CN209515937U - 一种高效的半导体冷却和加热的电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效的半导体冷却和加热的电池包，包括半导体制冷片、框架、电池模组、固定梁和底板，所述框架卡接于底板的四周，所述固定梁连接于底板的上表面，所述半导体制冷片由上至下分别设置有第一封层、热交换层和第二封层，所述第一封层连接于电池模组的底面，所述第二封层连接于底板的上表面，所述热交换层包括若干N型半导体和P型半导体，若干所述N型半导体和P型半导体依次交替首尾相接后与电池模组电性连接。本实用新型所述的一种高效的半导体冷却和加热的电池包能够提高散热和加热效率。

Description

一种高效的半导体冷却和加热的电池包

技术领域

本实用新型涉及一种电池包，尤其涉及一种高效的半导体冷却和加热的电池包。

背景技术

现有电动汽车电池包冷却方式主要有：自然冷却、强制风冷、液冷；其中自然冷却散热效率较低，强制风冷需要设计风道，增加风扇，密封性难兼顾，系统复杂程度较高，液冷需要冷却介质，在电池包内部有漏液风险。

现有电动汽车电池包加热方式主要有：电加热膜加热、PTC加热、液热；其中液热是建立在液冷系统上的加热形式，通过外循环冷却回路中并入一个加热回路，实现对电池加热，加热效率低，存在漏液风险。因此需要开发一种电池包加热散热系统以提高电池包的散热效率。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种高效的半导体冷却和加热的电池包，以提高电池包自然冷却或加热的换热效率。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的一种高效的半导体冷却和加热的电池包，包括半导体制冷片，所述半导体制冷片包括第一封层、热交换层和第二封层，所述第一封层、热交换层和第二封层依次叠加连接，电池模组的其中一个侧面与第一封层/第二封层贴合连接；所述热交换层包括若干N型半导体和P型半导体，若干所述N型半导体和P型半导体依次交替首尾相接后与电源电性连接，且N型半导体和P型半导体首尾相接的两端分别与第一封层和第二封层贴合连接。

进一步的，若干所述N型半导体和P型半导体间隔设置，所述N型半导体和P型半导体的首尾两端通过导电件连接，所述导电件与第一封层/第二封层贴合连接。

进一步的，所述电池模组的底面与第一封层贴合连接，若干所述N型半导体和P型半导体依次交替首尾相接后与电池模组电性连接。

进一步的，还包括框架、底板和固定梁，所述框架固定连接于底板侧面，所述固定梁连接于底板的上表面，所述第二封层与底板的上表面贴合连接。

进一步的，所述底板与第二封层的贴合处设置有凸起，所述第二封层与所述凸起贴合。

进一步的，所述电池模组与第一封层的贴合面、底板与第二封层的贴合面均粘连有导热垫或是导热胶。

本实用新型的有益效果如下所述：一种高效的半导体冷却和加热的电池包，其中的半导体制冷属于电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制；且半导体制冷片具有加热和散热两种功能，通过改变电流的方向即可实现；热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，半导体制冷片就能快速达到最大温差，既能提高电池包的自然散热效率，又没有漏液的风险。

附图说明

附图1为本实用新型所述的半导体制冷片的原理图；

附图2为本实用新型的结构示意图；

附图3为本实用新型的结构爆炸图；

附图4为本实用新型所述的半导体制冷片的结构示意图；

附图5为本实用新型所述的半导体制冷片的结构剖视图；

附图6为本实用新型所述的底板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如附图1至6所述的一种高效的半导体冷却和加热的电池包，包括半导体制冷片1、电池模组2、框架9、底板10和固定梁11；所述半导体制冷片1包括第一封层2、热交换层3和第二封层4，所述第一封层2、热交换层3和第二封层4依次叠加连接，且第一封层置于热交换层的上方，第二封层置于热交换层的下方，所述第一封层2和第二封层4采用绝缘陶瓷片，并应保证其良好的绝缘性和密封性，所述电池模组2的底面通过导热垫或是导热胶与第一封层贴合连接，所述底板10通过导热垫或是导热胶与第二封层贴合连接，所述固定梁连接于底板10的上表面，本实施例中，设置有四个电池模组，分置固定梁的两侧，所述框架通过搅拌焊接或是弧焊固定连接于底板的四周侧面。

所述热交换层3包括若干N型半导体6和P型半导体7，若干所述N型半导体6和P型半导体7依次交替间隔设置，且首尾并通过导电件8，如金属片，相接后与电池模组电性连接，且N型半导体6和P型半导体7首尾相接两端的导电件分别与第一封层2和第二封层4贴合连接，由于电池模组中有BIC,即电池管理系统，里面有线路板，控制采集各电芯电压，然后控制输出电流，可以将半导体制冷片供电的通断加入到BIC中，通过线路板里面的电子元器件控制半导体制冷片供电的通断、电流正反以及电流大小。

所述半导体制冷片的供电线路可并入整个电池包的低压采样线路，以便控制。

所述半导体制冷片的热交换原理为：当一块N型半导体和一块P型半导体组成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。当流过的电流方向相反时，N型半导体和P型半导体的冷热端对调。当冷热端达到一定温差，这两种热传递的量相等时，就会达到一个平衡点，正逆向热传递相互抵消。此时冷热端的温度就不会继续发生变化。通常半导体制冷片冷热端的温差可以达到40～65度之间，从正温90℃到负温度130℃都可以实现。

在电池工作时产热导致电池温度较高需冷却时，通入电流，使半导体制冷片贴近电池模组底部的第一封层为冷面，贴近底板的第二封层为热面，设置好冷面温度；电池产生的热量通过导热垫(胶)传至半导体制冷片冷面，因冷面温度低于电池模组底部温度，会通过热交换冷却电池模组；同时热面热量通过导热垫(胶)传至底板，一方面因为制冷片冷热端温差大，传递至托盘温度会高于外界空气温度，会跟外界空气有热交换；另一方面在车行驶过程中形成的空气对流，也会把将传至底板的热量带走，降低热面温度，从而实现冷却电池模组的功能。

在电池模组温度过低时，通入反向电流，使半导体制冷片贴近电池模组底部的面为热面，贴近底板的面为冷面，设置好热面温度；半导体制冷片热面产生的热量通过导热垫(胶)传至电池模组底面，因热面温度高于电池底部温度，会通过热交换加热电池；同时通过导热垫(胶)制冷片冷面和托盘底部会存在热交换，因为半导体制冷片冷热端温差大，故传递至底板温度会低于外界空气温度，会跟外界空气有热交换，升高冷面温度，从而实现电池模组的加热。

所述底板10与第二封层4的贴合处设置有凸起12，所述第二封层4与所述凸起12贴合。所述底板10的凸起12一方面用于增强底板强度，一方面便于与外界空气对流。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种高效的半导体冷却和加热的电池包，其特征在于：包括半导体制冷片(1)，所述半导体制冷片(1)包括第一封层(2)、热交换层(3)和第二封层(4)，所述第一封层(2)、热交换层(3)和第二封层(4)依次叠加连接，电池模组(5)的其中一个侧面与第一封层(2)/第二封层(4)贴合连接；所述热交换层(3)包括若干N型半导体(6)和P型半导体(7)，若干所述N型半导体(6)和P型半导体(7)依次交替首尾相接后与电源电性连接，且N型半导体(6)和P型半导体(7)首尾相接的两端分别与第一封层(2)和第二封层(4)贴合连接。

2.根据权利要求1所述的一种高效的半导体冷却和加热的电池包，其特征在于：若干所述N型半导体(6)和P型半导体(7)间隔设置，所述N型半导体(6)和P型半导体(7)的首尾两端通过导电件(8)连接，所述导电件(8)与第一封层(2)/第二封层(4)贴合连接。

3.根据权利要求2所述的一种高效的半导体冷却和加热的电池包，其特征在于：所述电池模组(5)的底面与第一封层(2)贴合连接，若干所述N型半导体(6)和P型半导体(7)依次交替首尾相接后与电池模组(5)电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种高效的半导体冷却和加热的电池包，其特征在于：还包括框架(9)、底板(10)和固定梁(11)，所述框架(9)固定连接于底板(10)侧面，所述固定梁(11)连接于底板(10)的上表面，所述第二封层(4)与底板(10)的上表面贴合连接。

5.根据权利要求4所述的一种高效的半导体冷却和加热的电池包，其特征在于：所述底板(10)与第二封层(4)的贴合处设置有凸起(12)，所述第二封层(4)与所述凸起(12)贴合。

6.根据权利要求4所述的一种高效的半导体冷却和加热的电池包，其特征在于：所述电池模组(5)与第一封层(2)的贴合面、底板(10)与第二封层(4)的贴合面均粘连有导热垫或是导热胶。