温度调控集成控制系统及电池组的制作方法

本发明涉及锂电池技术领域，尤其是涉及一种温度调控集成控制系统及电池组。

背景技术：

锂电池，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。

温度对锂电池寿命有较大的影响。冰点以下环境或者高温的环境都有可能使锂电池在电子产品打开的瞬间烧毁，在外界温度较冷的情况下为锂电池加热、在外界温度较高为锂电池降温关系到锂电池的寿命以及使用安全性。如何实现对锂电池温度调节的自动化控制是目前需要考虑的问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种温度调控集成控制系统，解决了现有技术中对锂电池进行温度调节无法实现自动化控制的技术问题。

本发明的目的之二在于提供一种电池组，解决了现有技术中对锂电池进行温度调节无法实现自动化控制的技术问题。

针对上述目的之一，本发明提供以下技术方案：

本发明提供的一种温度调控集成控制系统，包括：控制器以及与所述控制器相连接的第一温度传感器、第二温度传感器、加热装置和风冷装置，所述加热装置和所述风冷装置用于设置于电池箱外；

所述第一温度传感器用于检测所述电池箱的温度，并将温度信号反馈到所述控制器；

所述第二温度传感器用于检测加热装置的温度，并将温度信号反馈到所述控制器。

作为一种进一步的技术方案，所述温度调控集成控制系统还包括外壳，所述外壳用于设置于所述电池箱的外侧，所述加热装置和所述风冷装置集成设于所述外壳上；

所述外壳面向所述电池箱的一侧设置有相邻的第一流通口和第二流通口，所述第一流通口用于所述加热装置形成的气流循环，所述第二流通口用于所述风冷装置形成的气流循环；

所述第一流通口和所述第二流通口之间铰接有转换门，所述转换门用于导通所述第一流通口并封闭所述第二流通口，或所述转换门用于导通所述第二流通口并封闭所述第一流通口。

作为一种进一步的技术方案，所述转换门包括一体成型的第一门体和第二门体，且所述第一门体所在平面与所述第二门体所在平面呈夹角；所述第一门体与所述第一流通口相匹配，所述第二门体与所述第二流通口相匹配；

所述第一门体和所述第二门体之间通过扭簧铰接于所述外壳。

作为一种进一步的技术方案，所述加热装置包括第一风机和加热组件，所述外壳具有用于安装所述加热组件的加热腔，且所述第二温度传感器设置于所述加热组件上；

所述外壳面向所述电池箱的一侧设置有热气出口，所述热气出口和所述流通口分别连通于所述加热腔；

所述第一风机设置于所述第一流通口内，用于将所述第一流通口附近的空气输送到所述加热腔；

所述控制器控制连接所述第一风机和所述加热组件。

作为一种进一步的技术方案，所述加热组件包括安装外壳以及多个并排设置于所述安装外壳内的陶瓷加热体，所述第二温度传感器设置于所述安装外壳上，多个所述陶瓷加热体分别与所述控制器相连接。

作为一种进一步的技术方案，所述热气出口设置有散热片，所述散热片上开设有散热孔。

作为一种进一步的技术方案，风冷装置包括第二风机以及设置于外壳两侧的进风通道和出风通道，所述第二风机设置于所述出风通道内，所述出风通道与所述第二流通口相连通；所述控制器控制连接所述第二风机；

所述进风通道用于向所述电池箱与外壳之间通入空气，所述出风通道于将所述电池箱与外壳之间的空气导出。

作为一种进一步的技术方案，所述进风通道包括与外界连通的进风口，所述出风通道包括与外界连通的出风口，所述进风口和所述出风口设置有风量调节组件。

作为一种进一步的技术方案，所述外壳包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体用于安装于所述电池箱外，所述第二壳体扣合于所述第一壳体。

针对上述目的之二，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种电池组，包括电池箱和如上述技术方案提供的任一种所述的温度调控集成控制系统，所述第一温度传感器、所述加热装置和所述风冷装置设置于所述电池箱外。

与现有技术相比，本发明提供的温度调控集成控制系统及电池组能够达到以下有益效果：

本发明提供一种温度调控集成控制系统，第一温度传感器能够实时监测电池箱的温度，当电池箱的温度较低需要加热时，控制装置接收到第一温度传感器的反馈信号，控制加热装置启动为电池箱加热；当电池箱的温度较高需要降温时，控制装置接收到第一温度传感器的反馈信号，控制风冷装置启动为电池箱降温；此外，第二温度传感器能够实时检测加热装置的温度，当第二温度传感器检测到加热装置工作中的自身温度超过其温度阈值，控制器控制加热装置关闭，停止加热，以保护加热装置。可以看出，本发明提供的温度调控集成控制系统能够实现对电池箱的自动化控制。

本发明还提供一种电池组，采用上述温度调控集成控制系统对电池箱加热，能够取得该温度调控集成控制系统所能取得的所有有益效果，能够实现电池箱的温控自动化，同时，保证了加热器的安全，确保了电池箱内的锂电池的正常工作以及安全运行。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种温度调控集成控制系统的控制结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种温度调控集成控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种温度调控集成控制系统的主视图；

图4为本发明实施例一提供的一种温度调控集成控制系统中第一壳体的结构示意图；

图5为本发明实施例一提供的一种温度调控集成控制系统中第二壳体的结构示意图；

图6为本发明实施例一提供的一种温度调控集成控制系统中加热组件的结构示意图。

图标：1－控制器；21－第一温度传感器；22－第二温度传感器；31－第一壳体；311－第一流通口；312－第二流通口；313－第一门体；314－第二门体；315－热气出口；316－散热片；32－第二壳体；321－进风口；322－出风口；323－冷风进口；41－安装壳体；42－陶瓷加热体；51－第一风机；52－第二风机；6－风量调节组件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例一

参照图1－6，本发明实施例提供一种温度调控集成控制系统，包括控制器1以及与控制器1相连接的第一温度传感器21、第二温度传感器22、加热装置和风冷装置，加热装置和风冷装置用于设置于电池箱外；第一温度传感器21用于检测电池箱的温度，第二温度传感器22用于检测加热装置的温度。

第一温度传感器21具体设置于电池箱外，能够实时检测电池箱的温度，并将温度信号反馈到控制器1，控制器1内预设有锂电池需要加热的第一最高温度阈值和需要降温的最低温度阈值，该电池箱的温度与这两个预设的温度阈值相比较，若电池箱的温度高于第一最高温度阈值，控制器1启动风冷装置对电池箱降温，若电池箱的温度低于最低温度阈值，控制器1启动加热装置对电池箱加热，以保证锂电池的正常工作。

第二温度传感器22具体设置于加热装置加热源上，能够实时检测加热源的温度，并将温度信号反馈到控制器1。控制器1内预设有加热源的第二最高温度阈值，当加热源的温度达到该第二最高温度阈值，控制器1控制加热装置的加热源关闭，停止加热，以保护加热装置。

可以看出，本发明实施例提供一种温度调控集成控制系统，第一温度传感器21能够实时监测电池箱的温度，当电池箱的温度较低需要加热时，控制装置接收到第一温度传感器21的反馈信号，控制加热装置启动为电池箱加热；当电池箱的温度较高需要降温时，控制装置接收到第一温度传感器21的反馈信号，控制风冷装置启动为电池箱降温；此外，第二温度传感器22能够实时检测加热装置的温度，当第二温度传感器22检测到加热装置工作中的自身温度超过其温度阈值，控制器1控制加热装置关闭，停止加热。该温度调控集成控制系统实现了对电池箱的自动化控制以及智能化控制。

本发明至少一种实施例中，温度调控集成控制系统还包括外壳，外壳用于设置于电池箱的外侧，加热装置和风冷装置集成设于外壳上；外壳面向电池箱的一侧设置有相邻的第一流通口311和第二流通口312，第一流通口311用于加热装置形成的气流循环，第二流通口312用于风冷装置形成的气流循环；第一流通口311和第二流通口312之间铰接有转换门，导通第一流通口311并封闭第二流通口312，或转换门用于导通第二流通口312并封闭第一流通口311。

本实施例中，对电池箱的加热是通过加热装置加热空气并将该加热空气导入到电池箱与外壳之间的空隙并形成热气循环来实现的，对电池箱的降温则是通过风冷装置将冷气导入电池箱与外壳之间的空隙并形成风冷循环来实现的。

由于加热装置和风冷装置不是同时工作的，所以二者工作实现方便切换，二者的气流通道采用同一个转换门实现导通切换。即，当需要加热电池箱时，转换门切换到导通第一流通口311并封闭第二流通口312的状态，当需要为电池箱降温时，转换门切换到导通第二流通口312并封闭第一流通口311的状态。

本发明至少一种实施例中，转换门包括一体成型的第一门体313和第二门体314，且第一门体313所在平面与第二门体314所在平面呈夹角；第一门体313与第一流通口311相匹配，第二门体314与第二流通口312相匹配；第一门体313和第二门体314之间通过扭簧铰接于外壳。

当转换门绕铰接轴旋转，第一门体313匹配第一流通口311的时候将第一流通口311封闭，由于第一门体313所在平面与第二门体314所在平面呈夹角，此时的第二门体314不能将第二流通口312封闭，第二流通口312导通，可以实现风冷作用为电池箱降温；相反地，当转换门绕铰接轴旋转，第二门体314匹配第二流通口312的时候将第二流通口312封闭，由于第二门体314所在平面与第一门体313所在平面呈夹角，此时的第一门体313不能将第一流通口311封闭，第一流通口311导通，可以实现加热作用为电池箱加热。可以看出，本实施例提供的转换门方便实现对加热与降温的切换控制。

具体地，加热装置包括第一风机51和加热组件，外壳具有用于安装加热组件的加热腔，且第二温度传感器22设置于加热组件上；外壳面向电池箱的一侧设置有热气出口315，热气出口315和流通口分别连通于加热腔；第一风机51设置于第一流通口311内，用于将第一流通口311附近的空气输送到加热腔；控制器1控制连接第一风机51和加热组件。

外壳安装到锂电池外后，外壳与电池箱之间存在一定的间隙，热气出口315、第一流通口311与该间隙相连通。第一风机51设置于第一流通口311所在位置的外壳内。当第一温度传感器21检测到电池箱温度低于最低温度阈值，控制器1控制第一风机51启动，第一流通口311形成负压，转换门向外壳内旋转，第一流通口311导通，进而带动整个气流的流通，外壳与电池箱之间空气由第一流通口311进入由风机导入加热腔内加热后，再由热气出口315输送至外壳与电池箱之间，形成加热气流循环。

其中，本实施例中的加热组件包括安装外壳以及多个并排设置于安装外壳内的陶瓷加热体42，第二温度传感器22设置于安装外壳上，多个陶瓷加热体42分别与控制器1相连接。

每个陶瓷加热体42都是单独连接控制器1以实现单独工作，在使用中，控制器1控制不同陶瓷加热体42通断电状态，就能控制对应的陶瓷加热体42的工作状态，灵活控制陶瓷加热器的发热面积以及发热功率。

第二温度传感器22设置于安装壳体41上，能够检测陶瓷加热器的实时温度并将温度信息转换成可用于输出信号，并将该输出信号反馈到控制器1。控制器1内预先设定陶瓷加热器自身的温度阈值，将第二温度传感器22的反馈信号与该温度阈值对比，若第二温度传感器22检测到的温度值高于该温度阈值，控制器1控制陶瓷加热体42断电，停止加热，以保护加热器本体，防止陶瓷加热体42自身温度过高烧毁，；若第二温度传感器22检测到的温度值低于该温度阈值，控制器1保持陶瓷加热体42的通电状态不发生动作。

将多个陶瓷加热体42放置于安装壳体41内，一则方便陶瓷加热体42的整齐设置以及位置布局，二则方便整个加热组件安装于其他结构，方便加热电池箱。

安装壳体41上设置有多个与控制器1相连接的电极插头，一个电极插头对应连接一个陶瓷加热体42。在使用中，控制不同电极插头的通断电状态，就能控制对应的陶瓷加热体42的工作状态，灵活控制陶瓷加热器的发热面积以及发热功率。

对应地，外壳上设置有多个用于插入电极插头的电极插槽，且电极插槽与电极插头一一对应。电极插槽用于连接电源，当电极插头插入电极插座，电源可以对陶瓷加热器的供电，以启动陶瓷加热器发热。

陶瓷加热体42包括加热丝和散热管，加热丝设置于散热管且加热丝连接电极插头。加热丝呈螺旋状，能够提高发热功率，在有限的空间内发出更多的热量。

进一步地，本发明实施例中的加热丝的材质为碳纤维，且加热丝的表面附着有定型涂层。定型涂层能够起到对碳纤维加热丝的定型作用，以有效抑制碳纤维加热丝在制作成螺旋状时的回弹和变形，它能够使得碳纤维加热丝制作成有规则的螺旋形状，以此能够使得安装工作省时省力。

热气出口315设置于加热腔面向电池箱的一侧，加热腔的大小与安装壳体41大小相匹配，为了将陶瓷加热体42的温度有效散发到空气并传输到电池箱，在热气出口315的口部设置有散热片316。

散热片316为板状，在其一侧一体成型有连接部，连接部用于将散热片316固定于外壳，使得散热片316恰好覆盖于热气出口315且与外壳表面保持平行。散热片316上设置有散热孔，加速了空气的流通，进而加速了热量的散发，有效提高了加热效率。

作为一种优选的实施例，本发明实施例中的散热孔包括多个弧形长孔，多个弧形长孔绕散热片316的中心环绕设置。当热气出口315出来的热风经散热孔散发时，经由于环形分布的散热孔，会形成旋转气流，将电加热散发的热量均匀散出，防止对局部加热造成电池箱内的锂电池受热面积不均匀，影响锂电池的性能。

本发明至少一种实施例中，风冷装置包括第二风机52以及设置于外壳两侧的进风通道和出风通道，第二风机52设置于出风通道内，出风通道与第二流通口312相连通；控制器1控制连接第二风机52；进风通道用于向电池箱与外壳之间通入空气，出风通道于将电池箱与外壳之间的空气导出。

外壳安装到电池箱外后，外壳与电池箱之间存在一定的间隙。进风通道贯穿外壳，将外界大气与上述间隙连通，使得外界大气的冷空气可以进入上述间隙；出风通道相对进风通道设置于外壳的另一侧，出风通道也贯穿外壳，将上述间隙与外界大气连通，使得上述间隙内的热气排出到外界大气中。

其中，进风通道和出风通道恰好也位于锂电池的两侧，当气体由进风通道进入外壳与电池箱之间，再通过出风通道排出到外界大气，进风通道与出风通道之间恰好形成冷空气与锂电池进行冷热交换的风冷通道。

当第一温度传感器21检测到电池箱的温度达到第一最高温度阈值，控制器1控制第二风机52启动时，在出风通道内形成负压，转换门的第二门板向外壳内转动，第一流通口311封闭，第二流通口312导通，电池箱与外壳之间的热气由第二流通口312进入出风通道排出，进而带动整个气流的流通，进风通道、锂电池与外壳之间的间隙、出风通道以及外界环境之间形成风冷气流循环通道，通过第二风机52的不断鼓风作用，气流源源不断经过锂电池与外壳之间，带走电池箱内的锂电池发热产生的热量，为锂电池降温。

其中，进风通道包括与外界连通的进风口321，出风通道包括与外界连通的出风口322，进风口321和出风口322均设置于外壳远离电池箱的一侧，且在进风口321和出风口322设置有风量调节组件6。

进风通道的一端为进风口321，另一端为面向电池箱的冷风进口323；出风通道的一端为出风口322，另一端为面向电池箱的第二流通口312。

进风口321的风量调节组件6，能够控制外界大气进入电池箱与外壳之间的风量，出风口322的风量调节组件6，能够控制电池箱与外壳之间的气体排出到外界大气的风量，结合风机的工作参数调节，能够调节风冷的效率。

具体地，风量调节组件6可以包括调节嘴与调节环；调节嘴为筒状且一体成型于外壳，且调节嘴的圆周面设置有第一流通缺口；调节环同轴套设于调节嘴，且能够相对调节嘴转动，调节环的周面设置有与第一流通缺口相对应的第二流通缺口。实际工作中，气流经进风口321或出风口322时通过风量调节组件6的调节嘴上的流通缺口进入或排出。当气流通过时，改变流通缺口的大小，实现对风量大小的调节。

进一步地，调节嘴包括筒体与盖体，第一流通缺口设置于筒体；筒体的一端连接外壳，盖体可拆卸连接于筒体的自由端。可拆卸的盖体方便了对调节嘴的更换与后期维护。

本发明至少一种实施例中，优选地，风量调节组件6包括风量调节阀，控制器1控制连接风量调节阀，能够实现只能实现自动化的风量调节。

本发明至少一种实施例中，为了方便拆卸以及安装，外壳分为两部分：第一壳体31和第二壳体32，第一壳体31和第二壳体32可拆卸扣合而成。

具体地，第一壳体31用于安装于电池箱外，冷风进口323和热气出口315设置于第一壳体31上；第二壳体32扣合于第一壳体31，且第二壳体32形成有加热腔以及用于容纳风机的腔体。

外壳分为第一壳体31和第二壳体32两部分，且第一壳体31和第二壳体32之间为可拆卸连接，有利于整个电加热器的安装与维护。

实施例二

本发明实施例提供一种电池组，包括电池箱和如上述实施例一提供的任一种温度调控集成控制系统，第一温度传感器21、加热装置和风冷装置设置于电池箱外，电池箱内设置有锂电池。

其中，温度调控集成控制系统的具体结构已在上文中做了详细介绍，此处不再赘述。

本发明实施例提供的一种电池组，采用上述温度调控集成控制系统对电池箱加热，能够取得该温度调控集成控制系统所能取得的所有有益效果，能够实现电池箱的温控自动化，同时，保证了加热器的安全，确保了电池箱内的锂电池的正常工作以及安全运行。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。