温度是表征物体的冷热程度最基本的物理量,在工业、农业、军事等众多方面,温度都是最基本、最常用的控制参数。对于锂电池来说,温度更是保障其安全使用的关键因素,不适宜的温度会对锂电池带来不同程度的负面影响,温度过高会导致电池发生爆炸,温度过低则不能正常释放电能。另外,根据用户需求,温控箱需安放在狭窄空间,因此,用户对箱体的体积做出了严格限定。半导体制冷温控箱正是基于上述情况进行研发,是保障锂电池安全工作的一种重要装置。在对国内外半导体制冷技术和恒温控制系统进行深入分析的基础上,针对锂电池有限工作空间的独特温度控制要求,设计了温控箱简洁实用、布局合理、节能环保的机械结构,主要进行了箱体的外形设计、执行装置(半导体制冷装置和硅胶发热装置)的理论分析与设计以及保温隔热装置的结构设计与计算。并利用CAD、solidworks等软件进行了温控箱平面图和立体图的绘制。温控箱的控制系统采用STC12C5410AD(自带A/D转换)单片机芯片为核心控制器,eview MT506L触摸屏为显示终端。STT-T型铂电阻温度传感器实现温度数据的采集,单片机完成数据的处理和控制任务,并以此为基础,设计了系统的测量电路和驱动电路。触摸屏显示器实现系统的参数设定、状态显示以及超限报警功能,方便使用人员操作和监控系统。研究分析了触摸屏与单片机之间的串行通信,确定采用Modbus协议的RTU模式进行通信,设计了通信连接电路。硬件电路设计完成之后,进行了软件结构化设计,绘制了系统的软件流程图。为半导体制冷技术与自动控制技术的结合开辟了新的思路。围绕半导体制冷片在温控箱中应用的具体问题展开研究与试验,找出了半导体制冷芯片降温效果实现的制约因素,利用设计完成的温控箱系统对影响半导体制冷效果的关键因素进行了探究和分析,通过单因素比较和图表分析了实验数据,确定了不同材质、工作状态、散热方式以及安装工艺均会对半导体制冷片的制冷性能产生影响。提出了改善半导体制冷效果的建议。并利用该结论,优化了温控箱的制冷装置,对温控箱的各种性能进行了试验测试,达到了预期效果。