CN108422920A - 用于移动充电车的散热系统、移动充电车和其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于移动充电车的散热系统。所述移动充电车包括设有充电模块的充电柜，所述散热系统包括：第一空气移动装置，其设置在所述充电模块处或附近；温度传感器，其对所述移动充电车的外部环境的温度做出响应；和控制装置，其耦接到所述第一空气移动装置和所述温度传感器，其中，所述控制装置被构造成响应于所述温度传感器的温度、根据温度线性函数而改变所述第一空气移动装置的转速。本发明还提供了一种设置有该用于移动充电车的散热系统的移动充电车和运行用于移动充电车的散热系统的控制方法。根据本发明的用于移动充电车的散热系统既可保证移动充电车的散热性能又可适应外部环境的多样性，同时还满足了节能降噪的需求。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于移动充电车的散热系统、设置有该用于移动充电车的散热系统的移动充电车以及运行用于移动充电车的散热系统的控制方法。
背景技术
随着时代发展，目前传统燃料汽车的燃料主要来源于石油，而石油短缺与燃油汽车排放的尾气造成的环境污染已经严重制约了燃油汽车的发展。作为绿色交通工具，电动车辆不仅节能效果显著，尾气零排放环境效益明显。
随着电动车辆的不断普及，越来越多的电动车辆进入社会和家庭。然而，电动车辆在行驶途中会由于电量过低、电池电源电压低等原因，没有到达充电站而车载动力电池中的电能耗尽而无法继续行驶。现有技术一般采用拖车把电能耗尽的电动车辆拖到充电站，但这种处理方式成本高并且拖车操作繁琐。移动充电车的出现很好的弥补了以上缺陷。移动充电车包括电池箱体及充电柜，但目前充电柜内的充电模块自带小风机的控制策略都不能适应移动充电车的外部环境的多样性。
因此亟待需要一种高效能、适应外部环境的用于移动充电车的散热系统和控制方法。
发明内容
有鉴于此，根据本发明的第一方面，它提供了一种用于移动充电车的散热系统，从而有效地解决了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题。在根据本发明的用于移动充电车的散热系统中，所述移动充电车包括设有充电模块的充电柜，所述散热系统包括：第一空气移动装置，其设置在所述充电模块处或附近；温度传感器，其对所述移动充电车的外部环境的温度做出响应；和控制装置，其耦接到所述第一空气移动装置和所述温度传感器，其中，所述控制装置被构造成响应于所述温度传感器的温度、根据温度线性函数而改变所述第一空气移动装置的转速。
在上述的散热系统中，优选地，所述散热系统还包括设置在所述充电柜内的第二空气移动装置，所述第二空气移动装置耦接到所述控制装置，其中，所述控制装置被构造成根据所述第一空气移动装置的额定最高转速计算出总风量，并且进一步根据所述总风量与所述充电柜的结构参数计算出总阻力，随后根据所述总风量和所述总阻力而改变所述第二空气移动装置的转速。
在上述的散热系统中，优选地，所述散热系统还包括第三空气移动装置，所述第三空气移动装置与所述第一空气移动装置共用空气流道，其中，根据第所述三空气移动装置的最大制冷量和最高工作温度，计算出所述第三空气移动装置散热所需的最大散热风量及最大阻力，随后根据所述第一空气移动装置和所述第三空气移动装置散热所需的最大散热风量和结构参数计算出总阻力，从而确定所述第二空气移动装置的转速。
在上述的散热系统中，优选地，所述散热系统还包括水冷系统，所述水冷系统具有压缩机、压力传感器和第三空气移动装置，所述第三空气移动装置和所述压力传感器均耦接到所述控制装置，其中，所述压力传感器对所述压缩机的冷凝压力做出响应，并且所述控制装置被构造成响应于所述压力传感器而改变所述第三空气移动装置的转速。
在上述的散热系统中，优选地，所述控制装置实施利用所述压缩机的冷凝压力的PID控制方案。
在上述的散热系统中，优选地，所述第一空气移动装置、所述第二空气移动装置或所述第三空气移动装置包括风机。
此外，根据本发明的第二方面，它还提供了一种移动充电车，所述移动充电车设置有上述的用于移动充电车的散热系统。
此外，根据本发明的第三方面，它还提供了一种运行用于移动充电车的散热系统的控制方法。在所述控制方法中，所述移动充电车包括设有充电模块的充电柜，采集所述移动充电车外部环境的温度，根据采集的温度、温度线性函数控制第一空气移动装置的转速。
在上述的控制方法中，优选地，根据所述第一空气移动装置的额定最高转速计算出总风量，并且进一步根据所述总风量与所述充电柜的结构参数计算出总阻力，随后根据所述总风量和所述总阻力而控制第二空气移动装置的转速。
在上述的控制方法中，优选地，根据第三空气移动装置和第一空气移动装置散热所需的风量和结构参数来计算出阻力，而控制第二空气移动装置的转速。
在上述的控制方法中，优选地，根据水冷系统的压缩机的冷凝压力而控制所述水冷系统的第三空气移动装置的转速。
可以了解，根据本发明的用于移动充电车的散热系统和运行用于移动充电车的散热系统的控制方法，使得移动充电车可满足不同区域、不同季节、不同外部空间的充电需求，并可大大减小移动充电车服务时由于空气移动装置的转速控制不合理所产生的耗电量和噪音，进而提高移动充电车的经济性和舒适性。
附图说明
以下将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细描述，其中：
图1是本发明的用于移动充电车的散热系统的具体实施方式的充电模块的立体结构示意图；
图2是图1的用于移动充电车的散热系统的充电柜的立体结构示意图；以及
图3是图1的用于移动充电车的散热系统的控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。首先，需要说明的是，在本说明书中提到或可能提到的上、下、左、右、前、后、内侧、外侧、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
图1中示出了本发明的用于移动充电车的散热系统的一个具体实施方式。如图1所示，所述移动充电车包括设有充电模块1的充电柜2，并且所述散热系统包括：第一空气移动装置、例如风机，其设置在充电模块1处或附近，并且所述充电模块1包括发热元件3等部件；温度传感器，其对所述移动充电车所处环境的温度做出响应；和控制装置，其耦接到所述第一空气移动装置和所述温度传感器。所述控制装置被构造成响应于所述温度传感器的温度、根据温度线性函数而改变所述第一空气移动装置的转速。由于所述第一空气移动装置的转速只受外部环境温度的控制，使得充电模块1可适应多种外部环境，同时亦可减小第一空气移动装置的转速过高而产生的电耗和噪音。需要说明的是，为了更好地展现所述充电模块1在移动充电车内的相对位置，在附图中省去了第一空气移动装置、温度传感器和控制装置等部件。
请继续参阅图2，根据本发明的用于移动充电车的散热系统还可以包括第二空气移动装置4、例如风机，所述第二空气移动装置4设置在所述充电柜内并且耦接到所述控制装置，其中，所述控制装置被构造成根据第一空气移动装置的最高转速（需要指出的是，最高转速是其额定最高转速而不是根据实时根据环境温度调节的最高转速）计算出风量总和。因为移动充电车内不同的结构会影响散热系统的阻力，所述控制装置根据总风量和所述充电柜的结构参数来计算出散热系统的总阻力；所述控制装置进一步根据总风量和总阻力的计算值确定第二空气移动装置4所需转速，并将第二空气移动装置4的转速设置为此计算值，如此既可满足所述充电模块1的散热，且根据第一空气移动装置的总风量和系统的阻力设置第二空气移动装置的最高转速相比于传统的不对转速进行设置，上电即满额运行的方式，此种控制方案在满足整个系统散热的基础上也可大大的节省电能和减小噪音。
结合上述实施例在其它优选的实施例中，为了实现对电池温度的控制，从而保证电池能够有效率的、安全的充放电，所述散热系统还可以包括水冷系统5，所述水冷系统的冷却液可采用50%乙二醇。所述水冷系统设计成通过水泵将50%乙二醇通入电池内，并且将电池内的热量带出，从而实现对电池的温度控制。所述水冷系统由压缩机、蒸发器、水泵、压力传感器和第三空气移动装置6（例如风机）等部件构成，所述第三空气移动6装置和所述压力传感器均耦接到所述控制装置，并且位于所述水冷系统5上，如图2所示。所述水冷系统的第三空气移动装置6设置在充电模块1的附近，从而配合所述第一空气移动装置与第二空气移动装置对所述充电模块进行冷却。所述压力传感器对所述压缩机的冷凝压力做出响应，并且所述控制装置被构造成响应于所述压力传感器而实时改变所述第三空气移动装置6的转速，用于将电池和整个系统工作过程中的热量排到移动充电车的车外。优选地，所述控制装置实施成根据所述压缩机的冷凝压力对所述第三空气移动装置6的转速进行PID控制。本领域技术人员应当熟知，PID控制是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。通过此种布置形式，使得上述第三空气移动装置的转速完全由压缩机的冷凝压力决定，由此消除了外部环境所述第三空气移动装置的影响，使得水冷系统可适应多种外部环境，同时亦可减小水冷系统中所述第三空气移动装置的转速过高产生的电耗和噪音。本领域技术人员可以理解，冷凝压力是水冷系统所需散热量的最直接反馈，所以通过冷凝压力控制，所述水冷系统可免受外界环境的影响，不仅能够适应环境的多样性，而且减小了不必要的风量、转速、噪音和能量浪费。同样需要指出，为了更好地展现所述水冷系统5在移动充电车内的相对位置，在附图中省去了压力传感器、压缩机、蒸发器、水泵、和冷凝器等部件。
在可选的实施例中，根据第三空气移动装置的极限工作工况（所需最大制冷量和最高工作温度），计算出第三空气移动装置散热所需的最大散热风量及在散热系统中产生的最大阻力。在本实施例中，所述第三空气移动装置与所述第一空气移动装置共用空气流道，因此所述第三空气移动装置产生的阻力会对所述第一空气移动装置的散热造成影响。在设计用于辅助第一空气移动装置散热的第二空气移动装置转速时，必需综合考虑所述第三空气移动装置散热的风量产生的阻力以及所述第一空气移动装置散热风量产生的阻力，根据上述两个阻力设置第二空气移动装置的转速，从而确保所述第一空气移动装置的散热性能。具体而言，设置第二空气移动装置的转速的过程包括：根据第三空气移动装置和第一空气移动装置散热所需的风量（根据最大制冷量和最高工作温度计算出来的）和结构参数计算出阻力，再根据第三空气移动装置和第一空气移动装置在不同转速下的性能曲线，确定第二空气移动装置所应设置的转速。例如，在坐标轴中设置阻力是Y轴，而风量是X轴，从而根据阻力和风量可以确定哪条曲线，进而确定是第二空气移动装置的转速大小。
下面结合图3，详细阐述本发明的用于移动充电车的散热系统的控制流程：首先，移动充电车行驶到指定位置开始服务100；其次，通过热仿真和实验测试，根据移动充电车的外部环境温度的线性控制函数来设定充电模块自带的第一空气移动装置200；根据充电模块上的第一空气移动装置的最高转速和充电柜的结构参数等来设定充电柜内辅助散热的第二空气移动装置所需转速；随后，将水冷系统上的第三空气移动装置设置为根据冷凝压力控制的PID函数调速300；当移动充电车服务时，温度传感器将当前移动充电车所处的环境温度及对应的第一空气移动装置的转速告知控制系统，控制系统根据第一空气移动装置的额定最高转速计算出风量总和，并根据总风量和系统结构计算出散热系统的总阻力；根据总风量和总阻力的计算值确定充电柜内辅助散热的第二空气移动装置所需转速，并将第二空气移动装置的转速设置为此计算值，辅助充电模块散热400；水冷系统根据当前压缩机的冷凝压力调节风机转速；最后，移动充电车完成充电服务500。
此外，本发明还提出了一种移动充电车，所述移动充电车设置有前述任一项所述的用于移动充电车的散热系统。
另外，本发明还提出了一种运行用于移动充电车的散热系统的控制方法。结合上述用于移动充电车的散热系统，所述控制方法包括如下步骤：
所述控制装置响应于所述温度传感器的温度、根据温度线性函数而改变所述第一空气移动装置的转速的步骤；
进一步地，所述控制方法还可以包括：所述控制装置根据所述第一空气移动装置的额定最高转速计算出总风量，并且进一步根据所述总风量与所述充电柜的结构参数计算出总阻力，随后根据所述总风量和所述总阻力而改变所述第二空气移动装置的转速；以及/或者
所述控制方法还可以包括：所述控制装置响应于所述压力传感器而改变所述第三空气移动装置的转速的步骤。
综上所述，本发明的用于移动充电车的散热系统，既可使移动充电车适应外部环境的多样性，也能保证移动充电车整体的散热性能，同时减小电耗、减小噪音，进而提高了移动充电车的经济性，并且降低了移动充电车散热系统对外部的影响。因此十分推荐将这种用于移动充电车的散热系统在移动充电车中推广应用。
以上列举了若干具体实施方式来详细阐明本发明的用于移动充电车的散热系统、设置有该用于移动充电车的散热系统的移动充电车以及运行用于移动充电车的散热系统的控制方法，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。
Claims (11)
1.一种用于移动充电车的散热系统，所述移动充电车包括设有充电模块的充电柜，其特征在于，所述散热系统包括：第一空气移动装置，其设置在所述充电模块处或附近；温度传感器，其对所述移动充电车的外部环境的温度做出响应；和控制装置，其耦接到所述第一空气移动装置和所述温度传感器，其中，所述控制装置被构造成响应于所述温度传感器的温度、根据温度线性函数而改变所述第一空气移动装置的转速。
2.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括设置在所述充电柜内的第二空气移动装置，所述第二空气移动装置耦接到所述控制装置，其中，所述控制装置被构造成根据所述第一空气移动装置的额定最高转速计算出总风量，并且进一步根据所述总风量与所述充电柜的结构参数计算出总阻力，随后根据所述总风量和所述总阻力而改变所述第二空气移动装置的转速。
3.根据权利要求2所述的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括第三空气移动装置，所述第三空气移动装置与所述第一空气移动装置共用空气流道，其中，根据第所述三空气移动装置的最大制冷量和最高工作温度，计算出所述第三空气移动装置散热所需的最大散热风量及最大阻力，随后根据所述第一空气移动装置和所述第三空气移动装置散热所需的最大散热风量和结构参数计算出总阻力，从而确定所述第二空气移动装置的转速。
4.根据权利要求1或2所述的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括水冷系统，所述水冷系统具有压缩机、压力传感器和第三空气移动装置，所述第三空气移动装置和所述压力传感器均耦接到所述控制装置，其中，所述压力传感器对所述压缩机的冷凝压力做出响应，并且所述控制装置被构造成响应于所述压力传感器而改变所述第三空气移动装置的转速。
5.根据权利要求4所述的散热系统，其特征在于，所述控制装置实施利用所述压缩机的冷凝压力的PID控制方案。
6.根据权利要求4所述的散热系统，其特征在于，所述第一空气移动装置、所述第二空气移动装置或所述第三空气移动装置包括风机。
7.一种移动充电车，其特征在于，所述移动充电车设置有前述任一项所述的用于移动充电车的散热系统。
8.一种运行用于移动充电车的散热系统的控制方法，所述移动充电车包括设有充电模块的充电柜，其特征在于，采集所述移动充电车外部环境的温度，根据采集的温度、温度线性函数控制第一空气移动装置的转速。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，根据所述第一空气移动装置的额定最高转速计算出总风量，并且进一步根据所述总风量与所述充电柜的结构参数计算出总阻力，随后根据所述总风量和所述总阻力而控制第二空气移动装置的转速。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，根据第三空气移动装置和第一空气移动装置散热所需的风量和结构参数来计算出阻力，而控制第二空气移动装置的转速。
11.根据权利要求8或9所述的控制方法，其特征在于，根据水冷系统的压缩机的冷凝压力而控制所述水冷系统的第三空气移动装置的转速。
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