冷却液平衡装置的制作方法

1.本实用新型涉及汽车领域，具体而言，涉及一种冷却液平衡装置。


背景技术：

2.作为电动汽车核心的动力电池，其续航能力一直是困扰电动汽车发展的瓶颈所在。为了减少用户等待充电的时间，存在一种对电动汽车的动力电池进行快速更换的方式。
3.在实际应用中，动力电池在车载状态下的温度与在换电站中待替换的充满电的动力电池的温度可能存在较大的差别。在电动汽车与换电站之间转移的过程中，动力电池中携带的冷却液受到热胀冷缩的影响会有微量的变化。具体地，动力电池温度升高，其中的冷却液膨胀溢出使得动力电池内携带的冷却液的质量降低；动力电池温度降低，其中的冷却液收缩进而外部冷却液进入使得动力电池内携带的冷却液的质量升高。
4.所以，很有必要针对包括上述这些情况在内的现有问题或弊端进行充分研究，以便加以改进。


技术实现要素：

5.本实用新型提出一种冷却液平衡装置，其能够调节车端冷却液回路中的冷却液平衡。
6.根据本实用新型一个方面提出的冷却液平衡装置，包括：
7.设置在车辆中的车端信号收集模块，用于获取在车辆中的车端冷却液回路中的冷却液的温度和存量；
8.设置在车辆中的车端热管理系统，用于调整车端冷却液回路中的冷却液的温度；
9.设置在充电站中的站端信号收集模块，用于获取在充电站中的站端冷却液回路中的冷却液的温度和存量；
10.设置在充电站中的站端热管理系统，用于调整站端冷却液回路中的冷却液的温度；以及
11.控制器，用于根据所述车端信号收集模块所获取的车端冷却液回路中的冷却液的温度和存量、所述站端信号收集模块所获取的站端冷却液回路中的冷却液的温度和存量以及车辆与换电站之间的相对位置来控制所述车端热管理系统和/或所述站端热管理系统。
12.根据本实用新型一个方面提出的冷却液平衡装置，所述控制器包括设置在车辆中的车端控制器，用于控制所述车端热管理系统。
13.根据本实用新型一个方面提出的冷却液平衡装置，所述控制器包括设置在充电站中的站端控制器，用于控制所述站端热管理系统。
14.根据本实用新型一个方面提出的冷却液平衡装置，所述冷却液平衡装置包括通讯模块，用于在车辆与换电站之间交换以下信息中的一种或多种：车端冷却液回路中的冷却液的温度和存量、站端冷却液回路中的冷却液的温度和存量以及车辆与换电站之间的相对位置。
15.根据本实用新型一个方面提出的冷却液平衡装置，所述通讯模块包括设置在车辆中的车端子通信模块，用于向充电站发送以下信息中的一种或多种：车端冷却液回路中的冷却液的温度和存量以及车辆与换电站之间的相对位置。
16.根据本实用新型一个方面提出的冷却液平衡装置，所述通信模块包括设置在充电站中的站端子通信模块，用于向车辆发送以下信息中的一种或多种：站端冷却液回路中的冷却液的温度和存量以及车辆与换电站之间的相对位置。
17.根据本实用新型一个方面提出的冷却液平衡装置，所述冷却液平衡装置包括布置在充电站中的站端回路以及布置在车辆中的车端回路，在所述站端回路中连通有冷却液插头，在所述车端回路中连通有冷却液插座，所述冷却液插头与所述冷却液插座配合用于传递冷却液。
18.根据本实用新型一个方面提出的冷却液平衡装置，所述冷却液插头与充电站中的充电插头集成，并且所述冷却液插座与车辆中的充电插座集成。
19.根据本实用新型一个方面提出的冷却液平衡装置，所述站端回路具有第一制冷支路、第一冷却支路以及第一换热器，所述第一制冷支路中的制冷剂与所述第一冷却支路中的冷却液通过第一换热器进行热量交换，所述第一冷却支路与所述冷却液插头连通。
20.根据本实用新型一个方面提出的冷却液平衡装置，所述车端回路具有第二制冷支路、第二冷却支路以及第二换热器，所述第二冷却支路与电池冷却系统连通，所述第二制冷支路中的制冷剂与所述第二冷却支路中的冷却液通过第二换热器进行热量交换，所述第二冷却支路与所述冷却液插座连通。
21.本实用新型的有益效果包括：通过所设置的控制器来控制车端热管理系统和/或站端热管理系统使得车端冷却液回路中的冷却液平衡。
附图说明
22.参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。其中：
23.图1示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的冷却液平衡装置的一个工作流程；
24.图2 示意性显示了根据本实用新型一个实施方式提出的冷却液平衡装置的另一个工作流程。
具体实施方式
25.容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。
26.根据本实用新型的一实施方式，冷却液平衡装置包括：设置在车辆中的车端信号收集模块，用于获取在车辆中的车端冷却液回路中的冷却液的温度和存量；设置在车辆中的车端热管理系统，用于调整车端冷却液回路中的冷却液的温度；设置在充电站中的站端信号收集模块，用于获取在充电站中的站端冷却液回路中的冷却液的温度和存量；设置在
充电站中的站端热管理系统，用于调整站端冷却液回路中的冷却液的温度；以及控制器，用于根据所述车端信号收集模块所获取的车端冷却液回路中的冷却液的温度和存量、所述站端信号收集模块所获取的站端冷却液回路中的冷却液的温度和存量以及车辆与换电站之间的相对位置（例如路程）来控制所述车端热管理系统和/或所述站端热管理系统。
27.在冬季，车载动力电池的温度通常低于换电站中的动力电池的温度，由更换电池导致的冷却液损失使得车端冷却液回路中的冷却液减少。在夏季，车载动力电池的温度通常高于换电站中的动力电池的温度，由更换电池导致的冷却液获取使得车端冷却液回路中的冷却液增多。随着电动汽车更换电池的次数增多，每次微量的冷却液转移逐渐积累。
28.在根据本实用新型的冷却液平衡装置中，通过所设置的控制器来控制车端热管理系统和/或站端热管理系统，具体地控制车载动力电池的温度与换电站中的动力电池的温度匹配（例如温度接近或相同），使得车端冷却液回路中的冷却液平衡。此外，可以考虑车辆中的冷却液的存量情况来对车载动力电池和/或换电站中的动力电池的温度进行调节，从而在车辆中的冷却液出现亏损或过盈的情况下进行补偿。
29.在该实施方式中，所述控制器包括设置在车辆中的车端控制器，用于控制所述车端热管理系统，通过这样的方式能够及时准确地对车端热管理系统进行控制。所述控制器还包括设置在充电站中的站端控制器，用于控制所述站端热管理系统，通过这样的方式能够及时准确地对站端热管理系统进行控制。
30.冷却液平衡装置还包括通讯模块，用于在车辆与换电站之间交换以下信息中的一种或多种：车端冷却液回路中的冷却液的温度和存量、站端冷却液回路中的冷却液的温度和存量以及车辆与换电站之间的相对位置。例如，所述通讯模块包括设置在车辆中的车端子通信模块，用于向充电站发送以下信息中的一种或多种：车端冷却液回路中的冷却液的温度和存量以及车辆与换电站之间的相对位置。车端子通信模块可以与车端控制器联通或者集成在车端控制器中。又例如，所述通信模块包括设置在充电站中的站端子通信模块，用于向车辆发送以下信息中的一种或多种：站端冷却液回路中的冷却液的温度和存量以及车辆与换电站之间的相对位置。站端子通信模块可以与站端控制器联通或者集成在站端控制器中。
31.冷却液的密度为温度的函数，冷却液的质量为体积与密度乘积，电池包内部冷却液容积与电池型号有关：若保持换电前后整车冷却液质量不发生变化，需要保证换电前后电池包冷却回路中温度一致；若车端冷却液因为消耗变少，需要给车端冷却液进行补偿，需要根据补偿冷却液质量，结合换电前后电池包内部容积来调节换电前后电池包冷却回路的温度。
32.根据本实用新型一种实施方式的冷却液平衡装置的一个工作流程如图1所示，其中电池冷却液温度调节放在车辆端的热管理系统中，具体流程如下。
33.流程1：换电需求
→
车端控制器，需要换电时，驾驶员把换电需求给到车端控制器；
34.流程2：车端控制器
→
站端控制器，交互如下信息，1）车端电池回路冷却液温度，2）回路冷却液存量状态，3）车辆与换电站之间的相对位置信息；
35.流程3：站端控制器
→
车端控制器：根据用户需求及当前换电站运行情况匹配遴选电池，并做换电前准备工作；向车端控制器回传：1）站端电池回路冷却液温度，2）站端回路冷却液存量状态；
36.流程4：车端控制器
→
车端热管理系统，车端控制器根据换电站端预匹配电池冷却液温度、冷却液存量信息，结合车端电池回路中冷却液温度及车端冷却液存量信息、车辆与换电站相对位置信息，计算出达到如下目标所需的电池回路冷却液温度及热管理系统需要达到的运行状态：1）车端、换电站端冷却液平衡；2）车端所需冷却液补偿量；
37.流程5：车端热管理系统
→
换电流程，此阶段车端热管理系统工作，在车辆进行换电流程前调整电池回路冷却液温度到目标值；
38.流程6：换电流程
→
换电结束，按照标准换电流程进行车辆的电池更换，并检查车端和换电站端冷却液存量状态信息，对换电前后冷却液状态进行监控，都达到符合要求后，换电结束；
39.流程7：换电流程
→
电池包维护：从车端换电下来的电池包进入换电站进行维护，包含性能和安全监控，并对其电量进行维护；
40.流程8：电池包维护
→
站端控制器：电池包维护信息上传站端控制器进行记录和优化以对冷却液进行维护补偿，电池包维护信息包含换电前后站端冷却液体积变化。
41.根据本实用新型一种实施方式的冷却液平衡装置的另一个工作流程如图2所示，其中电池冷却液温度调节放在换电站端的热管理系统中，具体流程如下。
42.流程1：换电需求
→
车端控制器，需要换电时，驾驶员把换电需求给到车端控制器；
43.流程2：车端控制器
→
站端控制器，交互如下信息，1）车端电池回路冷却液温度，2）回路冷却液存量状态，3）车辆与换电站之间的相对位置信息；
44.流程3：站端控制器
→
站端热管理系统：根据用户需求及当前换电站运行情况匹配遴选电池，并做换电前准备工作；同时站端控制器根据换电站端预匹配电池冷却液温度、冷却液存量信息，结合车端电池回路中冷却液温度及车端冷却液存量信息、车辆与换电站相对位置信息，计算出达到如下目标所需的电池回路冷却液温度及热管理系统需要达到的运行状态：1）车端、换电站端冷却液平衡；2）车端所需冷却液补偿量；
45.流程4：站端热管理系统
→
换电流程，此阶段站端热管理系统工作，在车辆进行换电流程前调整电池回路冷却液温度到目标值；
46.流程5：换电流程
→
换电结束，按照标准换电流程进行车辆的电池更换，并检查车端和换电站端冷却液存量状态信息，对换电前后冷却液状态进行监控，都达到符合要求后，换电结束；
47.流程6：换电流程
→
电池包维护：从车端换电下来的电池包进入换电站进行维护，包含性能和安全监控，并对其电量进行维护；
48.流程7：电池包维护
→
站端控制器：电池包维护信息上传站端控制器进行记录和优化以对冷却液进行维护补偿，电池包维护包含换电前后站端冷却液体积变化。
49.在未图示的实施方式中，冷却液平衡装置包括布置在充电站中的站端回路以及布置在车辆中的车端回路，在所述站端回路中连通有冷却液插头，在所述车端回路中连通有冷却液插座，所述冷却液插头与所述冷却液插座配合用于传递冷却液。
50.通过在所述站端回路中连通有冷却液插头以及在所述车端回路中连通有冷却液插座，所述冷却液插头与所述冷却液插座配合用于传递冷却液，使得可以采用充电站中的制冷量来对充电过程中需要冷却的部件（例如充电插头、充电插座、充电电缆以及电池）进行冷却，从而满足大功率充电情况下的冷却需求。在必要时，也可以采用充电站中的制热量
来对需要加热的部件进行加热。
51.进一步地，所述冷却液插头与充电站中的充电插头集成，并且所述冷却液插座与车辆中的充电插座集成。一方面，充电站中的充电插头与车辆中的充电插座形成充电接口；另一方面，站端回路中的冷却液插头与车端回路中的冷却液插座形成冷却液接口。换言之，车辆与充电站之间的充电接口与冷却液接口可以集成在一起。
52.示例性地，所述站端回路具有第一制冷支路、第一冷却支路以及第一换热器，所述第一制冷支路中的制冷剂与所述第一冷却支路中的冷却液通过第一换热器进行热量交换，所述第一冷却支路与所述冷却液插头连通。通过这样的方式，由第一制冷支路产生的制冷量或制热量通过第一换热器传递（以及存储）在第一冷却支路中，并且通过第一冷却支路传递至冷却液插头以及冷却液插座。
53.又示例性地，所述车端回路具有第二制冷支路、第二冷却支路以及第二换热器，所述第二冷却支路与电池冷却系统连通，所述第二制冷支路中的制冷剂与所述第二冷却支路中的冷却液通过第二换热器进行热量交换，所述第二冷却支路与所述冷却液插座连通。通过这样的方式，由第二制冷支路产生的制冷量或制热量通过第二换热器传递（以及存储）在第二冷却支路中，并且通过第二冷却支路传递至电池冷却系统。此外，源自充电站中的制冷量或者制热量（例如通过站端回路中的第一冷却支路传递至冷却液插头）通过冷却液插座传递至第二冷却支路，并且依次传递至电池冷却系统。
54.本技术的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本技术技术思想的前提下，对上述实施例进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本技术的保护范围内。