本發(fā)明涉及一種電池領(lǐng)域，尤其涉及一種控制外部溫度的電池。

背景技術(shù)：

現(xiàn)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(guò)程中其工作溫度的范圍波動(dòng)很大。在不同的工作環(huán)境溫度下，電池各方面的性能表現(xiàn)差異也很大，參見(jiàn)附圖1所示，如低溫狀態(tài)下，電池的活性下降，能夠儲(chǔ)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(tài)下，電池的活性過(guò)高，能夠儲(chǔ)存和釋放的能量密度雖然也顯著增加，但嚴(yán)重影響電池的壽命，并且伴有電池爆炸和起火的危險(xiǎn)。動(dòng)力電池使用過(guò)程中通常包含如下幾個(gè)階段：

1、初始階段：電池的溫度和外界環(huán)境的溫度一樣，通常都處于低溫狀態(tài)，隨著電池動(dòng)力輸出，由于電池內(nèi)阻的發(fā)熱效應(yīng)，電池開(kāi)始升溫，這一階段電池的工作環(huán)境溫度通常都處于低溫狀態(tài)；

2、理想階段：由于電池內(nèi)阻的發(fā)熱效應(yīng)，電池持續(xù)升溫，電池的溫度升至電池活性最適宜的溫度時(shí)，此時(shí)的電池充放電性能和電池的壽命相匹配，達(dá)到最佳效果；

3、過(guò)熱階段：由于電池內(nèi)阻的持續(xù)發(fā)熱效應(yīng)，溫度越高，發(fā)熱越多，使電池持續(xù)升溫。此時(shí)電池的溫度會(huì)影響電池的壽命，另外電池內(nèi)部溫度過(guò)高還會(huì)帶來(lái)爆炸和起火的危險(xiǎn)。

一般來(lái)講，電池充電時(shí)發(fā)熱效應(yīng)小，從充電開(kāi)始到充電完成之間的溫升不大，故充電溫度一般處于相對(duì)的低溫狀態(tài)，此溫度下的電池充放電性能均不好，能夠儲(chǔ)存的能量密度較低，容量較小，故所充的電量也較少，不能達(dá)到額定狀態(tài)。

而放電時(shí)，由于電池內(nèi)阻有持續(xù)發(fā)熱效應(yīng)，溫度直線上升，很快就到達(dá)了過(guò)熱的程度，溫度升高，發(fā)熱效應(yīng)增大，這樣就容易過(guò)快耗完電能。電池在理想工作溫度下的工作時(shí)間很短暫。這種持續(xù)的、不利的循環(huán)對(duì)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(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問(wèn)題，提供一種控制外部溫度的電池。該發(fā)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(zhǎng)其壽命，降低了電池的使用成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種控制外部溫度的電池，包括電池本體，所述電池本體包括電池、溫度控制倉(cāng)、加熱裝置和降溫裝置，所述電池連接溫度控制倉(cāng)，所述溫度控制倉(cāng)連接加熱裝置和降溫裝置，所述溫度控制倉(cāng)設(shè)置有溫控開(kāi)關(guān)，所述溫度控制倉(cāng)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(cāng)里面的溶液循環(huán)流動(dòng)，所述溫控開(kāi)關(guān)包括第一溫控開(kāi)關(guān)和第二溫控開(kāi)關(guān)，所述第一溫控開(kāi)關(guān)連接加熱裝置，所述第二溫控開(kāi)關(guān)連接降溫裝置，所述第一溫控開(kāi)關(guān)能夠在溫度控制倉(cāng)里面的溫度低于理想工作溫度時(shí)控制加熱裝置加熱，所述第二溫控開(kāi)關(guān)能夠在溫度控制倉(cāng)里面的溫度高于理想工作溫度時(shí)控制降溫裝置降溫，所述溶液倉(cāng)內(nèi)設(shè)置有相變溫度點(diǎn)在理想工作溫度范圍的相變材料。

進(jìn)一步的，所述相變材料包括低溫相變金屬組合物或無(wú)機(jī)鹽，所述溶液倉(cāng)里面的溶液包括火花機(jī)油溶液。

進(jìn)一步的，所述溶液包括比熱大于的液體或混合物，所述液體或混合物包括火花機(jī)油或硝酸鉀飽和溶液。

進(jìn)一步的，所述加熱裝置包括加熱器，所述溫度控制倉(cāng)連接加熱器，所述加熱器與電源和第一溫控開(kāi)關(guān)連接；所述加熱器包括電熱絲或電阻絲。

進(jìn)一步的，所述第一溫控開(kāi)關(guān)設(shè)置有理想工作溫度，當(dāng)溫度控制倉(cāng)里面的溫度低于理想工作溫度時(shí)，所述第一溫控開(kāi)關(guān)控制加熱器加熱，使溫度控制倉(cāng)里面的溶液加熱，由微型泵控制溶液循環(huán)，使溫度控制倉(cāng)里面的溫度整體上升，當(dāng)溫度控制倉(cāng)里面的溫度在理想工作溫度和/或高于理想工作溫度時(shí)，加熱器停止加熱。

進(jìn)一步的，所述降溫裝置包括制冷倉(cāng)和噴頭，所述溫度控制倉(cāng)連接噴頭，所述噴頭與制冷倉(cāng)和第二溫控開(kāi)關(guān)連接。

進(jìn)一步的，所述制冷倉(cāng)設(shè)置有制冷劑；所述制冷劑包括氨、氟里昂、水、混合共沸或碳?xì)渲评鋭?/p>

進(jìn)一步的，所述第二溫控開(kāi)關(guān)設(shè)置有理想工作溫度，當(dāng)溫度控制倉(cāng)里面的溫度高于理想工作溫度時(shí)，所述第二溫控開(kāi)關(guān)控制噴頭，使制冷倉(cāng)里面的制冷劑通過(guò)噴頭噴射到溫度控制倉(cāng)，使溫度控制倉(cāng)里面的溶液降溫，由微型泵控制溶液循環(huán)，使溫度控制倉(cāng)里面的溫度整體下降，當(dāng)溫度控制倉(cāng)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(shí)，所述溫控開(kāi)關(guān)控制噴頭停止噴射。

進(jìn)一步的，所述溫控開(kāi)水設(shè)置有溫度感應(yīng)器，所述溫度感應(yīng)器與溫度控制倉(cāng)連接。

進(jìn)一步的，所述噴頭設(shè)置有散熱管，所述散熱管與溫度控制倉(cāng)連接，所述制冷倉(cāng)里面的制冷劑通過(guò)噴頭進(jìn)入到散熱管產(chǎn)生氣化使散熱管降溫，散熱管降溫使相連的溫度控制倉(cāng)一起降溫。

進(jìn)一步的，所述溫度控制倉(cāng)設(shè)置有隔熱層，所述隔熱層包括聚氨酯發(fā)泡劑、聚苯板和酚醛樹(shù)脂板。

進(jìn)一步的，所述溫度感應(yīng)器包括一個(gè)或一個(gè)以上的溫度感應(yīng)器；所述溫控開(kāi)關(guān)能夠通過(guò)一個(gè)或一個(gè)以上的溫度感應(yīng)器，所感應(yīng)到溫度平均值與理想工作溫度作比較。

進(jìn)一步的，所述微型泵設(shè)置有單向閥，所述單向閥與溶液連接，所述微型泵開(kāi)啟時(shí)，所述單向閥能夠溫度控制倉(cāng)里面的溶液往同一方向循環(huán)流動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述電池在通電時(shí)，所述微型泵自動(dòng)啟動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述加熱器在第一溫控開(kāi)關(guān)控制下能夠間歇加熱。

進(jìn)一步的，所述加熱器加熱時(shí)，由溫度控制倉(cāng)里面的溶液循環(huán)流動(dòng)，使溫度控制倉(cāng)里面溶液整體升溫。

進(jìn)一步的，所述噴頭設(shè)置有節(jié)流閥，所節(jié)流閥在第二溫控開(kāi)關(guān)控制下能夠間歇控制制冷倉(cāng)里面的制冷劑通過(guò)噴頭。

進(jìn)一步的，所述理想工作溫度范圍為33-37℃之間。

本發(fā)明的有益效果是：（1）本發(fā)明利用加熱器和降溫裝置在電池溫度過(guò)低或過(guò)高時(shí)，輔助加熱或降溫，可將電池的工作環(huán)境溫度保持在其理想工作溫度范圍內(nèi)，使電池長(zhǎng)期處于理想的工作狀態(tài)，可以保持電池的容量并延長(zhǎng)其壽命，降低了電池的使用成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著；2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不限次數(shù)重復(fù)循環(huán)使用，節(jié)能環(huán)保、充電效率高、安全可靠、使用方便，適用范圍廣泛。

上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的具體實(shí)施方式由以下實(shí)施例及其附圖詳細(xì)給出。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明涉及的一種控制外部溫度的電池的充放電曲線圖；

圖2為本發(fā)明涉及的一種控制外部溫度的電池的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明：1、電池本體，2、電池，3、溫度控制倉(cāng)， 4、加熱裝置，5、降溫裝置，6、微型泵，7、制冷倉(cāng)，8、噴頭，9、溫度感應(yīng)器，10、隔熱層。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：

參照?qǐng)D1～圖2所示，一種控制外部溫度的電池，包括電池本體1，所述電池本體1包括電池2、溫度控制倉(cāng)3、加熱裝置4和降溫裝置5，所述電池2連接溫度控制倉(cāng)3，所述溫度控制倉(cāng)3連接加熱裝置4和降溫裝置5，所述溫度控制倉(cāng)3設(shè)置有溫控開(kāi)關(guān)，所述溫度控制倉(cāng)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(cāng)3里面的溶液循環(huán)流動(dòng)，所述溫控開(kāi)關(guān)包括第一溫控開(kāi)關(guān)和第二溫控開(kāi)關(guān)，所述第一溫控開(kāi)關(guān)連接加熱裝置4，所述第二溫控開(kāi)關(guān)連接降溫裝置5，所述第一溫控開(kāi)關(guān)能夠在溫度控制倉(cāng)3里面的溫度低于理想工作溫度時(shí)控制加熱裝置4加熱，所述第二溫控開(kāi)關(guān)能夠在溫度控制倉(cāng)3里面的溫度高于理想工作溫度時(shí)控制降溫裝置5降溫，所述溶液倉(cāng)內(nèi)設(shè)置有相變溫度點(diǎn)在理想工作溫度范圍的相變材料。

進(jìn)一步的，所述相變材料包括低溫相變金屬組合物或無(wú)機(jī)鹽，所述溶液倉(cāng)3里面的溶液包括火花機(jī)油溶液。

進(jìn)一步的，所述溶液包括比熱大于2的液體或混合物，所述液體或混合物包括火花機(jī)油或硝酸鉀飽和溶液。

進(jìn)一步的，所述溶液包括火花機(jī)油或硝酸鉀飽和溶液。

進(jìn)一步的，所述加熱裝置4包括加熱器，所述溫度控制倉(cāng)3連接加熱器，所述加熱器與電源和第一溫控開(kāi)關(guān)連接；所述加熱器包括電熱絲或電阻絲。

進(jìn)一步的，所述第一溫控開(kāi)關(guān)設(shè)置有理想工作溫度，當(dāng)溫度控制倉(cāng)3里面的溫度低于理想工作溫度時(shí)，所述第一溫控開(kāi)關(guān)控制加熱器加熱，使溫度控制倉(cāng)3里面的溶液加熱，由微型泵6控制溶液循環(huán)，使溫度控制倉(cāng)3里面的溫度整體上升，當(dāng)溫度控制倉(cāng)3里面的溫度在理想工作溫度和/或高于理想工作溫度時(shí)，加熱器停止加熱。

進(jìn)一步的，所述降溫裝置5包括制冷倉(cāng)7和噴頭8，所述溫度控制倉(cāng)3連接噴頭8，所述噴頭8與制冷倉(cāng)7和第二溫控開(kāi)關(guān)連接。

進(jìn)一步的，所述制冷倉(cāng)7設(shè)置有制冷劑；所述制冷劑包括氨、氟里昂、水、混合共沸或碳?xì)渲评鋭?/p>

進(jìn)一步的，所述第二溫控開(kāi)關(guān)設(shè)置有理想工作溫度，當(dāng)溫度控制倉(cāng)3里面的溫度高于理想工作溫度時(shí)，所述第二溫控開(kāi)關(guān)控制噴頭8，使制冷倉(cāng)7里面的制冷劑通過(guò)噴頭8噴射到溫度控制倉(cāng)3，使溫度控制倉(cāng)3里面的溶液降溫，由微型泵6控制溶液循環(huán)，使溫度控制倉(cāng)3里面的溫度整體下降，當(dāng)溫度控制倉(cāng)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(shí)，所述溫控開(kāi)關(guān)控制噴頭8停止噴射。

進(jìn)一步的，所述溫控開(kāi)水設(shè)置有溫度感應(yīng)器9，所述溫度感應(yīng)器9與溫度控制倉(cāng)3連接。

進(jìn)一步的，所述噴頭8設(shè)置有散熱管，所述散熱管與溫度控制倉(cāng)3連接，所述制冷倉(cāng)7里面的制冷劑通過(guò)噴頭8進(jìn)入到散熱管產(chǎn)生氣化使散熱管降溫，散熱管降溫使相連的溫度控制倉(cāng)3一起降溫。

進(jìn)一步的，所述溫度控制倉(cāng)3設(shè)置有隔熱層10，所述隔熱層10包括聚氨酯發(fā)泡劑、聚苯板和酚醛樹(shù)脂板。

進(jìn)一步的，所述溫度感應(yīng)器9包括一個(gè)或一個(gè)以上的溫度感應(yīng)器；所述溫控開(kāi)關(guān)能夠通過(guò)一個(gè)或一個(gè)以上的溫度感應(yīng)器9，所感應(yīng)到溫度平均值與理想工作溫度作比較。

進(jìn)一步的，所述微型泵6設(shè)置有單向閥，所述單向閥與溶液連接，所述微型泵6開(kāi)啟時(shí)，所述單向閥能夠溫度控制倉(cāng)3里面的溶液往同一方向循環(huán)流動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述電池2在通電時(shí)，所述微型泵6自動(dòng)啟動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述加熱器在第一溫控開(kāi)關(guān)控制下能夠間歇加熱。

進(jìn)一步的，所述加熱器加熱時(shí)，由溫度控制倉(cāng)3里面的溶液循環(huán)流動(dòng)，使溫度控制倉(cāng)3里面溶液整體升溫。

進(jìn)一步的，所述噴頭8設(shè)置有節(jié)流閥，所節(jié)流閥在第二溫控開(kāi)關(guān)控制下能夠間歇控制制冷倉(cāng)7里面的制冷劑通過(guò)噴頭8。

進(jìn)一步的，所述理想工作溫度范圍為33-37℃之間。

具體實(shí)施例：

本發(fā)明工作原理：當(dāng)電池充電時(shí)，第一溫控開(kāi)關(guān)控制加熱裝置加熱，加熱裝置產(chǎn)生的熱量和電池充電時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)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(nèi)（例如，該理想工作溫度范圍為33-37℃，此溫度范圍根據(jù)不同類型的電池有所差異）。當(dāng)電池的工作溫度到達(dá)其理想工作溫度范圍時(shí)，加熱裝置停止加熱，電池充電持續(xù)產(chǎn)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(shí)產(chǎn)生的內(nèi)阻能量?jī)?chǔ)存于溶液當(dāng)中，阻止了電池的進(jìn)一步升溫，直至充電完成。

當(dāng)電池放電工作時(shí)，加熱裝置停止加熱，如果電池放電所產(chǎn)生的內(nèi)阻熱量多于溶液倉(cāng)散發(fā)的熱量，其熱量將會(huì)被溫度控制倉(cāng)吸收，儲(chǔ)存熱量，維持裝置恒溫；如果電池所產(chǎn)生的內(nèi)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(dāng)電池長(zhǎng)期不工作時(shí)，如果溫度控制倉(cāng)散熱過(guò)多，溶液降溫，已不在電池理想工作溫度范圍內(nèi)時(shí)，溫控開(kāi)關(guān)控制加熱裝置加熱。

溶液加熱原理：當(dāng)加熱裝置加熱時(shí)，由于加熱裝置處于溫度控制倉(cāng)的一側(cè)，靠近加熱裝置一側(cè)的溶液受熱升溫、熱脹冷縮、因密度減小而上浮，溫度控制倉(cāng)中另外側(cè)面和下面的冷溶液因密度較大而流過(guò)來(lái)補(bǔ)充或微型泵使溫度控制倉(cāng)里面的溶液循環(huán)。循環(huán)補(bǔ)充原來(lái)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(shí)也儲(chǔ)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(dòng)態(tài)加熱循環(huán)，直到加熱到設(shè)定的理想工作溫度范圍上限時(shí)，加熱裝置停止加熱，完成加熱和儲(chǔ)能的雙動(dòng)作。讓溶液和電池長(zhǎng)時(shí)間處于比較理想的工作溫度范圍內(nèi)，可以更好的保障和保持電池的各項(xiàng)性能。

該恒溫裝置中設(shè)有多個(gè)溫度感應(yīng)器來(lái)感知溶液倉(cāng)中不同位置的溫度。當(dāng)幾個(gè)特定位置的溫度處于某個(gè)溫度范圍內(nèi)時(shí)，第一溫控開(kāi)關(guān)根據(jù)溫度信號(hào)的情況來(lái)控制加熱裝置停止加熱，利用溶液自身溫差產(chǎn)生的對(duì)流，讓溶液的溫度和電池均處于理想工作溫度范圍內(nèi)，從而更好的保障了電池的各項(xiàng)性能。

由于加熱裝置的加熱和電池長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作的熱效應(yīng)，當(dāng)溫度控制倉(cāng)中的溫度高于電池的理想工作溫度上限范圍時(shí)，第二溫控開(kāi)關(guān)控制降溫裝置里面的噴頭，使制冷倉(cāng)里面的制冷劑通過(guò)噴頭輸入到散熱管，由散熱管里面的制冷劑產(chǎn)生氣化使溫度控制倉(cāng)降溫，由溫度控制倉(cāng)里面的微型泵控制溶液循環(huán)流動(dòng)，使降溫后的溶液流動(dòng)，由高溫溶液補(bǔ)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(huán)降溫，直到降溫到設(shè)定的理想工作溫度范圍下限時(shí)，降溫裝置停止降溫，溫度控制倉(cāng)中的溶液繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)，從而使電池里面的溫度保持在一定的溫度范圍之內(nèi)。如此反復(fù)緩降溫過(guò)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(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。