[发明专利]一种用于纽扣电池的半导体制冷片双向温度控制装置

说明书

本发明公开了一种用于纽扣电池的半导体制冷片双向温度控制装置，数据采集模块、数据处理模块、驱动模块、调温模块，其中通过数据采集模块对纽扣电池的温度进行实时采集，采集到的数据经过数据处理模块的分析得出判断结果，根据判断结果通过驱动模块对调温模块进行控制，由调温模块对纽扣电池进行温度调节。通过单片机与计算机通讯，可以随时通过计算机输入温度设定值，改变纽扣电池的温度，且可以在计算机上实时显示当前纽扣电池的温度。系统体积小，控制可靠，精度高。

技术领域

本发明涉及温度控制领域，尤其涉及一种基于单片机的应用于纽扣电池研究的TEC双向温度控制系统。

背景技术

半导体制冷片(Thermoelectric Cooler,TEC)是一种基于热电材料的新型半导体器件，具有一面制冷，另一面制热的功能。通过改变半导体制冷片中供电电流的方向和大小，可以交换制冷面与制热面和调节制冷量或者制热量，从而实现温度的调节。由于半导体制冷片具有体积小、无机械部件、可持续操作、启动快、无制冷剂以及寿命长、环境友好等优点，常应用于空间有限和高可靠性的场合。

随着能源的不断消耗，新能源材料成为当今的研究热点，尤其是热电转换的研究。热电池是一种新型的热电转换器件，即通过热动力循环将热能转换成电能的一种电池。热电池利用电极材料电压随温度变化的特性，在不同温度下充电和放电，经过一个热动力循环从而将吸收的热能转换成电能。因此对热电池的研究，需要可快速调温的控温器来调节电池所处温度。

另外，由于环境温度对电池的性能影响很大，如低温条件下，电池内部的电化学反应不能够进行有效的反应，而高温条件下，电池内部的会发生不可逆的化学反应，造成不可逆的容量损失，因此有许多研究者研究了不同温度下电池的性能变化。

目前，对电池进行不同温度下的研究，常用的方法为将电池封装成扣式电池，然后将整个纽扣电池放到恒温箱中。这种方法需要很多很长的接线来将电池连接到电池测试系统上，使得整个系统的占地面积大，成本高。恒温箱内温度分布不均匀，而纽扣电池的体积非常小，使得电池所处温度不一定是所研究的温度点，研究结果和实际结果将存在一定的误差。另外，恒温箱升温降温速度慢，且不能达到低于室温的温度。

发明内容

为了克服现有测试方法中存在的升降温速率慢、温度不精确等问题，本发明提出一种基于单片机的应用于纽扣电池研究的TEC双向温度调控系统。该系统具有控制灵敏、可靠性强、精度高、速度快等优点,且可以将温度控制到零度以下，更利于实验研究。

本发明的技术解决方案是：一种用于纽扣电池的半导体制冷片双向温度控制装置，该装置包括：数据采集模块、数据处理模块、驱动模块、调温模块，其中通过数据采集模块对纽扣电池的温度进行实时采集，采集到的数据经过数据处理模块的分析得出判断结果，根据判断结果通过驱动模块对调温模块进行控制，由调温模块对纽扣电池进行温度调节；其特征在于所述调温模块包括左右两部分，这两部分结构完全对称，每一部分都包括：导热板、设置于导热板背面的半导体制冷片，设置于半导体制冷片上的散热装置，所述导热板正面中部设置有用于放置纽扣电池的凹槽。

进一步的，所述驱动模块为双向驱动电路，可以控制半导体制冷片对纽扣电池进行加热或制冷。

进一步的，所述导热板为铝板，该铝板正面的凹槽深度为纽扣电池的一半，凹槽底部到铝板背面的厚度为1毫米。

进一步的，所述数据处理模块为单片机，且该单片机额外连接有计算机，与计算机实现双向通信。

本发明的技术方案具有以下有益效果：