CN218887288U - 电池热保护在线循环续容系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池热保护在线循环续容系统，它包括电池、集热装置、集热板、半导体温差热电转换器、冷却装置、充电控制器和温控断路器；若干所述电池交错排布在集热装置内，所述集热装置与集热板的一侧相连，所述半导体温差热电转换器的热端面与集热板的另一侧接触，所述半导体温差热电转换器的冷端面与冷却装置接触；所述半导体温差热电转换器的输出端与充电控制器的输入端相连，所述充电控制器的输出端通过温控断路器与电池电性连接。本实用新型提供一种电池热保护在线循环续容系统，利用电池本体产生的热量，可将这部分热能量转化成电能给电池回充电，同时有效的控制了电池组的温度，使电池组放电时间加长，可靠性增加。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电池热保护在线循环续容系统。
背景技术
目前，随着电池组在智能工具、无人机、电动汽车、通信设备上的广泛应用，作为主要储能部件的电池组，将直接影响到主机的性能。
由于整机上装载电池的空间有限，正常运行所需的电池数目也较大，电池会以不同倍率放电，并以不同生热速率产生大量热量，再加上时间累积以及空间影响将会聚集很多热量，从而导致电池组运行环境温度升高，电池的使用寿命缩短。
因此，如何解决电池散热，同时将这部分热量进行合理的利用，成为了当下急需解决的问题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种电池热保护在线循环续容系统，利用电池本体产生的热量，可将这部分热能量转化成电能给电池回充电，同时有效的控制了电池组的温度，使电池组放电时间加长，可靠性增加。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种电池热保护在线循环续容系统，它包括电池、集热装置、集热板、半导体温差热电转换器、冷却装置、充电控制器和温控断路器；
若干所述电池交错排布在集热装置内，所述集热装置与集热板的一侧相连，所述半导体温差热电转换器的热端面与集热板的另一侧接触，所述半导体温差热电转换器的冷端面与冷却装置接触；
所述半导体温差热电转换器的输出端与充电控制器的输入端相连，所述充电控制器的输出端通过温控断路器与电池电性连接。
进一步，所述集热装置包括电池放置组件，所述电池放置组件与集热板的一侧相连；
所述电池放置组件包括电池放置框架，所述电池放置框架内设置有多个交错排布的电池放置孔，相邻的所述电池放置孔的交界处设置有上部特斯拉阀，所述集热板内设置有下部特斯拉阀，所述上部特斯拉阀与下部特斯拉阀连通构成循环流道。
进一步，所述上部特斯拉阀从上至下沿着电池放置孔的轴向设置，所述上部特斯拉阀的底部出口与集热板连通。
进一步，所述电池放置孔为正多棱柱形或圆柱形或长方体形。
进一步，所述电池放置组件和集热板的材质均为导热金属板。
进一步，所述电池放置框架包括长侧板和连接板，所述连接板设置在两个长侧板之间，所述长侧板和连接板之间的闭合区域为电池放置孔，所述长侧板的侧壁与电池的侧壁贴合。
进一步，所述上部特斯拉阀设置在长侧板和连接板内，所述长侧板的与电池贴合的侧壁内至少设置两个上部特斯拉阀，所述连接板内至少设置两个上部特斯拉阀。
进一步，所述集热板内设置有多个下部特斯拉阀，所述长侧板内的两个上部特斯拉阀与集热板内的一个下部特斯拉阀通过导管连接构成一组循环流道，所述连接板内的两个上部特斯拉阀与集热板内的一个下部特斯拉阀通过导管连接构成一组循环流道。
进一步，所述充电控制器包括升压模块和稳压模块，所述升压模块的输入端与半导体温差热电转换器的输出端相连，所述升压模块的输出端与稳压模块的输入端相连，所述稳压模块的输出端通过温控断路器与电池电性连接。
进一步，所述冷却装置为水冷装置或风冷装置。
采用了上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：
1、本实用新型将电池产生的热量散发至集热装置和集热板中，集热装置和集热板为内置特斯拉阀结构大面积金属板，集热装置完全贴合电池，可快速吸收电池组表面所产生的热量，再经过集热板传递到半导体温差热电转换器的热端面，作为半导体温差热电转换器的热源，半导体温差热电转换器产生电能后再通过充电控制器对电池进行循环充电。
2、本实用新型在充电控制器和电池之间接入温度断路器，控制电池组的异常温升，进一步提高系统的可靠性和安全性。
3、本实用新型是的热利用率更高，电池的降温快，电池的可靠性和使用寿命更长。将收集的电池热量转化为电能给电池回充，提高了能源利用率，省电节油，超长续航。
附图说明
图1为本实用新型的电池热保护在线循环续容系统的原理框图；
图2为本实用新型的电池散热装置的主视图；
图3为本实用新型的电池放置框架的主视图；
图4为本实用新型的电池放置框架的结构示意图；
图5为本实用新型的上部特斯拉阀和下部特斯拉阀的简化安装示意图；
图6为本实用新型的上部特斯拉阀和下部特斯拉阀构成的循环流道的示意图；
图7为本实用新型的循环流道另外一种散热方式的的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，本实施例提供一种电池热保护在线循环续容系统，它包括电池3、集热装置、集热板2、半导体温差热电转换器、冷却装置、充电控制器和温控断路器。
如图2所示，电池组中的若干电池3交错排布在集热装置内。如图1所示，集热装置与集热板2的一侧相连，半导体温差热电转换器的热端面与集热板2的另一侧接触，半导体温差热电转换器的冷端面与冷却装置接触。
电池组中的电池3在长时间使用后产生大量热量，热量快速散发至集热装置和集热板2中，再经过集热板2传递到半导体温差热电转换器的热端面，对热端面进行加热，冷却装置对半导体温差热电转换器的冷端面进行冷却。
半导体温差热电转换器根据塞贝克效应将热能直接转换为电能，半导体温差热电转换器是一种利用温差直接将热能转化为电能的全固态能量转化发电装置，它无需化学反应且无机械移动部分，因而具有无噪音、无污染、无磨损、重量轻、使用寿命长等种种优点，半导体温差发电模块是根据塞贝克效应制成的，即把两种半导体的接合端置于高温，处于低温环境的另一端就可得到电动势。
如图1所示，半导体温差热电转换器的输出端与充电控制器的输入端相连，充电控制器的输出端通过温控断路器与电池电性连接。其中，充电控制器包括升压模块和稳压模块，升压模块的输入端与半导体温差热电转换器的输出端相连，升压模块的输出端与稳压模块的输入端相连，稳压模块的输出端通过温控断路器与电池电性连接。半导体温差热电转换器产生的电能经过充电控制器进行升压和稳压后，再对电池组进行充电，循环回收利用电池组产生的热量。稳压模块的输出端串联有防反二极管，有效避免了电池组对半导体温差热电转换器反向充电。
在充电控制器和电池组之间增设了温控断路器，该温控断路器采用公开号CN216353956U，公开日20220419的专利《一种温控断路器》。如果充电控制器对电池组进行充电的过程中出现异常温升，则温控断路器自动断开，将充电控制器和电池组之间的充电回路切断，对电池组进行保护。
本实施例的所述冷却装置为水冷装置或风冷装置或者其他用于对半导体温差热电转换器的冷端面进行冷却的装置。
如图2所示，本实施例的集热装置包括电池放置组件1，电池放置组件1与集热板2的一侧相连；
具体地，如图3所示，电池放置组件1包括电池放置框架11，电池放置框架11内设置有多个交错排布的电池放置孔12。将电池放置孔12交错分布，可以使电池组中的单电池3采用紧密堆积方式排列，有效的缩小了电池组的占用空间，使安装更灵活便捷，电池3的上端为正极，下端为负极。电池放置孔12为正多棱柱形或圆柱形或长方体形，电池放置孔12的形状可以根据电池3的实际形状而定，并不局限于上述几种形状。本实施例中采用六棱柱形的电池放置孔12，为了配合六棱柱形的电池3安装。
采用六棱柱形的电池放置孔12交错分布形成蜂窝状的结构并与集热板2连接，蜂窝状的结构可以更好的贴合电池3表面，能够快速吸收电池表面所产生的热量。同时电池放置框架11和集热板2均采用导热金属板，进一步提升电池放置框架11的散热性能。
其中，电池放置框架11外侧安装有外壳4，如图4所示，电池放置框架11包括长侧板111和连接板112，连接板112设置在两个长侧板111之间，长侧板111和连接板112之间的闭合区域即构成电池放置孔12，长侧板111的侧壁与电池3的侧壁贴合，长侧板111的侧壁形状根据电池3的形状而定。
如图5所示，本实施例中相邻的电池放置孔12的交界处设置有若干上部特斯拉阀13，上部特斯拉阀13从上至下沿着电池放置孔12的轴向设置，上部特斯拉阀13与集热板2内的下部特斯拉阀21连通构成循环流道。
具体地，如图4、5所示，本实施例的上部特斯拉阀13设置在长侧板111和连接板112内，长侧板111的与电池贴合的侧壁内至少设置两个上部特斯拉阀13，连接板112内至少设置两个上部特斯拉阀13，集热板2内设置有多个下部特斯拉阀21。
如图5、6所示，长侧板111内的两个上部特斯拉阀13与集热板2内的一个下部特斯拉阀21通过导管连接构成一组循环流道，连接板112内的两个上部特斯拉阀13与集热板2内的一个下部特斯拉阀21通过导管连接构成一组循环流道。
由于本实施例采用的是六棱柱形电池放置孔12，因此，在长侧板111和连接板112与电池3贴合的6个面的内部分别设置上部特斯拉阀13，上部特斯拉阀13沿着电池放置孔12的轴向排布，上部特斯拉阀13再与集热板2内的下部特斯拉阀21构成循环流道，使电池3的热量在循环流道内循环流动，对电池3进行充分的热交换，最大程度地提高散热性能。
另外，如图2所示，集热板2位于电池放置组件1的下方，电池3放置在电池放置孔12内后，电池3的底部与集热板2接触，电池3底部的热量可以通过集热板2进行散热。
如图7所示，本实施例还提供了另外一种循环流道的散热方式，通过在集热板2内设置进液管和出液管，通过冷却水或其他冷却液在循环流道内流动，进行热交换，从而进行散热。
以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池热保护在线循环续容系统，其特征在于：它包括电池、集热装置、集热板、半导体温差热电转换器、冷却装置、充电控制器和温控断路器；
若干所述电池交错排布在集热装置内，所述集热装置与集热板的一侧相连，所述半导体温差热电转换器的热端面与集热板的另一侧接触，所述半导体温差热电转换器的冷端面与冷却装置接触；
所述半导体温差热电转换器的输出端与充电控制器的输入端相连，所述充电控制器的输出端通过温控断路器与电池电性连接。
2.根据权利要求1所述的电池热保护在线循环续容系统，其特征在于：所述集热装置包括电池放置组件(1)，所述电池放置组件(1)与集热板(2)的一侧相连；
所述电池放置组件(1)包括电池放置框架(11)，所述电池放置框架(11)内设置有多个交错排布的电池放置孔(12)，相邻的所述电池放置孔(12)的交界处设置有上部特斯拉阀(13)，所述集热板(2)内设置有下部特斯拉阀(21)，所述上部特斯拉阀(13)与下部特斯拉阀(21)连通构成循环流道。
3.根据权利要求2所述的电池热保护在线循环续容系统，其特征在于：所述上部特斯拉阀(13)从上至下沿着电池放置孔(12)的轴向设置，所述上部特斯拉阀(13)的底部出口与集热板(2)连通。
4.根据权利要求2所述的电池热保护在线循环续容系统，其特征在于：所述电池放置孔(12)为正多棱柱形或圆柱形或长方体形。
5.根据权利要求2所述的电池热保护在线循环续容系统，其特征在于：所述电池放置组件(1)和集热板(2)的材质均为导热金属板。
6.根据权利要求2所述的电池热保护在线循环续容系统，其特征在于：所述电池放置框架(11)包括长侧板(111)和连接板(112)，所述连接板(112)设置在两个长侧板(111)之间，所述长侧板(111)和连接板(112)之间的闭合区域为电池放置孔(12)，所述长侧板(111)的侧壁与电池的侧壁贴合。
7.根据权利要求6所述的电池热保护在线循环续容系统，其特征在于：所述上部特斯拉阀(13)设置在长侧板(111)和连接板(112)内，所述长侧板(111)的与电池贴合的侧壁内至少设置两个上部特斯拉阀(13)，所述连接板(112)内至少设置两个上部特斯拉阀(13)。
8.根据权利要求7所述的电池热保护在线循环续容系统，其特征在于：所述集热板(2)内设置有多个下部特斯拉阀(21)，所述长侧板(111)内的两个上部特斯拉阀(13)与集热板(2)内的一个下部特斯拉阀(21)通过导管连接构成一组循环流道，所述连接板(112)内的两个上部特斯拉阀(13)与集热板(2)内的一个下部特斯拉阀(21)通过导管连接构成一组循环流道。
9.根据权利要求1所述的电池热保护在线循环续容系统，其特征在于：所述充电控制器包括升压模块和稳压模块，所述升压模块的输入端与半导体温差热电转换器的输出端相连，所述升压模块的输出端与稳压模块的输入端相连，所述稳压模块的输出端通过温控断路器与电池电性连接。
10.根据权利要求1所述的电池热保护在线循环续容系统，其特征在于：所述冷却装置包括为水冷装置或风冷装置。
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| CN115528331A (zh) * | 2022-10-24 | 2022-12-27 | 常州银河电器有限公司 | 电池热保护在线循环续容系统 |
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