[发明专利]具有气候控制的充电站

说明书

本发明题为“具有气候控制的充电站。”本公开提供了一种能够在对车辆的电池充电的同时生成并递送经调节的气流的充电站组件。该经调节的气流的温度和流速可基于环境条件和电池状态来控制。该经调节的气流可被朝向车辆制冷系统的外部热交换器引导以增强能力。该经调节的气流也可被导向至电池组，以通过附加通风系统直接冷却或加热。在炎热的环境条件下，充电站提供冷空气以有利于电池冷却。在寒冷的环境条件下，充电站提供热空气以有利于电池加热。该充电站组件将负载从车辆制冷系统转移到充电系统，从而改善了电池热管理能力，同时消除了对超大制冷系统的需要。

技术领域

本公开整体涉及汽车领域。更具体地讲，本公开涉及具有气候控制的车 辆充电站。虽然本文设想了电动车辆(EV)的充电，但是本公开也可应用 于其他电机和设备的充电。

背景技术

随着用于车辆的快速充电技术的快速发展，电池在充电期间的冷却需求 显著增加，从正常充电中的几kW增加到直流电快速充电(DCFC)中的潜 在15+kW。这样的大负载需要车辆的制冷系统的尺寸远高于标准配置，特别 是在炎热的环境中进行充电。例如，电动压缩机的排量可能必须从30+立方 厘米(cc)增加到40+cc或甚至50+cc。系统中的其余部件，诸如冷却器、 冷凝器和空调(AC)管线，均需要相应地放大尺寸。这不仅导致显著的开发和验证工作，而且引入了对于大多数用例而言通常过大的系统。由于较大 压缩机的效率下降和系统压降增大，新系统可能受到封装约束以及效率降低 (因此范围损失)的影响。另一方面，在寒冷的冬季，如果电池温度太低， 则可能减慢快速充电。这需要加热电池以实现足够的充电速率，从而加重了 车辆的加热系统的负担。在极冷的地区(低于-20℃)，增强的电池加热和 缩短的充电时间是尤其期望的。

本发明背景仅作为本公开原理的应用的示例性背景提供，并非旨在进行 限制。对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，本公开的原理可同样适 用于其他背景。

发明内容

为了解决上述挑战，本公开提供了一种能够在对车辆的电池充电的同时 生成并递送调节的气流的充电站组件。该经调节的气流的温度和流速可基于 环境条件和电池状态来控制。该经调节的气流可被朝向车辆制冷系统的外部 热交换器引导以增强能力。具体地讲，如果车辆配备有某个热泵系统，则可 通过来自穿过外部热交换器的外部经调节的气流的辅助来显著改善冷却能 力和加热能力两者。该经调节的气流也可被导向至电池组，以通过附加通风 系统直接冷却或加热。在炎热的环境条件下，充电站提供冷空气以有利于电池冷却。在寒冷的环境条件下，充电站提供热空气以有利于电池加热。这一 概念是将负载从车辆制冷系统转移到充电系统，从而改善了电池热管理能 力，同时消除了对超大制冷系统的需要。

在一个例示性实施方案中，本公开提供了一种充电站组件，该充电站组 件包括用于对车辆的电池充电的充电组件和用于生成经调节的气流的气候 控制组件。该气候控制组件可与充电组件集成，或者当集成变得不方便时(例 如由于充电组件的空间限制，或者由于现有充电组件设计的中断而导致成本 高昂)，该气候控制组件可独立地作为单独的零件。

在充电站组件的另一例示性实施方案中，该气候控制组件包括生成经调 节的气流的远程站和将经调节的气流从远程站递送到车辆的流体输送系统。

在充电站组件的又一例示性实施方案中，气候控制组件包括生成经调节 的冷却剂流的远程站、冷却剂-空气热交换器、联接到冷却剂-空气热交换器 的风扇组件，以及将经调节的冷却剂流从远程站递送到冷却剂-空气热交换 器的流体输送系统。

在充电站组件的又一例示性实施方案中，气候控制组件包括生成经调节 的气流的本地制冷单元。

在充电站组件的另一例示性实施方案中，该经调节的气流被朝向车辆制 冷系统的外部热交换器引导。

在充电站组件的又一例示性实施方案中，该经调节的气流被导向到车辆 的电池组以用于通过附加通风系统直接冷却或加热。