專利名稱：一種電池溫控箱和溫控裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及溫控裝置和具有該溫控裝置的電池溫控箱。
背景技術：
隨著儲能電池技術的發(fā)展，作為新型的儲能裝置，例如鋰電池、超級電容儲能、液流電池等的應用范圍越來越廣，隨之特別是中小型和大型儲能裝置的開發(fā)顯得越來越重要。無論是傳統(tǒng)蓄電池還是其他儲能裝置，都容易受到外界溫度變化的影響，外界溫度過高或過低時，儲能裝置的容量、充放電性能及其工作壽命都會受到嚴重影響，因此有必要為電池等儲能裝置設置電池用溫控箱?，F(xiàn)有的電池用溫控箱通常是把蓄電池放入蓄電池保溫箱(恒溫箱)內，只是箱體采用保溫材料層或內部設有風冷裝置對蓄電池進行保溫或降溫，但單純這種方式很難將預保護的儲能電池所處的環(huán)境(箱體內)溫度維持在其最佳的工作溫度范圍內。
發(fā)明內容本發(fā)明有鑒于上述現(xiàn)有技術中存在的問題，其目的在于提供一種電池溫控箱和溫控裝置，其可實現(xiàn)自動溫控管理，可使用于容納儲能電池的溫控箱內部溫度保持在規(guī)定的范圍內，對提高儲能電池充放電性能，延長工作壽命具有重要意義。本發(fā)明的電池溫控箱，其特征在干具有箱體、箱蓋和設置在所述箱蓋的內側設置有溫控裝置，所述溫控裝置具有并聯(lián)連接的制冷回路和制熱回路，所述制冷回路包括電制冷器和與所述電制冷器串聯(lián)的具有負溫度系數(shù)的第一熱敏電阻；所述制熱回路包括電加熱器和與所述電加熱器串聯(lián)的具有正溫度系數(shù)的第二熱敏電阻，在溫度處于規(guī)定溫度時，所述第一熱敏電阻和所述第二熱敏電阻保持高電阻值。本發(fā)明的電池溫控箱中，所述電制冷器和所述電加熱器分別為半導體電堆。本發(fā)明的電池溫控箱中，所述第一熱敏電阻為CTR型臨界熱敏電阻，并且/或者所述第二熱敏電阻為突變型PTC熱敏電阻。本發(fā)明的電池溫控箱中，所述溫控裝置利用容納在所述電池溫控箱內部的電池作為電源。本發(fā)明的電池溫控箱中，在所述電制冷器和所述電加熱器的半導體電堆表面粘貼有散熱器。本發(fā)明的電池溫控箱中，在所述箱蓋的內側還設置有風罩，所述風罩覆蓋所述溫控裝置。本發(fā)明的電池溫控箱中，在所述箱蓋和所述箱體的結合面設置有墊圈，且采用機械固定將所述箱蓋與所述箱體固定。另外，本發(fā)明還提供一種溫控裝置，其具有并聯(lián)連接的制冷回路和制熱回路，所述制冷回路包括電制冷器和與所述電制冷器串聯(lián)的具有負溫度系數(shù)的第一熱敏電阻；所述制熱回路包括電加熱器和與所述電加熱器串聯(lián)的具有正溫度系數(shù)的第二熱敏電阻，在溫度處于規(guī)定溫度時，所述第一熱敏電阻和所述第二熱敏電阻保持高電阻值。根據(jù)本發(fā)明的電池溫控箱和溫控裝置，在能夠有效且快速的使電池溫控箱內升溫或降溫，并保持在規(guī)定的溫度范圍，可延長電池的使用壽命的前提下，使溫控裝置的結構簡単，使用元件更少，提高可靠性，顯著降低制造成本。

圖I為本發(fā)明的電池溫控箱的結構示意圖。圖2為本實施方式中溫控裝置的原理圖。圖3是表示溫度與制冷回路和制熱回路中流過的電流的關系的圖。圖4是本發(fā)明的溫控裝置的變形例中熱敏電阻R1、R2的溫度-電阻曲線圖。符號說明I電池溫控箱10 箱體11內箱體12外箱體13絕緣材料層20 箱蓋30溫控裝置31制冷回路31a冷電堆32制熱回路32a熱電堆40 墊圈50 螺栓60散熱片70 風罩100 電池Rl負溫度系數(shù)熱敏電阻R2正溫度系數(shù)熱敏電阻
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。圖I為本發(fā)明的電池溫控箱的結構示意圖。在圖I所示，電池溫控箱I包括箱體10、箱蓋20和設置在箱蓋20內側的溫控裝置30，其中，箱體10為三層結構，包括內箱體11、外箱體12和設置在內箱體11與外箱體12之間的絕緣材料層13，內箱體11構成溫控箱內部容納電池的空間，絕緣材料層13，通過使箱體10具有上述三層結構，可有效抑制電池溫控箱I的內部容納空間與外界的熱交換。在箱蓋20的位于內部容納空間ー側設置可制冷/制熱的溫控裝置30，用于使電池溫控箱I的內部空間維持在規(guī)定的溫度范圍。[0040]其中，電池溫控箱I的內箱體11可采用導熱性較好的紫銅板；外箱體12可采用薄鋁板，但并不限于這些材料。溫控箱的內箱體11和外箱體12之間的絕緣材料層13厚度優(yōu)選為15_，可用聚氨脂硬質泡沫塑料填充形成絕緣材料層13，以防止溫控箱內與外界環(huán)境之間的熱交換。如圖I所示，電池100放置在電池溫控箱I的內部空間中。在電池溫控箱I的箱體10和箱蓋20相接觸的部分，設置有墊圈40，優(yōu)選該墊圈40由夾布膠木制成。并且，在箱蓋20側面的沿著箱體10的外箱體12外表面的部分處，利用螺栓50將箱蓋和箱體機械固定。通過采用該機械固定的方式可便于拆卸和維修，并且可通過更換墊圈40保證組裝后或維修后，箱體10與箱蓋20的密封性能，使內部空間中的電池100與外部環(huán)境隔離，避免外部的溫濕度變化對電池100產(chǎn)生影響，延長電池100的工作壽命。下面，詳細說明本實施方式中溫控裝置的結構。圖2為本實施方式中溫控裝置的原理圖。溫控裝置30具有并聯(lián)在電源正負極兩端的制冷回路31和制熱回路32。在本實施方式中，在制冷回路31中作為制冷器設置冷電堆31a，該冷電堆31a的冷端朝向電池溫控箱I的內部空間，通過在冷電堆31a中流過電流，在其冷端產(chǎn)生制冷效果，可降低溫控箱I內部空間的溫度。在制熱回路32中作為加熱器設置熱電堆32a，該熱電堆32a的熱端朝向電池溫控箱I的內部空間，通過在熱電堆32a中流過電流，在其熱端端產(chǎn)生熱，可對溫控箱I內部空間加熱。在制冷回路31和制熱回路32中，分別通過熱敏電阻器R1、R2向冷電堆31a、熱電堆32a供電。熱敏電阻R1、R2設置于溫控箱的內部空間，檢測溫控箱I內的電池100周圍的溫度。其中，熱敏電阻Rl為負溫度系數(shù)熱敏電阻，電阻值隨溫度升高而減小；熱敏電阻R2為正溫度系數(shù)熱敏電阻，電阻值隨溫度升高而増大。圖3是表示溫度與制冷回路31和制熱回路32中流過的電流的關系的圖。其中，橫軸表示溫控箱I的內部空間的溫度，縱軸表示分別通過熱敏電阻R1、R2向制冷回路31的冷電堆31a供電的電流和向制熱回路32的熱電堆32a供電的電流，TO表示電池100的最佳工作溫度范圍的中心值，例如為30度左右。通過適當設定熱敏電阻Rl和R2的型號，使得當在溫度TO附近時，流過冷電堆31a和熱電堆32a的都電流很小，冷電堆31a吸熱量與熱電堆32a放熱量都很低，并處于大致平衡的狀態(tài)。當溫度從TO附近升高時，由于熱敏電阻Rl的阻值減小，熱敏電阻R2的阻值增大，使得流過冷電堆31a的電流LI増大，并且流過熱電堆32a的電流進ー步減小，冷電堆31a的吸熱量大于熱電堆32a的放熱量，從而能夠對溫控箱I的內部空間制冷。相反，當溫度從TO附近降低吋，由于熱敏電阻Rl的阻值増大，熱敏電阻R2的阻值減小，使得流過冷電堆31a的電流LI進ー步減小，并且流過熱電堆32a的電流増大，冷電堆31a的吸熱量小于熱電堆的放熱量，從而能夠對溫控箱I的內部空間進行加熱。如上所述，通過設置如圖2所示的溫控裝置，可使電池溫控箱I的內部空間的溫度保持在規(guī)定的溫度范圍內，使電池100始終處于最佳的工作溫度范圍，可提高電池100的充放電性能，并延長工作壽命。在本實施方式中，如圖2所示，冷電堆31a的冷端和熱電堆32a的熱端朝向溫控箱I的內部，并在該冷端和熱端覆蓋散熱片60，可利用導熱性能良好的聚酯薄膜將冷電堆31a、熱電堆32a與散熱片60粘貼在一起，提高制冷或加熱的效率。雖然在圖2中沒有表示，但熱敏電阻R1、R2設置于溫控箱I的內部空間。在箱蓋20的內側表面設置有覆蓋溫控裝置30的風罩70，該風罩70用于保護溫控裝置30的冷電堆31a、熱電堆32a以及散熱片60等，避免因操作失誤造成溫控裝置30損壞，且不影響冷電堆31a、熱電堆32a通過散熱片60對溫控箱I的內部空間進行加熱或冷卻。另外，該溫控裝置30可以利用設置在電池溫控箱I中的電池100供電，從而不必利用額外設置的電源來維持容納電池100的內部空間的溫度。該溫控裝置30結構簡單，所采用的元件數(shù)量少，制造成本低廉，可靠性高，可有效控制溫控箱I的成本。變形例在本變形例中，熱敏電阻Rl使用公知的臨界熱敏電阻(CTR)，CTR熱敏電阻的電阻值在特定溫度附近隨溫度上升而急劇減小，變化量達到2 4個數(shù)量級。另ー方面，熱敏電阻R2使用公知的突變型PTC熱敏電阻，突變型PTC熱敏電阻在達到居里點溫度時，在較小溫度區(qū)間，電阻值急增幾個數(shù)量級，電阻溫度系數(shù)可達+0. 10 +0. 60K-1。圖4是表示熱敏電阻Rl、R2的溫度特性曲線的圖。如圖4所示，熱敏電阻R1、R2分別具有電阻值急劇變化的溫度區(qū)間，對于熱敏電阻R1，令隨溫度升高電阻值急劇減小的溫度區(qū)間為35度附近，對于熱敏電阻R2，令隨溫度降低電阻值急劇減小的溫度區(qū)間為20度附近。由此，當容納電池100的內部空間的溫度為20 35度的范圍以內吋，熱敏電阻RU R2都保持高電阻值，當內部空間的溫度升高，達到35度附近吋，熱敏電阻Rl的阻值迅速減小，供給至冷電堆31a的電流LI迅速増大，可快速制冷；相反，當溫控箱I內部空間的溫度下降低到20度附近吋，熱敏電阻R2的阻值迅速減小，供給至熱電堆32a的電流L2迅速増大，可快速制熱，因此，提高選擇合適的熱敏電阻Rl、R2，可使溫度控制更靈敏，并可更精確地控制溫控箱I內部的溫度。當電池溫控箱I內部空間的溫度處于20 35度范圍內吋，因熱敏電阻R1、R2的電阻值都很高，達到數(shù)百kQ，因而流過制冷回路31的電流和流過制熱回路32的電流都非常小，可顯著降低對溫控裝置30供電的電池100的消耗。根據(jù)上述實施方式和變形例的說明，基于本發(fā)明的電池溫控箱和溫控裝置具有結構簡單，成本低廉，可靠性高的優(yōu)點。但本發(fā)明不局限于上述具體實施方式
的說明，例如，カロ熱器除了使用熱電堆，還可以使用其他電阻加熱器等，對于制冷器也同樣，可使用流過電流而具有制冷效果的其他電子元件。此外，在條件允許的情況下，也可以使用另外設置的電源對溫控裝置供電。并且，作為箱體與箱蓋的機械固定方式，除了本實施方式中說明的螺栓固定外，也可以使用銷固定，卡扣固定，或另外設置的從上下方向夾緊箱體與箱蓋的支架等機械固定方式。通過在箱體與箱蓋的接觸面上設置墊圈并利用機械固定，可方便地拆卸、安裝電池溫控箱I，便于維護和修理。上述實施方式僅僅是為了解釋本發(fā)明，而不是對本發(fā)明保護范圍的限制。本發(fā)明的保護范圍由所附的權利要求書確定，本發(fā)明的原理和思想還可以由與上述實施方式等同或類似的方式加以實施。權利要求1.一種電池溫控箱,其特征在于 具有箱體、箱蓋和設置在所述箱蓋的內側的溫控裝置， 所述溫控裝置具有并聯(lián)連接的制冷回路和制熱回路， 所述制冷回路包括電制冷器和與所述電制冷器串聯(lián)的具有負溫度系數(shù)的第一熱敏電阻； 所述制熱回路包括電加熱器和與所述電加熱器串聯(lián)的具有正溫度系數(shù)的第二熱敏電阻。
2.如權利要求I所述的電池溫控箱，其特征在干 所述電制冷器和所述電加熱器分別為半導體電堆。
3.如權利要求I或2所述的電池溫控箱，其特征在于 所述第一熱敏電阻為CTR型臨界熱敏電阻，并且/或者所述第二熱敏電阻為突變型PTC熱敏電阻。
4.如權利要求I所述的電池溫控箱，其特征在干 所述溫控裝置利用容納在所述電池溫控箱內部的電池作為電源。
5.如權利要求I所述的電池溫控箱，其特征在干 在所述電制冷器和所述電加熱器的表面粘貼有散熱器。
6.如權利要求I所述的電池溫控箱，其特征在干 在所述箱蓋的內側還設置有風罩， 所述風罩覆蓋所述溫控裝置。
7.如權利要求I所述的電池溫控箱，其特征在干 在所述箱蓋和所述箱體的結合面設置有墊圈，且采用機械固定將所述箱蓋與所述箱體固定。
8.一種溫控裝置，其特征在于 具有并聯(lián)連接的制冷回路和制熱回路， 所述制冷回路包括電制冷器和與所述電制冷器串聯(lián)的具有負溫度系數(shù)的第一熱敏電阻； 所述制熱回路包括電加熱器和與所述電加熱器串聯(lián)的具有正溫度系數(shù)的第二熱敏電阻。
9.如權利要求8所述的溫控裝置，其特征在于 所述電制冷器和/或所述電加熱器分別為半導體電堆。
10.如權利要求9所述的溫控裝置，其特征在于 所述第一熱敏電阻為CTR型臨界熱敏電阻，并且/或者所述第二熱敏電阻為突變型PTC熱敏電阻。
專利摘要本實用新型提供一種電池溫控箱和溫控裝置，該電池溫控箱，具有箱體和箱蓋，在所述箱蓋的內側設置有溫控裝置，溫控裝置包括制冷回路，其包括電制冷器和與所述電制冷器串聯(lián)的具有負溫度系數(shù)的第一熱敏電阻；制熱回路，其包括電加熱器和與所述電加熱器串聯(lián)的具有正溫度系數(shù)的第二熱敏電阻，在溫度處于規(guī)定溫度時，所述第一熱敏電阻和所述第二熱敏電阻保持高電阻值。根據(jù)本實用新型的電池溫控箱和溫控裝置，在能夠有效且快速的使電池溫控箱內升溫或降溫，并保持在規(guī)定的溫度范圍，可延長電池的使用壽命的前提下，使溫控裝置的結構簡單，使用元件更少，提高可靠性，顯著降低制造成本。
文檔編號H01M2/10GK202405344SQ20112057401
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權日2011年12月31日
發(fā)明者邵漢琦 申請人:邵漢琦