CN217064416U - 换电站及其水冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及换电站的热管理技术领域，具体提供了一种换电站及其水冷系统，其中的水冷系统包括水箱组件，所述水箱组件包括：第一水箱，其能够通过其内盛放的冷却液向换电系统内的动力电池发放冷量或者热量；以及至少一个第二水箱，所述第二水箱能够与所述第一水箱连通并因此允许冷却液在所述第一水箱和所述第二水箱之间流转；所述水箱组件还包括：补液部，其能够向所述第二水箱补充冷却液或者将所述第二水箱内的冷却液中的至少一部分回收；其中，所述第一水箱的容积小于所述第二水箱的容积。通过这样的构成，能够谋求通过补液部的设置对第一水箱内的冷却液的量进行调整，从而抑制由于热胀冷缩的积累导致的第一水箱内的液位不稳定的现象。

Description

换电站及其水冷系统

技术领域

本实用新型涉及换电站的热管理技术领域，具体提供了一种换电站及其水冷系统。

背景技术

电动汽车作为一种新能源汽车，近年来得到了广泛的普及。与燃油车不同，电动汽车是以车载的动力电池作为动力来源的。动力电池作为一种二次电源，其能够通过为其补电的方式被反复使用。相应地，电动汽车可通过充电(快充、慢充)或者换电的方式来保证其续航能力。其中，换电的操作方式为：将需要补电的亏电电池从电动汽车上拆卸并在换电站内完成补电，换电站将其内储备的满电电池直接装载至电动汽车从而使电动汽车快速恢复其续航能力。

换电站作为服务机构，需要日常引入亏电电池并对其进行补电操作。而动力电池无论是在供电期间(装载于电动汽车)在补电期间(装于换电站内的充电仓)，均需要处于一个大致恒定的温度区间。由于电动汽车基本处于环境中，因此在动力电池在装载于电动汽车的情形下，动力电池的温度往往会收到外界环境温度的影响。如通常情形下，夏季引入换电站内的动力电池的电芯温度较高，因此需要换电站内的水冷系统进行冷电池的处理。冬季引入换电站内的动力电池的电芯温度较低，因此需要换电站内的水冷系统进行暖电池的处理。在此前提下，便会由于热胀冷缩的积累导致水冷系统的水箱内出现液位不稳定的现象。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

技术问题

为了至少一定程度地解决上述技术问题，提出本实用新型。

技术方案

有鉴于此，本实用新型第一方面提供了一种换电站的水冷系统，所述水冷系统包括水箱组件，所述水箱组件包括：第一水箱，其能够通过其内盛放的冷却液向换电系统内的动力电池发放冷量或者热量；以及至少一个第二水箱，所述第二水箱能够与所述第一水箱连通并因此允许冷却液在所述第一水箱和所述第二水箱之间流转；所述水箱组件还包括：补液部，其能够向所述第二水箱补充冷却液或者将所述第二水箱内的冷却液中的至少一部分回收；其中，所述第一水箱的容积小于所述第二水箱的容积。

通过这样的构成，能够谋求通过补液部的设置对第一水箱内的冷却液的量进行调整，从而基于该调整抑制由于热胀冷缩的积累导致水的第一水箱内的液位不稳定的现象。

可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情形确定第一/第二水箱的结构形式、容积以及二者之间的相对位置等。在第二水箱包括多个的情形下，可根据实际需求确定多个第二水箱设置于第一水箱的位置及其与第一水箱的连通状态，如可以是持续连通，也可以是通过阀等部件在连通状态和非连通状态之间切换。

对于上述换电站的水冷系统，在一种可能的实施方式中，所述第二水箱设置于所述第一水箱的顶部，所述第二水箱与所述第一水箱持续连通。

通过这样的构成，给出了第二水箱的一种具体的设置方式。

对于上述换电站的水冷系统，在一种可能的实施方式中，所述第二水箱沿水平面的截面尺寸小于所述第一水箱沿水平面的截面尺寸。

通过这样的构成，给出了第一水箱和第二水箱之间分配容积的一种具体的形式。

基于此，由于的第二水箱沿水平面的截面尺寸较小，尤其在第一水箱的水位发生改变的情形下，第二水箱能够更敏捷地体现这一变化。示例性地，假设第二水箱沿水平面的截面尺寸为第一水箱沿水平面的截面尺寸的1/5，假设第一水箱内高为1mm的冷却水全部转移至第二水箱内，就会有的5mm的液位变化，这样的变化更易通过检测被“感知”。

对于上述换电站的水冷系统，在一种可能的实施方式中，所述第一水箱在靠近其顶部的位置设置有液位检测部件。

通过这样的构成，能够谋求通过液位检测部件至少检测第一水箱内冷却液的高液位情形。

除了液位检测部件之外，还可以设置如高、低液位开关以及液位报警器等部件从而对第一水箱的液位进行全方面的感知。示例性地，其中的液位检测部件主要用于检测高于对应于高液位开关的安装高度的液位。

对于上述换电站的水冷系统，在一种可能的实施方式中，所述水箱组件包括安装部分，所述安装部分形成有与所述第一水箱连通的腔体，从而使得所述安装部分、所述第一水箱和所述第二水箱构造出连通器。

通过这样的构成，给出了第一液位检测部件在水箱组件上的一种具体的安装方式。

基于此，在第一水箱内的冷却液的液位处于较高但是未溢出的状态下，能够通过第一液位检测部件直接获知。在第一水箱内的冷却液溢出至第二水箱的情形下，能够通过第二液位检测部件迅速“感知”。参照前文提到的示例，假设第一水箱内高为1mm的冷却水全部转移至第二水箱内，就会有的5mm的液位变化，这样的变化更易被第一液位检测部件“感知”。

可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况确定安装部分的结构形式，如安装部分为沿与水平面具有夹角的方式设置的筒状结构，示例性地，安装部分为沿竖直方向设的筒状结构。

对于上述换电站的水冷系统，在一种可能的实施方式中，所述安装部分以可拆卸的方式设置于所述第一水箱。

通过这样的构成，能够谋求增加移除第一液位检测部件的便利性。

具体而言，如目前的液位检测部件通常具有较长的结构并且采用一插到底的设置方式，如在需要维修第一液位检测部件时，往往需要拆除上方的元件才能取出第一液位检测部件，且倾斜取出的过程中还可能出现折弯第一液位检测部件的长杆等容易对第一液位检测部件造成二次伤害的问题。而基于安装部分的可拆卸设置，只需将安装部分与第一液位检测部件一并熊第一水箱移除之后然后找一个不受高度影响的空间进行自由拆除即可。

可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的可拆卸的方式，如螺接、卡接等。

对于上述换电站的水冷系统，在一种可能的实施方式中，所述第一水箱上设置有出水口和回水口，其中，所述出水口和所述回水口设置于所述第一水箱的相对侧并且所述回水口的高度大于所述出水口。

通过这样的构成，给出了第一水箱一种可能的结构形式。

对于上述换电站的水冷系统，在一种可能的实施方式中，所述第一水箱上设置有出水口和回水口，所述第一水箱内靠近所述出水口的位置设置有挡水板。

通过这样的构成，给出了第一水箱一种可能的结构形式。

具体而言，通过在第一水箱内对应于回水口的位置设置挡水板，如焊接一个具有弧度的挡水板，能够起到两个作用：1)对回水口处的多回路、大流量的回水冲击起到很好的缓冲作用，不会由此导致第一水箱内液位出现剧烈波动的现象；2)回水经挡水板阻挡后，水流中的气体被拦截、引导至上方从而有望被顺利地排出，从而将回水管中夹杂于冷却液中的气泡有效地排除，防止这部分气泡被出水口二次吸入。

对于上述换电站的水冷系统，在一种可能的实施方式中，所述挡水板设置于所述第一水箱内靠近所述第二水箱的位置。

通过这样的构成，给出了第一水箱中挡水板的一种可能的设置方式。

这样一来，冷却液经挡水板阻挡之后，其内的气泡可以被拦截并引导至第二水箱的底部从而经第二水箱顺利地排出。

本实用新型第二方面提供了一种换电站，该换电站包括前述任一项所述的换电站的水冷系统。

可以理解的是，该换电站具有前述任一项所述的换电站的水冷系统的所有技术效果，在此不再赘述。

附图说明

下面参照附图来描述本实用新型的换电站的水冷系统。附图中：

图1示出本实用新型一种实施例的换电站的水冷系统的结构示意图。

附图标记列表：

100、水冷系统；1、第一水箱；11、回水口；12、出水口；2、第二水箱；3、补液部；31、储水箱；32、补液管路；321、水泵；33、回液管路；331、电磁阀；4、安装部分；51、液位计；52、高液位开关；低液位开关；6、挡水板。

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。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。单数形式的术语“一个”、“这个”也可以包含复数形式。

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”、“相连”、“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；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。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。

另外，为了更好地说明本实用新型，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节，本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本实用新型同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的换电站对动力电池进行冷/暖处理的水冷系统的工作原理未作详细描述，以便于凸显本实用新型的主旨。

参照图1，图1示出本实用新型一种实施例的换电站的水冷系统的结构示意图。如图1所示，换电站的水冷系统100主要包括容积较大的第一水箱1、容积较小的第二水箱2和补水部3，其中，第一水箱能够通过其内盛放的冷却液动力电池发放冷量或者热量，第二水箱与第一水箱连通并因此允许冷却液在第一水箱和第二水箱之间流转，补液部能够向第二水箱补充冷却液(如热胀冷缩的积累导致水的第一水箱内的液位降低的情形下)或者回收一部分第二水箱内的冷却液(如热胀冷缩的积累导致水的第一水箱内的液位升高从而一部分冷却液溢出至第二水箱的情形下)。

在一种可能的实施方式中，第二水箱2设置于第一水箱1的顶部，第二水箱与所述第一水箱持续连通，第二水箱沿水平面的截面尺寸小于第一水箱沿水平面的截面尺寸。示例性地，第二水箱设置于第一水箱顶部靠近右侧的位置。

在一种可能的实施方式中，补水部3包括储水箱31，储水箱和第二水箱2之间设置有补液管路32(管口对应的液位较高)和回液管路33(管口对应的液位较低)，补液管路上设置有水泵321，回液管路上设置有电磁阀331，水泵启动便可向第二水箱补充冷却液，电磁阀开启便可将多余的冷却液回收至储水箱。这样一来，若第二水箱液位达到与回液管路的管口对应的高度时，打开电磁阀，冷却液便会通过此回路利用液位高度差流回到储液罐中，若水箱液位较低，直接打开加液泵，通过补液回路将冷却液从储液灌中补到小水箱中，液位计可以实时监测小水箱液位高度，可以设置值停止加液的具体位置。当然，也可以将补液管路和回液管路合一设置，即在同一个管路上设置有水泵和电磁阀。

在一种可能的实施方式中，第一水箱的顶部在靠近左侧的位置设置有安装部分4，安装部分内设置有作为液位检测部件的液位计51。示例性地，安装部分为沿竖直方向设置的筒状结构，筒状结构的腔体下方与第一水箱连通，从而使得安装部分、第一水箱和第二水箱构造出一个连通器。这样一来，在冷却液从第一水箱溢出时，冷却液在第二水箱和筒状结构内的液位相同。

此外，第一水箱1还设置有高液位开关52和低液位开关53。如在液位低于对应于低液位开关53的液位时，可通过报警等方式进行提醒，在液位高于对应于高液位开关52的液位时，便可通过液位计获知第一水箱内的液位。这样一来，可以将液位计的程度缩减，如针对高液位开关52和低液位开关53之间的区域作粗略监控，而高液位开关52以上的区域作精细监测。

在一种可能的实施方式中，安装部分4的横截面尺寸明显小于第二水箱2，第二水箱2(方便对第一水箱的液位进行调节)的横截面尺寸明显小于第一水箱1(满足换电站内的多系统所需的冷却液)。通过液位检测部件的检测精度较高(如1mm)的情形下，在第一水箱内的液位升高并溢出至第二水箱时，液位检测部件便能够通过检测筒状结构内冷却液的液位来“感知”这一现象。

在一种可能的实施方式中，安装部分4以可拆卸(如卡接)的方式设置于第一水箱的顶部。这样一来，如果液位计发生损坏，可以不用将其完全从安装部分内抽出，而是将液位计与安装部分作为一个整体先从第一水箱移除，之后再将液位计从安装部分内抽出即可。这样一来，可以明显节省由于需要从安装部分取出液位计而在第一水箱1的上方预留出的维修空间。

在一种优选的实施方式中，第一水箱1的右侧设置有回水口11，与之相对的左侧设置有出水口12，通过将出水口和回水口置于第一水箱的相对侧，能够拉长冷却液的缓冲距离。在此基础上，将回水口的设置位置高于出水口，示例性地，二者之间的高度差拉开至少10cm。这样一来，依据气体密度低因此会往上走的原理，冷却液在经过较长的缓冲距离期间，冷却液中的气泡可以从液体中排出，从而降低出水口出现吸气现象的可能性。

在一种优选的实施方式中，第一水箱1内在对应于回水口11的位置设置有挡水板6，挡水板设置于靠近右侧的位置，即靠近第二水箱的位置。如挡水板可以是直板、折板或者如弧形等曲面板。示例性地，挡水板为折板，折板的底侧焊接至第一水箱的右侧底部，折板包含自下而上的三个直板段，其中的第一段向左倾斜且与水平面的夹角约为45°，第二段向左倾斜且与水平面的夹角约为60°，第三段大致与水平面垂直。通过挡水板的设置，能够有效地缓解由于回水口处大流量的回水冲击导致的液位波动现象。并且，经回水口进入第一水箱内的冷却液经挡水板阻挡后，水流中的气体便会被引导至上方的第二水箱的区域，从而能够将冷却液中夹杂的气泡经第二水箱排出，这便可避免这部分气泡被出水口吸入，因此也能够降低出水口出现吸气现象的可能性。

可以看出，在实用新型的换电站的水冷系统中，基于两个水箱的设置，通过补水部对第二水箱的支援从而保证了第一水箱内的液位稳定性。通过安装部分、第一水箱和较小的第二水箱构造出的连通器保证了第一水箱内的冷却液溢出时能够被可靠地“感知”。通过出水口回水口的相对且具有高度差的设置并结合挡水板的增设，有效地降低了出水口出现吸气现象的可能性。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式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)

1.一种换电站的水冷系统，其特征在于，所述水冷系统包括水箱组件，所述水箱组件包括：

第一水箱，其能够通过其内盛放的冷却液向换电系统内的动力电池发放冷量或者热量；以及

至少一个第二水箱，所述第二水箱能够与所述第一水箱连通并因此允许冷却液在所述第一水箱和所述第二水箱之间流转；

所述水箱组件还包括：

补液部，其能够向所述第二水箱补充冷却液或者将所述第二水箱内的冷却液中的至少一部分回收；

其中，所述第一水箱的容积小于所述第二水箱的容积。

2.根据权利要求1所述的换电站的水冷系统，其特征在于，所述第二水箱设置于所述第一水箱的顶部，所述第二水箱与所述第一水箱持续连通。

3.根据权利要求2所述的换电站的水冷系统，其特征在于，所述第二水箱沿水平面的截面尺寸小于所述第一水箱沿水平面的截面尺寸。

4.根据权利要求3所述的换电站的水冷系统，其特征在于，所述第一水箱在靠近其顶部的位置设置有液位检测部件。

5.根据权利要求4所述的换电站的水冷系统，其特征在于，所述水箱组件包括安装部分，所述安装部分形成有与所述第一水箱连通的腔体，从而使得所述安装部分、所述第一水箱和所述第二水箱构造出连通器。

6.根据权利要求5所述的换电站的水冷系统，其特征在于，所述安装部分以可拆卸的方式设置于所述第一水箱。

7.根据权利要求2所述的换电站的水冷系统，其特征在于，所述第一水箱上设置有出水口和回水口，

其中，所述出水口和所述回水口设置于所述第一水箱的相对侧并且所述回水口的高度大于所述出水口。

8.根据权利要求2所述的换电站的水冷系统，其特征在于，所述第一水箱上设置有出水口和回水口，

所述第一水箱内靠近所述出水口的位置设置有挡水板。

9.根据权利要求8所述的换电站的水冷系统，其特征在于，所述挡水板设置于所述第一水箱内靠近所述第二水箱的位置。

10.一种换电站，其特征在于，所述换电站配置有权利要求1至9中任一项所述的换电站的水冷系统。

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