一种电动汽车动力电池温度控制系统的制作方法

本发明属于动力电池领域，具体涉及一种电动汽车动力电池温度控制系统。

背景技术：

目前电动汽车的动力电池组的冷却方案主要有液冷和风冷，液冷系统的缺点是系统复杂，对安全性要求高，而且成本高。风冷的主要缺点是制冷效率低，制冷散热效果不均匀，流道设计复杂。且不论液冷还是风冷的解决方案，均无法做到制冷、制热两者的兼容。风冷和液冷的方式都只是制冷，因而当需要系统加热时，需要重新设计加热系统在电池包内，实现制热效果，制冷、制热两套独立的系统均安装在动力电池组上，这样就会使整个系统更加复杂，导致后期维护困难。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种实现制冷和制热为一体的电动汽车动力电池温度控制系统。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种电动汽车动力电池温度控制系统，包括由多个动力电池组成的电池组、多个导热基板、多个热电模块、温度传感器、电流控制模块和控制终端；所述温度传感器连接至所述控制终端，所述热电模块连接至所述电流控制模块，所述电流控制模块连接至所述控制终端；

其中，

所述温度传感器设置在所述电池组上；

所述导热基板具有两个相对的导热面，所述导热基板贴合固定在所述电池组侧面，所述导热基板中设有多个容置腔，所述热电模块具有两个相对的接触面，所述热电模块设置于所述容置腔中，所述热电模块的两个所述接触面均贴合固定在所述容置腔中，所述热电模块的所述接触面和所述导热基板的所述导热面相对；

所述电流控制模块包括电流切换单元，所述电流切换单元用于切换所述热电模块的电流方向。

进一步地，所述导热基板中还设有多个热通道，所述热通道与所述容置腔连通。

进一步地，根据所述温度传感器检测的所述电池组温度，所述控制终端控制所述电流切换单元切换所述热电模块的电流方向，所述热电模块制冷或制热所述电池组。

进一步地，所述电流控制模块还包括电流调节单元，所述电流调节单元用于调节所述热电模块工作电流的大小。

进一步地，还包括无线通信模块，所述无线通信模块连接至所述控制终端。

进一步地，所述无线通信模块为WIFI模块、蓝牙模块、3G模块和4G模块中的一种或多种。

进一步地，所述导热基板由第一导热基板和第二导热基板构成，其中，所述第一导热基板表面设有所述第一容置凹槽，所述第二导热基板表面设有所述第二容置凹槽，所述第一容置凹槽和所述第二容置凹槽互相匹配，所述第一容置凹槽和所述第二容置凹槽互相叠合形成所述容置腔，所述热电模块置于所述容置腔中，所述第一导热基板和所述第二导热基板压焊形成一体。

进一步地，所述导热基板贴合固定在所述电池组侧面的所述导热面上设有硅脂导热涂层，所述热电模块的两个所述接触面均设有硅脂导热涂层。

进一步地，所述导热基板的导热面上设有石墨散热膜。

进一步地，所述导热基板由铝或铝合金制成。

本发明采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

本发明提供一种电动汽车动力电池温度控制系统，通过将导热基板贴合固定在电池组侧面，利用热电模块通过改变电流的方向实现制冷和制热的切换的原理，将热电模块的两个接触面均贴合固定在导热基板中，通过控制终端控制电流控制模块中的电流切换单元切换电流方向，实现热电模块制热或制冷电池组，本发明导热基板导热能力固定，热电模块可实现集制热、制冷于一体的目的，但热电模块直接暴露易于被损坏，本发明通过热电模块设置于导热基板中，将热电模块与导热基板的结合，实现本发明集制热、制冷于一体，通过电流控制模块实现本发明制热、制冷的切换；热电模块具有可调导热的能力，通过电流控制模块中的电流调节单元实现调节热电模块电流的大小，实现高精度的温度控制；通过无线通信模块组成自动控制系统，实现遥控和/或程控的人机交互功能。

附图说明

图1为本发明一种电动汽车动力电池温度控制系统电池组侧面设置导热基板示意图；

图2为本发明一种电动汽车动力电池温度控制系统散热基板示意图；

图3为本发明一种电动汽车动力电池温度控制系统热电模块示意图；

图4为本发明一种电动汽车动力电池温度控制系统热电模块工作原理示意图。

图中：1、电池组；2、导热基板；201、容置腔；3、热电模块；4、温度传感器；5、电流控制模块；501、电流切换单元；502、电流调节单元；6、控制终端；7、硅脂导热涂层；8、石墨散热膜；9、无线通信模块。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，本发明提供一种电动汽车动力电池温度控制系统，包括由多个动力电池组成的电池组1、多个导热基板2、多个热电模块3、温度传感器4、电流控制模块5和控制终端6；所述温度传感器4连接至控制终端6，所述热电模块3连接至所述电流控制模块5，所述电流控制模块5连接至所述控制终端6；

其中，

所述温度传感器4设置在所述电池组1上；

所述导热基板2具有两个相对的导热面，所述导热基板2贴合固定在所述电池组1侧面，所述导热基板2中设有多个容置腔201，所述热电模块3具有两个相对的接触面，所述热电模块3设置于所述容置腔201中，所述热电模块3的两个所述接触面均贴合固定在所述容置腔201中，所述热电模块3的所述接触面和所述导热基板2的所述导热面相对；

所述电流控制模块5包括电流切换单元501，所述电流切换单元501用于切换所述热电模块3的电流方向。

本发明利用热电效应(帕尔帖效应)实现制冷和制热目的，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，便释放出多余的能量；相反，从低能级向高能级运动时，从外界吸收能量。能量在两材料的交界面处以热的形式吸收或放出，因而既可以用于致热，也可以致冷。热电模块就是一个热传递工具，只要热端(被冷却物体)的温度高于某温度，热电模块便开始发挥作用，使得冷热两端的温度逐渐均衡，从而起到致冷作用。

热电模块优点是没有滑动部件，可应用在一些受到限制的空间，可靠性要求高，如应用于本发明的动力汽车的电池组安装空间。所述热电模块的工作运转是用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一热电模块上实现制冷或加热。

本发明所述热电模块3优选半导体热电模块，其工作原理是：当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端；电流由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定的。

作为本发明基本的控制应用，进一步地，本发明可根据所述温度传感器4检测的所述电池组1温度，所述控制终端6控制所述电流切换单元501切换所述热电模块3上的电流方向，所述热电模块3制冷或制热所述电池组1。

可以理解的是，当所述电池组1温度过高需要制冷时，通过所述控制终端6控制所述电流控制模块5中的所述电流切换单元501开启所述热电模块3制冷所述电池组1模式；当所述电池组1温度低需要制热时，通过所述控制终端6控制所述电流控制模块5中的所述电流切换单元501开启所述热电模块3制热所述电池组1模式。

本发明通过将所述导热基板2贴合固定在所述电池组1侧面，利用所述热电模块3通过改变电流的方向实现制冷和制热的切换的原理，将所述热电模块3的两个接触面均贴合固定在所述容置腔中，通过所述控制终端6控制所述电流控制模块5中的所述电流切换单元501切换电流方向，实现所述热电模块3的制热或制冷功能。

本发明将热电模块置于导热基板中，对比将热电模块直接固定在电池组侧面的情况，导致热电模块暴露在外面，会导致热点模块受到外界破坏的几率大增，而本发明可保护热电模块不受破坏。

本发明所述导热基板2具有导热功能，所述电池组1温度过高时，所述电池组1产生的热量通过所述导热基板2导出，此导热过程为物理导热，其导热快慢决定于所述导热基板2所用的材料，为了实现快速导热，本发明所述导热基板2优选铝和铝合金材料。

进一步地，所述导热基板2贴合固定在所述电池组1侧面的所述导热面上设有硅脂导热涂层7，所述热电模块3的两个所述接触面均设有硅脂导热涂层7。所述硅脂导热涂层7一方面能使所述导热基板与所述电池组侧面更加充分贴合，另一方面所述硅脂导热涂层7本身也可增强热量的导入，进一步实现增强本发明的加热效果。

进一步地，所述导热基板2的另一个导热面上设有石墨散热膜8。石墨作为散热新材料设置在所述导热基板2的另一导热面，当本发明工作在制冷状态时，通过所述导热基板2向外界散热，所述石墨散热膜8能增强所述导热基板2的另一导热面表面横向方向散热性能，热量从所述石墨散热膜8表面快速散出并自然冷却形成空气流动带走，本发明可优选采用纳米级石墨散热膜工艺，在行业内是一种全新的技术应用，其散热效果好、质量轻，涂层可任意成型，厚度可根据需要进行调节。

进一步地，所述导热基板2中还设有多个热通道，所述热通道与所述容置腔202连通。通过所述热通道的设计，可实现进一步加快导热效果，在实际应用设计中，可将所述热通道均匀分布在所述导热基板2的各处，这样可以实现热量在所述导热基板2各处快速均匀传导。

进一步地，所述电流控制模块5还包括电流调节单元502，所述电流调节单元502用于调节所述热电模块3工作电流的大小。本发明的所2述导热基板的导热能力取决于所选导热材料，选定后其导热能力就已固定，本发明通过所述热电模块3可实现导热能力的可调，通过所述电流调节单元502调节所述热电模块3的电流大小，调节所述热电模块3制冷或制热的速度。热量从所述热电模块3的一个接触面传到另一个接触面的速度可调，一方面可以加快热量在所述导热基板2厚度方向的传导速度，另一方面通过所述5电流控制模块中的所述电流调节单元502实现调节所述热电模块3电流的大小，实现高精度的电池组温度控制，使所述电池组1在最佳工作温度工作。

进一步地，还包括无线通信模块9，所述无线通信模块9连接至所述控制终端6。所述无线通信模块9优选为WIFI模块、蓝牙模块、3G模块和4G模块中的一种或多种。可知，通过所述无线通信模块9本发明可组成自动控制系统，从而实现遥控和/或程控的人机交互功能。人们可通过手机APP实现与本发明所述控制终端6的无线交互，本发明所述控制模块6可以为现有技术动力汽车的电池管理系统(BMS)，如在冬天寒冷天气时，人们不需走到动力汽车开启制热模式，然后经漫长的等待后才可启动，人们可通过手机APP提前获知电池组温度情况，然后通过手机APP遥控本发明启动制热模式，人们只需在屋里等待，当电池组温度到达设定温度时，手机APP收到制热完成的提示，人们在收到提示后再去开动汽车。

作为本发明的实际应用，本发明的导热基板可通过两片加热基板压焊对接成型工艺制成，这在行业内是一种全新的技术应用。本方案具体为：所述导热基板由第一导热基板和第二导热基板构成，其中，所述第一导热基板表面设有所述第一容置凹槽，所述第二导热基板表面设有所述第二容置凹槽，所述第一容置凹槽和所述第二容置凹槽互相匹配，所述第一容置凹槽和所述第二容置凹槽互相叠合形成所述容置腔，所述热电模块置于所述容置腔中，所述第一导热基板和所述第二导热基板压焊形成一体。

上述实施方案简单、易加工，将容置凹槽互相叠合，然后采用压焊技术使两片加热基板完全对接在一起，达到完全融为一体的焊接强度。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。