本發(fā)明實(shí)施例涉及充換電站熱管理，尤其涉及一種換電站液冷系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源汽車的普及，充換電站作為新能源汽車的充電和換電應(yīng)用場所，換電站內(nèi)的電池包在充放電過程中需要進(jìn)行降溫或升溫處理，因此需配套相應(yīng)的換電站溫控系統(tǒng)，對電池倉及設(shè)備倉進(jìn)行溫度控制。

2、相比于家用新能源汽車，新能源重型卡車多用于礦山、港口等較為偏遠(yuǎn)地方，對于其配套的換電站溫控系統(tǒng)，采用空調(diào)系統(tǒng)對電池包及充換電站內(nèi)相關(guān)的部件進(jìn)行熱管理，存在能耗大、能源浪費(fèi)的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種換電站液冷系統(tǒng)及控制方法，通過熱泵機(jī)組和干冷機(jī)組的配合對換電站的配套設(shè)施進(jìn)行溫度控制，利用干冷機(jī)組實(shí)現(xiàn)自然制冷模式和自然制熱模式，使電池系統(tǒng)側(cè)的冷卻水直接與室外側(cè)環(huán)境實(shí)現(xiàn)熱交換，從而減少對外部能源的依賴，降低系統(tǒng)電能的消耗，增加換電站液冷系統(tǒng)的耐候性和環(huán)境適應(yīng)性。

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種換電站液冷系統(tǒng)，包括：熱泵機(jī)組、干冷機(jī)組、分區(qū)接口模塊和第一管路轉(zhuǎn)接模塊；

3、電池系統(tǒng)側(cè)出水端通過所述第一管路轉(zhuǎn)接模塊分別與所述熱泵機(jī)組和所述干冷機(jī)組連接，所述熱泵機(jī)組和所述干冷機(jī)組之間連接，所述熱泵機(jī)組與所述分區(qū)接口模塊連接；

4、所述第一管路轉(zhuǎn)接模塊用于在制冷模式或制熱模式下，連通電池系統(tǒng)側(cè)出水端和所述熱泵機(jī)組之間的管路；所述電池系統(tǒng)側(cè)出水端輸出的冷卻水通過所述熱泵機(jī)組冷卻或加熱后，由所述熱泵機(jī)組輸出至所述分區(qū)接口模塊，所述冷卻水經(jīng)所述分區(qū)接口模塊進(jìn)入指定區(qū)域的管路，所述干冷機(jī)組用于轉(zhuǎn)移所述熱泵機(jī)組工作過程的熱量或冷量；

5、所述電池系統(tǒng)側(cè)出水端還通過所述第一管路轉(zhuǎn)接模塊與所述干冷機(jī)組連接，所述干冷機(jī)組通過所述第一管路轉(zhuǎn)接模塊與所述分區(qū)接口模塊連接；

6、所述第一管路轉(zhuǎn)接模塊還用于在自然制冷或制熱模式下，連通所述電池系統(tǒng)側(cè)出水端和所述干冷機(jī)組之間的管路，以及連通所述干冷機(jī)組和所述分區(qū)接口模塊之間的管路，所述電池系統(tǒng)側(cè)出水端輸出的冷卻水通過所述干冷機(jī)組自然冷卻后，由所述干冷機(jī)組輸出至所述分區(qū)接口模塊。

7、可選的，所述第一管路轉(zhuǎn)接模塊包括四通閥單元，所述四通閥單元包括第一端口、第二端口、第三端口和第四端口；

8、所述電池系統(tǒng)側(cè)出水端與所述第三端口連接，所述第一端口與所述熱泵機(jī)組的第一輸入端連接，所述熱泵機(jī)組的第一輸出端與所述分區(qū)接口模塊連接；所述熱泵機(jī)組的第二輸出端與所述干冷機(jī)組的第一輸入端連接，所述熱泵機(jī)組的第二輸入端與所述干冷機(jī)組的第一輸出端連接；所述干冷機(jī)組的第二輸出端與所述第二端口連接，所述第四端口與所述干冷機(jī)組的第一輸入端連接；

9、所述四通閥單元在所述制冷模式或所述制熱模式下，連通所述第一端口和所述第三端口，以及連通所述第二端口和所述第四端口；電池系統(tǒng)側(cè)出水端輸出的冷卻水流經(jīng)所述第一端口和所述第三端口進(jìn)入所述熱泵機(jī)組，利用所述熱泵機(jī)組冷卻或加熱，由所述熱泵機(jī)組的第一輸出端輸出至所述分區(qū)接口模塊，所述冷卻水經(jīng)所述分區(qū)接口模塊進(jìn)入指定區(qū)域的管路；

10、所述四通閥單元在所述自然制冷或制熱模式下，連通所述第一端口和所述第二端口，以及連通所述第三端口和所述第四端口；電池系統(tǒng)側(cè)出水端輸出的冷卻水流經(jīng)所述第三端口和所述第四端口進(jìn)入所述干冷機(jī)組自然冷卻，由所述干冷機(jī)組的第三輸出端流經(jīng)所述第一端口和所述第二端口，再由所述熱泵機(jī)組的第一輸出端輸出至所述分區(qū)接口模塊。

11、可選的，所述熱泵機(jī)組包括第一換熱器、第二換熱器、第二管路轉(zhuǎn)接模塊和壓縮機(jī)；

12、所述壓縮機(jī)的排氣側(cè)和所述壓縮機(jī)的吸氣側(cè)分別與所述第二管路轉(zhuǎn)接模塊連接，所述第二管路轉(zhuǎn)接模塊與所述第一換熱器和所述第二換熱器連接；

13、所述第二管路轉(zhuǎn)接模塊用于在所述制冷模式下，連通所述壓縮機(jī)的吸氣側(cè)和所述第一換熱器之間的管路，以及連通所述壓縮機(jī)的排氣側(cè)和所述第二換熱器之間的管路；

14、所述第二管路轉(zhuǎn)接模塊還用于在所述制熱模式下，連通所述壓縮機(jī)的吸氣側(cè)和所述第二換熱器之間的管路，以及連通所述壓縮機(jī)的排氣側(cè)和所述第一換熱器之間的管路。

15、可選的，所述干冷機(jī)組包括干冷功能單元和第一開關(guān)閥；所述干冷功能單元的輸入端作為所述干冷機(jī)組的第一輸入端；所述干冷功能單元的輸出端與所述第一開關(guān)閥的第一端連接，其中，所述第一開關(guān)閥的第二端作為所述干冷機(jī)組的第二輸出端；所述干冷功能單元的輸出端作為所述干冷機(jī)組的第三輸出端；

16、所述干冷功能單元用于通過管外自然風(fēng)或強(qiáng)制空氣對管內(nèi)冷卻水進(jìn)行冷卻；所述第一開關(guān)閥用于在制冷模式下導(dǎo)通所在管路，以及用于在自然制冷或制熱模式下截?cái)嗨诠苈贰?/p>

17、可選的，所述干冷機(jī)組還包括：輔助換熱單元，所述輔助換熱單元設(shè)置在所述干冷功能單元與所述第一開關(guān)閥之間，所述輔助換熱單元接入自然水冷源，所述輔助換熱單元用于在所述制冷模式或所述自然制冷或制熱模式下，所述自然水冷源的溫度小于流經(jīng)所述干冷功能單元的冷卻水的溫度時(shí)，將所述自然水冷源與所述冷卻水進(jìn)行換熱，降低所述冷卻水的溫度。

18、可選的，所述的換電站液冷系統(tǒng)還包括充電樁儲能模塊，

19、所述充電樁儲能模塊的輸入端與所述第一管路轉(zhuǎn)接模塊連接，所述充電樁儲能模塊用于在所述制熱模式下提供流經(jīng)充電樁的循環(huán)通路，利用所述充電樁的工作產(chǎn)熱對所述冷卻水進(jìn)行加熱，并將加熱的所述冷卻水進(jìn)行存儲；

20、所述充電樁儲能模塊的輸出端與所述分區(qū)接口模塊連接，所述充電樁儲能模塊還用于在所述制熱模式下，將加熱的所述冷卻水輸出至所述分區(qū)接口模塊。

21、可選的，所述充電樁儲能模塊包括儲能水箱和第二開關(guān)閥；所述第二開關(guān)閥的第一端與所述第一管路轉(zhuǎn)接模塊連接，所述第二開關(guān)閥的第二端與所述儲能水箱的輸入端連接，其中，所述第二開關(guān)閥與所述儲能水箱之間的冷卻水流經(jīng)所述充電樁；

22、所述儲能水箱的輸出端與所述第二開關(guān)閥的第一端連接；所述第二開關(guān)閥與所述儲能水箱之間的管路引出一輸出端作為所述充電樁儲能模塊的輸出端；所述第二開關(guān)閥用于所述充電樁儲能模塊在儲能模式下導(dǎo)通所在管路。

23、可選的，所述換電站液冷系統(tǒng)還包括第一檢測單元；所述第一檢測單元設(shè)置在所述電池系統(tǒng)側(cè)出水端，所述第一檢測單元用于檢測出水溫度；當(dāng)所述第一檢測單元檢測到所述出水溫度大于制冷預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述換電站液冷系統(tǒng)進(jìn)入所述制冷模式；當(dāng)所述第一檢測單元檢測到所述出水溫度小于制熱預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述換電站液冷系統(tǒng)進(jìn)入所述制熱模式；

24、和/或，

25、所述換電站液冷系統(tǒng)還包括第二檢測單元；所述第二檢測單元設(shè)置在所述干冷機(jī)組所在環(huán)境，所述第二檢測單元用于檢測所述所在環(huán)境的環(huán)境溫度；當(dāng)所述第二檢測單元檢測到所述環(huán)境溫度大于節(jié)能預(yù)設(shè)溫度時(shí)，所述換電站液冷系統(tǒng)進(jìn)入所述自然制冷或制熱模式；

26、和/或，

27、所述換電站液冷系統(tǒng)還包括第三檢測單元，所述第三檢測單元用于檢測所述儲能水箱的溫度；當(dāng)所述儲能水箱的溫度小于預(yù)設(shè)儲能溫度時(shí)，所述充電樁儲能模塊進(jìn)入所述儲能模式；當(dāng)所述儲能水箱的溫度大于或等于預(yù)設(shè)儲能溫度時(shí)，所述充電樁儲能模塊進(jìn)入輔助制熱模式。

28、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種換電站液冷系統(tǒng)控制方法，由本發(fā)明任意實(shí)施例的所述換電站液冷系統(tǒng)執(zhí)行，所述換電站液冷系統(tǒng)，包括：熱泵機(jī)組、干冷機(jī)組、分區(qū)接口模塊和第一管路轉(zhuǎn)接模塊；

29、所述方法包括：

30、在制冷模式或制熱模式下，所述第一管路轉(zhuǎn)接模塊連通電池系統(tǒng)側(cè)出水端和所述熱泵機(jī)組之間的管路，所述電池系統(tǒng)側(cè)出水端輸出的冷卻水通過所述熱泵機(jī)組冷卻或加熱后，由所述熱泵機(jī)組輸出至所述分區(qū)接口模塊，所述冷卻水經(jīng)所述分區(qū)接口模塊進(jìn)入指定區(qū)域的管路；

31、在自然制冷或制熱模式下，所述第一管路轉(zhuǎn)接模塊連通所述電池系統(tǒng)側(cè)出水端和所述干冷機(jī)組之間的管路，以及連通所述干冷機(jī)組和所述分區(qū)接口模塊之間的管路，所述電池系統(tǒng)側(cè)出水端輸出的冷卻水通過所述干冷機(jī)組自然冷卻后，由所述干冷機(jī)組輸出至所述分區(qū)接口模塊。

32、可選的，所述換電站液冷系統(tǒng)還包括充電樁儲能模塊；

33、所述方法包括：

34、所述充電樁儲能模塊提供流經(jīng)充電樁的循環(huán)通路，利用所述充電樁的工作產(chǎn)熱對所述冷卻水進(jìn)行加熱，并將加熱的所述冷卻水進(jìn)行存儲；

35、在所述制熱模式下，所述充電樁儲能模塊將加熱的所述冷卻水輸出至所述分區(qū)接口模塊。

36、本發(fā)明實(shí)施例提供的換電站液冷系統(tǒng)，通過設(shè)置熱泵機(jī)組、干冷機(jī)組、分區(qū)接口模塊和第一管路轉(zhuǎn)接模塊，利用第一管路轉(zhuǎn)接模塊切換不同的循環(huán)管路，可以實(shí)現(xiàn)制冷和制熱模式的應(yīng)用，通過熱泵機(jī)組和干冷機(jī)組的配合對換電站的配套設(shè)施進(jìn)行溫度控制，并且還可以利用干冷機(jī)組實(shí)現(xiàn)自然制冷模式和自然制熱模式，使電池系統(tǒng)側(cè)的冷卻水直接與室外側(cè)環(huán)境實(shí)現(xiàn)熱交換，從而減少對外部能源的依賴，降低系統(tǒng)電能的消耗，增加換電站液冷系統(tǒng)的耐候性和環(huán)境適應(yīng)性。