CN111624501A - 一种动力电池恒温充放电测试用的恒温箱 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池领域，涉及一种动力电池恒温充放电测试用的恒温箱，包括箱体、箱体上设置的通孔和箱体外的供电电源，其特征在于：上盖板与箱体能够压合连接，上盖板设有玻璃视窗，箱体内设有PTC加热板、热电半导体制冷器和两个风扇；热电半导体制冷器由两个半导体制冷片、一个冷凝板、一个导热板和两个散热片组成，第一个半导体制冷片分别与导热板、一个散热片相连，第二个制冷片分别与冷凝板、另一个散热片相连，箱体外侧设有温控器，温控器分别与热电偶、PTC加热板、热电半导体制冷器、两个风扇、供电电源相连；箱体为具有夹层的双层箱体或多层箱体。本发明提供装置能够循环气流温控、避免温度大幅直升、直降带来的影响，操作简单，安全性高。
Description
技术领域
本发明属于电池设备技术领域，具体涉及一种动力电池恒温充放电测试用的恒温箱。
背景技术
因温度对电池性能影响较大，因而为准确测试各类电池性能，大多要求开展电池恒温测试。但是动力电池在充放电过程中会迅速产生大量热，导致表面温度快速升高，从而影响电池的恒温充放电测试结果的准确性，尤其当充放电流较大时，如果不加以修正，测试数据波动较大，很难判定测量结果的准确性，导致测试数据失效。
目前的技术中存在着两种解决方案：一是将充放电测试仪器置于恒温室中，通过空调调节恒温室的温度，此方案能耗大，做超高温和超低温测试的成本较高，实施难度大，且经实验验证无法保证电池表面温度恒定；二是采用高精度恒温箱，将测试系统控制在恒定温度，但此恒温箱价格较高，体积较大，且对于大容量电池仍无法保证充放电过程中电池表面温度恒定，温升从几摄氏度到几十摄氏度不等。以上两种方案的成本都很大，而且很难满足电池表面恒温测试需求。
中国专利CN200920096931.0所述的磷酸铁锂材料测试用恒温装置，采用电热丝作为热源，只具有加热功能，而且电热丝容易烧红，表面温度过高可能导致安全事故，温度过高时需要空调给环境降温，控温范围窄。中国专利CN201220169797.4所述的一种电池充放电测试用恒温装置，采用热电半导体制冷组件作为热源和冷源，可以达到制冷制热两种效果，将箱体温度控制在-20～80℃范围内，但制冷片正在工作时不得瞬间通反向电压，需要5分钟后才可以，即不能瞬间由制冷转换为制热或者由制热转换为制冷，所以在控温方面误差很大；且制冷片为温差制冷，制热时需要冷端温度足够低，导致升温速率慢，热源和冷源同在箱体侧，会导致箱体上下产生温度阶梯，另外电池在大电流充放电时产热量大且快，此方法是对箱体空间控温，所以不能使电池表面温度恒定。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种循环气流温控、能够避免温度大幅的直升、直降带来的影响的动力电池恒温充放电测试用的恒温箱。
发明的技术方案为：
一种动力电池恒温充放电测试用的恒温箱，包括箱体(8)、箱体上设置的通孔和箱体外的供电电源(7)，上盖板与箱体(8)能够压合连接，上盖板设有玻璃视窗(1)，箱体(8)内设有PTC加热板(4)、热电半导体制冷器和两个风扇(6)；热电半导体制冷器由两个半导体制冷片(10)、一个冷凝板(2)、一个导热板(9)和两个散热片(11)组成，第一个半导体制冷片分别与导热板(9)、一个散热片(11)相连，第二个制冷片分别与冷凝板(2)、另一个散热片(11)相连，箱体外侧设有温控器(3)，温控器(3)分别与热电偶、PTC加热板(4)、热电半导体制冷器、两个风扇(6)、供电电源(7)相连；箱体为具有夹层的双层箱体或多层箱体，夹层空间形成制冷通道，第一个半导体制冷片和导热板(9)设置在制冷通道内，与第一个半导体制冷片相连的散热片设置在箱体外；第二个半导体制冷片和冷凝板(2)设置在箱体内层的中下部中央位置，与第二个半导体制冷片相连的散热片设置在箱体底部外，电池能够放在冷凝板(2)上；第一个风扇(6)设置在箱体内层前端上，第二个风扇(6)设置在箱体内层后端上，热空气能够通过第一个风扇(6)进入制冷通道，并经过导热板(9)冷却后，通过第二个风扇(6)导入箱体内层。
进一步地，导热板(9)为多层多孔状导热板。
进一步地，通孔设置在箱体两侧底部或顶部，热电偶和电池充放电测试线能够穿过通孔；PTC加热板(4)设置在箱体内层。
进一步地，供电电源为交流电源或直流恒压电源；风扇(6)为交流散热风扇或直流散热风扇。
进一步地，箱体内层材料为陶瓷纤维板、聚酰亚胺板、聚醚醚酮板、聚氨酯板、环氧树脂玻璃纤维板中的一种或几种。
进一步地，箱体外设置有继电器(5)，温控器(3)和继电器(5)相连。
进一步地，温控器(3)与半导体制冷片相连。温控器能够和冷凝板相连。
其中采用热电半导体制冷器作为制冷元件，采用PTC加热板作为加热元件，PTC加热板(4)为正温度系数热敏电阻，可以根据需要在12V-380V之间设计不同功率的PTC加热板。
本发明的有益效果为：
1.本发明的温度调节主要能够通过内部循环气流进行调节，避免了温度的直升、直降带来的影响，操作简单，安全性高。
2.本发明通过改变PTC加热片和热电半导体制冷器的数量和功率、设置温控器的设定温度，可将测试电池表面温度控制在-30～100℃，同时风扇使得温度分布的更均匀，控温精度小于等于±1℃的高精度控制。
附图说明
图1是本发明装置的截面结构示意图；
图2是图1(不带上盖板、继电器、通孔、供电电池)A-A视角中的制冷通道中热风和冷风转换的原理示意图。
其中，1：玻璃视窗，2：冷凝板，3：温控器，4：PTC加热板，5：继电器，6：风扇，7：供电电源，8：箱体，9：导热板，10：半导体制冷片，11：散热片。
具体实施方式
下面结合附图1-2对本发明进行说明。
如图1-2所示，一种动力电池恒温充放电测试用的恒温箱，包括箱体(8)、箱体上设置的通孔和箱体外的供电电源(7)，上盖板与箱体(8)能够压合连接，上盖板设有玻璃视窗(1)，箱体(8)内设有PTC加热板(4)、热电半导体制冷器和两个风扇(6)；热电半导体制冷器由两个半导体制冷片(10)、一个冷凝板(2)、一个导热板(9)和两个散热片(11)组成，第一个半导体制冷片分别与导热板(9)、一个散热片(11)相连，第二个制冷片分别与冷凝板(2)、另一个散热片(11)相连，箱体外侧设有温控器(3)，温控器(3)分别与热电偶、PTC加热板(4)、热电半导体制冷器、两个风扇(6)、供电电源(7)相连；箱体为具有夹层的双层箱体或多层箱体，夹层空间形成制冷通道，第一个半导体制冷片和导热板(9)设置在制冷通道内，与第一个半导体制冷片相连的散热片设置在箱体外；第二个半导体制冷片和冷凝板(2)设置在箱体内层的中下部中央位置，与第二个半导体制冷片相连的散热片设置在箱体底部外，电池能够放在冷凝板(2)上；第一个风扇(6)设置在箱体内层前端底侧上，第二个风扇(6)设置在箱体内层后端底侧上，热空气能够通过第一个风扇(6)进入制冷通道，并经过导热板(9)冷却后，通过第二个风扇(6)导入箱体内层。
其中，导热板(9)为多层多孔状导热板。箱体外设置有继电器(5)，温控器(3)和继电器(5)相连，用于控制制冷和制热转换。多层多孔状导热板和散热片能够设置在箱体的底部和/或侧部。通孔设置在箱体两侧底部或顶部，热电偶和电池充放电测试线能够穿过通孔，热电偶能够放置在相应位置，如电池上，电池充放电测试线能够和电池相连。
温控器(3)与热电半导体制冷器相连，具体来说，温控器(3)是分别与第一个半导体制冷片、第二个半导体制冷片相连，温控器并通过第二个半导体制冷片和冷凝板相连。电池放在冷凝板上，并和PTC加热板设置在箱体内层。
其中采用热电半导体制冷器作为制冷元件，采用PTC加热板作为加热元件，PTC加热板(4)为正温度系数热敏电阻，可以根据需要在12V-380V之间设计不同功率的PTC加热板。热电偶为K型热电偶(图中未示出)，K型热电偶一端接在温控器上，K型热电偶另一端穿过箱体通孔设置在待测电池上。连接线均能够通过通孔穿入到箱体内层，从而避免把测试仪器等电器放入箱体内，进而增大箱体的体积。
进一步地，供电电源为交流电源或直流恒压电源，供电电源为热电半导体制冷器、温控器、PTC加热板、继电器、风扇、电池供电，通过改变PTC加热片和热电半导体制冷器(2)的数量和功率、设置温控器的设定温度，可将待测电池表面温度控制在-30～100℃。；风扇为20～240V，50/60Hz的交流散热风扇。箱体内层材料为陶瓷纤维板、聚酰亚胺板、聚醚醚酮板、聚氨酯板、环氧树脂玻璃纤维板中的一种或几种。
工作过程：在使用的过程中，先打开上盖板，将电池固定在冷凝板上，然后盖上上盖板，设定测试温度预热或预冷，待温控器显示的温度达到设定的温度后，对电池进行充放电测试，在测试过程中，风扇开启，设定温度偏差范围为±1℃，温度达到上线或者下限，可自动控制半导体制冷器和PTC加热板热交替工作，确保温差在±1℃范围内。
应当理解的是，以上仅为本发明的优选实施例，不能因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，制冷通道的形状或变化的构造，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种动力电池恒温充放电测试用的恒温箱，包括箱体(8)、箱体上设置的通孔和箱体外的供电电源(7)，其特征在于：上盖板与箱体(8)能够压合连接，上盖板设有玻璃视窗(1)，箱体(8)内设有PTC加热板(4)、热电半导体制冷器和两个风扇(6)；热电半导体制冷器由两个半导体制冷片(10)、一个冷凝板(2)、一个导热板(9)和两个散热片(11)组成，第一个半导体制冷片分别与导热板(9)、一个散热片(11)相连，第二个制冷片分别与冷凝板(2)、另一个散热片(11)相连，箱体外侧设有温控器(3)，温控器(3)分别与热电偶、PTC加热板(4)、热电半导体制冷器、两个风扇(6)、供电电源(7)相连；箱体为具有夹层的双层箱体或多层箱体，夹层空间形成制冷通道，第一个半导体制冷片和导热板(9)设置在制冷通道内，与第一个半导体制冷片相连的散热片设置在箱体外；第二个半导体制冷片和冷凝板(2)设置在箱体内层的中下部中央位置，与第二个半导体制冷片相连的散热片设置在箱体底部外，电池能够放在冷凝板(2)上；第一个风扇(6)设置在箱体内层前端上，第二个风扇(6)设置在箱体内层后端上，热空气能够通过第一个风扇(6)进入制冷通道，并经过导热板(9)冷却后，通过第二个风扇(6)导入箱体内层。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池恒温充放电测试用的恒温箱，其特征在于：导热板(9)为多层多孔状导热板。
3.根据权利要求1所述的一种动力电池恒温充放电测试用的恒温箱，其特征在于：通孔设置在箱体两侧底部或顶部，热电偶和电池充放电测试线能够穿过通孔；PTC加热板(4)设置在箱体内层。
4.根据权利要求1所述的一种动力电池恒温充放电测试用的恒温箱，其特征在于：供电电源为交流电源或直流恒压电源；风扇(6)为交流散热风扇或直流散热风扇。
5.根据权利要求1所述的一种动力电池恒温充放电测试用的恒温箱，其特征在于：箱体内层材料为陶瓷纤维板、聚酰亚胺板、聚醚醚酮板、聚氨酯板、环氧树脂玻璃纤维板中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种动力电池恒温充放电测试用的恒温箱，其特征在于：箱体外设置有继电器(5)，温控器(3)和继电器(5)相连。
7.根据权利要求1所述的一种动力电池恒温充放电测试用的恒温箱，其特征在于：温控器(3)与半导体制冷片相连。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200904 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |