动力电池加热装置及充电站的制作方法

1.本实用新型属于电动汽车技术领域，更具体地说，是涉及一种动力电池加热装置及充电站。


背景技术：

2.随着电动汽车的推广，电池技术的革新需求也越来越强烈。随着电池能量密度的提升，充放电的发热量也越来越大，电池使用环境温度的范围也越来越宽，电池热管理系统的要求也越来越高。
3.冬季北方的电动汽车的电池受低温影响，其充电倍率严重受限，充电时间成倍增加。为了加快充电时间，往往需要对电池进行加热处理，但现有电池热管理系统通过电加热导热液来加热电池，需要消耗大量的电能，且加热耗时长，效率低下，增加了电池充电时间。导热液和加热单元也会增加电动汽车成本，占用电动汽车空间和重量。而且，电池管理系统内部电加热时安全性较差，易发生过热起火事故。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的在于提供一种动力电池加热装置，以解决现有技术中存在的电动汽车电加热导热液效率低、耗电高，存在安全隐患的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种动力电池加热装置，包括水罐、用于将水罐与热水供应系统连通的热水管、安装于热水管上的热水阀、用于将水罐与冷水供应系统连通的冷水管、安装于冷水管上的冷水阀、用于连接水罐与动力电池的换热板的入水口的出水管、用于连接换热板的出水口与水罐的回流管、安装于出水管上的水泵、用于检测水罐输出水温的第一温度传感器和控制器，热水阀、冷水阀、水泵和第一温度传感器与控制器电连接，控制器用于控制水泵输出至换热板的水的温度。
6.通过采用控制器与热水阀、冷水阀和第一温度传感器电连接，在开启热水阀和冷水阀后，可在水罐中分别补充热水和冷水，以调节加入水罐中热水的水量和冷水的水量，从而得到控制器设定温度的温水。在电动汽车停泊后，可以将出水管的另一端与换热板的入水口相连，将回流管的另一端与换热板的出水口相连；水泵将水罐中的温水输送至换热板中，通过换热板对电池模组进行加热，回流管将换热板中输出的温水回收至水罐。这样可以利用热水供应系统的热水对动力电池进行加热，在动力电池需要充电时，可以先通过温水将动力电池加热，提高动力电池的温度，进而提高动力电池的充电效率。这样可以利用热水供应系统产生的热水为动力电池加热，可以省去现有技术中在电动汽车上设置电加热装置加热动力电池，有利于降低电动汽车的重量，且能够防止现有技术中电加热装置短路或液体泄露等，有利于提高动力电池的安全性能。
7.在一个实施例中，出水管包括与水罐相连的第一安装管、用于与换热板的入水口连接的第一连接头和连接第一安装管与第一连接头的第一软管，第一温度传感器和水泵安装于第一安装管上。
8.通过采用上述技术方案，便于第一连接头与换热板的入水口连接。
9.在一个实施例中，第一连接头包括固定于第一软管上的支撑筒、转动套设于支撑筒上的连接筒、套设于连接筒上的隔热套和置于连接筒内的弹性垫，连接筒的一端与支撑筒转动相连，连接筒的另一端开设有内螺纹，弹性垫位于支撑筒的一端与内螺纹之间。
10.通过采用上述技术方案，能够防止温水泄露。
11.在一个实施例中，回流管包括第二安装管、用于与换热板的出水口连接的第二连接头和连接第二安装管与第二连接头的第二软管。
12.通过采用上述技术方案，便于第二连接头与换热板的出水口连接。
13.在一个实施例中，第二连接头与第一连接头的结构相同。
14.通过采用上述技术方案，有利于降低成本，提高第一连接头和第二连接头的通用性。
15.在一个实施例中，第一软管的数量为多个，第二软管的数量为多个，第一安装管包括第一主管和与第一主管连通的多个第一支管，各第一支管连接一第一软管，各第一支管上设有一控制阀，第二安装管包括第二主管和与第二主管连通的多个第二支管，各第二支管连接一第二软管，各第二支管上设有一止回阀。
16.通过采用上述技术方案，能够为多个动力电池同时加热。
17.在一个实施例中，水罐上安装有液位传感器，液位传感器与控制器电连接；动力电池加热装置还包括连接第一安装管与热水供应系统的回水管和安装于回水管上的回水阀，回水阀与控制器电连接。
18.通过采用上述技术方案，能够实现温水的回收利用，提高水罐中水温调节速度。
19.在一个实施例中，回流管上安装有第二温度传感器，第二温度传感器与控制器电连接。
20.通过采用上述技术方案，能够调节换热板出水口出水温度。
21.在一个实施例中，出水管上还安装有过滤器，过滤器位于水罐与水泵之间。
22.通过采用上述技术方案，能够出去水罐中杂质，防止堵塞换热板的流道。
23.在一个实施例中，水罐包括外壳体、设置于外壳体内的内壳体和填充于内壳体与外壳体之间的保温层。
24.通过采用上述技术方案，能够降低温水降温速率。
25.本实用新型实施例还提供一种充电站，充电站包括充电桩，还包括上述任一实施例中的动力电池加热装置。
26.通过采用上述技术方案，能够在电动汽车停靠于充电站时，为动力电池加热，以便加快动力电池的充电速度。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型一实施例提供的动力电池加热装置的结构示意图；
29.图2为本实用新型另一实施例提供的动力电池加热装置的结构示意图；
30.图3为本实用新型实施例提供的动力电池加热装置的信号传输示意图；
31.图4为本实用新型实施例提供的水罐的结构示意图；
32.图5为本实用新型实施例提供的第一连接头沿轴向面的剖面图；
33.图6为本实用新型实施例提供的动力电池的立体结构示意图。
34.其中，图中各附图标记：
[0035]1‑
水罐；11
‑
内壳体；12
‑
保温层；13
‑
外壳体；14
‑
溢流管；15
‑
液位传感器； 16
‑
过滤器；
[0036]
21
‑
热水管；22
‑
热水阀；
[0037]
31
‑
冷水管；32
‑
冷水阀；
[0038]
41
‑
出水管；411
‑
第一安装管；412
‑
第一软管；413
‑
第一连接头；4131
‑
支撑筒；4132
‑
连接筒；4133
‑
隔热套；4134
‑
弹性垫；4135
‑
卡环；4136
‑
凸环；414
‑ꢀ
第一主管；415
‑
第一支管；42
‑
水泵；43
‑
回流管；431
‑
第二安装管；432
‑
第二软管；433
‑
第二连接头；434
‑
第二主管；435
‑
第二支管；44
‑
第一温度传感器； 45
‑
第二温度传感器；46
‑
控制阀；47
‑
止回阀；48
‑
旁通管；49
‑
旁通阀；
[0039]
51
‑
回水管；52
‑
回水阀；
[0040]6‑
控制器；
[0041]7‑
动力电池；71
‑
电池模组；72
‑
换热板；73
‑
入水口；74
‑
出水口；
[0042]
81
‑
热水供应系统；82
‑
冷水供应系统。
具体实施方式
[0043]
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0044]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0045]
需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。
[0046]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0047]
请一并参阅图1至图3，现对本实用新型实施例提供的动力电池加热装置进行说明。动力电池加热装置包括水罐1、热水管21、热水阀22、冷水管31、冷水阀32、出水管41、回流管43、水泵42、第一温度传感器44和控制器6，热水管21用于将热水供应系统81(锅炉、供暖设备、换热塔等)与水罐1连通，热水阀22安装于热水管21上；冷水管31用于将水罐1与冷
水供应系统 82(自来水、冷水塔等)连通，冷水阀32安装于冷水管31上。出水管41的一端与水罐1相连，请一并参阅图6，出水管41的另一端用于与动力电池7的换热板72的入水口73相连。回流管43的一端与水罐1相连，回流管43的另一端用于与换热板72的出水口74相连。第一温度传感器44用于检测水罐1输出的水温，水泵42安装于出水管41上，水泵42将水罐1中的水输送至换热板 72的入水口73。控制器6与热水阀22、冷水阀32、第一温度传感器44和水泵 42电连接，控制器6用于控制水泵42输送至换热板72的水的温度。
[0048]
请参阅图6，动力电池7包括箱体、电池模组71和换热板72，电池模组 71安装于箱体内，换热板72安装于箱体的底部，换热板72上设有入水口73 和出水口74，换热板72内开设有流道，入水口73和出水口74分别与流道的两端连通。这样在水流经流道后能够将热量通过换热板72传递至电池模组71，实现对动力电池7的快速加热。
[0049]
本实用新型实施例中，在开启热水阀22和冷水阀32后，可在水罐1中分别补充热水和冷水，控制器6可以控制热水阀22和冷水阀32的开关，以调节加入水罐1中热水的水量和冷水的水量，从而得到控制器6设定温度的温水。在电动汽车停泊后，可以将出水管41的另一端与换热板72的入水口73相连，将回流管43的另一端与换热板72的出水口74相连；水泵42将水罐1中的温水输送至换热板72中，通过换热板72对电池模组71进行加热，回流管43将换热板72中输出的温水回收至水罐1。这样可以利用热水供应系统81的热水对动力电池7进行加热，在动力电池7需要充电时，可以先通过温水将动力电池7加热，提高动力电池7的温度，进而提高动力电池7的充电效率。这样可以利用热水供应系统81产生的热水为动力电池7加热，可以省去现有技术中在电动汽车上设置电加热装置加热动力电池，避免车载电加热装置的大量耗电，有利于降低电动汽车的重量，且能够防止现有技术中电加热装置短路或液体泄露等，有利于提高动力电池的安全性能。
[0050]
在本实用新型的一个实施例中，请参阅图1至图3，出水管41包括第一安装管411、第一软管412和第一连接头413，第一安装管411的一端与水罐1 相连，第一软管412的一端与第一安装管411的另一端相连，第一连接头413 设于第一软管412的另一端；水泵42和第一温度传感器44安装在第一安装管 411上，请一并参阅图6，第一连接头413用于连接换热板72的入水口73。在动力电池7充电时，第一连接头413与换热板72上的入水口73配套连接；通过第一软管412与第一连接头413相连，能够任意调整第一连接头413的位置和角度，便于第一连接头413与换热板72的入水口73连接或拆卸。第一软管可以是挠性管。可选地，第一安装管411为硬管，如钢管、铁管、pvc(polyvinylchloride，聚氯乙烯)硬管等，这样便于第一温度传感器44和水泵42的安装。
[0051]
在本实用新型的一个实施例中，请参阅图1、图5及图6，第一连接头413 包括支撑筒4131和连接筒4132，连接筒4132的一端套设支撑筒4131的一端，支撑筒4131的另一端与第一软管412固定相连，且连接筒4132可相对支撑筒 4131转动，连接筒4132中开设有内螺纹(未示出)，内螺纹位于连接筒的另一端，内螺纹用于与入水口73的外螺纹(未示出)配合。换热板72的入水口 73和出水口74分别开设有外螺纹。这样通过连接筒4132的内螺纹可与入水口 73的外螺纹配合，以便将第一连接头413与入水口73连接紧固。连接筒4132 的一端设有卡环4135，卡环4135套设在支撑筒4131上，支撑筒4131的一端设有凸环4136，凸环4136位于连接筒4132内，且凸环4136的外径大于卡环 4135的内径，这样在连接筒4132与入水口73螺纹连接时，转动连接筒4132，使得连接筒4132沿轴线方向移动，卡环4135带动凸环4136
移动，使得凸环 4136与入水口73的端面抵接，使得支撑筒4131与入水口73对接连通。
[0052]
可选地，请参阅图5，第一连接头413还包括隔热套4133，隔热套4133 套设于连接筒4132上。采用隔热套4133能够防止第一连接头413在通入温水后温度过高，防止第一连接头413拆卸时烫伤用户。
[0053]
可选地，请参阅图5，第一连接头413还包括弹性垫4134，弹性垫4134 设置于连接筒4132内，弹性垫4134位于支撑筒4131的一端与内螺纹之间。通过采用弹性垫4134能够在第一连接头413与入水口73连接时密封支撑筒4131 与入水口73之间的间隙，防止温水泄露。可以在连接筒4132内开设环槽，环槽用于容纳弹性垫4134，这样有利于防止弹性垫4134从连接筒4132中掉出。弹性垫4134可以是橡胶垫、硅胶垫或者eva(ethylene vinyl acetate copolymer，乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物)垫等。
[0054]
在本实用新型的一个实施例中，请参阅图1至图3，回流管43包括第二安装管431、第二软管432和第二连接头433，第二连接头433用于与换热板72 的出水口74连接，第二安装管431的一端与水罐1相连，第二软管432的一端与第二安装管431的另一端相连，第二连接头433设于第二软管432的另一端。在动力电池7充电时，第二连接头433与换热板72上的出水口74配套连接；通过第二软管432与第二连接头433连接，能够任意调整第二连接头433与换热板72上的出水口74的位置和角度，便于第二连接头433与换热板72的出水口74连接或拆卸。第二软管可以是挠性管。可选地，第二安装管431为硬管，如钢管、铁管、pvc(polyvinyl chloride，聚氯乙烯)硬管等，这样便于管路的布置。
[0055]
可选地，第二连接头433与第一连接头413的结构相同。在换热板72的入水口73和出水口74结构相同时，将第二连接头433与第一连接头413采用相同的结构，在连接时不需要考虑进水方向，便于快速连接。在换热板72中流道堵塞时，可通过调换第一连接头413和第二连接头433疏通换热板72中的流道。而且，采用相同的结构有利于降低设备成本，提高设备通用性。
[0056]
在本实用新型的一个实施例中，请参阅图2，第一软管412的数量为多个，第二软管432的数量为多个，多个第二软管432与多个第一软管412一一对应。第一安装管411包括第一主管414和多个第一支管415，第一主管414的一端与水罐1连通，各第一支管415的一端与第一主管414的另一端连通，各第一支管415的另一端连接有一个第一软管412，各第一支管415上设有第一控制阀46；第二安装管431包括第二主管434和多个第二支管435，第二主管434 的一端与水罐1连通，各第二支管435的一端与第二主管434的另一端连通，各第二支管435的另一端连接有第二软管432，各第二支管435上设有止回阀 47。采用多组第一软管412和第二软管432，能够同时为多辆电动汽车的动力电池7进行加热，这样有利于降低成本投入。各第一软管412与第一安装管411 分别通过一控制阀46连接，这样能够避免多个第一软管412出水的相互干扰；各第二软管432分别通过一止回阀47与第二安装管431相连，这样能够防止换热板72出水从其它第二软管432泄露。
[0057]
在本实用新型的一个实施例中，请参阅图1、图3及图4，水罐1上安装有液位传感器15，液位传感器15与控制器6电连接。动力电池加热装置还包括回水管51和回水阀52，回水管51的一端与第一安装管411的另一端相连，回水管51的另一端与热水供应系统81相连，回水阀52安装于回水管51上，回水阀52与控制器6电连接。通过液位传感器15能够检测到水罐1中的液位，在水罐1中液位过高时，可打开回水阀52，通过水泵42将水罐1中的水输送至热
水供应系统81，这样能够实现水的回用，有利于保障热水供应系统81中热水的充足。进一步地，也可以在第一温度传感器44检测到温水的水温过低时，开启回水阀52，将水罐1中温度过低的水输送至热水供应系统81，从而提高水罐1中水温调节的速度。
[0058]
在本实用新型的一个实施例中，请参阅图1至图3，回流管43上安装有第二温度传感器45，第二温度传感器45与控制器6电连接。通过第二温度传感器45能够检测换热板72回流至水罐1的水温；在回流水温过低时，可以增大换热板72中的水流量，以提高换热速度；在回流水温过高时，可以减小换热板 72中的水流量，以减小压力，保障动力电池7的安全。
[0059]
可选地，请参阅图1至图3，第二温度传感器45安装于第二支管435上，控制阀46为开度可调节的调节阀，这样便于根据各动力电池7出水温度进行调节温水流量。
[0060]
可选地，水泵42为变频泵，采用变频泵可以根据换热板进出水温度改变泵水流量，从而保障在多个电动汽车的动力电池7加热时，各动力电池7中水流量均能够达到设定要求。可以在第二支管435相连位置安装压力传感器，根据各动力电池7的换热板72出水压力调节水泵42频率，以保障水泵42出水压力满足各动力电池7中换热板72的温水需求。
[0061]
在本实用新型的一个实施例中，请参阅图1及图2，第一安装管411与第二安装管431之间还连接有旁通管48，旁通管48的一端与第一安装管411的另一端相连，旁通管48的另一端与第二安装管431的一端相连，旁通管48上安装有旁通阀49。可选地，旁通阀49与控制器6电连接。在旁通管48上的旁通阀49打开时，能够将水泵42输送的温水直接输送至第二安装管431，经第二安装管431回流至水罐1，而不经过动力电池7。这样在水罐1内水温不均匀时，可以通过旁通管48加速水罐1内温水流动速度，使得水温快速达到均匀。另外，旁通阀49打开时，能够减小水泵42出水的压力，有利于减小对出水管 41的冲击，有利于保障出水管41的密封。
[0062]
在本实用新型的一个实施例中，请参阅图1及图2，出水管41上还安装有过滤器16，过滤器16位于水罐1与水泵42之间。通过过滤器16能够将水罐1 中的杂质除去，避免杂质进入动力电池7的换热板72内堵塞流道。
[0063]
在本实用新型的一个实施例中，请参阅图4，水罐1包括外壳体13、内壳体11和保温层12，内壳体11设于外壳体13内，保温层12位于内壳体11与外壳体13之间；热水管21、冷水管31、出水管41和回流管43分别与内壳体 11相连通。这样通过保温层12，能够增强水罐1的保温效果，降低水罐1中温水的散热速度，有利于降低能耗。
[0064]
可选地，请参阅图4，水罐1还包括溢流管14，溢流管14与内壳体11的顶部连通，在水罐1中水位超过溢流管14高度时，溢流管14能够将水罐1中多余的水溢流至排水系统，以免水罐1中的水溢流至路面后导致路面结冰。
[0065]
在本实用新型的一个实施例中，动力电池加热装置还包括太阳能加热器(图未示)，太阳能加热器的进水管与回水管相连，太阳能加热器的出水管与水罐 1相连通。这样在日照充足的情况下可以利用太阳能为水罐1中的水进行加热，有利于能够减小对热水供应系统81热水的消耗。
[0066]
本实用新型实施例还提供一种充电站，包括充电桩，还包括上述任一实施例中的动力电池加热装置。通过采用上述动力电池加热装置能够为停泊于充电站的电动汽车的动力电池7进行加热，有利于保障动力电池7的充电温度，提高电动汽车的充电效率。
[0067]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本
实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。