电池装置的制作方法

1.本技术属于供电装置技术领域，具体涉及一种电池装置。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，摄像机等电子设备的使用越来越广泛，在摄像机等电子设备工作的过程中需要使用电池为电子设备供电，电池的储能有限，因此需要为电池充电，在一些供电较为不便的地区，使用太阳能板为电池进行充电。电池的充电对温度较为敏感，在环境温度较低或环境温度较高时可能会出现充电失效的状况，影响摄像机等电子设备的正常使用。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的是提供一种电池装置，能够解决相关技术中，在环境温度较低或较高的情况下对电池充电有可能会导致电池充电失效的问题。
4.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
5.本技术实施例提供一种电池装置，包括第一壳、电池组件、tec装置、温度检测元件和控制模块，其中：
6.所述第一壳设有第一腔室以及与所述第一腔室连通的第一连通孔，所述电池组件和所述温度检测元件设于所述第一腔室内，所述温度检测元件用于检测所述第一腔室或所述电池组件的温度，所述tec装置的第一端位于所述第一腔室内，所述tec装置的第二端与所述第一腔室之外形成热传导通路；
7.所述控制模块设于所述第一壳，所述控制模块分别与所述温度检测元件和所述tec装置相连，在所述温度小于第一预设温度的情况下，所述控制模块控制所述tec装置的第一端放热以及所述tec装置的第二端吸热；在所述温度大于第二预设温度的情况下，所述控制模块控制所述tec装置的第一端吸热以及所述tec装置的第二端放热，所述第一预设温度小于所述第二预设温度。
8.在本技术实施例中，温度检测元件检测电池组件或第一腔室内的温度，在温度小于第一预设温度的情况下，控制模块控制tec装置的第一端放热，以提升电池组件的温度，在温度大于第二预设温度的情况下，控制模块控制tec装置的第一端吸热，以降低电池组件的温度，避免电池组件温度较低或较高而导致充电失效。由此可见，本技术能够解决相关技术中，在环境温度较低或较高的情况下对电池充电有可能会导致电池充电失效的问题。
附图说明
9.图1为本技术实施例公开的电池装置的剖视图；
10.图2为本技术实施例公开的安装件、第一散热件、控制模块以及第二散热件的结构示意图；
11.图3为本技术实施例公开的电池装置的外部结构示意图；
12.图4为本技术实施例公开的电池装置的部分构件的爆炸图；
13.图5为本技术实施例公开的隔热件、电池组件和第一导热件的装配图；
14.图6为本技术实施例公开的第一导热件的结构示意图；
15.图7为本技术实施例公开的第一导热件的侧视图；
16.图8为本技术实施例公开的第一导热件的俯视图。
17.附图标记说明：
18.100-第一壳、110-壳本体、120-安装件、121-第一连通孔、130-连接件、140-第一腔室、
19.200-电池组件、
20.300-tec装置、
21.400-控制模块、
22.510-第一散热件、511-第一部分、512-第二部分、520-第二散热件、
23.600-第二壳、
24.700-隔热件、710-第二连通孔、
25.800-第一导热件。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
28.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例进行详细地说明。
29.如图1至图8所示，本技术公开一种电池装置，所公开的电池装置包括第一壳100、电池组件200、tec(thermo electric cooler，半导体制冷器)装置300、温度检测元件和控制模块400。
30.第一壳100设有第一腔室140以及与第一腔室140连通的第一连通孔121，电池组件200和温度检测元件设于第一腔室140内，温度检测元件用于检测第一腔室140或电池组件200的温度，tec装置300的第一端位于第一腔室140内，tec装置300的第二端与第一腔室140之外形成热传导通路。tec装置300的第二端可以位于第一腔室140之内，通过第一连通孔121与第一腔室140之外形成热传导通路，tec装置300的第二端也可以位于第一腔室140之外，从而与第一腔室140之外形成热传导通路。
31.控制模块400可以包括电路板和安装于电路板上的控制芯片，电路板可以为控制
板，控制模块400设于第一壳100，控制模块400分别与温度检测元件和tec装置300相连，温度检测元件可以为温敏器件或其他具有温度检测功能的器件，温度检测元件用于检测电池组件200的温度，温度检测元件可以与控制模块400电连接，以将温度检测元件检测到的温度传递给控制模块400，控制模块400可以与tec装置300电连接，以通过控制模块400控制是否为tec装置300通入电流，以及为tec装置300通入的电流的方向。
32.在温度小于第一预设温度的情况下，控制模块400控制tec装置300通入第一电流，控制模块400控制tec装置300的第一端放热以及tec装置300的第二端吸热，tec装置的第一端释放的热量进入第一腔室140，提升第一腔室140内的温度，进而提升电池组件200的温度，避免电池组件200的温度较低而导致电池组件200充电失效。
33.在温度大于第二预设温度的情况下，控制模块400控制tec装置通入第二电流，第二电流与第一电流的方向相反，控制模块400控制tec装置300的第一端吸热以及tec装置300的第二端放热，tec装置300的第一端吸收第一腔室140内的热量，使得第一腔室140内的温度降低，进而使得电池组件200的温度降低，避免电池组件200的温度较高而导致电池组件200充电失效，第一预设温度小于第二预设温度。
34.在电池组件200的温度大于或等于第一预设温度、且小于或等于第二预设温度的情况下，tec装置300不通电。
35.可选的，第一预设温度可以为0摄氏度，第二预设温度可以为50摄氏度，当然，不同的电池组件200对于温度的敏感性不同，第一预设温度和第二预设温度可以根据电池组件200对于温度的要求进行调整，本技术对此不作限制。
36.在本技术实施例中，温度检测元件检测电池组件200或第一腔室140内的温度，在温度小于第一预设温度的情况下，控制模块400控制tec装置300的第一端放热，对电池组件200进行加热，以提升电池组件200的温度，在温度大于第二预设温度的情况下，控制模块400控制tec装置300的第一端吸热，以降低电池组件200的温度，避免电池组件200温度较低或较高而导致充电失效。由此可见，本技术能够解决相关技术中，在环境温度较低或较高的情况下对电池充电有可能会导致电池充电失效的问题。
37.控制模块400工作过程中会产生热量，为了充分利用控制模块400工作过程中产生的热量，tec装置300的第一端可以与电池组件200导热连接，tec装置300的第二端可以与控制模块400导热连接。此种情况下，在tec装置300的第一端放热，第二端吸热时，控制模块400工作过程中产生的热量依次传导至tec装置300的第二端、tec装置300的第一端、电池组件200，此种结构能够将控制模块400工作过程中产生的热量用于对电池组件200的加热，提高对电池组件200的加热效率。
38.电池组件200为tec装置300供电，在上述工作的过程中，tec装置300的第一端释放的热量包括由电池组件200为tec装置300提供的电能转化的热能，还包括tec装置300的第二端吸收的控制模块400工作过程中产生的热量，使得tec装置300对电池组件200的制热效率η1大于1，且η1小于2，例如，η1可以等于1.2、1.3或1.5。
39.相关技术可以通过加热片为电池组件200加热，加热片需要电池组件200为加热片供电，加热片将电池组件200提供的电能转化为热能，这使得加热片的制热效率小于或等于1，本技术实施例中tec装置300制热效率大于加热片的制热效率。
40.在进一步的技术方案中，电池装置还可以包括第一散热件510，第一散热件510可
以通过螺钉连接或粘接的方式设于第一壳100，第一散热件510可以位于tec装置300和控制模块400之间，第一散热件510的相背的两端可以分别与tec装置300的第二端以及控制模块400导热连接。tec装置300的第二端的散热效率与tec装置300的第一端的吸热效率成正比，在tec装置300的第一端吸热，第二端放热的情况下，通过第一散热件510增强tec装置300的第二端的散热效率，能够增强tec装置300的第一端的吸热效率，从而增强tec装置300对第一腔室140以及电池组件200的制冷效率η2，η2大于零，且η2小于2。
41.为了固定tec装置300，在一种可选的实施例中，可以将tec装置300通过螺钉连接或粘接等方式固定在第一壳100上。
42.在另一种可选的实施例中，tec装置300设于第一腔室140内，并支撑在电池组件200上，第一散热件510包括相连接的第一部分511和第二部分512，第一部分511位于第一腔室140之外，以使tec装置300的第二端通过第一散热件510与第一腔室140之外形成热传导通路，第二部分512穿过第一连通孔121抵压在tec装置300上，以将tec装置300和电池组件200压紧在第一壳100的内壁上。此种情况下，第一散热件510还能够起到辅助安装固定tec装置300的作用，使得第一散热件510起到一物两用的效果，简化电池装置的结构。
43.第二部分512的中心线可以与tec装置300的中心线重合。可选的，沿第一连通孔121的中心线的延伸方向的投影中，第二部分512的投影的面积可以大于tec装置300的投影的面积，且tec装置300的投影位于第二部分512的投影内，或者，第二部分512的投影的面积可以小于tec装置300的投影的面积，且第二部分512的投影位于tec装置300的投影内。
44.在一种可选的实施例中，沿第一连通孔121的中心线的延伸方向的投影中，tec装置300的投影可以与第二部分512的投影重合。此种情况下，相比于第二部分512的投影的面积大于tec装置300的投影的面积，且tec装置300的投影位于第二部分512的投影内的技术方案，本实施例在tec装置300的第二端吸热时，能够更快速地将控制模块400的热量传输至tec装置300，提升对电池组件200的加热速度，相比于第二部分512的投影的面积小于tec装置300的投影的面积，且第二部分512的投影位于tec装置300的投影内的技术方案，本实施例在tec装置300的第二端放热时，能够更快速地将tec装置300的热量传递给第一散热件510，提升对电池组件200的制冷速度。
45.控制模块400在工作过程中产生的热量较多，在tec装置300第二端放热时，tec装置300第二端释放的热量也较多，只通过第一散热件510进行散热的效率可能较低，为此，在本技术实施例中，电池装置还可以包括第二散热件520，第二散热件520可以通过螺钉连接或粘接的方式设于第一壳100，并与控制模块400的背离第一散热件510的表面导热连接。此种情况下，能够增大散热面积，进一步增大tec装置300的第二端的散热效率，从而进一步增大tec装置300对第一腔室140以及电池组件200的制冷效率。
46.电池装置还可以包括第二壳600，第一壳100与第二壳600相连，第一壳100与第二壳600可以围成第二腔室，第一散热件510的至少部分、控制模块400和第二散热件520均可以位于第二腔室内。此种情况下，第二腔室能够对第一散热件510、控制模块400和第二散热件520起到防护作用。
47.第一壳100和第二壳600可以为塑料材质，进一步的，为了提升散热效率，第一壳100和第二壳600也可以为金属材质。第一散热件510和第二散热件520均可以为铝合金材质。当然，第一壳100、第二壳600、第一散热件510和第二散热件520也可以采用其他材质，本
申请对此不作限制。
48.具体的，第一壳100可以包括固定相连的壳本体110和连接件130，第二壳600可以开设有内腔以及与内腔连通的第二开口，第二壳600可以通过螺钉或卡扣结构与连接件130相连，且连接件130封堵第二开口，壳本体110位于内腔中，连接件130、第二壳600以及壳本体110围成第二腔室。
49.为了便于电池组件200的检修和更换，壳本体110可以开设有第一开口，第一壳100还可以包括安装件120，安装件120封堵第一开口，且安装件120可以通过螺钉与壳本体110可拆卸相连，以便于电池组件200以及tec装置300的检修和更换。壳本体110与安装件120围成第一腔室140，第一连通孔121可以开设于安装件120，第一散热件510、控制模块400、第二散热件520均可以通过螺钉连接在安装件120上。
50.为了增大tec装置300与电池组件200之间的热传递速度，电池装置还可以包括第一导热件800，第一导热件800设于第一腔室140内，tec装置300的第一端可以与第一导热件800导热连接，通过第一导热件800增大tec装置300与电池组件200之间的热传导速度。电池组件200可以为电池包，电池包可以包括多个电池，电池可以为锂电池，第一导热件800可以绕设于多个电池，且多个电池均可以与第一导热件800贴合。此种情况下，通过第一导热件800能够减小各个电池之间的温差，使多个电池均处于较为适合的温度下，保证各个电池的充电效果。
51.多个电池可以阵列分布，第一导热件800绕设在多排电池上，并与各个电池接触。第一导热件800可以为铜箔或石墨片。
52.为了控制多个电池之间的温差，第一导热件800的热损失不宜过高，δtmax可以等于10摄氏度，其中，δtmax表示在第一导热件800的长度方向上，第一导热件800的第一端和第二端的温度差的最大值。
53.第一导热件800的导热系数为λ1，第一导热件800的宽度为d，第一导热件800的长度为l，第一导热件800的厚度为t1。在tec装置300的第一端放热以及tec装置300的第二端吸热的情况下，电池组件200对tec装置300的供电功率为p1、tec装置300对电池组件200的制热效率为η1。在tec装置300的第一端吸热以及tec装置300的第二端放热的情况下，电池组件200对tec装置300的供电功率为p2，tec装置300对电池组件200的制冷效率为η2，其中，λ1需要满足：
[0054][0055]
需要说明的是，制热效率η1指的是tec装置300给电池组件200的制热量与电池组件200给tec装置300的供电功率的比值；制冷效率η2指的是tec装置300给电池组件200的制冷量与电池组件200给tec装置300的供电功率的比值；第一导热件800是通过条状的薄片结构弯曲而成的，第一导热件800的长度指的是条状的薄片结构在其所在平面内的较大的尺寸(也可以说是在第一导热件800绕设电池组件200的绕设方向上的第一端至第二端的尺寸)，第一导热件800的宽度指的是同一平面内的与长度方向垂直的方向的尺寸，第一导热件800的厚度指的是条状的薄片结构的最小的尺寸。
[0056]
上述方案中，tec装置300的第一端与第一导热件800导热连接，tec装置300的第二端与第一散热件510导热连接，第一散热件510与控制模块400导热连接，控制模块400与第
二散热件520导热连接。
[0057]
在一种可选的实施例中，tec装置300的第一端与第一导热件800可以直接接触，以实现导热连接；tec装置300的第二端与第一散热件510可以直接接触，以实现导热连接；第一散热件510与控制模块400可以直接接触，以实现导热连接；控制模块400与第二散热件520可以直接接触，以实现导热连接。
[0058]
在另一种可选的实施例中，tec装置300的第一端与第一导热件800可以通过第二导热件导热连接；tec装置300的第二端与第一散热件510可以通过第二导热件导热连接；第一散热件510与控制模块400可以通过第二导热件导热连接；控制模块400与第二散热件520可以通过第二导热件导热连接。
[0059]
第二导热件可以为导热凝胶、导热垫片或导热膏，本技术不限制第二导热件的具体材质和结构。tec装置300的第一端与第一导热件800之间的第二导热件、tec装置300的第二端与第一散热件510之间的第二导热件、第一散热件510与控制模块400之间的第二导热件、控制模块400与第二散热件520之间的第二导热件的种类可以相同，也可以不同。
[0060]
此种情况下，第二导热件较软，通过第二导热件能够减小tec装置300的第一端与第一导热件800、tec装置300的第二端与第一散热件510、第一散热件510与控制模块400、控制模块400与第二散热件520之间的接触热阻，进而增强相应的两个构件之间的热传递速度。
[0061]
在本技术实施例中，电池装置还可以包括隔热件700，隔热件700包裹电池组件200，电池组件200可以为六面体结构，电池组件200的六个面均包裹有隔热件700，隔热件700可以开设有第二连通孔710，第一连通孔121与第二连通孔710相对，tec装置300位于第二连通孔710之内，第二连通孔710的形状可以与tec装置300的形状相同，第二连通孔710的孔壁与tec装置300的侧壁之间、第二连通孔710的孔壁与第二部分512的侧壁之间可以具有间隙，当然，第二连通孔710的孔壁也可以与tec装置300的侧壁以及第二部分512的侧壁接触。
[0062]
此种情况下，通过隔热件700避免tec装置300对电池组件200加热时第一腔室140内的温度流失过快，较好地维持第一腔室140内的温度。
[0063]
进一步的，tec装置300的第二端可以与第二连通孔710的孔壁密封贴合，第一导热件800可以封堵第二连通孔710，进一步减缓tec装置300对电池组件200加热时第一腔室140内的温度流失速度。隔热件700可以为泡棉材质，当然，隔热件700也可以选用气凝胶等其他材质，本技术对此不作限制。
[0064]
在本技术实施例中，在tec装置300的第一端放热以及tec装置300的第二端吸热的情况下，隔热件700的面向电池组件200的表面和背向电池组件200的表面的温度差可以用δt表示，δt通常是一个范围内的数值，包括此范围内的任意数值，当然也包括此范围内的最大值和最小值，一种可选的方案中，δt等于20摄氏度。
[0065]
隔热件700的导热系数为λ2，隔热件700的厚度t2，隔热件700的外表面积为a。在tec装置300的第一端放热以及tec装置300的第二端吸热的情况下，电池组件200对tec装置300的供电功率为p1，tec装置300对电池组件200的制热效率为η1，λ2需满足：
[0066]
需要说明的是，隔热件700的厚度t2指的是隔热件700在第一腔
室140之外至第一腔室140之内的方向上的尺寸(也可以说是隔热件700的面向电池组件200的表面至背向电池组件200的表面之间的尺寸)。
[0067]
为通过加热片对电池组件200进行加热的方式以及通过tec装置300对电池组件200进行加热的方式进行实验，除加热方式不同外，其余条件均相同。在通过加热片对电池组件200进行加热时，加热片的输入功率为0.5w，电池组件200的表面的温升为16.2摄氏度，在通过tec装置300对电池组件200进行加热时，tec装置300的输入功率为0.5w，电池组件200的表面的温升为21.5摄氏度。由此可见，通过tec装置300对电池组件200进行加热的方式比通过加热片对电池组件200进行加热的方式加热效率更高。
[0068]
上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。