一种高效的半导体冷却和加热的电池包的制作方法

本实用新型涉及一种电池包，尤其涉及一种高效的半导体冷却和加热的电池包。

背景技术：

现有电动汽车电池包冷却方式主要有：自然冷却、强制风冷、液冷；其中自然冷却散热效率较低，强制风冷需要设计风道，增加风扇，密封性难兼顾，系统复杂程度较高，液冷需要冷却介质，在电池包内部有漏液风险。

现有电动汽车电池包加热方式主要有：电加热膜加热、PTC加热、液热；其中液热是建立在液冷系统上的加热形式，通过外循环冷却回路中并入一个加热回路，实现对电池加热，加热效率低，存在漏液风险。因此需要开发一种电池包加热散热系统以提高电池包的散热效率。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种高效的半导体冷却和加热的电池包，以提高电池包自然冷却或加热的换热效率。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的一种高效的半导体冷却和加热的电池包，包括半导体制冷片，所述半导体制冷片包括第一封层、热交换层和第二封层，所述第一封层、热交换层和第二封层依次叠加连接，电池模组的其中一个侧面与第一封层/第二封层贴合连接；所述热交换层包括若干N型半导体和P型半导体，若干所述N型半导体和P型半导体依次交替首尾相接后与电源电性连接，且N型半导体和P型半导体首尾相接的两端分别与第一封层和第二封层贴合连接。

进一步的，若干所述N型半导体和P型半导体间隔设置，所述N型半导体和P型半导体的首尾两端通过导电件连接，所述导电件与第一封层/第二封层贴合连接。

进一步的，所述电池模组的底面与第一封层贴合连接，若干所述N型半导体和P型半导体依次交替首尾相接后与电池模组电性连接。

进一步的，还包括框架、底板和固定梁，所述框架固定连接于底板侧面，所述固定梁连接于底板的上表面，所述第二封层与底板的上表面贴合连接。

进一步的，所述底板与第二封层的贴合处设置有凸起，所述第二封层与所述凸起贴合。

进一步的，所述电池模组与第一封层的贴合面、底板与第二封层的贴合面均粘连有导热垫或是导热胶。

本实用新型的有益效果如下所述：一种高效的半导体冷却和加热的电池包，其中的半导体制冷属于电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制；且半导体制冷片具有加热和散热两种功能，通过改变电流的方向即可实现；热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，半导体制冷片就能快速达到最大温差，既能提高电池包的自然散热效率，又没有漏液的风险。

附图说明

附图1为本实用新型所述的半导体制冷片的原理图；

附图2为本实用新型的结构示意图；

附图3为本实用新型的结构爆炸图；

附图4为本实用新型所述的半导体制冷片的结构示意图；

附图5为本实用新型所述的半导体制冷片的结构剖视图；

附图6为本实用新型所述的底板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如附图1至6所述的一种高效的半导体冷却和加热的电池包，包括半导体制冷片1、电池模组2、框架9、底板10和固定梁11；所述半导体制冷片1包括第一封层2、热交换层3和第二封层4，所述第一封层2、热交换层3和第二封层4依次叠加连接，且第一封层置于热交换层的上方，第二封层置于热交换层的下方，所述第一封层2和第二封层4采用绝缘陶瓷片，并应保证其良好的绝缘性和密封性，所述电池模组2的底面通过导热垫或是导热胶与第一封层贴合连接，所述底板10通过导热垫或是导热胶与第二封层贴合连接，所述固定梁连接于底板10的上表面，本实施例中，设置有四个电池模组，分置固定梁的两侧，所述框架通过搅拌焊接或是弧焊固定连接于底板的四周侧面。

所述热交换层3包括若干N型半导体6和P型半导体7，若干所述N型半导体6和P型半导体7依次交替间隔设置，且首尾并通过导电件8，如金属片，相接后与电池模组电性连接，且N型半导体6和P型半导体7首尾相接两端的导电件分别与第一封层2和第二封层4贴合连接，由于电池模组中有BIC,即电池管理系统，里面有线路板，控制采集各电芯电压，然后控制输出电流，可以将半导体制冷片供电的通断加入到BIC中，通过线路板里面的电子元器件控制半导体制冷片供电的通断、电流正反以及电流大小。

所述半导体制冷片的供电线路可并入整个电池包的低压采样线路，以便控制。

所述半导体制冷片的热交换原理为：当一块N型半导体和一块P型半导体组成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。当流过的电流方向相反时，N型半导体和P型半导体的冷热端对调。当冷热端达到一定温差，这两种热传递的量相等时，就会达到一个平衡点，正逆向热传递相互抵消。此时冷热端的温度就不会继续发生变化。通常半导体制冷片冷热端的温差可以达到40～65度之间，从正温90℃到负温度130℃都可以实现。

在电池工作时产热导致电池温度较高需冷却时，通入电流，使半导体制冷片贴近电池模组底部的第一封层为冷面，贴近底板的第二封层为热面，设置好冷面温度；电池产生的热量通过导热垫(胶)传至半导体制冷片冷面，因冷面温度低于电池模组底部温度，会通过热交换冷却电池模组；同时热面热量通过导热垫(胶)传至底板，一方面因为制冷片冷热端温差大，传递至托盘温度会高于外界空气温度，会跟外界空气有热交换；另一方面在车行驶过程中形成的空气对流，也会把将传至底板的热量带走，降低热面温度，从而实现冷却电池模组的功能。

在电池模组温度过低时，通入反向电流，使半导体制冷片贴近电池模组底部的面为热面，贴近底板的面为冷面，设置好热面温度；半导体制冷片热面产生的热量通过导热垫(胶)传至电池模组底面，因热面温度高于电池底部温度，会通过热交换加热电池；同时通过导热垫(胶)制冷片冷面和托盘底部会存在热交换，因为半导体制冷片冷热端温差大，故传递至底板温度会低于外界空气温度，会跟外界空气有热交换，升高冷面温度，从而实现电池模组的加热。

所述底板10与第二封层4的贴合处设置有凸起12，所述第二封层4与所述凸起12贴合。所述底板10的凸起12一方面用于增强底板强度，一方面便于与外界空气对流。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。