一种大功率充电冷却系统及其控制方法与流程

本发明涉及充电冷却系统及充电冷却系统的控制方法领域，具体涉及一种大功率充电冷却系统及其控制方法。

背景技术：

1、目前绝大部分大功率充电设备在给新能源汽车充电过程中利用风冷散热器将导体产生的热损耗直接排放在环境空气中，一方面造成能量浪费；另一方面该冷却效果有限，特别是在炎热的区域应用甚至会出现充电站场空间环境温度升高，再利用这部分相对高温的环境空气作为换热介质进一步减弱散热效果，造成充电导体的温升增大；再进一方面强制散热风机经常需要高转速运转以尽最大能力冷却大功率充电导体产生的热量，对于一些安装在写字楼、小区内部的充电设置，这就造成了一定的噪声污染。

2、目前大功率充电设备是全年投入运营，在冬季或寒冷地区运行会存在冷却循环介质粘度增加，冷却系统的流动阻力变大，从而导致液冷泵扭矩不足出现启动失败或造成系统压力过高出现泄露，大大限制了在低温地区的应用。

3、目前市面上的制造大功率充电冷却系统的厂商主要针对散热方面进行相关设计控制，无法根据实时情况自动调整控制策略，缺乏对变化工况的适应能力，其环保性、可靠性有待进一步提高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大功率充电冷却系统及其控制方法，可提高能源的利用率及降低损耗，可减少噪声污染及对周边空气温度的影响，可有效增加系统部件的寿命，可以根据实际运行状况进行自适应调节，以更好地适应各种环境工况。

2、本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

3、本发明公开的大功率充电冷却系统，包括用于检测充电连接装置的温度的充电连接装置温度传感器；还包括热交换连接充电连接装置的一级冷却系统，所述一级冷却系统热交换连接有大功率充电冷却二次系统，还包括信号连接充电连接装置及通信连接充电设备控制器的大功率充电冷却系统控制器,所述大功率充电冷却系统控制器控制连接所述一级冷却系统及所述大功率充电冷却二次系统，所述大功率充电冷却二次系统包括蓄热装置及散热装置，所述蓄热装置与所述散热装置通过三通调节阀连接有热水泵，所述三通调节阀通过所述热水泵连接所述一级冷却系统，所述散热装置包括散热风机，所述大功率充电冷却系统控制器控制连接所述三通调节阀，所述一级冷却系统包括用于将循环冷却介质输送至充电连接装置的液冷泵及用于监测循环冷却介质的压力的压力传感器，所述蓄热装置包括蓄热装置温度传感器，所述大功率充电冷却二次系统包括工质出口温度传感器及工质进口温度传感器，所述大功率充电冷却二次系统包括环境温度传感器。

4、优选地，所述大功率充电冷却系统控制器包括mcu主控模块、实现与充电设备控制器通讯的通讯模块、用于控制所述液冷泵输出的液冷泵do模块、用于控制所述散热风机输出的散热风机do模块、用于控制所述热水泵输出的热水泵do模块、用于控制所述三通调节阀输出的三通调节阀do模块、用于检测所述液冷泵运行状态的液冷泵di模块、用于检测所述散热风机运行状态的散热风机di模块、用于检测所述热水泵运行状态的热水泵di模块、用于检测所述三通调节阀开度的三通调节阀di模块、用于输入所述压力传感器和各个温度传感器信号的ad模块。

5、优选地，所述一级冷却系统包括间壁式换热器，所述液冷泵接通连接所述间壁式换热器的内腔。

6、本发明还提供控制上述的大功率充电冷却系统的方法，包括如下步骤：

7、步骤s1，充电设备控制器向所述通讯模块发送启动信号，所述大功率充电冷却系统控制器通电；

8、步骤s2，进行故障检测，包括检测通讯是否正常、检测循环冷却介质的压力是否正常及检测各个温度传感器的测量值是否正常，若出现异常，则即时输出故障报警；

9、步骤s3，判断环境温度是否超出使用范围，若出现异常，则即时输出环温报警，若环境温度没有超出使用范围则间隔一定时间重复进行故障检测以及进入步骤s4；

10、步骤s4，检测所述ad模块采集的蓄热装置温度传感器数值t1、环境温度传感器数值t2及充电连接装置温度传感器数值t5，判断是否低温启动，若不属于低温启动，则进入步骤s5，若属于低温启动，则进入步骤s6；

11、步骤s5，检测蓄热装置温度传感器数值t1判断蓄热装置是否有足够热量进行预热，若热量足够，则控制所述三通调节阀以开度a%开启，所述热水泵以80%转速运行时间t1用以预热循环冷却介质，然后进入步骤s6，若蓄热装置的热量不足够，则直接进入步骤s6；

12、步骤s6，蓄放热工质及循环冷却介质以开机设定输出；

13、步骤s7，大功率充电冷却系统启动完毕后，进入运行调节阶段。

14、优选地，在进入运行调节阶段后，还包括步骤s8，所述ad模块每隔时间t2 检测蓄热装置温度传感器数值t1，将蓄热装置温度传感器数值t1与目标值ta的差值进行判断；若t1与ta的差值大于u，意味着所述蓄热装置远未达到热量饱和，所述mcu主控模块控制所述三通调节阀开度100%，以使蓄放热工质全部进入所述蓄热装置进行放热；当t1与ta的差值介于u与v之间，意味着所述蓄热装置尚未达到热量饱和，所述mcu主控模块控制所述三通调节阀开度b%，使一部分蓄放热工质进入所述蓄热装置放热，另一部分蓄放热工质进入所述散热装置散热；当t1与ta的差值介于w到v之间，意味着所述蓄热装置接近达到热量饱和，所述mcu主控模块控制所述三通调节阀开度c%；当t1与ta的差值小于w，意味着所述蓄热装置达到热量饱和，此时所述mcu主控模块控制所述三通调节阀开度0%，使蓄放热工质全部进入所述散热装置散热。

15、优选地，在进入运行调节阶段后，还包括步骤s9，所述ad模块每隔时间t3 检测充电连接装置温度传感器数值t5，判断t5是否大于50摄氏度，若否，所述mcu主控模块控制所述液冷泵输出为0%；若是，则进一步判断t5-t5’是否小于a，若是则意味着t5在降低，所述mcu主控模块控制所述液冷泵按n%减速，直至最低运行转速，若t5-t5’介于a与b之间，则所述mcu主控模块控制所述液冷泵按现有转速运行；若t5-t5’介于b到c之间，则所述mcu主控模块控制所述液冷泵按n%加速运行；若t5-t5’介于c到d之间，则所述mcu主控模块控制所述液冷泵按2n%加速运行；若t5-t5’大于d，则所述mcu主控模块控制所述液冷泵按100%转速运行。

16、优选地，在进入运行调节阶段后，还包括步骤s10，所述ad模块每隔时间t4检测蓄放热工质进口温度数值t3、蓄放热工质出口温度数值t4数值，判断t4是否大于40摄氏度，若否，所述mcu主控模块控制所述热水泵按最低转速运行；若是，则进一步判断t4-t3是否小于x，若是则意味着当前蓄放热工质温升较小、蓄放热工质流量过大或者散热量小，所述mcu主控模块控制所述热水泵按n%减速，直至最低运行转速，若t4-t3介于x到y之间，则所述mcu主控模块控制所述热水泵按现有转速运行；若t4-t3介于y到z之间，则所述mcu主控模块控制所述热水泵按n%加速运行；若t4-t3大于z，则所述mcu主控模块控制所述热水泵按100%转速运行。

17、优选地，在进入运行调节阶段后，还包括步骤s11，所述ad模块每隔时间t5检测所述三通调节阀的开度，若所述三通调节阀开度等于100%，意味着所有蓄放热工质进入所述蓄热装置进行放热，则所述mcu主控模块控制所述散热风机按0%输出；若三通调节阀开度不等于100%，则进入步骤s12：所述ad模块检测蓄放热工质进口温度数值t3和环境温度传感器数值t2，进行判断t3是否大于35摄氏度，若否，则意味着蓄放热工质具备较大的吸收热量能力，为了避免造成循环冷却介质温度低引起粘度上升，所述mcu主控模块控制所述散热风机按0%输出；若t3大于35摄氏度，则进一步判断t3-t2是否小于j，若是，则意味着当前蓄放热工质与环境温度接近，所述散热风机转速过大或者散热量小，所述mcu主控模块控制所述散热风机按n%减速，直至最低运行转速，若t3-t2介于j到k之间，则所述mcu主控模块控制所述散热风机按现有转速运行，若t3-t2介于k到l之间，则所述mcu主控模块控制所述散热风机按2n%加速运行，若t4-t3大于l，则所述mcu主控模块控制所述散热风机按100%转速运行。

18、优选地，在进入运行调节阶段后，还包括步骤s13，当大功率充电冷却系统控制器接收到充电设备控制器的停机指令后，所述mcu主控模块控制延时20s关闭所述液冷泵，在关闭所述液冷泵后延时20s关闭所述热水泵，在关闭所述热水泵5s后将所述三通调节阀的开度调节为100%，在所述三通调节阀的开度调整后15s关闭所述散热风机，结束关机指令。

19、本发明与现有技术相比较，其有益效果是：通过设置上述的大功率充电冷却系统及其控制方法可提高能源的利用率及降低损耗，可减少噪声污染及对周边空气温度的影响，可有效增加系统部件的寿命，可以根据实际运行状况进行自适应调节，以更好地适应各种环境工况。