CN208232844U - 流体冷却装置、电池存储架和电池操作平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及流体冷却装置、电池存储架和电池操作平台。所述流体冷却装置用于冷却位于电池存储架的库位中的电池，其包括：第一支架，其装设在电池存储架上；流体冷却端单元，其设有流体连通的第一接头和第二接头、流体连通的第三接头和第四接头，第一接头和第三接头分别与提供流体的管路上的输出端口和输入端口相连通；第二支架，其与第一支架相邻布置，流体冷却端单元装设在第二支架上；驱动单元，用于提供驱动力来使得第二支架与第一支架进行相对运动，以促使第二接头和第四接头分别与电池上的流体入口和流体出口接合而形成用于冷却电池的流体循环回路，或者促使第二接头和第四接头分别与所述流体入口和所述流体出口脱离接合。

Description

流体冷却装置、电池存储架和电池操作平台

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种流体冷却装置、电池存储架和电池操作平台。

背景技术

随着科技进步和社会发展，例如纯电动汽车、混合动力汽车等多种类型的新能源汽车日益获得广泛使用。就这些新型汽车来讲，其中涉及到电池快换等方面的技术越来越成为本领域中的关注和研究课题。例如，如果要实现车辆电池加电的体验超越传统车辆加油的体验，那么电池加电时间将是一个重要指标。更换电池是实现快速加电的一种方式，在电池技术没有取得突破性进展、安全可使用的快充技术出现之前，换电仍将是缓解用户对行车里程的焦虑，实现车辆电池加电时间能够对标、甚至超越传统车辆加油时间的最有可能方式。

如何实现快速充电补能和可靠安全充电是普及换电技术和商业运作大体量换电的难点和关键核心技术。尽管目前已经出现了多种换电方式，但是它们仍然存在着诸如电池充电时基体温度高、电池仓内部积热严重、设备装置操作复杂、可靠性较差、制造成本较高且不易维护等问题。所以，很有必要针对包括上述这些情况在内的现有问题或弊端进行充分研究，以便加以改进。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了流体冷却装置、电池存储架和电池操作平台，从而有效解决或缓解了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题中的一个或多个。

首先，根据本实用新型的第一方面，它提供了一种流体冷却装置，其用于冷却位于电池存储架的库位中的电池，所述流体冷却装置包括：

第一支架，其被装设在所述电池存储架上；

流体冷却端单元，其设置有流体连通的第一接头和第二接头、以及流体连通的第三接头和第四接头，所述第一接头和所述第三接头分别与用于提供流体的管路上的输出端口和输入端口相连通；

第二支架，其与所述第一支架相邻布置，所述流体冷却端单元被装设在所述第二支架上；以及

驱动单元，其被设置成用于提供驱动力来使得所述第二支架与所述第一支架进行相对运动，以促使所述第二接头和所述第四接头分别与设于所述电池上的流体入口和流体出口接合而形成用于冷却电池的流体循环回路，或者促使所述第二接头和所述第四接头分别与所述流体入口和所述流体出口脱离接合。

在根据本实用新型的流体冷却装置，可选地，所述流体冷却端单元包括：

第一部分，其被连接到所述第二支架上；

第二部分，其上设置有所述第一接头、所述第二接头、所述第三接头和所述第四接头，所述第二部分与所述第一部分相连并被设置成具有能相对于所述第一部分在水平面上浮动且能扭转的自由度。

在根据本实用新型的流体冷却装置，可选地，所述第二部分的相对置两端分别设置有两个弹性部件，并且所述第一部分包括装设在每一个弹性部件顶部且被螺接到所述第二支架上的连接杆件。

在根据本实用新型的流体冷却装置，可选地，所述第一接头和/或所述第三接头被布置成能在周向方向上进行转动。

在根据本实用新型的流体冷却装置，可选地，所述第一接头与所述输出端口通过柔性管进行连通，并且所述第三接头与所述输入端口通过柔性管进行连通。

在根据本实用新型的流体冷却装置，可选地，所述驱动单元包括至少一个气缸和至少两个直线轴承，所述气缸被装设在所述第一支架上用于提供所述驱动力，所述直线轴承被装设在所述第一支架上用于可移动地支撑被对应设置于所述第二支架上的导向件。

在根据本实用新型的流体冷却装置，可选地，所述气缸设置有两个，它们被分别布置所述第一支架的两侧。

在根据本实用新型的流体冷却装置，可选地，所述驱动单元包括电机和直线导轨，所述电机被装设在所述第一支架上用于提供所述驱动力，所述直线导轨被装设在所述第一支架上用于可移动地支撑被对应设置于所述第二支架上的导向件。

在根据本实用新型的流体冷却装置，可选地，所述电池存储架被构造成单边悬臂结构。

在根据本实用新型的流体冷却装置，可选地，所述管路的一部分被装设在所述电池存储架上，并且所述流体是水。

其次，根据本实用新型的第二方面，它提供了一种电池存储架，所述电池存储架包括一个或多个用于存储电池的库位，每一个库位中设置有一个如以上任一项所述的流体冷却装置。

另外，根据本实用新型的第三方面，还提供了一种电池操作平台，所述电池操作平台设置有一个或多个如以上所述的电池存储架。

与现有技术相比，本实用新型的电池充电装置具有结构紧凑、冷却降温效果好、功能运行可靠、维护性好且成本低等众多优点。在本实用新型技术方案中，尤其设计并提供了在对电池端流体冷却接口进行插拔接合操作时允许具有水平方向浮动和扭转的自由度，从而能够非常方便且高效地实现电池位置姿态调整和定位，降低设备装置本身的复杂性，并且提高了安全操作可靠性，延长了电池本身以及相关零部件的使用寿命。应用本实用新型可以显著改进现有的换电设备装置，有效增强充换电系统的空间利用率、可靠性和可扩展性。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是一个根据本实用新型的流体冷却装置实施例布置在电池存储架上的立体结构示意图。

图2是图1所示的流体冷却装置实施例中的流体冷却端单元的立体结构示意图。

图3是图1所示的流体冷却装置实施例中的第一支架、第二支架和驱动单元的立体结构示意图，其中省略了流体冷却端单元。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本实用新型的流体冷却装置、电池存储架和电池操作平台的结构组成、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将它们理解为对本实用新型形成任何的限制。在本文中所使用的技术术语“电池”包括但不限于用于为车辆提供动力的电池、电池组、电池包等。

此外，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本实用新型仍然允许在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的零部件和特征在同一附图中可能仅在一处或若干处进行标示。

请结合参考图1至图3，通过这些附图示意性地显示出了一个根据本实用新型的流体冷却装置实施例的基本结构组成情况，下面就对此进行详细说明。

在这个给出的实施例中，该流体冷却装置是被提供用来对位于电池存储架的库位中的电池进行冷却处理，以便降低电池基体温度，有效控制并减少电池存储架内部积累的热量。如图1所示，待充电补能的电池是被放置在电池存储架16的库位中，这样的电池可以例如是通过换电操作装置从车辆上卸载下后移入到电池存储架16的库位中的亏电电池，通过对其进行充电来补充恢复电量，以便随后在需要时将该电池从电池存储架16的库位移出，并且装载到需要更换电池的车辆上。需要理解的是，以上所提及的车辆包括但不局限于纯电动车辆、混合动力车辆等。

该流体冷却装置包括第一支架1、第二支架2、流体冷却端单元3和驱动单元4。其中，第一支架1是通过例如螺栓连接等任何适宜方式被装设到电池存储架16上，该电池存储架16可以采用单边悬臂结构，以便简化结构，提高空间利用率，并且还可以将例如传感器、线缆、流体管路等零部件布置在该电池存储架16上，从而方便进行日常设备操作、维护和检修。

如图1所示，第二支架2与第一支架1二者彼此相邻布置，并且将流体冷却端单元3装设在该第二支架2上，以便能够通过驱动单元4来驱动第二支架2使其与第一支架1进行相对运动，由此促使该流体冷却装置与待充电电池的相应接口进行接合后向后者传送流体（例如水等各种适宜的液体或气体）来达到冷却降温效果，或者在不需要继续对该电池进行冷却处理的情况下（如电池已经充电完毕）使得该流体冷却装置与该电池的相对应的接头或者入口、出口脱离接合。

具体来讲，请同时参阅图1至图3，在流体冷却端单元3上设置有第一接头6、第二接头7、第三接头8和第四接头9，其中第一接头6和第二接头7保持流体连通，第三接头8和第四接头9保持流体连通，并且可以通过例如柔性管等连接部件将第一接头6与用于提供冷却流体的管路15上的输出端口13连接形成流体流动通路，并且可以同样地使用例如柔性管等连接部件连通第三接头8与管路15上的输入端口14。

对于第二接头7和第四接头9来讲，它们是被分别构造成与设置在充电电池上的相应流体入口和流体出口相匹配，以便能够可拆卸地形成连通管路。也就是说，在驱动单元4的驱动作用下，可以使得第二接头7与充电电池上的流体入口接合连通，第四接头9与充电电池上的流体出口接合连通，这样就形成了流体依次从管路15的输出端口13、第一接头6、第二接头7、电池的流体入口到达该电池内部流动管路，然后再从电池的流体出口流出后经由第四接头9、第三接头8、输入端口14返回到管路15的流体循环回路，通过提供上述流体循环回路就可以与电池进行热交换，以便带着在充电时所产生的热能，从而有效实现消除或避免热量积累、降低电池及其周边环境空间温度等目的。

在可选情形下，可以上述的第一接头6和/或第三接头8设置成能够在周向方向上在一定的角度范围内（这可以根据具体应用需求情况来进行预先设计）进行转动，提供这样的空间转动自由度不仅便于实际操作，而且非常有利于保护接头、连接管等零部件，使其经久耐用，不易受损而导致流体向外泄露，从而能够提升系统安全性和可靠性。

在图2中示意性地大致显示出了本实施例中的流体冷却端单元3的立体结构。就该流体冷却端单元3来讲，在本流体冷却装置实施例中是将它可选地设置成包括两个部分，即第一部分5和第二部分10，前者是被连接到第二支架2上，后者则是与第一部分相连并由此与第二支架2相连。采用这种结构布置方式的原因是在于，可以由此将第二部分10进一步优选地设置成具有这样的自由度，即可使得该第二部分10不仅能够相对于第一部分5在水平面上进行浮动，而且还能进行扭转运动，由此能够极大地降低设备装置本身的复杂性和制造维护成本，尤其是即使在电池的流体入口和/或流体出口出现了一定偏转定位误差的情况下，也能将布置在第二部分10上的第二接头7、第四接头9非常准确地与电池上相对应的流体入口、流体出口分别形成接合，或者将以上这些彼此对应的接头和入口、出口脱离之前的已接合状态。

作为示例性说明，可以通过在流体冷却端单元3的第二部分10上布置一些例如弹簧等弹性部件来实现上述的空间运动自由度。例如，如图2和图3所示所示，可以在第二部分10上可选地布置四个弹性部件11，即在第二部分10的相对置两端上分别设置两个弹性部件11，并且将第一部分5构造成具有装设在每一个弹性部件11顶部的连接杆件，这些连接杆件穿过第二支架2上安装孔17并使用连接件18被螺接到该第二支架2上。如此，通过这些弹性部件11所提供的弹性作用力能够弹性地支撑流体冷却端单元3的第二部分10。采用以上示范性说明的结构布置方式，可以实现该第二部分10能够相对于第一部分5在水平面上浮动并进行扭转，从而使其具有了自复位功能来实现第二接头7、第四接头9与电池的流体入口、流体出口之间安全可靠的接合或脱离接合操作，即插拔操作。

对于驱动单元4来讲，它是作为本流体冷却装置中的动力部分，用来提供驱动力以便实现流体冷却端单元3的接头与电池的流体入口、流体出口之间的接合或脱离接合操作。

举例而言，在轻载情况下，如图3中所示，可以设置一个气缸20和两个直线轴承19用来实现以上驱动单元4的功能。具体来讲，可以将该气缸20布置在第一支架1上，并且可将两个直线轴承19分别布置在该气缸20的两侧，这两个直线轴承19是用来可移动地支撑被对应设置在第二支架2上的两个导向件12，当启动气缸20以气动方式提供驱动力来使得第二支架2相对于第一支架1进行移动运动时，通过上述直线轴承19和导向件12就能够如所期望那样地约束第二支架2与第一支架1之间的相对运动轨迹（即接头插拔的垂直度），从而保证可靠地实现流体冷却端单元3的第二接头7、第四接头9分别与电池上的流体入口、流体出口之间的接合或脱离接合操作。

此外，在重载情况下，还可以考虑同时采用两个气缸20，将它们分别布置第一支架1的两侧，以便能够更大的驱动力来实现流体冷却端单元3的第二接头7、第四接头9分别与电池的流体入口、流体出口之间的插拔操作。当然，还应当理解的是，上述的关于直线轴承19的具体设置数量、布置位置等，在不脱离本实用新型主旨的情况下是被允许根据实际应用情况来进行灵活选择和调整。

再举例来讲，还可以采用电机驱动方式来实现驱动单元4的功能，这可以用于例如轻载等情况。具体来讲，可以在第一支架1上装设电机来提供驱动单元4所需的驱动力，并且还在该第一支架1上装设直线导轨，通过这样的直线导轨用来可移动地支撑被对应设置在第二支架2上的导向件，即当开启电机运行来提供驱动力使得第二支架2相对于第一支架1进行移动运动时，就可以通过上述直线导轨和第二支架2上的导向件就能够如所期望那样地约束第二支架2与第一支架1之间的相对运动轨迹（即接头插拔的垂直度），从而保证可靠地实现流体冷却端单元3的第二接头7、第四接头9分别与电池上相对应的流体入口、流体出口之间的接合或脱离接合操作。

如上所述，本实用新型提供了一种结构紧凑型的流体冷却装置，其不仅便于装配、使用、维修维护、成本低、冷却功能可靠，而且尤其能够有效实现针对位于电池存储架中的电池端的流体入口和流体出口进行准确、可靠且安全的插拔操作，从而可以在高效完成电池补能和存储电量的同时，通过有效的流体循环冷却处理来显著降低充电电池及其周围环境的温度，从而有助于保证电池性能，并且延长电池寿命。采用本实用新型所提供的技术方案对于进一步推广使用新能源汽车、促进环境保护等均具有积极的意义。

根据本实用新型的另外一个技术方案，还提供了一种具有一个或多个用于存储电池的库位的电池存储架，可以在这样的电池存储架的每一个库位中设置一个根据本实用新型所设计提供的流体冷却装置，以便充分发挥出本实用新型方案所具备的如前所述的这些明显技术优势。

此外，根据本实用新型的又一个技术方案，还提供了一种电池操作平台，可以在该电池操作平台上设置一个或多个根据本实用新型所设计提供的上述电池存储架，以便提供这样的电池存储架不仅用来存储电池并充电补能，而且可以使用本实用新型所设计提供的流体冷却装置来对这些电池进行安全可靠地冷却降温处理。应当理解的是，上述电池操作平台所能实现的操作包括但不限于进行换电、充电、电池信息（如电池荷电状态、健康度、使用次数等）监控等，上述车辆电池在完成充电补能之后可将其装载到例如纯电动车辆、混合动力车辆等各种类型的新能源车辆上投入使用。

以上仅以举例方式来详细阐明根据本实用新型的流体冷却装置、电池存储架和电池操作平台，这些个例仅供说明本实用新型的原理及其实施方式之用，而非对本实用新型的限制，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域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实用新型的范畴并为本实用新型的各项权利要求所限定。

Claims (12)

1.一种流体冷却装置，其用于冷却位于电池存储架的库位中的电池，其特征在于，所述流体冷却装置包括：

第一支架，其被装设在所述电池存储架上；

流体冷却端单元，其设置有流体连通的第一接头和第二接头、以及流体连通的第三接头和第四接头，所述第一接头和所述第三接头分别与用于提供流体的管路上的输出端口和输入端口相连通；

第二支架，其与所述第一支架相邻布置，所述流体冷却端单元被装设在所述第二支架上；以及

驱动单元，其被设置成用于提供驱动力来使得所述第二支架与所述第一支架进行相对运动，以促使所述第二接头和所述第四接头分别与设于所述电池上的流体入口和流体出口接合而形成用于冷却电池的流体循环回路，或者促使所述第二接头和所述第四接头分别与所述流体入口和所述流体出口脱离接合。

2.根据权利要求1所述的流体冷却装置，其中，所述流体冷却端单元包括：

第一部分，其被连接到所述第二支架上；

第二部分，其上设置有所述第一接头、所述第二接头、所述第三接头和所述第四接头，所述第二部分与所述第一部分相连并被设置成具有能相对于所述第一部分在水平面上浮动且能扭转的自由度。

3.根据权利要求2所述的流体冷却装置，其中，所述第二部分的相对置两端分别设置有两个弹性部件，并且所述第一部分包括装设在每一个弹性部件顶部且被螺接到所述第二支架上的连接杆件。

4.根据权利要求2所述的流体冷却装置，其中，所述第一接头和/或所述第三接头被布置成能在周向方向上进行转动。

5.根据权利要求1所述的流体冷却装置，其中，所述第一接头与所述输出端口通过柔性管进行连通，并且所述第三接头与所述输入端口通过柔性管进行连通。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的流体冷却装置，其中，所述驱动单元包括至少一个气缸和至少两个直线轴承，所述气缸被装设在所述第一支架上用于提供所述驱动力，所述直线轴承被装设在所述第一支架上用于可移动地支撑被对应设置于所述第二支架上的导向件。

7.根据权利要求6所述的流体冷却装置，其中，所述气缸设置有两个，它们被分别布置所述第一支架的两侧。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的流体冷却装置，其中，所述驱动单元包括电机和直线导轨，所述电机被装设在所述第一支架上用于提供所述驱动力，所述直线导轨被装设在所述第一支架上用于可移动地支撑被对应设置于所述第二支架上的导向件。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的流体冷却装置，其中，所述电池存储架被构造成单边悬臂结构。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的流体冷却装置，其中，所述管路的一部分被装设在所述电池存储架上，并且所述流体是水。

11.一种电池存储架，其特征在于，所述电池存储架包括一个或多个用于存储电池的库位，每一个库位中设置有一个如权利要求1-10中任一项所述的流体冷却装置。

12.一种电池操作平台，其特征在于，所述电池操作平台设置有一个或多个如权利要求11所述的电池存储架。