本實用新型涉及電池（組）溫度控制裝置領域，尤其涉及一種新能源汽車蓄電池溫度控制裝置。

背景技術：

新能源汽車的主要動力來源是蓄電池組，其處于穩(wěn)定性好、工作效率高的最佳工作溫度為25~40°C。但因其組數(shù)多（30多組）、電壓高（380V）、能量強勁（單體鋰電50A.h），加之苛刻的使用方式和環(huán)境，季節(jié)的變化，地域的差異，會直接導致蓄電池的工作溫度升高或降低，進而導致電池的荷電狀態(tài)、開路電壓、可用能量及穩(wěn)定性發(fā)生很大變化，甚至直接影響到電池的使用壽命。

目前新能源汽車只有解決蓄電池工作溫度過高的技術和措施，如蓄電池熱管理系統(tǒng)（BMS）采用的冷卻方式有自然通風、風扇強制通風、冷卻液及車載空調制冷劑循環(huán)制冷等間接散熱方式。其效果均不夠理想，并且存在如下諸多缺點：風扇、壓縮機消耗能量較大，不夠節(jié)能；冷卻液、制冷劑對環(huán)境污染影響極大；散熱效果不理想；系統(tǒng)結構復雜，經(jīng)濟性差；有機械振動噪音源增多；沒有解決電池工作溫度過低的技術和措施等。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術不足，本實用新型提供了一種結構簡單，可實現(xiàn)直接、自動化控制蓄電池的工作溫度，解決蓄電池工作溫度過高的散熱或過低的加熱問題的新能源汽車蓄電池溫度控制裝置。

本實用新型解決上述技術問題采用的技術方案為：新能源汽車蓄電池溫度控制裝置，包括溫控裝置和置于蓄電池外部的外殼，其特征在于：所述外殼包括相互貼合的內層和外層；所述溫控裝置包括半導體制冷/熱片、冷/熱換相繼電器、溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、蓄電池熱管理模塊和DC12V電源；所述半導體制冷/熱片設置于內層和外層之間，半導體制冷/熱片兩接線端子接冷/熱換相繼電器，用于控制半導體制冷/熱片電源極性的轉換和制冷、制熱的轉換；所述外殼的內層外表面設置有溫度傳感器，用于接入數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊將溫度傳感器檢測到的蓄電池外殼內層表面的溫度值經(jīng)模數(shù)轉換后傳送至蓄電池熱管理模塊，蓄電池熱管理模塊經(jīng)過與設定值比較后控制冷/熱換相繼電器進行換相，實現(xiàn)溫度實時控制；所述半導體制冷/熱片、冷/熱換相繼電器、溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊和蓄電池熱管理模塊接DC12V電源供電。

進一步地，所述內層和外層均為導熱材料，所述內層里表面噴涂有耐腐蝕、耐高溫的絕緣內襯材料，所述外層為柵板或鏤空的散熱片。

進一步地，所述半導體制冷/熱片的厚度為3mm。

進一步地，所述半導體制冷/熱片兩面均涂覆有硅膠脂。

進一步地，所述冷/熱換相繼電器與半導體制冷/熱片兩接線端子連接，用于控制輸入電流的極性，實現(xiàn)對半導體制冷/熱片制冷和制熱的轉換控制。

進一步地，所述溫度傳感器設置于內層外表面，用于實時監(jiān)控蓄電池外殼內層表面的溫度，為數(shù)據(jù)采集模塊提供溫度模擬信號，所述溫度傳感器溫度監(jiān)控范圍為-10℃~60℃。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具備的優(yōu)點為：該裝置由于采用了節(jié)能環(huán)保的半導體制冷/熱技術，使半導體制冷/熱溫度控制裝置與原蓄電池的熱管理系統(tǒng)緊密結合，從而具備以下優(yōu)點：

1. 可實現(xiàn)蓄電池工作溫度在-10-60°C范圍內連續(xù)可調；

2. 半導體制冷（熱）技術耗電省，效率高，節(jié)能可達50%以上；

3. 結構簡單易于安裝，便于實現(xiàn)，經(jīng)濟性好；

4. 溫度控制由原來的間接式散熱方式改為直接式加熱和冷卻方式，溫控效果好；

5. 解決了因季節(jié)變化、地域差異造成的蓄電池工作溫度過高或過低兩方面的問題；

6.可提高蓄電池的工作效率在30%以上，可延長使用壽命30%以上，并且工作穩(wěn)定性良好。

而且，本裝置不需要任何冷卻液、制冷劑即可連續(xù)工作，無污染；本裝置是一種固定片件，無旋轉部件和滑動部件，不會產(chǎn)生回轉效應，無震動、無噪聲，壽命長，穩(wěn)定性好。通過調節(jié)工作電流的大小，可方便調節(jié)制冷制熱的速率，通過切換電流方向，可使半導體制冷/熱片從制冷工作狀態(tài)轉變?yōu)橹茻峁ぷ鳡顟B(tài)。速度快、效率高，易于自動控制，很好的解決了蓄電池的溫度控制問題。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖2為本實用新型溫控裝置原料框圖；

圖3為冷/熱換相繼電器原理圖；

圖4為半導體制冷/熱片工作原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明。如圖1所示的新能源汽車蓄電池溫度控制裝置，包括溫控裝置和置于蓄電池1外部的外殼3，所述外殼3包括相互貼合的內層和外層；如圖2所示，所述溫控裝置包括半導體制冷/熱片、冷/熱換相繼電器、溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、蓄電池熱管理模塊和DC12V電源；所述半導體制冷/熱片2設置于內層和外層之間，半導體制冷/熱片兩接線端子接冷/熱換相繼電器，用于控制半導體制冷/熱片電源極性的轉換和制冷、制熱的轉換；所述外殼的內層外表面設置有溫度傳感器，用于接入數(shù)據(jù)采集模塊，接收到的溫度信號經(jīng)模數(shù)轉換后傳送至蓄電池熱管理模塊，蓄電池熱管理模塊經(jīng)過與設定值比較后控制冷/熱換相繼電器進行換相，實現(xiàn)溫度實時控制；所述半導體制冷/熱片、冷/熱換相繼電器、溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊和蓄電池熱管理模塊接DC12V電源供電。半導體制冷/熱片2為多個，均勻設置于蓄電池外殼夾層中，如圖1所示的蓄電池1，半導體制冷/熱片2設置于除頂面以外的五個面的外殼3夾層中，與內、外層緊密結合，長寬尺寸可根據(jù)蓄電池1尺寸和散熱要求而定。

進一步地，所述內層和外層均為鋁或紫銅鋁，所述內層里表面噴涂有耐腐蝕、耐高溫的絕緣內襯材料，所述外層為柵板或鏤空的散熱片。

進一步地，所述半導體制冷/熱片的厚度為3mm。

進一步地，所述半導體制冷/熱片兩面均涂覆有硅膠脂。

進一步地，如圖3所示，所述冷/熱換相繼電器為雙刀雙擲開關電源極性換相繼電器，與半導體制冷/熱片兩接線端子連接，用于控制輸入電流的極性，實現(xiàn)對半導體制冷/熱片制冷和制熱的轉換控制；改變輸入電流的大小實現(xiàn)對制冷、制熱量的控制，改變電源的供電極性即可改變半導體制冷/熱片的制冷/熱轉換。

進一步地，所述溫度傳感器設置于內層外表面，用于實時監(jiān)控蓄電池外殼內層表面的溫度，為數(shù)據(jù)采集模塊提供溫度模擬信號，所述溫度傳感器溫度監(jiān)控范圍為-10℃~60℃。

所述數(shù)據(jù)采集模塊將溫度傳感器送來的溫度模擬信號分析處理，數(shù)、模轉換后傳送至蓄電池熱管理模塊；蓄電池熱管理模塊經(jīng)過分析判斷發(fā)出指令，使冷/熱換相繼電器進行換相，所述冷/熱換相繼電器主要負責對半導體制冷/熱片電流極性的換相進行控制。

具體的，所述溫控裝置溫控過程為：當溫度傳感器采集到的蓄電池外殼內層表面溫度高于40°C時，通過數(shù)據(jù)采集模塊分析處理后送入蓄電池熱管理模塊，經(jīng)過分析判斷控制冷/熱換相繼電器A、B接通（圖3），半導體制冷/熱片內表面開始制冷；當溫度傳感器采集到的蓄電池外殼內層表面溫度低于25°C時，蓄電池熱管理模塊控制冷/熱換相繼電器將C、D接通，半導體制冷/熱片內表面開始制熱，當蓄電池的溫度在25~40°C之間時，冷/熱換相繼電器自動切換在E、F空檔位置停止工作。

如圖4所示，半導體制冷/熱片的工作原理為：P型和N型半導體材料4夾在金屬平板之間形成通路（稱熱電對），在外電場9作用下，P型半導體在a 點處的空穴，需要從絕緣陶瓷片5內的金屬片6上吸收一定的能量，用以提高自身的勢能，才能進入P型半導體內，因此該接點處溫度會降低，形成冷接點；而在b 點處的空穴，恰恰相反，需要釋放掉多余的能量才能進入到金屬片中，這時該接點溫度上升，形成熱接點。而在N型半導體中是自由電子的流動，它和空穴流動的方向相反，在c 點處吸收熱量才能進入到N型半導體內，在d點處放出熱量才能進入到金屬片中。

因此在a、c 這邊能吸收外界熱量制冷形成冷端7（而在b、d 這邊有多余的熱量放出形成熱端8），顯然，通過改變電流方向就可實現(xiàn)由制冷變加熱的目的。進而半導體制冷/熱片的應用具有以下優(yōu)點：

半導體制冷/熱片作為特種冷源，在技術應用上具有以下的優(yōu)點和特點：

1、不需要任何制冷劑，可連續(xù)工作，沒有污染源沒有旋轉部件，不會產(chǎn)生回轉效應，沒有滑動部件是一種固體片件，工作時沒有震動、噪音、壽命長，安裝容易；

2、半導體制冷/熱片具有兩種功能，既能制冷，又能加熱；

3、半導體制冷/熱片是電流換能型片件，通過輸入電流的控制，可實現(xiàn)高精度的溫度控制，便于組成自動控制系統(tǒng)；

4、半導體制冷/熱片熱慣性非常小，制冷制熱時間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達到最大溫差；

5、半導體制冷/熱片的單個制冷元件對的功率很小，但組合成電堆，用同類型的電堆串、并聯(lián)的方法組合成制冷、熱系統(tǒng)的話，功率就可以做的很大，因此制冷制熱功率可以做到幾毫瓦到上千瓦的范圍；

6、半導體制冷/熱片的溫差范圍，從正溫90℃到-130℃都可以實現(xiàn)。

本實用新型的新能源汽車蓄電池溫度控制裝置正是利用了半導體制冷/熱片的特性很好的解決了蓄電池的溫度控制問題。