本發(fā)明涉及一種電池領域，尤其涉及一種外部恒溫的電池。

背景技術：

現(xiàn)有的電池一般采用金屬殼體封裝，外包一層塑料殼體。使用過程中其工作溫度的范圍波動很大。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，參見附圖1所示，如低溫狀態(tài)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(tài)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(huán)境的溫度一樣，通常都處于低溫狀態(tài)，隨著電池動力輸出，由于電池內阻的發(fā)熱效應，電池開始升溫，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：由于電池內阻的發(fā)熱效應，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，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(xù)發(fā)熱效應，溫度越高，發(fā)熱越多，使電池持續(xù)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(fā)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(tài)，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(tài)。

而放電時，由于電池內阻有持續(xù)發(fā)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(fā)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(xù)的、不利的循環(huán)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(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的以上問題，提供一種外部恒溫的電池。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其壽命，降低了電池的使用成本，經濟效益顯著。

為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：一種外部恒溫的電池，包括電池本體，所述電池本體包括電池和控溫裝置，所述控溫裝置包括溶液倉、加熱器、散熱器、制冷裝置和主控電路板，所述電池連接溶液倉，所述溶液倉與加熱器、散熱器和制冷裝置連接，所述加熱器、散熱器和制冷裝置與主控電路板連接，所述加熱器能夠使溶液倉里面的溶液溫度加熱到理想工作溫度，所述散熱器能夠使溶液倉里面的溶液溫度降低到理想工作溫度，所述制冷裝置能夠使溶液倉里面的溶液溫度下降到理想工作溫度，所述溶液倉內設置有相變溫度點在理想工作溫度范圍的相變材料。

進一步的，所述相變材料包括低溫相變金屬組合物或無機鹽，所述溶液倉里面的溶液包括火花機油溶液。

進一步的，所述溶液倉里面的溶液包括火花機油溶液。

進一步的，所述加熱器包括電阻絲或電熱絲，所述溶液倉連接電阻絲或電熱絲，所述電阻絲或電熱絲連接主控電路板。

進一步的，所述散熱器設置有雙金屬片，所述雙金屬片與溶液倉連接，所述雙金屬片能夠在受熱時控制散熱器與溶液倉連接。

進一步的，所述散熱器包括黃銅片、青銅片、鋁片和鋁合金片。

進一步的，所述制冷裝置包括噴嘴、開關和制冷倉，所述溶液倉連接噴嘴，所述噴嘴與開關和制冷倉連接，所述開關連接主控電路板。

進一步的，所述制冷倉設置制冷劑，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，所述主控電路板設置有智能控制系統(tǒng)和溫度傳感器，所述溶液倉連接溫度傳感器，所述溫度傳感器連接智能控制系統(tǒng)。

進一步的，所述智能控制系統(tǒng)包括溫度控制程序，所述智能控制系統(tǒng)能夠通過溫度傳感器，感應到溶液倉里面的溫度，并與溫度控制程序作比較；當溶液倉里面的溫度低于溫度控制程序所設定的溫度時，所述智能控制系統(tǒng)通過主控電路板控制電熱器加熱，使溶液倉里面的溫度上升，溶液倉里面的溫度上升到溫度控制程序所設定的溫度時，所述主控電路板控制加熱器對溶液倉停止加熱；當溶液倉里面的溫度高于溫度控制程序所設定的溫度時，所述主控電路板控制制冷裝置里面的開關開啟，使制冷倉里面的制冷劑通過噴嘴使溶液倉里面的溫度下降，溶液倉里面的溫度下降到控制程序所設定的溫度時，所述主控電路板控制開關關閉，停止噴嘴對溶液倉里面的溫度下降。

進一步的，所述溶液倉設置有隔熱層，所述隔熱層與制冷裝置和加熱器連接。

進一步的，所述隔熱層包括聚氨酯發(fā)泡劑、聚苯板和酚醛樹脂板。

進一步的，所述溶液倉里面設置有微型泵，所述微型泵與主控電路板連接，所述微型泵能夠使溶液倉里面的溶液循環(huán)流動。

進一步的，所述散熱器還設置有散熱風扇，所述散熱風扇與主控電路板連接。

進一步的，所述溶液倉里面還設置有單向閥，所述單反閥能夠控制溶液倉里面的溶液往一個方向流動。

進一步的，所述主控電路板還設置有觸碰開關，所述觸碰開關與溶液倉連接，所述溶液倉溫度升高時，所述雙金屬片變形控制散熱器與溶液倉連接，并接觸到觸碰開關，由觸碰開關控制散熱風扇開啟，當溶液倉溫度降低時，所述雙金屬片控制散熱器與溶液倉分離，所述觸碰開關與散熱器斷開，所述散熱風扇關閉。

進一步的，所述電池在充電和/或放電時，所述微型泵啟動，使溶液倉里面的液體循環(huán)流動。

進一步的，所述雙金屬片包括熱雙金屬片，由于各組元層的熱膨脹系數(shù)不同，當溫度變化時，主動層的形變要大于被動層的形變，從而雙金屬片的整體就會向被動層一側彎曲，則這種復合材料的曲率發(fā)生變化從而產生形變。其中，膨脹系數(shù)較高的稱為主動層；膨脹系數(shù)較低的稱為被動層。但是隨著雙金屬應用領域的擴大和結合技術的進步，近代已相出現(xiàn)三層、四層、五層的雙金屬。事實上，凡是依賴溫度改變而發(fā)生形狀變化的組合材料，現(xiàn)今在習慣上仍稱為熱雙金屬。

進一步的，所述主動層的材料包括錳鎳銅合金、鎳鉻鐵合金、鎳錳鐵合金或鎳；所述被動層的材料包括鎳鐵合金，所述鎳鐵合金里面的鎳含量為34～50%。

本發(fā)明的有益效果是：（1）本發(fā)明利用加熱器和制冷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(huán)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(tài)，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(fā)明結構簡單，不限次數(shù)重復循環(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。

上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)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(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明。本發(fā)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(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明涉及的一種外部恒溫的電池的充放電曲線圖；

圖2為本發(fā)明涉及的一種外部恒溫的電池的整體結構示意圖；

圖3為本發(fā)明涉及的一種外部恒溫的電池的電路示意圖。

圖中標號說明：1、電池本體，2、電池，3、溶液倉， 4、加熱器，5、散熱器，6、制冷裝置，7、主控電路板，8、雙金屬片，9、隔熱層。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述：

參照圖1～圖3所示，一種外部恒溫的電池，包括電池本體1，所述電池本體1包括電池2和控溫裝置，所述控溫裝置包括溶液倉3、加熱器4、散熱器5、制冷裝置6和主控電路板7，所述電池2連接溶液倉3，所述溶液倉3與加熱器4、散熱器5和制冷裝置6連接，所述加熱器4、散熱器5和制冷裝置6與主控電路板7連接，所述加熱器4能夠使溶液倉3里面的溶液溫度加熱到理想工作溫度，所述散熱器5能夠使溶液倉3里面的溶液溫度降低到理想工作溫度，所述制冷裝置6能夠使溶液倉3里面的溶液溫度下降到理想工作溫度，所述溶液倉內設置有相變溫度點在理想工作溫度范圍的相變材料。

進一步的，所述相變材料包括低溫相變金屬組合物或無機鹽，所述溶液倉3里面的溶液包括火花機油溶液。

進一步的，所述溶液倉3里面的溶液包括火花機油溶液。

進一步的，所述加熱器4包括電阻絲或電熱絲，所述溶液倉3連接電阻絲或電熱絲，所述電阻絲或電熱絲連接主控電路板7。

進一步的，所述散熱器5設置有雙金屬片8，所述雙金屬片8與溶液倉3連接，所述雙金屬片8能夠在受熱時控制散熱器5與溶液倉3連接。

進一步的，所述散熱器5包括黃銅片、青銅片、鋁片和鋁合金片。

進一步的，所述制冷裝置6包括噴嘴、開關和制冷倉，所述溶液倉3連接噴嘴，所述噴嘴與開關和制冷倉連接，所述開關連接主控電路板7。

進一步的，所述制冷倉設置制冷劑，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，所述主控電路板7設置有智能控制系統(tǒng)和溫度傳感器，所述溶液倉3連接溫度傳感器，所述溫度傳感器連接智能控制系統(tǒng)。

進一步的，所述智能控制系統(tǒng)包括溫度控制程序，所述智能控制系統(tǒng)能夠通過溫度傳感器，感應到溶液倉3里面的溫度，并與溫度控制程序作比較；當溶液倉3里面的溫度低于溫度控制程序所設定的溫度時，所述智能控制系統(tǒng)通過主控電路板7控制電熱器4加熱，使溶液倉3里面的溫度上升，溶液倉3里面的溫度上升到溫度控制程序所設定的溫度時，所述主控電路板7控制加熱器4對溶液倉3停止加熱；當溶液倉3里面的溫度高于溫度控制程序所設定的溫度時，所述主控電路板7控制制冷裝置6里面的開關開啟，使制冷倉里面的制冷劑通過噴嘴使溶液倉3里面的溫度下降，溶液倉3里面的溫度下降到控制程序所設定的溫度時，所述主控電路板7控制開關關閉，停止噴嘴對溶液倉3里面的溫度下降。

進一步的，所述溶液倉3設置有隔熱層9，所述隔熱層9與制冷裝置6和加熱器4連接。

進一步的，所述隔熱層9包括聚氨酯發(fā)泡劑、聚苯板和酚醛樹脂板。

進一步的，所述溶液倉3里面設置有微型泵，所述微型泵與主控電路板7連接，所述微型泵能夠使溶液倉3里面的溶液循環(huán)流動。

進一步的，所述散熱器5還設置有散熱風扇，所述散熱風扇與主控電路板7連接。

進一步的，所述溶液倉3里面還設置有單向閥，所述單反閥能夠控制溶液倉3里面的溶液往一個方向流動。

進一步的，所述主控電路板7還設置有觸碰開關，所述觸碰開關與溶液倉3連接，所述溶液倉3溫度升高時，所述雙金屬片8變形控制散熱器5與溶液倉3連接，并接觸到觸碰開關，由觸碰開關控制散熱風扇開啟，當溶液倉3溫度降低時，所述雙金屬片8控制散熱器5與溶液倉3分離，所述觸碰開關與散熱器5斷開，所述散熱風扇關閉。

進一步的，所述電池2在充電和/或放電時，所述微型泵啟動，使溶液倉3里面的液體循環(huán)流動。

進一步的，所述雙金屬片8包括熱雙金屬片，由于各組元層的熱膨脹系數(shù)不同，當溫度變化時，主動層的形變要大于被動層的形變，從而雙金屬片的整體就會向被動層一側彎曲，則這種復合材料的曲率發(fā)生變化從而產生形變。其中，膨脹系數(shù)較高的稱為主動層；膨脹系數(shù)較低的稱為被動層。但是隨著雙金屬應用領域的擴大和結合技術的進步，近代已相出現(xiàn)三層、四層、五層的雙金屬。事實上，凡是依賴溫度改變而發(fā)生形狀變化的組合材料，現(xiàn)今在習慣上仍稱為熱雙金屬。

進一步的，所述主動層的材料包括錳鎳銅合金、鎳鉻鐵合金、鎳錳鐵合金或鎳；所述被動層的材料包括鎳鐵合金，所述鎳鐵合金里面的鎳含量為34～50%。

具體實施例：

本發(fā)明工作原理：當電池充電時，主控電路板控制加熱器加熱，加熱器產生的熱量和電池充電時所產生的內阻熱量給火花機油加熱，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(jù)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，加熱器停止加熱，電池充電持續(xù)產生的熱量被火花機油吸收。由于火花機油密度小、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火花機油中，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，加熱器停止加熱，如果電池放電所產生的內阻熱量多于溶液倉散發(fā)的熱量，其熱量將會被溶液倉吸收，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，火花機油就釋放能量，維持裝置恒溫。

當電池長期不工作時，如果溶液倉散熱過多，火花機油降溫，已不在電池理想工作溫度范圍內時，主控電路板控制加熱器加熱。

火花機油加熱原理：當加熱器加熱時，由于加熱器處于溶液的一側，靠近加熱器一側的火花機油受熱升溫、熱脹冷縮、因密度減小而上浮，溶液倉中另外側面和下面的冷溶液因密度較大而流過來補充。循環(huán)補充原來冷溶液位置的熱溶液溶解更多的火花機油，溶液整體升溫的同時也儲存了熱量，溶液密度也因火花機油的溫度升高而增加，從而形成液體動態(tài)加熱循環(huán)，直到加熱到設定的理想工作溫度范圍上限時，加熱器停止加熱，完成加熱和儲能的雙動作。讓火花機油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。

該控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，主控電路板根據(jù)溫度信號的情況來控制加熱裝置停止加熱，利用火花機油自身溫差產生的對流，讓火花機油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。

由于加熱器的加熱和電池長時間工作的熱效應，當溶液倉中的溫度高于電池的恒溫工作溫度范圍時，雙金屬片在高溫變形下自動控制散熱器與溶液倉相連接，由散熱器引導溶液倉里面的溫度。當溶液倉中的溫度降至某一溫度設定值時，雙金屬片自動控制散熱器與溶液倉分離，溶液倉中的火花機油繼續(xù)進行循環(huán)。

當電池長時間持續(xù)工作，所產生的熱效應，使溶液倉里面的溫度高于電池工作溫度上界限時，由主控電路板制冷裝置里面的噴嘴，使制冷倉里面的制冷劑噴射到溶液倉，由制冷劑氣化產生低溫使溶液倉里面的溫度降溫，由溶液倉里面的火花機油進行循環(huán)，使電池的溫度一起降低，當溶液倉里面的火花機油帶動電池整體的溫度降低到某一溫度設值時，由主控電路板控制制冷裝置停止噴射制冷劑，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(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)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(fā)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(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。