气孔与风扇10配合与外界环境进行热量交换，以提高本实用新型在实际应用中的换热效果。

本实用新型实施例的温度传感器8设置于第三导热绝缘体6内，优选地，温度传感器8设置于第三导热绝缘体6内部中心，能够精准检测相邻单电池7之间的温度，以便于向电池管理控制电路9发出相对准确的温度信号，其中温度传感器8可为热敏电阻或热电偶，如温度传感器8为热敏电阻时，优选为Pt100、Pt1000、Pt10000、Cu50、NTC、PTC任一一种；如温度传感器8为热电偶时，优选为K型热电偶、J型热电偶、T型热电偶、S型热电偶、第三导热绝缘体6型热电偶任一一种。

本实用新型实施例的第一导热绝缘体2、第二导热绝缘体5、第三导热绝缘体6为导热硅脂、导热胶带、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片的任意一种或多种。本实用新型的导热绝缘体内部可设有其他导热介质以提高导热性能，优先选用的导热介质为银屑，可有效提高导热绝缘体的导热性能。

本实用新型的实施例中，半导体温控器4由若干半导体制冷片组成。

本实用新型的动力电池温度均匀调控系统在实际应用中，位于第三导热绝缘体6内的温度传感器8实时检测相邻单电池7之间的温度，并将实时检测到的温度信号传输至电池管理控制电路9。如果温度传感器8检测单电池7之间温度超过电池管理控制电路9设定的温度上限值，电池管理控制电路9判定电池组内部的单电池7之间温度超高，电池管理控制电路9进入降温模式并向半导体温控器4输入电源，其中半导体温控器4的制冷端朝向电池组，而发热端朝向导热体3，半导体温控器4的制冷端制冷并通过第二导热绝缘体5向第三导热绝缘体6传递冷源，从而将第三导热绝缘体6内部的温度降低，进而使得单电池7的温度降低；半导体温控器4的发热端通过第一导热绝缘体2向导热体3散发热量，而位于导热体3两端的风扇10被电池管理控制电路9启动，风扇10通过导热体3内部的风道产生对流风，对流风从电池箱体1一端的进气端进入电池箱体1，最后经电池箱体1另一端的出气端进入外界环境，从而实现将半导体温控器4发热端的热量散发至电池箱体1外。当温度传感器8检测单电池7之间的温度逐渐降低至电池管理控制电路9设定的温度上限值时，电池管理控制电路9向半导体温控器4输入的电流值逐渐降低，实现单电池7之间的温度逐渐回落至低于温度上限值，从而实现对单电池7的过热保护。

当电池组在温度较低的环境中工作时，位于第三导热绝缘体6之间的温度传感器8检测单电池7之间的温度过低，当检测到的温度值低于电池管理控制电路9设置的温度下限值并影响单电池7正常工作时，电池管理控制电路9向半导体温控器4输入与加热模式相反的电流方向，这时的半导体温控器4的加热端朝向电池组，通过第二导热绝缘体5传递热量至第三导热绝缘体6，从而使得单电池7之间温度逐渐升高，使得电池组在温度较低的环境中能够逐渐恢复正常充电和放电。

本实用新型通过设置于第三导热绝缘体6之间的温度传感器8实时检测单电池7之间温度，电池管理控制电路9对单电池7之间不同的温度状态采用降温或升温的工作模式，避免每个单电池7因工作温度过高发生着火甚至爆炸的情况发生，也可避免单电池7因环境温度过低造成无法启动甚至损坏。本实用新型的技术方案通过对单电池7的温度控制，可以使得单电池7和电池组的温度达到较好的均衡性，提高使用性能和延长使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种动力电池温度均匀调控系统，包括电池箱体以及设置于所述电池箱体内的若干电池组，所述电池组由若干紧邻设置的单电池组成，其特征在于，相邻的所述电池组之间设有导热体，所述电池组与所述导热体之间设有半导体温控器，所述半导体温控器一侧通过第一导热绝缘体与所述导热体接触传热，所述半导体温控器另一侧通过第二导热绝缘体与所述电池组接触传热，相邻的所述单电池之间设有第三导热绝缘体与所述第二导热绝缘体相接传热；所述导热体两端设有风扇与所述导热体内部的风道配合散热；所述第三导热绝缘体内部设有温度传感器与位于所述电池箱体内部两侧的电池管理控制电路电连接，所述电池管理控制电路分别与所述半导体温控器及所述风扇电连接。

2.如权利要求1所述的动力电池温度均匀调控系统，其特征在于，所述电池箱体内部设有隔板将所述电池组与所述电池管理控制电路隔离。

3.如权利要求2所述的动力电池温度均匀调控系统，其特征在于，所述电池箱体侧壁设有通气孔与所述风扇配合进行内外热量交换。

4.如权利要求2或3所述的动力电池温度均匀调控系统，其特征在于，所述电池箱体的材质为铝板、铁板、不锈钢板、有机玻璃板之一。

5.如权利要求1所述的动力电池温度均匀调控系统，其特征在于，所述温度传感器设置于所述第三导热绝缘体内部中心。

6.如权利要求5所述的动力电池温度均匀调控系统，其特征在于，所述温度传感器为热敏电阻或热电偶。

7.如权利要求1所述的动力电池温度均匀调控系统，其特征在于，所述第一导热绝缘体、所述第二导热绝缘体、所述第三导热绝缘体为导热硅脂、导热胶带、导热云母片、导热陶瓷片、导热矽胶片的任意一种。

8.如权利要求1所述的动力电池温度均匀调控系统，其特征在于，所述半导体温控器由若干半导体制冷片组成。