專利名稱：一種鋰電池保溫裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保溫裝置，更具體的，涉及一種鋰電池保溫裝置和控制鋰電池工作在預(yù)定工作溫度區(qū)間的控制方法。
背景技術(shù)：
鋰電池是新一代的儲(chǔ)能電源，由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料，使用非水電解質(zhì)溶液，廣泛用于當(dāng)前的各種需要電池供電的產(chǎn)品設(shè)備上，特別是在手持電子設(shè)備、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域，鋰電池更是最具有實(shí)用價(jià)值的供電電源。
在所有的環(huán)境因素中，溫度對鋰電池的充放電性能影響最大，在電極/電解液界面上發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)與環(huán)境溫度有關(guān)，電極/電解液界面被視為電池的心臟。如果溫度下降，電極的反應(yīng)速率也下降。假設(shè)電池電壓保持恒定，則放電電流減小，電池的輸出功率也會(huì)減小。如果溫度上升則相反，即電池輸出功率增大。溫度也影響電解液的傳送速度，溫度上升，傳送加快，溫度下降，則傳送減慢，電池充放電性能也會(huì)受到影響。但溫度太高，如超過45°C，則會(huì)破壞電池內(nèi)的化學(xué)平衡，導(dǎo)致副反應(yīng)。比如鎳鎘、鎳氫電池的放電效率在低溫(如低于_15°C)時(shí)會(huì)有顯著的降低，而在-20°C時(shí)，堿液達(dá)到凝固點(diǎn)，電池充電速度也大大降低。在低溫0°C時(shí)充電會(huì)增大電池內(nèi)壓并可能使安全閥開啟。為了有效充電，環(huán)境溫度范圍應(yīng)控制在5 30°C之間，一般充電效率會(huì)隨溫度的升高而升高，但當(dāng)溫度升高到45°C 以上的高溫時(shí)，充電電池材料的性能會(huì)退化，電池循環(huán)壽命也將大大縮短。例如，在低溫狀態(tài)下(比如_40°C )，鋰離子電池只能放出10% 30%的電量。
對于許多用戶所在的場合，都可能遇到溫度比較惡劣的情況，例如冬季的高緯度地區(qū)、熱帶地區(qū)、沙漠等太陽直射，特別是一些主要用于露天設(shè)置、野外作業(yè)、甚至是執(zhí)行特殊任務(wù)的電子設(shè)備、交通設(shè)備，都希望能夠保證包括鋰電池在內(nèi)的設(shè)備對溫度的要求。
鋰電池在低溫狀態(tài)(-10°C以下)下使用時(shí)性能會(huì)大打折扣，甚至根本無法使用 (溫度極低的環(huán)境)，目前的解決辦法是更改鋰電池內(nèi)部的材質(zhì)，用專門的材質(zhì)來制作電池，稱之為“低溫電池”，使之能在低溫環(huán)境中使用。
用低溫材質(zhì)制造的鋰電池在極其寒冷的環(huán)境中使用時(shí)，其性能仍然被嚴(yán)重影響， 使用環(huán)境范圍也非常有限。這種“低溫電池”不僅對鋰電池的材質(zhì)要求高，而且對電池制作工藝要求高，價(jià)格貴，更重要的是其使用范圍很小，大大限制了鋰電池的使用范圍，最后還是形成普通鋰電池?zé)o法在低溫下使用的局面。
另外，目前世界上越來越多的地區(qū)開始出現(xiàn)較以前更極端的溫度，例如多篇報(bào)道介紹我國多個(gè)地區(qū)在夏季都出現(xiàn)高于40度(甚至50度)的高溫。在高溫條件下，鋰電池的性能和使用壽命都受到嚴(yán)重的影響。
目前，市場上形成的狀態(tài)是普通材質(zhì)做成的鋰電池，只能在相對應(yīng)溫度范圍的環(huán)境使用，用特別材質(zhì)做成的鋰電池，也只能在相對應(yīng)溫度范圍的環(huán)境使用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的，是提供一種鋰電池保溫裝置，以解決現(xiàn)有鋰電池嚴(yán)重受使用環(huán)境溫度局限的問題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一種鋰電池保溫裝置，是維持鋰電池的最佳工作溫度，減少外界溫度對鋰電池性能的影響。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一種鋰電池保溫裝置，延長鋰電池在條件惡劣地區(qū)和環(huán)境下的使用壽命。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一種使得鋰電池能夠保持適宜工作溫度的方法，維持鋰電池的最佳工作溫度，減少外界溫度對鋰電池性能的影響。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一種使得鋰電池能夠保持適宜工作溫度的方法，同時(shí)延長鋰電池在條件惡劣地區(qū)和環(huán)境下的使用壽命。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一種使得鋰電池能夠保持適宜工作溫度的方法，以解決現(xiàn)有鋰電池嚴(yán)重受使用環(huán)境溫度局限的問題。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
一種鋰電池保溫裝置，包括用于盛放鋰電池的絕緣盒，和由所述鋰電池供電并用于自動(dòng)控制所述鋰電池周圍環(huán)境溫度的溫度控制電路，所述溫度控制電路設(shè)置在所述絕緣盒內(nèi)。
優(yōu)選地，所述絕緣盒為塑膠盒。
優(yōu)選地，所述溫度控制電路包括溫度檢測模塊、溫控自動(dòng)開關(guān)模塊和調(diào)溫裝置，所述溫度檢測模塊與所述溫控自動(dòng)開關(guān)模塊連接，所述溫控自動(dòng)開關(guān)模塊與所述調(diào)溫裝置串聯(lián)。
優(yōu)選地，所述調(diào)溫裝置為碳纖維發(fā)熱布。
優(yōu)選地，所述溫度控制電路還包括串聯(lián)在電路中的手動(dòng)總開關(guān)和用于指示電路工作狀態(tài)的指示燈。
優(yōu)選地，所述絕緣盒內(nèi)還設(shè)置有隔熱盒，所述碳纖維發(fā)熱布設(shè)置在所述隔熱盒盒體的內(nèi)表面。
優(yōu)選地，所述溫度控制電路與鋰電池的保護(hù)電路板集成在一起，所述保護(hù)電路板置于鋰電池的電芯之上。
優(yōu)選地，所述絕緣盒盒蓋上設(shè)置有供手動(dòng)總開關(guān)、指示燈和電源輸出線穿過的通孔。
優(yōu)選地，所述指示燈為LED指示燈。
本發(fā)明還提供一種將鋰電池保持在預(yù)定工作溫度區(qū)間的控制方法，該方法使用上述的任意一種鋰電池保溫裝置，其特征在于
設(shè)定預(yù)定正常溫度區(qū)間的兩個(gè)端值；
當(dāng)檢測到溫度處于預(yù)定正常溫度區(qū)間時(shí)，調(diào)溫裝置不工作；
當(dāng)檢測到溫度低于預(yù)定正常溫度區(qū)間的低溫端值時(shí)，啟動(dòng)調(diào)溫裝置，使得鋰電池周圍的環(huán)境溫度升高；
當(dāng)檢測到溫度高于預(yù)定正常溫度區(qū)間的高溫端值時(shí)，啟動(dòng)調(diào)溫裝置，使得鋰電池周圍的環(huán)境溫度降低。
進(jìn)一步的，預(yù)定溫度區(qū)間的高溫端和低溫端可以分別設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的端值，當(dāng)檢測到的鋰電池的工作溫度處于不同的端值區(qū)域時(shí)，控制調(diào)溫裝置以不同的功率工作。
進(jìn)一步的，預(yù)定溫度區(qū)間的高溫端和低溫端分別設(shè)置兩個(gè)端值，
當(dāng)工作溫度低于第一低溫溫度端值時(shí)，調(diào)溫裝置以第一升溫功率工作；
當(dāng)工作溫度低于第二低溫溫度端值時(shí)，調(diào)溫裝置以第二升溫功率工作；
其中，第一低溫溫度端值低于第二低溫溫度端值，第一升溫功率工作大于第二升溫功率工作；
當(dāng)工作溫度低于第一高溫溫度端值時(shí)，調(diào)溫裝置以第一降溫功率工作；
當(dāng)工作溫度低于第二高溫溫度端值時(shí)，調(diào)溫裝置以第二降溫功率工作；
其中，第一高溫溫度端值低于第二高溫溫度端值，第一降溫功率工作大于第二降溫功率工作。
本發(fā)明的工作原理為將鋰電池或鋰電池組放置在一個(gè)盒體內(nèi)，盒體內(nèi)設(shè)置由所述鋰電池供電并可自動(dòng)控制所述鋰電池周圍環(huán)境溫度的溫度控制電路，從而使鋰電池或鋰電池組工作在適宜的環(huán)境溫度下，避免鋰電池或鋰電池組因環(huán)境溫度過低而不能工作或使用性能大打折扣。
本發(fā)明的有益效果為結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、使用方便、適應(yīng)好；能夠解決現(xiàn)有鋰電池嚴(yán)重受使用環(huán)境溫度局限的問題；維持鋰電池的最佳工作溫度，減少外界溫度對鋰電池性能的影響；同時(shí)能夠延長鋰電池在條件惡劣地區(qū)和環(huán)境下的使用壽命。


下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例中放置鋰電池后的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例中放置鋰電池后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例中的調(diào)溫裝置中的電熱制冷片的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖中
1、絕緣外殼；2、隔熱盒；3、調(diào)溫裝置；4、電芯；5、保護(hù)電路板；6、指示燈；7、電源輸出線。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
第一實(shí)施例
圖1 2示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例，在該實(shí)施例中的鋰電池保溫裝置，包括用于放置鋰電池的絕緣外殼1，在絕緣外殼1中設(shè)置的保溫盒2、放置在保溫盒2中的鋰電池、以及調(diào)溫裝置3，在該絕緣外殼1中還設(shè)置有溫度控制電路，該溫度控制電路由所述鋰電池供電、并用于自動(dòng)控制所述鋰電池周圍環(huán)境溫度。
所述絕緣外殼1為絕緣材料構(gòu)成的起到保護(hù)支撐作用的盒體，優(yōu)選的，該盒體材料為具有良好隔熱效果、具有較高強(qiáng)度的、具有良好絕緣性能的材料，例如，塑料、塑膠、樹脂等。所述盒體/絕緣盒1內(nèi)部還再設(shè)置有隔熱盒2，所述溫度調(diào)節(jié)裝置3設(shè)置在所述隔熱盒2盒體的內(nèi)表面。
所述溫度控制電路包括溫度檢測模塊Rt、溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt和調(diào)溫裝置R，所述溫度檢測模塊Rt與所述溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt連接，所述溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt與所述調(diào)溫裝置R串聯(lián)。
所述溫度控制電路還包括串聯(lián)在電路中的手動(dòng)總開關(guān)SW和用于指示電路工作狀態(tài)的指示燈6。所述指示燈可為LED指示燈，或者也可以是其他種類的指示燈。
所述溫度控制電路與鋰電池的保護(hù)電路板5集成在一起，所述保護(hù)電路板5置于鋰電池的電芯4之上。
所述絕緣盒1盒蓋上設(shè)置有供手動(dòng)總開關(guān)SW、指示燈6和電源輸出線7穿過的通孔。
所述調(diào)溫裝置3可以為熱電制冷片，該熱點(diǎn)制冷片也成為半導(dǎo)體制冷片，其工作運(yùn)轉(zhuǎn)是利用直流電流，它既可制冷又可加熱，通過改變直流電流的極性來決定在同一制冷片上實(shí)現(xiàn)制冷或加熱，這個(gè)效果的產(chǎn)生就是通過熱電制冷。熱點(diǎn)制冷片/半導(dǎo)體制冷片的工作原理是當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成電偶對時(shí)，在這個(gè)電路中接通直流電流后，就能產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。吸熱和放熱的大小是通過電流的大小以及半導(dǎo)體材料N、P的元件對數(shù)來決定。圖3就是一個(gè)制冷片，它由兩組陶瓷片組成，其中間有N型和P型的半導(dǎo)體材料(碲化鉍)，這個(gè)半導(dǎo)體元件在電路上是用串聯(lián)形式連結(jié)組成。
第二實(shí)施例
本發(fā)明第二實(shí)施例中提供一種鋰電池保溫方法，該方法使用第一實(shí)施例中的鋰電池保溫裝置，在需要在極端溫度環(huán)境下使用鋰電池或鋰電池組時(shí)，首先打開絕緣外殼1盒蓋上的手動(dòng)總開關(guān)SW，使溫度控制電路開始工作，此時(shí)LED指示燈發(fā)亮；然后設(shè)定溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt的溫度界限點(diǎn)，該溫度界限點(diǎn)可設(shè)置為一個(gè)或者多個(gè)，例如設(shè)為5°C和30°C，其中5°C到30°C之間為正常工作溫度。
當(dāng)溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池的溫度高于30°C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt自動(dòng)控制溫度控制電路中的調(diào)溫裝置3中的熱電制冷片開始工作，向外界輸出熱量，即散熱，從而使鋰電池周圍環(huán)境溫度降低；
在溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池的溫度低于5 °C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt自動(dòng)接通溫度控制電路，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt控制溫度控制電路，此時(shí)溫度控制電路中的調(diào)溫裝置3中的熱電制冷片通電發(fā)熱，吸收外界的熱量，從而使鋰電池周圍環(huán)境溫度升高；
當(dāng)溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池周圍環(huán)境溫度處于5°C到30°C之間時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt斷開溫度控制電路，此時(shí)調(diào)溫裝置3中的電熱制冷片處于休眠狀態(tài)。如此，即使鋰電池周圍環(huán)境溫度始終保持在5°C到30°C之間。
當(dāng)用戶不需要使用溫度調(diào)節(jié)功能時(shí)，關(guān)閉絕緣外殼1盒蓋上的手動(dòng)總開關(guān)SW，使溫度控制電路停止工作，此時(shí)LED指示燈熄滅。
第三實(shí)施例
本發(fā)明第二實(shí)施例中提供一種鋰電池保溫方法，該方法使用第一實(shí)施例中的鋰電池保溫裝置，該方法溫度界限點(diǎn)可以設(shè)置為更多個(gè)，例如設(shè)為第一低溫閾值5°C和第二低溫閾值0°C、第一高溫閾值30°C和第二高溫閾值35°C，溫度控制電路中還設(shè)置有比較器和控制芯片。當(dāng)打開絕緣盒1盒蓋上的手動(dòng)總開關(guān)SW，使溫度控制電路開始工作，此時(shí)LED指示燈發(fā)亮；當(dāng)溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池的溫度高于第一高溫閾值30°C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt自動(dòng)控制溫度控制電路中的調(diào)溫裝置3中的熱電制冷片開始工作，向外界輸出熱量，即散熱，其功率為第一散熱功率；
當(dāng)溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池的溫度高于第二高溫閾值35°C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt自動(dòng)控制溫度控制電路中的調(diào)溫裝置3中的熱電制冷片開始以更大的電流工作， 向外界輸出熱量，即散熱，其功率為第二散熱功率，該第二散熱功率大于第一散熱功率。
在溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池的溫度低于第一低溫閾值5°C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt自動(dòng)接通溫度控制電路，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt控制溫度控制電路，此時(shí)溫度控制電路中的調(diào)溫裝置3中的熱電制冷片通電發(fā)熱，吸收外界的熱量，從而使鋰電池周圍環(huán)境溫度升高，即吸熱，其功率為第一升溫功率；
在溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池的溫度低于第二低溫閾值0°C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt控制溫度控制電路，此時(shí)溫度控制電路中的調(diào)溫裝置3中的熱電制冷片通電發(fā)熱， 吸收外界的熱量，從而使鋰電池周圍環(huán)境溫度升高，即吸熱，其功率為第二吸熱功率，該第二吸熱功率大于第一升溫功率。
當(dāng)溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池周圍環(huán)境溫度處于5°C到30°C之間時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt斷開溫度控制電路，此時(shí)調(diào)溫裝置3中的電熱制冷片處于休眠狀態(tài)。如此，即使鋰電池周圍環(huán)境溫度始終保持在5°C到30°C之間。當(dāng)用戶不需要使用溫度調(diào)節(jié)功能時(shí)， 關(guān)閉絕緣外殼1盒蓋上的手動(dòng)總開關(guān)SW，使溫度控制電路停止工作，此時(shí)LED指示燈熄滅。
第四實(shí)施例
在該第四實(shí)施例中，鋰電池保溫裝置，包括用于放置鋰電池的絕緣外殼1，在絕緣外殼1中設(shè)置的保溫盒2、放置在保溫盒2中的鋰電池、以及調(diào)溫裝置3，在該絕緣外殼1中還設(shè)置有溫度控制電路，該溫度控制電路由所述鋰電池供電、并用于自動(dòng)控制所述鋰電池周圍環(huán)境溫度。
所述絕緣外殼1為絕緣材料構(gòu)成的起到保護(hù)支撐作用的盒體，優(yōu)選的，該盒體材料為具有良好隔熱效果、具有較高強(qiáng)度的、具有良好絕緣性能的材料，例如，塑料、塑膠、樹脂等。所述盒體/絕緣盒1內(nèi)部還再設(shè)置有隔熱盒2，所述溫度調(diào)節(jié)裝置3設(shè)置在所述隔熱盒2盒體的內(nèi)表面。
所述溫度控制電路包括溫度檢測模塊Rt、溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt和調(diào)溫裝置R，所述溫度檢測模塊Rt與所述溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt連接，所述溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt與所述調(diào)溫裝置R串聯(lián)。
所述溫度控制電路還包括串聯(lián)在電路中的手動(dòng)總開關(guān)SW和用于指示電路工作狀態(tài)的指示燈6。所述指示燈可為LED指示燈，或者也可以是其他種類的指示燈。
所述溫度控制電路與鋰電池的保護(hù)電路板5集成在一起，所述保護(hù)電路板5置于鋰電池的電芯4之上。
所述絕緣盒1盒蓋上設(shè)置有供手動(dòng)總開關(guān)SW、指示燈6和電源輸出線7穿過的通孔。
所述調(diào)溫裝置3為多個(gè)獨(dú)立封裝的相變儲(chǔ)能材料。優(yōu)選所述相變儲(chǔ)能材料的相變溫度接近鋰電池的最佳工作溫度，相變儲(chǔ)能材料在其物相變化過程中，可從環(huán)境中吸收熱(冷)量或向環(huán)境中放出熱量，從而達(dá)到能量儲(chǔ)存和釋放及調(diào)節(jié)能量需求和供給的目的，可以為石蠟類、高級脂肪酸類、聚烯烴、醇類中的一種，優(yōu)選使用石蠟，石蠟的固液相相變溫度隨組成石蠟的石蠟分子的碳鏈的長度而變化，約在0°C 80°C范圍內(nèi)。還可在石蠟中添加金屬粉末或碳纖維來增加材料的導(dǎo)熱性。所述多個(gè)獨(dú)立封裝的相變儲(chǔ)能材料分別設(shè)置在鋰電池的周圍，其中一部分設(shè)置為準(zhǔn)備吸熱的預(yù)冷態(tài)，在通電時(shí)吸收熱量；一部分設(shè)置為準(zhǔn)備發(fā)熱的預(yù)熱態(tài)，在通電時(shí)發(fā)出熱量。
第五實(shí)施例
本發(fā)明第五實(shí)施例中提供一種鋰電池保溫方法，該方法使用第四實(shí)施例中的鋰電池保溫裝置，當(dāng)需要在極端溫度環(huán)境下使用鋰電池或鋰電池組時(shí)，首先打開絕緣盒1盒蓋上的手動(dòng)總開關(guān)SW，使溫度控制電路開始工作，此時(shí)LED指示燈發(fā)亮；然后設(shè)定溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt的溫度界限點(diǎn)，該溫度界限點(diǎn)可設(shè)置為一個(gè)或者多個(gè)，例如設(shè)為5°C和30°C，其中 5°C到30°C之間為正常工作溫度。
當(dāng)溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池的溫度高于30°C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt自動(dòng)控制溫度控制電路中的調(diào)溫裝置3中的預(yù)冷態(tài)的相變儲(chǔ)能材料通電開始工作，吸收鋰電池的熱量，從而使鋰電池周圍環(huán)境溫度降低；
在溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池的溫度低于5 °C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt自動(dòng)接通溫度控制電路，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt控制溫度控制電路，此時(shí)溫度控制電路中的調(diào)溫裝置3中的預(yù)熱態(tài)的相變儲(chǔ)能材料通電開始工作，向鋰電池發(fā)出熱量，從而使鋰電池周圍環(huán)境溫度升高；
當(dāng)溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池周圍環(huán)境溫度處于5°C到30°C之間時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt斷開溫度控制電路，此時(shí)調(diào)溫裝置3中的電熱制冷片處于休眠狀態(tài)。如此，即使鋰電池周圍環(huán)境溫度始終保持在5°C到30°C之間。
當(dāng)用戶不需要使用溫度調(diào)節(jié)功能時(shí)，關(guān)閉絕緣外殼1盒蓋上的手動(dòng)總開關(guān)SW，使溫度控制電路停止工作，此時(shí)LED指示燈熄滅。
第六實(shí)施例
本發(fā)明第六實(shí)施例中提供一種鋰電池保溫方法，該方法使用第四實(shí)施例中的鋰電池保溫裝置，該方法溫度界限點(diǎn)可以設(shè)置為更多個(gè)，例如設(shè)為第一低溫閾值5°C和第二低溫閾值0°C、第一高溫閾值30°C和第二高溫閾值35°C，溫度控制電路中還設(shè)置有比較器和控制芯片。當(dāng)打開絕緣盒1盒蓋上的手動(dòng)總開關(guān)SW，使溫度控制電路開始工作，此時(shí)LED指示燈發(fā)亮；
當(dāng)溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池的溫度高于第一高溫閾值30°C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt自動(dòng)控制溫度控制電路中的調(diào)溫裝置3中預(yù)冷態(tài)的相變儲(chǔ)能材料通電開始工作， 吸收鋰電池的熱量，從而使鋰電池周圍環(huán)境溫度降低，其功率為第一散熱功率；
當(dāng)溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池的溫度高于第二高溫閾值35°C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt自動(dòng)控制溫度控制電路中的調(diào)溫裝置3中的預(yù)冷態(tài)的相變儲(chǔ)能材料通電開始以更大的電流工作，吸收鋰電池的熱量，從而使鋰電池周圍環(huán)境溫度降低，其功率為第二散熱功率，該第二散熱功率大于第一散熱功率。
在溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池的溫度低于第一低溫閾值5°C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt自動(dòng)接通溫度控制電路，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt控制溫度控制電路，此時(shí)溫度控制電路中的調(diào)溫裝置3中的預(yù)熱態(tài)的相變儲(chǔ)能材料通電開始工作，向鋰電池發(fā)出熱量，從而使鋰電池周圍環(huán)境溫度升高，其功率為第一吸熱功率；
在溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池的溫度低于第二低溫閾值0°C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt控制溫度控制電路，此時(shí)溫度控制電路中的調(diào)溫裝置3中的預(yù)熱態(tài)的相變儲(chǔ)能材料通電開始工作，向鋰電池發(fā)出熱量，從而使鋰電池周圍環(huán)境溫度升高，其功率為第二吸熱功率，該第二吸熱功率大于第一吸熱功率。
當(dāng)溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池周圍環(huán)境溫度處于5°C到30°C之間時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt斷開溫度控制電路，此時(shí)調(diào)溫裝置3中的相變儲(chǔ)能材料不工作。如此，即使鋰電池周圍環(huán)境溫度始終保持在5°C到30°C之間。當(dāng)用戶不需要使用溫度調(diào)節(jié)功能時(shí)，關(guān)閉絕緣外殼1盒蓋上的手動(dòng)總開關(guān)SW，使溫度控制電路停止工作，此時(shí)LED指示燈熄滅。
第七實(shí)施例
在該第七實(shí)施例中，鋰電池保溫裝置，包括用于放置鋰電池的絕緣外殼1，在絕緣外殼1中設(shè)置的保溫盒2、放置在保溫盒2中的鋰電池、以及調(diào)溫裝置3，在該絕緣外殼1中還設(shè)置有溫度控制電路，該溫度控制電路由所述鋰電池供電、并用于自動(dòng)控制所述鋰電池周圍環(huán)境溫度。
所述絕緣外殼1為絕緣材料構(gòu)成的起到保護(hù)支撐作用的盒體，優(yōu)選的，該盒體材料為具有良好隔熱效果、具有較高強(qiáng)度的、具有良好絕緣性能的材料，例如，塑料、塑膠、樹脂等。所述盒體/絕緣盒1內(nèi)部還再設(shè)置有隔熱盒2，所述溫度調(diào)節(jié)裝置3設(shè)置在所述隔熱盒2盒體的內(nèi)表面。
所述溫度控制電路包括溫度檢測模塊Rt、溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt和調(diào)溫裝置R，所述溫度檢測模塊Rt與所述溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt連接，所述溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt與所述調(diào)溫裝置R串聯(lián)。
所述溫度控制電路還包括串聯(lián)在電路中的手動(dòng)總開關(guān)SW和用于指示電路工作狀態(tài)的指示燈6。所述指示燈可為LED指示燈，或者也可以是其他種類的指示燈。
所述溫度控制電路與鋰電池的保護(hù)電路板5集成在一起，所述保護(hù)電路板5置于鋰電池的電芯4之上。
所述絕緣盒1盒蓋上設(shè)置有供手動(dòng)總開關(guān)SW、指示燈6和電源輸出線7穿過的通孔。
所述調(diào)溫裝置3為能夠發(fā)熱的碳纖維發(fā)熱布、電阻絲等。該實(shí)施例中的鋰電池保溫裝置適用于僅僅需要發(fā)熱的低溫環(huán)境中，例如嚴(yán)寒地區(qū)。
本發(fā)明實(shí)施例的鋰電池保溫裝置的使用方法為當(dāng)需要在低溫環(huán)境下使用鋰電池或鋰電池組時(shí)，首先打開絕緣盒1盒蓋上的手動(dòng)總開關(guān)SW，使溫度控制電路開始工作，此時(shí) LED指示燈發(fā)亮；然后設(shè)定溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt的溫度界限點(diǎn)，如設(shè)為5°C，即溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt在溫度高于5°C時(shí)，自動(dòng)斷開溫度控制電路，在溫度低于5°C時(shí)，自動(dòng)接通溫度控制電路；當(dāng)溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池周圍環(huán)境溫度低于5°C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt 接通溫度控制電路，此時(shí)調(diào)溫裝置中的碳纖維發(fā)熱布或者電阻絲通電發(fā)熱，釋放出熱量，從而使鋰電池周圍環(huán)境溫度升高，當(dāng)溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池周圍環(huán)境溫度高于5°C 時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt斷開溫度控制電路，此時(shí)碳纖維發(fā)熱布3或者電阻絲3停止發(fā)熱。 如此，即使鋰電池周圍環(huán)境溫度始終保持在高于5°C的工作溫度。
第八實(shí)施例
在該第八實(shí)施例中，鋰電池保溫裝置，包括用于放置鋰電池的絕緣外殼1，在絕緣外殼1中設(shè)置的保溫盒2、放置在保溫盒2中的鋰電池、以及調(diào)溫裝置3，在該絕緣外殼1中還設(shè)置有溫度控制電路，該溫度控制電路由所述鋰電池供電、并用于自動(dòng)控制所述鋰電池周圍環(huán)境溫度。
所述絕緣外殼1為絕緣材料構(gòu)成的起到保護(hù)支撐作用的盒體，優(yōu)選的，該盒體材料為具有良好隔熱效果、具有較高強(qiáng)度的、具有良好絕緣性能的材料，例如，塑料、塑膠、樹脂等。所述盒體/絕緣盒1內(nèi)部還再設(shè)置有隔熱盒2，所述溫度調(diào)節(jié)裝置3設(shè)置在所述隔熱盒2盒體的內(nèi)表面。
所述溫度控制電路包括溫度檢測模塊Rt、溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt和調(diào)溫裝置R，所述溫度檢測模塊Rt與所述溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt連接，所述溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt與所述調(diào)溫裝置R串聯(lián)。
所述溫度控制電路還包括串聯(lián)在電路中的手動(dòng)總開關(guān)SW和用于指示電路工作狀態(tài)的指示燈6。所述指示燈可為LED指示燈，或者也可以是其他種類的指示燈。
所述溫度控制電路與鋰電池的保護(hù)電路板5集成在一起，所述保護(hù)電路板5置于鋰電池的電芯4之上。
所述絕緣盒1盒蓋上設(shè)置有供手動(dòng)總開關(guān)SW、指示燈6和電源輸出線7穿過的通孔。
所述調(diào)溫裝置3為風(fēng)扇，或者僅僅需要吸熱的預(yù)冷態(tài)的相變儲(chǔ)能材料。該實(shí)施例中的鋰電池保溫裝置適用于僅僅需要制冷的高溫環(huán)境中。
本發(fā)明實(shí)施例的鋰電池保溫裝置的使用方法為當(dāng)需要在高溫環(huán)境下使用鋰電池或鋰電池組時(shí)，首先打開絕緣盒1盒蓋上的手動(dòng)總開關(guān)SW，使溫度控制電路開始工作，此時(shí) LED指示燈發(fā)亮；然后設(shè)定溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt的溫度界限點(diǎn)，如設(shè)為30°C，即溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt在溫度低于30°C時(shí)，自動(dòng)斷開溫度控制電路，在溫度高于30°C時(shí)，自動(dòng)接通溫度控制電路；
當(dāng)溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池周圍環(huán)境溫度高于30°C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊 Kt接通溫度控制電路，此時(shí)風(fēng)扇3通電工作，，從而使鋰電池周圍環(huán)境溫度降低；當(dāng)溫度檢測模塊Rt檢測到鋰電池周圍環(huán)境溫度低于30°C時(shí)，溫控自動(dòng)開關(guān)模塊Kt斷開溫度控制電路，此時(shí)風(fēng)扇3停止工作。如此，即使鋰電池周圍環(huán)境溫度始終保持在低于30°C的工作環(huán)境中。
本發(fā)明解決了現(xiàn)有鋰電池嚴(yán)重受使用環(huán)境溫度局限的問題，使普通鋰電池不僅能在常溫下正常使用，在極其寒冷的環(huán)境中同樣能正常使用，還能夠延遲鋰電池的壽命，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、使用方便和適應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種鋰電池保溫裝置，其特征在于包括用于放置鋰電池的絕緣盒外殼，在絕緣外殼中設(shè)置有保溫盒，鋰電池設(shè)置在保溫盒中，在絕緣外殼和保溫盒中還設(shè)置有由所述鋰 電池供電、并用于自動(dòng)控制所述鋰電池周圍環(huán)境溫度的溫度控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池保溫裝置，其特征在于所述溫度控制電路至少包括溫度檢測模塊、溫控自動(dòng)開關(guān)模塊和調(diào)溫裝置，所述溫度檢測模塊與所述溫控自動(dòng)開關(guān)模塊連接，所述溫控自動(dòng)開關(guān)模塊與所述調(diào)溫裝置串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池保溫裝置，其特征在于所述調(diào)溫裝置為電熱制冷片、 相變儲(chǔ)能材料、碳纖維發(fā)熱布、電阻絲或風(fēng)扇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池保溫裝置，其特征在于所述絕緣盒外殼的材料為塑膠、塑料或樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池保溫裝置，其特征在于所述溫度控制電路還包括串聯(lián)在電路中的手動(dòng)總開關(guān)和用于指示電路工作狀態(tài)的指示燈。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的鋰電池保溫裝置，其特征在于所述溫度控制電路與鋰電池的保護(hù)電路板集成在一起，所述保護(hù)電路板置于鋰電池的電芯之上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰電池保溫裝置，其特征在于所述絕緣盒盒蓋上設(shè)置有供手動(dòng)總開關(guān)、指示燈和電源輸出線穿過的通孔。
8.—種將鋰電池保持在預(yù)定工作溫度區(qū)間的控制方法，該方法使用權(quán)利要求1-7中的任意一種鋰電池保溫裝置，其特征在于設(shè)定預(yù)定正常溫度區(qū)間的兩個(gè)端值；當(dāng)檢測到溫度處于預(yù)定正常溫度區(qū)間時(shí)，調(diào)溫裝置不工作；當(dāng)檢測到溫度低于預(yù)定正常溫度區(qū)間的低溫端值時(shí)，啟動(dòng)調(diào)溫裝置，使得鋰電池周圍的環(huán)境溫度升高；當(dāng)檢測到溫度高于預(yù)定正常溫度區(qū)間的高溫端值時(shí)，啟動(dòng)調(diào)溫裝置，使得鋰電池周圍的環(huán)境溫度降低。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中的方法，其特征在于，預(yù)定溫度區(qū)間的高溫端和低溫端可以分別設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的溫度端值或溫度閾值，當(dāng)檢測到的鋰電池的工作溫度處于不同的端值區(qū)域時(shí)，控制調(diào)溫裝置以不同的功率工作。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9中的方法，其特征在于，預(yù)定溫度區(qū)間的高溫端和低溫端分別設(shè)置兩個(gè)端值，當(dāng)工作溫度低于第一低溫溫度閾值時(shí)，調(diào)溫裝置以第一升溫功率工作；當(dāng)工作溫度低于第二低溫溫度閾值時(shí)，調(diào)溫裝置以第二升溫功率工作；其中，第一低溫溫度閾值低于第二低溫溫度閾值，第一升溫功率工作大于第二升溫功率工作；當(dāng)工作溫度低于第一高溫溫度閾值時(shí)，調(diào)溫裝置以第一降溫功率工作；當(dāng)工作溫度低于第二高溫溫度閾值時(shí)，調(diào)溫裝置以第二降溫功率工作；其中，第一高溫溫度閾值低于第二高溫溫度閾值，第一降溫功率工作大于第二降溫功率工作。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鋰電池保溫裝置和控制方法。保溫裝置包括用于盛放鋰電池的絕緣盒，和由所述鋰電池供電并用于自動(dòng)控制所述鋰電池周圍環(huán)境溫度的溫度控制電路，所述溫度控制電路設(shè)置在所述絕緣盒內(nèi)。所述溫度控制電路包括溫度檢測模塊、溫控自動(dòng)開關(guān)模塊和調(diào)溫裝置，所述溫度檢測模塊與所述溫控自動(dòng)開關(guān)模塊連接，所述溫控自動(dòng)開關(guān)模塊與所述調(diào)溫裝置串聯(lián)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有鋰電池嚴(yán)重受使用環(huán)境溫度局限的問題，使普通鋰電池不僅能在常溫下正常使用，在極其寒冷的環(huán)境和高溫中同樣能正常使用，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、使用方便和適應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M10/50GK102522609SQ20121000848
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者周兵 申請人:東莞市鉅大電子有限公司