CN217824361U

CN217824361U - 具有主动温度控制功能的充放电装置

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Publication number: CN217824361U
Application number: CN202221705177.8U
Authority: CN
Inventors: 程立晖
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-07-04
Filing date: 2022-07-04
Publication date: 2022-11-15
Anticipated expiration: 2032-07-04

Abstract

本实用新型为一种具有主动温度控制功能的充放电装置，包含有一外壳、一内壳、一电池模块、一控制器及至少一温度感测器，其中，该内壳包含一热电材料层；该控制器可根据该至少一温度感测器判断该内壳内部的温度是否处在该电池模块的一工作温度范围内，当该内壳内部的温度超出该工作温度范围时，该控制器主动控制该电池模块输出一供电电压给该热电材料层，根据热电效应原理，控制该内壳内部的温度上升或下降，进而改变该电池模块的温度，使该电池模块的温度维持在该工作温度范围内而正常运作。

Description

具有主动温度控制功能的充放电装置

技术领域

本实用新型涉及一种充放电装置，尤指一种具有主动温度控制功能的充放电装置。

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中的充放电装置，例如：电动摩托车、电动汽车等的充放电装置，此类充放电装置包含至少一充电电池构成的一电池组，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工作温度范围，当电池温度高于或低于该工作温度范围，均不利于该充电电池的充放电工作。

然而，充电电池于充/放电会产生大量的热能使得电池温度提高，若产生的热能没有及时排除，充电电池在充/放电时的温度会不断提升而超出该工作温度范围，过热使充电电池不能正常运作，甚至导致电池损毁，更严重有爆炸伤人的危险。另一方面，当充放电装置置于温度远低于其工作温度范围的环境时，其充电电池中的电解液将凝结，而导致充电电池能够储存的电能容量大幅降低，使得充电电池的充/放电效率不佳。

综上所述，充电电池构成的充放电装置受到环境温度的限制，为使其充电电池能够高效率的充/放电且同时确保使用安全避免过热，现有包含充电电池的充放电装置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正常运作的一工作温度范围，当电池温度高于或低于该工作温度范围，均不利于充电电池的充放电工作甚至可能造成危险。本实用新型提供一种具有主动温度控制功能的充放电装置，包含：

一外壳形成有一第一容置空间，具有至少一进风口及至少一出风口，且该进风口及该出风口连通该第一容置空间；

一内壳，设置在该第一容置空间中，该内壳形成有一第二容置空间，且该内壳具有一内侧周面及一外侧周面，其中，该内壳包含一热电材料层；

二电源输入端，电连接该热电材料层，当该二电源输入端接收一供电电压时，该内侧周面与该外侧周面间产生一温度差；

一电池模块，设置在该内壳的该第二容置空间中，供连接一外部充电电源以接收一充电电压，或连接一负载以传送一放电电压；

至少一温度感测器，设置在该内壳的该第二容置空间中，用来感测该第二容置空间的温度，以产生至少一温度感测信息；以及

一控制器，对应与该至少一温度感测器电连接，以接收该至少一温度感测器输出的该至少一温度感测信息，根据该至少一温度感测信息控制该电池模块输出该供电电压给该热电材料层并控制该供电电压的极性。

该控制器可根据该至少一温度感测器判断该第二容置空间的温度是否处在该电池模块的一工作温度范围内，当该第二容置空间的温度超出该工作温度范围时，该控制器主动控制该电池模块输出该供电电压给该热电材料层，根据热电效应原理，该内壳因此达到升温或降温的效果，进而改变该第二容置空间的温度，使该电池模块的温度维持在该工作温度范围内而正常运作。

附图说明

图1:本实用新型具有主动温度控制功能的充放电装置的立体局部剖面示意图。

图2:本实用新型一较佳实施例的内壳的立体透视示意图。

图3:本实用新型一较佳实施例的内壳的俯视剖面示意图。

图4:本实用新型一较佳实施例的电源模块的分离立体示意图。

图5:本实用新型具有主动温度控制功能的充放电装置的俯视剖面示意图。

图6:本实用新型一较佳实施例的侧视局部示意图。

图7:本实用新型一较佳实施例的内壳的立体示意图。

具体实施方式

请参阅图1及图2，本实用新型是一种具有主动温度控制功能的充放电装置，包含有一外壳10、一内壳20、一电池模块30、一控制器40及至少一温度感测器50。

该外壳10形成有一第一容置空间11，且具有至少一进风口及至少一出风口，该进风口及该出风口连通该第一容置空间11。在本实用新型的一较佳实施例中，该进风口与该出风口分别设置在该外壳10的相对两侧，使流入该第一容置空间11内的空气具有较好的对流效果。此外，在本实用新型的一较佳实施例中，该外壳10进一步包含至少一抽风扇12及至少一排风扇13，该抽风扇12及该排风扇13分别设置在该进风口及该出风口之中以增加该第一容置空间11内空气流动的效率。

该内壳20设置在该第一容置空间11中，如图2所示，该内壳20形成有一第二容置空间21，且该内壳具有一内侧周面22、一外侧周面23，该内侧周面22为该内壳20的所有内侧表面，该外侧周面23为内壳20的所有外侧表面，另外，该内壳20包含一热电材料层201，且有二电源输入端24连接该热电材料层201。在本实用新型的一较佳实施例中，该内壳20整体由该热电材料层201包覆制成，而在本实用新型的另一较佳实施例中，如图3所示，该内壳20包含有一导热壳体202，该导热壳体202的外表面上设置有该热电材料层201。

当该二电源输入端24接收到一供电电压时，根据热电效应原理，该热电材料层使该内壳20的该内侧周面22与该外侧周面23间产生一温度差，而当施加到该二电源输入端24的该供电电压的极性相反时，该内侧周面22与该外侧周面23之间的温度差也会呈现相反。具体而言，借由提供不同极性的该供电电压给该热电材料层201，能够使得该内壳20的该内侧周面22的温度低于或高于该外侧周面23的温度。

在本实用新型的一较佳实施例中，该供电电压为一第一电压或一第二电压，其中，该第一电压与该第二电压极性相反。当该供电电压为第一电压时，该内壳20的该内侧周面22的温度低于该外侧周面23的温度；当该供电电压为第二电压时，该内壳20的该内侧周面22的温度高于该外侧周面23的温度。

请参阅图3和图4，该电池模块30设置在该内壳20的第二容置空间21中，通过一充电导线W1连接一外部充电电源(图未示)以接收一充电电压，或通过一放电导线W2连接一负载(图未示)以传送一放电电压。本实用新型的一较佳实施例中，该电池模块30包含有至少一个电池31，该电池31具有一正极连接端310及一负极连接端311，当该正极连接端310及该负极连接端311分别连接该外部充电电源的正极及负极，该电池31可接收该充电电压进行充电；当该正极连接端310及该负极连接端311分别连接该负载的正极及负极，该电池31可对该负载进行放电。

在本实用新型的一较佳实施例中，该电池模块30进一步包含一正极导电片32及一负极导电片33，且电池31的正极连接端310朝向一第一方向U。该正极导电片32电连接各该电池31的正极连接端310，而该负极导电片33电连接各该电池31的负极连接端311。该正极导电片32及该负极导电片33电连接该外部充电电源使各该电池31进行充电，或该正极导电片32及该负极导电片33电连接该负载使各该电池31进行放电。在本较佳实施例中，较佳的，该正极导电片32进一步连接一第一充电导线320及一第一放电导线321、该负极导电片33进一步连接一第二充电导线330及一第二放电导线331，该第一充电导线320及第二充电导线330供电连接该外部充电电源以进行充电，而该第一放电导线321及第二放电导线331供电连接该负载以进行放电。

该控制器40与该至少一温度感测器50皆由该电池模块30提供电力。该控制器40用来控制该电池模块30输出该供电电压给该热电材料层201并控制该供电电压的极性，使得该内壳20的内侧周面22温度低于或高于该外侧周面23的温度；另外，该外壳10的该抽风扇12与该排风扇13分别对应与该控制器40电连接并由该控制器40控制其启动或关闭。该至少一温度感测器50设置在该内壳20的该第二容置空间21中，用来感测该第二容置空间21的温度，以产生至少一温度感测信息，该至少一温度感测器50对应与该控制器40电连接且传送该至少一温度感测信息给该控制器40。

该电池模块30具有一工作温度范围，本实用新型可通过该控制器40将该电池模块30的温度控制在该工作温度范围内，该控制器40可预先被设定一上限值及一下限值，当该电池模块30的温度超出该上限值即须进行排热，当该电池模块30的温度低于该下限值即须进行加热，而当该电池模块30的温度介于该上限值及该下限值之间即能以理想状态正常运作。

请参阅图5，当该电池模块30进行充电或放电时，因该电池31会产生大量的热能而使该第二容置空间21的温度会逐渐升温，当该控制器40根据该至少一温度感测器50的温度感测信息判断该第二容置空间21的温度高于该上限值，例如45(℃)，该控制器40控制该供电电压为该第一电压，令该内壳20的该内侧周面22的温度低于该外侧周面23的温度，借由维持温差使该第二容置空间21的温度低于该第一容置空间11的温度，进而降低该电池模块30的温度；另外，该控制器40控制该抽风扇12及该排风扇13开启，借由空气的流动将该内壳20的热量能带出该第一容置空间11，增加温度下降的效率。综上所述，该电池模块30因此提升充(放)电效率且同时避免充(放)电过程中该电池31温度过高导致发生过热或爆炸的危险。

当本实用新型被置于一寒冷地区，当该控制器40根据该至少一温度感测器50的温度感测信息判断该第二容置空间21的温度低于该下限值，例如0(℃)，该控制器30控制该供电电压为该第二电压，令该内壳20的该内侧周面22的温度高于该外侧周面23的温度，借由维持温差使该第二容置空间21的温度高于该第一容置空间11的温度，进而提高该电池模块30的温度，避免该电池31因温度过低而所能储存的电能容量降低，导致充(放)电效率不佳的状况。

请参阅图6，在本实用新型的一较佳实施例中，该内壳20可进一步包含至少一循环风扇25，该循环风扇25设置在该第二容置空间21内，用来增加该第二容置空间21内的空气流动效率，该循环风扇25对应与该控制器40电连接并由该控制器40控制其启动或关闭。当该控制器40控制该电池模块30输出该供电电压时，同时控制该循环风扇14开启，使该第二容置空间21内的温度可以均匀分布，避免该电池模块30有局部高温或低温的状况发生。

请参阅图7，在本实用新型的一较佳实施例中，该内壳20可进一步包含一散热鳍片26，该散热鳍片26设置在该外侧周面23上，用来增加该外侧周面23的散热效率，较佳的，该散热鳍片26可环设在该外侧周面23的整个周缘。

该控制器40可根据该至少一温度感测器50判断该第二容置空间21的温度是否处在该电池模块30的一工作温度范围内，当该第二容置空间21的温度超出该工作温度范围时，该控制器40主动控制该电池模块30输出该供电电压给该热电材料层201，根据热电效应原理，该内壳20因此达到升温或降温的效果，进而改变该第二容置空间21的温度，使该电池模块的温度维持在该工作温度范围内而正常运作。

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，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，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的范围内。

Claims

1.一种具有主动温度控制功能的充放电装置，其特征在于，包含：

一外壳，形成有一第一容置空间，具有至少一进风口及至少一出风口，且该进风口及该出风口连通该第一容置空间；

2.如权利要求1所述的具有主动温度控制功能的充放电装置，其特征在于，该内壳整体由该热电材料层包覆构成。

3.如权利要求1所述的具有主动温度控制功能的充放电装置，其特征在于，该内壳包含有一导热壳体，该导热壳体的外表面上设置有该热电材料层。

4.如权利要求1至3中任一项所述的具有主动温度控制功能的充放电装置，其特征在于，

当该供电电压为一第一电压时，该内壳的该内侧周面的温度低于该外侧周面的温度；

当该供电电压为一第二电压时，该内壳的该内侧周面的温度高于该外侧周面的温度，该第二电压与该第一电压的极性相反。

5.如权利要求1至3中任一项所述的具有主动温度控制功能的充放电装置，其特征在于，该电池模块进一步包含：

至少一个电池，该电池具有一正极连接端及一负极连接端，该电池的正极连接端朝向一第一方向；

一正极导电片，电连接各该电池的正极连接端，且连接有第一充电导线及一第一放电导线；以及

一负极导电片，电连接各该电池的负极连接端，且连接有第二充电导线及第二放电导线；

其中，该第一充电导线及该第二充电导线供电连接该外部充电电源，而该第一放电导线及该第二放电导线供电连接该负载。

6.如权利要求1至3中任一项所述的具有主动温度控制功能的充放电装置，其特征在于，该外壳进一步包含：

至少一抽风扇，分别设置在该进风口；以及

至少一排风扇，分别设置在该出风口；

其中，该控制器连接该抽风扇及该排风扇且控制其启动或关闭。

7.如权利要求1至3中任一项所述的具有主动温度控制功能的充放电装置，其特征在于，该进风口及该出风口分别设置在该外壳的相对两侧。

8.如权利要求1至3中任一项所述的具有主动温度控制功能的充放电装置，其特征在于，该内壳进一步包含：

至少一循环风扇，该循环风扇设置在该第二容置空间内，该循环风扇与该控制器电连接并由该控制器控制其启动或关闭。

9.如权利要求1至3中任一项所述的具有主动温度控制功能的充放电装置，其特征在于，该内壳进一步包含：

一散热鳍片，设置在该内壳的该外侧周面上。