專利名稱：一種溫度可調(diào)式電動(dòng)汽車電池倉(cāng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種溫度可調(diào)式電動(dòng)汽車電池倉(cāng)，具體涉及一種可通過(guò)風(fēng)能、太陽(yáng)能和電池電能對(duì)電池倉(cāng)的溫度進(jìn)行控制的設(shè)備，屬于電池冷卻設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蓄電池是電動(dòng)汽車主要的儲(chǔ)能裝置，電池溫度不僅對(duì)其放電功率、充電接收能力、 操作性有一定的影響，而且還大大影響電池的壽命。適合的工作溫度范圍是蓄電池獲得最佳性能和延長(zhǎng)使用壽命的重要因素。動(dòng)力電池在充放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)熱和焦耳熱， 從而使得自身溫度提高，當(dāng)超過(guò)其最佳工作溫度上限時(shí)，動(dòng)力蓄電池性能會(huì)受到影響，嚴(yán)重時(shí)甚至可能造成電池爆炸；相反，當(dāng)?shù)陀谧罴压ぷ鳒囟认孪迺r(shí)，電池的電壓和電流都會(huì)下降。所以，電動(dòng)汽車的電池在使用過(guò)程中應(yīng)設(shè)計(jì)良好的熱管理系統(tǒng)。目前，電動(dòng)汽車蓄電池主要的散熱技術(shù)有空冷、液冷、冷板散熱、相變材料或熱管儲(chǔ)熱、空調(diào)冷卻等。空冷是最為廣泛的散熱方法，強(qiáng)制氣流通過(guò)風(fēng)扇運(yùn)行產(chǎn)生或利用汽車行進(jìn)中的迎面風(fēng)；液冷則是利用導(dǎo)熱率相對(duì)較高的流體間接或直接接觸電池散熱，雖然液冷方式提高了與電池壁面之間的換熱系數(shù)，但是會(huì)面臨著漏液的可能性，并且維修和保養(yǎng)復(fù)雜；冷板散熱是在模塊間使用冷板提高散熱效率以及模塊間溫度的均勻性，能夠很好地強(qiáng)化局部散熱，但會(huì)增加體積以及成本；相變材料和熱管利用物體相變時(shí)的潛熱來(lái)存儲(chǔ)或釋放能量，雖然能夠緩解電池的發(fā)熱情況，但是卻增加了系統(tǒng)的成本和重量。綜上，車載電池溫度對(duì)電池壽命的長(zhǎng)短具有很大的影響，而本發(fā)明提出的一種溫度可調(diào)式電動(dòng)汽車電池倉(cāng)對(duì)車載電池的冷卻提供了一種低成本易于安裝且能夠充分利用太陽(yáng)能和風(fēng)能對(duì)電池倉(cāng)的溫度進(jìn)行調(diào)整的新途徑。

發(fā)明內(nèi)容
為了改善電動(dòng)汽車電池的使用壽命，使其能夠合理的充放電，同時(shí)充分利用可再生能源將相關(guān)能耗降低，本發(fā)明提出了一種溫度可調(diào)式電動(dòng)汽車電池倉(cāng)。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種溫度可調(diào)式電動(dòng)汽車電池倉(cāng)，包括百葉簾I、半導(dǎo)體制冷片2、溫度傳感器3、 太陽(yáng)能電池板4、半導(dǎo)體加熱器5、調(diào)速電子扇6、控制器7、電源接插頭8、裝有電動(dòng)汽車電池的殼體9 ;百葉簾I安裝在殼體9周圍，調(diào)速電子扇6安裝在百葉簾I內(nèi)側(cè)，半導(dǎo)體加熱器5及半導(dǎo)體制冷片2安裝在電池倉(cāng)內(nèi)的隔板以及殼體9內(nèi)側(cè)，半導(dǎo)體加熱器5及半導(dǎo)體制冷片2通過(guò)電線與控制器7相連，太陽(yáng)能電池板4安裝在殼體9夕卜，通過(guò)電線與控制器7 相連，與殼體9內(nèi)電池相連接的電源接插頭8安裝在控制器7上，溫度傳感器3通過(guò)電線與控制器7相連。本套裝置的控制方法如下I)當(dāng)溫度傳感器3測(cè)得電池倉(cāng)殼體9內(nèi)的溫度在10°C _25°C之間時(shí)，百葉簾I、調(diào)速電子扇6、半導(dǎo)體加熱器5及半導(dǎo)體制冷片2均不開啟；
2)當(dāng)溫度傳感器3測(cè)得電池倉(cāng)殼體9內(nèi)的溫度高于25°C而等于或低于30°C時(shí)，由控制器7開啟百葉簾I用于風(fēng)冷降溫；3)當(dāng)溫度傳感器3測(cè)得電池倉(cāng)殼體9內(nèi)的溫度高于30°C而等于或低于40°C時(shí)，由控制器7開啟百葉簾I和調(diào)速電子扇6用于加速風(fēng)冷降溫；4)當(dāng)溫度傳感器3測(cè)得電池倉(cāng)殼體9內(nèi)的溫度高于40°C時(shí)，由控制器7開啟百葉簾I、調(diào)速電子扇6和半導(dǎo)體制冷片2用以降溫；5)當(dāng)溫度傳感器3測(cè)得電池倉(cāng)殼體9內(nèi)的溫度低于10°C時(shí)，由控制器7開啟半導(dǎo)體加熱器5用于提高倉(cāng)內(nèi)溫度；當(dāng)開啟百葉簾I、調(diào)速電子扇6、半導(dǎo)體加熱器5和半導(dǎo)體制冷片2時(shí)，控制器7首先連通太陽(yáng)能電池板4開關(guān)，由太陽(yáng)能電池板4供電，當(dāng)太陽(yáng)能電池板4的供電不能滿足使用要求時(shí)，由控制器7接通電源接插頭8與電池倉(cāng)內(nèi)的電動(dòng)汽車電池連接，由倉(cāng)體內(nèi)的電池直接供電。本發(fā)明的有益效果是，針對(duì)電動(dòng)汽車電池在低溫及高溫環(huán)境下會(huì)出現(xiàn)冷起動(dòng)困難、放電量加大、無(wú)法充電、壽命縮短等問(wèn)題，提出一種溫度可調(diào)式電動(dòng)汽車電池倉(cāng)。本發(fā)明的電池倉(cāng)采用太陽(yáng)能、風(fēng)能和電池自身電能相結(jié)合的方法，由控制器7根據(jù)倉(cāng)內(nèi)溫度的變化開啟百葉簾I、調(diào)速電子扇6、半導(dǎo)體加熱器5和半導(dǎo)體制冷片2，以滿足電動(dòng)汽車電池倉(cāng)內(nèi)在不同的外界環(huán)境溫度下均能保持在合理的溫度區(qū)間。采用太陽(yáng)能、風(fēng)能和電池自身電能對(duì)電池倉(cāng)溫度進(jìn)行控制以調(diào)整是一條方便可行的技術(shù)路線，由控制器7與百葉簾I、調(diào)速電子扇6、半導(dǎo)體加熱器5、半導(dǎo)體制冷片2、溫度傳感器3以及太陽(yáng)能電池板4相連接。當(dāng)控制器7通過(guò)溫度傳感器3檢測(cè)到電池倉(cāng)內(nèi)溫度發(fā)生波動(dòng)變化時(shí)，連通百葉簾I、調(diào)速電子扇6、半導(dǎo)體加熱器5、半導(dǎo)體制冷片2。此外，當(dāng)太陽(yáng)能電池板4的供電不能滿足使用要求時(shí)，由控制器7接通電源接插頭8，由倉(cāng)體內(nèi)的電池直接供電。通過(guò)采用以上通過(guò)風(fēng)能、太陽(yáng)能以及自身電池電能的溫度可調(diào)節(jié)式電池倉(cāng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池合理控制的同時(shí)，也充分利用了可再生能源，降低了對(duì)電池能量的消耗，因此是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的改善并提高電動(dòng)汽車電池充放電性能以及延長(zhǎng)電池壽命的技術(shù)手段。


圖I本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理中I百葉簾、2半導(dǎo)體制冷片、3溫度傳感器、4太陽(yáng)能電池板、5半導(dǎo)體加熱器、6 調(diào)速電子扇、7控制器、8電源接插頭、9殼體
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)于本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明一種溫度可調(diào)式電動(dòng)汽車電池倉(cāng)，包括百葉簾I、半導(dǎo)體制冷片2、溫度傳感器3、 太陽(yáng)能電池板4、半導(dǎo)體加熱器5、調(diào)速電子扇6、控制器7、電源接插頭8、殼體9。百葉簾I 安裝在殼體9周圍，調(diào)速電子扇6安裝在百葉簾I內(nèi)側(cè)，半導(dǎo)體加熱器5及半導(dǎo)體制冷片2 安裝在電池倉(cāng)內(nèi)的隔板以及殼體9內(nèi)側(cè)，半導(dǎo)體加熱器5及半導(dǎo)體制冷片2通過(guò)電線與控制器7相連，太陽(yáng)能電池板4安裝在殼體9外，通過(guò)電線與控制器7相連，電源接插頭8安裝在控制器7上，溫度傳感器3通過(guò)電線與控制器7相連。
上述裝置對(duì)冷起動(dòng)及怠速工況作了如下實(shí)驗(yàn)車輛冷起動(dòng)，此時(shí)環(huán)境溫度0°C，溫度傳感器3測(cè)得電池倉(cāng)殼體9內(nèi)的溫度低于 IO0C，控制器7連通太陽(yáng)能電池板4并開啟半導(dǎo)體加熱器5，12min后，溫度傳感器3測(cè)得電池倉(cāng)殼體9的溫度高于10°C，控制器7斷開連接；車輛在行駛過(guò)程中，電池倉(cāng)殼體9內(nèi)的溫度隨著外界溫度的提高而逐漸高于 25 0C，控制器7連通太陽(yáng)能電池板4開啟百葉簾I依靠風(fēng)冷降溫；當(dāng)溫度傳感器3測(cè)得電池倉(cāng)殼體9內(nèi)的溫度高于30°C后，由控制器7繼續(xù)開啟調(diào)速電子扇6 ;當(dāng)溫度傳感器3測(cè)得電池倉(cāng)殼體9內(nèi)的溫度高于40°C時(shí)，由控制器7繼續(xù)開啟半導(dǎo)體制冷片2用以降溫，經(jīng)過(guò)20 分鐘，電池倉(cāng)殼體9內(nèi)的溫度基本維持在28-31°C范圍內(nèi)。當(dāng)遇到陰天時(shí)，太陽(yáng)能電池板4 的供電不能滿足使用要求，由控制器7接通電源接插頭8，由倉(cāng)體內(nèi)的電池直接供電對(duì)電池倉(cāng)殼體9進(jìn)行降溫。所述的半導(dǎo)體制冷片2的型號(hào)為TEC1-12703半導(dǎo)體制冷片，所述太陽(yáng)能電池板4 的型號(hào)為ZDM170-M太陽(yáng)能電池板，半導(dǎo)體加熱器5的型號(hào)為HGK047-20W半導(dǎo)體加熱器，殼體9由XPS擠塑式聚苯乙烯保溫板制成。通過(guò)對(duì)安裝溫度可調(diào)式電動(dòng)汽車電池倉(cāng)進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果表明，采用本發(fā)明提供的溫度可調(diào)式電動(dòng)汽車電池倉(cāng)，可以有效地改善電池在高低溫環(huán)境下的充放電性能，提高電池的使用壽命。該技術(shù)將為電動(dòng)汽車的大范圍普及以及電池的可靠、長(zhǎng)期利用提供一條有效的技術(shù)途徑。
權(quán)利要求
1.一種溫度可調(diào)式電動(dòng)汽車電池倉(cāng)，其特征在于包括百葉簾(I)、半導(dǎo)體制冷片(2)、 溫度傳感器⑶、太陽(yáng)能電池板⑷、半導(dǎo)體加熱器(5)、調(diào)速電子扇(6)、控制器(7)、電源接插頭(8)、裝有電動(dòng)汽車電池的殼體(9);百葉簾⑴安裝在殼體(9)周圍，調(diào)速電子扇(6) 安裝在百葉簾⑴內(nèi)側(cè)，半導(dǎo)體加熱器(5)及半導(dǎo)體制冷片⑵安裝在電池倉(cāng)內(nèi)的隔板以及殼體(9)內(nèi)側(cè)，半導(dǎo)體加熱器(5)及半導(dǎo)體制冷片⑵通過(guò)電線與控制器(7)相連，太陽(yáng)能電池板⑷安裝在殼體(9)夕卜，通過(guò)電線與控制器(7)相連，與殼體(9)內(nèi)電池相連接的電源接插頭(8)安裝在控制器(7)上，溫度傳感器(3)通過(guò)電線與控制器(7)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種溫度可調(diào)式電動(dòng)汽車電池倉(cāng)，其特征在于1)當(dāng)溫度傳感器⑶測(cè)得電池倉(cāng)殼體(9)內(nèi)的溫度在10°C_25°C之間時(shí)，百葉簾(I)、 調(diào)速電子扇(6)、半導(dǎo)體加熱器(5)及半導(dǎo)體制冷片(2)均不開啟；2)當(dāng)溫度傳感器(3)測(cè)得電池倉(cāng)殼體(9)內(nèi)的溫度高于25°C而等于或低于30°C時(shí)，由控制器(7)開啟百葉簾(I)用于風(fēng)冷降溫；3)當(dāng)溫度傳感器(3)測(cè)得電池倉(cāng)殼體(9)內(nèi)的溫度高于30°C而等于或低于40°C時(shí)，由控制器(7)開啟百葉簾(I)和調(diào)速電子扇(6)用于加速風(fēng)冷降溫；4)當(dāng)溫度傳感器(3)測(cè)得電池倉(cāng)殼體(9)內(nèi)的溫度高于40°C時(shí)，由控制器(7)開啟百葉簾(I)、調(diào)速電子扇(6)和半導(dǎo)體制冷片(2)用以降溫；5)當(dāng)溫度傳感器(3)測(cè)得電池倉(cāng)殼體(9)內(nèi)的溫度低于10°C時(shí)，由控制器(7)開啟半導(dǎo)體加熱器(5)用于提高倉(cāng)內(nèi)溫度；
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種溫度可調(diào)式電動(dòng)汽車電池倉(cāng)，其特征在于當(dāng)開啟百葉簾(I)、調(diào)速電子扇(6)、半導(dǎo)體加熱器(5)和半導(dǎo)體制冷片(2)時(shí)，控制器(7)首先連通太陽(yáng)能電池板⑷開關(guān)，由太陽(yáng)能電池板⑷供電，當(dāng)太陽(yáng)能電池板⑷的供電不能滿足使用要求時(shí)，由控制器(7)接通電源接插頭(8)與電池倉(cāng)內(nèi)的電動(dòng)汽車電池連接，由倉(cāng)體內(nèi)的電池直接供電。
全文摘要
一種溫度可調(diào)式電動(dòng)汽車電池倉(cāng)，屬于電池冷卻設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。其包括百葉簾、半導(dǎo)體制冷片、溫度傳感器、太陽(yáng)能電池板、半導(dǎo)體加熱器、調(diào)速電子扇、控制器、電源接插頭、殼體。百葉簾安裝在殼體周圍，調(diào)速電子扇安裝在百葉簾內(nèi)側(cè)，半導(dǎo)體加熱器及半導(dǎo)體制冷片安裝在電池倉(cāng)內(nèi)的隔板以及殼體內(nèi)側(cè)，半導(dǎo)體加熱器及半導(dǎo)體制冷片與控制器相連，太陽(yáng)能電池板安裝在殼體外，與控制器相連，與殼體內(nèi)電池相連接的電源接插頭安裝在控制器上，溫度傳感器通過(guò)電線與控制器相連。該裝置設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、能夠有效利用車輛行駛過(guò)程中的風(fēng)能以及太陽(yáng)能且成本較低，該電池倉(cāng)具有良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性，方便與不同型號(hào)電動(dòng)汽車進(jìn)行匹配。
文檔編號(hào)H01M10/50GK102593397SQ20121005430
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者楊金鑫, 梁晨, 紀(jì)常偉, 高彬彬 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)