CN114572030A - 具有气候控制的充电站 - Google Patents

具有气候控制的充电站 Download PDF

Info

Publication number
CN114572030A
CN114572030A CN202110932817.2A CN202110932817A CN114572030A CN 114572030 A CN114572030 A CN 114572030A CN 202110932817 A CN202110932817 A CN 202110932817A CN 114572030 A CN114572030 A CN 114572030A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
assembly
conditioned
vehicle
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110932817.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114572030B (zh
Inventor
何静
H·黄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rivian Automotive LLC
Original Assignee
Rivian Automotive LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rivian Automotive LLC filed Critical Rivian Automotive LLC
Publication of CN114572030A publication Critical patent/CN114572030A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114572030B publication Critical patent/CN114572030B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00421—Driving arrangements for parts of a vehicle air-conditioning
    • B60H1/00428—Driving arrangements for parts of a vehicle air-conditioning electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/66—Data transfer between charging stations and vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60—Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/68—Off-site monitoring or control, e.g. remote control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/627—Stationary installations, e.g. power plant buffering or backup power supplies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明题为“具有气候控制的充电站。”本公开提供了一种能够在对车辆的电池充电的同时生成并递送经调节的气流的充电站组件。该经调节的气流的温度和流速可基于环境条件和电池状态来控制。该经调节的气流可被朝向车辆制冷系统的外部热交换器引导以增强能力。该经调节的气流也可被导向至电池组，以通过附加通风系统直接冷却或加热。在炎热的环境条件下，充电站提供冷空气以有利于电池冷却。在寒冷的环境条件下，充电站提供热空气以有利于电池加热。该充电站组件将负载从车辆制冷系统转移到充电系统，从而改善了电池热管理能力，同时消除了对超大制冷系统的需要。

Description

具有气候控制的充电站
技术领域
本公开整体涉及汽车领域。更具体地讲，本公开涉及具有气候控制的车 辆充电站。虽然本文设想了电动车辆(EV)的充电，但是本公开也可应用 于其他电机和设备的充电。
背景技术
随着用于车辆的快速充电技术的快速发展，电池在充电期间的冷却需求 显著增加，从正常充电中的几kW增加到直流电快速充电(DCFC)中的潜 在15+kW。这样的大负载需要车辆的制冷系统的尺寸远高于标准配置，特别 是在炎热的环境中进行充电。例如，电动压缩机的排量可能必须从30+立方 厘米(cc)增加到40+cc或甚至50+cc。系统中的其余部件，诸如冷却器、 冷凝器和空调(AC)管线，均需要相应地放大尺寸。这不仅导致显著的开发和验证工作，而且引入了对于大多数用例而言通常过大的系统。由于较大 压缩机的效率下降和系统压降增大，新系统可能受到封装约束以及效率降低 (因此范围损失)的影响。另一方面，在寒冷的冬季，如果电池温度太低， 则可能减慢快速充电。这需要加热电池以实现足够的充电速率，从而加重了 车辆的加热系统的负担。在极冷的地区(低于-20℃)，增强的电池加热和 缩短的充电时间是尤其期望的。
本发明背景仅作为本公开原理的应用的示例性背景提供，并非旨在进行 限制。对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，本公开的原理可同样适 用于其他背景。
发明内容
为了解决上述挑战，本公开提供了一种能够在对车辆的电池充电的同时 生成并递送调节的气流的充电站组件。该经调节的气流的温度和流速可基于 环境条件和电池状态来控制。该经调节的气流可被朝向车辆制冷系统的外部 热交换器引导以增强能力。具体地讲，如果车辆配备有某个热泵系统，则可 通过来自穿过外部热交换器的外部经调节的气流的辅助来显著改善冷却能 力和加热能力两者。该经调节的气流也可被导向至电池组，以通过附加通风 系统直接冷却或加热。在炎热的环境条件下，充电站提供冷空气以有利于电池冷却。在寒冷的环境条件下，充电站提供热空气以有利于电池加热。这一 概念是将负载从车辆制冷系统转移到充电系统，从而改善了电池热管理能 力，同时消除了对超大制冷系统的需要。
在一个例示性实施方案中，本公开提供了一种充电站组件，该充电站组 件包括用于对车辆的电池充电的充电组件和用于生成经调节的气流的气候 控制组件。该气候控制组件可与充电组件集成，或者当集成变得不方便时(例 如由于充电组件的空间限制，或者由于现有充电组件设计的中断而导致成本 高昂)，该气候控制组件可独立地作为单独的零件。
在充电站组件的另一例示性实施方案中，该气候控制组件包括生成经调 节的气流的远程站和将经调节的气流从远程站递送到车辆的流体输送系统。
在充电站组件的又一例示性实施方案中，气候控制组件包括生成经调节 的冷却剂流的远程站、冷却剂-空气热交换器、联接到冷却剂-空气热交换器 的风扇组件，以及将经调节的冷却剂流从远程站递送到冷却剂-空气热交换 器的流体输送系统。
在充电站组件的又一例示性实施方案中，气候控制组件包括生成经调节 的气流的本地制冷单元。
在充电站组件的另一例示性实施方案中，该经调节的气流被朝向车辆制 冷系统的外部热交换器引导。
在充电站组件的又一例示性实施方案中，该经调节的气流被导向到车辆 的电池组以用于通过附加通风系统直接冷却或加热。
在另一例示性实施方案中，充电站组件还包括控制单元，该控制单元可 操作以用于控制经调节的气流的温度和流速。
在又一例示性实施方案中，充电站组件还包括测量环境温度和经调节的 气流温度的传感器组件。
在充电站组件的另一例示性实施方案中，控制单元响应于至少环境温度 来控制经调节的气流的温度和流速。
在又一例示性实施方案中，充电站组件还包括至少在电池组温度下读取 来自车辆的信号的数据传输设备。
在充电站组件的又一例示性实施方案中，控制单元响应于至少环境温度 和电池组温度来控制经调节的气流的温度和流速。
在另一例示性实施方案中，本公开提供了一种充电方法，该充电方法包 括使用充电组件对车辆的电池充电，从气候控制组件生成经调节的气流，以 及将经调节的气流递送到车辆。
在充电方法的又一例示性实施方案中，该气候控制组件包括生成经调节 的气流的远程站和将经调节的气流从远程站递送到车辆的流体输送系统。
在充电方法的又一例示性实施方案中，气候控制组件包括生成经调节的 冷却剂流的远程站、冷却剂-空气热交换器、联接到冷却剂-空气热交换器的 风扇组件，以及将经调节的冷却剂流从远程站递送到冷却剂-空气热交换器 的流体输送系统。
在充电方法的又一例示性实施方案中，气候控制组件包括生成经调节的 气流的本地制冷单元。
在另一例示性实施方案中，充电方法还包括使用控制单元控制经调节的 气流的温度和流速。
在又一例示性实施方案中，充电方法还包括使用传感器组件测量环境温 度和经调节的气流温度。
在又一例示性实施方案中，充电方法还包括响应于至少环境温度来控制 经调节的气流的温度和流速。
在又一例示性实施方案中，充电方法还包括使用数据传输设备在至少电 池组温度下读取来自车辆的信号。
在又一例示性实施方案中，充电方法还包括响应于至少环境温度和电池 组温度来控制经调节的气流的温度和流速。
在以下描述中，示出并描述了充电站组件和相关充电方法的实施方案。 如应当认识到的那样，该组件和方法能够具有其它不同的实施方案，并且它 们的若干细节能够在各种明显的方面进行修改，所有这些方面均不背离如以 下权利要求列出和描述的充电站组件和充电方法。因此，附图和具体实施方 式应被视为实质上是例示性的而非限制性的。
附图说明
本文参考各种附图示出和描述了本公开，其中类似的参考标号用于视情 况表示类似的组装部件/方法步骤，并且其中：
图1是利用远程气流站的本公开的车辆充电站组件的一个例示性实施 方案的示意图；
图2是利用远程冷却剂流动站和冷却剂-空气热交换器的本公开的车辆 充电站组件的另一例示性实施方案的示意图；
图3是利用本地制冷单元的本公开的车辆充电站组件的又一例示性实 施方案的示意图；
图4是示出使用本公开的冷气流在炎热的环境条件下增强冷却能力的 机制的示意图；
图5是示出使用本公开的热气流在寒冷的环境条件下增强加热能力的 机制的示意图；
图6是例示性热泵系统的冷却剂侧回路的示意图，其操作通过本公开的 热气流得到增强；并且
图7是导向到车辆的电池模块的经调节的气流的示意图，表示本公开的 车辆充电站组件的另一例示性实施方案。
具体实施方式
本公开提供了一种能够在对车辆的电池充电的同时生成并递送调节的 气流的充电站组件。该经调节的气流的温度和流速可基于环境条件和电池状 态来控制。该经调节的气流可被朝向车辆制冷系统的外部热交换器引导以增 强能力。具体地讲，如果车辆配备有某个热泵系统，则可通过来自穿过外部 热交换器的外部经调节的气流的辅助来显著改善冷却能力和加热能力两者。 该经调节的气流也可被导向至电池组，以通过附加通风系统直接冷却或加 热。在炎热的环境条件下，充电站提供冷空气以有利于电池冷却。在寒冷的 环境条件下，充电站提供热空气以有利于电池加热。这一概念是将负载从车 辆制冷系统转移到充电系统，从而改善了电池热管理能力，同时消除了对超 大制冷系统的需要。
图1是利用远程气流站12的本公开的车辆充电站组件10的一个例示性 实施方案的示意图。充电站组件10包括充电组件19和气候控制组件29。充 电组件19包括控制台14，该控制台可操作以用于将标准充电操作和/或快速 充电操作应用于待充电的车辆(未绘出)。对于常规有线充电，电线和电荷 耦合器插头(未绘出)也附接到车辆。任选地，控制台14可包括有线或无 线通信模块22，该有线或无线通信模块可操作用于在车辆到基础结构(V2I) 的基础上从车辆本身或从云接收车辆/电池信息。气候控制组件29可包括供 应经调节的气流的远程气流站12、将经调节的气流从远程站12输送到车辆 的管道系统18、气流通风口16和挡板门24。任选地，气候控制组件还可配 备有传感器组件21，该传感器组件至少包括测量环境温度的第一温度传感器 23和测量经调节的气流温度的第二温度传感器25。
此处，经调节的气流经由管道系统18从远程气流站12递送，类似于用 于住宅或建筑物中的中央加热/AC系统。优选地，管道系统18是良好绝缘 的，以使输送期间的热损失最小化。流出通气孔16的气流的温度和流速可 由用户通过控制台14手动控制。远程站12响应于用户请求而相应地调节气 流上的冷却或加热功率和风扇速度。另选地，远程站12可至少基于从第一 传感器23读取的环境温度经由嵌入式算法来自动控制。需注意，虽然充电 组件19和气候控制组件29在图1中被示出为一体的，但这两个组件可独立 地作为单独的零件。
图2是利用远程冷却剂流动站26和冷却剂-空气热交换器28的本公开 的车辆充电站组件10的另一例示性实施方案的示意图。充电站组件10包括 充电组件19和气候控制组件29。与图1中的实施方案相比，对充电组件19 的描述是相同的并且在此将不再重复。气候控制组件29现在包括供应经调 节的冷却剂流的远程冷却剂流站26、将经调节的冷却剂流从远程站26输送 和将其输送回远程站的软管回路30、冷却剂-空气热交换器28、风扇组件32、 气流通风口16和挡板门24。任选地，气候控制组件29还可配备有传感器组 件21，该传感器组件至少包括测量环境温度的第一温度传感器23和测量经 调节的气流温度的第二温度传感器25。
与图1中的实施方案类似，软管回路30优选地绝缘以使输送期间的热 损失最小化。流出通气孔16的气流的温度和流速可由用户通过控制台14手 动控制。远程站26调节冷却剂流上的冷却或加热功率，以改变进入冷却剂- 空气热交换器28中的冷却剂温度。软管回路30中的冷却剂泵(未绘出)的 速度和风扇组件32的速度也响应于用户请求而相应地进行调节。另选地， 远程站12和风扇组件32可至少基于从第一传感器23读取的环境温度经由嵌入式算法来自动控制。
图3是利用本地制冷单元42的本公开的车辆充电站组件10的又一例示 性实施方案的示意图。同样，充电站组件10包括充电组件19和气候控制组 件29。与图1中的实施方案相比，对充电组件19的描述是相同的并且在此 将不再重复。气候控制组件29现在包括本地制冷单元42，该本地制冷单元 具有提供经调节的气流的集成风扇组件(未绘出)、气流通风口16和挡板 门24。任选地，气候控制组件29还可配备有传感器组件21，该传感器组件 至少包括测量环境温度的第一温度传感器23和测量经调节的气流温度的第 二温度传感器25。流出通气孔16的气流的温度和流速可由用户通过控制台 14手动控制。本地制冷单元42响应于用户请求而相应地调节冷却或加热功 率和风扇速度。另选地，它们可至少基于从第一传感器23读取的环境温度 经由嵌入式算法来自动控制。
图4是示出使用本公开的冷气流在炎热的环境条件下增强冷却能力的 机制的示意图。图4a示出了由冷凝器(或外部热交换器OHX，如果制冷系 统是热泵)34、低温散热器(LTR)36和风扇组件(未绘出)组成的典型前 端模块。图4b示出了蒸气压缩循环的压力-焓图，其涉及压缩机(COMP)、 冷凝器(COND)、电子膨胀阀(EXV)和冷却器。当外部冷气流吹过冷凝 器时，头部压力下降，并且蒸汽压缩机循环被向下推动，同时增强了冷却器 的冷却能力。此外，如果电池组和LTR经由冷却剂回路热连接，则LTR 36 可提供来自电池的附加散热。因此，部分DCFC负载转移离开车辆内的制冷 系统。这减少并且潜在地消除了车辆上的风扇负载，并且克服了升级制冷系 统尺寸的挑战。
图5是示出使用本公开的热气流在寒冷的环境条件下增强加热能力的 机制的示意图。图5的上半部分示出了由外部热交换器OHX 34、低温散热 器(LTR)36和风扇组件(未绘出)组成的热泵系统中的前端模块。图5的 下半部分示出了蒸气压缩循环的压力-焓图，其涉及压缩机(COMP)、水冷 式冷凝器(WCC)、电子膨胀阀(EXV)和OHX。当外部热气流吹过OHX 34时，低侧压力增加，因此制冷质量流速增加(由于更高的密度)，并且蒸 气压缩机循环被向上推动，具有来自WCC的增强的加热能力。
图6是例示性热泵系统的冷却剂侧回路的示意图，其操作通过本公开的 热气流得到增强。冷却剂回路40由四通阀41、水冷式冷凝器(WCC)42、 任选的正温度系数(PTC)加热器44、加热器回路泵43、电池回路泵45、 电池组46、冷却器47、加热器芯48和脱气瓶49组成。四通阀41处于将加 热器回路和电池回路互连的位置，并且允许WCC 42和电池组46热连通。如图5所述，来自WCC 42的加热能力被跨OHX的外部热气流提高，从而 加速电池加热并改善寒冷环境条件下的充电速率。任选的PTC加热器44可 被激活以进一步增强极端环境(例如，低于-20摄氏度)中的电池加热。如 果在充电过程中同时请求客舱加热，则HVAC鼓风机将被接通以允许经由加 热器芯48加热空气并供应给客舱。在这种情况下，高的加热能力是特别受 欢迎的。
最后，图7是导向到车辆的电池模块的经调节的气流的示意图，表示本 公开的车辆充电站组件的另一例示性实施方案。虽然目前液体冷却似乎是电 池热管理中的主流技术，但由于低成本和易于实施，仍在使用空气冷却。通 过包括至少管道和鼓风机组件的附加通风系统，由充电组件生成的经调节的 气流被导向到车辆的电池模块以用于直接冷却或加热。
本文参考例示性实施方案及其具体示例来说明和描述本公开。对于本领 域的普通技术人员将显而易见的是，其他实施方案和示例可执行类似的功能 和/或实现类似的结果。所有此类等同实施方案和示例均在本公开的精神和范 围内，由此被设想，并且旨在由以下非限制性权利要求覆盖以用于所有目的。

Claims (20)

1.一种充电站组件，包括：
充电组件，所述充电组件用于对车辆的电池充电；和
气候控制组件，所述气候控制组件用于生成递送到所述车辆的经调节的气流。
2.根据权利要求1所述的充电站组件，其中所述气候控制组件包括：
远程站，所述远程站生成所述经调节的气流；和
流体输送系统，所述流体输送系统将所述经调节的气流从所述远程站递送到所述车辆。
3.根据权利要求1所述的充电站组件，其中所述气候控制组件包括：
远程站，所述远程站生成经调节的冷却剂流；
冷却剂-空气热交换器；
风扇组件，所述风扇组件联接到所述冷却剂-空气热交换器；和
流体输送系统，所述流体输送系统将所述经调节的冷却剂流从所述远程站递送到所述冷却剂-空气热交换器并返回到所述远程站。
4.根据权利要求1所述的充电站组件，其中所述气候控制组件包括生成所述经调节的气流的本地制冷单元。
5.根据权利要求1所述的充电站组件，其中所述经调节的气流被朝向所述车辆的制冷系统的外部热交换器引导。
6.根据权利要求1所述的充电站组件，其中所述经调节的气流被导向到所述车辆的电池组以用于通过附加通风系统直接冷却或加热。
7.根据权利要求1所述的充电站组件，还包括控制单元，所述控制单元可操作以用于控制所述经调节的气流的温度和流速。
8.根据权利要求7所述的充电站组件，还包括测量环境温度和经调节的气流温度的传感器组件。
9.根据权利要求8所述的充电站组件，其中所述控制单元响应于至少环境温度来控制所述经调节的气流的所述温度和所述流速。
10.根据权利要求8所述的充电站组件，还包括数据传输设备，所述数据传输设备至少在电池组温度下读取来自所述车辆的信号。
11.根据权利要求10所述的充电站组件，其中所述控制单元响应于至少环境温度和电池组温度来控制所述经调节的气流的所述温度和所述流速。
12.一种充电方法，包括：
使用充电组件对车辆的电池充电；
从气候控制组件生成经调节的气流；以及
将所述经调节的气流递送到所述车辆。
13.根据权利要求12所述的充电方法，其中所述气候控制组件包括：远程站，所述远程站生成所述经调节的气流；和
流体输送系统，所述流体输送系统将所述经调节的气流从所述远程站递送到所述车辆。
14.根据权利要求12所述的充电方法，其中所述气候控制组件包括：
远程站，所述远程站生成经调节的冷却剂流；
冷却剂-空气热交换器；
风扇组件，所述风扇组件联接到所述冷却剂-空气热交换器；和
流体输送系统，所述流体输送系统将所述经调节的冷却剂流从所述远程站递送到所述冷却剂-空气热交换器并返回到所述远程站。
15.根据权利要求12所述的充电方法，其中所述气候控制组件包括生成所述经调节的气流的本地制冷单元。
16.根据权利要求12所述的充电方法，还包括使用控制单元控制所述经调节的气流的温度和流速。
17.根据权利要求16所述的充电方法，还包括使用传感器组件测量环境温度和经调节的气流温度。
18.根据权利要求17所述的充电方法，还包括响应于至少环境温度来控制所述经调节的气流的所述温度和所述流速。
19.根据权利要求17所述的充电方法，还包括使用数据传输设备在至少电池组温度下读取来自所述车辆的信号。
20.根据权利要求19所述的充电方法，还包括响应于至少环境温度和电池组温度来控制所述经调节的气流的所述温度和所述流速。
CN202110932817.2A 2020-12-01 2021-08-13 具有气候控制的充电站 Active CN114572030B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/108,425 2020-12-01
US17/108,425 US11577619B2 (en) 2020-12-01 2020-12-01 Charging station with climate control

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114572030A true CN114572030A (zh) 2022-06-03
CN114572030B CN114572030B (zh) 2024-07-12

Family

ID=78598775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110932817.2A Active CN114572030B (zh) 2020-12-01 2021-08-13 具有气候控制的充电站

Country Status (3)

Country Link
US (2) US11577619B2 (zh)
EP (1) EP4008581A1 (zh)
CN (1) CN114572030B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020084964A1 (ja) * 2018-10-22 2021-10-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 温調装置の制御装置
US12083856B2 (en) * 2020-10-29 2024-09-10 Rivian Ip Holdings, Llc Integrated thermal management system for a vehicle
DE102022110457A1 (de) 2022-04-29 2023-11-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers, Computerprogrammprodukt sowie Ladesystem
USD1040744S1 (en) * 2022-08-01 2024-09-03 ENEL X Way S.r.l. Charging station for electric vehicles
USD1037143S1 (en) * 2022-08-01 2024-07-30 ENEL X Way S.r.l. Charging station for electric vehicles
USD1021777S1 (en) * 2022-11-13 2024-04-09 AUO Display Plus Corporation Charging station
USD1021778S1 (en) * 2022-11-13 2024-04-09 AUO Display Plus Corporation Charging station
USD1022884S1 (en) * 2022-11-13 2024-04-16 AUO Display Plus Corporation Charging station
USD1022885S1 (en) * 2022-11-13 2024-04-16 AUO Display Plus Corporation Charging station
USD1021779S1 (en) * 2022-11-13 2024-04-09 AUO Display Plus Corporation Charging station

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090256523A1 (en) * 2006-09-29 2009-10-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle charging system, vehicle charging device and electric vehicle
CN102806839A (zh) * 2011-05-30 2012-12-05 铃木株式会社 电池温度调节系统和电池充电系统
CN104044479A (zh) * 2013-03-13 2014-09-17 福特全球技术公司 用于在充电时控制电动车辆的方法
US20150306974A1 (en) * 2014-04-29 2015-10-29 Tesla Motors, Inc. Charging station providing thermal conditioning of electric vehicle during charging session
US20170088005A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 Ford Global Technologies, Llc Charging station for electrified vehicles
CN107054120A (zh) * 2016-02-11 2017-08-18 福特全球技术公司 用于快速充电电池电动车辆的热管理系统
US20180147949A1 (en) * 2014-06-05 2018-05-31 Siemens Aktiengesellschaft Means and Methods for Making an Associative Connection
US20190168593A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-06 Subaru Corporation Onboard charging system
CN110962532A (zh) * 2018-09-28 2020-04-07 株式会社斯巴鲁 车辆的热管理系统
US20200338998A1 (en) * 2019-04-26 2020-10-29 Hanon Systems Electric vehicle fast charging and battery cooling system using a charger cooled fluid-to-battery cooled fluid heat exchange device

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050172660A1 (en) * 2004-02-05 2005-08-11 Anderson R. D. Thermal energy storage device and method
JP4715708B2 (ja) * 2006-10-03 2011-07-06 トヨタ自動車株式会社 電動車両および車両充電システム
US10476051B2 (en) * 2009-04-22 2019-11-12 Tesla, Inc. Battery pack base plate heat exchanger
DE102010030892B4 (de) * 2010-07-02 2012-01-26 Visteon Global Technologies, Inc. Klimatisierungssystem für Fahrzeuge mit Batteriekühlung
US20120041855A1 (en) * 2010-08-13 2012-02-16 Sterling William D EV charging system with electric vehicle diagnostic
US8350526B2 (en) * 2011-07-25 2013-01-08 Lightening Energy Station for rapidly charging an electric vehicle battery
US10340709B2 (en) * 2011-07-29 2019-07-02 Lightening Energy Electric battery rapid recharging system including a mobile charging station having a coolant supply line and an electrical supply line
US20140012447A1 (en) * 2012-07-03 2014-01-09 Magna E-Car Systems Of America, Inc. Thermal management of vehicle battery pack during charging
US9586497B2 (en) * 2013-08-22 2017-03-07 Lightening Energy Electric vehicle recharging station including a battery bank
US20170088007A1 (en) * 2015-09-25 2017-03-30 Atieva, Inc. External Auxiliary Thermal Management System for an Electric Vehicle
US10913369B2 (en) * 2017-02-16 2021-02-09 Ford Global Technologies, Llc Charging energy recapture assembly and method
US20190047429A1 (en) * 2017-08-11 2019-02-14 Valvoline Licensing And Intellectual Property Llc System and Method for Rapid Charge Battery Cooling Station

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090256523A1 (en) * 2006-09-29 2009-10-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle charging system, vehicle charging device and electric vehicle
CN102806839A (zh) * 2011-05-30 2012-12-05 铃木株式会社 电池温度调节系统和电池充电系统
CN104044479A (zh) * 2013-03-13 2014-09-17 福特全球技术公司 用于在充电时控制电动车辆的方法
US20150306974A1 (en) * 2014-04-29 2015-10-29 Tesla Motors, Inc. Charging station providing thermal conditioning of electric vehicle during charging session
US20180147949A1 (en) * 2014-06-05 2018-05-31 Siemens Aktiengesellschaft Means and Methods for Making an Associative Connection
US20170088005A1 (en) * 2015-09-24 2017-03-30 Ford Global Technologies, Llc Charging station for electrified vehicles
CN107054120A (zh) * 2016-02-11 2017-08-18 福特全球技术公司 用于快速充电电池电动车辆的热管理系统
US20190168593A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-06 Subaru Corporation Onboard charging system
CN110962532A (zh) * 2018-09-28 2020-04-07 株式会社斯巴鲁 车辆的热管理系统
US20200338998A1 (en) * 2019-04-26 2020-10-29 Hanon Systems Electric vehicle fast charging and battery cooling system using a charger cooled fluid-to-battery cooled fluid heat exchange device

Also Published As

Publication number Publication date
US11577619B2 (en) 2023-02-14
EP4008581A1 (en) 2022-06-08
US20220169133A1 (en) 2022-06-02
US11999251B2 (en) 2024-06-04
US20230158906A1 (en) 2023-05-25
CN114572030B (zh) 2024-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114572030B (zh) 具有气候控制的充电站
CN109641507B (zh) 车用热管理系统
US8230689B2 (en) Preliminary vehicle heating and cooling by peltier effect
US10220681B2 (en) Refrigeration cycle device for vehicle
KR101866529B1 (ko) 통합 열 관리 시스템
CN112739563B (zh) 车用空调装置
CN101871704A (zh) 热电气候控制
US20140144160A1 (en) Hv battery thermal control system and method
CN109455059B (zh) 集合水冷冷凝器和水冷蒸发器的热泵空调及热管理系统
CN111923683B (zh) 车辆热力方法和系统
JP2009286226A (ja) 車両用空調装置
CN113623839B (zh) 空调控制方法和空调器
WO2015046194A1 (ja) 車両用空調装置、電動圧縮機、及び車両の空調方法
US20160351982A1 (en) Device and Method for Controlling the Temperature of an Electric Energy Store of a Vehicle
CN113752779B (zh) 车辆的热系统控制
CN109890635B (zh) 车用空调装置
CN1955616B (zh) 一种机动车辆车厢空气调节系统及其车辆
CN202827222U (zh) 汽车座椅温度控制模组装置中的柔性输出系统
US5971289A (en) Apparatus and method for air-conditioning a vehicle
CN112639376A (zh) 热管理系统
KR101836004B1 (ko) 열효율 향상 기능을 갖는 차량용 공조 시스템
KR101663406B1 (ko) 전기 차량을 위한 열 펌프 및 hvac 시스템 아키텍쳐
US20150114018A1 (en) Viscous heater for heat pump system
CN109737532A (zh) 一种高节能通信基站专用柔性空调系统
JP2020142620A (ja) 車両用空気調和装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant