能为新能源汽车充电电池提供预热和冷却的充电站

能为新能源汽车充电电池提供预热和冷却的充电站,上海上海加冷松芝汽车空调股份有限公司 作者:王彩霞,邢艳青,代永祥,章嵩松,邓红辉 ,热管理网专利下载
热管理专利详情:
  • 作者:王彩霞,邢艳青,代永祥,章嵩松,邓红辉
  • 申请人:上海加冷松芝汽车空调股份有限公司
  • 国省名称:上海
  • 公开号:CN108583348A
  • 公开日:2018-09-28
  • 专利类别:发明公开
  • 文件大小:349KB
专利摘要:
本发明能为新能源汽车充电电池提供预热和冷却的充电站,含有工作室、配电系统、充电机、热管理系统、监控系统、安全防护设施和充电单元,可根据需求和设计规模设置若干个充电机和充电单元并由热管理系统对所述充电机和充电单元进行管控;所述热管理系统包括回路Ⅰ和回路Ⅱ,具有四种工作模式:⑴充电单元和工作室内均需大冷量冷却模式;⑵充电单元单独大冷量冷却模式;⑶充电单元单独少冷量冷却模式;⑷充电单元和工作室内加热模式;本发明不仅能为充电站本身提供制冷或供热,还能为新能源汽车的充电电池在充电之前提供冷量或预热,从而能降低新能源汽车整车的热管理成本,有利于节约能源、促进新能源汽车的发展,对社会发展具有积极意义。

专利主权项:
1.一种能为新能源汽车充电电池提供预热和冷却的充电站,含有工作室(01)、配电系统(02)、监控系统(06)、安全防护设施(07),其特征在于,还含有两个以上的充电机和充电单元以及热管理系统(05),所述热管理系统(05)包括回路Ⅰ和回路Ⅱ:所述回路Ⅰ采用制冷剂作为循环工质,其包含压缩机(17)、四通换向阀(18)、第三换热器(19)、节流装置(20)、第一换热器(2)及其他辅助设备;在所述回路Ⅰ中,压缩机(17)排气口与四通换向阀(18)的a端口相连,吸气口与四通换向阀(18)的c端口相连,b端口与第三换热器(19)的进口相连,第三换热器(19)的出口与节流装置(20)的一端相连,节流装置(20)的另一端与第一换热器(2)的进口相连,第一换热器(2)的出口与四通换向阀(18)的d端口相连;所述回路Ⅱ采用具有防冻、防锈作用的防冻液作为循环工质进行循环,其含有工质泵(1)、第一换热器(2)、第二换热器(14)、室内空调末端第一换热器(4)、室内空调末端第二换热器(6)、第一电池组换热器(9)、第二电池组换热器(11)、水箱(12)和风机(15);所述第三换热器(19)与外界空气或水进行热交换;在所述回路Ⅱ中,所述工质泵(1)的出口通过管体和第Ⅰ三通阀(13)的a、b端口与第一换热器(2)的进口连接,所述第一换热器(2)的出口与第Ⅱ三通阀(16)的b端口相连,所述第一换热器(2)用于与回路Ⅰ中制冷剂进行热交换;所述工质泵(1)的出口通过管体和第Ⅰ三通阀(13)的a、c端口与第二换热器(14)的进口连接,所述第二换热器(14)内的工质通过风机(15)与空气进行强制对流换热;所述第二换热器(14)的出口通过管体与第Ⅱ三通阀(16)的c端口连接,然后通过第Ⅱ三通阀(16)的a端口与并联的第三流量调节阀(7)、第二流量调节阀(5)和第一流量调节阀(3)的进口连接:通过第三流量调节阀(7)再与并联的阀Ⅱ(10)和阀Ⅰ(8)连接,并通过所述阀Ⅱ(10)与第二电池组换热器(11)的进口连接、通过阀Ⅰ(8)与第一电池组换热器(9)的进口连接;通过第二流量调节阀(5)再与室内空调末端第二换热器(6)的进口连接;通过第一流量调节阀(3)再与室内空调末端第一换热器(4)的进口连接;将所述第二电池组换热器(11)、第一电池组换热器(9)、室内空调末端第二换热器(6)和室内空调末端第一换热器(4)的出口通过管体与水箱(12)连接,并经过所述水箱(12)返回所述工质泵(1);所述回路Ⅰ有三种模式:制冷模式、制热模式、不工作模式;在所述制冷模式下,压缩机(17)的排气经四通换向阀(18)的a、b端口进入第三换热器(19),在第三换热器(19)中冷凝放热,经节流装置(20)的节流变成气液混合物,所述气液混合物在第一换热器(2)中蒸发吸收回路Ⅱ中循环工质的热量变成制冷剂蒸气,再经四通换向阀(18)的d、c端口回到压缩机(17),完成一个制冷循环;在所述制热模式下,压缩机(17)的排气经四通换向阀(18)的a、d端口进入第一换热器(2),在第一换热器(2)中冷凝放热,放出的热量被回路Ⅱ中的循环工质吸收,经节流装置(20)的节流变成气液混合物,所述气液混合物在第三换热器(19)中蒸发吸热变成制冷剂蒸气,再经四通换向阀(18)的b、c端口回到压缩机(17),完成一个制热循环;在所述不工作模式下,压缩机(17)不工作,回路Ⅰ中的制冷剂不循环;这样,所述热管理系统(05)就含有四种工作模式:充电单元和工作室(01)内均需大冷量冷却模式、充电单元单独大冷量冷却模式、充电单元单独少冷量冷却模式、充电单元和工作室(01)内加热模式:所述充电单元和工作室(01)内均需大冷量冷却模式:在所述回路Ⅱ中,所述第一电池组换热器(9)、第二电池组换热器(11)以及所述室内空调末端第一换热器(4)、室内空调末端第二换热器(6)都处于工作状态,所述工质泵(1)将水箱(12)出水口的工质通过第I三通阀(13)泵入第一换热器(2),此时第I三通阀(13)的a、b端口导通,而c端口不通,工质在第一换热器(2)中与回路Ⅰ中的低温制冷剂进行热交换,放出热量变成低温工质,此时第二换热器(14)和风机(15)不工作;然后,低温工质从第一换热器(2)的出口通过第II三通阀(16)后分为三路:第一路通过第三流量调节阀(7)后并联通过阀Ⅰ(8)和阀Ⅱ(10)分别进入第一电池组换热器(9)和第二电池组换热器(11)吸收热量,温度升高后变成热工质;第二路经第二流量调节阀(5)进入室内空调末端第二换热器(6)吸收工作室(01)内空气的热量,变成热工质;第三路经第一流量调节阀(3)进入室内空调末端第一换热器(4)吸收工作室(01)内空气的热量,变成热工质;从第二电池组换热器(11)、第一电池组换热器(9)、室内空调末端第二换热器(6)和室内空调末端第一换热器(4)流出的热工质汇合后经水箱(12)返回工质泵(1),完成充电单元和工作室(01)的冷却循环;此时第II三通阀(16)的b、a端口导通,c端口不通;回路Ⅰ是制冷模式;所述充电单元单独大冷量冷却模式:在所述回路Ⅱ中,所述第一电池组换热器(9)、第二电池组换热器(11)都处于工作状态,所述室内空调末端第一换热器(4)、室内空调末端第二换热器(6)都处于不工作状态,所述工质泵(1)将水箱(12)出水口的工质通过第I三通阀(13)泵入第一换热器(2),此时第I三通阀(13)的a、b端口导通,而c端口不通,工质在第一换热器(2)中与回路Ⅰ中的制冷剂进行热交换,放出热量变成低温工质,此时第二换热器(14)和风机(15)不工作;然后,低温工质从第一换热器(2)的出口通过第II三通阀(16)的b、a端口和第三流量调节阀(7)后分为两路:第一路通过阀Ⅱ(10)进入第二电池组换热器(11)吸收热量,温度升高后变成热工质;第二路经阀Ⅰ(8)进入第一电池组换热器(9)吸收热量,温度升高后变成热工质;此时第一流量调节阀(3)、第二流量调节阀(5)关闭;从第二电池组换热器(11)和第一电池组换热器(9)流出的热工质汇合后经水箱(12)返回工质泵(1),完成充电单元单独大冷量冷却循环;此时第II三通阀(16)的b、a端口导通,c端口不通;此时回路Ⅰ是制冷模式;所述充电单元单独少冷量冷却模式:所述第一电池组换热器(9)、第二电池组换热器(11)都处于工作状态,所述室内空调末端第一换热器(4)、室内空调末端第二换热器(6)都处于不工作状态,所述工质泵(1)将水箱(12)出水口的工质通过第I三通阀(13)泵入第二换热器(14),此时第I三通阀(13)的a、c端口导通,而b端口不通,工质在第二换热器(14)中与外界空气进行热交换,放出热量变成低温工质,此时风机(15)工作而第一换热器(2)不工作,然后,低温工质从第二换热器(14)的出口通过第II三通阀(16)的c、a端口和第三流量调节阀(7)后分为两路:第一路通过阀Ⅱ(10)进入第二电池组换热器(11)吸收热量,温度升高后变成热工质;第二路经阀Ⅰ(8)进入第一电池组换热器(9)吸收热量,温度升高后变成热工质;此时第一流量调节阀(3)、第二流量调节阀(5)关闭,从第二电池组换热器(11)和第一电池组换热器(9)流出的热工质汇合经水箱(12)返回工质泵(1),完成充电单元单独少冷量冷却循环;此时第II三通阀(16)的c、a端口导通,b端口不通;此时回路Ⅰ是不工作模式;所述充电单元和工作室(01)内加热模式:所述第一电池组换热器(9)、第二电池组换热器(11)以及所述室内空调末端第一换热器(4)、室内空调末端第二换热器(6)都处于工作状态,所述工质泵(1)将水箱(12)出水口的工质通过第I三通阀(13)泵入第一换热器(2),此时第I三通阀(13)的a、b端口导通,而c端口不通,工质在第一换热器(2)吸收回路Ⅰ中制冷剂的热量变成高温工质,此时第二换热器(14)和风机(15)不工作;然后,高温工质从第一换热器(2)的出口通过第II三通阀(16)后分为三路:第一路通过第三第三流量调节阀(7)后并联通过阀Ⅰ(8)和阀Ⅱ(10)分别进入第一电池组换热器(9)和第二电池组换热器(11)为充电前的电池加热,工质的温度降低变成冷工质;第二路经第二流量调节阀(5)进入室内空调末端第二换热器(6)加热工作室(01)内空气,变成冷工质;第三路经第一流量调节阀(3)进入室内空调末端第一换热器(4)加热工作室(01)内空气,变成冷工质;从第二电池组换热器(11)、第一电池组换热器(9)、室内空调末端第二换热器(6)和室内空调末端第一换热器(4)流出的冷工质汇合后经水箱(12)返回工质泵(1),完成充电单元和工作室(01)内加热循环;此时第II三通阀(16)的b、a端口导通,c端口不通;此时回路Ⅰ是制热模式。

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