CN206490469U - 具有热量回收功能的充电机柜 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于充电设备领域，具体提供一种具有热量回收功能的充电机柜。本实用新型旨在解决现有充电机柜在温度较低的工作环境下，需要使用空调对电池进行加热的问题。本实用新型的具有热量回收功能的充电机柜包括柜体和设置在柜体中的至少一个充电模块，柜体内设置有风道，风道包括能够与外部连通的第一出风口和能够与电池仓连通的第二出风口，充电模块产生的热量能够进入风道。当电池仓内的温度低于第一阈值时，风道内的热量通过第二出风口流入电池仓，对电池进行加热；当电池仓内的温度高于第二阈值时，风道内的热量通过第一出风口流到外部，充电模块得以散热。本实用新型不仅能提高电池的充电效率、延长使用寿命，还能降低充电设备的能耗。

Description

具有热量回收功能的充电机柜
技术领域
本实用新型属于充电设备领域，具体提供一种具有热量回收功能的充电机柜。
背景技术
随着燃油汽车的广泛使用，石油供应不足、尾气污染严重等问题也日益突出，特别是近年来，随着温室效应的逐年增强，越来越多的人开始将目光投入到电动汽车行业。在此趋势下，电动汽车的续航问题成为人们最关注的问题，如何给电动汽车快速补给电量也成为阻碍电动汽车行业发展最大的障碍。目前，由于汽车电池的快充技术尚未成熟，更换电池依然是给电动汽车补给能量的最快方法。电动汽车可以在换电站更换电池，电量不足的汽车电池需要在换电站集中充电，越高的充电效率就象征着越多的营业额，因此，充电站都十分注重充电效率的高低，实验发现当环境温度低于一定阈值时，电池的充电效率就会大幅降低，低温甚至会大幅缩短电池的寿命。
为了提高充电效率、延长电池寿命，当环境温度低于一定阈值时，很多充电站都会使用空调对电池仓进行加热，以保证电池仓内的温度能够稳定在一个充电效率较高的温度区间。这样的升温方法虽然可以取得很好的效果，但是增加了充电成本，并且造成了不必要的电量消耗。此外，现有的充电机都是由一个或多个充电功率模块构成的，充电功率模块在工作过程中会产生大量热量，充电机若不具有很好的散热效果，还需及时对充电功率模块进行降温处理，这样不仅浪费了充电功率模块产生的热量，而且增加了不必要的充电成本。
相应地，本领域需要一种具有热量回收功能的充电机柜来解决上述问题。
实用新型内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有充电设备在环境温度较低的工作环境下，需要使用空调对电池进行加热的问题，本实用新型提供了一种具有热量回收功能的充电机柜，该具有热量回收功能的充电机柜包括柜体和设置在所述柜体中的至少一个充电模块，其特征在于，所述柜体内设置有与所述充电模块连通的风道，所述风道包括第一出风口和第二出风口，所述第一出风口能够与外部连通以便将所述充电模块产生的热量释放到所述柜体外部，所述第二出风口能够与电池仓连通以便将所述充电模块产生的热量释放到所述电池仓中并因此加热所述电池仓中的电池。
在上述充电机柜的优选技术方案中，所述充电机柜还包括设置在所述第一出风口处的第一挡板和设置在所述第二出风口处的第二挡板，所述第一挡板用于至少部分关闭或打开所述第一出风口，所述第二挡板用于至少部分关闭或打开所述第二出风口。
在上述充电机柜的优选技术方案中，所述柜体上还设置有充电模块进风口和充电模块出风口，所述充电模块进风口与外部连通，所述充电模块出风口与所述风道连通，所述充电模块进风口和充电模块出风口的位置设置成使得，外部气流能够从所述充电模块进风口进入所述柜体并流经所述充电模块，然后进入所述风道内。
在上述充电机柜的优选技术方案中，所述充电机柜还包括第一风机和第二风机，所述第一风机设置在所述风道内靠近所述第一出风口的位置，用于使所述风道内的气流加速流向外部；所述第二风机设置在所述风道内靠近所述第二出风口的位置，用于使所述风道内的气流加速流向所述电池仓。
在上述充电机柜的优选技术方案中，所述第一挡板和所述第二挡板配置成使得，当所述第一挡板打开时所述第二挡板关闭，并且当所述第二挡板打开时所述第一挡板关闭。
在上述充电机柜的优选技术方案中，所述第一出风口设置在所述柜体的顶部，所述第二出风口设置在所述柜体的底部。
在上述充电机柜的优选技术方案中，所述电池仓包括设置在底部的进气口和设置在顶部的出气口，所述第二出风口连接到所述进气口，所述出气口通向电池仓外部。
在上述充电机柜的优选技术方案中，所述充电机柜还包括控制器和设置在所述电池仓内的温度传感器，所述温度传感器用于检测所述电池仓内的温度，所述控制器用于根据所述温度传感器的检测结果控制所述第一挡板和所述第二挡板的开闭以及所述第一风机和所述第二风机的启停，当所述温度传感器检测到所述电池仓内的温度低于第一阈值时，所述控制器使所述第一挡板至少部分关闭并使所述第一风机停止运转，同时使所述第二挡板至少部分打开并选择性地使所述第二风机运转；当所述温度传感器检测到所述电池仓内的温度高于第二阈值时，所述控制器使所述第二挡板至少部分关闭并使所述第二风机停止运转，同时使所述第一挡板至少部分打开并选择性地使所述第一风机运转。
在上述充电机柜的优选技术方案中，所述充电机柜还包括设置在所述柜体内的充电模块机架，所述充电模块分层地放置在所述充电模块机架上，所述充电模块进风口设置在所述充电模块机架的一侧，所述充电模块出风口设置在所述充电模块机架的另一侧。
在上述充电机柜的优选技术方案中，所述风道包括横向区段和竖向区段，所述横向区段与所述竖向区段一体地弧形连接，或者采用弧形导流板彼此连接。
本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型的技术方案中，所述充电机柜包括柜体和设置在柜体中的至少一个充电模块，柜体内设置有风道，风道包括能够与外部连通的第一出风口和能够与电池仓连通的第二出风口，充电模块产生的热量通过充电模块出风口进入风道。当电池仓内的温度低于第一阈值－例如零度时，风道内的热量通过第二出风口流入电池仓，对电池进行加热；当电池仓内的温度高于第二阈值－例如25度时，风道内的热量通过第一出风口流到外部，充电模块得以散热。本实用新型将现有技术中的“空调加热”变成了“充电模块热量回收加热”，即将充电模块产生的热量进行回收，并用于对电池加热，这样不仅能够提高电池的充电效率，还能延长电池的使用寿命和降低充电设备的整体能耗。
附图说明
图1是具有热量回收功能的充电机柜的整体结构示意图。
图2是具有热量回收功能的充电机柜进行热量回收时的内部热量流动示意图。
图3是具有热量回收功能的充电机柜向外散热时的内部热量流动示意图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。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实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。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。例如，尽管说明书中所述的风道具体地设置成Z字形，但是，该形状不应构成对本发明的限制，本领域技术人员可以根据需要对此作出改变，只要实现充电模块的热量回收即可。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“横向”、“竖向”、“靠近”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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”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，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连通”、“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。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实用新型中的具体含义。
如图1所示，该图为本实用新型的具有热量回收功能的充电机柜的整体结构示意图。为了清楚起见，该图被逆时针旋转了90°，以下所述的方向或位置均是指正对图1时的方位，这仅仅是为了便于描述，而不是对所述元件真实位置的限制。如图1所示，该充电机柜包括柜体1、设置在柜体1中的至少一个充电模块3以及设置在柜体1内并与充电模块3连通的风道13，其中，风道13包括第一出风口16和第二出风口10，第一出风口16设置在柜体1的左上端，并能够与外部连通，以便将充电模块3产生的热量释放到柜体1的外部，第二出风口10设置在柜体1的右下端，并能够与电池仓8连通，以便将充电模块3产生的热量释放到电池仓8中，并因此加热电池仓8中的电池。由于风道13包括横向区段和竖向区段，为了使气流在风道13内的各处流通得更加通畅，横向区段与竖向区段之间一体地弧形连接，或者采用弧形导流板14彼此连接。此外，该充电机柜还包括设置在第一出风口16处的第一挡板17和设置在第二出风口10处的第二挡板11，第一挡板17用于至少部分关闭或者打开第一出风口16，第二挡板11用于至少部分关闭或者打开第二出风口10，第一挡板17和第二挡板11配置成使得，当第一挡板17打开时第二挡板11关闭，并且当第二挡板11打开时第一挡板17关闭。本领域技术人员能够理解的是，第一出风口16和第二出风口10的位置和结构设置成，使得第一出风口16能够与外部连通，第二出风口10能够与电池仓8连通即可，并非必须按照图1的形式设置。
继续参阅图1，该充电机柜还包括设置在柜体1内的模块机架2以及设置在模块机架2两侧的充电模块进风口18和充电模块出风口4，其中，充电模块3分层地放置在充电模块机架2上，充电模块进风口18设置在充电模块机架2的左侧，并与外部连通，充电模块出风口4设置在充电模块机架2的右侧，并与风道13连通。本领域技术人员能够理解的是，充电模块进风口18和充电模块出风口4的位置和结构设置成，使得外部气流能够从充电模块进风口18进入柜体1，并流经充电模块3，最后进入风道13内即可。此外，该充电机柜还包括第一风机15和第二风机12，第一风机15设置在风道13内靠近第一出风口16的位置，用于使风道13内的气流加速流向外部，第二风机12设置在风道13内靠近第二出风口10的位置，用于使风道13内的气流加速流向电池仓8。另外，电池仓8包括设置在左下端的进气口9和设置在右上端的出气口5，进气口9与第二出风口10相连，出气口5通向电池仓8外部。本领域技术人员还能够理解的是，出气口5的位置和结构设置成，使得出气口5能够通向电池仓8外部即可。
继续参阅图1，该充电机柜还包括控制器7和设置在电池仓8内的温度传感器6，温度传感器6用于检测电池仓8内的温度，控制器7用于根据温度传感器6的检测结果控制第一挡板17和第二挡板11的开闭以及第一风机15和第二风机12的启停。本领域技术人员能够理解的是，控制器7配置成，使得控制器7能够根据温度传感器6的检测结果控制第一挡板17和第二挡板11的开闭以及第一风机15和第二风机12的启停即可，其位置和物理形式可以根据需要灵活选取。当温度传感器6检测到电池仓8内的温度低于一个阈值时，控制器7使第一挡板17至少部分关闭并使第一风机15停止运转，同时使第二挡板11至少部分打开并选择性地使第二风机12运转(下文将结合图2详细描述)；当温度传感器6检测到电池仓8内的温度高于另一个阈值时，控制器7使第二挡板11至少部分关闭并使第二风机12停止运转，同时使第一挡板17至少部分打开并选择性地使第一风机15运转(下文将结合图3详细描述)。本领域技术人员能够理解的是，在该充电机柜的实际使用过程中，使用者需要结合实际使用情况自行设定第一挡板17和第二挡板11的开闭程度以及所述阈值的大小。此外，控制器7可以通过任何适当的操作机构来控制第一挡板17和第二挡板11的开闭，例如电磁阀、液压缸、气缸，等等。
下面参阅图2，该图为本实用新型的具有热量回收功能的充电机柜进行热量回收时的内部热量流动示意图。为了清楚起见该图中省略了电池仓。如图2所示，外部气流从充电模块进风口18进入柜体1并流经充电模块3，带走充电模块3产生的热量，然后从充电模块出风口4进入风道13内。当温度传感器6检测到电池仓8内的温度低于第一阈值－例如零摄氏度时，控制器7使第一挡板17关闭并使第一风机15停止运转，使得风道13内的热量不会通过第一出风口16流到外部，同时，使第二挡板11打开并开启第二风机12，此时，风道13内的热量被第二风机12加速吹出，由于风道13内的横向区段与竖向区段采用了弧形导流板14连接，风道13内的热量得以更加通畅地从第二出风口10流出，然后通过进气口9快速流入电池仓8中，并对电池进行加热。在对电池仓8进行加热的过程中，当风道13内的热量流通不够通畅时，可以部分或全部打开电池仓8内的出气口5，使得热量能够流通得更加通畅。此外，本领域技术人员能够理解的是，虽然在如图2所示的情况下，第一挡板17完全关闭、第二挡板11完全打开以及第二风机12开始运转，但在实际使用过程中，使用者可以结合实际使用情况使第一挡板17部分关闭、第二挡板11部分打开，并选择性地使第二风机12运转或不运转，这种改变并不偏离本实用新型的基本原理，因此将落入本实用新型的保护范围之内。
下面参阅图3，该图为本实用新型的具有热量回收功能的充电机柜向外释放热量时的内部热量流动示意图。为了清楚起见，该图中依然省略了电池仓。如图3所示，外部气流从充电模块进风口18进入柜体1并流经充电模块3，带走充电模块3产生的热量，然后从充电模块出风口4进入风道13内。当温度传感器6检测到电池仓8内的温度高于第二阈值－例如25摄氏度时，控制器7使第二挡板11关闭并使第二风机12停止运转，使得风道13内的热量不会继续流入电池仓8内，同时，使第一挡板17打开并开启第一风机15，由于风道13内的横向区段与竖向区段采用弧形导流板14连接，热量得以更加通畅地流入第一风机15处，此时，风道13内的热量被第一风机15加速吹出，并通过第一出风口16快速流出柜体1。此外，本领域技术人员能够理解的是，虽然在如图3所示的情况下，第二挡板11完全关闭、第一挡板17完全打开以及第一风机15开始运转，但在实际使用过程中，使用者可以结合实际使用情况使第二挡板11部分关闭、第一挡板17部分打开，并选择性地使第一风机15运转或不运转，这种改变并不偏离本实用新型的基本原理，因此将落入本实用新型的保护范围之内。
至此，已经结合附图描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，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实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有热量回收功能的充电机柜，所述充电机柜包括柜体和设置在所述柜体中的至少一个充电模块，
其特征在于，所述柜体内设置有与所述充电模块连通的风道，所述风道包括第一出风口和第二出风口，所述第一出风口能够与外部连通以便将所述充电模块产生的热量释放到所述柜体外部，所述第二出风口能够与电池仓连通以便将所述充电模块产生的热量释放到所述电池仓中并因此加热所述电池仓中的电池。
2.根据权利要求1所述的充电机柜，其特征在于，所述充电机柜还包括设置在所述第一出风口处的第一挡板和设置在所述第二出风口处的第二挡板，所述第一挡板用于至少部分关闭或打开所述第一出风口，所述第二挡板用于至少部分关闭或打开所述第二出风口。
3.根据权利要求2所述的充电机柜，其特征在于，所述柜体上还设置有充电模块进风口和充电模块出风口，所述充电模块进风口与外部连通，所述充电模块出风口与所述风道连通，所述充电模块进风口和充电模块出风口的位置设置成使得，外部气流能够从所述充电模块进风口进入所述柜体并流经所述充电模块，然后进入所述风道内。
4.根据权利要求3所述的充电机柜，其特征在于，所述充电机柜还包括第一风机和第二风机，所述第一风机设置在所述风道内靠近所述第一出风口的位置，用于使所述风道内的气流加速流向外部；所述第二风机设置在所述风道内靠近所述第二出风口的位置，用于使所述风道内的气流加速流向所述电池仓。
5.根据权利要求4所述的充电机柜，其特征在于，所述第一挡板和所述第二挡板配置成使得，当所述第一挡板打开时所述第二挡板关闭，并且当所述第二挡板打开时所述第一挡板关闭。
6.根据权利要求5所述的充电机柜，其特征在于，所述第一出风口设置在所述柜体的顶部，所述第二出风口设置在所述柜体的底部。
7.根据权利要求6所述的充电机柜，其特征在于，所述电池仓包括设置在底部的进气口和设置在顶部的出气口，所述第二出风口连接到所述进气口，所述出气口通向电池仓外部。
8.根据权利要求7所述的充电机柜，其特征在于，所述充电机柜还包括控制器和设置在所述电池仓内的温度传感器，所述温度传感器用于检测所述电池仓内的温度，所述控制器用于根据所述温度传感器的检测结果控制所述第一挡板和所述第二挡板的开闭以及所述第一风机和所述第二风机的启停，
当所述温度传感器检测到所述电池仓内的温度低于第一阈值时，所述控制器使所述第一挡板至少部分关闭并使所述第一风机停止运转，同时使所述第二挡板至少部分打开并选择性地使所述第二风机运转；
当所述温度传感器检测到所述电池仓内的温度高于第二阈值时，所述控制器使所述第二挡板至少部分关闭并使所述第二风机停止运转，同时使所述第一挡板至少部分打开并选择性地使所述第一风机运转。
9.根据权利要求8所述的充电机柜，其特征在于，所述充电机柜还包括设置在所述柜体内的充电模块机架，所述充电模块分层地放置在所述充电模块机架上，所述充电模块进风口设置在所述充电模块机架的一侧，所述充电模块出风口设置在所述充电模块机架的另一侧。
10.根据权利要求9所述的充电机柜，其特征在于，所述风道包括横向区段和竖向区段，所述横向区段与所述竖向区段一体地弧形连接，或者采用弧形导流板彼此连接。
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