CN216850070U - 充电装置和用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种充电装置和用电设备。本申请第一方面提供的一种用于电池的充电装置包括风冷系统，电池包括进气阀和第一出气阀。风冷系统通过进气阀向电池鼓入气体，电池通过第一出气阀排出气体。在保持充电装置原有的充电能力的基础上，增加风冷系统，可以在电池充电的同时对电池内部进行冷却，降低了电池的热失控风险。

Description

充电装置和用电设备

技术领域

本申请涉及电池充电领域，特别涉及一种充电装置和用电设备。

背景技术

随着新能源汽车及新能源设备的普及，电池在充电过程中的发热问题也得到密切关注，尤其是随着超级快充技术的发展，充电过程发热量更是急剧升高，如果不能对电池进行有效冷却，将会增大电池的热失控风险。

在诸如电动汽车等使用电池的装置中，电动汽车整车或新能源设备的制冷能力来自于空调系统可提供的最大冷量。但在电池充电尤其是超级快充的工作状况下，电池的散热需求远大于在常规充电的运行工作状况的散热需求。现有的新能源汽车或设备装备的热管理系统已经无法完全满足在电池在充电尤其是超级快充的工作状况下的冷却需求。

实用新型内容

鉴于现有技术存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种用于充电装置和用电设备，其能够有效满足在电池在充电尤其是超级快充的工作状况下的冷却需求。

本申请第一方面提供一种用于电池的充电装置。充电装置包括风冷系统，电池包括进气阀和第一出气阀。风冷系统通过进气阀向电池鼓入气体，电池通过第一出气阀排出气体。本实施例在保持充电装置原有的充电能力的基础上，增加风冷系统，可以在电池充电的同时对电池内部进行冷却，降低了电池的热失控风险。

可选地，风冷系统包括造风模块和风道。造风模块用于产生进入电池内的气体。造风模块产生的气体经风道进入电池。

可选地，风冷系统还包括温湿度调节模块。温湿度调节模块设置于风道内部空腔中，温湿度调节模块用于调节进入电池内的气体的温度和湿度。

可选地，温湿度调节模块包括第一过滤装置、降温装置和加热装置。第一过滤装置用于吸附造风模块产生的气体内的粉尘颗粒。降温装置用于降低造风模块产生的气体的温度，从而降低气体的湿度。加热装置用于提高经降温装置降低温度后的气体的温度。第一过滤装置、降温装置和加热装置可以调节进入电池内部的新风的温度和湿度，避免新风腐蚀电池或使电池因温差而发生失效。

可选地，降温装置被设置为在造风模块产生的气体的温度大于0摄氏度时工作。

可选地，温湿度调节模块还包括第二过滤装置，第二过滤装置设置于风道内靠近进气阀的一端，第二过滤装置用于吸附通过风道的气体内的粉尘颗粒。

可选地，风冷系统还包括温度检测装置和湿度检测装置，温度检测装置和湿度检测装置设置于风道内，用于检测经温湿度调节模块处理后的气体的洁净度和温度、湿度是否达到进入电池内部的标准。

可选地，风道包括第二出气阀，第二出气阀设置于风道内靠近进气阀的一端，第二出气阀用于排出风道内未达到进入电池内部的标准的气体。

可选地，第二出气阀在气体的洁净度和温度、湿度未达到进入电池内部的标准时处于排气状态；第二出气阀在气体的洁净度和温度、湿度达到进入电池内部的标准时处于闭合状态。

本申请第二方面提供一种用电设备。用电设备包括电池和风道。其中，电池包括进气阀和第一出气阀，电池外的气体通过风道经进气阀进入电池内部，电池通过第一出气阀排出气体。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本申请一实施例提供的车辆的结构示意图；

图2是本申请一些实施例提供的充电装置与车辆的配合示意图；

图3是本申请一些实施例提供的一种充电装置与车辆的内部结构的配合示意图；

图4是本申请一些实施例提供的另一种车辆的结构示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1车辆，10电池，101进气阀，102第一出气阀，11控制器，12马达；

2充电装置，20风冷系统，21造风模块，22风道，221第二出气阀，23温湿度调节模块，231第一过滤装置，232降温装置，233加热装置，234第二过滤装置，24温度检测装置，25湿度检测装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的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申请实施例的限制。

此外，技术术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

现有的新能源汽车或设备装备在快速充电尤其是超级快充中，电池内部会产生远大于普通充电的热量，这对电池的安全性能影响非常大，导致电池存在着巨大的安全隐患。申请人通过研究发现，可以在充电装置中设置风冷系统，电池设置进气阀和排气阀，风冷系统与电池通过风道连接。风冷系统所造新风通过风道经进气阀进入电池内部，新风在电池内部与电池进行热交换，并经排气阀排出电池，从而带走电池内部的热量。

本申请提供一种充电装置和用电设备。这种充电装置适用于任何电池，例如电池模块和电池包，或者一次电池和二次电池，例如，二次电池包括镍氢电池、镍镉电池、铅酸(或铅蓄)电池、锂离子电池、钠离子电池、聚合物电池等。这种充电装置适用于各种使用电池的用电设备，例如手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等；电池用于为上述用电设备提供电能。

应理解，本申请的实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的充电装置和用电设备，还可以适用于所有充电装置以及使用电池的用电设备，但为描述简洁，下述实施例均以电动车辆为例进行说明。

请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1的结构示意图。车辆1可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1的内部设置有电池10，电池10可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池10可以用于车辆1的供电，例如，电池10可以作为车辆1的操作电源。车辆1还可以包括控制器11和马达12，控制器11用来控制电池10为马达12供电，例如，用于车辆1的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，电池10不仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。

请参照图2和图3，图2为本申请一些实施例提供的一种充电装置2与车辆1的配合示意图，图3为本申请一些实施例提供的一种充电装置2与车辆1的内部结构的配合示意图。本申请第一方面提供一种用于电池10的充电装置2。充电装置2包括风冷系统20，电池10包括进气阀101和第一出气阀102。风冷系统21通过进气阀101向电池10鼓入气体，电池10通过第一出气阀102排出气体。

充电装置2可以包括充电桩(图中未示出)。风冷系统20被配置为提供用于冷却电池10的气体。风冷系统20可以与充电桩集成在一起，以减少充电装置21占地面积。风冷系统20可以与充电桩相独立，以保证风冷系统20的工作功率和对空气的吞吐效率。

风冷系统20可以是一种额外的辅助冷却及加热方案。风冷系统20除了可以对电池10进行冷却，还可以对电池10进行预加热，以避免电池10在部分极冷环境中充电时急速升温使得电池10因内外温差过大而发生失效。风冷系统20可以与电池10的水冷系统和空调系统进行耦合，在保持电池10原有冷却能力的基础上，增加额外的新风冷量，对电池10内部进行冷却，增加电池10内部的散热能力。

进气阀101和第一出气阀102除了具有开关和闭合功能外，还可以是具有流通单向性的单向阀，从而保证电池10内部的空气不逆流。

在保持充电装置2原有的充电能力的基础上，增加风冷系统20，可以在电池10充电的同时对电池10内部进行冷却，降低了电池10的热失控风险。

请参照图3，可选地，风冷系统20包括造风模块21和风道22。造风模块21用于产生进入电池10内的气体。造风模块21产生的气体经风道22进入电池10。

造风模块21可以采用空调的制冷系统，包含压缩机、冷凝器、蒸发器、汽液分离器、电子膨胀阀和鼓风机。为了对空气升温，造风模块21还可以包含加热器。造风模块21可以从周围环境中吸入空气，并经处理后产生新风，之后将所产生的新风送入风道22中。

风道22可以为一内部中空的管道结构。风道22的一端与造风模块21相连通，另一端与进气阀101相连通。风道22的材质可以是具有柔性、弹性的材料，如橡胶。风道22可以与充电线缆集成为一体。风道22的一部分可以伸入车辆1的内部与电池10相连接。风道22也可以完全暴露于车辆1外部，与电池10裸露在外的进气阀101相连通。风道22可以一部分裸露于车辆1外部，与充电桩相连接，另一部分可以伸入车辆1内部，与电池10相连接。

请参照图3，可选地，风冷系统20还包括温湿度调节模块23。温湿度调节模块23设置于风道22内部空腔中，温湿度调节模块23用于调节进入电池10内的气体的温度和湿度。

风冷系统20所鼓入的气体需要在电池10的内部与电池单体发生热交换，如果该气体的温度过低或过高，或者该气体的湿度过大，可能会引起电池10内部的电池单体的失效。因此，需要控制进入电池10内的气体的温度和湿度。

请参照图3，可选地，温湿度调节模块23包括第一过滤装置231、降温装置232和加热装置233。第一过滤装置231用于吸附造风模块21产生的气体内的粉尘颗粒。降温装置232用于降低造风模块21产生的气体的温度，从而降低气体的湿度。加热装置233用于提高经降温装置232降低温度后的气体的温度。

第一过滤装置231设置于风道22与造风模块21相连接的一端的进口处。造风模块21从自然环境吸入的新风经第一过滤装置231去除粉尘颗粒，提升了新风的洁净度，防止粉尘颗粒进入电池10内部引起电池10失效。

降温装置232的作用在于降低造风模块21从自然环境吸入的新风的温度，同时通过降温凝露的原理析出空气中的水分，防止湿度过高的气体腐蚀电池10的内部。降温装置232可以设置于第一过滤装置231之前，使造风模块21从自然环境吸入的新风首先经降温装置232降温除湿，之后再经第一过滤装置231去除粉尘颗粒。降温装置232也可以设置于第一过滤装置231之后，使造风模块21从自然环境吸入的新风首先经第一过滤装置231去除粉尘颗粒，之后再经降温装置232降温除湿。

加热装置233设置于降温装置232之后，将经降温装置232降温除湿后的新风加热到合适的温度范围，防止过冷的气体进入电池10内部后与处于高温状态的电池单体直接接触，致使电池10因温差过大而发生失效。经加热装置233加热后的气体在进入电池10内部后还可以对电池单体进行预加热，以避免电池10在部分极冷环境中充电时急速升温使得电池10因内外温差过大而失效。

第一过滤装置231、降温装置232和加热装置233可以调节进入电池10内部的新风的温度和湿度，避免新风腐蚀电池或使电池10因温差而失效。

请参照图3，可选地，降温装置232被设置为在造风模块21产生的气体的温度大于0摄氏度时工作。

空气中水蒸气的含量非常低，可不需要经降温装置232降温除湿。小于0摄氏度的新风经第一过滤装置231过滤后，可以直接被加热装置233加热到合适温度后直接流入风道并进入电池10内部。

请参照图3，可选地，温湿度调节模块23还包括第二过滤装置234，第二过滤装置234设置于风道22内靠近进气阀101的一端，第二过滤装置234用于吸附通过风道10的气体内的粉尘颗粒。

风道10内部可能粘附有部分粉尘颗粒，经第一过滤装置231过滤后的新风在穿过风道10内部时可能裹挟部分颗粒进入电池10内部。对此，可以在进口阀11前设置第二过滤装置234，以用于吸附新风所可能包含的粉尘颗粒和水分。

请参照图3，可选地，风冷系统20还包括温度检测装置24和湿度检测装置25，温度检测装置24和湿度检测装置25设置于风道内，用于检测经温湿度调节模块23处理后的气体的洁净度和温度、湿度是否达到进入电池10内部的标准。

请参照图3，可选地，风道22包括第二出气阀221，第二出气阀221设置于风道22内靠近进气阀101的一端，第二出气阀221用于排出风道22内未达到进入电池10内部的标准的气体。

请参照图3，可选地，第二出气阀221在气体的洁净度和温度、湿度未达到进入电池10内部的标准时处于排气状态；第二出气阀221在气体的洁净度和温度、湿度达到进入电池10内部的标准时处于闭合状态。

第二出气阀221可以是具有流通单向性的单向阀，仅用于从风道22中向外排出气体，不可以从外部向风道22内吸入气体。

请参照图3，在本申请的部分实施例中，充电装置2包括风冷系统20，电池10包括进气阀101和第一出气阀102。风冷系统20包括造风模块21、风道22、温湿度调节模块23、温度检测装置24和湿度检测装置25。温湿度调节模块23包括第一过滤装置231、降温装置232、加热装置233和第二过滤装置234。其中，降温装置232被设置为在造风模块21产生的气体的温度大于0摄氏度时工作。风道22包括第二出气阀221。进气阀101、第一出气阀102和第二出气阀221都是具有流通单向性的单向阀。

请参照图4，图4为本申请一些实施例提供的另一种车辆1的结构示意图。本申请第二方面提供一种用电设备。用电设备可以包括电池10和风道22。其中，电池10包括进气阀101和第一出气阀102，电池10外的气体通过风道22经进气阀101进入电池10内部，电池10通过第一出气阀102排出气体。

以用电设备为车辆1为例，如图4所示，风道22可以集成到车辆1中。风道22与车辆外部的新风装置，如具有造风模块21的充电装置1相连接。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种用于电池的充电装置，其特征在于，包括风冷系统，其中，所述电池包括进气阀和第一出气阀，所述风冷系统通过所述进气阀向所述电池鼓入气体，所述电池通过所述第一出气阀排出气体。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述风冷系统包括：

造风模块，用于产生进入所述电池内的气体；

风道，所述造风模块产生的气体经所述风道进入所述电池。

3.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述风冷系统还包括温湿度调节模块，所述温湿度调节模块设置于所述风道内部空腔中，所述温湿度调节模块用于调节所述进入电池内的气体的温度和湿度。

4.根据权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述温湿度调节模块包括：

第一过滤装置，用于吸附所述造风模块产生的气体内的粉尘颗粒；

降温装置，用于降低所述造风模块产生的气体的温度，从而降低所述气体的湿度；

加热装置，用于提高经所述降温装置降低温度后的气体的温度。

5.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述降温装置被设置为在所述造风模块产生的气体的温度大于0摄氏度时工作。

6.根据权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述温湿度调节模块还包括第二过滤装置，所述第二过滤装置设置于所述风道内靠近所述进气阀的一端，所述第二过滤装置用于吸附通过所述风道的气体内的粉尘颗粒。

7.根据权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述风冷系统还包括温度检测装置和湿度检测装置，所述温度检测装置和所述湿度检测装置设置于所述风道内，用于检测经所述温湿度调节模块处理后的气体的洁净度和温度、湿度是否达到进入所述电池内部的标准。

8.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述风道包括第二出气阀，所述第二出气阀设置于所述风道内靠近所述进气阀的一端，所述第二出气阀用于排出所述风道内未达到进入所述电池内部的标准的气体。

9.根据权利要求8所述的充电装置，其特征在于：

所述第二出气阀在所述气体的洁净度和温度、湿度未达到进入所述电池内部的标准时处于排气状态；

所述第二出气阀在所述气体的洁净度和温度、湿度达到进入所述电池内部的标准时处于闭合状态。

10.一种用电设备，其特征在于，包括电池和风道，其中，所述电池包括进气阀和第一出气阀，所述电池外的气体通过所述风道经所述进气阀进入所述电池内部，所述电池通过所述第一出气阀排出气体。

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