CN207565376U - 一种带有充电加热系统的电动汽车充电桩 - Google Patents
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Abstract
本实用新型设计了一种带有充电加热系统的电动汽车充电桩，包括PTC加热系统、温度监测系统、充电系统和控制器。其目的是控制充电桩电网直接向车载PTC加热器供电，对电动汽车动力电池进行加热，无需消耗动力电池自身电量，不会对其使用寿命和续驶里程造成影响。所述PTC加热系统用于对动力电池进行加热；所述温度监测系统用于监测动力电池温度及电动车周围环境温度；所述充电系统用于给动力电池充电。当动力电池平均温度低于预设最低温度时，PTC加热系统对动力电池进行加热直至预设最低温度后，充电系统进行正常动力电池充电。充电桩电网电压稳定，可以缩短低温加热时间，保证了动力电池在低温环境下的正常充电、快速充电的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，具体为一种带有充电加热系统的电动汽车充电桩。
背景技术
电动汽车作为一种发展前景广阔的绿色交通工具，普及速度异常迅猛。影响电动汽车发展的关键因素之一是动力电池，目前大多数电动汽车采用锂离子电池作为其动力提供装置，受限于锂离子电池的低温充电性能，存在低温电池充电效率下降等问题。若长期在低温环境下充电，还将对电池造成永久性容量损失，降低电池使用寿命，给电动汽车带来安全隐患。在零度以下的环境充电效果更差，无法保证电池的正常充电、满足快速充电的需求。因此能有效的解决低温动力电池的充电问题，对于保证电动汽车在寒冷地域的推广有着重大的意义。
要提高低温电池的充电效率，有效的方法是对电池进行加热，待合适温度后再进行充电。目前较普遍的方式有通过汽车空调系统的管道送入热风将电池加热，或采用液态介质将热量传递给电池。但无论采用何种方式，都是利用动力电池预留的部分电量进行低温加热，预热时间较长，且会导致充电时间延长，有预留电量也会影响续驶里程。
PTC加热系统就是利用恒温加热PTC热敏电阻具有恒温发热的特性设计的加热器件。其原理是PTC热敏电阻加电后自热升温使阻值进入跃变区，恒温加热PTC热敏电阻，其表面温度将保持恒定值，该温度只与PTC热敏电阻的居里温度和外加电压有关，而与环境温度基本无关。
实用新型内容
基于电动汽车存在低温电池充电效率下降、预热电池时间较长等问题，本实用新型设计出一种带有充电加热系统的电动汽车充电桩，包括PTC加热系统、温度监测系统、充电系统和控制器。其目的是利用充电桩电网供电及其控制方法对电动汽车动力电池进行加热，无需消耗动力电池自身电量，保证了动力电池正常充电、快速充电的要求。所述PTC加热系统与控制器电连接，用于对动力电池进行加热；所述温度监测系统与控制器电连接，用于监测动力电池温度及电动车周围环境温度；所述充电系统与控制器电连接，用于给动力电池充电。
为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案，结合附图说明如下：
所述的带有充电加热系统的电动汽车充电桩，其特征在于，PTC加热系统(1)包括电压转换器(2)，车载PTC加热器控制模块(3)。充电桩电压经电压转换器(2)转换为可供车载PTC加热器使用的电压，车载PTC加热器控制模块(3)控制充电桩电网直接向车载PTC加热器供电，无需消耗动力电池自身电量，缩短了低温加热时间，不会对动力电池的使用寿命造成影响；同时无需预留动力电池部分电量进行低温加热，不会影响续驶里程。充电桩电网电压稳定，保证了动力电池在低温环境下的正常充电、快速充电的要求。
所述的带有充电加热系统的电动汽车充电桩，其特征在于，所述PTC加热系统(1)还包括整车空调控制模块(4)。整车空调控制模块(4)可以控制车内空调系统将车载PTC加热器产生的热量通过管道送入驾驶室内，保证完成充电后驾驶室温度适合驾驶员。
所述的带有充电加热系统的电动汽车充电桩，其特征在于，所述温度监测系统(5)包括环境温度监测模块(6)，动力电池温度监测模块(7)和报警器(8)。所述电池温度监测模块(7)用于监测动力电池的平均温度，判断动力电池平均温度低于预设最低温度时，所述车载PTC加热器控制模块(3)控制充电桩电网直接向车载PTC加热器供电，当动力电池平均温度达到预设最低温度时，充电系统(10)进行正常动力电池充电。
所述的带有充电加热系统的电动汽车充电桩，其特征在于，所述环境温度监测模块(6)用于监测电动车周围环境温度，所述车载PTC加热器控制模块(3)可根据监测到的电动车周围环境温度和动力电池平均温度之间的差值控制充电桩电网向车载PTC加热器供电的输出功率，由此可以提高加热效率并节省能耗。所述整车空调控制模块(4)也可根据监测到的电动车周围温度环境控制驾驶室内温度适宜。
所述的带有充电加热系统的电动汽车充电桩，其特征在于，所述电池温度监测模块(7)判断动力电池中的任何一个单体电池温度高于预设最高温度时，所述报警器(8)报警且所述车载PTC加热器控制模块(3)控制停止加热，充电系统(10)降低动力电池充电功率直至单体电池温度低于预设最高温度后再进行正常动力电池充电。由此可以防止动力电池被过度加热引发安全问题。
在上述技术方案中，所述PTC加热系统(1)、温度监测系统(5)、充电系统(10)分别与控制器(9)电连接。当温度监测系统(5)判断动力电池平均温度低于预设最低温度时，PTC加热系统(1)控制充电桩电网直接向车载PTC加热器供电，无需消耗动力电池自身电量；当动力电池平均温度达到预设最低温度时，充电系统(10)进行正常动力电池充电；当温度监测系统(5)判断动力电池中的任何一个单体电池温度高于预设最高温度时，PTC加热系统(1)控制停止加热，充电系统(10)降低动力电池充电功率直至单体电池温度低于预设最高温度后再进行正常动力电池充电。另外PTC加热系统(1)可根据温度监测系统(5)监测到的电动车周围环境温度和动力电池平均温度之间的差值控制充电桩电网向车载PTC加热器供电的输出功率；PTC加热系统(1)还可根据监测到的电动车周围温度环境控制驾驶室内温度适宜。
附图说明
图1为本申请技术方案中所述的一种带有充电加热系统的电动汽车充电桩结构示意图。
图2为本申请技术方案中所述的控制器功能结构示意图。
图中：PTC加热系统(1)，电压转换器(2)，车载PTC加热器控制模块(3)，整车空调控制模块(4)，温度监测系统(5)，环境温度监测模块(6)，动力电池温度监测模块(7)，报警器(8)，控制器(9)，充电系统(10)。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图进一步说明具体的实施方式。
为解决现有技术中电动汽车存在低温电池充电效率下降、预热电池时间较长等问题，本实用新型提供了一种带有充电加热系统的电动汽车充电桩。请参阅图1，该充电桩包括PTC加热系统(1)，电压转换器(2)，车载PTC加热器控制模块(3)，整车空调控制模块(4)，温度监测系统(5)，环境温度监测模块(6)，动力电池温度监测模块(7)，报警器(8)，控制器(9)，充电系统(10)。该充电桩内部安装有控制器(9)，其控制器(9)上部装有PTC加热系统(1)和温度监测系统(5)，PTC加热系统(1)包括电压转换器(2)、车载PTC加热器控制模块(3)和整车空调控制模块(4)，温度监测系统(5)包括环境温度监测模块(6)、动力电池温度监测模块(7)和报警器(8)，控制器(9)下部装有充电系统(10)。
图2为本申请技术方案中所述的控制器功能结构示意图，包括PTC加热功能、温度监测功能和充电功能。所述PTC加热功能由PTC加热系统(1)实现，用于对动力电池进行加热；所述温度监测功能由温度监测系统(5)实现，用于监测动力电池温度及电动车周围环境温度；所述充电功能由充电系统(10)实现，用于给动力电池充电。
进一步的，在一个实施例中，所述电池温度监测模块(7)判断动力电池平均温度低于预设最低温度时，所述车载PTC加热器控制模块(3)控制充电桩电网经电压转换器(2)直接向车载PTC加热器供电，无需消耗动力电池自身电量，不会对动力电池的使用寿命和电动汽车的续驶里程造成影响。当动力电池平均温度达到预设最低温度时，充电系统(10)进行正常动力电池充电。充电桩电网电压稳定，缩短了低温加热时间，保证了动力电池在低温环境下的正常充电、快速充电的要求。
进一步的，在一个实施例中，所述电池温度监测模块(7)判断动力电池中的任何一个单体电池温度高于预设最高温度时，所述报警器(8)报警且所述车载PTC加热器控制模块(3)控制停止加热，充电系统(10)降低动力电池充电功率直至单体电池温度低于预设最高温度后再进行正常动力电池充电。由此可以防止动力电池被过度加热引发安全问题。
进一步的，在一个实施例中，所述整车空调控制模块(4)可以根据所述环境温度监测模块(6)监测的电动车周围环境温度，控制车内空调系统将车载PTC加热器产生的热量通过管道送入驾驶室内，保证完成充电后驾驶室温度合适驾驶员。
进一步的，在一个实施例中，所述车载PTC加热器控制模块(3)可根据所述环境温度监测模块(6)监测到的电动车周围环境温度和所述电池温度监测模块(7)监测到的动力电池平均温度之间的差值控制充电桩电网向车载PTC加热器供电的输出功率，由此可以提高加热效率并节省能耗。
Claims (7)
1.一种带有充电加热系统的电动汽车充电桩，包括PTC加热系统(1)，电压转换器(2)，车载PTC加热器控制模块(3)，整车空调控制模块(4)，温度监测系统(5)，环境温度监测模块(6)，动力电池温度监测模块(7)，报警器(8)，控制器(9)，充电系统(10)；
其特征在于，该充电桩内部安装有控制器(9)，其控制器(9)上部装有PTC加热系统(1)和温度监测系统(5)，PTC加热系统(1)包括电压转换器(2)、车载PTC加热器控制模块(3)和整车空调控制模块(4)，温度监测系统(5)包括环境温度监测模块(6)、动力电池温度监测模块(7)和报警器(8)，控制器(9)下部装有充电系统(10)。
2.根据权利要求1所述的一种带有充电加热系统的电动汽车充电桩，其特征在于，所述PTC加热系统(1)与控制器(9)电连接，用于对动力电池进行加热；所述温度监测系统(5)与控制器(9)电连接，用于监测动力电池温度及电动车周围环境温度；所述充电系统(10)与控制器(9)电连接，用于给动力电池充电。
3.根据权利要求2所述的一种带有充电加热系统的电动汽车充电桩，其特征在于，所述PTC加热系统(1)包括电压转换器(2)，车载PTC加热器控制模块(3)，充电桩电压经电压转换器(2)转换为可供车载PTC加热器使用的电压，车载PTC加热器控制模块(3)控制充电桩电网直接向车载PTC加热器供电，对电动汽车动力电池进行加热，无需消耗动力电池自身电量。
4.根据权利要求2或3所述的一种带有充电加热系统的电动汽车充电桩，其特征在于，所述PTC加热系统(1)还包括整车空调控制模块(4)，整车空调控制模块(4)可以控制车内空调系统将车载PTC加热器产生的热量通过管道送入驾驶室内，保证完成充电后驾驶室温度适合驾驶员。
5.根据权利要求2所述的一种带有充电加热系统的电动汽车充电桩，其特征在于，所述温度监测系统(5)包括环境温度监测模块(6)，动力电池温度监测模块(7)和报警器(8)，所述动力电池温度监测模块(7)用于监测动力电池的各个单体电池温度，且判断动力电池平均温度低于预设最低温度时，所述车载PTC加热器控制模块(3)控制对动力电池进行加热直至预设最低温度后，充电系统(10)进行正常动力电池充电。
6.根据权利要求2或5所述的一种带有充电加热系统的电动汽车充电桩，其特征在于，所述电池温度监测模块(7)判断动力电池中的任何一个单体电池温度高于预设最高温度时，所述报警器(8)报警且所述车载PTC加热器控制模块(3)控制停止加热，充电系统(10)降低动力电池充电功率直至单体电池温度低于预设最高温度后再进行正常动力电池充电。
7.根据权利要求2或3或5所述的一种带有充电加热系统的电动汽车充电桩，其特征在于，所述环境温度监测模块(6)用于监测电动车周围环境温度，所述车载PTC加热器控制模块(3)可根据所述环境温度监测模块(6)监测到的电动车周围环境温度和所述电池温度监测模块(7)监测到的动力电池平均温度之间的差值控制充电桩电网向车载PTC加热器供电的输出功率；所述整车空调控制模块(4)也可以根据所述环境温度监测模块(6)监测的电动车周围环境温度，控制车内空调系统将车载PTC加热器产生的热量通过管道送入驾驶室内。
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