用于电池温度调节的控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及用于车辆的电池的温度调节系统。
[0002]
【背景技术】
[0003]动力电池是汽车主要的储能装置，电池温度不仅对其车辆安全、放电功率、充电接收能力、操作性有一定的影响，而且还大大影响电池的寿命。适合的工作温度范围是动力电池获得最佳性能和延长使用寿命的重要因素。
[0004]电池的正常工作效率及充电效率与温度之间的关系如图1所示。根据Matthe等人在2011年的研究，一些电池在40° C的功率开始下降，60° C时不能输出。在0° C时只有原功率的60%，在-30 °C是几乎是零。适合的工作温度范围是电池获得最佳性能和延长使用寿命的重要因素。动力电池在充放电时会产生电化学反应热和焦耳热，从而使得自身温度提高，当超过其最佳工作温度上限时，动力电池性能会受到影响，严重时甚至可能造成电池爆炸;相反，当低于最佳工作温度下限时，电池的电压和电流都会下降。电动汽车运行过程中，温度过低会导致无法启动，温度过高不仅影响车辆的正常运行，严重时还会导致电池爆炸等重大安全事故。因此，在电动汽车中，动力电池组的安全性和可靠性非常重要，动力电池组是影响整车动力性能、续航里程、成本等关键指标的核心部件。
[0005]为了克服电池受温度影响严重的情况，现有技术中提供了多种解决思路与方案，包括直接采取独立空调对电池组制冷或制热，用循环水路降温或加热等等。这些解决方案中，尽管可以将电池的温度保持在一个较佳的范围内，但是往往存在以下缺点:
第一、电池温度控制单元所需要的空间过大，使整车集成难度加大。现有的车辆的整体尺寸是一定的，在有限的空间中需要容纳如电池、驱动系统、传动系统、制动系统、控制系统等一系列的部件。为了保证车辆的续航里程，电池会占据相当大的空间。因此，如何减少电池温度控制单元所需要的空间，使其在满足温控范围的要求内，运用于各种型号的车辆是很多现有技术方案没有解决的难题。
[0000]第二、电池温度控制单元所耗费的电力巨大，大大影响了车辆的续航能力。电动汽车的温控系统如果为了控制电池的温度，进而消耗掉电池的大量电量，其结果是仍然没有达到提高电池效率，增强电动汽车性能的理想效果。
[0007]
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种结构紧凑占用空间小，并且效率高的电池温度调节系统。
[0009]为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于电池温度调节的控制器，包
括:一第一温控开关组件以及一第二温控开关组件;一半导体温度调节单元，以及为该半导体温度调节单元供电的一电源;一换向控制单元，该换向控制单元与该第一温控开关组件以及第二温控开关组件连接，根据该第一温控开关组件以及第二温控开关组件的输出信号控制该半导体温度调节单元与该电源的连接方向；该换向控制单元包括第一继电器和第二继电器，该第一继电器根据该第一温控开关组件的输出信号闭合，该第一继电器闭合时，该半导体温度调节单元的第一极与该电源的负极连接，第二极与该电源的正极连接;该第二继电器根据该第二温控开关组件的输出信号闭合，该第而继电器闭合时，该半导体温度调节单元的第一极与该电源的正极连接，第二极与该电源负极连接。
[0010]更进一步地，该第一温控开关组件检测到一第一预定温度时发出该输出信号；该第二温控开关组件检测到一第二预定温度时发出该输出信号;该第一预定温度与第二预定温度的取值范围不重合。
[0011]更进一步地，该控制器还包括一循环系统控制单元，该循环系统控制单元与该第一温控开关组件以及第二温控开关组件连接，当该第一温控开关组件或第二温控开关组件发出输出信号时，该循环系统控制单元启动一第一循环单元及第二循环单元。
[0012]更进一步地，该控制器还包括一比较器，该比较器与该第一温控开关组件以及第二温控开关组件连接，当第一温控开关组件和第二温控开关组件具有一预设温差时，发出一温差信号，该控制器根据该温差信号启动该第一循环单元。
[0013]更进一步地，该第一极连接该第一继电器的第一触点及第二继电器的第一触点，该一继电器的第一触点及第二继电器的第一触点与该电源的负极连接，该第二极连接该第一继电器的第二触点及第二继电器的第二触点，该第一继电器的第二触点及第二继电器的第二触点与该电源的正极连接。
[0014]更进一步地，该第一温控开关组件以及第二温控开关组件均包括多个温度探测器，该第一温控开关组件以及第二温控开关组件根据多个温度探测器的值发出该输出信号。
[0015]更进一步地，该多个温度探测器的值是以下值中的一种:平均值、加权平均值、中间值、最高值、最低值。
[0016]更进一步地，该电池组件放置于该第一循环单元之上，该半导体温度调节单元的第一面紧贴该第一循环单元，该半导体温度调节单元的第二面紧贴该第二循环单元。
[0017]更进一步地，该换向控制单元还包括与该第一继电器连接的一第一保护二极管，以及该第二继电器连接的一第二保护二极管。
[0018]与现有技术相比较，本发明所提供的电池温度调节系统具有以下优点:
第一、该电池温度调节系统的高效液流导热板(散热板)尺寸小，厚度只有3mm左右，并且现有的电池直接放置在该电池温度调节系统上使用，不需要对现有的电池做任何额外的改进，因此可以适用于各种电池组的配套和应用，并适用于多种车型；
第二、整个系统耗电省，根据电池组的容量大小，使用功率仅为l_2kW，不会大量消耗动力电池电量。由于对电池组温度的精确控制，利于电池组效能的发挥，因此使用了该系统后车辆行驶里程会有所增加；
第三、该电池温度调节系统是独立于电池组件外的系统，不介入电池电池组各单元内部控制策略；
第四、该电池温度调节系统加热和降温反应快，温度惯性小，温度控制精准。
[0019]
【附图说明】
[0020]关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
[0021 ]图1是电池组温度对电池组充放电效能的影响示意图；
图2是本发明提供的电池温度调节系统的模块示意图；
图3是本发明提供的电池温度调节系统的结构示意图；
图4是本发明提供的电池温度调节系统的散热板的结构示意图；
图5是本发明提供的电池温度调节系统的散热板的剖视图；
图6是本发明提供的控制单元的模块框图；
图7是本发明提供的控制单元的换向控制器的示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
[0023]为了解决上述技术问题，本发明公开用于车辆的电池温度调节系统，通过电池组件直接放置于冷/热循环单元之上，尽可能地降低了温度调节系统所需要的空间需求。另一方面，利用另一路循环单元对半导体温度调节单元进行多余热量带走/补充热量的处理，进而提升了半导体温度调节单元的制冷/制热效率和反应时间。在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内，，、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
[0024]如图2所示，图2是本发明提供的电池温度调节系统的模块示意图。该电池温度调节系统包括被控温部件，即电池组件10。温度开关70的温度传感器(图中未示出)用于探测电池组温度，并根据探测值发出开启信号或关闭信号至控制单元60。控制单元60控制与电源50连接，通过控制电源50与半导体温度调节单元30的连接方向，如正接或反接，从而控制半导体温度调节单元30的冷热面换向。
[0025]半导体制冷又称电子制冷，或者温差电制冷，是利用特种半导体材料构成的P-N结，形成热电偶对，产生珀尔帖效应，即通过直流电制冷的方式。〃帕尔帖效应〃的物理原理为:电荷载体在导体中运动形成电流，由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级向低能级运动时，就会释放出多余的热量。反之，就需要从外界吸收热量(即表现为制冷)。所以，当半导体温度调节单元30正接电源50时，第一面产生热量，第二面吸收热量；当半导体温度调节单元30反接电源50时，原来产生热量的第一面变成吸收热量，原来吸收热量的第二面变成产生热量。
[0026]本发明所提供的电池温度控制系统的控制策略如图6所示。温度开关70优选为两组温度控制开关元件，其中一组是高温开关71，另一组是低温开关72。第一组温度控制开关元件71探测到电池组温度为高温时，半导体温度调节单元30开始向电池组件10制冷。第一组温度控制开关元件71探测到电池组温度已经不是高温时，半导体温度调节单元30停止制冷。同样的道理，第二组温度控制开关元件72探测到电池组温度为低温时，半导体温度调节单元30开始向电池组件10制热。当电池组温度达到既定温度时，停止制热。当半导体温度调节单元30开始工作时，第一循环单元20和第二循环单元40同时工作。
[0027]在一种实施例中，第一组温度控制开关元件71和第二组温度控制开关元件72可以放置在电池组件10的不同位置上。当第一组温度控制开关元件71和第二组温度控制单元72之间的温度差在在一定范围内时，如2至3° C时，仅第一循环单元20工作，第二循环单元40不工作。
[0028]在另一种实施例中，第一组温度控制开关元件71可以由若干温度探测器组成，第二组温度控制开关元件72也可以由若干温度探测器组成。每个温度探测器均位于电池组件10的不同位置上。当第一组温度控制开关元件71的平均温度高于一预定值，如35° C时，控制单元控制所述半导体温度调节单元30制冷，并且第一循环单元20和第二循环单元40同时工作。当第二组温度控制开关元件72的平均温度低于一预定值，如0° C时，控制单元控制所述半导体温度调节单元30制热，并且第一循环单元20和第二循环单元40同时工作。当第一、第二温度控制开关元件的平均温度既不高于35