CN208285054U - 具热电温差单元的充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具热电温差单元的充电装置，包含至少一电池模块，每一该电池模块包含一电池及一热电温差单元，该电池设置于该热电温差单元的一第一面上，以使该热电温差单元的第一面接触该电池的表面；当该热电温差单元的二电源输入端接收到一供电电压时，该热电温差单元的第一面与该一第二面间具有一温度差，达到针对不同电池情况对电池进行冷却或增温，以确保电池的充电效率及安全性的目的。

Description

具热电温差单元的充电装置

技术领域

本实用新型公开一种充电装置，尤指一种具热电温差单元的充电装置。

背景技术

环保与节能是近年来科技发展的主要趋势之一，因此可多次重复充放电的充电电池被广泛应用于各种生活及工业领域，小至符合干电池规格的充电电池、可充电使用的刮胡刀、吸尘器，大至电动摩托车、电动汽车等，而为符合一般消费者的使用习惯并提高此类产品的使用方便性，充电电池的充电效率及安全性是此类充电产品必须同时顾及并提升的重点特性。惟无论以何种材料制作的充电电池，均具有其适当工作的一电池温度范围，当电池温度高于或低于该温度范围，均不利于该充电电池的充放电工作。

举例而言，充电过程中必然伴随着热能的释出，而当充电速度越快，充电电流越大，充电电池会产生大量的热能使得电池温度提高。若产生的热能没有被及时排除，充电电池在充电时的温度会不断提升以至于过热，导致电池损毁甚至爆裂伤人的危险。现有技术的散热方式一般系借由风扇驱动电池周围的空气产生流动，并通过空气流动以热传导的方式将电池周围的热能排除。但空气的热传导能力有限，并无法快速地冷却电池的温度，当充电电流较大时仍容易产生过热的情形。另一方面来说，当该充电电池被置于温度远低于该适当工作的环境温度范围的环境中时，充电电池中的电解液将会凝结，进而导致充电电池的充电效率大幅降低，且会使得充电电池能够储存的电能容量大幅降低。

综上所述，为使得充电电池能够高效率的充电且同时确保使用安全避免过热，充电电池的使用环境受到环境温度的限制。故现有的充电电池势必须进行进一步改良。

实用新型内容

有鉴于充电电池均具有其适当工作的一温度范围，当电池温度高于或低于该温度范围，均不利于该充电电池的充放电工作甚至可能产生危险的问题，本实用新型提供一种具热电温差单元的充电装置，包含至少一电池模块，每一该电池模块包含有一电池及一热电温差单元，该电池具有一正极连接端及一负极连接端，该正极连接端及负极连接端分别供接收一充电电压以进行充电。该热电温差单元具有相对的一第一面及一第二面，且具有二电源输入端，该电池设置于该热电温差单元的第一面上，以使该热电温差单元的第一面接触该电池的表面。当该热电温差单元的二电源输入端接收一供电电压时，该热电温差单元的该第一面与该第二面间具有一温度差。

其中，当该供电电压为一第一电压时，该热电温差单元的第一面的温度低于该热电温差单元的第二面的温度。

其中，当该供电电压为一第二电压时，该热电温差单元的第一面的温度高于该热电温差单元的第二面的温度；该第二电压与该第一电压的极性相反。

其中，该电池为一柱状电池，具有二端部及一环状侧面，该二端部分别设置于该环状侧面的相对两端，且该正极连接端及该负极连接端分别形成于该电池的二端部；该热电温差单元的第一面贴覆该柱状电池的环状侧面。

其中，进一步包含：一电源模块，供电连接至一外部电源以接收一外部电压，且该电源模块转换该外部电压产生该充电电压及该供电电压，其中：该电池的正极连接端及负极连接端分别电连接该电源模块，以接收该充电电压；该热电温差单元的二电源输入端分别电连接该电源模块，以接收该供电电压。

其中，该电池模块的数量是多个，多个该电池模块呈矩阵排列，且各所述电池模块的电池的正极连接端面向一第一方向；一正极导电片，电连接各该电池模块的电池的正极连接端；一负极导电片，电连接各该电池模块的电池的负极连接端；其中该正极导电片及该负极导电片进一步电连接该电源模块以接收该充电电压。

其中，进一步包含：一外壳，具有一容置空间，其中该电池模块及该电源模块设置于该外壳的容置空间中。

其中，该热电温差单元为一半导体热电制冷芯片。

其中，该外壳进一步形成一风扇开口，且该风扇开口连通该容置空间；该电源模块进一步转换该外部电压产生一驱动电压；该具热电温差单元的充电装置进一步包含有：一风扇装置，设置于该外壳的风扇开口中，且电连接该电源模块以接收该驱动电压。

其中，该电源模块包含有：一切换开关；其中，当该切换开关在一第一状态时，该电源模块产生的供电电压为该第一电压；当该切换开关在一第二状态时，该电源模块产生的供电电压为该第二电压。

该热电温差单元为一热电制冷器，更佳的，为一半导体热电制冷芯片。热电制冷器以不同的二热电材料制做，根据热电效应原理，当电压施加于一热电制冷器不同热电材料的两端时，该两端会产生一温度差。当提供至该热电制冷器两端的电压极性相反时，该两端的温度差也会呈现相反。也就是说，经由提供该供电电压，该热电温差单元能够使得该第一面的温度低于或高于该第二面的温度。如此一来，根据不同的电池温度及电池的使用状况，能够对该电池进行降温或增温，以针对不同环境情况确保电池的充电效率及安全性。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型具热电温差单元的充电装置的外观立体示意图。

图2为本实用新型具热电温差单元的充电装置的分离立体示意图。

图3为本实用新型具热电温差单元的充电装置的电路方块示意图。

图4为本实用新型具热电温差单元的充电装置第五较佳实施例的透视立体示意图。

图5为本实用新型具热电温差单元的充电装置第五较佳实施例的部分模块立体示意图。

其中，附图标记：

10电池模块 11电池

111正极连接端 112负极连接端

113端部 114环状侧面

12热电温差单元 121第一面

122第二面 123电源输入端

具体实施方式

请参阅图1及图2所示，本实用新型是一种具热电温差单元的充电装置，包含有至少一电池模块10，该至少一电池模块10分别包含有一电池11及一热电温差单元12，该至少一电池11分别具有一正极连接端111及一负极连接端 112，该正极连接端111及该负极连接端112供接收一充电电压以进行充电。该至少一热电温差单元12分别具有相对的一第一面121及一第二面122，且具有二电源输入端123。其中，该电池11设置于该热电温差单元12的第一面121 上，使该热电温差单元12的第一面121接触该电池11的表面，且当该热电温差单元12的二电源输入端123接收到一供电电压时，该热电温差单元12的第一面121与该第二面122间产生一温度差。

在本较佳实施例中，较佳的，该热电温差单元12为一热电制冷器；更佳的，为一半导体热电制冷芯片。热电制冷器以不同的二热电材料制做，根据热电效应原理，当电压施加于一热电制冷器不同热电材料的两端时，该两端会产生一温度差。当提供至该热电制冷器两端的电压极性相反时，该两端的温度差也会呈现相反。也就是说，借由提供极性相反的供电电压，该热电温差单元12能够使得该第一面121的温度低于或高于该第二面122的温度。如此一来，根据不同的电池温度及该电池11的使用状况，能够对该电池11进行降温或增温，以针对不同环境情况确保电池11的充电效率及安全性。此外，较佳可在该热电温差单元12的第一面121及该电池11的表面间涂布一导热膏层，以进一步增加热传导速率。

在本实用新型的一第一较佳实施例中，该供电电压为一第一电压，该热电温差单元12使得该第一面121的温度低于该第二面122的温度；由于该电池 11表面贴合设置于该热电温差单元12的第一面121上，且该热电温差单元12 作用使得该第一面121的温度持续低于该第二面122的温度，该热电温差单元 12将该电池11产生的热能由该第一面121传导至该第二面122以进行散热。如此一来，借由维持温差并以直接接触的方式进行热传导作用，使得冷却温度能够低于环境温度，有效提升冷却速率，使得该电池11能够进一步的以更大的电流进行充电，提升充电效率且同时避免充电中电池11温度过高导致发生过热或爆裂的危险。

在本实用新型的一第二较佳实施例中，该供电电压为一第二电压，且该第二电压与该第一电压极性相反，因此根据热电效应原理，该热电温差单元12 使得该第一面121的温度高于该第二面122的温度。也就是说，当该电池11 处于一温度过低的环境中时，只要提供该热电温差单元12的二电源输入端123 该第二电压，该热电温差单元12即能够维持该第一面121的温度高于该第二面 122的温度，且由于该电池11表面贴合设置于该热电温差单元12的第一面121 上，因此能够维持该电池11温度高于该环境温度，达到避免因电池温度过低而导致充电效率不佳或电池11所能储存的电能容量降低的目的。

请继续参阅图2所示，在本实用新型的一第三较佳实施例中，较佳的，该至少一热电温差单元12的形状配合该电池11的外形，以大面积直接接触的方式，达到平均且有效的热能传导效果。举例来说，该电池11为一柱状电池，具有相对的二端部113及一环状侧面114，该二端部113分别设置于该环状侧面 114的相对两端，且该电池11的正极连接端111及该负极连接端112分别设置于该电池11的二端部113。因此，该热电温差单元12环绕该电池11而形成一中空环状柱体，其中该第一面121向内而该第二面122向外，使得该热电温差单元12能够以该第一面121直接接触该柱状电池11的环状侧面114，并在该热电温差单元12接收该供电电压时，使得该第一面121的温度低于或高于于该第二面122的温度，并由该电池11的该环状侧面114与该第一面121接触进行热传导，因此能够平均地对该柱状电池11内部进行降温或增温的作用。

请参阅图3所示，在本实用新型的一第四较佳实施例中，进一步包含一电源模块21，该电源模块21供电连接一外部电源(图未示)以接收一外部电压，且该电源模块21转换该外部电压以产生该充电电压及该供电电压。因此，该电池11的正极连接端111及该负极连接分别电连接该电源模块21以接收该充电电压并进行充电，而该热电温差单元12的该二电源输入端123分别电连接该电源模块21以接收该供电电压。

请参阅图4及图5所示，较佳的，电池模块10的数量是多个，而该些电池模块10呈矩阵排列，且各该电池模块10的电池11的正极连接端111朝向一第一方向A。

在本实用新型的一第五较佳实施例中，进一步包含一外壳22，该外壳22 具有一容置空间220，其中该至少一电池模块10及该电源模块21设置于该容置空间220中。

请参阅图5所示，在本较佳实施例中，较佳系进一步包含一正极导电片23 及一负极导电片24，该正极导电片23电连接各该电池11的正极连接端111，而该负极导电片24电连接各该电池11的负极连接端112，且该正极导电片23 及该负极导电片24电连接该电源模块21以接收该充电电压，使得各该电池模块10的电池11分别通过该正极导电片23及该负极导电片24电连接该电源模块21以接收该充电电压。

如此一来，经由整合多个电池模块11，能够形成一个具有大容量的充电装置，以提供使用者多倍的电能容量，而各该电池模块10的热电温差单元12分别对该电池11进行降温或加热，从而分别确保各该电池模块10中的电池11 个别的充电效率及安全性，因此提升该充电装置整体的充电效率及安全性。

在本较佳实施例中，较佳的，进一步包含一风扇装置25，且该电源模块21 转换该外部电压以产生一驱动电压。该外壳22进一步形成一风扇开口221及一通风口222，该风扇开口221连通该容置空间220。该风扇装置25设置于该风扇开口221中，且电连接该电源模块21以接收该驱动电压。

在本实用新型的一第六较佳实施例中，该电源模块21进一步包含一切换开关211。当该切换开关211在一第一状态时，也就是当切换开关211被切换至一第一档位时，该电源模块21产生的该供电电压为该第一电压，各该热电温差单元12使得该第一面121的温度低于该第二面122的温度；而当该切换开关 211在一第二状态时，也就是当该切换开关211被切换至一第二档位时，该电源模块21产生的该供电电压为该第二电压，各该热电温差单元12使得该第一面121的温度高于该第二面122的温度，其中，该第二电压与该第一电压极性相反。

如此一来，使用者能够根据该充电装置所在的环境温度情况对该各该电池 11进行降温冷却或增温。当该充电装置处在一较高温的环境中，而各该电池11 在进行较大功率的充电中温度可能过高因此需要冷却时，使用者将该切换开关 211切换至该第一档位，使得该电源模块21产生的该供电电压为该第一电压，因此各该热电温差单元12使得该第一面121的温度低于该第二面122的温度，以将各该电池11产生的热能经由该热电温差单元12的第一面121传导至该第二面122以进行散热降温。

进一步来说，该风扇装置25能同时接收该驱动电压以进行运作，使得该外壳22的该容置空间220中的空气与该外壳22外的空气产生加速流动，以将该容置空间220中各该电池11产生的热能经由空气对流带出该充电装置，因此进一步提升各该热电温差单元12对各该电池11的降温效率。

相反的，当该充电装置处于一环境温度低于各该电池11的适当工作温度的环境中时，使用者只要将该切换开关211切换至该第二档位，使得该电源模块 21产生的该供电电压为该第二电压，此时各该热电温差单元12使得该第一面 121的温度高于该第二面122的温度，以分别对各该电池11进行加热，因此提升各该电池11的充电效率及储电容量。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。当然，本实用新型还可有其它多种实施例，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案精神及其实质的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案和权利要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种具热电温差单元的充电装置，其特征在于，包含有：

至少一电池模块，每一该电池模块包含有：

一电池，具有一正极连接端及一负极连接端，该正极连接端及该负极连接端供接收一充电电压；

一热电温差单元，具有相对的一第一面及一第二面，且分别具有二电源输入端，其中：

该电池设置于该热电温差单元的第一面上，以使该热电温差单元的第一面接触该电池的表面；

当该热电温差单元的二电源输入端接收到一供电电压时，该热电温差单元的第一面与该第二面间具有一温度差。

2.根据权利要求1所述的具热电温差单元的充电装置，其特征在于：

当该供电电压为一第一电压时，该热电温差单元的第一面的温度低于该热电温差单元的第二面的温度。

3.根据权利要求2所述的具热电温差单元的充电装置，其特征在于：

当该供电电压为一第二电压时，该热电温差单元的第一面的温度高于该热电温差单元的第二面的温度；

该第二电压与该第一电压的极性相反。

4.根据权利要求1所述的具热电温差单元的充电装置，其特征在于：

该电池为一柱状电池，具有二端部及一环状侧面，该二端部分别设置于该环状侧面的相对两端，且该正极连接端及该负极连接端分别形成于该电池的二端部；

该热电温差单元的第一面贴覆该柱状电池的环状侧面。

5.根据权利要求3所述的具热电温差单元的充电装置，其特征在于，进一步包含：

一电源模块，供电连接至一外部电源以接收一外部电压，且该电源模块转换该外部电压产生该充电电压及该供电电压，其中：

该电池的正极连接端及负极连接端分别电连接该电源模块，以接收该充电电压；

该热电温差单元的二电源输入端分别电连接该电源模块，以接收该供电电压。

6.根据权利要求5所述的具热电温差单元的充电装置，其特征在于：

该电池模块的数量是多个，多个该电池模块呈矩阵排列，且所述电池的正极连接端面向一第一方向；

一正极导电片，电连接各该电池模块的电池的正极连接端；

一负极导电片，电连接各该电池模块的电池的负极连接端；

其中该正极导电片及该负极导电片进一步电连接该电源模块以接收该充电电压。

7.根据权利要求6所述的具热电温差单元的充电装置，其特征在于，进一步包含：

一外壳，具有一容置空间，其中该电池模块及该电源模块设置于该外壳的容置空间中。

8.根据权利要求1所述的具热电温差单元的充电装置，其特征在于：

该热电温差单元为一半导体热电制冷芯片。

9.根据权利要求7所述的具热电温差单元的充电装置，其特征在于：

该外壳进一步形成一风扇开口，且该风扇开口连通该容置空间；

该电源模块进一步转换该外部电压产生一驱动电压；

该具热电温差单元的充电装置进一步包含有：

一风扇装置，设置于该外壳的风扇开口中，且电连接该电源模块以接收该驱动电压。

10.根据权利要求9所述的具热电温差单元的充电装置，其特征在于，该电源模块包含有：

一切换开关；其中，

当该切换开关在一第一状态时，该电源模块产生的供电电压为该第一电压；

当该切换开关在一第二状态时，该电源模块产生的供电电压为该第二电压。