电池包冷却系统、充电箱、换电站及储能站

技术领域

本发明涉及电动车换电领域，特别涉及一种电池包冷却系统、充电箱、换电站及储能站。

背景技术

目前，汽车尾气的排放仍然是环境污染问题的重要因素，为了治理汽车尾气，人们研制出了天然汽车、氢燃料汽车、太阳能汽车和电动汽车以替代燃油型汽车。而其中最具有应用前景的是电动汽车。目前的电动汽车主要包括直充式和快换式两种。

由于受充电时间和地点的限制，目前很多新能源电动汽车逐步采用快换式(即、快速更换电池的模式)进行能源补给。

换电站是一种为快换式的电动汽车进行电池更换的场所，由电动汽车上换下的亏电电池需要在换电站或储能站内进行充电，将电池包放置在站内的充电架上进行充电。为了使电池包的性能维持在最佳状态，需要使电池包的温度维持在适宜范围内，一般为10-30摄氏度。电池包温度过高或过低，都将导致电池包的性能下降。

影响电池包温度的因素有：环境温度和电池包自身在充电过程中因发热而导致的温度升高。如果环境温度较高，再加上电池包充电时自身发热，如果不采取必要的降温措施，电池包温度将持续升高而超过30摄氏度，甚至局部温度达到100摄氏度以上，有起火和爆炸的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了消除上述风险，提供一种电池包冷却系统、充电箱、换电站及储能站。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种电池包冷却系统，用于对换电站或储能站内充电过程中的电池包进行降温，所述电池包冷却系统包括：

流体循环单元，所述流体循环单元与所述电池包相对应设置，用于与所述电池包进行热交换；

流体供应单元，所述流体供应单元与所述流体循环单元相连通，用于为所述流体循环单元提供流体；以及

制冷单元，所述制冷单元设于所述流体循环单元和所述流体供应单元之间，用于冷却流经所述冷却单元的流体。

优选地，所述换电站或所述储能站具有对所述电池包充电的多个充电仓，所述流体循环单元设于所述充电仓内的电池包的对应位置。

优选地，所述流体循环单元设于所述充电仓内的电池包的上表面或下表面。

优选地，所述流体循环单元包含与所述电池包大小匹配的循环管路。

优选地，所述充电仓具有承载所述电池包的支架，所述循环管路设于所述支架上，以使所述电池包被置于所述支架上时，所述循环管路接触所述电池包下表面。

优选地，所述流体循环单元设于所述充电仓内的电池包的上方，

所述充电仓还设有移动单元，所述移动单元用于在上下方向上移动所述流体循环单元以使得所述流体循环单元贴靠所述电池包的上表面。

在本方案中，初始状态下，流体循环单元与电池包不接触，为远离状态，不会妨碍电池包的放入或取出或自然散热，仅在当需要对电池包冷却时，通过移动装置移动流体循环单元至贴靠在电池包的上表面即可，易于调整支配。

优选地，所述充电仓还设有流体内循环插拔接口，所述流体内循环插拔接口用于与所述电池包液冷接口连接。

优选地，所述流体供应单元包含储液装置和输送装置，所述输送装置用于将所述储液装置中的流体输送到所述流体循环单元。

优选地，所述电池包冷却系统还包括：靠近所述电池包设置的散热风机。

在本方案中，通过散热风机实现更好地对电池包进行散热。

优选地，每一所述充电仓内设有一个流体循环单元，所述流体循环单元用于为所述电池包提供直流电。

在本方案中，将充电单元与电池包一一对应设置，相比于充电单元集中为多个电池包充电的设置，更有利于电池包和充电单元的充分散热。

一种充电箱，其包括如上所述的电池包冷却系统。

一种换电站，其包括如上所述的电池包冷却系统。

一种储能站，其包括如上所述的电池包冷却系统。

本发明的积极进步效果在于：该电池包冷却系统利用流体在流体循环单元内的循环流动与电池包之间进行热交换，从而冷却电池包以使得电池包的温度维持在正常工作温度范围内，保证了电池包的性能处于最佳状态。同理，包含该电池包冷却系统的充电箱、换电站及储能站具有上述相同效果。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例的换电站的平面结构示意图。

图2为根据本发明的一个实施例的充电架的结构示意图。

图3为根据本发明的一个实施例的电池包冷却系统的模块结构示意图。

图4为根据本发明的一个实施例的电池仓的结构示意图。

图5为根据本发明的另一个实施例的充电仓的结构示意图。

图6为根据本发明的又一个实施例的充电仓的结构示意图。

图7为根据本发明的一个实施例的连接插座的结构示意图。

附图标记说明：

换电站100

全功能集装箱110

充电室111

换电平台112

监控室113

充电集装箱120

换电小车130

码垛机140

轨道150

充电架160

电池仓161

充电模块162

电池包冷却系统200

流体循环单元210

流体供应单元220

储液装置221

输送装置222

制冷单元230

移动单元240

连接插座260

流体内循环插拔接口262

电池包300

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在下述的实施例范围之中。

图1根据本发明的一个实施例示出了一种换电站100。

该换电站100为集装箱式换电站100。该换电站100包括：全功能集装箱110和充电集装箱120(充电箱)。

全功能集装箱110包括：充电室111、换电平台112和监控室113。充电集装箱120垂直地连接于全功能集装箱110，并与全功能集装箱110的充电室111连通。

全功能集装箱110的充电室111和充电集装箱120中设置充电架160。监控室113用于监控整个换电站的运行。换电平台112用于给车辆换电。

换电站100中还设有换电小车130和码垛机140。换电小车130能够在换电平台112和充电室111之间移动，该移动一般为直线移动，其移动方向一般垂直于码垛机140的移动方向。码垛机140可沿着轨道150在充电室111和充电集装箱120中来回移动，以能够接触到每个充电架160。

车辆停靠于换电平台112上，换电小车130在垂直于轨道150的方向上在换电平台112和充电室111之间移动，以将待充电的电池300从车辆上拆卸并运送到码垛机140，或从码垛机140上接收充满电的电池300并将其运送并安装到车辆上。

码垛机140沿着轨道150移动，将待充电的电池300移动到充电室111中的各个充电架160上进行充电，或者从充电室111中的各个充电架160上取出充满电的电池300，并将其转移到换电小车130上。

车辆可以是例如SUV、小轿车、越野车、卡车、大巴等各种快换式的电动车或混合动力车。

当然，本发明的换电站100也可以是其他类型和形式。

如图2所示，充电架160包括多个电池仓161，电池仓161用于放置电池包300并根据需要对这些电池包300进行充电。

本发明的一个实施例的电池包冷却系统200应用于上述换电站100的充电室111以及充电集装箱120。

该电池包冷却系统200用于对换电站100内充电过程中的电池包300进行降温。

如图3所示，所述电池包冷却系统200包括：流体循环单元210，所述流体循环单元210与所述电池包相对应设置，用于与所述电池包进行热交换；流体供应单元220，所述流体供应单元220与所述流体循环单元210相连通，用于为所述流体循环单元210提供流体；以及制冷单元230，所述制冷单元230设于所述流体循环单元210和所述流体供应单元之间，用于冷却流经所述冷却单元的流体。

利用流体在流体循环单元210内的循环流动与电池包300进行热交换，从而冷却电池包300以使得电池包300的温度维持在正常工作温度范围内。

所述换电站具有对所述电池包充电的多个充电仓，所述流体循环单元210设于每个充电仓161内与电池包的对应位置上。

如图4和5所示，所述流体循环单元210设于所述充电仓内的电池包的上表面或下表面。

图4示意了流体循环单元210设于电池包的上表面的一个示例，图5示意了流体循环单元210设于电池包的下表面的一个示例。但是本发明并不局限于此，流体循环单元210还可以通过其他方式设置于电池包的上表面或下表面。

流体循环单元210设于电池包的表面，与电池包300的表面直接接触可以更有效地与电池包进行冷却。

所述流体循环单元210包含与所述电池包大小匹配的循环管路。

这样循环管路覆盖电池包的整个上表面或下表面，增加了接触面积，可以更有效地与电池包进行换热。

所述充电仓具有承载所述电池包的支架，当流体循环单元210设于电池包的下表面时，所述循环管路可以设于所述支架上，使所述电池包被置于所述支架上时直接接触所述电池包下表面。当然，可选择地，流体循环单元210也可以是另外设置于电池包300下表面的零部件。

循环管路直接设于支架，不占用额外空间，节省充电仓内部空间。

图6根据本发明的又一个实施例示意了流体循环单元210设于电池包上方的一个示例。

如图6所示，所述流体循环单元210设于所述充电仓内的电池包的上方，所述充电仓还设有移动单元240，所述移动单元240用于在上下方向上移动所述流体循环单元210以使得所述流体循环单元210贴靠所述电池包的上表面。

移动单元240可以是由直线电机、液压电机、旋转电机等中的一个或多个驱动的具有可伸缩臂或可上下移动的壁的装置。当然，可选择地，移动单元240也可以是其他形式。

初始状态下，流体循环单元210位于上方，不与电池包300相接触。当需要对电池包降温时，通过移动装置将流体循环单元210移动至贴靠电池包300的上表面；当不需要对电池包降温时，再通过移动装置使流体循环单元210反向移动至初始状态，即，远离电池包，以免妨碍电池包的放入和取出或自然散热。

所述充电仓还设有流体内循环插拔接口262，所述流体内循环插拔接口262用于与所述电池包300中内置的液冷接口连接，适用于内置有液冷回路的电池包。

在本实施例中，如图7所示，流体内循环插拔接口262设于连接插座260上，与电路接头集成在一起。可选择地，也可以在电池仓中设置单独的流体内循环插拔接口262。

所述流体供应单元220包含储液装置221和输送装置222，所述输送装置222用于将所述储液装置221中的流体输送到所述流体循环单元210。

输送装置222可以是活塞泵、齿轮泵、叶片泵、离心泵、轴流泵等水泵。

上述储液装置221中的流体一般为乙二醇等冷却液，其冷却效果较好，但是该流体并不限于液体，根据需要，其也可以是空气等流体。

在一个实施例中，制冷单元230包括散热器和风扇，散热器包括冷却管和套设于冷却管的翅片，风扇正对散热器。利用风冷对散热器进行散热。风冷的耗能较低，且装置简化。

在另一个实施例中，制冷单元230包括空调制冷机、冷却水槽和置于冷却水槽中的冷却管，空调制冷机为冷却水槽提供冷却水，冷却管中流通上述用于冷却的流体。

这种制冷单元230的制冷效率较高，但是能源消耗可能较大，适用于南方等环境温度较高的地域。

在另一个实施例中，制冷单元230包括空调制冷机和散热器，空调制冷机为散热器提供冷风，散热器包括冷却管和套设于冷却管的翅片，冷却管中流通上述用于冷却的流体。

这种制冷单元230兼顾了制冷效率和能源消耗。

制冷单元230可以设置换电站的内部或外部，其设置位置不限，可根据需要进行设置。

所述电池包冷却系统200还包括：靠近所述电池包设置的散热风机。

该散热风机可以直接设于充电仓161中，也可以设于电池架旁边。

通过散热风机更好地对电池包300进行散热。

每一所述充电仓内设有一个流体循环单元210，所述流体循环单元210用于为所述电池包提供充电所需的直流电。

这种设置比充电单元162集中为多个电池包300充电的设置更有利于电池包300和充电单元162的散热。

充电单元162包括转换器，该转换器将外部电源转换为直流电。充电单元162还可以包括降压器、增压器、排线等等其他元件。

本发明还提供了一种储能站，储能站也包括电池包冷却系统，该电池包冷却系统与上述实施例中所述的电池包冷却系统200的结构相同，此处不再赘述。

该电池包冷却系统200利用制冷单元230提供冷却用的流体带走流体循环单元210中的热量，从而使得电池包300能够在正常工作温度下充电。该充电集装箱120、换电站100、储能站具有上述相同效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于装置或元件被正常使用时的放置位置，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须在任何时刻都具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，除非文中另有说明。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。