CN101299475A - 一种蓄电池快速充电中的冷却方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓄电池快速充电中的冷却方法，将待充电蓄电池组置于冷却水池中，池中水位控制在蓄电池通风孔以下，在蓄电池快速充电过程中采用流动的水进行降温冷却。优点在于用水冷的方法可以同时对多个蓄电池均匀冷却，在串联蓄电池组中使每个蓄电池的充电电流均匀，实现了在大电流的快速充电中，达到高效冷却的效果，使充电效率大大提高，使充电时间控制在5－6个小时以内，实现用电低谷的深夜充电。

Description

一种蓄电池快速充电中的冷却方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种蓄电池快速充电过程中的强制冷却方法，本发明还涉及实现上述方法的装置。
背景技术
现有技术中，纯电动汽车现对其他类型的电动汽车可以达到真正零排放，低能耗，低噪音的效果。但是纯电动汽车的技术瓶颈是对其蓄电池组的有效快速充电。因为纯电动汽车行使路程短，小车的行程一般不超过300Km，大客车一般不超过150Km，所以充电时间过长会制约到纯电动汽车的推广使用。
目前美国、日本、法国等发达国家对纯电动汽车的蓄电池组充电都是采用10小时的充电率，蓄电池组是安装在车内由车内的充电装置或车外的充电设备使用市电对蓄电池组充电，在充电时需要使用风机对蓄电池组强制冷却。相对用电低谷的深夜5-6个小时来说，充电效率是远远达不到理想效果的。
以铅酸蓄电池为例，蓄电池充电一般都按0.1C的电流量充电10小时，充电电流过大，蓄电池的温升就会加大，温升过大就会缩短蓄电池的使用寿命及损坏蓄电池，如充电电流很大时会即时烧坏蓄电池。为了达到快速充电的目的，需加大充电电流，需解决蓄电池的散热问题，以往多采用强风冷却的方法解决蓄电池的散热问题。强风冷却只能对蓄电池局部一个或两个对风接触面进行冷却，而不能全面冷却。充电时间很难小于5小时，同时需耗用很大功率的风机。
对于串联蓄电池组充电，造成蓄电池损坏有两个主要原因：
其一，每一个蓄电池的充电电压不均衡。一些蓄电池充电电压过高，温升也过高，充电电流越大，这一现象越严重。充电电压不均衡是串联蓄电池组在大电流充电时对蓄电池造成损坏的一个原因。
其二，每一个正常充电的蓄电池都存在散热问题，但对串联蓄电池组充电采用强风冷却的方法效果不佳，因串联蓄电池组一般都是集中安装，蓄电池与蓄电池之间的空间和距离都很小，特别是位于中心位置的蓄电池通风困难温度最高，强风仅对外部的蓄电池有一定的散热作用，但强风很难到达中心位置的蓄电池，对位于中心位置蓄电池的散热作用不大或没有散热作用。
在应用中，电动汽车很需要对串联蓄电池组进行快速充电，例如需要在深夜间用电低谷的时段对串联蓄电池组快速充电，高效的散热系统尤为重要。
发明内容
本发明目的在于提供一种对蓄电池快速充电过程中的强制冷却方法及其装置，该方法可以使电池组中各个电池都散热均匀，达到均匀快速充电。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案，一种蓄电池快速充电的强制冷却方法，将待充电蓄电池组置于冷却水池中，池中水位控制在蓄电池通风孔以下，在蓄电池快速充电过程中采用流动的水进行降温冷却。
通过对冷却池水的温度设定，来实现冷却水池中水的灌和排的循环流动控制。当冷却水池中的冷却水温度高于设定范围，水温传感器将信号发送到控制器，控制器使连接储水塔和冷却水池间的温度控制阀打开，冷却水从储水塔流进冷却水池；当冷却水池的水超过其控制水位时，冷却水池经其排水口排水。
所述的冷却水温度设置在45摄氏度以下，因为当水温高于45摄氏度后，蓄电池中的铅会受热变形，不利于快速均匀充电。
本发明根据上述冷却方法，同时提供一种蓄电池快速充电的强制冷却装置，包括冷却水池、储水塔、温度控制器和电磁阀；储水塔位置高于冷却水池，储水塔的出水管连接到冷却水池，冷却水池上部设有排水口，排水口位置低于蓄电池通风孔；电磁阀的阀口连接在储水塔与冷却水池之间，温度控制器的温度传感器置于冷却水池中，温度传感器的输出端连接温度控制器，温度控制器输出控制电磁阀开关。
所述的储水塔的出水管连接到冷却水池的底部中间。低温的冷却水从冷却水池底部灌入，高温的冷却水从冷却水池上部的排水管流出，更加有效地达提高降温效率。
所述的冷却装置还可以设置水泵和储水池，冷却水池的排水口连接到储水池，储水池的水经水泵泵入储水塔，充分利用冷却水池中排出的水，节约用水，实现循环利用。
本发明还设置用于放置蓄电池组的安放托架，安放托架固定于冷却水池中；安放托架为矩形立体框架，框架内部空间分隔为若干行和若干列的用于放置一个蓄电池的单元立体框；安放托架底部设有两个或两个以上的支撑脚。
本发明相对现有技术优点在于：
用水冷的方法可以同时对多个蓄电池均匀冷却，在串联蓄电池组中使每个蓄电池的充电电流均匀，实现了在大电流的快速充电中，达到高效冷却的效果，使充电效率大大提高，使充电时间控制在5-6个小时以内，实现用电低谷的深夜充电。
附图说明
图1是本发明的装置结构示意图；
图2是本发明的装置安放架使用状态示意图。
具体实施方式
如图1所示，冷却装置主要包括储水塔3、冷却水池1、储水池2和水泵4。储水塔3的位置高于冷却水池1，冷却水池1位置高于储水池2，这样冷却水可以只在重力作用下自高向低从储水塔3流到冷却水池1再到储水池2，达到节能省电的效果。
如图2所示，安放托架5为全开放的矩形立体框架，框架内部空间分隔为若干行和若干列的用于放置一个蓄电池14的单元立体框；框架底部设有两个支撑脚23。在每个蓄电池14间留有空隙21，冷却水可以对每个蓄电池14都有效地接触散热。为了保证水电安全，蓄电池14的电极22高于框架的上部。
在冷却水池1中设有安放托架5，蓄电池14放置在安放托架5上。冷却水池1上部设有排水管9的进水口，排水管9的出水口连接到储水池上部，排水管9的进水口可以控制冷却水池1中的冷却水水面高度，不让水面高于蓄电池14上的通风孔(图中没有标出)，冷却水池1溢出的冷却水从排水管9注入储水池2。
在冷却水池1中设有水温传感器6，蓄电池14充电时发出的大量热量由冷却水吸收，冷却水温度随之上升。水温信号由水温传感器6传送到控制器7，当水温超过45摄氏度后，控制器7发出信号使电磁阀8打开。电磁阀8连接于储水塔3底部和冷却水池1底部之间，是控制连接储水塔3底部和冷却水池1底部的进水管10的导通/关闭。电磁阀8打开后进水管10导通，冷却水从储水塔3经过进水管10流进冷却水池1，由于进水管10连接在冷却水池1底部，所以冷水可以有效地由下往上将热水排出，降低冷却水池1中的水温，保证了对蓄电池14的有效降温。当水温被降低到25摄氏度后，控制器7使电磁阀8闭合，进水管10也随之关闭。
另外在储水池3上部设有水位开关13，水位开关13控制水泵4工作。水泵4接吸水管11出水口和扬水管12的进水口，吸水管11进水口设在储水池1的水体中，扬水管12出水口接储水塔3的上部。当储水池3的水流出后，水位降低到设定范围，水位开关13使水泵4工作。水泵将储水池2的水往上抽送，依次通过吸水管11、水泵4和扬水管12到储水塔3，补充储水塔3的水量，这样水可以在三个储水装置中循环使用，达到高效环保的效果。

Claims (8)

1、一种蓄电池快速充电中的冷却方法，其特征在于，将待充电蓄电池组置于冷却水池中，池中水位控制在蓄电池通风孔以下，在蓄电池快速充电过程中采用流动的水进行降温冷却。
2、根据权利要求1所述的蓄电池快速充电中的冷却方法，其特征在于，通过对冷却池水的温度设定，来实现冷却水池中水的灌和排的循环流动控制。
3、根据权利要求2所述的蓄电池快速充电中的冷却方法，其特征在于，所述的水循环流动控制过程为：采用高于冷却水池的储水塔对冷却水池进行灌水，在储水塔与冷却水池之间设置温度控制阀，当冷却水池中水的温度超过设定温度，对冷却水池进行灌水；当冷却水池的水超过其控制水位时，冷却水池经其排水口排水。
4、根据权利要求3所述的蓄电池快速充电中的冷却方法，其特征在于，所述的设定温度为45摄氏度以下。
5、一种蓄电池快速充电的强制冷却装置，其特征在于，包括冷却水池、储水塔、温度控制器和电磁阀；储水塔位置高于冷却水池，储水塔的出水管连接到冷却水池，冷却水池上部设有排水口，排水口位置低于蓄电池通风孔；电磁阀的阀口连接在储水塔与冷却水池之间，温度控制器的温度传感器置于冷却水池中，温度传感器的输出端连接温度控制器，温度控制器输出控制电磁阀开关。
6、根据权利要求5所述的一种蓄电池快速充电的强制冷却装置，其特征在于，所述储水塔的出水管连接到冷却水池的底部中间。
7、根据权利要求5所述的一种蓄电池快速充电的强制冷却装置，其特征在于，还包括用于放置蓄电池组的安放托架，安放托架为矩形立体框架，框架内部空间分隔为若干行和若干列的用于放置一个蓄电池的单元立体框；安放托架底部设有两个或两个以上的支撑脚。
8、根据权利要求5所述的一种蓄电池快速充电的强制冷却装置，其特征在于，还包括水泵和储水池，冷却水池的排水口连接到储水池，储水池的水经水泵泵入储水塔。
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