CN208400998U - 锂电池组的恒温调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型所述锂电池组的恒温调节装置，是将锂电池组浸入导热绝缘油中，采用太阳能加热装置循环加热导热绝缘油，以半导体降温片与导热绝缘油进行间接接触式散热，以期通过调节导热绝缘油的油温来迅速、均匀地控制锂电池组的整体工作温度。恒温调节装置主要包括有用于容纳锂电池组于导热绝缘油中的浸油箱；与浸油箱循环连通的太阳能加热装置；以及，设置于浸油箱外侧的若干个半导体降温片。基于太阳能循环加热和半导体间接接触式降温的目标物是导热绝缘油，锂电池组置于导热绝缘油中，其整体升温与降温较为均匀且迅速，可较好地发挥锂电池组的电量输出，并且将锂电池组置于密封良好、安全的工作环境中。

Description

锂电池组的恒温调节装置

技术领域

本实用新型涉及一种应用于可充电式锂电池组的恒温调节装置，属于电子技术领域。

背景技术

随着微电子技术的迅猛发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。目前锂电池大量应用于通过设备(如手机)、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器等诸多领域。

自身与工作环境温度对于锂电池的充电、放电性能影响很大。在温度较低时(尤其是冬天低温状态下)，电池中离子迁移速度降低，电解液的欧姆内阻增大。由于电解液的内阻是电池欧姆内阻的主要来源，化学反应速度降低导致浓差极化和电化学极化增大，这使得极化内阻也增大。因此，电池的功率输出相应地就会明显下降。反之，当温度上升则情况相反，电池输出功率会上升；但温度太高，又会破坏电池内的化学平衡，导致副反应。

目前锂电池温度控制大都是采用强制风冷、空调恒温控制等。此类应用技术的缺点很明显，对于锂电池的温度控制不均匀，且浪费能源。

如公开以下方案的在先申请专利，申请号CN201721327990.5，名称为一种家用锂电池的智能降温***，包括由8串磷酸铁锂电池单元构成的锂电池组，还包括微控制器，每个磷酸铁锂电池单元上固定有一个用于采集磷酸铁锂电池单元温度的温度传感器，8个温度传感器通过总线与微控制器相连；每个所述磷酸铁锂电池单元上还固定有一个用于对所述磷酸铁锂电池单元降温的半导体制冷片。将半导体制冷片的散热面与电池箱体上的散热板相连以实现锂电池组散热。

又如以下在先申请专利，申请号CN201620928770.7，名称为一种太阳能锂电池加热***，其结构是在电池壳体中封装有锂电池组，在相邻两个锂电池芯板之间设置一个电加热板，在电池壳体***包覆有保温层；在电池壳体中设置有温度传感器，所述温度传感器的连接线接引到控制器的信号输入端，控制器的控制端连线到由三极管或MOS管构成的开关元件的控制极，所述开关元件上的另外两极，一个连接到电加热板的一个接线端，另一个串接太阳能电池后连接到电加热板的另一接线端，形成太阳能电热回路，并由开关元件控制太阳能电热回路的导通和关断。

上述现有技术，虽然可在一定程度上实现对锂电池组的温度控制，但其技术缺陷也很明显。无论是半导体制冷、还是太阳能电热方式，都是基于直接针对锂电池组本身的热量传递，对于锂电池内部的散热并不均匀，且有必要考虑如此散热方式对于锂电池组密封性能、安全防护性能的影响。特别地，采用太阳能电热方式，在低温环境中的热量损失较为明显，难以迅速地提升锂电池组工作温度。

有鉴于此，特提出本专利申请。

实用新型内容

本实用新型所述的锂电池组的恒温调节装置，在于解决上述现有技术存在的问题而将锂电池组浸入导热绝缘油中，采用太阳能加热装置循环加热导热绝缘油，以半导体降温片与导热绝缘油进行间接接触式散热，以期通过调节导热绝缘油的油温来迅速、均匀地控制锂电池组的整体工作温度。

为实现上述设计目的，所述锂电池组的恒温调节装置主要包括有：

用于容纳锂电池组于导热绝缘油中的浸油箱；

与浸油箱循环连通的太阳能加热装置；

以及，设置于浸油箱外侧的若干个半导体降温片。

如上所述，基于太阳能循环加热和半导体间接接触式降温的目标物是导热绝缘油，锂电池组置于导热绝缘油中，其整体升温与降温较为均匀且迅速，可较好地发挥锂电池组的电量输出，并且将锂电池组置于密封良好、安全的工作环境中。

为进一步地改善加热效率、提高针对锂电池组的温升均匀性，所述的太阳能加热装置具有循环管路相通的太阳能板和太阳能热油箱。其中，

太阳能热油箱通过进油管、出油管和循环泵连通于浸油箱；

在浸油箱底部设置有油箱进油管，在其顶部设置有油箱出油管。

为提高散热降温效率，可优选的改进措施是，在所述浸油箱外壁周侧，设置有保温层；多个半导体降温片分布于浸油箱的外壁上，每个半导体降温片连接一翅片式散热器。

为实现自动控制、以及精确反映出锂电池组温度动态变化趋势，可在浸油箱中设置有油温传感器。

综上内容，本申请锂电池组的恒温调节装置具有的优点有：

1、采用太阳能加热导热绝缘油与半导体间接接触式散热降温，能够实现迅速、均匀地调节锂电池组的整体工作温度，电池输出功率更为稳定。

2、整体装置节能环保，对于使用环境无要求。

3、对锂电池内部的散热较为均匀，能有效地延长电池使用寿命。

4、对于锂电池组密封性能、安全防护性能无不良影响。

5、维护与更换操作方便，可操纵性强。

附图说明

图1是锂电池组升温***图；

图2是半导体降温片降温、电能回馈示意图；

图3是太阳能加热***示意图；

图4是浸油箱示意图；

图5是半导体降温片安装示意图；

如图1至图5所示，太阳能板1、太阳能热油箱2、进油管3、太阳能加热温度传感器4、出油管5、循环泵6、油箱进油管7、油温传感器8、导热绝缘油9、锂电池组10、油箱出油管11、保温层12、浸油箱13、半导体降温片14、翅片式散热器15、DC/DC变换器16，半导体发电组件17。

具体实施方式

实施例1，下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

根据图1至图5，一种锂电池组的恒温调节装置主要具有：

用于容纳锂电池组10于导热绝缘油9中的浸油箱13；

与浸油箱13循环连通的太阳能加热装置；

设置于浸油箱13外侧的若干个半导体降温片14。

其中，太阳能加热装置包括有，循环管路相通的太阳能板1和太阳能热油箱2。太阳能热油箱2通过进油管3、出油管5和循环泵6连通于浸油箱13；在浸油箱13底部设置有油箱进油管7，在其顶部设置有油箱出油管11。

在浸油箱13中设置有油温传感器8，在所述浸油箱13外壁周侧，设置有保温层12；多个半导体降温片14分布于浸油箱13的外壁上，每个半导体降温片14连接一翅片式散热器15。

应用上述恒温调节装置的恒温调节方法，是将锂电池组10置于浸油箱13的导热绝缘油9中；通过调节导热绝缘油9的油温，以控制锂电池组10的工作温度。具体地，

通过浸油箱13中的油温传感器8检测导热绝缘油9的油温，也就是监控锂电池组10的工作温度。

在锂电池组10工作温度低于设定值时开启太阳能加热装置，浸油箱13与太阳能加热装置中的油连通并循环，循环的油从浸油箱13底部进入，从浸油箱13顶部排出，以提高浸油箱13中导热绝缘油9的油温；可通过调节循环泵6的转速，来提高控制导热绝缘油9升温的速度与精准度。

在锂电池组10工作温度高于设定值时开启半导体降温片14，半导体降温片14从外部对导热绝缘油9进行热传递散热，通过与半导体降温片14连接的翅片式散热器15(加大散热面积与空气散热效率)，以降低浸油箱13中的油温。

如图2所示，在开启半导体降温片进行降温的过程中，半导体降温片输出的热能通过DC/DC变换器16回馈给锂电池组进行反向充电，达到能量的充分利用。

所使用的导热绝缘油9，有助于在浸油箱13中实现高效双向传热，且绝缘，不导电，保障了锂电池组整体的电气安全。

浸油箱13的进油口在下方，出油口在上方：高温油进入后，在高温油自然上升过程中，锂电池组吸收热量，低温的油自然下降，实现自然的混合，迅速达到油温的一致性。

将半导体降温片14设置在浸油箱13外壁，半导体降温片14对降低油温效率最高。油温冷却后，低温油在自然力下下降，促进整箱油温迅速交换下降。可在半导体降温14贴于一侧的浸油箱13外壁上加导热硅脂，以减小热阻。

如上所述，结合附图和描述给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型的结构的方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上描述所作的任何部件形状、尺寸、连接方式和安装结构的修改、等同变化与修饰及各组成部件位置和结构的轻微调整，均仍属于本实用新型技术方案的权利范围。

Claims (4)

1.一种锂电池组的恒温调节装置，其特征在于：包括有，

用于容纳锂电池组(10)于导热绝缘油(9)中的浸油箱(13)；

与浸油箱(13)循环连通的太阳能加热装置；

以及，设置于浸油箱(13)外侧的若干个半导体降温片(14)。

2.根据权利要求1所述的锂电池组的恒温调节装置，其特征在于：所述的太阳能加热装置，具有循环管路相通的太阳能板(1)和太阳能热油箱(2)；

太阳能热油箱(2)通过进油管(3)、出油管(5)和循环泵(6)连通于浸油箱(13)；

在浸油箱(13)底部设置有油箱进油管(7)，在其顶部设置有油箱出油管(11)。

3.根据权利要求1或2所述的锂电池组的恒温调节装置，其特征在于：在所述浸油箱(13)外壁周侧，设置有保温层(12)；

多个半导体降温片(14)分布于浸油箱(13)的外壁上，每个半导体降温片(14)连接一翅片式散热器(15)。

4.根据权利要求3所述的锂电池组的恒温调节装置，其特征在于：在浸油箱(13)中设置有油温传感器(8)。