一种电池调温装置及调温方法、调温电池制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电池调温装置及调温方法、调温电池，属于调温系统，解决了现有技术中电池散热速率低、能耗高、易于爆炸、电池温度过低无法工作的问题。包括双向开关、内换热板、外换热板以及具有调温功能的半导体元件，外换热板与电池的外表面相接触，内换热板位于电池的内部，外换热板和内换热板均与半导体元件相接触；双向开关用于控制半导体元件处于加热模式、制冷模式或关闭模式对电池进行调温。上述电池调温装置可用于电池的调温。

【技术实现步骤摘要】
一种电池调温装置及调温方法、调温电池
本专利技术涉及一种调温系统，尤其涉及一种防爆调温装置及调温方法、防爆调温电池。
技术介绍
电池温度是影响电池工作寿命和电池使用安全性的重要因素之一，当电池温度过高接近60度时，遇到意外碰撞就会爆炸，因此，必须采取有效的降温措施来保证电池温度符合要求。现有技术中，通常采用基于电池外部降温的空气降温方法对电池进行降温，具体包括制冷冷凝降温法、固体动态吸附降温法、静态吸附降温法和溶液降温法。其中，制冷冷凝降温法采用氟利昂做为制冷剂，采用此种方法的降温设备结构复杂、耗电量大、降温速度慢，且氟利昂还会对大气臭氧层产生破坏；固体动态吸附降温的降温速度慢，设备体积和重量大，灵活性较差；静态吸附降温法利用液体吸热剂(如溴化锂、氯化锂)和固体吸热剂(如硅胶、金属)来吸收空气中的水分潜热或显热，但是两种吸热剂均无法保证电池在受到碰撞时不出问题。溶液降温法最关键的是降温剂的剂量和降温设备的密封性，由于降温剂的剂量受限，而密封材料必须依赖昂贵的进口原料，才能做到切口光滑平整，导致降温设备的制造成本高、应用范围小。此外，上述降温方法仅能够对电池进行降温，而在极寒地区或极寒天气时，无法对电池进行加温，导致电池存在温度过低无法工作的问题。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种电池调温装置及调温方法、调温电池，解决了现有技术中电池散热速率低、能耗高、易于爆炸、电池温度过低无法工作的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供了一种电池调温装置包括双向开关、内换热板、外换热板以及具有调温功能的半导体元件，外换热板与电池的外表面相接触，内换热板位于电池的内部，外换热板和内换热板均与半导体元件相接触；双向开关用于控制半导体元件处于加热模式、制冷模式或关闭模式对电池进行调温。进一步地，外换热板的外侧设有外换热板散热槽，内换热板的形状设计成波浪状或梳状；或者，外换热板的外侧设有外换热板散热槽，内换热板的表面设有多个换热翅片或多个换热凸起。进一步地，电池调温装置还包括填充有智能散热材料的防爆箱，电池位于智能散热材料中；智能散热材料包括智能异丙基丙烯酰胺聚合物、智能芦荟胶、硅胶、石墨烯和烧结后的陶瓷粘土。进一步地，智能散热材料的组成按质量百分比为智能异丙基丙烯酰胺聚合物5％～24％、智能芦荟胶5％～6％、纳米硅胶24％～75％、石墨烯5％～12％、烧结后的陶瓷粘土10％～35％。进一步地，防爆箱的连接缝隙处设有加速度传感器；防爆箱的内表面和/或外表面设有散热槽。进一步地，电池调温装置还包括处理器和内部温度传感器，内部温度传感器采集电池内部的内部温度数据，并传送至控制器；处理器根据内部温度数据向双向开关发送调温指令，并通过双向开关控制半导体元件对电池进行调温。第二方面，本专利技术还提供了一种自动调温电池，包括上述电池调温装置。第三方面，本专利技术还提供了一种电池调温方法，采用上述电池调温装置，包括如下步骤：双向开关控制半导体元件处于制冷模式、加热模式或关闭模式；当半导体元件处于制冷模式或加热模式时，半导体元件与电池之间进行热交换；当半导体元件处于关闭模式时，半导体元件与电池之间不进行热交换。进一步地，当电池调温装置包括控制器和内部温度传感器时，包括如下步骤：步骤S1：内部温度传感器采集电池内部的内部温度数据，并传送至控制器；步骤S2：控制器接收内部温度数据，并判断内部温度数据是否处于内部温度阈值范围内，内部温度数据高于内部温度阈值范围，控制器控制半导体元件处于制冷模式，对电池进行降温；内部温度数据低于内部温度阈值范围，控制器控制半导体处于加热模式，对电池进行升温；内部温度数据位于内部温度阈值范围内，控制器控制半导体处于关闭模式。进一步地，当电池调温装置包括控制器、内部温度传感器和加速度传感器时，包括如下步骤：步骤S1’：内部温度传感器采集电池内部的内部温度数据，加速度传感器采集防爆箱的缝隙处气体的加速度数据，并传送至控制器；步骤S2’：控制器接收内部温度数据和加速度数据，并判断加速度数据是否高于加速度危险阈值，加速度数据高于加速度危险阈值范围，执行步骤S3’；加速度数据低于加速度危险阈值，电池正常工作；步骤S3’：判断加速度数据是否高于加速度爆炸阈值范围，加速度数据高于加速度爆炸阈值范围，电池启动断电保护功能，电池关闭；加速度数据低于加速度爆炸阈值范围，执行步骤S4’；步骤S4’：判断电池内部温度数据是否高于爆炸温度阈值，电池内部温度数据高于爆炸温度阈值，关闭电池中至少一半的电池单元，控制器控制半导体元件处于制冷模式，对电池进行降温；电池内部温度数据低于爆炸温度阈值，电池正常工作。与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：a)本专利技术提供的电池调温装置采用具有加热模式、制冷模式和关闭模式的半导体元件代替蒸发器，从而更加节约能量，实现对电池的调温，确保电池的加温与冷却直接发生在电池内部和外表面，以进一步提高能量的使用效率，延长电池的使用寿命。b)本专利技术提供的本专利技术提供的电池调温装置在极寒环境中，通过半导体元件对电池进行升温，能够保证电池不会因为温度过低停止工作。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为现有技术中电池和防爆箱的结构示意图；图2为本专利技术实施例一的电池调温装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例二的电池调温装置与电池的位置关系示意图；图4为本专利技术实施例三的电池调温方法的流程图。附图标记：1-内换热板；2-外换热板；3-半导体元件；4-盖板。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理。实施例一本实施例提供了一种电池调温装置，如图2所示，包括双向开关、内换热板1、外换热板2以及具有加热模式、制冷模式和关闭模式的半导体元件3，外换热板2与电池的外表面相接触，内换热板1位于电池的内部，外换热板2和内换热板1均与半导体元件3相接触；双向开关用于控制半导体元件3处于加热模式、制冷模式或关闭模式。当电池温度过高(电池温度为45℃以上)时，双向开关将半导体元件3切换至制冷模式，对电池进行降温；当电池温度过低(电池温度为5℃以下)时，双向开关将半导体元件3切换至加热模式，对电池进行升温；当电池温度处于安全的阈值范围内，则双向开关将半导体元件3切换至关闭模式，不会对电池进行降温或升温，从而实现对电池的调温。与现有技术相比，本实施例提供的电池调温装置采用具有加热模式、制冷模式和关闭模式的半导体元件3代替蒸发器，从而更加节约能量，实现对电池的调温，确保电池的加温与冷却直接发生在电池内部和外表面，以进一步提高能量的使用效率，延长电池的使用寿命。尤其是在极寒环境中，通过半导体元件3对电池进行升温，能够保证电池不会因为温度过低停止工作。为了提高内换热板1的换热效率，可以将内换热板1的形状设计成波浪状或梳状。在体积相同的情况下，相对于整体平面形状的内换热板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池调温装置，其特征在于，包括双向开关、内换热板、外换热板以及具有调温功能的半导体元件，外换热板与电池的外表面相接触，内换热板位于电池的内部，外换热板和内换热板均与半导体元件相接触；双向开关用于控制半导体元件处于加热模式、制冷模式或关闭模式对电池进行调温。

【技术特征摘要】
1.一种电池调温装置，其特征在于，包括双向开关、内换热板、外换热板以及具有调温功能的半导体元件，外换热板与电池的外表面相接触，内换热板位于电池的内部，外换热板和内换热板均与半导体元件相接触；双向开关用于控制半导体元件处于加热模式、制冷模式或关闭模式对电池进行调温。2.根据权利要求1所述的电池调温装置，其特征在于，所述外换热板的外侧设有外换热板散热槽，所述内换热板的形状设计成波浪状或梳状；或者，所述外换热板的外侧设有外换热板散热槽，所述内换热板的表面设有多个换热翅片或多个换热凸起。3.根据权利要求1所述的电池调温装置，其特征在于，所述电池调温装置还包括填充有智能散热材料的防爆箱，电池位于智能散热材料中；所述智能散热材料包括智能异丙基丙烯酰胺聚合物、智能芦荟胶、硅胶、石墨烯和烧结后的陶瓷粘土。4.根据权利要求3所述的电池调温装置，其特征在于，所述智能散热材料的组成按质量百分比为智能异丙基丙烯酰胺聚合物5％～24％、智能芦荟胶5％～6％、纳米硅胶24％～75％、石墨烯5％～12％、烧结后的陶瓷粘土10％～35％。5.根据权利要求3所述的电池调温装置，其特征在于，所述防爆箱的连接缝隙处设有加速度传感器；所述防爆箱的内表面和/或外表面设有散热槽。6.根据权利要求1所述的电池调温装置，其特征在于，所述电池调温装置还包括处理器和内部温度传感器，内部温度传感器采集电池内部的内部温度数据，并传送至控制器；处理器根据内部温度数据向双向开关发送调温指令，并通过双向开关控制半导体元件对电池进行调温。7.一种调温电池，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的电池调温装置。8.一种电池调温方法，采用如权利要求1至6任一项所述的电池调温装置，其特征在于，包括如下步骤：双向开关控制半导体元件处于制冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄佳敏，胡剑平，毛小飞，黄骏，
申请(专利权)人：深圳市海梁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44