[发明专利]一种叉车锂电池半导体热管理系统

说明书

本发明公开了一种叉车锂电池半导体热管理系统，包括外壳，外壳内由隔板分隔为上腔体和下腔体，隔板上设置有铝板，电池模组通过导热胶设置在铝板上，隔板与铝板之间设置有绝热垫，底部半导体制冷片的制冷面依次贯穿隔板和绝热垫后与铝板连接，底部半导体制冷片的制热面与底部散热器连接，下腔体内填充有铁砂，底部散热器埋设在铁砂内。本发明充分利用散热材料性能和结构，达到散热效率最大化，及时将电池表面的热量带走，达到降温的目的。

技术领域：

本发明涉及锂电叉车动力电池系统领域，具体为一种叉车锂电池半导体热管理系统。

背景技术：

磷酸铁锂电池因具有快速充电、安全、长循环寿命和高可靠性等优点大量推广应用在电动叉车领域，叉车电池普遍采用低压大容量的电量配置，锂电池在快充过程中的充电电流较大，容易造成电池高温，对电芯的工作可靠性、使用寿命及性能具有极大的影响。同时磷酸铁锂电池受低温影响，石墨嵌锂速度降低，容易在负极表面析出金属锂形成锂枝晶，穿刺隔膜，造成电池内部短路。因此，提高磷酸铁锂低温性能的办法对于在高寒地区推广使用具有重要意义。

常规的散热方式主要有自然冷却、风冷和液冷，液冷由于其结构复杂，成本较高，同时需要外置空压机和水泵，在叉车系统上难以实现。风冷由于叉车作业环境可能存在金属粉尘、木屑等易燃易爆物应用较少，常规的加热方式主要有电阻加热和液冷加热，电阻加热由于只具备加热功能，对散热还需另外增加散热方式。目前锂电叉车市场普遍采用相对密封的自然散热结构对电芯进行散热。

由于传统的自然冷却导热性能不佳，其他热管理方式又导致成本大量增加，导致这种方式的散热的性价比不高。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种叉车锂电池半导体热管理系统，充分利用散热材料性能和结构，合理分布热源，达到散热效率的最大化，及时将电池表面的热量带走，达到降温的目的。同时利用半导体改变正负极输入冷热面交换的原理，在高寒地区对电池进行加热。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种叉车锂电池半导体热管理系统，包括外壳，外壳内由隔板分隔为上腔体和下腔体，隔板上设置有铝板，电池模组通过导热胶设置在铝板上，隔板与铝板之间设置有绝热垫，底部半导体制冷片的制冷面依次贯穿隔板和绝热垫后与铝板连接，底部半导体制冷片的制热面与底部散热器连接，下腔体内填充有铁砂，底部散热器埋设在铁砂内。

如上所述的外壳的侧部外壁设置有侧部散热器，铝板延伸至外壳的内壁，侧部半导体制冷片的制冷面贯穿外壳的侧壁与铝板连接，侧部半导体制冷片的制热面与外壳外部的侧部散热器连接。

一种叉车锂电池半导体热管理系统，还包括蓄电池充电机、充/放电连接器、辅助电路和BMS电池管理系统，

辅助电路包括DC/DC降压模块、保险丝、继电器和电流传感器，

蓄电池充电机通过充/放电连接器、保险丝、继电器与电池模组连接，电流传感器用于测量电池模组的充放电电流，

蓄电池充电机通过充/放电连接器、DC/DC降压模块、第一切换开关与底部半导体制冷片和侧部半导体制冷片连接；或者蓄电池充电机通过充/放电连接器、第二切换开关与底部半导体制冷片和侧部半导体制冷片连接。

当BMS电池管理系统检测到电池模组在充电状态下的温度大于等于第一设定温度阈值，底部半导体制冷片和侧部半导体制冷片通过第二切换开关、充/放电连接器由蓄电池充电机供电；当BMS电池管理系统检测到电池模组在充电状态下的温度小于第一设定温度阈值，则底部半导体制冷片和侧部半导体制冷片不供电；

当BMS电池管理系统检测到电池模组在放电状态下的温度大于等于第二设定温度阈值，底部半导体制冷片和侧部半导体制冷片通过第一切换开关由辅助电路的DC/DC降压模块供电；当BMS电池管理系统检测到电池模组在放电状态下的温度小于第二设定温度阈值，则底部半导体制冷片和侧部半导体制冷片不供电运行。