一种温差电池组的制作方法

文档序号:10595927阅读:414来源:国知局
一种温差电池组的制作方法
【专利摘要】本发明一种温差电池组,含有上、下壳体、上、下壳体传热层和温差电池单元;在上下壳体外表面设置上下壳体传热层,在上下壳体里面设置有能安装温差电池单元的若干槽形定位结构,上壳体与下壳体能据此嵌置呈3×3排布、或并联或串联或并联与串联混合连接的温差电池单元;每个温差电池单元设有正负极以及温度传感器;在温差电池单元与上下壳体的间隙垫有上下缓冲导热减震垫;上、下壳体通过螺接或点焊连接成一个电池组整体。本发明通过结构设计,既合理结实密封又抗震;通过对工作面打磨、抛光及对平行度进行调整,保证了上下壳体工作面的平行度和精度并具有低热阻;生产组装方便,使用方便,工作寿命较长,可积极推广应用。
【专利说明】
一种温差电池组
技术领域
[0001]本发明涉及热电技术领域,涉及电池组技术,具体地说,是一种温差电池组。
【背景技术】
[0002]温差电池是根据“珀尔帖效应”和“塞贝克效应”进行工作的一种应用性产品,它是一种没有转动部件的固态器件,其体积小、寿命长、工作时无噪声、不会释放有害物质(如氟氯烃)的产品;只需改变电流方向,同一个温差电池可用于致冷,也可以致热;在给定上下表面不同温度的时候,它可用于发电。此外它可以以任意角度进行安装和运行并通过调节电压或电流就能够精确控制温度。由于温差电池具有这一系列优点,因此,它在工业、农业、科学研究和国防等各领域都得到了广泛应用。而且,随着材料技术的不断进步,温差电池的技术还在发展,其性能在进一步提高,这些为温差电池的大规模应用奠定了扎实的基础。
[0003]但是,现有的温差电池通常是以单一形式供给的,其功率小,只能用于小面积、小范围的发电或者致冷,在大规模安装和应用上存在不足。现有常见的温差电池,其上下工作表面一般为氧化铝陶瓷构成。由于陶瓷的脆性,不耐震动和冲击,这也限制了温差电池的使用范围。
[0004]中国专利CN201523027U公开了“一种树脂电绝缘的温差电池模块”,它虽然解决了陶瓷温差电池模块耐震动、耐冲击的问题,但是它仍然是以单一模块提供使用的,其安装使用不方便且表面绝缘问题尚未解决,这些不足也限制了所述树脂电绝缘的温差电池模块的应用范围。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于解决上述不足,提供一种温差电池组,它采用上壳体外贴上壳体传热层、内设上缓冲导热减震垫,下壳体外贴下壳体传热层、内设下缓冲导热减震垫将温差电池单元“夹”在中间的结构设计,不仅工作面平行度和粗糙度可控、生产组装方便,而且可有效抗震动、抗冲击,可在化工、电力、冶金、汽车、动力机械、食品加工、航空航天、海洋等行业积极推广应用。
[0006]为实现上述的目的,本发明采用了以下技术方案。
[0007]—种温差电池组,含有上壳体、上壳体传热层、下壳体、下壳体传热层和温差电池单元;其特征在于,在所述上壳体和下壳体的周边设有安装定位用的孔结构以及方便温差电池单元的正极、负极及温度传感器走线的通孔;在所述上壳体的外表面设有上壳体传热层,在所述下壳体的外表面设有下壳体传热层,所述上壳体和下壳体的里面设有能安装温差电池单元的若干第一槽形定位结构和第二槽形定位结构(能限制温差电池单元横向或纵向移动),所述上壳体和下壳体通过第一槽形定位结构、第二槽形定位结构能将若干温差电池单元嵌合在上壳体与下壳体之间;所述温差电池单元按一定方式排布安装在所述上壳体与下壳体之间,每个温差电池单元设有正极和负极;在由若干温差电池单元构成的整体结构上还设有温度传感器(用于检测温差电池单元上下工作面整体的温度);在所述温差电池单元的上下面与上壳体和下壳体的间隙中垫置有厚度在0.5?2mm的上缓冲导热减震垫和下缓冲导热减震垫(即,所述上壳体和所述下壳体是通过上缓冲导热减震垫和下缓冲导热减震垫再与温差电池单元接触的,这样可产生抗震动、抗冲击的效果);所述上壳体与下壳体通过螺接或者点焊的方式连接成一个电池组整体。
[0008]进一步,所述温差电池单元是温差电池组最小的结构单元,其工作面由陶瓷材料构成;温差电池单元的形状为圆形或者方形,其高度在3?6mm之间,圆形的直径和方形的宽度在10?80mm之间。
[0009]进一步,所述温差电池单元至少设有两个,其排列方式为并列平行排布:或呈mX η排布、或呈3 X 3排布,或呈4 X 5排布,根能据需要进行变换。
[0010]进一步,所述温差电池单元的连接方式为并联、串联或者并联与串联的混合连接。
[0011]进一步,所述上壳体和下壳体采用冲压结构件或者压铸结构件。
[0012]进一步,所述上壳体传热层贴合在所述上壳体的外表面,所述下壳体传热层贴合在所述下壳体的外表面,它们之间的贴合方式为钎焊或者是铆接。
[0013]进一步,先将所述上壳体传热层与所述上壳体贴合成一整体,再将所述下壳体传热层与所述下壳体贴合成一整体,然后再根据工作面的设计要求进行打磨、抛光或者根据平行度要求进行整形,保证上壳体和下壳体上下工作面的平行度符合设计要求;然后再将温差电池单元安装在所述上壳体与所述下壳体的里面。
[0014]进一步,在所述上壳体与所述下壳体的结合处设有上下壳体隔热垫,所述上下壳体隔热垫的厚度在I?3mm之间。
[0015]进一步,在所述上壳体与所述下壳体合拢的间隙填充有柔性保温材料。
[0016]进一步,所述上缓冲导热减震垫和下缓冲导热减震垫的形状、大小随温差电池单元的外形大小而定。
[0017]本发明一种温差电池组的积极效果是:
(I)采用上壳体外贴上壳体传热层、内设上缓冲导热减震垫,下壳体外贴下壳体传热层、内设下缓冲导热减震垫将温差电池单元“夹”在中间,再在上壳体与下壳体的结合处设置上下壳体隔热垫并在上壳体与下壳体之间的空隙内填充柔性保温材料的结构设计,可有效抗震动、抗冲击。
[0018](2)先将上壳体传热层与上壳体贴合成一整体,再将下壳体传热层与下壳体贴合成一整体,然后再根据工作面的设计要求进行打磨、抛光或者根据平行度要求进行整形,使工作面平行度和粗糙度可控,保证了上下壳体工作面的平行度和精度符合设计要求,具有低热阻。
[0019](3)生产组装方便,使用方便,工作寿命较长,可在化工、电力、冶金、汽车制造、动力机械、食品加工、航空航天、海洋等行业积极推广应用。
【附图说明】
[0020]图1是本发明一种温差电池组的结构示意图。
[0021]图2是本发明一种温差电池组的俯视图。
[0022]图3是图2中A-A面剖视图。
[0023]图4是图3中C区域结构放大图。
[0024]图5是温差电池组无上壳体的结构示意图。
[0025]图6是温差电池组无上壳体的俯视图。
[0026]图7是本发明一种温差电池组另一实施例图2的A-A面剖视图。
[0027]图8是图7中D区域结构放大图。
[0028]图9本发明一种温差电池组第二实施例的结构示意图。
[0029]图10本发明一种温差电池组第二实施例的俯视图。
[0030]图11是图10中G-G面剖视图。
[0031]图12是图11中K区域结构放大图。
[0032]图13是图10中H-H面剖视图。
[0033]图14是图13中M区域结构放大图。
[0034]图15是本发明第二实施例温差电池组无上壳体的俯视图。
[0035]图中的标号分别为:
1、温差电池组;101、温差电池单元;
2、上壳体;3、上壳体传热层;
4、下壳体;401、第一槽形定位结构;
402、第二槽形定位结构;5、下壳体传热层;
6、上下壳体隔热垫;7、上缓冲减震垫;
8、下缓冲减震垫;9、正极;
10、负极;11、温度传感器。
【具体实施方式】
[0036]以下结合附图进一步说明本发明一种温差电池组的【具体实施方式】,但是应该指出,本发明的实施不限于以下的实施方式。
[0037]实施例1
参见图1-4。一种温差电池组I,含有温差电池单元101、上壳体2、上壳体传热层3、下壳体4、下壳体传热层5、上下壳体隔热垫6、上缓冲导热减震垫7、下缓冲导热减震垫8。所述温差电池单元101为温差电池组最小的结构单元,其工作面由陶瓷材料构成;温差电池单元101的形状采用圆形或者方形,其高度在3?6mm之间,圆形的直径和方形的宽度在10?80mm之间。所述上壳体2和下壳体4采用冲压结构件或者压铸结构件,在所述上壳体2和下壳体4的里面设有尺寸对应的、能安装温差电池单元101的若干定位槽形结构401、402,能限制温差电池单元1I安装后的横向或纵向移动。在温差电池单元1I的上下表面设有上缓冲减震垫7和下缓冲减震垫8,所述上缓冲减震垫7和下缓冲减震垫8的形状、大小随温差电池单元101的外形大小而定。所述上壳体传热层3类似三明治结构,贴合在所述上壳体2的上表面,具体方法可采用钎焊或者是铆接的方式。
[0038]在所述上壳体2和下壳体4的周边设置安装定位用的孔结构以及方便温差电池单元101的正极9、负极10及温度传感器11走线的通孔(参见图1)。
[0039]在所述上壳体2的外表面设置上壳体传热层3,在所述下壳体4的外表面设置下壳体传热层5。具体做法是:先将所述上壳体传热层3与所述上壳体2的外表面同样大小、同面积地贴合成一整体,再将所述下壳体传热层5与所述下壳体4的外表面同样大小、同面积地贴合成一整体(在上壳体2与下壳体4的整个结合处设置了柔性的上下壳体隔热垫6)(参见图4),贴合的方法可采用钎焊或者是铆接的方式。然后再根据对上壳体2和下壳体4工作面的设计要求进行打磨、抛光或者根据平行度的要求进行整形,保证上壳体2和下壳体4的上下工作面的平行度符合设计要求。然后再将温差电池单元101安装在所述上壳体2与所述下壳体4里面的第一槽形定位结构401、第二槽形定位结构402内。
[0040]本发明的温差电池组在具体实施中,设有9个温差电池单元101(参见图5、6),其排列方式为并列平行呈3 X 3排布,每3个温差电池单元101串联成一组,各温差电池单元101之间的间隔在4?6mm之间(或可呈m X η排布、或可呈4 X 5排布)。具体排布形式可根能据需要进行变换或调整。所述温差电池单元101的连接方式采用并联与串联混合的连接方式(实施中,并联或者串联的方式也是可以考虑的)。
[0041 ]每个温差电池单元101设有正极9和负极1;在由若干温差电池单元101构成的整体结构上还设有用于检测温差电池单元101上下工作面整体温度的温度传感器11,所述温度传感器11设置在下壳体4中两个温差电池单元101的间隙之中(参见图7)。
[0042]为加强抗震动、抗冲击的效果,本发明的温差电池组在具体实施中,在温差电池单元101的上下面与上壳体2和下壳体4的间隙中垫置了厚度在0.5?2mm的上缓冲导热减震垫7和下缓冲导热减震垫8;即,所述上壳体2和所述下壳体4是通过上缓冲导热减震垫7和下缓冲导热减震垫8再与温差电池单元101接触的,这样能提高抗震动、抗冲击的效果。所述上缓冲导热减震垫7和所述下缓冲导热减震垫8采用胶粘方式粘结,可防止上缓冲导热减震垫7和下缓冲导热减震垫8脱离上壳体2和下壳体4。此外,还在所述上壳体2与所述下壳体4的结合处设置了柔性的上下壳体隔热垫6;在上壳体2与下壳体4之间的空隙内可填充柔性保温材料。可根据温差电池组不同的使用场合填充不同的柔性保温材料,以达到隔离上下温差的目的。
[0043]将上述上壳体2与下壳体4通过螺接或者点焊方式连接成一个电池组整体。
[0044]在实施例1中,上壳体传热层3和下壳体传热层5全部随形覆盖在上壳体2和下壳体4上,增加了上壳体2和下壳体4上无效的热通路,不利于建立较大温差。因此,本发明还提供了以下两个实施例。
[0045]实施例2
参见图7-8。一种温差电池组,各部件基本同实施例1的实施方式。有区别的是:上壳体传热层3与下壳体传热层5的设置方法有所不同。
[0046]实施例2的具体方式是:先将面积小于上壳体2外表面的上壳体传热层3贴合在上壳体2的外表面(工作区域),在上壳体2外表面非工作区域是没有上壳体传热层3的;再将面积小于下壳体4外表面的下壳体传热层5贴合在下壳体4的外表面(工作区域),在下壳体4外表面非工作区域是没有下壳体传热层5的;将没有上壳体传热层3覆盖的上壳体2边缘与没有下壳体传热层5覆盖的下壳体4边缘贴合成一整体(参见图9)。
[0047]由于上壳体传热层3和下壳体传热层5只覆盖了温差电池组的工作区域,在上壳体2和下壳体4外表面的非工作区域是没有上壳体传热层3和下壳体传热层5的,这就减少了热辐射的损失,能有效地提高温差电池组的工作效率。
[0048]实施例3
参见图9-15。一种温差电池组,各部件基本同实施例1。所不同的是:在上壳体2和下壳体4周边设置的安装定位用孔结构以及方便温差电池单元101的正极
9、负极10及温度传感器11走线的通孔结构更为明显(参见图10、11)。
[0049]上壳体传热层3与下壳体传热层5的设置方法有所不同。实施例3的具体方式是:先将面积小于上壳体2外表面的上壳体传热层3贴合在上壳体2的外表面(工作区域),在上壳体2外表面非工作区域是没有上壳体传热层3的;再将面积小于下壳体4外表面的下壳体传热层5贴合在下壳体4的外表面(工作区域),在下壳体4外表面的非工作区域是没有下壳体传热层5的(以上结构同实施例2);将没有上壳体传热层3覆盖的上壳体2边缘与没有下壳体传热层5覆盖的下壳体4边缘贴合成一整体,在上壳体2与下壳体4结合处的一半位置设置较小的上下壳体隔热垫6,这点与实施例1和2都是不同的(参见图13)。
[0050]这样做,首先,上壳体2与下壳体4的结合面积更小,更有利于减少热辐射的损失,能提高温差电池组的效率;其次,上壳体传热层3和下壳体传热层5只覆盖温差电池组的工作区域,减少了覆盖区域,也就减少了热辐射的损失,能进一步提高温差电池组的工作效率。
[0051]采用实施例3的温差电池组,能在保证上壳体2与下壳体4强度的基础上,减少上壳体传热层3与下壳体传热层5的面积,有利于温差电池组的温差建立而又不会造成热短路,从而能有效地提高温差电池组的工作效率。
【主权项】
1.一种温差电池组(I),含有上壳体(2)、上壳体传热层(3)、下壳体(4)、下壳体传热层(5)和温差电池单元(101);其特征在于,在所述上壳体(2)和下壳体(4)的周边设有安装定位用的孔结构以及方便温差电池单元(101的)正极(9)、负极(10)及温度传感器(11)走线的通孔;在所述上壳体(2)的外表面设有上壳体传热层(3),在所述下壳体(4)的外表面设有下壳体传热层(5),所述上壳体(2)和下壳体(4)的里面设有能安装温差电池单元(101)的若干第一槽形定位结构(401)和第二槽形定位结构(402),所述上壳体(2)和下壳体(4)通过所述第一槽形定位结构(401)和第二槽形定位结构(40 2 )能将若干温差电池单元(1I)嵌合在上壳体(2)与下壳体(4)之间;所述温差电池单元(101)按一定方式排布安装在所述上壳体(2)与下壳体(4)之间,每个温差电池单元(101)设有正极(9)和负极(10);在由若干温差电池单元(101)构成的整体结构上还设有温度传感器(11);在所述温差电池单元(101)的上下面与上壳体(2)和下壳体(4)的间隙中垫置有厚度在0.5?2mm的上缓冲导热减震垫(7)和下缓冲导热减震垫(8);所述上壳体(2)与所述下壳体(4)通过螺接或者点焊的方式连接成一个电池组整体。2.根据权利要求1所述的一种温差电池组,其特征在于,所述温差电池单元(101)是温差电池组最小的结构单元,其工作面由陶瓷材料构成;温差电池单元(101)的形状为圆形或者方形,其高度在3?6mm之间,圆形的直径和方形的宽度在10?80mm之间。3.根据权利要求2所述的一种温差电池组,其特征在于,所述温差电池单元(101)至少设有两个,其排列方式为并列平行排布:或呈m X η排布、或呈3 X 3排布,或呈4 X 5排布,根能据需要进行变换。4.根据权利要求2所述的一种温差电池组,其特征在于,所述温差电池单元(101)的连接方式为并联、串联或者并联与串联的混合连接。5.根据权利要求1所述的一种温差电池组,其特征在于,所述上壳体(2)和下壳体(4)采用冲压结构件或者压铸结构件。6.根据权利要求5所述的一种温差电池组,其特征在于,所述上壳体传热层(3)贴合在所述上壳体(2 )的外表面,所述下壳体传热层(5 )贴合在所述下壳体(4 )的外表面,它们之间的贴合方式为钎焊或者是铆接。7.根据权利要求6所述的一种温差电池组,其特征在于,先将所述上壳体传热层(3)与所述上壳体(2)贴合成一整体,再将所述下壳体传热层(5)与所述下壳体(4)贴合成一整体,然后再根据工作面的设计要求进行打磨、抛光或者根据平行度要求进行整形,保证上壳体(2)和下壳体(4)上下工作面的平行度符合设计要求;然后再将温差电池单元(101)安装在所述上壳体(2)与所述下壳体(4)的里面。8.根据权利要求1所述的一种温差电池组,其特征在于,在所述上壳体(2)与所述下壳体(4)的结合处设有上下壳体隔热垫(6),所述上下壳体隔热垫(6)的厚度在I?3mm之间。9.根据权利要求1所述的一种温差电池组,其特征在于,在所述上壳体(2)与所述下壳体(4 )合拢的间隙填充有柔性保温材料。10.根据权利要求1所述的一种温差电池组,其特征在于,所述上缓冲导热减震垫(7)和下缓冲导热减震垫(8)的形状、大小随温差电池单元(101)的外形大小而定。
【文档编号】H01L35/02GK105957953SQ201610400143
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】尹湘林, 覃峰
【申请人】上海加冷松芝汽车空调股份有限公司
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