PL247940B1

PL247940B1 - Układ kontroli temperatury

Info

Publication number: PL247940B1
Application number: PL448640A
Authority: PL
Inventors: Marcin Jarnut; Piotr Ziembicki; Jan Bernasiński
Original assignee: Ekoenergetyka Polska Spolka Akcyjna
Priority date: 2024-05-21
Filing date: 2024-05-21
Publication date: 2025-09-15
Also published as: PL448640A1; EP4653248A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest układ kontroli temperatury kabla do ładowania pojazdów elektrycznych zawierający w swojej strukturze gruntowy wymiennik ciepła, stosowany w stacjach szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych. Układ kontroli temperatury kabla do ładowania pojazdów elektrycznych, zawierający: kabel ładujący chłodzony cieczą, jednostkę sterującą, kontroler systemu chłodzenia, charakteryzuje się tym, że kabel ładujący chłodzony cieczą (3) jest połączony z gruntowym wymiennikiem ciepła (GHE), przy czym pomiędzy przyłączem a gruntowym wymiennikiem ciepła (GHE) są kolektor cieczy schłodzonej (CLC) oraz kolektor cieczy podgrzanej (HLC) oraz pompa obiegowa, przy czym w kolektorze cieczy schłodzonej (CLC) oraz kolektorze cieczy podgrzanej (HLC) znajduje się czujnik temperatury (TS1) oraz czujnik temperatury (TS2). Sposób chłodzenia lub podgrzewania cieczy w układzie kontroli temperatury kabla jak określono w zastrz. 1 — 4 polega na tym, że ciecz chłodzącą kabel ładujący chłodzony cieczą (2) łączy się z gruntowym wymiennikiem ciepła (GHE), a ciecz chłodzącą cyrkuluje się przez gruntowy wymiennik ciepła (GHE) i chłodzi się temperaturę cieczy i odbiera się ciepło z kabla ładującego chłodzącego cieczą (3).

Description

Opis wynalazku

DZIEDZINA TECHNIKI

Przedmiotem wynalazku jest układ kontroli temperatury kabla do ładowania pojazdów elektrycznych zawierający w swojej strukturze gruntowy wymiennik ciepła, stosowany w stacjach szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych.

STAN TECHNIKI

W stacjach szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych ze względu na wysokie wartości prądu ładowania coraz częściej stosowane są kable chłodzone cieczą. Pozwalają one na zmniejszenie przekroju żył prądowych i redukcję masy całego kabla łączącego podczas procesu ładowania stację ładowania z ładowanym pojazdem.

Straty energii występujące w kablach do ładowania pojazdów elektrycznych są proporcjonalne do kwadratu prądu ładowania i długości kabla oraz odwrotnie proporcjonalne do przekroju żył prądowych co niestety powoduje, że przy dużych wartościach prądu ładowania oraz zredukowanym przekroju żył straty energii w kablu rosną powodując szybkie nagrzewanie kabla w trakcie procesów ładowania co powodować może osłabienie izolacji kabla, a także zagrożenie poparzeniem dla użytkownika obsługującego taki kabel. Z tego względu kable takie chłodzone są cieczą za pomocą wbudowanych w ich strukturę węży hydraulicznych umożliwiających odprowadzanie wydzielanego wewnątrz kabla ciepła do zewnętrznego wymiennika ciepła i za jego pośrednictwem rozpraszanie tego ciepła do dolnego źródła ciepła o temperaturze niższej od temperatury cieczy. Najczęściej stosuje się wymiennik typu ciecz-powietrze.

Z amerykańskiego opisu patentowego US10906418B2 znane jest urządzenie do ładowania wielu pojazdów elektrycznych, w którym urządzenie posiada moduł ładowania, w którym moduł ładowania jest połączony z elementem chłodzącym, w którym element chłodzący jest zaprojektowany w taki sposób, że w celu odprowadzenia ciepła odpadowego z modułu ładowania, medium, które odprowadza ciepło odpadowe, jest transportowane przez przewód poprowadzony w ziemi.

Z kolejnego amerykańskiego opisu patentowego US10870357B2 znana jest stacja ładowania, w tym kolumna ładowania, która zawiera złącze elektryczne do dostarczania prądu/napięcia do stacji ładowania, złącze ładowania służące do podłączenia co najmniej jednego magazynu energii elektrycznej, który ma być ładowany, oraz złącze termiczne do urządzenia geotermalnego kontrolującego temperaturę, które kontroluje temperaturę stacji ładowania za pomocą energii geotermalnej.

Z europejskiego zgłoszenia patentowego EP4040451A1 znany jest kabel do ładowania pojazdu elektrycznego, w którym płyn chłodzący jest wykorzystywany do skutecznego chłodzenia ciepła wytwarzanego podczas ładowania pojazdu elektrycznego, dodawany jest materiał przewodzący ciepło, a także płyn chłodzący w celu poprawy wydajności chłodzenia, zapobiegając w ten sposób uszkodzeniom elementów wewnętrznych z powodu ciepła, zapobiega się wypadkom bezpieczeństwa, takim jak pożar, a średnica kabla jest zminimalizowana.

Z chińskiego wzoru użytkowego CN206711659U znany jest kabel do ładowania pojazdów elektrycznych, który wyposażony jest w rurkę chłodzącą oraz różne linie, takie jak linia zasilania, przewód uziemiający, linia zasilania rezerwowego i przewód sygnału sterującego. Charakteryzuje się on tym, że niektóre rurki chłodzące są osadzone wewnątrz kabla ładowania, a rurka chłodząca jest wbudowana w linię zasilającą. Przewód naprężony linii zasilającej znajduje się na rurce chłodzącej, podobnie jak przewód uziemiający, który również jest wewnętrzny i wyposażony w rurkę chłodzącą. Przewód sygnału sterującego jest zapętlony na innej rurce chłodzącej. Kabel ładowania łączy się z pistoletem ładowania, a płyn chłodzący krąży w rurce chłodzącej. Ten wzór użytkowy zmniejsza temperaturę kabla, poprawia jego zdolność do przenoszenia prądu i zapewnia szybkie ładowanie. Konstrukcja kabla jest zwarta, lekka, łatwa do przenoszenia, a także oszczędna.

Dotychczasowe rozwiązania nie pozwalają na skuteczne chłodzenie w każdych warunkach atmosferycznych, ponieważ występuje duża zależność skuteczności wymiany ciepła od temperatury powietrza tłoczonego przez chłodnice za pomocą wentylatorów tj. powietrze w różnych porach roku może mieć różną temperaturę, dlatego powtarzalność chłodzenia jest niewielka. Kolejnym problemem jest hałas jaki te wentylatory generują, zwłaszcza przy wysokiej temperaturze otoczenia.

W układach takich przy temperaturach otoczenia dużo niższych od 0 st. C występuje dodatkowo zagrożenie zamarznięcia cieczy chłodzącej w okresach pomiędzy procesami ładowania i uszkodzenia układu chłodzenia. Aby temu zapobiec w układach chłodzenia cieczą stosuje się roztwory glikolu o stężeniu przekraczającym 50% i temperaturze krzepnięcia niższej od -25 st. C, ale charakteryzującym się niestety dużym przyrostem gęstości w niskich temperaturach powodującym powstawanie dodatkowych oporów przepływu i zwiększenie konsumpcji energii zużywanej do pracy pomp obiegowych. Przy niskich temperaturach powietrza stosuje się także podgrzewanie cieczy za pomocą dodatkowych grzałek elektrycznych co zwiększa konsumpcję energii na potrzeby własne stacji ładowania i generuje dodatkowe koszty.

UJAWNIENIE WYNALAZKU

Problemem technicznym rozwiązywanym przez wynalazek jest chłodzenie kabla do ładowania pojazdów elektrycznych w stacjach ładowania, który to problem rozwiązuje się poprzez system chłodzenia w kablu połączony z gruntowym wymiennikiem ciepła.

Kolejnym problemem technicznym rozwiązywanym przez wynalazek jest podgrzewanie w gruntowym wymienniku cieczy, ze względu na warunki atmosferyczne panujące na zewnątrz.

Kolejnym problemem technicznym rozwiązywanym przez wynalazek jest sposób chłodzenia kabla ładowania pojazdów elektrycznych w stacjach ładowania, który to problem rozwiązuje się poprzez wymuszony obieg cieczy, znajdującej się w otulinie kabla, a następnie przepuszcza się ją przez gruntowy wymiennik ciepła i stabilizuje się temperaturę cieczy w zależności od potrzeb tj. raz się ją podgrzewa w innych wypadkach się ją chłodzi.

W świetle opisanego stanu techniki celem niniejszego wynalazku jest przezwyciężenie wskazanych niedogodności i dostarczenie systemu chłodzenia kabla w stacjach ładowania pojazdów elektrycznych, który połączony jest z gruntowym wymiennikiem ciepła.

Układ kontroli temperatury cieczą kabla do ładowania pojazdów elektrycznych, zawierający: kabel ładujący chłodzony cieczą, jednostkę sterującą, kontroler systemu chłodzenia charakteryzuje się tym, że kabel ładujący chłodzony cieczą jest połączony z gruntowym wymiennikiem ciepła, przy czym pomiędzy przyłączem, a gruntowym wymiennikiem ciepła są kolektor cieczy schłodzonej oraz kolektor cieczy podgrzanej oraz pompa obiegowa, przy czym w kolektorze cieczy schłodzonej oraz kolektorze cieczy podgrzanej znajduje się czujnik temperatury oraz czujnik temperatury.

Korzystnie, gruntowy wymiennik ciepła jest pionowy lub poziomy.

Korzystnie, ma obieg zamknięty ciecz-ciecz dolny złożony z gruntowego wymiennika ciepła oraz ma obieg górny ciecz-ciecz złożony z kabla ładujący chłodzony cieczą, które to obiegi są połączone za pomocą pośredniego wymiennika ciepła, przy czym każdy z obiegów ma oddzielną pompę obiegową.

Korzystnie, ma system podgrzewania cieczy obiegowych.

Sposób chłodzenia lub podgrzewania cieczy w układzie kontroli temperatury jak określono powyżej charakteryzuje się tym, że ciecz chłodzącą kabel ładujący chłodzony cieczą łączy się z gruntowym wymiennikiem ciepła, a ciecz chłodzącą cyrkuluje się przez gruntowy wymiennik ciepła i chłodzi się temperaturę cieczy i odbiera się ciepło z kabla ładującego chłodzonego cieczą.

Korzystnie, ciecz podgrzewa się w gruntowym wymienniku ciepła.

Korzystnie, gruntowy wymiennik ciepła umieszcza się pod miejscem parkingowym i ogrzewa się miejsce parkingowe.

Korzystnie, przepływ cieczy w układzie chłodzenia aktywuje się na początku każdego procesu ładowania, a dezaktywuje się w momencie gdy temperatura cieczy chłodzącej w kablu do ładowania pojazdów elektrycznych osiągnie wartość poniżej nastawionej wartości progowej T_OFF.

Korzystnie, przy temperaturze powietrza niższej od wartości progowej T_ON utrzymuje się temperaturę cieczy w kablu do ładowania pojazdów elektrycznych powyżej wartości progowej T_min poprzez cykliczne wymuszanie przepływu cieczy w układzie chłodzenia w interwałach czasowych pomiędzy kolejnymi procesami ładowania.

Zaletą zastosowanego rozwiązania jest układ chłodzenia wg wynalazku, w którym do schładzania cieczy chłodzącej zastosowano gruntowy wymiennik ciepła, w którym rolę dolnego źródła ciepła pełni grunt charakteryzujący się dużą stabilnością temperatury niezależnie od temperatury powietrza na jego powierzchni.

Kolejną zaletą jest możliwość zastosowania w zależności od warunków terenowych i geologicznych w miejscu posadowienia stacji ładowania pionowego lub poziomego gruntowego wymiennika ciepła, którego gabaryty dostosowuje się odpowiednio do chłonności energetycznej gruntu i ilości strat energii w danym kablu. Niezależnie od konstrukcji gruntowego wymiennika ciepła w układzie takim nie stosuje się wymuszonego rozpraszania ciepła w powietrzu co eliminuje konieczność stosowania wentylatorów i w znacznym stopniu redukuje hałas generowany w układzie chłodzenia kabla do ładowania pojazdów elektrycznych. W układzie wg wynalazku uzyskuje się ponadto akumulowanie energii strat z kabla ładowania w gruncie co przy odpowiedniej konstrukcji i usytuowaniu poziomego, gruntowego wymiennika ciepła można wykorzystać do podgrzewania miejsc postojowych dla ładowanych pojazdów w okresie zimowym.

Niewątpliwą zaletą jest możliwość ułożenia poziomego gruntowego wymiennika ciepła w taki sposób aby płaszczyzna wymiany znajdowała się pod powierzchnią miejsca postojowego przeznaczonego do parkowania pojazdu elektrycznego podczas procesu ładowania, umożliwiając w ten sposób ogrzewanie tego miejsca w okresie zimowym energią strat pozyskaną z kabla ładowania pojazdu elektrycznego i zakumulowaną w gruncie otaczającym gruntowy wymiennik ciepła.

KRÓTKI OPIS FIGUR RYSUNKU

Dla lepszego zrozumienia wynalazku, został on zilustrowany w przykładach wykonania oraz na załączonych figurach rysunku, na których:

Fig. 1 - Schemat blokowy układu kontroli temperatury kabla do ładowania pojazdów elektrycznych przy połączeniu chłodzenia kabla bezpośrednio z gruntowym wymiennikiem ciepła;

Fig. 2 - Schemat blokowy układu kontroli temperatury kabla do ładowania pojazdów elektrycznych;

Fig. 3 - Schemat blokowy układu kontroli temperatury kabla do ładowania pojazdów elektrycznych;

Fig. 4 - Sterowanie pracą pomp w układzie w trybie chłodzenia kabla;

Fig. 5 - Sterowanie pracą pomp w układzie w trybie podgrzewania kabla.

Układ chłodzenia na przedstawionych załączonych figurach jest jedynie ukazany jako poglądowy, natomiast ostateczny kształt wraz z dokładnym rozmieszczeniem stacji oraz gruntowego wymiennika ciepła jest zależny od rodzaju gruntu oraz od umiejscowieniu stacji.

SPOSOBY WYKONANIA WYNALAZKU

Poniższe przykłady ilustrują wynalazek, nie ograniczając go w żaden sposób.

Przykład 1. Układ kontroli temperatury

Na rysunku fig. 1 przedstawiono układ kontroli temperatury kabla do ładowania pojazdów elektrycznych, przy czym układ ma jeden obieg na ciecz chłodzącą, która przechodzi bezpośrednio do gruntowego wymiennika ciepła GHE.

Układ kontroli temperatury cieczą kabla do ładowania pojazdów elektrycznych, zawierający: kabel ładujący chłodzony cieczą, jednostkę sterującą, kontroler systemu chłodzenia. Kabel ładujący chłodzony cieczą 3 jest połączony z gruntowym wymiennikiem ciepła GHE, przy czym pomiędzy przyłączem, a gruntowym wymiennikiem ciepłą GHE są kolektory cieczy schłodzonej CLC oraz kolektor cieczy podgrzanej HLC oraz pompa obiegowa HSCP, przy czym w kolektor cieczy schłodzonej CLC oraz kolektor cieczy podgrzanej HLC znajduje się czujnik temperatury TS1 oraz czujnik temperatury TS2.

Układ kontroli temperatury kabla do ładowania pojazdów elektrycznych wg wynalazku zawiera w swojej strukturze kabel ładujący chłodzony cieczą 3 dla pojazdów elektrycznych CC (ang. charging cable) wyposażony w zintegrowane w jego strukturze elastyczne węże obiegu cieczy chłodzącej przyłączone z jednej strony do kolektora schłodzonej cieczy CLC (ang. cooled liquid collector), a z drugiej strony do kolektora cieczy podgrzanej HLC (ang. heated liquid collector). Wejście kolektora CLC jest przyłączone do wyjścia gruntowego wymiennika ciepła GHE (ang. ground heat exchanger). Wyjście kolektora HLC jest z kolei przyłączone do wejścia pompy obiegowej HSCP (ang. high source circulating pump) obiegu górnego bezpośrednio lub za pośrednictwem węża lub rurki. Wyjście pompy obiegowej HSCP jest przyłączone do wejścia gruntowego wymiennik ciepła GHE. Praca pomp układu chłodzenia jest nadzorowana przez sterownik układu chłodzenia CSC (ang. cooling system controller) skomunikowany ze sterownikiem stacji ładowania CU (ang. control unit) na podstawie sygnałów aktywacyjnych ze sterownika CU oraz na podstawie sygnałów pomiarowych z czujnika temperatury powietrza TS1 (ang. ambient temperature sensor), czujnika temperatury TS2 cieczy w kolektorze cieczy podgrzanej HLC oraz czujnika temperatury TS3 cieczy w kolektorze cieczy schłodzonej CLC.

Układ kontroli temperatury kabla do ładowania pojazdów elektrycznych zawierający w swojej strukturze gruntowy wymiennik ciepła zgodnie z procesem sterowania jest ustawiony tak, że przepływ cieczy w układzie chłodzenia jest aktywowany na początku każdego procesu ładowania a dezaktywowany jest dopiero w momencie gdy temperatura cieczy chłodzącej w kablu do ładowania pojazdów elektrycznych osiągnie wartość poniżej nastawionej wartości progowej T_OFF, przy czym pomiar temperatury cieczy powrotnej z kabla znajduje się w kolektorze wody podgrzanej HLC.

Układ kontroli temperatury cieczą kabla do ładowania pojazdów elektrycznych zawierający w swojej strukturze gruntowy wymiennik ciepła zgodnie z procesem sterowania jest ustawiony tak, że gdy temperatura powietrza jest niższa od nastawionej wartości progowej T_ON to temperatura cieczy w kablu do ładowania pojazdów elektrycznych jest utrzymywana trwale powyżej nastawionej wartości progowej T_min poprzez cykliczne wymuszanie przepływu cieczy w układzie chłodzenia w interwałach czasowych pomiędzy kolejnymi procesami ładowania.

Przykład 2. Układ kontroli temperatury

Na rysunku fig. 2 przedstawiono układ kontroli temperatury kabla do ładowania pojazdów elektrycznych, przy czym układ ma dwa obieg na ciecz chłodzącą, niezależnie dla kabla ładującego chłodzonego cieczą oraz drugi obieg dla gruntowego wymiennika ciepła GHE. Oba obiegi są połączone ze sobą pośrednim wymiennikiem ciepła IHE.

Układ kontroli temperatury cieczą kabla do ładowania pojazdów elektrycznych wg wynalazku zawiera w swojej strukturze chłodzony cieczą kabel ładowania pojazdów elektrycznych CC (ang. charging cable) wyposażony w zintegrowane w jego strukturze elastyczne węże obiegu cieczy chłodzącej przyłączone z jednej strony do kolektora schłodzonej cieczy CLC (ang. cooled liquid collector), a z drugiej strony do kolektora cieczy podgrzanej HLC (ang. heated liquid collector). Wejście kolektora CLC jest przyłączone do wyjścia obiegu górnego dodatkowego, pośredniego wymiennika ciepła IHE (ang. intermediate heat exchanger) typu ciecz-ciecz. Wyjście kolektora HLC jest z kolei przyłączone do wejścia pompy obiegowej HSCP (ang. high source circulating pump) obiegu górnego bezpośrednio lub za pośrednictwem węża lub rurki. Wyjście tej pompy jest przyłączone do wejścia obiegu górnego dodatkowego, pośredniego wymiennika ciepła IHE (ang. intermediate heat exchanger) typu ciecz-ciecz.

W układzie występują dwa obiegi górny, który obejmuje kabel ładujący chłodzony cieczą 3, zasilany pompą obiegową górnego obiegu HSCP oraz dolny obieg, który podłączony jest do gruntowego wymiennika ciepła GHE, przy czym obieg dolny posiada pompa obiegową dolnego obiegu LSCP. Oba obiegi są połączone pośrednim wymiennikiem ciepła IHE.

Praca pomp układu chłodzenia jest nadzorowana przez sterownik układu chłodzenia CSC (ang. cooling system controller) skomunikowany ze sterownikiem stacji ładowania CU (ang. control unit) na podstawie sygnałów aktywacyjnych ze sterownika CU oraz na podstawie sygnałów pomiarowych z czujnika temperatury powietrza TS1 (ang. ambient temperature sensor), czujnika temperatury TS2 cieczy w kolektorze cieczy podgrzanej HLC oraz czujnika temperatury TS3 cieczy w kolektorze cieczy schłodzonej CLC.

W układzie wg wynalazku przepływ cieczy chłodzącej w obu obiegach górnym i dolnym jest wymuszany przez aktywację pracy pomp na początku każdego procesu ładowania sygnałem CS_ON ze sterownika CU. Przepływ cieczy w obu obiegach jest utrzymywany w obu obiegach jeszcze chwilę po zakończeniu procesu ładowania aż do momentu gdy temperatura cieczy w kolektorze HLC spadnie poniżej nastawionej wartości minimalnej T_OFF. Dzięki temu kabel do ładowania pojazdów elektrycznych jest szybciej schładzany pomiędzy kolejnymi procesami ładowania i możliwe jest szybsze rozpoczęcie kolejnego procesu ładowania z pełnym obciążeniem prądowym kabla, bez ograniczania prądu ładowania wynikającego z wysokiej temperatury kabla mierzonej podczas każdego cyklu ładowania przez sterownik CU we wtyku kablowym CP (charging plug) za pomocą czujników TS_P1 oraz TS_P2 przyległych do styków DC+ oraz DC- wewnątrz tego wtyku.

W układach kontroli temperatury kabli do ładowania pojazdów elektrycznych, także w układzie chłodzenia wg wynalazku, stosuje się ciecze o niskiej temperaturze krzepnięcia np. roztwory wodne glikoli, których gęstość wzrasta niestety wraz ze spadkiem temperatury. Przy temperaturach powietrza dużo niższych od 0 st. C, w okresach pomiędzy kolejnymi procesami ładowania, widoczny staje wpływ temperatury kabla na jego elastyczność i tym samym ergonomię obsługi kabla podczas jego przyłączania do ładowanego pojazdu a także wpływ podwyższonej gęstości cieczy na opory przepływu i zużycie energii do zasilania pomp obiegowych a także na wzrost ciśnienia w układzie chłodzenia. Aby zminimalizować wskazane wyżej wady w układzie wg wynalazku kontrolowana jest minimalna temperatura kabla pomiędzy kolejnymi procesami ładowania w taki sposób, że gdy temperatura powietrza mierzona czujnikiem TS1 jest niższa od nastawionej wartości progowej T_ON aktywowane jest podgrzewanie kabla energią zawartą w gruncie poprzez wymuszenie przepływu cieczy w obiegach aż do momentu osiągnięcia przez ciecz w kolektorze HLC nastawionej wartości progowej T_min.

Przykład 3. Układ kontroli temperatury

Układ kontroli temperatury jest tożsamy z tym z przykładu 2, przy czym ma dwa obiegi cieczciecz oraz gruntowy wymiennik ciepła jest tak posadowiony, że może ogrzewać miejsce postojowe/ładowania w zimę.

Na rysunku fig. 3 przedstawiono układ kontroli temperatury kabla do ładowania pojazdów elektrycznych, przy czym układ ma dwa obiegi na ciecz chłodzącą, niezależnie dla kabla ładującego chłodzonego cieczą oraz drugi obieg dla gruntowego wymiennika ciepła GHE. Oba obiegi są połączone ze sobą pośrednim wymiennikiem ciepła IHE. Dodatkowo zastosowano poziomy gruntowy wymiennik ciepła GHE, który dodatkowo zimą ogrzewa miejsce postojowe.

Przykład 4. Sposób chłodzenia lub podgrzewania cieczy w układzie kontroli temperatury cieczą kabla

Sposób realizowany jest w układzie chłodzenia opisanym w przykładzie 1.

Sposób chłodzenia lub podgrzewania cieczy w układzie chłodzenia lub podgrzewania cieczą kabla jak określono ciecz chłodzącą kabel ładujący chłodzony cieczą 2 łączy się z gruntowym wymiennikiem ciepła GHE, a ciecz chłodzącą cyrkuluje się przez gruntowy wymiennik ciepła GHE i chłodzi się temperaturę cieczy i odbiera się ciepło z kabla ładującego chłodzonego cieczą 3. W układzie podgrzewa się ciecz w gruntowym wymienniku ciepła GHE, w momencie, w którym temperatura spada na tyle nisko, że właściwości cieczy chłodzącej zmieniają swoje parametry. Szczególnie realizuje się, dla glikolu. Przepływ cieczy w układzie chłodzenia aktywuje się na początku każdego procesu ładowania, a dezaktywuje się w momencie gdy temperatura cieczy chłodzącej w kablu do ładowania pojazdów elektrycznych osiągnie wartość poniżej nastawionej wartości progowej T_OFF. Przy temperaturze powietrza niższej od wartości progowej T_ON utrzymuje się temperaturę cieczy w kablu do ładowania pojazdów elektrycznych 3 powyżej wartości progowej T_min poprzez cykliczne wymuszanie przepływu cieczy w układzie chłodzenia w interwałach czasowych pomiędzy kolejnymi procesami ładowania.

WYKAZ OZNACZEŃ:

1. Sieć dystrybucyjna (ang. Distribution Grid);

2. Stacja ładowania (ang. Charging station);

3. Kabel ładujący chłodzony cieczą (ang. Liguid Cooled Charging Cable);

4. Pojazd elektryczny (ang. Electric Vehicle);

5. Wtyczka ładowania (ang. Chargin Plug);

6. Grunt (ang. Ground);

7. Miejsce ładowania i parkowania (ang. Charging or Parking Spot);

8. Gruntowny wymiennik ciepła (ang. Ground Heat Exchanger);

AC /DC - Prąd zmienny/prąd stały (ang. Alternating Current/Direct Current);

CC - Kabel ładowania (ang. Charging Cable);

CLC - Kolektor cieczy schłodzonej (ang. Cooled Liguid Collector);

CP - Wtyczka ładowania (ang. Charging Plug);

HSC P - Pompa obiegowa górnego obiegu (ang. High source circulating pump);

LSC P - Pompa obiegowa dolnego obiegu (ang. Low source circulating pump);

CS_ ON - System Chłodzenia Włączony (ang. Cooling System On);

CSC - Kontroler systemu chłodzenia (ang. Cooling System Controller);

CU - Jednostka sterująca (ang. Control Unit);

DC- - Ujemny biegun prądu stałego (ang. Direct Current Negative);

DC+ - Dodatni biegun prądu stałego (ang. Direct Current Positive);

GHE - Gruntowy wymiennik ciepła (ang. Ground Heat Exchanger);

HLC - Kolektor cieczy podgrzanej (ang. Heated Liguid Collector);

IHE - Pośredni wymiennik ciepła (ang. Intermediate Heat Exchanger);

PS - Zasilanie (ang. Power Supply);

TS_P1 - Czujnik temperatury złącza styku DC+ (ang. Temperature sensor of DC+ connector);

TS_P2 - Czujnik temperatury złącza styku DC- (ang. Temperature sensor of DC- connector);

TS1 - Czujnik temperatury otoczenia (ang. Ambient Temperature Sensor);

TS2 - Czujnik temperatury kolektora cieczy podgrzanej;

TS3 - Czujnik temperatury kolektora cieczy schłodzonej.

Claims

1. Układ kontroli temperatury cieczą kabla do ładowania pojazdów elektrycznych, zawierający: kabel ładujący chłodzony cieczą, jednostkę sterującą, kontroler systemu chłodzenia, znamienny tym, że kabel ładujący chłodzony cieczą (3) jest połączony z gruntowym wymiennikiem ciepła (GHE), przy czym pomiędzy przyłączem, a gruntowym wymiennikiem ciepła (GHE) są kolektor cieczy schłodzonej (CLC) oraz kolektor cieczy podgrzanej (HLC) oraz pompa obiegowa (HSCP), przy czym w kolektorze cieczy schłodzonej (CLC) oraz kolektorze cieczy podgrzanej (HLC) znajduje się czujnik temperatury (TS1) oraz czujnik temperatury (TS2).

2. Układ kontroli temperatury kabla według zastrz. 1, znamienny tym, że gruntowy wymiennik ciepła (GHE) jest pionowy lub poziomy.

3. Układ kontroli temperatury kabla według zastrz. 1-2, znamienny tym, że ma obieg zamknięty ciecz-ciecz dolny złożony z gruntowego wymiennika ciepła (GHE) oraz ma obieg górny cieczciecz złożony z kabla ładujący chłodzony cieczą (3), które to obiegi są połączone za pomocą pośredniego wymiennika ciepła (IHE), przy czym każdy z obiegów ma oddzielną pompę obiegową.

4. Układ kontroli temperatury kabla według zastrz. 1-3, znamienny tym, że ma system podgrzewania cieczy obiegowych.

5. Sposób chłodzenia lub podgrzewania cieczy w układzie kontroli temperatury kabla jak określono w zastrz. 1-4, znamienny tym, że ciecz chłodzącą kabel ładujący chłodzony cieczą (2) łączy się z gruntowym wymiennikiem ciepła (GHE), a ciecz chłodzącą cyrkuluje się przez gruntowy wymiennik ciepła (GHE) i chłodzi się temperaturę cieczy i odbiera się ciepło z kabla ładującego chłodzonego cieczą (3).

6. Sposób chłodzenia lub podgrzewania według zastrz. 5, znamienny tym, że ciecz podgrzewa się w gruntowym wymienniku ciepła (GHE).

7. Sposób chłodzenia lub podgrzewania według zastrz. 5-6, znamienny tym, że gruntowy wymiennik ciepła umieszcza się pod miejscem parkingowym i ogrzewa się miejsce parkingowe.

8. Sposób chłodzenia lub podgrzewania według zastrz. 5-7, znamienny tym, że przepływ cieczy w układzie chłodzenia aktywuje się na początku każdego procesu ładowania, a dezaktywuje się w momencie gdy temperatura cieczy chłodzącej w kablu do ładowania pojazdów elektrycznych osiągnie wartość poniżej nastawionej wartości progowej (T_OFF).

9. Sposób chłodzenia lub podgrzewania według zastrz. 5-8, znamienny tym, że przy temperaturze powietrza niższej od wartości progowej (T_ON) utrzymuje się temperaturę cieczy w kablu do ładowania pojazdów elektrycznych (3) powyżej wartości progowej (T_min) poprzez cykliczne wymuszanie przepływu cieczy w układzie chłodzenia w interwałach czasowych pomiędzy kolejnymi procesami ładowania.