CN212209708U

CN212209708U - 一种换电站的电池冷却系统

Info

Publication number: CN212209708U
Application number: CN202022290187.7U
Authority: CN
Inventors: 范广升
Original assignee: Shanghai Gusheng Information Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Gusheng Information Technology Co ltd
Priority date: 2020-10-15
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2020-12-22
Anticipated expiration: 2030-10-15

Abstract

本实用新型涉及制冷装置技术领域，特别涉及一种换电站的电池冷却系统，包括制冷剂系统和载冷剂系统，所述制冷剂系统包括按照顺时针方向依次串联的冷凝器、压缩机、蒸发器、节流机构、第一流量计、制冷剂泵和储液器；所述载冷剂系统包括蒸发器、储水箱、水泵、电加热器和电池包/分水单元，所述蒸发器一侧依次连接储水箱和水泵，所述储水箱与水泵串联，所述电加热器与蒸发器的串联/并联或者串联于水泵与电池包/分水单元之间。本实用新型通过制冷剂泵与压缩机配合使用，在提供相同制冷量的情况下，制冷剂泵消耗功率远小于压缩机消耗功率，在室外温度较低时，制冷剂泵工作，制冷系统的功耗降低，从而减少换电站的运营成本并提高机组的效率。

Description

一种换电站的电池冷却系统

技术领域

本实用新型涉及制冷装置技术领域，特别涉及一种换电站的电池冷却系统。

背景技术

国家对石油消耗及节能环保的要求越来越高，对石油消耗大户的汽车行业提出了更高的要求和挑战，电动汽车由于更加节能环保而得到了国家的大力支持和发展，无论是私家车还是运营车辆，电动汽车的占比都在逐步提高。

目前电动车主要还是采用充电的方式来补充电能，采用快充的方式也需要一个小时左右的时间，这对城市运营车辆，比如出租车、网约车等，充电过程会造成时间的极大浪费。对于这一问题，现在提出了一种换电的方式，可能在几分钟的时间内将电池更换完成，从而实现快速的电能补充，和肖峰填谷的节能方式，且延长运营时间。由于换电站的电池包数量大，使用频次高，充电时的散热量大，电池包都会采用液冷的散热风湿，从而对于换电站电池包在充电时的冷却方式通常采用水冷的方式。

现有的换电站的电池冷却系统结构相对简单，但由于其采用压缩制冷的方式，机组的效率受压缩机的运行功率限制无法做到很高。由于换电站电池包数量比较多，换电频率高，全年都需要制冷，换电站的电池冷却系统的功耗大小会直接影响到换电站的运营成本。常规的换电站的电池冷却系统由于采用传统的压缩制冷方式，机组的效率相对较低，换电站的电池冷却系统的功耗占换电站运营成本相对较大。

实用新型内容

本实用新型解决了相关技术中换电站的电池冷却系统效率相对较低造成换电站运营成本相对较大的问题，提出一种换电站的电池冷却系统，通过制冷剂泵与压缩机配合使用，在提供相同制冷量的情况下，因制冷剂泵消耗功率远小于压缩机消耗功率，从而使得在室外环境比较低的时候，此时制冷剂泵工作，制冷系统的功耗降低，从而减少换电站的运营成本，而且可以提高机组的效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种换电站的电池冷却系统，包括：

制冷剂系统，所述制冷剂系统包括按照顺时针方向依次串联的冷凝器、压缩机、蒸发器、节流机构、第一流量计、制冷剂泵和储液器；

载冷剂系统，所述载冷剂系统包括蒸发器、储水箱、水泵、电加热器和电池包/分水单元，所述蒸发器一侧依次连接储水箱和水泵，所述储水箱与水泵串联，所述电加热器与蒸发器串联/并联或者所述电加热器串联于水泵与电池包/分水单元之间。

作为优选方案，所述载冷剂系统还包括第二流量计，所述第二流量计串联于蒸发器另一侧与电池包/分水单元之间，所述电加热器串联于水泵与电池包/分水单元之间。

作为优选方案，所述载冷剂系统还包括第二流量计，所述第二流量计串联于水泵与电池包/分水单元之间，所述电加热器串联于蒸发器的另一侧与电池包/分水单元之间。

作为优选方案，所述载冷剂系统还包括第二流量计，所述电加热器与蒸发器的另一侧并联，所述第二流量计串联于电加热器与电池包/分水单元之间。

作为优选方案，所述制冷剂系统还包括第一旁通阀和第二旁通阀，所述第一旁通阀与制冷剂泵并联，所述第二旁通阀与压缩机并联。

作为优选方案，所述制冷剂系统还包括第一旁通阀，所述第一旁通阀与制冷剂泵并联。

作为优选方案，所述制冷剂系统还包括第二旁通阀，所述第二旁通阀与压缩机并联。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型在春秋季节室外环境温度较低的季节，通过制冷剂泵与压缩机同时运行的方式来降低压缩机的运行功率，从而降低制冷系统的整体运行功率，实现节能；在冬季室外环境温度很低的季节，通过制冷剂泵运行来实现制冷剂循环，将室外环境的冷量传递给冷却液，在冬季通过开启制冷剂泵避免压缩机开启，极大得降低了制冷系统运行功率，实现节能运行；在提供相同制冷量的情况下，因制冷剂泵消耗功率远小于压缩机消耗功率，从而使得在室外环境比较低的时候，此时制冷剂泵工作，制冷系统的功耗降低，从而减少换电站的运营成本，而且可以提高机组的效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2的结构示意图；

图3是本实用新型实施例3的结构示意图；

图4是本实用新型实施例4的结构示意图；

图5是本实用新型实施例5的结构示意图；

图6是本实用新型实施例6的结构示意图。

图中：

1、冷凝器，2、压缩机，3、蒸发器，4、节流机构，5、第一流量计，6、制冷剂泵，7、储液器，8、储水箱，9、水泵，10、电加热器，11、电池包/分水单元，12、第二流量计，13、第一旁通阀，14、第二旁通阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转 90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例1

如图1所示，一种换电站的电池冷却系统，包括制冷剂系统和载冷剂系统，制冷剂系统包括按照顺时针方向依次串联的冷凝器 1、压缩机2、蒸发器3、节流机构4、第一流量计5、制冷剂泵6和储液器7；其中，节流机构4为节流阀，制冷剂泵6可以是齿轮泵、离心泵、屏蔽泵等形式，为可以输送制冷剂\氟利昂等液体传输设备，可以是定频也可以是变频；具体的，冷凝器1的出口与储液器7的进口相连，储液器7的出口与制冷剂泵6的进口相连，储液器7用于存储从冷凝器1中出来的制冷剂液体，保证制冷剂泵6的连续供液，制冷剂泵6的出口与节流阀的进口相连；载冷剂系统包括蒸发器3、储水箱8、水泵9、电加热器10、电池包/分水单元11和第二流量计12，蒸发器3一侧依次连接储水箱8和水泵9，储水箱8与水泵9串联，电加热器10串联于水泵9与电池包/分水单元11之间；第二流量计12串联于蒸发器3另一侧与电池包/分水单元11之间。

具体工作过程如下：

夏季时，在有制冷需求时，压缩机2开启，将制冷剂压缩至冷凝器1中冷凝，然后经过储液器7，流过制冷剂泵6再流过节流机构4进行节流降压降温，然后流入蒸发器3中与载冷剂换热，最后流回压缩机2。此时，制冷剂泵6不开启，通过压缩机2来压缩制冷剂循环。

春秋季时，在有制冷需求时，压缩机2和制冷剂泵6同时开启，压缩机2先将气态制冷剂压缩至冷凝器中1冷凝，冷凝后的液态制冷剂流入储液器7，然后流入制冷剂泵6，通过制冷剂泵6将液态制冷剂传输至节流机构4进行节流降压降温，然后流入蒸发器3中与载冷剂换热，最后流回压缩机2。此时，通过开启制冷剂泵6和压缩机2来共同推动制冷剂循环，降低压缩机2运行功率，使得整机运行功率降低。

冬季时，在有制冷需求时，制冷剂泵6开启，将通过制冷剂泵 6的液态制冷剂传输至节流机构4进行节流降压降温，然后流入蒸发器3中与载冷剂换热蒸发，最后气态的制冷剂流过压缩机2，然后流回到冷凝器1冷凝后变成液态的制冷剂，最后流入到储液器 7中，然后再由储液器7流入制冷剂泵6进行循环。此时，通过开启制冷剂泵6来推动制冷剂循环，避免压缩机2开启，使得整机运行功率降低。

实施例2

如图2所示，一种换电站的电池冷却系统，包括制冷剂系统和载冷剂系统，制冷剂系统包括按照顺时针方向依次串联的冷凝器 1、压缩机2、蒸发器3、节流机构4、第一流量计5、制冷剂泵6和储液器7；其中，节流机构4为节流阀，制冷剂泵6可以是齿轮泵、离心泵、屏蔽泵等形式，可以输送制冷剂\氟利昂等液体传输设备，可以是定频也可以是变频；具体的，冷凝器1的出口与储液器7的进口相连，储液器7的出口与制冷剂泵6的进口相连，储液器7用于存储从冷凝器1中出来的制冷剂液体，保证制冷剂泵6的连续供液，制冷剂泵6的出口与节流阀的进口相连；载冷剂系统包括蒸发器3、储水箱8、水泵9、电加热器10、电池包/分水单元11和第二流量计12，蒸发器3一侧依次连接储水箱8和水泵9，储水箱8与水泵9串联，电加热器10串联于蒸发器3另一侧与电池包/分水单元11之间；第二流量计12串联于水泵9与电池包/分水单元11之间。

具体工作过程如下：

实施例3

如图3所示，一种换电站的电池冷却系统，包括制冷剂系统和载冷剂系统，制冷剂系统包括按照顺时针方向依次串联的冷凝器 1、压缩机2、蒸发器3、节流机构4、第一流量计5、制冷剂泵6和储液器7；其中，节流机构4为节流阀，制冷剂泵6可以是齿轮泵、离心泵、屏蔽泵等形式，可以输送制冷剂\氟利昂等液体传输设备，可以是定频也可以是变频；具体的，冷凝器1的出口与储液器7的进口相连，储液器7的出口与制冷剂泵6的进口相连，储液器7用于存储从冷凝器1中出来的制冷剂液体，保证制冷剂泵6的连续供液，制冷剂泵6的出口与节流阀的进口相连；载冷剂系统包括蒸发器3、储水箱8、水泵9、电加热器10、电池包/分水单元11和第二流量计12，蒸发器3一侧依次连接储水箱8和水泵9，储水箱8与水泵9串联，电加热器10与蒸发器3并联；第二流量计12串联于电加热器10与电池包/分水单元11之间。

具体工作过程如下：

冬季时，在有制冷需求时，制冷剂泵6开启，将通过制冷剂泵6的液态制冷剂传输至节流机构4进行节流降压降温，然后流入蒸发器3中与载冷剂换热蒸发，最后气态的制冷剂流过压缩机2，然后流回到冷凝器1冷凝后变成液态的制冷剂，最后流入到储液器 7中，然后再由储液器7流入制冷剂泵6进行循环。此时，通过开启制冷剂泵6来推动制冷剂循环，避免压缩机2开启，使得整机运行功率降低。

实施例4

如图4所示，一种换电站的电池冷却系统，包括制冷剂系统和载冷剂系统，制冷剂系统包括按照顺时针方向依次串联的冷凝器 1、压缩机2、蒸发器3、节流机构4、第一流量计5、制冷剂泵6、储液器7、第一旁通阀13和第二旁通阀14；其中，节流机构4为节流阀，制冷剂泵6可以是齿轮泵、离心泵、屏蔽泵等形式，可以输送制冷剂\氟利昂等液体传输设备，可以是定频也可以是变频；第一旁通阀13和第二旁通阀14可以是单向阀，也可以是电磁阀或电动球阀；具体的，冷凝器1的出口与储液器7的进口相连，储液器 7的出口与制冷剂泵6的进口相连，储液器7用于存储从冷凝器 1中出来的制冷剂液体，保证制冷剂泵6的连续供液，制冷剂泵 6的出口与节流阀的进口相连；第一旁通阀13与制冷剂泵6并联，第二旁通阀14与压缩机2并联；载冷剂系统包括蒸发器3、储水箱 8、水泵9、电加热器10、电池包/分水单元11和第二流量计12，蒸发器3一侧依次连接储水箱8和水泵9，储水箱8与水泵9串联，电加热器10串联于水泵9与电池包/分水单元11之间；第二流量计 12串联于蒸发器3另一侧与电池包/分水单元11之间。

具体工作过程如下：

夏季时，在有制冷需求时，压缩机2开启，将制冷剂压缩至冷凝器1中冷凝，然后经过储液器7，再通过第一旁通阀13流入到节流机构4进行节流降压降温，然后流入蒸发器3中与载冷剂换热，最后流回压缩机2。此时，制冷剂泵6不开启，通过压缩机2来压缩制冷剂循环。

春秋季时，在有制冷需求时，压缩机2和制冷剂泵6同时开启，压缩机2先将气态制冷剂压缩至冷凝器1中冷凝，冷凝后的液态制冷剂流入储液器7，然后流入制冷剂泵6，通过制冷剂泵6将液态制冷剂传输至节流机构4进行节流降压降温，然后流入蒸发器3中与载冷剂换热，最后流回压缩机2。此时，通过开启制冷剂泵6和压缩机2来共同推动制冷剂循环，降低压缩机2运行功率，使得整机运行功率降低。

冬季时，在有制冷需求时，制冷剂泵6开启，通过制冷剂泵 6将液态制冷剂传输至节流机构4节流降压降温，然后流入蒸发器 3中与载冷剂换热蒸发，最后气态的制冷剂流过第二旁通阀14流回到冷凝器1冷凝后变成液态的制冷剂流入到储液器7中，然后再由储液器7流入制冷剂泵6进行循环。此时，通过开启制冷剂泵6来推动制冷剂循环，避免压缩机2开启，使得整机运行功率降低。

实施例5

如图5所示，一种换电站的电池冷却系统，包括制冷剂系统和载冷剂系统，制冷剂系统包括按照顺时针方向依次串联的冷凝器1、压缩机2、蒸发器3、节流机构4、第一流量计5、制冷剂泵6、储液器7、第一旁通阀13；其中，节流机构4为节流阀，制冷剂泵 6可以是齿轮泵、离心泵、屏蔽泵等形式，可以输送制冷剂\氟利昂等液体传输设备，可以是定频也可以是变频；第一旁通阀13可以是单向阀，也可以是电磁阀或电动球阀；具体的，冷凝器1的出口与储液器7的进口相连，储液器7的出口与制冷剂泵6的进口相连，储液器7用于存储从冷凝器1中出来的制冷剂液体，保证制冷剂泵 6的连续供液，制冷剂泵6的出口与节流阀的进口相连；第一旁通阀13与制冷剂泵6并联；载冷剂系统包括蒸发器3、储水箱8、水泵9、电加热器10、电池包/分水单元11和第二流量计12，蒸发器 3一侧依次连接储水箱8和水泵9，储水箱8与水泵9串联，电加热器10串联于水泵9与电池包/分水单元11之间；第二流量计12串联于蒸发器3另一侧与电池包/分水单元11之间。

具体工作过程如下：

冬季时，在有制冷需求时，制冷剂泵6开启，通过制冷剂泵 6将液态制冷剂传输至节流机构4节流降压降温，然后流入蒸发器3中与载冷剂换热蒸发，最后气态的制冷剂流过流过压缩机2，然后流回到冷凝器1冷凝后变成液态的制冷剂，最后流入到储液器7中，然后再由储液器7流入制冷剂泵6进行循环。此时，通过开启制冷剂泵6来推动制冷剂循环，避免压缩机2开启，使得整机运行功率降低。

实施例6

如图6所示，一种换电站的电池冷却系统，包括制冷剂系统和载冷剂系统，制冷剂系统包括按照顺时针方向依次串联的冷凝器 1、压缩机2、蒸发器3、节流机构4、第一流量计5、制冷剂泵6、储液器7、第二旁通阀14；其中，节流机构4为节流阀，制冷剂泵 6可以是齿轮泵、离心泵、屏蔽泵等形式，可以输送制冷剂\氟利昂等液体传输设备，可以是定频也可以是变频；第一旁通阀13可以是单向阀，也可以是电磁阀或电动球阀；具体的，冷凝器1的出口与储液器7的进口相连，储液器7的出口与制冷剂泵6的进口相连，储液器7用于存储从冷凝器1中出来的制冷剂液体，保证制冷剂泵 6的连续供液，制冷剂泵6的出口与节流阀的进口相连；第二旁通阀14与与压缩机2并联；载冷剂系统包括蒸发器3、储水箱8、水泵9、电加热器10、电池包/分水单元11和第二流量计12，蒸发器 3一侧依次连接储水箱8和水泵9，储水箱8与水泵9串联，电加热器10串联于水泵9与电池包/分水单元11之间；第二流量计12串联于蒸发器3另一侧与电池包/分水单元11之间。

具体工作过程如下：

夏季时，在有制冷需求时，压缩机2开启，将制冷剂压缩至冷凝器1中冷凝，然后经过储液器7，流过制冷剂泵6后再流过节流机构4节流降压降温，然后流入蒸发器3中与载冷剂换热，最后流回压缩机2。此时，制冷剂泵6不开启，通过压缩机2来压缩制冷剂循环。

冬季时，在有制冷需求时，制冷剂泵6开启，通过制冷剂泵 6将液态制冷剂传输至节流机构4节流降压降温，然后流入蒸发器 3中与载冷剂换热蒸发，最后气态的制冷剂流过第二旁通阀14流回到冷凝器1冷凝后变成液态的制冷剂再流入到储液器7中，然后再由储液器7流入制冷剂泵6进行循环。此时，通过开启制冷剂泵 6来推动制冷剂循环，避免压缩机2开启，使得整机运行功率降低。

以上为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种换电站的电池冷却系统，其特征在于，包括：

制冷剂系统，所述制冷剂系统包括按照顺时针方向依次串联的冷凝器(1)、压缩机(2)、蒸发器(3)、节流机构(4)、第一流量计(5)、制冷剂泵(6)和储液器(7)；

载冷剂系统，所述载冷剂系统包括蒸发器(3)、储水箱(8)、水泵(9)、电加热器(10)和电池包/分水单元(11)，所述蒸发器(3)一侧依次连接储水箱(8)和水泵(9)，所述储水箱(8)与水泵(9)串联，所述电加热器(10)与蒸发器(3)串联/并联或者所述电加热器(10)串联于水泵(9)与电池包/分水单元(11)之间。

2.根据权利要求1所述的换电站的电池冷却系统，其特征在于：所述载冷剂系统还包括第二流量计(12)，所述第二流量计(12)串联于蒸发器(3)另一侧与电池包/分水单元(11)之间，所述电加热器(10)串联于水泵(9)与电池包/分水单元(11)之间。

3.根据权利要求1所述的换电站的电池冷却系统，其特征在于：所述载冷剂系统还包括第二流量计(12)，所述第二流量计(12)串联于水泵(9)与电池包/分水单元(11)之间，所述电加热器(10)串联于蒸发器(3)的另一侧与电池包/分水单元(11)之间。

4.根据权利要求1所述的换电站的电池冷却系统，其特征在于：所述载冷剂系统还包括第二流量计(12)，所述电加热器(10)与蒸发器(3)的另一侧并联，所述第二流量计(12)串联于电加热器(10)与电池包/分水单元(11)之间。

5.根据权利要求2所述的换电站的电池冷却系统，其特征在于：所述制冷剂系统还包括第一旁通阀(13)和第二旁通阀(14)，所述第一旁通阀(13)与制冷剂泵(6)并联，所述第二旁通阀(14)与压缩机(2)并联。

6.根据权利要求2所述的换电站的电池冷却系统，其特征在于：所述制冷剂系统还包括第一旁通阀(13)，所述第一旁通阀(13)与制冷剂泵(6)并联。

7.根据权利要求2所述的换电站的电池冷却系统，其特征在于：所述制冷剂系统还包括第二旁通阀(14)，所述第二旁通阀(14)与压缩机(2)并联。