本发明涉及电池pack热管理，特别涉及一种基于半导体制冷片的热管理系统及方法。
背景技术：
1、目前电池pack的充放电效率和倍率受电芯的影响，但是电芯受温度的影响非常大，当前电芯充电范围普遍在0～60℃，放电温度范围普遍在-20～60℃。pack高充电倍率最佳温度范围20～45℃，高放电倍率最佳温度范围在15℃～60℃，一旦超过电芯最佳充放电温度范围使用高倍率对电池进行充放电。不但影响电池充放电效率，更是对电芯的寿命造成不可逆转的损坏。所以在电池pack中增加热管理系统对电池pack来说，是非常必要的，特别是对于处在高温、低温环境(热带和高寒高海拔地带等)，以及高倍率充放电电池pack(例如高速电摩，山地车，沙滩四驱电动摩托等)。
2、目前对电池pack的热管理技术包括制冷技术和加热技术。
3、制冷技术主要是基于液冷，风冷以及压缩机制冷。液冷的关键在于通过导热硅胶片将电芯产生的热量传递到液冷管，再由冷却液在管内自由循环流动，将热量带走。该系统的散热效率低反应速度慢。风冷一般是由风扇增加空气流动来带走热量，该系统也存在散热效率低反应速度慢，且噪声大。压缩机制冷则的缺点是功耗高，噪声大。
4、加热技术主要使用ptc主动加热，ptc具有能耗高，热管理系统过于庞大，不适用于中小型电池的缺陷。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于提出一种基于半导体制冷片的热管理系统及方法，旨在提升热管理效率和反应速度，提升电芯使用寿命。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于半导体制冷片的热管理系统，所述基于半导体制冷片的热管理系统包括温度传感器、风扇驱动模块、水泵驱动模块、dc-dc模块、mcu控制模块和继电器控制模块；
3、所述温度传感器用于对电池pack内部电芯温度、半导体制冷片的热面和冷面温度，以及液管中液体输入和液体输出温度进行检测；
4、所述半导体制冷片的热面贴在所述电池pack的外壳上，所述风扇驱动模块用于驱动风扇对所述外壳进行散热；
5、所述水泵驱动模块用于推动液管中液体的流动，以及控制液体的流速，通过液体流动带走所述电池pack内部的热量；
6、所述dc-dc模块用于通过输出电压用来控制半导体制冷片的制冷和加热功率，调节所述电池pack的制冷和加热的效率；
7、所述mcu控制模块用于控制所述温度传感器、风扇驱动模块、水泵驱动模块、dc-dc模块和继电器控制模块的工作逻辑；
8、所述继电器模块用于控制四路继电器的导通和关断来调节所述dc-dc模块输出电压的方向，当所述dc-dc模块输出电压为正时，所述半导体制冷片开启制冷功能，当所述dc-dc模块输出电压为负时，所述半导体制冷片开启制热功能。
9、为实现上述目的，本发明还提出一种基于半导体制冷片的热管理方法，所述方法应用于如上所述的基于半导体制冷片的热管理系统，所述方法包括以下步骤：
10、步骤s10，通过所述温度传感器实时采集电池pack内部电芯温度；
11、步骤s20，将当前电芯温度与半导体制冷片开启制热温度阈值ttec_hot_on相比对；
12、步骤s30，根据比对结果控制所述半导体制冷片的工作模式。
13、本发明进一步的技术方案是，所述步骤s30包括：
14、步骤s301，如果电芯温度小于或等于ttec_hot_on，则开启半导体制冷片制热模式，对电池pack进行加热；
15、步骤s302，将电芯温度与半导体制冷片关闭制热温度阈值ttec_cool_off相比对；
16、步骤s303，如果电芯温度大于或等于ttec_cool_off，则关闭半导体制冷片制热模式，停止对电池pack进行加热。
17、本发明进一步的技术方案是，所述步骤s301之后还包括：
18、步骤s304，开启所述水泵驱动模块推动水循环，对电池pack进行加热。
19、本发明进一步的技术方案是，所述步骤s304包括：
20、实时检测水循环过程中输入液体和输出液体之间的温差δt，比较电池pack散发的热量与所述半导体制冷片散发的热量，如果δt≥0，或者电池pack散发的热量大于所述半导体制冷片散发的热量，则增加所述dc-dc模块的输出电压，增大所述半导体制冷片的加热效果。
21、本发明进一步的技术方案是，所述步骤s30还包括：
22、步骤s305，如果电芯温度大于ttec_hot_on，则将电芯温度与半导体制冷片开启制冷温度阈值ttec_cool_on相比对；
23、步骤s306，如果电芯温度大于或者等于ttec_cool_on，则开启半导体制冷片制冷模式；
24、步骤s307，将电芯温度与半导体制冷片关闭制冷温度阈值ttec_cool_off相比对；
25、步骤s308，如果电芯温度小于或等于ttec_cool_off，则关闭半导体制冷片制冷模式，停止制冷。
26、本发明进一步的技术方案是，所述步骤s306之后还包括：
27、步骤s309，开启所述水泵驱动模块推动水循环，对电池pack进行散热。
28、本发明进一步的技术方案是，所述步骤s309包括：
29、实时检测水循环过程中输入液体和输出液体之间的温差δt，比较电池pack散发的热量与所述半导体制冷片散发的热量，如果δt≤0，或者电池pack散发的热量大于所述半导体制冷片散发的热量，则增加所述dc-dc模块的输出电压，增大所述半导体制冷片的制冷效果，和/或增加所述水泵驱动模块的功率加速液体流动的速度。
30、本发明进一步的技术方案是，所述步骤s306之后还包括：
31、步骤s31 0，实时检测电池pack的外壳温度；
32、步骤s311，将外壳温度与开启风扇温度阈值tfan_on相比对；
33、步骤s312，如果外壳温度大于或等于tfan_on，则开启风扇驱动模块对外壳散热。
34、本发明进一步的技术方案是，所述步骤s312之后还包括：
35、步骤s313，将外壳温度与关闭风扇温度阈值tfan_off相比对；
36、步骤s304，如果外壳温度小于或等于tfan_off，则关闭风扇驱动模块，停止对外壳散热。
37、本发明基于半导体制冷片的热管理系统及方法的有益效果是：
38、本发明通过上述技术方案，采用了半导体制冷片，该材料同时具有加热和制冷功能。本发明基于半导体制冷片的热管理系统具有环保性、可靠性高、小型化和便携性、无噪声、制冷加热效率高，反应速度快，工作温度区间大，结构紧凑，布局灵活。此外，本发明能提升热管理效率和反应速度，提升电芯使用寿命。
1.一种基于半导体制冷片的热管理系统，其特征在于，所述基于半导体制冷片的热管理系统包括温度传感器、风扇驱动模块、水泵驱动模块、dc-dc模块、mcu控制模块和继电器控制模块；
2.一种基于半导体制冷片的热管理方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1所述的基于半导体制冷片的热管理系统，所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于半导体制冷片的热管理方法，其特征在于，所述步骤s30包括：
4.根据权利要求3所述的基于半导体制冷片的热管理方法，其特征在于，所述步骤s301之后还包括：
5.根据权利要求4所述的基于半导体制冷片的热管理方法，其特征在于，所述步骤s304包括：
6.根据权利要求2所述的基于半导体制冷片的热管理方法，其特征在于，所述步骤s30还包括：
7.根据权利要求6所述的基于半导体制冷片的热管理方法，其特征在于，所述步骤s306之后还包括：
8.根据权利要求7所述的基于半导体制冷片的热管理方法，其特征在于，所述步骤s309包括：
9.根据权利要求6所述的基于半导体制冷片的热管理方法，其特征在于，所述步骤s306之后还包括：
10.根据权利要求9所述的基于半导体制冷片的热管理方法，其特征在于，所述步骤s312之后还包括：
