專利名稱：一種多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可適用于目前鋰電池各種具體應(yīng)用環(huán)境的多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
溫度對鋰電池的性能影響最大，鋰電池的內(nèi)阻、電壓、容量、S0C、充放電效率、電池壽命、可靠性、電池?zé)崃孔兓?、均衡化、一致性等都與溫度密切相關(guān)。溫度過高或過低都會嚴(yán)重影響鋰電池的使用效能，會大大縮短鋰電池的使用壽命。實(shí)際上，每種鋰電池在不同使用工況下都有其最適合的溫度范圍?，F(xiàn)有的鋰電池溫控系統(tǒng)僅僅滿足了基本的使用要求，沒有實(shí)現(xiàn)各種鋰電池在不同使用工況下溫度范圍的最優(yōu)化。鋰電池的老化速度是由溫度和充電狀態(tài)而決定的。譬如鋰電池充電40%在0°C下儲存，一年后容量下降到39.2%，即鋰電池容量下降2% ;在25°C下儲存一年后容量下降到37.6%，即鋰電池容量下降6%。鋰電池充電100%在(TC下儲存，一年后容量下降到38.4%，即鋰電池容量下降4% ;在25°C下儲存一年后容量下降到80%，即鋰電池容量下降20%。由此可見，在我們使用固定電源時(shí)，電池處于滿充狀態(tài)，一般溫度是在25 - 30°C之間，這樣會損害電池，引起其容量下降。再有，鑒于電動車鋰電池充電/放電工作溫度范圍所限，寒冷的季節(jié)不能駕駛電動車出外游玩。
實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鋰電池的智能化溫度管理:根據(jù)鋰電池使用情況自動調(diào)整鋰電池充放電溫度、自動調(diào)整控制鋰電池充放電溫升/溫降速度、實(shí)現(xiàn)鋰電池定時(shí)充電/放電以及鋰電池的最佳儲存，從而有效提高鋰電池的使用效能，進(jìn)一步延長鋰電池的使用壽命并擴(kuò)大鋰電池的使用范圍，有效排除鋰電池的一些使用安全隱患。通過特設(shè)的自動多級散熱/保溫模塊、利用自動加熱/冷卻模塊徹底解決了寒冷的季節(jié)會因鋰電池充電/放電工作溫度范圍所限不能駕駛電動車出外游玩的困境。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)，系統(tǒng)包括自動多級散熱/保溫模塊(10)、自動多級加熱/冷卻模塊(13)、溫度信號傳感模塊、溫度信號顯不輸入模塊(6)、溫度信號變換模塊(9)、溫度信號傳送模塊(8)、溫控箱體模塊(11)、溫度優(yōu)化控制模塊(4)，溫度信號傳感模塊包括熱電偶組(I)和水銀接點(diǎn)溫度計(jì)(12);自動多級散熱/保溫模塊(10)采用帶散熱風(fēng)扇的百葉窗結(jié)構(gòu)；自動多級加熱/冷卻模塊(13)用于保證鋰電池充放電溫度始終在最優(yōu)化范圍內(nèi)；溫度信號傳感模塊放置于溫控箱體模塊(11)內(nèi)部。所述的多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)，所述溫度優(yōu)化控制模塊(4)采用定值開關(guān)控溫模塊、PID溫控模塊、智能溫控模塊之一或者它們的組合所述的多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)鋰電池使用情況自動調(diào)整鋰電池充放電溫度，實(shí)現(xiàn)鋰電池充放電溫度范圍的最優(yōu)化。當(dāng)然鋰電池充放電溫度范圍也可通過溫度信號顯示輸入模塊實(shí)現(xiàn)精確調(diào)整。所述的多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)鋰電池種類自動調(diào)整控制鋰電池充放電溫升/溫降速度，實(shí)現(xiàn)鋰電池充放電溫升/溫降速度的最優(yōu)化；當(dāng)然鋰電池充放電溫升/溫降速度也可通過溫度信號顯示輸入模塊實(shí)現(xiàn)精確調(diào)整。所述的多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了各類鋰電池根據(jù)具體需求的各種定時(shí)方式的充電/放電，避免了因頻繁充電、頻繁放電而大大影響鋰電池的使用效能、使用壽命，也有效排除鋰電池因頻繁充電/放電而造成的一些安全隱患。所述的多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鋰電池的最佳儲存效果，避免了鋰電池因長期不用而造成的鋰電池使用壽命大幅縮短甚至直接報(bào)廢。所述的多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)中溫度信號傳感模塊是整個鋰電池智能溫控系統(tǒng)的溫度敏感元件基本環(huán)節(jié)，根據(jù)實(shí)際情況需求采用相應(yīng)的測溫方式。所述的多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)中溫度信號顯示輸入模塊、溫度信號變換模塊、溫度信號傳送模塊根據(jù)實(shí)際情況需求可有也可沒有。所述的多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)中溫度信號顯示輸入模塊根據(jù)實(shí)際情況需求采用相應(yīng)的顯示方式。所述的多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)中智能溫度優(yōu)化控制模塊根據(jù)實(shí)際情況需求采用相應(yīng)的溫控方式。所述的多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)中自動多級散熱/保溫模塊除了在冬季寒冷環(huán)境利用自動加熱冷卻模塊徹底解決了寒冷的季節(jié)會因鋰電池充電/放電工作溫度范圍所限不能駕駛電動車出外游玩的困境，還可以一年四季提供飲用熱水。本實(shí)用新型的有益效果:(I)本實(shí)用新型針對鋰電池實(shí)際工作運(yùn)行的特點(diǎn)，提出了一種多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)鋰電池使用情況自動調(diào)整鋰電池充放電溫度，實(shí)現(xiàn)鋰電池充放電溫度范圍的最優(yōu)化，從而有效提高鋰電池的使用效能，進(jìn)一步延長了鋰電池的使用壽命、擴(kuò)大了鋰電池的使用范圍，有效排除鋰電池的一些使用安全隱患。(2)本實(shí)用新型系統(tǒng)通過特設(shè)的自動多級散熱/保溫模塊、利用自動加熱/冷卻模塊徹底解決了寒冷的季節(jié)會因鋰電池充電/放電工作溫度范圍所限不能駕駛電動車出外游玩的困境。(3)本實(shí)用新型系統(tǒng)中自動多級散熱/保溫模塊、利用自動加熱/冷卻模塊一年四季可提供飲用熱水。(4)本實(shí)用新型系統(tǒng)可通過系統(tǒng)中溫度信號顯示輸入模塊方便的精確調(diào)整鋰電池充放電溫度范圍。(5)本實(shí)用新型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了根據(jù)鋰電池使用情況自動調(diào)整控制鋰電池充放電溫升/溫降速度，實(shí)現(xiàn)鋰電池充放電溫升/溫降速度的最優(yōu)化；并且通過溫度信號顯示輸入模塊方便的精確調(diào)整鋰電池充放電溫升/溫降速度。(6) 本實(shí)用新型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鋰電池根據(jù)具體需求的各種定時(shí)方式的充電/放電，避免了因頻繁充電、頻繁放電而大大影響鋰電池的使用效能、使用壽命，也有效排除鋰電池因頻繁充電/放電而造成的一些安全隱患。(7)本實(shí)用新型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鋰電池的最佳儲存效果，避免了鋰電池因長期不用而造成的鋰電池使用壽命縮短甚至直接報(bào)廢。(8)本實(shí)用新型系統(tǒng)中溫控箱體模塊采用模塊化設(shè)計(jì)模式，可以根據(jù)實(shí)際需求靈活選用相應(yīng)模塊組合。

圖1為本實(shí)用新型多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)一個實(shí)施例的基本原理示意圖。圖中，I為熱電偶組，2為補(bǔ)償導(dǎo)線，3為電源，4為溫度優(yōu)化控制模塊，5為指示燈，6為溫度信號顯示輸入模塊，7為普通導(dǎo)線，8為溫度信號傳送模塊，9為溫度信號變換模塊，10為自動多級散熱/保溫模塊，11為溫控箱體模塊，12為水銀接點(diǎn)溫度計(jì)，13為自動多級加熱/冷卻模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型的方法作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。圖1示出本實(shí)用新型的多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)一個實(shí)施例基本原理示意圖。這里溫度控制范圍為(t0-t2，tO+tl)，其中，t0為溫控箱體模塊11最佳工作溫度，t0、tl、t2可通過溫度信號顯示輸入模塊6方便的精確調(diào)整。如圖1所示，本實(shí)用新型系統(tǒng)包括自動多級散熱/保溫模塊10，自動多級加熱/冷卻模塊13、溫度信號傳感模塊、溫度信號顯示輸入模塊6、溫度信號變換模塊9、溫度信號傳送模塊8、溫控箱體模塊11、溫度優(yōu) 化控制模塊4，溫度信號傳感模塊包括熱電偶組I和水銀接點(diǎn)溫度計(jì)12。自動多級散熱/保溫模塊10既具有強(qiáng)化散熱功能，又具有良好的保溫效果。具體說采用帶散熱風(fēng)扇的百葉窗結(jié)構(gòu)，百葉窗的葉片由保溫材料組合而成，由此，在百葉窗完全打開、散熱風(fēng)扇啟動后，可實(shí)現(xiàn)最佳散熱效果；在百葉窗完全關(guān)閉、散熱風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，可實(shí)現(xiàn)最佳保溫效果。隨百葉窗的葉片角度的不同、散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的不同，使得自動多級散熱/保溫模塊10不僅具有多級散熱效果，還具有多級保溫效果。自動多級加熱/冷卻模塊13，采用發(fā)明專利一種模塊化變熱容自匹配多溫系統(tǒng)(專利號=ZL 201210158658.6)公開的結(jié)構(gòu)，保證了鋰電池充放電溫度始終在最優(yōu)化范圍內(nèi)。溫度信號傳感模塊(包括熱電偶組I和水銀接點(diǎn)溫度計(jì)12)放置于溫控箱體模塊11內(nèi)部，當(dāng)溫控箱體模塊11內(nèi)的溫度達(dá)到接點(diǎn)溫度(極限溫度)時(shí)，水銀接點(diǎn)溫度計(jì)12將接通溫度優(yōu)化控制模塊4，溫度優(yōu)化控制模塊4輸出控制信號啟動自動多級散熱/保溫模塊10的散熱功能，如果不能將溫度降下來，溫度優(yōu)化控制模塊4輸出控制信號啟動自動多級加熱/冷卻模塊13的冷卻功能。一般情況下，熱電偶組I將溫控箱體模塊11內(nèi)的溫度信號傳給溫度優(yōu)化控制模塊4，溫度優(yōu)化控制模塊4根據(jù)溫度信號顯示輸入模塊6所設(shè)置的溫度進(jìn)行控制。溫度優(yōu)化控制模塊4首先在不啟用自動多級加熱/冷卻模塊13時(shí)進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)自動多級散熱/保溫模塊10，如果確不能讓溫控箱體模塊11達(dá)到最佳工作溫度為to，那么啟用自動多級加熱/冷卻模塊13，根據(jù)溫度信號傳感模塊(即熱電偶組I和水銀接點(diǎn)溫度計(jì)12)信號自動進(jìn)行判斷，是啟用多級加熱冷卻模塊13的加熱功能，還是啟用多級加熱冷卻模塊13的冷卻功能。當(dāng)溫控箱體模塊11溫度降到(t0_t2)時(shí)，溫度優(yōu)化控制模塊4將控制自動多級散熱/保溫模塊10進(jìn)入最佳保溫狀態(tài)，同時(shí)啟動自動多級加熱/冷卻模塊13的最大加熱功能，以便溫控箱體模塊11盡快恢復(fù)到最佳工作溫度為to ;當(dāng)溫控箱體模塊11溫度升到(tO+tl)時(shí)，溫度優(yōu)化控制模塊4將控制自動多級散熱/保溫模塊10進(jìn)入最佳散熱狀態(tài)，同時(shí)啟動自動多級加熱/冷卻模塊13的最大冷卻功能，以便溫控箱體模塊11盡快恢復(fù)到最佳工作溫度為to。一旦溫度優(yōu)化控制模塊4進(jìn)行控制，會通過調(diào)整自動多級加熱/冷卻模塊13的功率大小讓溫控箱體模塊11盡快恢復(fù)到最佳工作溫度為to方止。當(dāng)溫控箱體模塊11溫度達(dá)到t0時(shí)，溫度優(yōu)化控制模塊4將控制自動多級散熱/保溫模塊10和自動多級加熱/冷卻模塊13維持既有狀態(tài)。鋰電池充放電溫升/溫降速度調(diào)整可通過調(diào)整自動多級加熱/冷卻模塊13的功率大小來實(shí)現(xiàn)，欲使溫升/溫降速度達(dá)到最大，將自動多級加熱/冷卻模塊13的功率調(diào)到最大，最大鋰電池溫升/溫降速度可通過具體設(shè)計(jì)計(jì)算選定。溫度信號變換模塊9將溫度信號傳感模塊(即熱電偶組I和水銀接點(diǎn)溫度計(jì)12)輸出的信號變換成溫度信號顯示輸入模塊6易于接受的信號。溫度信號傳送模塊8將建立各測量環(huán)節(jié)輸入、輸出信號之間的聯(lián)系。溫度信號傳感模塊 根據(jù)實(shí)際情況需求還可采用熱電阻、玻璃管液體溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì)等接觸式測溫方式，也可采用光學(xué)輻射式高溫計(jì)(具體包括單色光學(xué)高溫計(jì)、光電高溫計(jì)、全輻射高溫計(jì)、比色高溫計(jì)等)、紅外輻射儀(具體包括全紅外輻射型、單色紅外輻射型、比色型等)等非接觸式測溫方式。溫度信號顯示輸入模塊6可以顯示鋰電池工作溫度、鋰電池最高控制溫度、鋰電池最低控制溫度等溫度信號，以及鋰電池充放電溫升/溫降速度，顯示是在加熱還是在冷卻狀態(tài)，還顯示鋰電池加熱或冷卻的級別；可以輸入欲設(shè)定的鋰電池工作溫度、鋰電池最高控制溫度、鋰電池最低控制溫度等溫度信號以及鋰電池充放電溫升/溫降速度，設(shè)定鋰電池加熱或冷卻的級別。溫度優(yōu)化控制模塊4可采用定值開關(guān)控溫、PID溫控、智能溫控等溫控方法，或者它們的組合溫控方法，其控制方式可以切換到手動控制方式，當(dāng)然工作時(shí)一般采取自動控制或者自動手動控制結(jié)合方式。在切換到手動控制方式后，相應(yīng)工作模式可調(diào)整為普通溫控模式。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)，其特征在于:包括自動多級散熱/保溫模塊(10)、自動多級加熱/冷卻模塊(13)、溫度信號傳感模塊、溫度信號顯不輸入模塊(6)、溫度信號變換模塊(9)、溫度信號傳送模塊(8)、溫控箱體模塊(11)、溫度優(yōu)化控制模塊(4)，溫度信號傳感模塊包括熱電偶組(I)和水銀接點(diǎn)溫度計(jì)(12);自動多級散熱/保溫模塊(10)采用帶散熱風(fēng)扇的百葉窗結(jié)構(gòu)；自動多級加熱/冷卻模塊(13)用于保證鋰電池充放電溫度始終在最優(yōu)化范圍內(nèi)；溫度信號傳感模塊放置于溫控箱體模塊(11)內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度優(yōu)化控制模塊(4)采用定值開關(guān)控溫模塊、PID溫控模塊、智能溫控模塊之一或者它們的組合。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多模式鋰電池智能溫控系統(tǒng)，系統(tǒng)包括自動多級散熱/保溫模塊(10)、自動多級加熱/冷卻模塊(13)、溫度信號傳感模塊、溫度信號顯示輸入模塊(6)、溫度信號變換模塊(9)、溫度信號傳送模塊(8)、溫控箱體模塊(11)、溫度優(yōu)化控制模塊(4)，溫度信號傳感模塊包括熱電偶組(1)和水銀接點(diǎn)溫度計(jì)(12)；自動多級散熱/保溫模塊(10)采用帶散熱風(fēng)扇的百葉窗結(jié)構(gòu)；自動多級加熱/冷卻模塊(13)用于保證鋰電池充放電溫度始終在最優(yōu)化范圍內(nèi)；溫度信號傳感模塊放置于溫控箱體模塊(11)內(nèi)部，徹底解決了寒冷的季節(jié)不能駕駛電動車出外游玩的困境，有效提高了鋰電池的使用效能。
文檔編號H01M10/50GK203103465SQ20132002185
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者馬永志, 戴作強(qiáng), 李立偉, 張風(fēng)太, 張鐵柱 申請人:青島威能電動車輛電控有限公司