本发明涉及电池领域，特别是涉及一种具有高效热管理能力的电池系统。
背景技术：
1、在储能领域，尤其是户用储能电池系统的发展中，电池的安全性和长寿命是至关重要的考量因素。然而，现有技术在这方面仍存在显著的技术瓶颈，具体体现在以下几个方面：
2、温度监控的不完善：当前的户用储能电池系统普遍缺乏完善的热管理系统。虽然部分系统采用了温度监控手段，但通常仅局限于少量电芯(如16个电芯中仅4个配备温度传感器)，导致温度数据采集存在严重的盲区。这种不完全的温度监控使得系统无法全面掌握所有电芯的实时温度状态，进而无法准确评估电池系统的整体热安全状况。
3、温度均衡策略的缺失：对于已具备基本温度监控能力的系统，其温度均衡策略往往也显得力不从心。大储能系统中，虽然尝试通过电芯温度与设定温度的简单比对进行统一调控，但这种策略忽略了电芯间的温度差异，无法实现精细化的温度控制。结果，即便是在调控之后，电池包内仍可能存在较大的温差(如5℃左右)，这种温差会加速电芯的老化，缩短电池的使用寿命。
4、热管理方式的局限性：对于户用储能系统，由于空间和成本的限制，往往采用较为简单的散热方案，如自然散热或简易的风冷系统，这些方式散热效率低，难以满足电池系统在高负载运行下的散热需求。而对于大储能系统，虽然可能采用液冷系统，但液冷系统存在顶底温差大、温度分布不均的问题，同样无法实现有效的温度均衡。
5、加热方案的不全面：针对低温环境下的电池加热问题，现有技术通常采用加热膜方案。然而，这种方案仅在电芯表面进行卷绕，难以实现对电芯整体的均匀加热。同时，由于电芯自身散热需求的存在，加热膜的加热效果也会受到一定限制，无法满足低温环境下电池快速升温的需求。
6、综上所述，现有技术在储能电池系统的温度监控、温度均衡策略、热管理方式以及加热方案等方面均存在明显不足。这些不足不仅影响了电池系统的安全性和长寿命，也限制了储能技术在更广泛领域的应用。
技术实现思路
1、本发明的一个目的是要将各电芯温度维持在设定的均衡范围内，减少因温度波动导致的电池性能衰减。
2、本发明的另一个目的是要实现半导体制冷片在制冷模式和制热模式之间的快速转换。
3、本发明的又一个目的是要维持半导体制冷片持续高效的工作状态，向有制冷/制热需求的电芯提供稳定的冷量/热量。
4、特别地，本发明提供了一种具有高效热管理能力的电池系统，包括：
5、电池包，包括串联连接的多个电芯；
6、温度调节单元，包括多个半导体制冷片，与每个所述电芯一一对应，所述半导体制冷片具有第一换热端和第二换热端，所述第一换热端与所述电芯直接/间接接触，以调节所述电芯的温度；
7、温度采集单元，用于实时监测每个所述电芯的温度数据，并将监测到的所述温度数据传输给控制单元；以及
8、所述控制单元，用于接收所述温度采集单元传输的温度数据，并根据预设的温度均衡策略，控制每个所述半导体制冷片的制冷/制热模式，以将所有所述电芯的温度维持在设定的均衡范围内。
9、可选地，具有高效热管理能力的电池系统还包括：
10、电路集成单元，包括多个换向电路，与每个所述半导体制冷片一一对应，用于独立接收来自所述控制单元的调控指令，并根据所述调控指令维持/改变流经其对应的所述半导体制冷片的电流方向。
11、可选地，所述换向电路包括第一导线、第二导线、第一开关和第二开关，所述第一导线连接所述电芯的正极，所述第二导线连接所述电芯的负极，且所述半导体制冷片具有第一电极和第二电极；
12、在所述调控指令为制冷指令的情况下，所述第一电极通过所述第一开关和所述第一导线与所述电芯的正极接通，所述第二电极通过所述第二开关和所述第二导线与所述电芯的负极接通；
13、在所述调控指令为制热指令时的情况下，所述第一电极通过所述第一开关和所述第二导线与所述电芯的负极接通，所述第二电极通过所述第二开关和所述第一导线与所述电芯的正极接通。
14、可选地，所述电路集成单元还包括：
15、环境温度检测电路，用于检测所述电池包所处的环境温度；和
16、电芯温度计算电路，用于接收所述温度采集单元传输的每个电芯的温度数据，并据此计算出各所述电芯之间的温度离散差；
17、所述控制单元，还用于接收所述环境温度检测电路和所述电芯温度计算电路的数据输入，并结合所述电池包的充放电计划以及预计的热量产生情况，动态调整每个所述半导体制冷片的制冷/制热模式。
18、可选地，具有高效热管理能力的电池系统还包括：
19、散冷散热单元，包括多个冷热交换组件，与每个所述半导体制冷片的第二换热端相连，用于将所述半导体制冷片产生的冷量/热量散发到环境中，以维持所述半导体制冷片的工作效率。
20、可选地，所述冷热交换组件包括风冷组件和液冷组件的至少之一、以及热管组件，所述控制单元根据所述第二换热端的冷热情况选择性地开闭所述风冷组件、所述液冷组件和所述热管组件。
21、可选地，具有高效热管理能力的电池系统还包括：
22、电池管理单元，用于检测所述电池包的电池参数，并将所述电池参数提供给所述控制单元，以便所述控制单元根据所述电池参数制定和执行所述温度均衡策略，其中，所述电池参数包括电压、电流、剩余电量以及健康状况。
23、可选地，所述控制单元及所述温度调节单元将所述电池包中各所述电芯之间的温差范围控制在-1℃～1℃，且每个所述电芯的温升幅度不超过40℃。
24、可选地，相邻所述电芯之间设置有导热介质，所述导热介质用于促进冷量/热量在处于高温状态的电芯与相对低温的电芯之间的传递与均衡。
25、可选地，所述半导体制冷片包括两个导电层、两个绝缘层、p型半导体和n型半导体，两个所述导电层相互间隔布置，所述p型半导体和所述n型半导体交替分布在两个所述导电层之间，两个所述绝缘层对应设置在两个所述导电层的外侧。
26、本发明的具有高效热管理能力的电池系统，通过为每一个电芯配备专属的半导体制冷片，实现了一对一的精准温度调节，确保了每个电芯都能得到适宜的冷却或加热，借助温度采集单元的实时监测与控制单元的智能调控，本发明能够迅速响应电芯间的微小温差，通过半导体制冷片的即时工作，将电芯温度维持在设定的均衡范围内。这种严格的温度管理不仅减少了因温度波动导致的电池性能衰减，还显著延长了电芯及整个电池系统的使用寿命。电芯温度的均衡化不仅延长了寿命，还直接提升了电池系统的整体性能和稳定性。在均衡温度条件下，电芯的工作状态更加一致，能量转换效率更高，同时减少了因温度不均引起的热应力问题，提高了系统的可靠性和耐久性。由于本发明在温度管理方面的高效性和精准性，大大减少了因温度异常而引发的电池故障和维护需求。这不仅降低了用户的维护成本和时间成本，还提升了整体的用户体验和满意度。
27、进一步地，本发明的具有高效热管理能力的电池系统，通过第一导线、第二导线、第一开关和第二开关的巧妙组合，构建了一个既简单又高效的换向电路。当控制单元发出制冷或制热指令时，仅需调整第一开关和第二开关的闭合状态，即可迅速改变电流流向，使半导体制冷片按照指令要求工作。这种设计不仅简化了操作流程，还提高了系统的响应速度。由于换向电路直接作用于半导体制冷片的电极，因此能够实现对制冷/制热模式的精准控制，确保电芯温度始终维持在设定的均衡范围内。
28、进一步地，本发明的具有高效热管理能力的电池系统，其散冷散热单元包含了风冷组件和液冷组件的至少之一、以及热管组件，这种多元化的散热方式使得系统能够根据半导体制冷片第二换热端的实际冷热情况，灵活选择最适合的散冷/散热方式，实现了对半导体制冷片产生的冷量/热量的高效散发，从而确保了半导体制冷片持续高效的工作状态。这不仅提升了整个电池系统的热管理效率，还进一步增强了系统的可靠性和稳定性。
29、进一步地，本发明的具有高效热管理能力的电池系统，导热介质作为热传递的桥梁，能够迅速地将处于高温状态的电芯中的热量传递给相邻的、温度相对较低的电芯。这种热量传递过程有助于减少电芯之间的温差，实现热量的均衡分布，从而提高整个电池系统的热稳定性。导热介质的引入减少不必要的制冷/制热操作，同时也有助于实现电芯之间温度的快速均衡。
30、根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
1.一种具有高效热管理能力的电池系统，包括：
2.根据权利要求1所述的具有高效热管理能力的电池系统，还包括：
3.根据权利要求2所述的具有高效热管理能力的电池系统，其中，
4.根据权利要求2所述的具有高效热管理能力的电池系统，所述电路集成单元还包括：
5.根据权利要求1所述的具有高效热管理能力的电池系统，还包括：
6.根据权利要求5所述的具有高效热管理能力的电池系统，其中，
7.根据权利要求1所述的具有高效热管理能力的电池系统，还包括：
8.根据权利要求7所述的具有高效热管理能力的电池系统，其中，
9.根据权利要求1所述的具有高效热管理能力的电池系统，其中，
10.根据权利要求1所述的具有高效热管理能力的电池系统，其中，所述半导体制冷片包括两个导电层、两个绝缘层、p型半导体和n型半导体，两个所述导电层相互间隔布置，所述p型半导体和所述n型半导体交替分布在两个所述导电层之间，两个所述绝缘层对应设置在两个所述导电层的外侧。
