一種控制溫度電池的制作方法

本發明涉及一種電池領域，尤其涉及一種控制溫度電池。

背景技術：

現有的電池一般采用金屬殼體封裝，外包一層塑料殼體。使用過程中其工作溫度的范圍波動很大。在不同的工作環境溫度下，電池各方面的性能表現差異也很大，參見附圖1所示，如低溫狀態下，電池的活性下降，能夠儲存和釋放的能量密度顯著降低，其容量顯著下降；而高溫狀態下，電池的活性過高，能夠儲存和釋放的能量密度雖然也顯著增加，但嚴重影響電池的壽命，并且伴有電池爆炸和起火的危險。動力電池使用過程中通常包含如下幾個階段：

1、初始階段：電池的溫度和外界環境的溫度一樣，通常都處于低溫狀態，隨著電池動力輸出，由于電池內阻的發熱效應，電池開始升溫，這一階段電池的工作環境溫度通常都處于低溫狀態；

2、理想階段：由于電池內阻的發熱效應，電池持續升溫，電池的溫度升至電池活性最適宜的溫度時，此時的電池充放電性能和電池的壽命相匹配，達到最佳效果；

3、過熱階段：由于電池內阻的持續發熱效應，溫度越高，發熱越多，使電池持續升溫。此時電池的溫度會影響電池的壽命，另外電池內部溫度過高還會帶來爆炸和起火的危險。

一般來講，電池充電時發熱效應小，從充電開始到充電完成之間的溫升不大，故充電溫度一般處于相對的低溫狀態，此溫度下的電池充放電性能均不好，能夠儲存的能量密度較低，容量較小，故所充的電量也較少，不能達到額定狀態。

而放電時，由于電池內阻有持續發熱效應，溫度直線上升，很快就到達了過熱的程度，溫度升高，發熱效應增大，這樣就容易過快耗完電能。電池在理想工作溫度下的工作時間很短暫。這種持續的、不利的循環對電池的容量和壽命均有很大損害。

綜上所述，讓電池盡量在理想溫度下工作的裝置成了迫切的需求。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術存在的以上問題，提供一種控制溫度電池。該發明能夠使電池處于理想的工作溫度，從而使電池能夠有效的延長其壽命，降低了電池的使用成本，經濟效益顯著。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：一種控制溫度電池，包括電池本體，所述電池本體包括電池、溫度控制倉、加熱裝置和降溫裝置，所述電池連接溫度控制倉，所述溫度控制倉連接加熱裝置和降溫裝置，所述溫度控制倉設置有溫控開關，所述溫控開關包括第一溫控開關和第二溫控開關，所述第一溫控開關連接加熱裝置，所述第二溫控開關連接降溫裝置，所述第一溫控開關能夠在溫度控制倉里面的溫度低于理想工作溫度時控制加熱裝置加熱，所述第二溫控開關能夠在溫度控制倉里面的溫度高于理想工作溫度時控制降溫裝置降溫。

進一步的，所述溫度控制倉包括微型泵和溶液，所述溶液連接微型泵，所述微型泵與電源連接，所述微型泵能夠使溫度控制倉里面的溶液循環流動。

進一步的，所述溶液包括火花機油或硝酸鉀飽和溶液。

進一步的，所述加熱裝置包括加熱器，所述溫度控制倉連接加熱器，所述加熱器與電源和第一溫控開關連接；所述加熱器包括電熱絲或電阻絲。

進一步的，所述第一溫控開關設置有理想工作溫度，當溫度控制倉里面的溫度低于理想工作溫度時，所述第一溫控開關控制加熱器加熱，使溫度控制倉里面的溶液加熱，由微型泵控制溶液循環，使溫度控制倉里面的溫度整體上升，當溫度控制倉里面的溫度在理想工作溫度和/或高于理想工作溫度時，加熱器停止加熱。

進一步的，所述降溫裝置包括制冷倉和噴頭，所述溫度控制倉連接噴頭，所述噴頭與制冷倉和第二溫控開關連接。

進一步的，所述制冷倉設置有制冷劑；所述制冷劑包括氨、氟里昂、水、混合共沸或碳氫制冷劑。

進一步的，所述第二溫控開關設置有理想工作溫度，當溫度控制倉里面的溫度高于理想工作溫度時，所述第二溫控開關控制噴頭，使制冷倉里面的制冷劑通過噴頭噴射到溫度控制倉，使溫度控制倉里面的溶液降溫，由微型泵控制溶液循環，使溫度控制倉里面的溫度整體下降，當溫度控制倉里面的溫度降低到理想工作溫度和/或理想工作溫度下限時，所述溫控開關控制噴頭停止噴射。

進一步的，所述溫控開水設置有溫度感應器，所述溫度感應器與溫度控制倉連接。

進一步的，所述噴頭設置有散熱管，所述散熱管與溫度控制倉連接，所述制冷倉里面的制冷劑通過噴頭進入到散熱管產生氣化使散熱管降溫，散熱管降溫使相連的溫度控制倉一起降溫。

進一步的，所述溫度控制倉設置有隔熱層，所述隔熱層包括聚氨酯發泡劑、聚苯板和酚醛樹脂板。

進一步的，所述溫度感應器包括一個或一個以上的溫度感應器；所述溫控開關能夠通過一個或一個以上的溫度感應器，所感應到溫度平均值與理想工作溫度作比較。

進一步的，所述微型泵設置有單向閥，所述單向閥與溶液連接，所述微型泵開啟時，所述單向閥能夠溫度控制倉里面的溶液往同一方向循環流動。

進一步的，所述電池在通電時，所述微型泵自動啟動。

進一步的，所述加熱器在第一溫控開關控制下能夠間歇加熱。

進一步的，所述加熱器加熱時，由溫度控制倉里面的溶液循環流動，使溫度控制倉里面溶液整體升溫。

進一步的，所述噴頭設置有節流閥，所節流閥在第二溫控開關控制下能夠間歇控制制冷倉里面的制冷劑通過噴頭。

進一步的，所述理想工作溫度范圍為33-37℃之間。

本發明的有益效果是：(1)本發明利用加熱器和降溫裝置在電池溫度過低或過高時，輔助加熱或降溫，可將電池的工作環境溫度保持在其理想工作溫度范圍內，使電池長期處于理想的工作狀態，可以保持電池的容量并延長其壽命，降低了電池的使用成本，經濟效益顯著；2、本發明結構簡單，不限次數重復循環使用，節能環保、充電效率高、安全可靠、使用方便，適用范圍廣泛。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明。本發明的具體實施方式由以下實施例及其附圖詳細給出。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明涉及的一種控制溫度電池的充放電曲線圖；

圖2為本發明涉及的一種控制溫度電池的整體結構示意圖。

圖中標號說明：1、電池本體，2、電池，3、溫度控制倉，4、加熱裝置，5、降溫裝置，6、微型泵，7、制冷倉，8、噴頭，9、溫度感應器，10、隔熱層。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的描述：

參照圖1～圖2所示，一種控制溫度電池，包括電池本體1，所述電池本體1包括電池2、溫度控制倉3、加熱裝置4和降溫裝置5，所述電池2連接溫度控制倉3，所述溫度控制倉3連接加熱裝置4和降溫裝置5，所述溫度控制倉3設置有溫控開關，所述溫控開關包括第一溫控開關和第二溫控開關，所述第一溫控開關連接加熱裝置4，所述第二溫控開關連接降溫裝置5，所述第一溫控開關能夠在溫度控制倉3里面的溫度低于理想工作溫度時控制加熱裝置4加熱，所述第二溫控開關能夠在溫度控制倉3里面的溫度高于理想工作溫度時控制降溫裝置5降溫。

進一步的，所述溫度控制倉3包括微型泵6和溶液，所述溶液連接微型泵6，所述微型泵6與電源連接，所述微型泵6能夠使溫度控制倉3里面的溶液循環流動。

進一步的，所述溶液包括火花機油或硝酸鉀飽和溶液。

進一步的，所述加熱裝置4包括加熱器，所述溫度控制倉3連接加熱器，所述加熱器與電源和第一溫控開關連接；所述加熱器包括電熱絲或電阻絲。

進一步的，所述第一溫控開關設置有理想工作溫度，當溫度控制倉3里面的溫度低于理想工作溫度時，所述第一溫控開關控制加熱器加熱，使溫度控制倉3里面的溶液加熱，由微型泵6控制溶液循環，使溫度控制倉3里面的溫度整體上升，當溫度控制倉3里面的溫度在理想工作溫度和/或高于理想工作溫度時，加熱器停止加熱。

進一步的，所述降溫裝置5包括制冷倉7和噴頭8，所述溫度控制倉3連接噴頭8，所述噴頭8與制冷倉7和第二溫控開關連接。

進一步的，所述制冷倉7設置有制冷劑；所述制冷劑包括氨、氟里昂、水、混合共沸或碳氫制冷劑。

進一步的，所述第二溫控開關設置有理想工作溫度，當溫度控制倉3里面的溫度高于理想工作溫度時，所述第二溫控開關控制噴頭8，使制冷倉7里面的制冷劑通過噴頭8噴射到溫度控制倉3，使溫度控制倉3里面的溶液降溫，由微型泵6控制溶液循環，使溫度控制倉3里面的溫度整體下降，當溫度控制倉3里面的溫度降低到理想工作溫度和/或理想工作溫度下限時，所述溫控開關控制噴頭8停止噴射。

進一步的，所述溫控開水設置有溫度感應器9，所述溫度感應器9與溫度控制倉3連接。

進一步的，所述噴頭8設置有散熱管，所述散熱管與溫度控制倉3連接，所述制冷倉7里面的制冷劑通過噴頭8進入到散熱管產生氣化使散熱管降溫，散熱管降溫使相連的溫度控制倉3一起降溫。

進一步的，所述溫度控制倉3設置有隔熱層10，所述隔熱層10包括聚氨酯發泡劑、聚苯板和酚醛樹脂板。

進一步的，所述溫度感應器9包括一個或一個以上的溫度感應器；所述溫控開關能夠通過一個或一個以上的溫度感應器9，所感應到溫度平均值與理想工作溫度作比較。

進一步的，所述微型泵6設置有單向閥，所述單向閥與溶液連接，所述微型泵6開啟時，所述單向閥能夠溫度控制倉3里面的溶液往同一方向循環流動。

進一步的，所述電池2在通電時，所述微型泵6自動啟動。

進一步的，所述加熱器在第一溫控開關控制下能夠間歇加熱。

進一步的，所述加熱器加熱時，由溫度控制倉3里面的溶液循環流動，使溫度控制倉3里面溶液整體升溫。

進一步的，所述噴頭8設置有節流閥，所節流閥在第二溫控開關控制下能夠間歇控制制冷倉7里面的制冷劑通過噴頭8。

進一步的，所述理想工作溫度范圍為33-37℃之間。

具體實施例：

本發明工作原理：當電池充電時，第一溫控開關控制加熱裝置加熱，加熱裝置產生的熱量和電池充電時所產生的內阻熱量給溶液加熱，使電池的工作溫度被迅速升至其理想工作溫度范圍內(例如，該理想工作溫度范圍為33-37℃，此溫度范圍根據不同類型的電池有所差異)。當電池的工作溫度到達其理想工作溫度范圍時，加熱裝置停止加熱，電池充電持續產生的熱量被溶液所吸收。由于溶液密度小、熱熔小、消耗少和冷卻性能好，隨溫度的升高，其溫度就大幅增加，所以能夠吸收大量的熱量，從而將充電時產生的內阻能量儲存于溶液當中，阻止了電池的進一步升溫，直至充電完成。

當電池放電工作時，加熱裝置停止加熱，如果電池放電所產生的內阻熱量多于溶液倉散發的熱量，其熱量將會被溫度控制倉吸收，儲存熱量，維持裝置恒溫；如果電池所產生的內阻熱量少于裝置散熱的熱量，溶液就釋放能量，維持裝置恒溫。

當電池長期不工作時，如果溫度控制倉散熱過多，溶液降溫，已不在電池理想工作溫度范圍內時，溫控開關控制加熱裝置加熱。

溶液加熱原理：當加熱裝置加熱時，由于加熱裝置處于溫度控制倉的一側，靠近加熱裝置一側的溶液受熱升溫、熱脹冷縮、因密度減小而上浮，溫度控制倉中另外側面和下面的冷溶液因密度較大而流過來補充或微型泵使溫度控制倉里面的溶液循環。循環補充原來冷溶液位置的熱溶液溶解更多的溶液，溶液整體升溫的同時也儲存了熱量，溶液密度也因溶液的溫度升高而增加，從而形成液體動態加熱循環，直到加熱到設定的理想工作溫度范圍上限時，加熱裝置停止加熱，完成加熱和儲能的雙動作。讓溶液和電池長時間處于比較理想的工作溫度范圍內，可以更好的保障和保持電池的各項性能。

該恒溫裝置中設有多個溫度感應器來感知溶液倉中不同位置的溫度。當幾個特定位置的溫度處于某個溫度范圍內時，第一溫控開關根據溫度信號的情況來控制加熱裝置停止加熱，利用溶液自身溫差產生的對流，讓溶液的溫度和電池均處于理想工作溫度范圍內，從而更好的保障了電池的各項性能。

由于加熱裝置的加熱和電池長時間持續工作的熱效應，當溫度控制倉中的溫度高于電池的理想工作溫度上限范圍時，第二溫控開關控制降溫裝置里面的噴頭，使制冷倉里面的制冷劑通過噴頭輸入到散熱管，由散熱管里面的制冷劑產生氣化使溫度控制倉降溫，由溫度控制倉里面的微型泵控制溶液循環流動，使降溫后的溶液流動，由高溫溶液補充到冷溶液位置，由散熱管降溫更多的溶液，從而形成溶液循環降溫，直到降溫到設定的理想工作溫度范圍下限時，降溫裝置停止降溫，溫度控制倉中的溶液繼續進行循環，從而使電池里面的溫度保持在一定的溫度范圍之內。如此反復緩降溫過程，既保住了電池的活性又保證了電池的容量。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。