CN113054287A - 电池包加热系统、充电箱、换电站及储能站 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池包加热系统、充电箱、换电站及储能站。该电池包加热系统用于对换电站或储能站内充电过程中的电池包加热，电池包加热系统包括：流体循环单元，流体循环单元与电池包相对应设置，用于与电池包进行热交换；流体供应单元，流体供应单元与流体循环单元相连通，用于为流体循环单元提供流体；以及加热单元，加热单元设于流体循环单元和流体供应单元之间，用于加热流经加热单元的流体。该电池包加热系统利用流体供应单元提供的流体在流体循环单元中循环流动，与电池包进行热交换，即加热电池包使电池包的温度维持在适宜范围内，从而保证电池包的性能处于最佳状态。该充电箱、换电站和储能站具有相同效果。

Description

电池包加热系统、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加热系统、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。如果环境温度较低，即便电池包自身发热其温度可能仍会低于10摄氏度，不利于维持电池包的性能，长期导致电池包寿命缩短。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了消除上述风险，提供一种电池包加热系统、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：
一种电池包加热系统，用于对换电站或储能站内充电过程中的电池包加热，所述电池包加热系统包括：
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
加热单元，所述加热单元设于所述流体循环单元和所述流体供应单元之间，用于加热流经所述加热单元的流体。
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。
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，每一所述充电仓内设有一个充电单元，所述充电单元用于为所述电池包提供直流电。
一种充电箱，其包括如上所述的电池包加热系统。
一种换电站，其包括如上所述的电池包加热系统。
一种储能站，其包括如上所述的电池包加热系统。
本发明的积极进步效果在于：该电池包加热系统利用加热单元提供加热用的流体给电池包升温，从而使得电池包能够在正常工作温度下充电。该充电箱、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加热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充电仓的结构示意图。
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
充电仓 161
充电模块 162
电池包加热系统 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
加热单元 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。
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包括多个充电仓161，充电仓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加热系统200应用于上述换电站100的充电室111以及充电集装箱120。
该电池包加热系统200用于对换电站100内充电过程中的电池包300加热。
如图3所示，电池包加热系统200包括：流体循环单元210，流体循环单元210与电池包300相对应设置，用于与电池包300进行热交换；流体供应单元220，流体供应单元220与流体循环单元210相连通，用于为流体循环单元210提供流体；以及加热单元230，加热单元230设于流体循环单元210和流体供应单元220之间，用于加热流经加热单元230的流体。
该电池包加热系统利用流体在流体循环单元210内的循环流动与电池包之间进行热交换，从而加热电池包以使得电池包的温度维持在正常工作温度范围内，保证电池包的性能处于最佳状态。
换电站100具有对电池包300充电的多个充电仓161，流体循环单元210设于每个充电仓161内与电池包300的对应位置上。
如图4和5所示，流体循环单元210设于充电仓内的电池包300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300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300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300的上表面或下表面。
流体循环单元210设于电池包300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300进行换热。
流体循环单元210包含与电池包300大小匹配的循环管路。
这样，循环管路覆盖电池包300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300进行换热。
充电仓具有承载电池包300的支架，当流体循环单元210设于电池包300的下表面时，循环管路设于支架上，以使电池包300被置于支架上时直接接触电池包300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300上方的一个示例。
如图6所示，流体循环单元210设于充电仓内的电池包300的上方，充电仓还设有移动单元240，移动单元240用于在上下方向上移动流体循环单元210以使得流体循环单元210贴靠电池包300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300加热时，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300加热时，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300，以免妨碍电池包300的放入和取出或自然散热。
充电仓还设有流体内循环插拔接口262，流体内循环插拔接口262用于与电池包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，也可以在充电仓中设置单独的流体内循环插拔接口262。
流体供应单元220包含储液装置221和输送装置222，输送装置222用于将储液装置221中的流体输送到流体循环单元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中的流体一般为水等导热性良好的液体，其导热效果较好，但是该流体并不限于液体，根据需要，其也可以是水蒸气、空气等流体。
在一个实施例中，加热单元230包括加热器、水槽和置于水槽中的加热管，加热器用于加热水槽中的液体，加热管中流通上述加热用流体。加热器可以是浸入水槽中的电热管或设于热水槽的底面和/或侧面的电热板等等。
该加热单元230的升温效率较高，但是能源消耗可能较大。
在另一实施例中，加热单元230包括热风机和换热器，热风机为换热器提供热风，换热器包括加热管和套设于加热管的翅片，加热管中流通上述加热用流体。
该加热单元230的结构较为简化，构件较少，易于安装设置。
在其他实施例中，加热单元230还可以包括隔热箱体和换热器，隔热箱体中设有暖气片，暖气片与市政供暖系统连接，换热器设于隔热箱体中，换热器包括加热管和套设于加热管的翅片，加热管中流通上述加热用流体。
该加热单元230利用市政供暖系统的暖气进行加热，成本较低，适用于具有市政供暖的北方区域。
每一充电仓内设有一个充电单元，充电单元用于为电池包300提供充电所需的直流电。
这种设置比充电单元162集中放置更易于充电单元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，该储能站也包括电池包加热系统，该电池包加热系统与上述实施例中的电池包加热系统200的结构相同，此处不再赘述。
该电池包加热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，从而加热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，包含该电池包加热系统的充电箱、换电站及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。

Claims (12)

1.一种电池包加热系统，用于对换电站或储能站内充电过程中的电池包加热，其特征在于，所述电池包加热系统包括：
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
加热单元，所述加热单元设于所述流体循环单元和所述流体供应单元之间，用于加热流经所述加热单元的流体。
2.如权利要求1所述的电池包加热系统，其特征在于，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。
3.如权利要求2所述的电池包加热系统，其特征在于，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。
4.如权利要求3所述的电池包加热系统，其特征在于，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。
5.如权利要求4所述的电池包加热系统，其特征在于，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。
6.如权利要求2所述的电池包加热系统，其特征在于，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。
7.如权利要求2所述的电池包加热系统，其特征在于，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。
8.如权利要求1所述的电池包加热系统，其特征在于，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。
9.如权利要求2所述的电池包加热系统，其特征在于，每一所述充电仓内设有一个充电单元，所述充电单元用于为所述电池包提供直流电。
10.一种充电箱，其特征在于，其包括如权利要求1-9中任一项所述的电池包加热系统。
11.一种换电站，其特征在于，其包括如权利要求1-9中任一项所述的电池包加热系统。
12.一种储能站，其特征在于，其包括如权利要求1-9中任一项所述的电池包加热系统。
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