專利名稱：一種半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于車輛動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于半導(dǎo)體制冷的電池冷卻裝置。
背景技術(shù)：
在全球都在致力于保護(hù)自然環(huán)境的大背景下，降低對(duì)環(huán)境的污染是目前的重要措施，對(duì)于汽車行業(yè)，提倡使用綠色無(wú)污染能源也成為迫切要求，因此，混合動(dòng)力和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)等依靠電池的電能作為原動(dòng)力的技術(shù)也迅速發(fā)展起來(lái)。以電能驅(qū)動(dòng)就需要多塊大功率的動(dòng)力電池，并按照規(guī)則排列形成動(dòng)力電池模塊。電池模塊的正常工作受很多因素影響，其中溫度是一項(xiàng)重要因素，電池工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，溫度過(guò)高直接會(huì)影響電池的工作性能和壽命， 因此，需要在車輛動(dòng)力電池模塊熱管理系統(tǒng)中設(shè)置冷卻系統(tǒng)以對(duì)電池模塊進(jìn)行降溫，使其工作在最佳的溫度區(qū)域。目前，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)電池模塊的冷卻多采用風(fēng)冷結(jié)合水冷的模式，如圖1所示，將冷卻液通過(guò)水泵從冷卻水箱流到動(dòng)力電池組，經(jīng)過(guò)與動(dòng)力電池的熱交換后流回冷卻水箱，冷卻水箱依靠緊挨著冷卻水箱的散熱風(fēng)扇來(lái)給吸收了動(dòng)力電池組熱量并流回冷卻水箱的冷卻液散熱。這種冷卻方式對(duì)冷卻水箱的安裝位置有一定的要求，必須安裝在整車通風(fēng)的位置，一般需要安裝在前隔珊的后部；為了達(dá)到冷卻效果，冷卻水箱的外形需要做成扁平形易于散熱，這樣水箱占用的面積就比較大。而且緊挨著冷卻水箱需要布置一個(gè)功率較大的冷卻風(fēng)扇，風(fēng)扇工作時(shí)產(chǎn)生的噪音也影響到了整車的舒適性。這種冷卻方式最大的缺點(diǎn)是受外界溫度影響較大，因?yàn)槔鋮s液即使通過(guò)冷卻風(fēng)扇散熱，但是散熱后的冷卻液溫度基本接近于環(huán)境溫度，無(wú)法低于環(huán)境溫度，所以當(dāng)外界環(huán)境溫度較高時(shí)，冷卻液的溫度也較高，這樣就影響到了動(dòng)力電池組的散熱效果?，F(xiàn)有技術(shù)中也有上述散熱方式做出改進(jìn)的方法，如中國(guó)專利CN03274312.2動(dòng)力鋰離子二次電池組，其中的冷卻裝置也用到了半導(dǎo)體冷卻裝置，但其是與風(fēng)冷結(jié)合，使用散熱面被動(dòng)散熱，半導(dǎo)體接觸面小，電池模塊內(nèi)部空氣散熱慢。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置，來(lái)克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。本發(fā)明的目的將通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)
一種半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置，用于冷卻車輛動(dòng)力電池組，所述動(dòng)力電池組的外部通過(guò)相互貫通的進(jìn)水管和出水管與一用于儲(chǔ)存冷卻液的冷卻水箱連通，以形成循環(huán)；所述進(jìn)水管上設(shè)有一推動(dòng)冷卻液循環(huán)的水泵，所述出水管上設(shè)有一溫度傳感器，所述冷卻水箱與一半導(dǎo)體冷卻裝置連接；還包括一控制器，所述控制器的輸入端與所述溫度傳感器和動(dòng)力電池組電連接，所述控制器的輸出端與所述半導(dǎo)體冷卻裝置和水泵電連接。優(yōu)選的，上述的一種半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置，其中所述半導(dǎo)體冷卻裝置包括半導(dǎo)體制冷元件，所述半導(dǎo)體制冷元件的制冷面與傳冷鋁緊貼連接，散熱面與散熱裝置緊貼連接；所述傳冷鋁設(shè)置于所述冷卻水箱中。優(yōu)選的，上述的一種半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置，其中所述傳冷鋁為立方體型，中間均勻分布有復(fù)數(shù)個(gè)的隔柵，增加了傳冷鋁的傳冷面積，達(dá)到快速制冷的效果；所述傳冷鋁與所述冷卻水箱密封焊接。優(yōu)選的，上述的一種半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置，其中所述散熱裝置為風(fēng)扇。優(yōu)選的，上述的一種半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置，其中還包括一與所述冷卻水箱連通的副水箱，所述冷卻水箱上設(shè)有一壓力蓋。本發(fā)明的突出效果為本發(fā)明將半導(dǎo)體冷卻裝置與水冷相結(jié)合冷卻動(dòng)力電池組， 取消了大功率風(fēng)扇，減少冷卻水箱的容積，使冷卻水箱向小型化輕量化的方向發(fā)展；降低冷卻系統(tǒng)的噪音，增加了整車的舒適性；對(duì)冷卻水箱的安裝位置沒(méi)有特殊要求，從而取消了對(duì)整車裝配位置的特殊要求；半導(dǎo)體冷卻裝置增強(qiáng)了冷卻散熱效果，減少了動(dòng)力電池組所需的冷卻時(shí)間，并且冷卻效果不受外界溫度影響，充分滿足了動(dòng)力電池組對(duì)冷卻系統(tǒng)的要求。以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的冷卻系統(tǒng)的原理圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的原理圖3是本發(fā)明實(shí)施例的局部俯視圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例的局部立體圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例
本實(shí)施例一種半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置，如圖2 圖4所示，用于冷卻車輛動(dòng)力電池組，動(dòng)力電池組的外部通過(guò)相互貫通的進(jìn)水管和出水管與用于儲(chǔ)存冷卻液的冷卻水箱連通，以形成循環(huán)；進(jìn)水管上設(shè)有推動(dòng)冷卻液循環(huán)的水泵，出水管上設(shè)有溫度傳感器，冷卻水箱1與半導(dǎo)體冷卻裝置連接；還包括控制器，控制器的輸入端與溫度傳感器和動(dòng)力電池組電連接，控制器的輸出端與半導(dǎo)體冷卻裝置和水泵電連接。半導(dǎo)體冷卻裝置包括半導(dǎo)體制冷元件2，半導(dǎo)體制冷元件2的制冷面與傳冷鋁3緊貼連接，散熱面與散熱裝置風(fēng)扇4緊貼連接；傳冷鋁3為立方體型，中間均勻分布有復(fù)數(shù)個(gè)的隔柵，增加了傳冷鋁3的傳冷面積，達(dá)到快速制冷的效果。根據(jù)湯姆遜效應(yīng)
QT = T I厶T可以得出使用風(fēng)扇4來(lái)給半導(dǎo)體制冷元件2的散熱面散熱能更好的產(chǎn)生
制冷效果。式中
Q τ為放熱或吸熱功率，τ為湯U遜系數(shù)，I為工作電流，AT為溫度梯度
。傳冷鋁3由純鋁制成，表面經(jīng)陽(yáng)極氧化處理。傳冷鋁3與冷卻水箱1通過(guò)熱板機(jī)溶膠方式焊接，完全密封。進(jìn)一步的，還包括與冷卻水箱連通的副水箱，冷卻水箱上設(shè)有壓力蓋。冷卻水箱與副水箱間的冷卻液流通由壓力蓋控制，冷卻液在對(duì)車輛動(dòng)力電池模塊進(jìn)行水冷加注冷卻液時(shí)，首先需要加注滿冷卻水箱，然后在副水箱中加入適量的冷卻液；冷卻系統(tǒng)工作時(shí)，當(dāng)冷卻水箱中壓力過(guò)低時(shí)，冷卻水箱上的壓力蓋就會(huì)打開(kāi)，副水箱中對(duì)冷卻水箱補(bǔ)充冷卻液；相反，當(dāng)冷卻水箱中壓力過(guò)高時(shí)，冷卻水箱上的壓力蓋也會(huì)打開(kāi)，冷卻水箱中的冷卻液就會(huì)流到副水箱中，以達(dá)到對(duì)冷卻水箱進(jìn)行泄壓的目的。本實(shí)施例的半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置的工作指令是由控制器來(lái)發(fā)出，動(dòng)力電池組及溫度傳感器的信號(hào)傳送給控制器，控制器再及時(shí)的調(diào)整半導(dǎo)體冷卻裝置及水泵的工作狀態(tài)。首先，控制器根據(jù)動(dòng)力電池組發(fā)送的溫度信號(hào)來(lái)判定整套冷卻系統(tǒng)的工作時(shí)機(jī)，然后，當(dāng)冷卻系統(tǒng)工作時(shí)，控制器實(shí)時(shí)地接收到來(lái)自電池組發(fā)送的溫度信號(hào)以及在出水管路處安裝的溫度傳感器反饋信號(hào)來(lái)判定動(dòng)力電池組的冷卻情況，及時(shí)的調(diào)整水泵的工作壓力及半導(dǎo)體冷卻裝置的制冷量以適應(yīng)動(dòng)力電池組的冷卻要求，根據(jù)珀?duì)柼?yīng)
Oji=J1Iii=aTc可以得出，控制器通過(guò)控制輸出給半導(dǎo)體冷卻裝置的電流大小即可以
νΧ^Α-ΑΛ ννννν·Λ·ν W-ΛΛ^'·
控制半導(dǎo)體制冷元件的冷接點(diǎn)溫度，從而控制半導(dǎo)體冷卻裝置的制冷量。式中(2π為放熱
或吸熱功率，π為比例系數(shù)，稱為珀?duì)柼禂?shù)，ι為工作電流，a為溫差電動(dòng)勢(shì)率，Tc為冷接點(diǎn)溫度。本實(shí)施例將半導(dǎo)體冷卻裝置與水冷相結(jié)合冷卻動(dòng)力電池組，取消了大功率風(fēng)扇， 減少冷卻水箱的容積，使冷卻水箱向小型化輕量化的方向發(fā)展；降低冷卻系統(tǒng)的噪音，增加了整車的舒適性；對(duì)冷卻水箱的安裝位置沒(méi)有特殊要求，從而取消了對(duì)整車裝配位置的特殊要求；半導(dǎo)體冷卻裝置增強(qiáng)了冷卻散熱效果，減少了動(dòng)力電池組所需的冷卻時(shí)間，并且冷卻效果不受外界溫度影響，充分滿足了動(dòng)力電池組對(duì)冷卻系統(tǒng)的要求。本發(fā)明尚有多種實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置，用于冷卻車輛動(dòng)力電池組，所述動(dòng)力電池組的外部通過(guò)相互貫通的進(jìn)水管和出水管與一用于儲(chǔ)存冷卻液的冷卻水箱連通，以形成循環(huán)；所述進(jìn)水管上設(shè)有一推動(dòng)冷卻液循環(huán)的水泵，所述出水管上設(shè)有一溫度傳感器，其特征在于所述冷卻水箱與一半導(dǎo)體冷卻裝置連接；還包括一控制器，所述控制器的輸入端與所述溫度傳感器和動(dòng)力電池組電連接，所述控制器的輸出端與所述半導(dǎo)體冷卻裝置和水泵電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體冷卻裝置包括半導(dǎo)體制冷元件，所述半導(dǎo)體制冷元件的制冷面與傳冷鋁緊貼連接，散熱面與散熱裝置緊貼連接；所述傳冷鋁設(shè)置于所述冷卻水箱中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置，其特征在于所述傳冷鋁為立方體型，中間均勻分布有復(fù)數(shù)個(gè)的隔柵，所述傳冷鋁與所述冷卻水箱密封焊接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置，其特征在于所述散熱裝置為風(fēng)扇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置，其特征在于還包括一與所述冷卻水箱連通的副水箱，所述冷卻水箱上設(shè)有一壓力蓋。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種半導(dǎo)體水冷電池冷卻裝置，動(dòng)力電池組的外部通過(guò)相互貫通的進(jìn)水管和出水管與一用于儲(chǔ)存冷卻液的冷卻水箱連通，以形成循環(huán)；所述進(jìn)水管上設(shè)有一推動(dòng)冷卻液循環(huán)的水泵，所述出水管上設(shè)有一溫度傳感器，所述冷卻水箱與一半導(dǎo)體冷卻裝置連接；還包括一控制器，所述控制器的輸入端與所述溫度傳感器和動(dòng)力電池組電連接，所述控制器的輸出端與所述半導(dǎo)體冷卻裝置和水泵電連接。本發(fā)明將半導(dǎo)體冷卻裝置與水冷相結(jié)合冷卻動(dòng)力電池組，減少冷卻水箱的容積，降低冷卻系統(tǒng)的噪音，對(duì)冷卻水箱的安裝位置沒(méi)有特殊要求，增強(qiáng)了冷卻散熱效果，并且冷卻效果不受外界溫度影響，充分滿足了動(dòng)力電池組對(duì)冷卻系統(tǒng)的要求。
文檔編號(hào)H01M10/50GK102544625SQ201210054888
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者吳昊天, 宿佳敏, 田永義, 鄧小波, 高彬, 黃夏峰, 黃建兵 申請(qǐng)人:蘇州奧杰汽車工業(yè)有限公司