用于对电动车辆电池进行快速充电的站制造技术

提供一种车辆充电站。所述车辆充电站包括：充电源，其提供电荷；冷却剂源，其提供冷却剂；以及连接器，其具有传递所述电荷的供电部和传递所述冷却剂的冷却剂供给部这两者。所述连接器能够连接至车辆。还提供了一种车辆充电站所用的连接器和一种电动车辆。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对电动车辆电池进行快速充电的站
本专利技术大体涉及电动车辆电池充电，更具体地涉及用于对电动车辆电池进行充电的站和方法。
技术介绍
在研发纯电动车辆(仅依靠电动车辆电池运行的电动车辆)时，与具有大众市场吸引力的还包括内燃机的混合动力电动车辆相比存在许多障碍。一个这种障碍是克服作为在车辆到达目的地之前电动车辆电池将用光电荷的担忧的“里程焦虑(rangeanxiety)”。特别是在交通速度可变的人口密集区域，实际里程随着驾驶员操作而改变，并且频繁地发现实际里程令人担忧地低于预期，而来自无动力外围设备的对电池的需求是恒定的(空调、供暖、照明等…)。即使电动车辆的用户在旅程开始时知晓电池的充电百分比，这种不断变化的里程也妨碍这些用户精确地规划他们的电动车辆的实际运输范围。为了减轻里程焦虑，已尝试通过增加每辆车的电池能量的量来扩大车辆的里程(即，“增程”)。然而，增加每辆车的电池能量的量受到在增加大型电动车辆电池的实际能量密度方面的进展缓慢所限制。另外，尽管使用混合动力电动车辆减轻了里程焦虑，但共同使用电动和燃烧驱动系统导致成本增加，而且无法实现针对零排放和零石油消耗的更广目标。
技术实现思路
提供一种车辆充电站。所述车辆充电站包括：充电源，用于提供电荷；冷却剂源，用于提供冷却剂；以及连接器，其具有用于传递所述电荷的供电部和用于传递所述冷却剂的冷却剂供给部这两者，并且所述连接器能够连接至车辆。还提供一种车辆充电站所用的连接器。所述连接器包括：供电部，用于传递电荷；以及冷却剂供给部，用于传递冷却剂，其中，所述连接器能够连接至车辆。还提供一种电动车辆。所述电动车辆包括：电池，用于向所述电动车辆的驱动系统供电；充电连接器用容座；在所述电池和所述容座之间的冷却剂导管；以及在所述电池和所述容座之间的电力连接。附图说明通过参考以下附图来说明本专利技术，其中：图1a示意性示出根据本专利技术的实施例的用于对电动车辆进行充电的快速充电站；图1b示意性示出用于对电动车辆进行充电的快速充电站的替代实施例；图2示出电动车辆电池的一个典型实施例；图3a示出根据本专利技术的一个实施例的连接器的轴向图；图3b示出根据本专利技术的另一实施例的连接器的轴向图；图4a示出根据本专利技术的实施例的包括冷却剂返回部的连接器的轴向图；图4b示出根据本专利技术的另一实施例的包括冷却剂返回部的连接器的轴向图；图5a示出根据本专利技术的一个实施例的用于与图3a所示的连接器相连接的容座的轴向图；图5b示出根据本专利技术的一个实施例的用于与图3b所示的连接器相连接的容座的轴向图；图5c示出根据本专利技术的另一实施例的容座的轴向图；图6a示出根据本专利技术的一个实施例的用于与图4a所示的连接器相连接的容座的轴向图；图6b示出根据本专利技术的一个实施例的用于与图4b所示的连接器相连接的容座的轴向图；以及图7针对以20分钟速率进行快速充电的三单元电池示出标绘电池温度相对于时间的图。具体实施方式由于难以确定电动车辆的可预测里程并且由于增加大型电动车辆电池的实际能量密度的进展缓慢，因此提高快速路边充电的可用性可以鼓励接受纯电动车辆。如这里所使用的路边被定义为离开公共道路可到达的任何位置。例如，根据如这里所使用的路边的定义，公众可到达的所有加油站均被视为路边。将快速路边充电的可用性与整夜充电(其本身由于无法扩大车辆在途中的里程因此无法减轻里程焦虑)相结合可以进一步提高纯电动车辆的便利性和吸引力。对纯电动车辆的更广泛接受可以实现如下规模经济，其中规模经济可以使电动车辆和对电动车辆电池进行充电所使用的基础能量的成本与传统的内燃驱动车辆或混合动力电动车辆相比减少。本专利技术的实施例提供高功率DC电源路边充电站，其中该高功率DC电源路边充电站能够连同用于使电动车辆电池在充电期间冷却的冷却剂一起针对每辆电动车传递高达300kW(例如，关于30kWh的电动车辆电池的6分钟充电)以上，以使得电池不会过热(例如，可以预期在6～12分钟的充电时间内生成高达50kW的热)。诸如使高电压电池的表面或外部冷却等的传统冷却技术可能无法使通过快速充电站对每辆车传递高达300kW以上所生成的热有效率地冷却。由于通过充电所生成的热主要是在电动车辆电池的内部生成的，因此使电动车辆电池的外表面冷却不够有效率，并且在电池堆自身内高的温度梯度可能导致电池损坏和不期望的温度上升造成的早期故障，这样增加了成本和电池的危险热失控的可能性。此外，本专利技术的实施例能够允许在高速率充电期间进行内部电池堆冷却的高效且安全的方法，并且可以提供独特且高度有效的通用热管理系统。另外，由于冷却剂和可选的热交换器位于电动车辆的外部并且是在充电期间施加的，因此这些实施例仅向电动车辆添加最小的车载体积和重量。与专门使用车载冷却系统的电动车辆相比，使冷却剂供给和热交换器位于电动车辆的外部可以扩大电动车辆的里程并且帮助减轻里程焦虑。有利地，可以修改现有的车载冷却剂系统以提供与本专利技术的再充电站的外部冷却剂供给的连接。图1a示意性示出根据本专利技术的实施例的用于对电动车辆20进行充电的快速充电站60。在优选实施例中，电动车辆例如是递交日期与本申请相同的、标题为RAPIDCHARGINGELECTRICVEHICLEANDMETHODANDAPPARATUSFORRAPIDCHARGING且代理人案号为617.1010的共同未决申请中所公开的电动车辆，其全部内容也通过引用包含于此。例如，可以根据递交日期与本申请相同的标题为SYSTEMANDMETHODFORRECHARGINGELECTRICVEHICLEBATTERIES且代理人案号为617.1008的共同未决申请中所公开的方法来对电动车辆20进行充电，其全部内容也通过引用包含于此。在本专利技术的优选实施例中，电动车辆20是包括对车辆20的驱动系统供电的电动车辆电池30但不包括内燃机的纯电动车辆。在替代实施例中，电动车辆20可以是混合动力电动车辆并且可以包括与电动车辆电池30协作工作的内燃机。车辆20可以包括控制器28，其中该控制器28连接至电动车辆电池30，用于判断电池30的状态并且用于相应地调节电池30的工作和充电。图2更详细地示出电动车辆电池30的一个典型实施例。电动车辆电池30可以是包括由多个内部通道34分隔开的多个电池单元32的模块化电池，其中这些内部通道34位于电池30内的单元32之间。优选地，通道34至少部分填充有多孔的可压缩互连器36，其中这些可压缩互连器36工作以提供相邻单元32之间的导电互连，同时还使得冷却剂能够在充电期间通过单元32之间的内部通道34以使单元32冷却。在优选实施例中，电池30是通过引用包含于此的美国专利公开号2009/0239130中所公开的电池，其中互连器36和单元32分别是以与美国专利公开号2009/0239130中所公开的互连器和平面单元模块相同的方式形成的。单元32各自包括正电极和负电极，其中正电极连接至正端子39并且负电极连接至负端子40。在维持使冷却剂在充电期间通过内部通道34以使单元32冷却所用的充足空间的情况下，可压缩互连器36可以由例如保持在可压缩弹性基质中的丝网、金属或碳纤维、或者交织导电垫等的材料制成，其中这些材料具有符合针对在相邻单元板模块表面之间的可压缩柔性电传导互连的要求的足够性能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆充电系统，包括：充电源，用于提供电荷；冷却剂源，用于提供冷却剂；连接器，其具有用于传递所述电荷的供电部和用于传递所述冷却剂的冷却剂供给部这两者；电动车辆，包括电池，所述电池包括多个平面单元和包围所述平面单元以将所述平面单元设置在堆中的外壳，所述外壳包括输入端和输出端，所述电动车辆还包括接收所述连接器的容座，用于使冷却剂从所述容座的冷却剂流入部流至所述外壳的输入端的冷却剂导管，以及在所述电池和所述容座之间的电力连接，所述连接器能够连接至所述车辆的容座从而在所述车辆中对所述电池进行充电，以及通过所述冷却剂导管将来自所述冷却剂源的冷却剂供给至所述外壳的输入端中从而在所述电池充电时对所述电池的所述平面单元进行冷却；以及控制器，用于接收所述电池的电池信息，以及对冷却剂从所述冷却剂源经过所述连接器至所述电池的流动进行控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.25 US 13/190,2251.一种车辆充电系统，包括：充电源，用于提供电荷；冷却剂源，用于提供冷却剂；连接器，其具有用于传递所述电荷的供电部和用于传递所述冷却剂的冷却剂供给部这两者；电动车辆，包括电池，所述电池包括多个平面单元和包围所述平面单元以将所述平面单元设置在堆中的外壳，所述外壳包括输入端和输出端，所述电动车辆还包括接收所述连接器的容座，用于使冷却剂从所述容座的冷却剂流入部流至所述外壳的输入端的冷却剂导管，以及在所述电池和所述容座之间的电力连接，所述连接器能够连接至所述车辆的容座从而在所述车辆中对所述电池进行充电，以及通过所述冷却剂导管将来自所述冷却剂源的冷却剂供给至所述外壳的输入端中从而在所述电池充电时对所述电池的所述平面单元进行冷却；以及控制器，用于接收所述电池的电池信息，以及对冷却剂从所述冷却剂源经过所述连接器至所述电池的流动进行控制。2.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述连接器包括壳体，所述壳体包括所述供电部和所述冷却剂供给部。3.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述供电部以无线方式间接地连接至所述车辆。4.根据权利要求3所述的车辆充电系统，其中，所述供电部以感应方式间接地连接至所述车辆。5.根据权利要求4所述的车辆充电系统，其中，所述供电部以磁共振方式间接地连接至所述车辆。6.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述连接器具有锁定件。7.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述连接器包括用于对锁定件进行控制的按钮。8.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述连接器包括致动器，所述致动器用于将所述电荷和所述冷却剂从所述连接器传递至所述车辆。9.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述连接器具有数据连接，所述数据连接用于将所述车辆连接至所述车辆充电系统，所述电池的电池信息通过所述数据连接传输至所述控制器。10.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，还包括处理器，所述处理器连接至计费系统和信用卡借记卡装置中的至少一个。11.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，还包括制冷单元，所述制冷单元用于使所述冷却剂冷却。12.根据权利要求1所述的车辆充电系统，其中，所述充电源以100kW以上对所述车辆的电池充电。13...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·K·戴尔，迈克尔·L·爱普斯顿，邓肯·科尔沃，
申请(专利权)人：照明能源有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US