CN220172204U - 换热板、动力电池热管理系统、动力电池及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种换热板、动力电池热管理系统、动力电池及车辆。换热板，包括：换热单元、与所述换热单元一侧固定连接的电芯连接板、以及与所述换热单元另一侧固定连接的环境换热板，所述换热单元包括一个帕尔贴元件或多个串联的帕尔贴元件。本实用新型的换热板，通过在电芯连接板和环境换热板之间设置包括一个帕尔贴元件或多个串联的帕尔贴元件的换热单元，利用电流控制产生吸热和放热现象的帕尔贴效应，因此能够通过换热板实现电芯加热及冷却功能，从而简化热管理系统的结构，减少部件并降低空间需求。

Description

换热板、动力电池热管理系统、动力电池及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆相关技术领域，特别是一种换热板、动力电池热管理系统、动力电池及车辆。

背景技术

电芯温度是影响其充放电性能、寿命及热安全的关键参数，如低温下，若电芯充电电流过大，容易引起析锂，从而导致电芯寿命缩短甚至引起热失控问题；相反，若电芯长时间工作在高温状态下，容易导致影响其工作寿命。因此，对电池包进行热管理从而保证电芯工作在适宜温度(20～40℃)，是改善电池包性能的必要手段。电池包热管理主要功能包括：1、低温加热；2、高温冷却；3、降低温差。

相关技术一般通过液冷进行动力电池热管理。该方案通过冷却液流动换热将电芯的热量导出，或将外界热量传递给电芯。

然而，在相关技术的液冷系统的电池包中，因为冷却液的热惯性，电池包热量和冷量的传递需要先通过冷却回路内的冷却液，因此存在滞后性。另外，在热管理系统回路中，除了与电芯直接换热的冷板外，为了驱动冷却液流动，需要水泵、水管、水壶等额外零件，同时，还需要换热器(chiller)实现冷却液回路与空调回路换热，以及通过加热器(PositiveTemperature Coefficient，PTC)给冷却液加热。

因此，相关技术的动力电池热管理系统采用液冷系统进行热管理，存在部件需求多，空间需求较大的技术问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对相关技术的动力电池热管理系统采用液冷系统进行热管理，存在部件需求多，空间需求较大的技术问题，提供一种换热板、动力电池热管理系统、动力电池及车辆。

本实用新型提供一种换热板，包括：换热单元、与所述换热单元一侧固定连接的电芯连接板、以及与所述换热单元另一侧固定连接的环境换热板，所述换热单元包括一个帕尔贴元件或多个串联的帕尔贴元件。

进一步地，所述换热单元包括多个串联的帕尔贴元件，每个帕尔贴元件包括P型半导体、N型半导体、第一平板以及第二平板，所述P型半导体、N型半导体电连接形成PN结，所述第一平板与所述PN结一侧电连接，所述第二平板与所述PN结另一侧电连接，相邻两所述帕尔贴元件中，一所述帕尔贴元件的所述P型半导体与另一所述帕尔贴元件的所述N型半导体分别和相同的所述第一平板电连接，或者一所述帕尔贴元件的所述N型半导体与另一所述帕尔贴元件的所述P型半导体分别和相同的所述第二平板电连接。

进一步地，所述环境换热板远离所述换热单元的一面固定连接有一个或多个肋片。

本实用新型提供一种动力电池热管理系统，包括如前所述的换热板以及控制回路，所述换热板的所述电芯连接板远离所述换热单元的一面与动力电池的电芯连接，所述换热单元与所述控制回路电连接。

进一步地，所述换热板包括与所述动力电池的中部电芯连接的中部电芯换热板以及与所述动力电池的边缘电芯连接的边缘电芯换热板，所述中部电芯位于容置所述动力电池的箱体的中部，所述边缘电芯位于所述箱体的边缘，一个或多个所述中部电芯换热板的换热单元串联为中部电芯回路，一个或多个所述边缘电芯换热板的换热单元串联为边缘电芯回路，所述中部电芯回路以及所述边缘电芯回路分别与所述控制回路电连接。

更进一步地，所述控制回路包括第一中部电芯回路开关、第二中部电芯回路开关、第一边缘电芯回路开关、第二边缘电芯回路开关以及蓄电池；

所述中部电芯回路的中部电芯回路第一极与所述第一中部电芯回路开关的第一端电连接，所述第一中部电芯回路开关的第二端依次与所述蓄电池以及所述第二中部电芯回路开关的第二端电连接，所述第二中部电芯回路开关的第一端与所述中部电芯回路的中部电芯回路第二极电连接；

所述边缘电芯回路的边缘电芯回路第一极与所述第一边缘电芯回路开关的第一端电连接，所述第一边缘电芯回路开关的第二端依次与所述蓄电池以及所述第二边缘电芯回路开关的第二端电连接，所述第二边缘电芯回路开关的第一端与所述边缘电芯回路的边缘电芯回路第二极电连接。

再进一步地：

所述第一中部电芯回路开关的第二端包括第一中部电芯回路开关第一触点以及第一中部电芯回路开关第二触点，所述第一中部电芯回路开关第一触点与所述蓄电池的第一极电连接，所述第一中部电芯回路开关第二触点与所述蓄电池的第二极电连接；

所述第二中部电芯回路开关的第二端包括第二中部电芯回路开关第一触点以及第二中部电芯回路开关第二触点，所述第二中部电芯回路开关第一触点与所述蓄电池的第一极电连接，所述第二中部电芯回路开关第二触点与所述蓄电池的第二极电连接；

所述第一边缘电芯回路开关的第二端包括第一边缘电芯回路开关第一触点以及第一边缘电芯回路开关第二触点，所述第一边缘电芯回路开关第一触点与所述蓄电池的第一极电连接，所述第一边缘电芯回路开关第二触点与所述蓄电池的第二极电连接；

所述第二边缘电芯回路开关的第二端包括第二边缘电芯回路开关第一触点以及第二边缘电芯回路开关第二触点，所述第二边缘电芯回路开关第一触点与所述蓄电池的第一极电连接，所述第二边缘电芯回路开关第二触点与所述蓄电池的第二极电连接。

再进一步地，所述控制回路还包括电压转换器，所述第一中部电芯回路开关第一触点、所述第二中部电芯回路开关第一触点、所述第一边缘电芯回路开关第一触点以及所述第二边缘电芯回路开关第一触点的连接点分别通过第一电池开关与所述蓄电池的第一极电连接、以及通过串联的第二电池开关和所述电压转换器与所述蓄电池的第一极电连接。

进一步地，所述电芯连接板与所述电芯的电芯换热面、电芯侧面或电芯底面连接。

本实用新型提供一种动力电池，包括如前所述的换热板或如前所述的动力电池热管理系统，所述动力电池还包括电芯，所述电芯与所述换热板连接。

本实用新型提供一种车辆，包括如前所述的动力电池。

本实用新型的换热板包括换热单元、与换热单元一侧固定连接的电芯连接板、以及与换热单元另一侧固定连接的环境换热板，换热单元包括一个帕尔贴元件或多个串联的帕尔贴元件，换言之，通过在电芯连接板和环境换热板之间设置包括一个帕尔贴元件或多个串联的帕尔贴元件的换热单元，利用电流控制产生吸热和放热现象的帕尔贴效应，因此能够通过换热板实现电芯加热及冷却功能，从而简化热管理系统的结构，减少部件并降低空间需求。

附图说明

图1为本实用新型一实施例一种换热板的结构示意图；

图2为帕尔贴元件原理示意图；

图3为本实用新型一实施例一种动力电池热管理系统的系统示意图；

图4为本实用新型一实施例一种动力电池热管理系统的电路原理他。

标记说明

1-换热板；101-换热单元；1011-P型半导体；1012-N型半导体；1013-第一平板；1014-第二平板；102-电芯连接板；103-环境换热板；104-肋片；11-中部电芯换热板；110-中部电芯回路；111-第一中部电芯回路开关；1111-第一中部电芯回路开关第一触点；1112-第一中部电芯回路开关第二触点；112-第二中部电芯回路开关；1121-第二中部电芯回路开关第一触点；1122-第二中部电芯回路开关第二触点；113-中部电芯回路第一极；114-中部电芯回路第二极；115-中部电芯回路导线；12-边缘电芯换热板；120-边缘电芯回路；121-第一边缘电芯回路开关；1211-第一边缘电芯回路开关第一触点；1212-第一边缘电芯回路开关第二触点；122-第二边缘电芯回路开关；1221-第二边缘电芯回路开关第一触点；1222-第二边缘电芯回路开关第二触点；123-边缘电芯回路第一极；124-边缘电芯回路第二极；125-边缘电芯回路导线；2-中部电芯；3-边缘电芯；4-蓄电池；41-第一电池开关；42-第二电池开关；5-电压转换器。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

电芯温度是影响其充放电性能、寿命及热安全的关键参数，如低温下，若电芯充电电流过大，容易引起析锂，从而导致电芯寿命缩短甚至引起热失控问题；相反，若电芯长时间工作在高温状态下，容易导致影响其工作寿命。因此，对电池包进行热管理从而保证电芯工作在适宜温度(20～40℃)，是改善电池包性能的必要手段。电池包热管理主要功能包括：1、低温加热；2、高温冷却；3、降低温差。

相关技术一般通过液冷进行动力电池热管理。该方案通过冷却液流动换热将电芯的热量导出，或将外界热量传递给电芯。

然而，在相关技术的液冷系统的电池包中，因为冷却液的热惯性，电池包热量和冷量的传递需要先通过冷却回路内的冷却液，因此存在滞后性。另外，在热管理系统回路中，除了与电芯直接换热的冷板外，为了驱动冷却液流动，需要水泵、水管、水壶等额外零件，同时，还需要换热器(chiller)实现冷却液回路与空调回路换热，以及通过加热器(PTC)给冷却液加热。

此外，在当前液冷系统的电池包中，因为边缘电芯容易受环境温度的影响，因此在某些极限工况下，电池包容易出现电芯间温差大的问题，导致局部电芯功率受限，进而影响了整包的充放电性能，为了解决这一问题，许多主机厂/电池包厂商在液冷系统上增加了电芯贴片加热器的方案，进一步增加了电池包热管理系统的成本、空间需求。

因此，相关技术的动力电池热管理系统采用液冷系统进行热管理，存在部件需求多，空间需求较大的技术问题。

为了解决相关技术存在的上述技术问题，本实用新型提供一种换热板、动力电池热管理系统、动力电池及车辆。

如图1为本实用新型一种换热板1的结构示意图，包括：换热单元101、与所述换热单元101一侧固定连接的电芯连接板102、以及与所述换热单元101另一侧固定连接的环境换热板103，所述换热单元101包括一个帕尔贴元件或多个串联的帕尔贴元件。

帕尔贴元件，即半导体冷却器，是利用电流经过两种不同导体的结合处产生吸热和放热现象的帕尔贴效应制成的冷却/加热器，此种现象在半导体等热电材料上更为明显。

帕尔贴效应的原理是电子在不同导体间的能级不同，因此在两个导体间运动时将发生能级的跃迁，能量则以热量的方式吸收或释放，因此呈现一端加热一端冷却的效果。如图2所示为一个以PN结点21’为基础的帕尔贴元件，当通入电流i后，在上平板22’的节点处呈现吸热，下平板23’呈现放热，从而实现热量传递。

帕尔贴元件的另一特点是当电流转换方向时，由于电子能级跃迁方向相反，该元件的加热面和冷却面也相应切换，即冷却器转变为加热器。

此外，在无外接电源的条件下，当帕尔贴元件置于两面大温差的环境中，由于塞贝克效应，帕尔贴元件两端会产生电动势。

本实施例中，换热单元101可以采用一个帕尔贴元件，也可以采用多个串联的帕尔贴元件。

然后，在换热单元101一侧固定连接电芯连接板102，在换热单元101的另一侧固定连接环境换热板103。

优选地，在换热单元101一侧通过导热结构胶粘接至电芯连接板102，在换热单元101另一侧通过导热结构胶粘接至环境换热板103。

电芯连接板102用于连接到动力电池的电芯上，通过控制输入换热单元101的电流方向，使得帕尔贴元件与电芯连接板102连接的一面为加热面进行放热，帕尔贴元件与环境换热板103连接的一面为冷却面进行吸热，从而通过电芯连接板102实现电芯加热。或者通过控制输入换热单元101的电流方向，使得帕尔贴元件与电芯连接板102连接的一面为冷却面进行吸热，帕尔贴元件与环境换热板103连接的一面为加热面进行放热，从而通过电芯连接板102实现电芯冷却。

本实用新型的换热板包括换热单元、与换热单元一侧固定连接的电芯连接板、以及与换热单元另一侧固定连接的环境换热板，换热单元包括一个帕尔贴元件或多个串联的帕尔贴元件，换言之，通过在电芯连接板和环境换热板之间设置包括一个帕尔贴元件或多个串联的帕尔贴元件的换热单元，利用电流控制产生吸热和放热现象的帕尔贴效应，因此能够通过换热板实现电芯加热及冷却功能，从而简化热管理系统的结构，减少部件并降低空间需求。

如图1所示，本实用新型另一实施例一种换热板1，包括：换热单元101、与所述换热单元101一侧固定连接的电芯连接板102、以及与所述换热单元101另一侧固定连接的环境换热板103，所述环境换热板103远离所述换热单元101的一面固定有一个或多个肋片104；

所述换热单元101包括多个串联的帕尔贴元件，每个帕尔贴元件包括P型半导体1011、N型半导体1012、第一平板1013以及第二平板1014，所述P型半导体1011、N型半导体1012电连接形成PN结，所述第一平板1013与所述PN结一侧电连接，所述第二平板1014与所述PN结另一侧电连接，相邻两所述帕尔贴元件中，一所述帕尔贴元件的所述P型半导体1011与另一所述帕尔贴元件的所述N型半导体1012分别和相同的所述第一平板1013电连接，或者一所述帕尔贴元件的所述N型半导体1012与另一所述帕尔贴元件的所述P型半导体1011分别和相同的所述第二平板1014电连接。

具体来说，如图1所示，换热单元101包括多个串联的帕尔贴元件，每个帕尔贴元件包括P型半导体1011、N型半导体1012、第一平板1013以及第二平板1014。其中，在半导体中掺入施主杂质，就得到N型半导体；在半导体中掺入受主杂质，就得到P型半导体。P型半导体1011、N型半导体1012电连接形成PN结。然后第一平板1013与PN结一侧电连接，第二平板1014与PN结另一侧电连接。

相邻两所述帕尔贴元件中，一帕尔贴元件的P型半导体1011与另一帕尔贴元件的N型半导体1012分别和相同的第一平板1013电连接，或者一帕尔贴元件的N型半导体1012与另一帕尔贴元件的P型半导体1011分别和相同的第二平板1014电连接，从而通过第一平板1013和第二平板1014，串联多个帕尔贴元件。

电芯连接板102用于连接到动力电池的电芯上，通过控制输入换热单元101的电流方向，使得帕尔贴元件与电芯连接板102连接的第二平板1014为加热面进行放热，帕尔贴元件与环境换热板103连接的第一平板1013为冷却面进行吸热，从而通过电芯连接板102实现电芯加热。或者通过控制输入换热单元101的电流方向，使得帕尔贴元件与电芯连接板102连接的第二平板1014为冷却面进行吸热，帕尔贴元件与环境换热板103连接的第一平板1013为加热面进行放热，从而通过电芯连接板102实现电芯冷却。

同时，在环境换热板103远离所述换热单元101的一面固定连接有一个或多个肋片104，通过带有肋片结构，增大与空气间的换热面积。环境换热板103与肋片104可以一体成型，也可以将肋片104通过粘接、螺栓连接等固定连接方式固定在环境换热板103上。

本实施例通过第一平板和第二平板，串联多个帕尔贴元件，提高换热效率。同时，通过增加肋片，增大与空气件的换热面积，进一步提高换热效率。

如图1和图3所示，本实用新型一种动力电池热管理系统，包括如前所述的换热板1以及控制回路，所述换热板1的所述电芯连接板102远离所述换热单元101的一面与动力电池的电芯连接，所述换热单元101与所述控制回路电连接。

具体来说，换热板1内包括：换热单元101、与换热单元101一侧固定连接的电芯连接板102、以及与换热单元101另一侧固定连接的环境换热板103，换热单元101包括一个帕尔贴元件或多个串联的帕尔贴元件。其中，电芯连接板102与动力电池的电芯连接。换热单元101内的帕尔贴元件与控制回路电连接。如果换热板的换热单元仅包括一个帕尔贴元件，则该帕尔贴元件的P型半导体1011和N型半导体1012分别与控制回路电连接。如果换热板的换热单元包括串联的帕尔贴元件，则多个帕尔贴元件串联形成的电路一端的帕尔贴元件的P型半导体1011以及电路另一端的帕尔贴元件的N型半导体1012分别与控制回路电连接。

由于换热板1为扁平结构，无需驱动冷却液流动，节省空间。同时，由于换热板1采用帕尔贴元件，因此，换热板1能通过控制回路输入的电路方向，对电芯进行加热或者冷却，节省各种额外零件的同时，无需两套系统分别进行加热和冷却，大大节省成本和空间需求。

本实用新型在换热板内采用帕尔贴元件，由于帕尔贴元件能够利用电流控制产生吸热和放热现象的帕尔贴效应，因此能够通过换热板实现电芯加热及冷却功能，从而简化热管理系统的结构，减少部件并降低空间需求。本实施例利用帕尔贴元件实现电芯加热/冷却，并降低电芯间温差，改善电池包的功率上限，从而提高整包性能，如快充时间、放电功率、寿命均衡等。相对于液冷系统，该热管理系统不需要额外增加冷却液、管路、冷板、水泵、水壶、换热器、加热器等元件，并规避了冷却液泄漏的风险。

如图1、图3和图4所示，本实用新型一实施例一种动力电池热管理系统，包括如前所述的换热板1以及控制回路，所述换热板1的所述电芯连接板102远离所述换热单元101的一面与动力电池的电芯连接，所述换热单元101与所述控制回路电连接，所述电芯连接板102与所述电芯的电芯换热面、电芯侧面或电芯底面连接；

所述换热板1包括与所述动力电池的中部电芯2连接的中部电芯换热板11以及与所述动力电池的边缘电芯3连接的边缘电芯换热板12，所述中部电芯2位于容置所述动力电池的箱体的中部，所述边缘电芯3位于所述箱体的边缘，一个或多个所述中部电芯换热板11的换热单元101串联为中部电芯回路110，一个或多个所述边缘电芯换热板12的换热单元101串联为边缘电芯回路120，所述中部电芯回路110以及所述边缘电芯回路120分别与所述控制回路电连接；

所述控制回路包括第一中部电芯回路开关111、第二中部电芯回路开关112、第一边缘电芯回路开关121、第二边缘电芯回路开关122、蓄电池4以及电压转换器5；

所述中部电芯回路110的中部电芯回路第一极113与所述第一中部电芯回路开关111的第一端电连接，所述第一中部电芯回路开关111的第二端依次与所述蓄电池4以及所述第二中部电芯回路开关112的第二端电连接，所述第二中部电芯回路开关112的第一端与所述中部电芯回路110的中部电芯回路第二极114电连接；

所述边缘电芯回路120的边缘电芯回路第一极123与所述第一边缘电芯回路开关121的第一端电连接，所述第一边缘电芯回路开关121的第二端依次与所述蓄电池4以及所述第二边缘电芯回路开关122的第二端电连接，所述第二边缘电芯回路开关122的第一端与所述边缘电芯回路120的边缘电芯回路第二极124电连接；

所述第一中部电芯回路开关111的第二端包括第一中部电芯回路开关第一触点1111以及第一中部电芯回路开关第二触点1112，所述第一中部电芯回路开关第一触点1111与所述蓄电池4的第一极电连接，所述第一中部电芯回路开关第二触点1112与所述蓄电池4的第二极电连接；

所述第二中部电芯回路开关112的第二端包括第二中部电芯回路开关第一触点1121以及第二中部电芯回路开关第二触点1122，所述第二中部电芯回路开关第一触点1121与所述蓄电池4的第一极电连接，所述第二中部电芯回路开关第二触点1122与所述蓄电池4的第二极电连接；

所述第一边缘电芯回路开关121的第二端包括第一边缘电芯回路开关第一触点1211以及第一边缘电芯回路开关第二触点1212，所述第一边缘电芯回路开关第一触点1211与所述蓄电池4的第一极电连接，所述第一边缘电芯回路开关第二触点1212与所述蓄电池4的第二极电连接；

所述第二边缘电芯回路开关122的第二端包括第二边缘电芯回路开关第一触点1221以及第二边缘电芯回路开关第二触点1222，所述第二边缘电芯回路开关第一触点1221与所述蓄电池4的第一极电连接，所述第二边缘电芯回路开关第二触点1222与所述蓄电池4的第二极电连接；

所述第一中部电芯回路开关第一触点1111、所述第二中部电芯回路开关第一触点1121、所述第一边缘电芯回路开关第一触点1211以及所述第二边缘电芯回路开关第一触点1221的连接点分别通过第一电池开关41与所述蓄电池4的第一极电连接、以及通过串联的第二电池开关42和所述电压转换器5与所述蓄电池4的第一极电连接。

具体来说，在动力电池的箱体中放置多个电芯。其中部分电芯位于箱体边缘，即边缘电芯3。而部分电芯位于箱体中部，即中部电芯2。边缘电芯3容易受环境温度的影响，因此在某些极限工况下，电池包容易出现电芯间温差大的问题，导致局部电芯功率受限，进而影响了整包的充放电性能。

本实施例的换热板1包括在中部电芯2连接的中部电芯换热板11以及在边缘电芯3连接边缘电芯换热板12。中部电芯换热板11与边缘电芯换热板12的结构一致，都为前述换热板1，区别仅在于所连接的电芯不同。

在其中一些实施例中，可以仅有一个中部电芯换热板11，单个中部电芯换热板11内部的换热单元101的帕尔贴元件串联，串联后的电路为中部电芯回路110。

在其中一些实施例中，可以有多个中部电芯换热板11，每个中部电芯换热板11内部的换热单元101的帕尔贴元件串联后，多个中部电芯换热板11的换热单元101的帕尔贴元件通过中部电芯回路导线115串联，串联后的电路为中部电芯回路110。

在其中一些实施例中，可以仅有一个边缘电芯换热板12，单个边缘电芯换热板12内部的换热单元101的帕尔贴元件串联，串联后的电路为边缘电芯回路120。

在其中一些实施例中，也可以有多个边缘电芯换热板12，每个边缘电芯换热板12内部的换热单元101的帕尔贴元件串联后，多个边缘电芯换热板12的换热单元101的帕尔贴元件通过边缘电芯回路导线125串联，串联后的电路为边缘电芯回路120。

本实施例通过设置中部电芯换热板以及边缘电芯换热板，从而为中部电芯或者边缘电芯分别独立加热或冷却，实现电芯间温差控制。

其中，中部电芯回路110的两端分别为中部电芯回路第一极113以及中部电芯回路第二极114，边缘电芯回路120的两端分别为边缘电芯回路第一极123以及边缘电芯回路第二极124。

在一些实施例中，中部电芯回路第一极113为P型半导体1011，中部电芯回路第二极114为N型半导体1012。

在一些实施例中，中部电芯回路第一极113为N型半导体1012，中部电芯回路第二极114为P型半导体1011。

在一些实施例中，边缘电芯回路第一极123为P型半导体1011，边缘电芯回路第二极124为N型半导体1012。

在一些实施例中，边缘电芯回路第一极123为N型半导体1012，边缘电芯回路第二极124为P型半导体1011。

如图4所示，第一中部电芯回路开关111、第二中部电芯回路开关112、第一边缘电芯回路开关121、第二边缘电芯回路开关122、蓄电池4以及电压转换器5组成控制回路。

中部电芯回路110的中部电芯回路第一极113与第一中部电芯回路开关111的第一端电连接，中部电芯回路110的中部电芯回路第二极114与第二中部电芯回路开关112的第一端电连接；

边缘电芯回路120的边缘电芯回路第一极123与第一边缘电芯回路开关121的第一端电连接，边缘电芯回路120的边缘电芯回路第二极124与第二边缘电芯回路开关122的第一端电连接。

其中，第一中部电芯回路开关111、第二中部电芯回路开关112、第一边缘电芯回路开关121、第二边缘电芯回路开关122均有两个可选触点。具体来说：

第一中部电芯回路开关111的第二端包括第一中部电芯回路开关第一触点1111以及第一中部电芯回路开关第二触点1112，第一中部电芯回路开关111的第一端可以与第一中部电芯回路开关111的第二端断开、与第一中部电芯回路开关第一触点1111闭合、或者与第一中部电芯回路开关第二触点1112闭合。

第二中部电芯回路开关112的第二端包括第二中部电芯回路开关第一触点1121以及第二中部电芯回路开关第二触点1122，第二中部电芯回路开关112的第一端可以与第二中部电芯回路开关112的第二端断开、与第二中部电芯回路开关第一触点1121闭合、或者与第二中部电芯回路开关第二触点1122闭合。

第一边缘电芯回路开关121的第二端包括第一边缘电芯回路开关第一触点1211以及第一边缘电芯回路开关第二触点1212，第一边缘电芯回路开关121的第一端可以与第一边缘电芯回路开关121的第二端断开、与第一边缘电芯回路开关第一触点1211闭合、或者与第一边缘电芯回路开关第二触点1212闭合。

第二边缘电芯回路开关122的第二端包括第二边缘电芯回路开关第一触点1221以及第二边缘电芯回路开关第二触点1222，第二边缘电芯回路开关122的第一端可以与第二边缘电芯回路开关122的第二端断开、与第二边缘电芯回路开关第一触点1221闭合、或者与第二边缘电芯回路开关第二触点1222闭合。

其中，第一中部电芯回路开关第一触点1111与第一电池开关41电连接，第一中部电芯回路开关第二触点1112与蓄电池4的第二极电连接；第二中部电芯回路开关第一触点1121与第一电池开关41电连接，第二中部电芯回路开关第二触点1122与蓄电池4的第二极电连接；第一边缘电芯回路开关第一触点1211与第一电池开关41电连接，第一边缘电芯回路开关第二触点1212与蓄电池4的第二极电连接；第二边缘电芯回路开关第一触点1221与第一电池开关41电连接，第二边缘电芯回路开关第二触点1222与蓄电池4的第二极电连接。第一电池开关41与蓄电池4的第一极电连接。

在一些实施例中，蓄电池4的第一极为正极，蓄电池4的第二极为负极。

在一些实施例中，蓄电池4的第一极为负极，蓄电池4的第二极为正极。

同时，第二电池开关42和电压转换器5串联后与第一电池开关41并联。

优选地，电压转换器5为直流直流(DCDC)电压转换器。

通过控制第一中部电芯回路开关111、第二中部电芯回路开关112、第一边缘电芯回路开关121、第二边缘电芯回路开关122的开闭状态，以及第一中部电芯回路开关第一触点1111、第一中部电芯回路开关第二触点1112、第二中部电芯回路开关第一触点1121、第二中部电芯回路开关第二触点1122、第一边缘电芯回路开关第一触点1211、第一边缘电芯回路开关第二触点1212、第二边缘电芯回路开关第一触点1221、第二边缘电芯回路开关第二触点1222的触点选择，本实用新型的控制回路有以下几种工作模式：

1)、双回路冷却：闭合第一电池开关41、断开第二电池开关42、第一中部电芯回路开关111选择闭合第一中部电芯回路开关第一触点1111、第一边缘电芯回路开关121选择闭合第一边缘电芯回路开关第一触点1211、第二中部电芯回路开关112选择闭合第二中部电芯回路开关第二触点1122、第二边缘电芯回路开关122选择闭合第二边缘电芯回路开关第二触点1222。通过蓄电池4供电，两回路电流均由上至下，中部电芯换热板11和边缘电芯换热板12均作为冷却器给中部电芯2以及边缘电芯3进行冷却；

2)、双回路加热：闭合第一电池开关41、断开第二电池开关42、第一中部电芯回路开关111选择闭合第一中部电芯回路开关第二触点1112、第一边缘电芯回路开关121选择闭合第一边缘电芯回路开关第二触点1212，第二中部电芯回路开关112选择闭合第二中部电芯回路开关第一触点1121、第二边缘电芯回路开关122选择闭合第二边缘电芯回路开关第一触点1221。通过蓄电池4供电，两回路电流均由下至上，中部电芯换热板11和边缘电芯换热板12均作为冷却器给中部电芯2以及边缘电芯3进行加热；

3)、单回路冷却/加热(以边缘电芯3需要加热为例)：闭合第一电池开关41、断开第二电池开关42、断开第一中部电芯回路开关111、断开第二中部电芯回路开关112、第一边缘电芯回路开关121选择闭合第一边缘电芯回路开关第二触点1212、第二边缘电芯回路开关122选择闭合第二边缘电芯回路开关第一触点1221。通过蓄电池4供电，边缘电芯回路120电流由下至上，边缘电芯换热板12作为加热器给边缘电芯3进行加热；中部电芯回路110无电流，不工作。

4)、蓄电池反充(以中部电芯换热板11两面温差满足反充电压要求为例)：断开第一电池开关41，闭合第二电池开关42，根据中部电芯换热板11选择第一中部电芯回路开关111闭合第一中部电芯回路开关第一触点1111或第一中部电芯回路开关第二触点1112，第二中部电芯回路开关112闭合第二中部电芯回路开关第二触点1122或第二中部电芯回路开关第一触点1121。中部电芯换热板11由于两侧温差产生的电压通过电压转换器5升压后给蓄电池4充电。

5)、一回路有冷却/加热需求，另一回路温差发电提供电动势(以中部电芯换热板11两面温差发电，给边缘电芯换热板12加热/冷却提供电压为例)：断开第一电池开关41、第二电池开关42，根据边缘电芯换热板12的加热/冷却需求，第一中部电芯回路开关111、第二中部电芯回路开关112、第一边缘电芯回路开关121、第二边缘电芯回路开关122选择相应的触点，使得中部电芯换热板11与边缘电芯换热板12串联形成回路。例如，第一中部电芯回路开关111选择闭合第一中部电芯回路开关第一触点1111、第一边缘电芯回路开关121选择闭合第一边缘电芯回路开关第一触点1211、第二中部电芯回路开关112选择闭合第二中部电芯回路开关第二触点1122、第二边缘电芯回路开关122选择闭合第二边缘电芯回路开关第二触点1222。或者，第一中部电芯回路开关111选择闭合第一中部电芯回路开关第二触点1112、第一边缘电芯回路开关121选择闭合第一边缘电芯回路开关第二触点1212，第二中部电芯回路开关112选择闭合第二中部电芯回路开关第一触点1121、第二边缘电芯回路开关122选择闭合第二边缘电芯回路开关第一触点1221。

由中部电芯换热板11两侧温差产生的两端电压给边缘电芯换热板12提供电流，从而利用边缘电芯换热板12的帕尔贴效应，给边缘电芯3加热/冷却。

本实施例通过设置开关及触点，使得不同回路能够采用多种方式连通，从而实现不同的工作模式。

本实用新型一实施例一种动力电池，包括如前所述的换热板1或如前所述的动力电池热管理系统，所述动力电池还包括电芯，所述电芯与所述换热板1连接。

本实用新型一实施例一种车辆，包括如前所述的动力电池。

具体来说，将前述换热板1与车辆的动力电池的电芯连接。具体地，将中部电芯换热板11与车辆动力电池的中部电芯2粘接，将边缘电芯换热板12与车辆动力电池的边缘电芯3粘接。

本实用新型在换热板内采用帕尔贴元件，由于帕尔贴元件能够利用电流控制产生吸热和放热现象的帕尔贴效应，因此能够通过换热板实现电芯加热及冷却功能，从而简化热管理系统的结构，减少部件并降低空间需求。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种换热板，其特征在于，包括：换热单元、与所述换热单元一侧固定连接的电芯连接板、以及与所述换热单元另一侧固定连接的环境换热板，所述换热单元包括一个帕尔贴元件或多个串联的帕尔贴元件，所述环境换热板远离所述换热单元的一面固定连接有一个或多个肋片。

2.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，所述换热单元包括多个串联的帕尔贴元件，每个帕尔贴元件包括P型半导体、N型半导体、第一平板以及第二平板，所述P型半导体、N型半导体电连接形成PN结，所述第一平板与所述PN结一侧电连接，所述第二平板与所述PN结另一侧电连接，相邻两所述帕尔贴元件中，一所述帕尔贴元件的所述P型半导体与另一所述帕尔贴元件的所述N型半导体分别和相同的所述第一平板电连接，或者一所述帕尔贴元件的所述N型半导体与另一所述帕尔贴元件的所述P型半导体分别和相同的所述第二平板电连接。

3.一种动力电池热管理系统，其特征在于，包括如权利要求1至2任一项所述的换热板以及控制回路，所述换热板的所述电芯连接板远离所述换热单元的一面与动力电池的电芯连接，所述换热单元与所述控制回路电连接。

4.根据权利要求3所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述换热板包括与所述动力电池的中部电芯连接的中部电芯换热板以及与所述动力电池的边缘电芯连接的边缘电芯换热板，所述中部电芯位于容置所述动力电池的箱体的中部，所述边缘电芯位于所述箱体的边缘，一个或多个所述中部电芯换热板的换热单元串联为中部电芯回路，一个或多个所述边缘电芯换热板的换热单元串联为边缘电芯回路，所述中部电芯回路以及所述边缘电芯回路分别与所述控制回路电连接。

5.根据权利要求4所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述控制回路包括第一中部电芯回路开关、第二中部电芯回路开关、第一边缘电芯回路开关、第二边缘电芯回路开关以及蓄电池；

所述中部电芯回路的中部电芯回路第一极与所述第一中部电芯回路开关的第一端电连接，所述第一中部电芯回路开关的第二端依次与所述蓄电池以及所述第二中部电芯回路开关的第二端电连接，所述第二中部电芯回路开关的第一端与所述中部电芯回路的中部电芯回路第二极电连接；

所述边缘电芯回路的边缘电芯回路第一极与所述第一边缘电芯回路开关的第一端电连接，所述第一边缘电芯回路开关的第二端依次与所述蓄电池以及所述第二边缘电芯回路开关的第二端电连接，所述第二边缘电芯回路开关的第一端与所述边缘电芯回路的边缘电芯回路第二极电连接。

6.根据权利要求5所述的动力电池热管理系统，其特征在于：

所述第一中部电芯回路开关的第二端包括第一中部电芯回路开关第一触点以及第一中部电芯回路开关第二触点，所述第一中部电芯回路开关第一触点与所述蓄电池的第一极电连接，所述第一中部电芯回路开关第二触点与所述蓄电池的第二极电连接；

所述第二中部电芯回路开关的第二端包括第二中部电芯回路开关第一触点以及第二中部电芯回路开关第二触点，所述第二中部电芯回路开关第一触点与所述蓄电池的第一极电连接，所述第二中部电芯回路开关第二触点与所述蓄电池的第二极电连接；

所述第一边缘电芯回路开关的第二端包括第一边缘电芯回路开关第一触点以及第一边缘电芯回路开关第二触点，所述第一边缘电芯回路开关第一触点与所述蓄电池的第一极电连接，所述第一边缘电芯回路开关第二触点与所述蓄电池的第二极电连接；

所述第二边缘电芯回路开关的第二端包括第二边缘电芯回路开关第一触点以及第二边缘电芯回路开关第二触点，所述第二边缘电芯回路开关第一触点与所述蓄电池的第一极电连接，所述第二边缘电芯回路开关第二触点与所述蓄电池的第二极电连接。

7.根据权利要求6所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述控制回路还包括电压转换器，所述第一中部电芯回路开关第一触点、所述第二中部电芯回路开关第一触点、所述第一边缘电芯回路开关第一触点以及所述第二边缘电芯回路开关第一触点的连接点分别通过第一电池开关与所述蓄电池的第一极电连接、以及通过串联的第二电池开关和所述电压转换器与所述蓄电池的第一极电连接。

8.根据权利要求3所述的动力电池热管理系统，其特征在于，所述电芯连接板与所述电芯的电芯换热面、电芯侧面或电芯底面连接。

9.一种动力电池，其特征在于，包括权利要求1-2中任一项所述的换热板或权利要求3-8中任一项所述的动力电池热管理系统，所述动力电池还包括电芯，所述电芯与所述换热板连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的动力电池。