CN106808999A - 具有冷却系统的电动移动充电车 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电池和电机的冷却领域，具体提供一种具有冷却系统的电动移动充电车。本发明旨在解决现有电动移动充电车因设置有两套冷却系统致使车辆框架强度低、整车重量大和整车设计难度高的问题。本发明的电动移动充电车包括：动力电池、驱动电机、储能电池和储能控制系统和冷却系统，所述冷却系统通过冷却管道与所述动力电池和所述驱动电机分别相连，且所述冷却管道能够通过第一切换机构形成有第一冷却回路和第二冷却回路；所述冷却系统能够通过所述第一冷却回路对所述驱动电机进行冷却；所述冷却系统能够通过所述第二冷却回路对所述储能电池进行冷却。因此，本发明的电动移动充电车的系统设计更加简单、整车质量更轻，冷却系统的安装空间更小。

Description

具有冷却系统的电动移动充电车
技术领域
本发明属于电池和电机的冷却领域，具体提供一种具有冷却系统的电动移动充电车。
背景技术
移动充电车所装备的储能电池在工作时往往伴随着温升，为了防止储能电池工作时温度过高，移动充电车内均配置有水冷系统。同时，为了提高电动汽车的驱动电机的散热效率，电动汽车上还配有一套电机水冷散热系统。
目前，电动移动充电车通常具有两套冷却系统，两套冷却系统分别对储能电池和驱动电机进行冷却。为了提高冷却系统的散热效率，还需要在车厢上开通风孔以便对冷却介质进行冷却，但是这样的结构不仅会影响车辆框架的强度，而且还会降低车辆的防护等级，造成了一定的安全隐患。并且，两套冷却系统的设置以及为了保证车辆框架的强度，又势必会增加整车的设计难度。
相应地，本领域需要一种新的移动充电车来解决上述问题。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有电动移动充电车因设置有两套冷却系统致使车辆框架强度低、整车重量大和整车设计难度高的问题，本发明提供了一种具有冷却系统的电动移动充电车，该电动移动充电车所述电动移动充电车包括动力电池、驱动电机、储能电池和储能控制系统，所述电动移动充电车还包括冷却系统，其通过冷却管道与所述储能电池和所述驱动电机分别相连，且所述冷却管道能够通过第一切换机构形成第一冷却回路和第二冷却回路；所述冷却系统能够通过所述第一冷却回路对所述驱动电机进行冷却；所述冷却系统还能够通过所述第二冷却回路对所述储能电池进行冷却。
在上述电动移动充电车的优选技术方案中，所述第一切换机构为设置于所述冷却管道上的三通阀。
在上述电动移动充电车的优选技术方案中，所述三通阀是电磁三通阀，所述储能控制系统通过相应的控制逻辑控制该电磁三通阀，从而使所述冷却管道形成所述第一冷却回路或者第二冷却回路。
在上述电动移动充电车的优选技术方案中，所述电动移动充电车还包括第二切换机构，所述冷却系统通过该第二切换机构与所述储能电池或者所述动力电池电连接，并通过该电连接形成启动使所述冷却系统经所述第一冷却回路冷却所述驱动电机，或者使所述冷却系统经所述第二冷却回路冷却所述储能电池。
在上述电动移动充电车的优选技术方案中，所述第二切换机构包括与所述储能控制系统连接的、触点状态相反的第一继电器和第二继电器，其中，所述第一继电器设置于所述动力电池和所述冷却系统之间；其中，所述第二继电器设置于所述储能电池和所述冷却系统之间。
在上述电动移动充电车的优选技术方案中，所述第二切换机构包括与所述储能控制系统连接的双刀双掷继电器，所述双刀双掷继电器的一端设置于所述冷却系统，所述双刀双掷继电器的另一端能够与所述动力电池和所述储能电池分别电连接。
在上述电动移动充电车的优选技术方案中，所述电动移动充电车还包括第三切换机构，该第三切换机构设置于所述电动移动充电车的车辆启动电源和储能系统电源的启动回路之间，且该第三切换机构能够在所述车辆启动电源的启动回路接通时，使所述储能系统电源的启动回路断开。
在上述电动移动充电车的优选技术方案中，所述第三切换机构为第三继电器，所述第三继电器设置于所述车辆启动电源的启动回路中，并且所述第三继电器的常闭触点接入所述储能系统电源的启动回路中。
在上述电动移动充电车的优选技术方案中，所述冷却系统设置有独立的开关，即使在“冷却系统与所述动力电池或者储能电池导通并进一步能够通过第一冷却回路或者第二冷却回路对所述驱动电机或者所述储能电池进行冷却”的情形下，也能够通过该开关将所述冷却系统关停。
上述电动移动充电车的优选技术方案中，所述冷却系统是水冷系统。
本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过一套车载的冷却系统分别对电动移动充电车的驱动电机和储能电池进行冷却，不仅降低了整车的重量和系统的复杂程度，而且节约了设备的安装空间。具体地，用于冷却驱动电机的第一冷却回路和用于冷却储能电池的第二冷却回路分别通过电磁三通阀与冷却系统相连，通过储能控制系统控制电磁三通阀的通断使冷却系统中的冷却水择一地流向第一冷却回路或第二冷却回路。
进一步，通过第三继电器对车辆启动电源和储能系统电源进行互锁，当车辆熄火时，第三继电器闭合使得储能控制系统与储能系统电源导通，当车辆启动时，第三继电器断开使得储能控制系统与储能系统电源断开连接。进而保证了车辆的驱动电机和储能电池不能同时工作。
附图说明
图1是本发明的冷却系统的原理图；
图2是本发明的电动移动充电车的储能系统的控制原理图；
图3是本发明的冷却系统的另一种实施方式的原理图。
附图标记列表
1、动力电池；2、水冷系统；3、驱动电机；4、第一电磁三通阀；5、第二电磁三通阀；6、储能电池；7、第一冷却回路；8、第二冷却回路；9、第一继电器；10、第二继电器；11、储能控制系统；12、第三继电器；13、储能系统电源；14、车辆启动电源。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然说明书是结合附图对电动移动充电车进行描述的，但是很明显这种冷却系统也可以适用在其他类型的充电车上，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的具有冷却系统的电动移动充电车主要包括：动力电池、驱动电机、储能电池、储能控制系统和冷却系统。其中，冷却系统通过冷却管道与储能电池和驱动电机分别相连，且冷却管道能够通过第一切换机构形成有第一冷却回路和第二冷却回路，使得冷却系统能够通过第一冷却回路对驱动电机进行冷却，通过第二冷却回路对所述储能电池进行冷却。在本发明的优选实施方案中，第一切换机构采用电磁换向阀，或者本领域技术人员也可以根据需要将第一切换机构选用其他形式的换向阀，例如，两个并联的截止阀，通过两个单向阀分别对第一冷却回路和第二冷却回路进行控制。
下面结合附图对本发明的具有冷却系统的电动移动充电车做详细说明。
如图1所示，本发明的电动移动充电车主要包括：动力电池1、水冷系统2、驱动电机3、第一电磁三通阀4、第二电磁三通阀5、储能电池6、第一冷却回路7、第二冷却回路8、第一继电器9、第二继电器10和储能控制系统11。其中，第一继电器9为常闭继电器，第二继电器10为常开继电器。水冷系统2的冷却水出口(图1中水冷系统2的下端左侧管路)与图1中第一电池三通阀4的上端连接，水冷系统2的冷却水进口(图1中水冷系统2的下端右侧管路)与图1中第二电磁三通阀5的上端连接，图1中第一电池三通阀4的下端和图1中第二电磁三通阀5的下端分别与第一冷却回路7的两端连接，图1中第一电池三通阀4的右端与图1中第二电磁三通阀5的右端分别与第二冷却回路8的两端连接，使得水冷系统2中的冷却水能够通过第一电磁三通阀4和第二电磁三通阀5择一的流向第一冷却回路7或第二冷却回路8。本领域技术人员容易理解的是，冷却水的流向也可以根据需要作出适当调整，例如，冷却水从水冷系统2的下端右侧管路流出水冷系统2，从水冷系统2的下端左侧管路流入水冷系统2。
进一步，驱动电机3串联到第一冷却回路7中，使得流经第一冷却回路7中的冷却水能够对其进行冷却；储能电池6串联到第二冷却回路8，使得流经第二冷却回路8中的冷却水能够对其进行冷却。本领域技术人员能够理解的是，第一冷却回路7和第二冷却回路8中的冷却水可以以直接流经驱动电机3和储能电池6内部的方式对其进行冷却，第一冷却回路7和第二冷却回路8中的冷却水也可以以流经驱动电机3和储能电池6外壳的方式对其进行冷却。本领域技术人员还能够理解的是，水冷系统2也可以根据需要选用其他冷媒的冷却系统，只要该冷媒不会对驱动电机3和储能电池6造成腐蚀即可，例如，液压油、水乙二醇等。
继续参阅图1，水冷系统2通过第一继电器9与动力电池1电连接，水冷系统2通过第二继电器10与储能电池6电连接，储能控制系统11分别与第一电磁三通阀4、第二电磁三通阀5、第一继电器9和第二继电器10电连接。常态下，水冷系统2与第一冷却回路7通过第一电磁三通阀4和第二电磁三通阀5导通，冷却水能够对驱动电机3进行冷却，当储能控制系统11使第一电磁三通阀4和第二电磁三通阀5得电时，水冷系统2与第一冷却回路7被断开，水冷系统2与第二冷却回路8导通，冷却水能够对储能电池6进行冷却。常态下，第一继电器9闭合，第二继电器10断开，当储能控制系统11控制第二继电器10闭合时，水冷系统2与储能电池6之间导通，水冷系统2由储能电池6供电。需要说明的是，第二继电器10闭合之前，第一继电器9就已断开。
需要说明的是，第一继电器9和第二继电器10为权利要求书中所提到的第二切换机构，除此之外，本领域技术人员可以根据需要将第二切换机构改成其他任何形式且能够实施的开关，例如，旋钮开关、手机遥控开关、闸刀开关等。
如图2所示，储能控制系统11由储能系统电源13提供电能，两者之间设置有常闭式的第三继电器12，第三继电器12由车辆启动电源14提供电能并控制其通断。进一步，第三继电器12和车辆启动电源14之间设置有车辆ON/START档。当车钥匙插入车辆ON/START档并拨到ON/START时，第三继电器12得电断开，储能控制系统11不工作；当车钥匙拔出车辆ON/START档或复位时，第三继电器12失电闭合，储能控制系统11与储能系统电源13之间导通，储能控制系统11开始工作。
需要说明的是，第三继电器12为权利要求书中所提到的第三切换机构，除此之外，本领域技术人员可以根据需要将第三切换机构改成其他任何形式且能够实施的开关，或者对车辆启动电源的启动回路和储能系统电源的启动回路进行其他形式的互锁，例如，将车辆ON/START档也串联至储能系统电源的启动回路，当车钥匙处在原位时储能控制系统11与储能系统电源13之间导通，启动电源的启动回路断开；当车钥匙插入车辆ON/START档并拨到ON/START时，启动电源的启动回路接通，储能控制系统11与储能系统电源13之间断开。
在本发明的优选实施方案中，车辆启动电源14为电动汽车的12V启动电瓶，储能系统电源13为系统加装的辅助12V电瓶，或者本领域技术人员也可以根据需要将动力电池1作为车辆启动电源14，将储能电池6作为储能系统电源13，以便降低整车的重量和简化整车的设计。
下面结合图1和图2对本发明的具有冷却系统的电动移动充电车的工作原理作简要说明。
车辆行驶状态，车钥匙插入车辆ON/START档并拨到ON/START时车辆启动，此时第三继电器12得电断开，储能控制系统11与储能系统电源13之间的连接被断开，储能控制系统11不工作。当驱动电机3需要进行冷却时，动力电池1为水冷系统2提供电能并通过水冷系统2对驱动电机3进行冷却，冷却水经第一电磁三通阀4流向第一冷却回路7，冷却水在驱动电机3处吸收热量温度升高，温度升高的高温冷却水通过第二电磁三通阀5流回水冷系统2。
车辆停车熄火状态，车钥匙被拔出车辆ON/START档，此时第三继电器12失电闭合，储能控制系统11与储能系统电源13之间导通，储能控制系统11开始工作。当储能电池6需要降温时，储能控制系统11控制第一电磁三通阀4和第二电磁三通阀5使其得电换向，进而使得水冷系统2与第一冷却回路7断开，并使得水冷系统2通过第一电磁三通阀4和第二电磁三通阀5与第二冷却回路8导通。进一步，储能控制系统11控制第一继电器9使其得电断开，动力电池1与水冷系统2之间断开连接，储能控制系统11控制第二继电器10使其得电闭合，进而使得储能电池6与水冷系统2之间导通，水冷系统2由储能电池6提供电能开始工作，冷却水经第一电磁三通阀4流向第二冷却回路8，冷却水在储能电池6处吸收热量温度升高，高温冷却水通过第二电磁三通阀5流回水冷系统2。
进一步，本领域技术人员可以根据需要为水冷系统2单独设置一个开关，当水冷系统2与动力电池1或储能电池6导通时，可以通过该开关控制水冷系统2的工作与否，使得水冷系统2只在驱动电机3和储能电池6需要冷却时工作；或者本领域技术人员也可以将第一继电器9设置成常开继电器，并由车辆内部的控制系统进行控制，使得第一继电器9和第二继电器10由不同的控制系统进行控制，能够相互独立，通过控制第一继电器9和第二继电器10开闭来控制水冷系统2的工作与否，需要说明的是，第一继电器9和第二继电器10需要设置互锁程序，使两者不能同时闭合。
如图3所示，为了简化设计，本领域技术人员还可以将第二继电器10去掉，将第一继电器9选用双刀双掷继电器，如图3中第一继电器9的下端连接至水冷系统2，第一继电器9的上端的触点分别连接至动力电池1和储能电池6。常态下，水冷系统2通过第一继电器9与动力电池1导通；车辆熄火时，储能控制系统11给第一继电器9供电，第一继电器9得电后，使水冷系统2与动力电池1断开连接并与储能电池6导通。需要说明的是，在图3中的实施方案中，水冷系统2需要设置单独的开关用以控制其连通电源后工作与否。
本领域技术人员能够理解的是，图2中第三继电器12的设置能够实现电器互锁，使得第一冷却回路7和第二冷却回路8不能够同时工作。
本领域技术人员还能够理解的是，第一电磁三通阀4和第二电磁三通阀5可以根据需要择一选择，只通过一个电磁三通阀控制冷却水的流向。
本领域技术人员进一步能够理解的是，本领域技术人员可对现有的移动充电车进行改造是一套冷却系统分别对驱动电机3和储能电池6进行冷却，具体地，把现有储能电池6的水冷系统去除，使用上述方案进行改造，将对驱动电机3进行冷却的水冷系统2分出一条冷却回路接入储能电池6中，并对储能电池6的储能控制系统进行相应的改造，进而实现对储能电池6冷却的功能。需要说明的是，对现有的移动充电车进行改造前需要测出储能电池6的水冷需求，发热量以及所需散热功率，对比分析对驱动电机3进行冷却的水冷系统2的设计参数是否能够满足储能电池6的要求，若不能满足要求需要对储能电池6的数量、容量以及充放电功率做出适当调整。
综上所述，本发明的移动充电车通过一套冷却系统分别对驱动电机3和储能电池6进行冷却，减少了冷却系统的数量和设备数量，使整车的集成度更高、重量更低，提高了移动充电车后部货厢的有效使用空间和有效载货量，保持了车厢的完整性、车厢的强度以及防护性能。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有冷却系统的电动移动充电车，所述电动移动充电车包括动力电池、驱动电机、储能电池和储能控制系统，其特征在于，
所述电动移动充电车还包括冷却系统，该冷却系统通过冷却管道与所述储能电池和所述驱动电机分别相连，且所述冷却管道能够通过第一切换机构形成第一冷却回路和第二冷却回路；
所述冷却系统能够通过所述第一冷却回路对所述驱动电机进行冷却；
所述冷却系统还能够通过所述第二冷却回路对所述储能电池进行冷却。
2.根据权利要求1所述的具有冷却系统的电动移动充电车，其特征在于，所述第一切换机构为设置于所述冷却管道上的三通阀。
3.根据权利要求2所述的具有冷却系统的电动移动充电车，其特征在于，所述三通阀是电磁三通阀，所述储能控制系统通过相应的控制逻辑控制该电磁三通阀，从而使所述冷却管道形成所述第一冷却回路或者第二冷却回路。
4.根据权利要求3所述的具有冷却系统的电动移动充电车，其特征在于，所述电动移动充电车还包括第二切换机构，所述冷却系统通过该第二切换机构与所述储能电池或者所述动力电池电连接，并通过该电连接使所述冷却系统经所述第一冷却回路冷却所述驱动电机，或者
使所述冷却系统经所述第二冷却回路冷却所述储能电池。
5.根据权利要求4所述的具有冷却系统的电动移动充电车，其特征在于，所述第二切换机构包括与所述储能控制系统连接的、触点状态相反的第一继电器和第二继电器，
其中，所述第一继电器设置于所述动力电池和所述冷却系统之间；
其中，所述第二继电器设置于所述储能电池和所述冷却系统之间。
6.根据权利要求4所述的具有冷却系统的电动移动充电车，其特征在于，所述第二切换机构包括与所述储能控制系统连接的双刀双掷继电器，所述双刀双掷继电器的一端设置于所述冷却系统，所述双刀双掷继电器的另一端能够与所述动力电池和所述储能电池分别电连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的具有冷却系统的电动移动充电车，其特征在于，所述电动移动充电车还包括第三切换机构，该第三切换机构设置于所述电动移动充电车的车辆启动电源和储能系统电源的启动回路之间，且该第三切换机构能够在所述车辆启动电源的启动回路接通时，使所述储能系统电源的启动回路断开。
8.根据权利要求7所述的具有冷却系统的电动移动充电车，其特征在于，所述第三切换机构为第三继电器，所述第三继电器设置于所述车辆启动电源的启动回路中，并且所述第三继电器的常闭触点接入所述储能系统电源的启动回路中。
9.根据权利要求7所述的具有冷却系统的电动移动充电车，其特征在于，所述冷却系统设置有独立的开关，即使在“冷却系统与所述动力电池或者储能电池导通并进一步能够通过第一冷却回路或者第二冷却回路对所述驱动电机或者所述储能电池进行冷却”的情形下，也能够通过该开关将所述冷却系统关停。
10.根据权利要求7所述的具有冷却系统的电动移动充电车，其特征在于，所述冷却系统是水冷系统。
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