CN108461835A - 一种基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,包括:温度监测单元、触发单元和制冷单元,所述温度监测单元,用于实时监测电动汽车电池板各部分温度,当检测到的温度超过预定的安全工作温度时,向触发单元发送信号;所述触发单元,当接收到温度过高的信号时,向制冷单元发出工作指令;所述制冷单元,当接收到触发单元发出的工作指令时,利用珀尔帖效应对电池板进行电子降温,从而将电池板温度控制在安全范围之内。能实时监测电动汽车电池板各部分温度,在电路板发生超温现象时能及时启动制冷单元,有效的防止电池板的急剧升温状况的发生,从而保证了电动汽车电池的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车电池安全技术领域,特别是涉及预防二次事故发生的 电池技术领域。
背景技术
常见的热电效应有塞贝克效应、珀尔帖效应、汤姆逊效应等等,其中珀尔 帖效应,因为金属导体的珀尔帖效应很弱,所以长期并没得到实际应用。直到 1990年左右,原苏联科学家约飞研究出最好的热电半导体材料——以碲化铋为 基的化合物,从而出现了能够进行实用的半导体电子制冷元件——热电制冷器。 目前已有利用珀尔帖效应制成的标准电池恒温器设计,参照《利用珀尔帖效应 加热和致冷的标准电池恒温器》[1],为了尽可能消除标准电池工作时正负极之 间的温差,设计者使用密封较好的杜瓦瓶和珀尔帖原件组组合起来,将标准电 池置于杜瓦瓶中,通过珀尔帖元件平衡杜瓦瓶内密封环境的温度来达到恒温条 件。
针对于电动汽车电池安全性方面的考虑,当前世界各大电动汽车公司都有 做出相应的预防措施。如特斯拉公司的特斯拉电池板在电池组表面有防火材料 的护板,并且有大量的密封粘合剂,电池板配备有总保险丝,及时排除短路导 致的危害。特斯拉电池板位于汽车的底盘部位,为了防止汽车行驶中异物刺穿 电池,特斯拉专门增加了钛金属护板保护电池板。特斯拉还在电池组之间建立 专门的液体循环温度管理***,防止电池在汽车行进过程中过热现象的发生。 而比亚迪旗下的电动汽车采用磷酸铁锂电池,相比于特斯拉采用的钴酸锂电池, 高温下稳定性好,安全性更高。上述围绕电池安全性方面的措施主要是以预防 为主,对于事故突发的处理措施则相对较少。
研究证实,锂电池正负极材料表面都覆盖着一层钝化膜,锂离子电池体系 之所以能够稳定工作,很大程度上是因为钝化膜隔绝了正负极与电解液的进一 步反应。所以说,电池正负极上的钝化膜完整性与致密程度,很大程度影响了 锂电池使用的安全性。锂电池的不安全使用,例如快速充放电、短路、高温热 冲击等情况,都容易触发电池内部的危险性副反应而产生热量,直接破坏正负 极表面的钝化膜。当电芯温度上升后,负极表面钝化膜分解,导致高活性锂碳 负极暴露在电解液中发生剧烈反应,产生热量导致进一步的剧烈反应。
自电动汽车投入使用以来,与之相关的交通事故时有发生,在车辆撞击结 束后,由于电池板变形导致的电池短路会带来电池板急剧升温现象,常常导致 了其他电池发生上述反应,导致二次事故的发生。为了避免此类突发事故带来 的电动汽车电池安全性问题,必须要防止电池板的急剧升温状况的发生。因此, 急需一种针对于电动汽车电池板急剧升温设计的***。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服公知技术存在的上述缺陷,而提供一种 基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,能有效防止电池板升温状况的 发生,保证电动汽车电池的安全性。
本发明是通过以下技术方案实现的,依据本发明提供的一种基于珀尔帖效 应的电动汽车电池紧急降温***,包括:温度监测单元、触发单元和制冷单元, 所述温度监测单元,用于实时监测电动汽车电池板各部分温度,当检测到的温 度超过预定的安全工作温度时,向触发单元发送信号;所述触发单元,当接收 到温度过高的信号时,向制冷单元发出工作指令;所述制冷单元,当接收到触 发单元发出的工作指令时,利用珀尔帖效应对电池板进行电子降温,从而将电 池板温度控制在安全范围之内。
本发明还可以采取以下技术方案进一步实现:
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其中,所述温度监 测单元由若干子温度监测单元并联组成。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其中,每一个子温 度监测单元包括半导体温差发电片和保护电路,当保护电路半导体温差发电片 输出电压位于安全阈值之内时,保护电路不工作;当半导体温差发电片输出电 压超过Vcc+VDF或小于-VDF时,保护电路工作。其中VCC为参考电压,VDF为二极 管的正向导通压降。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其中,所述触发单 元为光耦合开关。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其中,所述制冷单 元由若干子制冷单元组成,所述若干子制冷单元分散分布在电池板不同位置。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其中,所述子制冷 单元包括电源与半导体制冷片。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其中,所述电源为 耐高温电源。
综上所述,本发明提供的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***, 能实时监测电动汽车电池板各部分温度,在电路板发生超温现象时能及时启动 制冷单元,有效的防止电池板的急剧升温状况的发生,从而保证了电动汽车电 池的安全性。
附图说明
图1为本发明的示意性结构框图;
图2为本发明的原理图;
图3为本发明的一个实施例的电路图;
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例,对本发明的结构、特征及其效果作进一步详 细说明。需要说明的是实施例仅仅是对本发明宗旨的说明,而并不是对本发明 的保护范围的限制。
如图1至图3所示,本发明提供的一种基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧 急降温***,包括:温度监测单元1、触发单元2和制冷单元3,所述温度监测 单元,用于实时监测电动汽车电池板各部分温度,当检测到的温度超过预定的 安全工作温度时,向触发单元发送信号;所述触发单元,当接收到温度过高的 信号时,向制冷单元发出工作指令;所述制冷单元,当接收到触发单元发出的 工作指令时,利用珀尔帖效应对电池板进行电子降温,从而将电池板温度控制 在安全范围之内。
本实施方式可进一步通过下面结构实现:
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其中,所述温度监 测单元1由若干子温度监测单元并联组成。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其中,每一个子温 度监测单元包括半导体温差发电片12和保护电路13,当保护电路半导体温差发 电片输出电压位于安全阈值之内时,保护电路不工作;当半导体温差发电片输 出电压超过Vcc+VDF或小于-VDF时,保护电路工作。其中VCC为参考电压,该参考 电压值根据光耦合开关的安全电压选取;VDF为二极管的正向导通压降;设置保 护电路可防止光耦合开关因电压过高而烧毁。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其中,所述触发单 元2为光耦合开关21。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其中,所述制冷单 元3由若干子制冷单元组成,所述若干子制冷单元分散分布在电池板不同位置。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其中,所述子制冷 单元包括电源31与半导体制冷片32。
前述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其中,所述电源31 为耐高温电源。
以下结合附图对本发明的工作原理详细描述如下:
如图3所示,子温度监测单元、光耦合开关21和子制冷单元依次连接,当 部分电池温度急剧上升时,半导体温差发电片12产生电压驱动电路,光耦合开 关21通过左侧二极管发光使右侧光敏二极管导通,触发制冷电路导通,子制冷 单元开始工作。当电动汽车电池表面温度降低至安全温度范围之内时,半导体 温差发电片停止工作,光耦合开关断开,制冷电路断路,子制冷单元自动停止 工作。
综上所述,本发明提供的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***, 能实时监测电动汽车电池板各部分温度,在电路板发生超温现象时能及时启动 制冷单元,有效的防止电池板的急剧升温状况的发生,从而保证了电动汽车电 池的安全性。
以上所述仅是本发明的较佳实施例,凡是依据本发明的技术方案对以上实 施例进行的任何简单修改和等同变换,均属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,包括:温度监测单元、触发单元和制冷单元,所述温度监测单元,用于实时监测电动汽车电池板各部分温度,当检测到的温度超过预定的安全工作温度时,向触发单元发送信号;所述触发单元,当接收到温度过高的信号时,向制冷单元发出工作指令;所述制冷单元,当接收到触发单元发出的工作指令时,利用珀尔帖效应对电池板进行电子降温,从而将电池板温度控制在安全范围之内。
2.根据权利要求1所述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其特征在于,所述温度监测单元由若干子温度监测单元并联组成。
3.根据权利要求2所述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其特征在于,每一个子温度监测单元包括半导体温差发电片和保护电路,当保护电路半导体温差发电片输出电压位于安全阈值之内时,保护电路不工作;当半导体温差发电片输出电压超过Vcc+VDF或小于-VDF时,保护电路工作;其中VCC为参考电压,VDF为二极管的正向导通压降。
4.根据权利要求1所述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其特征在于,所述触发单元为光耦合开关。
5.根据权利要求1所述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其特征在于,所述制冷单元由若干子制冷单元组成,所述若干子制冷单元分散分布在电池板不同位置。
6.根据权利要求5所述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其特征在于,所述子制冷单元包括电源与半导体制冷片。
7.根据权利要求6所述的基于珀尔帖效应的电动汽车电池紧急降温***,其特征在于,所述电源为耐高温电源。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180828 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |