大容量电池的热控制结构制造技术

本申请涉及了一种大容量电池的热控制结构，其主要由设置有热管孔的极柱、热管、半导体制冷制热器和温度探测和控制单元组成，当电池温度过低时温度探测元件探测到温度小于设定值时，打开半导体制冷制热器加热功能，通过贯穿于极柱长度方向的热管，对极柱和电池进行加热；当电池温度过高时温度探测元件探测到温度大于设定值时，打开半导体制冷制热器制冷功能，通过贯穿于极柱长度方向的热管，对极柱和电池进行制冷，能有效提高大容量电池的循环寿命和循环容量，提高电池的均温性和安全性。提高电池的均温性和安全性。提高电池的均温性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
大容量电池的热控制结构


[0001]本专利技术属于电池安全
，具体涉及一种大容量电池的热控制结构。

技术介绍

[0002]目前市场上的锂电池最大容量的方形电池为400Ah，而最大容量的圆柱电池不大于100Ah，在“碳达峰”和“碳中和”的背景下，储能行业有望得到长足发展，但受电池容量的影响，锂电池在储能应用时需进行多个电池的串并联，使得联接零配件繁多，联接步骤复杂、繁琐，电池管理系统和线材、电池箱的用量非常大，储能成本因此居高不下。
[0003]制作大容量电池，主要的问题为电池的发热问题，尤其是极柱和极柱极耳焊接处的发热问题。
[0004]目前，常见的对于电池发热的问题的解决措施就是在电池的箱体上或者电池上设置导热板或者设置风扇以风冷的方式进行散热，如201310138441.3电池组及其散热结构，其主要是设置半导体空调和相对设置的两个风扇，利用半导体空调制冷后利用风扇对流吹风进行热交换，以增加散热效率，从而实现电池组内部和外部环境的热交换，但是该方法存在以空气对流方式对外界环境换热，导致换热效率低，而且无法解决电池工作温度过低的问题。还有2012103763246一种动力电池热管理系统，其主要是由电池箱、热管、液流板、液体箱、半导体加热/制冷元件、液体循环泵、电池控制单元、温度传感器、散热器、风扇组成，热管与电池模板及位于电池模块上方的液流板紧密贴合，液流板内带有液体循环管道，其与液体循环泵连接，液体循环泵又与充有循环液的液体箱连接，半导体加热/制冷元件与液体箱接触，由与散热器贴合，可实现快速加热和冷却，但是该系统结构复杂而且加热或制冷分布不均，无法实现均温传热。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术问题，本申请提供了一种传热均匀，能够给电池升温、均温并且能够有效提高大容量电池的循环寿命和循环容量，提高电池的均温性和安全性的大容量电池的热控制结构。
[0006]本申请所采用的技术方案是：
[0007]一种大容量电池的热控制结构，其包括极柱、热管、半导体制冷制热器、温度探测单元和控制单元；
[0008]极柱，其设置有热管孔；
[0009]热管，用于对极柱进行加热和电池进行导热或制冷，所述热管插接于极柱的热管孔内；
[0010]半导体制冷制热器，通过热管对极柱加热或制冷；
[0011]温度探测单元，用于探测电池的温度反馈给控制单元；
[0012]控制单元，用于接收温度探测单元的温度信号反馈，并控制半导体制冷制热器的加热或制冷。
[0013]进一步限定，所述极柱的侧部设置有均热件。
[0014]进一步限定，所述极柱的侧部沿着长度方向设置有嵌装槽，所述均热件嵌装于嵌装槽内。
[0015]进一步限定，所述均热件是均热板或者均热管件，均热板或者均热管件沿着极柱的外侧部长度方向设置，从极柱的外侧完成加热或制冷。
[0016]进一步限定，所述热管与极柱内腔之间设置有导热介质，实现均温均热。
[0017]进一步限定，所述导热介质为导热硅胶或导热硅油。
[0018]进一步限定，热管孔贯穿于极柱的长度方向并设置于极柱的内部。
[0019]进一步限定，所述极柱内的热管孔设置在靠近与极耳焊接处，为一个或多个。
[0020]进一步限定，所述热管的一端成扁状结构，折弯延伸至极柱外侧与半导体制冷制热器连接。
[0021]进一步限定，所述热管或均热件是并列设置的多个，且多个热管或均热件的穿过极柱的扁孔延伸至极柱外侧的一端相互层叠设置。
[0022]进一步限定，正负极共用半导体制热制冷器时，所述半导体制冷制热器与均热管、极柱间分别用可传热绝缘材质的垫片隔开。
[0023]进一步限定，所述垫片的材质是导热硅胶垫或陶瓷片。
[0024]进一步限定，正负极独立设置半导体制热制冷器时，所述半导体制冷制热器包括正极半导体制冷制热器和负极半导体制冷制热器，正极半导体制冷制热器和负极半导体制冷制热器与同一个控制单元连接，所述正极半导体制冷制热器对电池的正极柱加热或制冷；所述负极半导体制冷制热器对电池的负极柱加热或制冷，进而实现正极、负极分别加热或制冷，提高均热效率，而且实现灵活控制，且达到功能模块化效果。
[0025]进一步限定，所述半导体制冷制热器的启动方法是：当温度探测单元检测到电池温度小于5℃时，反馈给控制单元，通过控制单元控制启动半导体制冷制热器的加热功能，通过热管开始加热，当升温至10℃时停止加热；当温度探测单元检测到电池温度大于35℃时，反馈给控制单元，通过控制单元控制启动半导体制冷制热器的制冷功能，通过热管开始制冷，当降温至30℃时停止制冷。
[0026]进一步限定，所述温度探测单元是一个或多个，且设置于极柱内热管孔内或电池内部。
[0027]与现有技术相比，本申请的有益效果是：
[0028]1)本申请通过在极柱的内部以及外部设置热管，并且在极柱的外侧表面沿着长度方向布设均热管，进而能够保证极柱和电池的传热效果好，实现均温控制，提高电池的均温性。
[0029]2)半导体制冷制热器的加热制冷功能，当电池温度过低时温度探测元件探测到温度小于设定值时，打开半导体制冷制热器加热功能，通过贯穿于极柱长度方向的热管，对极柱和电池进行加热；当电池温度过高时温度探测元件探测到温度大于设定值时，打开半导体制冷制热器制冷功能，通过贯穿于极柱长度方向的热管，对极柱和电池进行制冷，进而实现电池的升温、均温控制，有效提高大容量电池的循环寿命和循环容量，提高电池的均温性和安全性。
[0030]3)本申请的半导体制冷制热器可对正极柱、负极柱一体加热或制冷，也可以分别
加热和制冷，实现灵活控制，且达到功能模块化效果。
[0031]本申请实施例的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本申请实施例的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本申请实施例实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为极柱1结构图。
[0034]图2为均热管极柱1连接结构示意图。
[0035]图3为单半导体制冷制热器的连接结构示意图。
[0036]图4为双半导体制冷制热器的连接结构示意图。
[0037]图中，1
‑
极柱；11
‑
嵌装槽；12
‑
热管；2
‑
电池；3
‑
温度探测单元；4
‑
控制开关；5
‑
半导体制冷制热器；51
‑
正极半导体制冷制热器；52
‑
负极半导体制冷制热器；6
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大容量电池的热控制结构，其特征在于，包括极柱、热管、半导体制冷制热器、温度探测单元和控制单元；极柱，其设置有热管孔；热管，用于对极柱进行加热和电池进行导热或制冷，所述热管插接于极柱的热管孔内；半导体制冷制热器，通过热管对极柱加热或制冷；温度探测单元，用于探测电池的温度反馈给控制单元；控制单元，用于接收温度探测单元的温度信号反馈，并控制半导体制冷制热器的加热或制冷。2.根据权利要求1所述的大容量电池的热控制结构，其特征在于，所述极柱的侧部设置有均热件。3.根据权利要求2所述的大容量电池的热控制结构，其特征在于，所述极柱的侧部沿着长度方向设置有嵌装槽，所述均热件嵌装于嵌装槽内。4.根据权利要求3所述的大容量电池的热控制结构，其特征在于，所述均热件是均热板或者均热管件，均热板或者均热管件沿着极柱的外侧部长度方向设置。5.根据权利要求1～4任一项所述的大容量电池的热控制结构，其特征在于，所述热管与极柱内腔之间设置有导热介质。6.根据权利要求5所述的大容量电池的热控制结构，其特征在于，所述导热介质为导热硅胶或导热硅油。7.根据权利要求6所述的大容量电池的热控制结构，其特征在于，热管孔贯穿于极柱的长度方向并设置于极柱的内部。8.根据权利要求4所述的大容量电池的热控制结构，其特征在于，所述极柱内的热管孔设置在靠近与极耳焊接处，为一个或多个。9.根据权利要求8所述的大容量电池的热控制结构，其特征在于，所述热管的一端成扁状结构，折弯延伸至极柱外侧与半导体制冷制热器连...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟腾飞，雷政军，张三学，蔡潇，雷玮，
申请(专利权)人：陕西亚典娜电力能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：