CN109709364A - 一种恒温装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池技术领域，公开一种恒温装置，用于对电池进行性能测试，包括箱体，箱体外部设有电源组件和用于检测并控制箱体温度的控制组件，箱体的内部还设有用于制热的第一换热组件以及用于制冷的第二换热组件。第一换热组件与控制组件和电源组件依次电连接形成回路；第二换热组件与控制组件和电源组件依次电连接形成回路。本发明通过第一换热组件进行制冷，通过第二换热组件进行制热，避免了热电半导体制冷组件即进行制冷又进行制热时容易碎裂，而降低热电半导体制冷组件寿命甚至损坏而影响使用的问题。

Description

一种恒温装置

技术领域

本发明涉及电池测试技术领域，尤其涉及一种恒温装置。

背景技术

目前对可充电电池及其正负极材料性能的测试，主要是组装成纽扣电池或者圆柱电池，通过电池测试***进行测试。由于电池的性能受温度影响较大，通常需要在25℃恒定温度条件下对电池进行测试。受到昼夜温差及四季温度变化的影响，如果不对温度进行修正，就很难得到一个稳定的测试结果。

经过不断的发展改进，目前通用的解决方式为将可充电电池及其正负极材料放置在恒温装置中，进而满足了电池及相关材料性能测试的环境需求。

一种现有的恒温装置利用温控器控制热电半导体制冷组件作为冷/热源，既执行对箱体内部的制冷，又执行对箱体内部的制热，以实现恒温装置内部温度的恒定。但热电半导体制冷组件在反复进行制热制冷中容易发生碎裂和损坏，大大降低热电半导体制冷组件的寿命，增加了设备的维护成本。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种恒温装置可以提高第一换热组件和第二换热组件的使用寿命，降低恒温装置的维护成本。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种恒温装置，用于对电池进行性能测试，包括箱体，所述箱体外部设有电源组件和用于检测并控制所述箱体温度的控制组件，所述箱体的内部还设有：

第一换热组件，用于制热，且与所述控制组件和所述电源组件依次电连接形成回路；以及

第二换热组件，用于制冷，且与所述控制组件和所述电源组件依次电连接形成回路。

可选地，所述第二换热组件包括：

半导体制冷片，与所述控制组件和所述电源组件依次电连接形成回路；所述箱体的底部设有通孔，所述半导体制冷片安装在所述通孔上，所述半导体制冷片的制冷面朝向所述箱体的内部；

散热器，与所述半导体制冷片的散热面相抵接。

可选地，所述恒温装置还包括：

散热风扇，与所述电源组件电连接，所述散热风扇安装在所述制冷面上。

可选地，所述第一换热组件为电热丝，所述电热丝位于所述散热风扇位于的正上方。

可选地，所述箱体内设有支架，用于放置电池夹具，所述支架设置在所述散热风扇的上方。

可选地，所述控制组件包括：

固态继电器和PID温控表，所述固态继电器的一端与所述第一换热组件和所述第二换热组件电连接分别电连接，另一端与所述PID温控表电连接；

温度检测组件，与所述PID温控表电连接，所述温度检测组件的温度检测端位于所述箱体的内部。

可选地，所述箱体包括：

上部箱体和下部箱体；

扣式开关，设置在所述上部箱体和所述下部箱体的连接处，以将所述上部箱体和所述下部箱体锁定。

可选地，所述上部箱体由透明的亚克力材料制成，所述下部箱体由不透明的亚克力材料制成。

可选地，所述箱体上开设有线槽，电池性能测试***位于所述箱体的外部，所述电池性能测试***通过导线与所述电池相连通，所述导线穿设于所述线槽中。

可选地，所述恒温装置设有多个箱体，多个所述箱体能通过所述控制组件分别进行温度设定。

本发明的有益效果为：本发明分别设计有用于制热的第一换热组件和用于制冷的第二换热组件，避免了现有设计的恒温装置中热电半导体制冷组件即进行制冷又进行制热，而导致的热电半导体制冷组件容易碎裂问题，可以提高第一换热组件和第二换热组件的使用寿命，降低恒温装置的维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的恒温装置的上部箱体与下部箱体分开放置的结构示意图；

图2是下部箱体的半剖面结构示意图；

图3是上部箱体的半剖面结构示意图；

图4是本发明提供的恒温装置的电路连接关系图。

图中：

100-箱体；101-通孔；102-支架；103-上部箱体；104-下部箱体；105-扣式开关；106-线槽；200-电源组件；300-控制组件；301-PID温控表；302-固态继电器；303-温度检测组件；400-第一换热组件；500-第二换热组件；501-散热器； 502-半导体制冷片；5021-制冷面；5022-散热面；600-散热风扇；700-恒温装置。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施方式提供一种恒温装置700，用于对电池进行性能测试，该装置包括具有保温效果的箱体100，箱体100外部设有电源组件200和用于检测并控制箱体100温度的控制组件300，箱体100的内部还设有：用于制热的第一换热组件400和用于制冷的第二换热组件500。第一换热组件400与控制组件 300和电源组件200依次电连接形成回路，通过控制组件300控制第一换热组件 400实现对箱体100的制热控制。第二换热组件500与控制组件300和电源组件 200依次电连接形成回路，通过控制组件300控制第二换热组件500实现对箱体 100的制冷控制。通过不同的组件分别对箱体100内部的温度进行制冷和制热控制，避免了现有技术中热电半导体制冷组件即制冷又制热而导致的碎裂损坏问题，可以提高第一换热组件400和第二换热组件500的使用寿命，降低恒温装置700的维护成本。

请参见图1和图2，在本实施例中，具体的，电源组件200可以与市电相连接，能将市电的220V交流电转换为12V直流恒压电后与所述第二换热组件500 电连接。此外，电源组件200设有一个总的电源开关，进而控制恒温装置700 的供电和断电。

第二换热组件500包括散热器501和半导体制冷片502。请参见图1和图2，半导体制冷片502、控制组件300和电源组件200依次电连接形成回路，当控制组件300控制半导体制冷片502与电源组件200连通时，半导体制冷片502能够实现制冷。半导体制冷片502具有不需要使用任何制冷剂，可连续工作，没有污染源，工作时没有震动、噪音，制冷速度快的优点。在本实施例的优选实施例中，半导体制冷片502为12V，18～60W的直流半导体制冷片。

请参见图1和图2，箱体100的底部设有通孔101，半导体制冷片502安装在通孔101上，半导体制冷片502的制冷面5021朝向箱体100的内部，制冷片工作时，制冷面5021的温度降低，进而吸收箱体100内部的热量，最终实现箱体100内部的降温制冷。

请参见图1和图2，散热器501与散热面5022相抵接，本发明中的散热器501为被动散热，即散热器501为金属片状装置，制冷工作时，散热器501 通过热传导的方式对半导体制冷片502的散热面5022进行散热，实现对半导体制冷片502的降温。

在其他实施例中，散热器501也可以是液体流动管，通过液体流动经过散热面5022实现对半导体制冷片502的降温散热。散热器501还可以是电风扇，电风扇与半导体制冷片502并联通过控制组件300实现电路的开启各关闭。半导体制冷片502制冷工作时电风扇转动带动散热面5022表面空气流动，进而加速散热面5022的热量的散失，保证半导体制冷片502的正常工作。

请参见图1和图2在本实施例中，恒温装置700还包括散热风扇600，散热风扇600与电源组件200电连接，制冷和制热时散热风扇600都在转动，可加速箱体100内部空气流动，提高热传递效率，使箱体100内温度更均匀。散热风扇600安装在制冷面5021上，当制冷时，散热风扇600转动带动制冷面5021 附近的气体流动，进而快速将冷气传递到箱体100内整个空间，制冷的效率更高。在本实施例的优选实施例中，散热风扇600为12V，0.1～0.35A的直流散热风扇。

请参见图1和图2，在本实施例中，具体的，第一换热组件400为电热丝，当环境温度低于测试设定温度时，电热丝通电发热，实现对箱体100内的制热。第一换热组件400位于散热风扇600位于的正上方，实际工作中散热风扇600 通过不断转动带动箱体100内地其他流动，能够快速将电热丝产生的热量传递到箱体100内部空间中，加热更加高效。在本实施例的优选实施例中，电热丝为12V，0.3～4Ω的电热丝。

请参见图1和图2，箱体100内设有用于放置电池夹具的支架102，可将电池夹具放置在支架102上。支架102固定安装在散热风扇600的上方，实际制热状态或者制冷状态下，因支架102位于散热风扇600的上方，通过散热风扇 600可快速将制冷状态下的冷气或者制热状态下的热气传递到支架102上，进而可以迅速使支架102附近的温度达到设定温度，提高了恒温装置700的工作效率。

请参见图1-图2，在本实施例中，具体的，控制组件300包括PID温控表 301、固态继电器302和温度检测组件303。PID温控表301分别与固态继电器 302和温度检测组件303电连接，实现对箱体100内部温度的检测和温度控制。固态继电器302分别与第一换热组件400和第二换热组件500电连接。温度检测组件303为热电偶或热电阻。在本实施例的优选实施例中，固态继电器302 为12V双路固态继电器。

在本实施例中固态继电器302为双路固态继电器，PID温控表301可将温差控制在±0.5℃的范围内，具有较高的控制精度，PID温控表301通过控制固态继电器302，实现控制第一换热组件400和第二换热组件500的工作启闭，固态继电器302能够将两路控制电路较好隔离开。图4为本实施例恒温装置700的电路连接关系图，具体的工作过程为：电源组件200将220V交流电转换成12V 直流电供设备使用。操作者在PID温控表301上设定目标温度，温度检测组件 303的温度检测测试箱体100内部温度，并将信号反馈给PID温控表301。当温度检测组件303反馈给PID温控表301的箱体100内温度高于设定温度0.5℃以上时，PID温控表301发出信号控制第二换热组件500电路连通，半导体制冷片 502开始工作制冷，此时散热风扇600转动，带动冷气快速流通传递到箱体100 内部，实现对箱体100内的制冷降温。当温度检测组件303反馈给PID温控表 301的箱体100内的温度低于目标温度0.5℃以上时，PID温控表301发出信号控制第一换热组件400电路连通，电热丝对箱体100内部进行加热，此时散热风扇600转动，带动热气快速流通传递到箱体100内部，实现对箱体100内的制热。本实施例中的PID温控表和固态继电器配合使用，可实现箱体100内部温度-20℃～80℃区间的温度设定及恒温控制。

此外，请参见图2-图3，在本实施例中，箱体100包括上部箱体103和下部箱体104。将箱体100设计为可以分离的上下两部分，一方面方便了箱体100及内部元件损坏时的维修，另一方面当被测试电池体积较大时，该种结构更容易将大体积的待测电池轻松方便的放置到支架102上。上部箱体103和下部箱体104的连接处外侧面上设有扣式开关105，上部箱体103通过扣式开关105扣合在下部箱体104的顶部，便于上箱体103与下部箱体104共同构成密闭空间。

在本实施例中，上部箱体103的外壳为透明亚克力材质，透明的亚克力材质可以方便测试人员观察到箱体100内部的测试情况，使得电池发生漏液、膨胀或者自燃等事故时测试人员能够及时观察到内部情况，并采取急救措施。下部箱体104的外壳为不透明亚克力材质，使得测试人员无法看到恒温装置700 底部的其他元器件，保证了箱体100设计的美观简洁。

此外，如图1-3所示，在本实施例中，箱体100上开设有线槽106，电池性能测试***位于箱体100的外部，电池性能测试***通过导线与待测电池相连通，导线穿设于线槽106中。由于电池性能测试***放置在箱体100的外部，一方面使得箱体100的体积得到减小，空间得到有效利用；另一方面避免了电池性能测试***因温度过高或过低而造成的设备老化及损坏，提高电池性能测试***的使用寿命。

在本实施例的另一个优选实施例中，具体的，恒温装置700设有多个箱体 100，多个箱体100通过分别设计的控制组件300分别进行温度设定。

具体的，在一个优选实施例中，多个箱体100具有各自独立的控制组件300，可以对多个箱体100的温度进行独立设定。多个箱体100的设计一方面提高了恒温装置700的容量，可以进行大批量的电池性能测试；另一方面，可以对不同温度条件下的电池性能的测试，提高了设备的测试灵活性和测试效率。

在另一优选实施例中，箱体100隔离分设为分别具有控制组件300和第一换热组件400和第二换热组件500的第一测试区、第二测试区和第三测试区，进而可以实现对三个测试区同时进行不同温度的设定，实现了同时不同温度的电池性能测试功能，具有更好的灵活性。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种恒温装置，用于对电池进行性能测试，包括箱体(100)，所述箱体(100)外部设有电源组件(200)和用于检测并控制所述箱体(100)温度的控制组件(300)，其特征在于，所述箱体(100)的内部还设有：

第一换热组件(400)，用于制热，且与所述控制组件(300)和所述电源组件(200)依次电连接形成回路；以及

第二换热组件(500)，用于制冷，且与所述控制组件(300)和所述电源组件(200)依次电连接形成回路。

2.根据权利要求1所述的恒温装置，其特征在于，所述第二换热组件(500)包括：

半导体制冷片(502)，与所述控制组件(300)和所述电源组件(200)依次电连接形成回路；所述箱体(100)的底部设有通孔(101)，所述半导体制冷片(502)安装在所述通孔(101)上，所述半导体制冷片(502)的制冷面(5021)朝向所述箱体(100)的内部；

散热器(501)，与所述半导体制冷片(502)的散热面(5022)相抵接。

3.根据权利要求2所述的恒温装置，其特征在于，所述恒温装置还包括：

散热风扇(600)，与所述电源组件(200)电连接，所述散热风扇(600)安装在所述制冷面(5021)上。

4.根据权利要求3所述的恒温装置，其特征在于，所述第一换热组件(400)为电热丝，所述电热丝位于所述散热风扇(600)位于的正上方。

5.根据权利要求4所述的恒温装置，其特征在于，所述箱体(100)内设有支架(102)，用于放置电池夹具，所述支架(102)设置在所述散热风扇(600)的上方。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的恒温装置，其特征在于，所述控制组件(300)包括：

固态继电器(302)和PID温控表(301)，所述固态继电器(302)的一端与所述第一换热组件(400)和所述第二换热组件(500)电连接分别电连接，另一端与所述PID温控表(301)电连接；

温度检测组件(303)，与所述PID温控表(301)电连接，所述温度检测组件(303)的温度检测端位于所述箱体(100)的内部。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的恒温装置，其特征在于，所述箱体(100)包括：

上部箱体(103)和下部箱体(104)；

扣式开关(105)，设置在所述上部箱体(103)和所述下部箱体(104)的连接处，以将所述上部箱体(103)和所述下部箱体(104)锁定。

8.根据权利要求7所述的恒温装置，其特征在于，所述上部箱体(103)由透明的亚克力材料制成，所述下部箱体(104)由不透明的亚克力材料制成。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的恒温装置，其特征在于，所述箱体(100)上开设有线槽(106)，电池性能测试***位于所述箱体(100)的外部，所述电池性能测试***通过导线与所述电池相连通，所述导线穿设于所述线槽(106)中。

10.根据权利要求1-5任意一项所述的恒温装置，其特征在于，所述恒温装置设有多个箱体(100)，多个所述箱体(100)能通过所述控制组件(300)分别进行温度设定。