CN116508194A - 换热装置、充电桩、换热控制方法和车辆 - Google Patents

换热装置、充电桩、换热控制方法和车辆 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种换热装置、充电桩、换热控制方法和车辆，涉及电动车领域，用于降低电动车中的电池组的热失控风险。换热装置包括：控制器、至少一个内部冷却源以及第一换热器，第一换热器用于对电池组进行降温；第一换热器包括外部腔体和至少一个内部腔体，外部腔体和内部腔体相互之间无连通；至少一个内部腔体与至少一个内部冷却源连通以流动内部冷却液；外部腔体用于与换热装置外部的外部冷却源连通以流动外部冷却液；控制器用于获取电池组的温度，根据电池组的温度控制电源对电池组充电，并控制至少一个内部冷却源和外部冷却源的运行。

Description

换热装置、充电桩、换热控制方法和车辆 技术领域
本申请涉及电动车领域，尤其涉及一种换热装置、充电桩、换热控制方法和车辆。
背景技术
目前，电动车中的电池组主要依靠电动车自带的换热装置进行冷却散热，电动车中的电池组在进行快速充电时发热量很大，特别是在采用超大功率快充时，传统电池的换热装置很难满足电池组温控需求，如果换热装置无法对电池组有效进行降温，电池组可能产生自燃***等热失控风险。
发明内容
本申请实施例提供一种换热装置、充电桩、换热控制方法和车辆，用于降低电动车中的电池组的热失控风险。
为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供了一种换热装置，包括：控制器、至少一个内部冷却源以及第一换热器，第一换热器用于对电池组进行降温；第一换热器包括外部腔体和至少一个内部腔体，外部腔体和内部腔体相互之间无连通；至少一个内部腔体与至少一个内部冷却源连通以流动内部冷却液；外部腔体用于与换热装置外部的外部冷却源连通以流动外部冷却液；控制器用于获取电池组的温度，根据电池组的温度控制电源对电池组充电，并控制至少一个内部冷却源和外部冷却源的运行。
本申请实施例提供的换热装置，在换热装置中包括至少一个内部冷却源以及与电池组接触的换热器，换热器中包括相互之间无连通的外部腔体和至少一个内部腔体，至少一个内部腔体与至少一个内部冷却源连通以流动内部冷却液，外部腔体用于与换热装置外部的外部冷却源连通以流动外部冷却液，通过外部冷却源来帮助内部冷却源对电池组进行降温，降低电池组热失控风险。
在一种可能的实施方式中，至少一个内部冷却源包括水冷源、空调和第一水泵中的至少一个；其中，水冷源指利用冷却液与外界通过热对流进行热交换的装置；空调指利用压缩机使冷却液产生气液变化来实现热交换的装置。本申请不限定内部冷却源的种类和数量。
在一种可能的实施方式中，至少一个内部腔体包括第一腔体，至少一个内部冷却源包括水冷源、空调、第二换热器，水冷源和空调分别通过管道与第二换热器连通，水冷源还与第一腔体连通。第一腔体将电池组产生的热量一部分传递至第二换热器，并在第二换热器将热量传递至空调，第一腔体将电池组产生的热量另一部分传递至水冷源。
在一种可能的实施方式中，至少一个内部腔体包括第一腔体，至少一个内部冷却源包括水冷源、空调、第二换热器，水冷源、空调和第一腔体分别通过管道与第二换热器连通。第一腔体将电池组产生的热量传递至第二换热器，并在第二换热器将热量传递至水冷源和空调。
在一种可能的实施方式中，至少一个内部腔体包括第一腔体和第二腔体，至少一个内部冷却源包括水冷源和空调，空调与第一腔体连通，水冷源与第二腔体连通。第一腔体将电池组产生的热量传递至空调，第二腔体将电池组产生的热量传递至水冷源。
在一种可能的实施方式中，至少一个内部腔体还包括第三腔体，第一水泵与第三腔体连通。第一水泵用于驱动冷却液在第一换热器中流动以实现电池组的均温。
在一种可能的实施方式中，第一换热器包括与电池组接触的第一板型结构，至少一个内部腔体和外部腔***于第一板型结构中，至少一个内部腔体和外部腔体可以间隔分布，以便对电池组均匀降温。至少一个内部腔体和外部腔体为蜂窝状结构，在保证第一板型结构的强度的同时，还可以增大换热面积。
在一种可能的实施方式中，第一换热器包括与电池组接触的第一板型结构和第二板型结构，至少一个内部腔***于第一板型结构中，外部腔***于第二板型结构中。由于不必考虑至少一个内部腔体和外部腔体间隔分布，所以结构设计更简单。至少一个内部腔体和外部腔体可以为蜂窝状结构，在保证第一板型结构和第二板型结构的强度的同时，还可以增大换热面积。
在一种可能的实施方式中，至少一个内部腔体用于容纳电池组。由于电池组直接浸入至少一个内部腔体的内部冷却液中，内部冷却液的热传导效果比空气更好，因此可以实现更好散热。
在一种可能的实施方式中，控制器具体用于：当电池组的最高温度大于或等于第一门限时，控制电源停止对电池组充电，并控制至少一个内部冷却源以及外部冷却源运行；或者，当电池组的最高温度大于或等于第二门限并且小于第一门限时，控制电源对电池组充电，并控制至少一个内部冷却源以及外部冷却源运行；或者，当电池组的最高温度小于第二门限时，控制电源对电池组充电，并控制至少一个内部冷却源停止运行，控制外部冷却源运行。即优先通过外部冷却源对电池组进行制冷，以降低至少一个内部冷却源的负荷。
在一种可能的实施方式中，控制器具体用于：当电池组的最高温度大于或等于第一门限时，控制电源停止对电池组充电，并控制至少一个内部冷却源以及外部冷却源运行，并获取电池组的发热量；或者，当电池组的发热量大于外部冷却源的制冷量时，控制至少一个内部冷却源和外部冷却源运行；或者，当电池组的发热量小于或等于外部冷却源的制冷量时，控制至少一个内部冷却源停止运行，控制外部冷却源运行。即优先通过外部冷却源对电池组进行制冷，以降低至少一个内部冷却源的负荷。
第二方面，提供了一种换热控制方法，应用于如第一方面及其任一实施方式所述的换热装置，该方法包括：获取电池组的温度，根据电池组的温度控制电源对电池组充电，并控制换热装置中的至少一个内部冷却源和换热装置以外的外部冷却源的运行。
在一种可能的实施方式中，根据电池组的温度控制电源对电池组充电，并控制换热装置中的至少一个内部冷却源和换热装置以外的外部冷却源的运行，包括：当电池组的最高温度大于或等于第一门限时，控制电源停止对电池组充电，并控制至少一个内部冷却源以及外部冷却源运行；或者，当电池组的最高温度大于或等于第二门限并且小于第一门限时，控制电源对电池组充电，并控制至少一个内部冷却源以及外部冷却源运行；或者，当电池组的最高温度小于第二门限时，控制电源对电池组充电，并 控制至少一个内部冷却源停止运行，控制外部冷却源运行。
在一种可能的实施方式中，根据电池组的温度控制电源对电池组充电，并控制换热装置中的至少一个内部冷却源和换热装置以外的外部冷却源的运行，包括：当电池组的最高温度大于或等于第一门限时，控制电源停止对电池组充电，并控制至少一个内部冷却源以及外部冷却源运行，并获取电池组的发热量；或者，当电池组的发热量大于外部冷却源的制冷量时，控制至少一个内部冷却源和外部冷却源运行；或者，当电池组的发热量小于或等于外部冷却源的制冷量时，控制至少一个内部冷却源停止运行，控制外部冷却源运行。
第三方面，提供了一种充电桩，包括控制器、电源、外部冷却源、供电接口、通信接口以及热交换接口，控制器，用于通过通信接口从车辆接收控制命令，根据控制命令控制电源通过供电接口对车辆的电池组进行充电，以及，根据控制命令控制外部冷却源通过热交换接口与车辆交换冷却液，冷却液用于对电池组进行降温。
本申请实施例提供的充电桩，通过外部冷却源来帮助对电池组进行降温，降低电池组热失控风险。
在一种可能的实施方式中，控制器，还用于通过通信接口向车辆发送外部冷却源的制冷量。以便车辆确定是否需要外部冷却源运行以及是否需要外部冷却源满负荷运行。
在一种可能的实施方式中，供电接口、通信接口中的至少一个与热交换接口位于不同连接器中。可以防止热交换接口流出的冷却液与供电接口或通信接口接触，使充电过程更安全。
第四方面，提供了一种换热控制方法，应用于如第三方面及其任一实施方式所述的充电桩，该方法包括：通过通信接口从车辆接收控制命令；根据控制命令控制电源通过供电接口对车辆的电池组进行充电，以及，根据控制命令控制外部冷却源通过热交换接口与车辆交换冷却液，冷却液用于对电池组进行降温。
在一种可能的实施方式中，还包括：向车辆发送外部冷却源的制冷量。
第五方面，提供了一种车辆，包括如第一方面及其任一实施方式所述的换热装置以及电池组，换热装置中的第一换热器与电池组接触。
第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在控制器上被执行时，使得控制器执行如第二方面及其任一实施方式所述的方法，或者，执行如第四方面及其任一实施方式所述的方法。
第七方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当指令在控制器上被执行时，使得控制器执行如第二方面及其任一实施方式所述的方法，或者，执行如第四方面及其任一实施方式所述的方法。
关于第二方面、第五方面及其任一实施方式的技术效果参照第一方面及其任一实施方式的技术效果。关于第四方面的技术效果参照第三方面及其任一实施方式的技术效果。关于第六方面及其任一实施方式的技术效果和第七方面及其任一实施方式的技术效果参照第一方面及其任一实施方式的技术效果，或者，参照第三方面及其任一实施方式的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种换热***的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种换热装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种第一换热器的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种第一换热器的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的又一种第一换热器的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种至少一个内部冷却源的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种至少一个内部冷却源的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种至少一个内部冷却源的导通管路的示意图；
图9为本申请实施例提供的另一种至少一个内部冷却源的导通管路的示意图；
图10为本申请实施例提供的另一种至少一个内部冷却源的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的又一种至少一个内部冷却源的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的一种换热控制方法的流程示意图；
图13为本申请实施例提供的另一种换热控制方法的流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，本申请实施例涉及的术语“第一”、“第二”等仅用于区分同一类型特征的目的，不能理解为用于指示相对重要性、数量、顺序等。
本申请实施例涉及的术语“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本申请实施例涉及的术语“耦合”、“连接”应做广义理解，例如，可以指物理上的直接连接，也可以指通过电子器件实现的间接连接，例如通过电阻、电感、电容或其他电子器件实现的连接。
如前文所述的，传统的电动车在快速充电时发热量很大，特别是在采用超大功率快充时，传统电池的换热装置很难满足电池组温控需求，如果换热装置无法对电池组有效进行降温，电池组可能产生自燃***等热失控风险。生产厂商为了实现超大功率快充，将电池组的换热装置设计成具有超高散热性能。而电动车在正常驾驶时电池组的发热量却很小，造成换热装置设计冗余并提高了生产成本。而且，在严苛工况下，传统的电池组的换热装置主要依靠空调来对电池组进行制冷，提高了空调噪音并且降低了乘员舱的制冷效果。另外，传统的电池组的换热装置在严苛工况下散热能力有限，电池组易集聚热量，为保证安全会降低充电功率，造成充电时间过长，影响驾驶体验。
为此，本申请实施例提供的换热装置、充电桩、换热控制方法和车辆，在对电池组进行充电时，通过外接充电桩中的冷却源来帮助对电动车中的电池组进行制冷，从而降低电动车中的电池组的热失控风险。在保证对电池组的制冷效果的前提下降低电动车中换热装置的设计规格，降低生产成本，满足未来快充的散热需求。并且由于主要依赖充电桩中的冷却源来对电池组进行制冷，所以可以降低电动车上空调的噪音，并减小了在充电时对空调的制冷效果的影响。另外，由于充电桩中的冷却源制冷效果比车上安装的换热装置的制冷效果更好，因此不会降低充电功率，从而缩短充电时间，提高驾驶体验。
如图1所示，本申请实施例提供了一种换热***10，包括车辆11和充电桩12。其中，车辆11包括电池组112以及与电池组112接触的换热装置111。充电桩12包括第一控制器120、电源121、外部冷却源122以及至少一个连接器123。外部冷却源122可以为水冷源或者空调等。
充电桩12可以通过至少一个连接器123与车辆11连接，至少一个连接器123包括供电接口1231、通信接口1232以及热交换接口1233，供电接口1231和通信接口1232中的至少一个与热交换接口1233可以位于同一连接器123或位于不同连接器123中，当供电接口1231和通信接口1232中的至少一个与热交换接口1233位于不同连接器123中时，可以防止热交换接口1233流出的冷却液与供电接口1231或通信接口1232接触，使充电过程更安全。其中，充电桩12中的第一控制器120分别与电源121和外部冷却源122连接，第一控制器120还通过通信接口1232与换热装置111连接；充电桩12中的电源121通过供电接口1231与电池组112连接；充电桩12中的外部冷却源122通过热交换接口1233与车辆11中的换热装置111连接。
第一控制器120可以执行本申请实施例的换热控制方法，通过通信接口1232从车辆11中的换热装置111接收控制命令，根据控制命令来控制电源121通过供电接口1231向车辆11供电，从而对车辆11的电池组112进行充电，以及，根据控制命令控制外部冷却源122通过热交换接口1233与车辆11中的换热装置111交换冷却液，从而在对电池组112充电时帮助电池组112降温。
如图2所示，换热装置111包括：第二控制器23、至少一个内部冷却源22以及与电池组112接触的第一换热器21。
至少一个内部冷却源22可以包括空调221、水冷源222以及第一水泵223中的至少一个。水冷源222指利用冷却液与外界通过热对流进行热交换的装置(在高温处吸热，在低温处放热)，适用于电池组112的温度高于环境温度的场景；空调221指利用压缩机使冷却液产生气液变化来实现热交换的装置(在低温处吸热，在高温处放热)，不仅适用于电池组112的温度高于环境温度的场景，还适用于环境温度高于电池组112的温度的场景；第一水泵223用于驱动冷却液在第一换热器21中流动以实现电池组112的均温。
第一换热器21包括至少一组内部接口(例如第一进口IN1和第一出口OUT1)、外部接口(例如第二进口IN2和第二出口OUT2)，以及，相互之间无连通的外部腔体212和至少一个内部腔体211，即至少一个内部腔体211之间无连通，外部腔体212和至少一个内部腔体211之间也无连通，也就是说，各腔体之间是独立的。需要说明的是，本申请中涉及的接口(包括进口和出口)无方向性，即进口可以作为出口，出口可以作为进口。
至少一个内部腔体211通过至少一组内部接口与至少一个内部冷却源22连通以流动内部冷却液，即至少一个内部冷却源22通过流动的内部冷却液与第一换热器21的至少一个内部腔体211进行热交换，从而实现对电池组112降温。外部腔体212通过外部接口以及单向阀24与换热装置111外部的(位于充电桩12中)外部冷却源122连通以流动外部冷却液，即外部冷却源122通过流动的外部冷却液与外部腔体212进行热交换，从而实现对电池组112降温，其中单向阀24用于调节外部冷却液的流量， 为简化附图在其他附图中未示出。由于外部腔体212和至少一个内部腔体211相互之间无连通，使得内部冷却液之间以及内部冷却液和外部冷却液之间在物理上隔离，各冷却液之间不会互相污染。
第二控制器23可以执行本申请实施例的换热控制方法，与第一控制器120通信(例如向第一控制器120发送控制命令)，通过第一控制器120控制电源121对电池组112进行充电，控制至少一个内部冷却源22的运行，以及，通过第一控制器120控制外部冷却源122的运行，从而对电池组112进行降温。
下面示例性地对第一换热器21的几种可能结构进行说明：
示例性的，图3示出了一种第一换热器21的结构，第一换热器21包括与电池组112接触的第一板型结构31，至少一组内部接口(例如第一进口IN1和第一出口OUT1)和外部接口(例如第二进口IN2和第二出口OUT2)设置在第一板型结构31上，至少一个内部腔体211和外部腔体212位于第一板型结构31中，至少一个内部腔体211和外部腔体212可以间隔分布，以便对电池组112均匀降温。图3中示出的至少一个内部腔体211和外部腔体212可以为蜂窝状结构，在保证第一板型结构31的强度的同时，还可以增大换热面积。
示例性的，图4示出了另一种第一换热器21的结构，第一换热器21包括与电池组112接触的第一板型结构41和第二板型结构42，至少一个内部腔体211位于第一板型结构41中，至少一组内部接口(例如第一进口IN1和第一出口OUT1)设置在第一板型结构41上，外部腔体212位于第二板型结构42中，外部接口(例如第二进口IN2和第二出口OUT2)设置在第二板型结构42上。图4中示出的至少一个内部腔体211和外部腔体212可以为蜂窝状结构，在保证第一板型结构31和第二板型结构42的强度的同时，还可以增大换热面积。相对于图3所示的第一换热器21的结构，图4所示的第一换热器21的结构由于不必考虑至少一个内部腔体211和外部腔体212间隔分布，所以结构设计更简单。
示例性的，图5示出了又一种第一换热器21的结构，第一换热器21为盒状的壳体中空结构，第一换热器21的壳体包括侧板51、底板52和顶板(图中未示出)，侧板51、底板52和顶板封闭后形成至少一个内部腔体211。至少一组内部接口(例如第一进口IN1和第一出口OUT1)通过壳体的任一侧(例如侧板51、底板52或顶板)连通至少一个内部腔体211。电池组112(包括电芯53、极耳54和铜板55)位于至少一个内部腔体211中并浸入内部冷却液中，内部冷却液为绝缘液体。壳体的至少一侧(即侧板51、底板52和顶板中的至少一个)是中空的，从而形成外部腔体212，外部接口(例如第二进口IN2和第二出口OUT2)通过壳体连接外部腔体212。由于电池组112直接浸入内部冷却液中，内部冷却液的热传导效果比空气更好，因此可以实现更好散热。
下面示例性地对至少一个内部冷却源22的几种可能结构进行说明。需要说明的是，下面至少一个内部冷却源22的任一结构均可以与前文所述的第一换热器21的任一结构相结合：
示例性的，图6示出了一种至少一个内部冷却源22的结构，包括水冷源、空调、第二换热器64和第二水泵68。第一换热器21的至少一个内部腔体包括第一腔体2111。 水冷源、空调和第一腔体2111分别通过管道与第二换热器64连通，其中，第一腔体2111通过至少一组内部接口(例如第一进口IN1和第一出口OUT1)与第二换热器64连通。第一腔体2111将电池组112产生的热量传递至第二换热器64，并在第二换热器64将热量传递至水冷源和空调。此时，第一换热器21可以采用图5所示的结构。该至少一个内部冷却源22和第一换热器21的结构可以避免各种冷却液之间互相污染。
其中，水冷源包括散热器62、第一风扇66和第三水泵69，散热器62通过第三水泵69与第二换热器64连通以流动冷却液(例如水)，从而实现散热器62与第二换热器64的热交换，第一风扇66用于通过加快空气对流来加快散热器62的散热。
其中，空调包括冷凝器61、压缩机65、第一膨胀阀70，可选的，还可以包括蒸发器63、第二膨胀阀71和第二风扇67，蒸发器63和第二风扇67通常位于驾驶舱用于对驾驶舱进行制冷。冷凝器65通过压缩机65和第二膨胀阀71与蒸发器63连通以流动冷却液(此时为制冷剂)，冷凝器65还通过压缩机65和第一膨胀阀70与第二换热器64连通以流动冷却液，一部分制冷剂在蒸发器63吸热气化，另一部分制冷剂在第二换热器64吸热气化，气化后的制冷剂经过压缩机65压缩后在冷凝器61液化以放热，重新流回蒸发器63和第二换热器64。第二换热器64还通过第二水泵68与第一腔体2111连通以流动冷却液。
示例性的，图7示出了另一种至少一个内部冷却源22的结构，包括水冷源、空调、第二换热器64。第一换热器21的至少一个内部腔体包括第一腔体2111。水冷源和空调分别通过管道与第二换热器64连通，水冷源还与第一腔体2111连通，其中，第一腔体2111通过至少一组内部接口(例如第一进口IN1和第一出口OUT1)与水冷源连通。第一腔体2111将电池组112产生的热量一部分传递至第二换热器64，并在第二换热器64将热量传递至空调，第一腔体2111将电池组112产生的热量另一部分传递至水冷源。
其中，水冷源包括散热器62、第一风扇66、第二水泵68以及三通阀72，散热器62和第一腔体2111通过三通阀72和第二水泵68与第二换热器64连通以流动冷却液，从而实现散热器62、第二换热器64和第一换热器21的热交换，第一风扇66用于通过空气对流加快散热器62的散热。关于空调的描述见图6相关描述，在此不再重复。
如图8所示，如果第二控制器23控制三通阀72将第二换热器64与第一换热器21之间的管路导通，并控制第一膨胀阀70将冷凝器61与第二换热器64之间的管路导通，则可以形成图8中粗实线所示的两个环路，此时电池组112的制冷主要依靠外部冷却源122来实现，因此可以降低至少一个内部冷却源22的负荷，例如降低空调负荷和空调噪声，提升乘员舱舒适性。如图9所示，如果第二控制器23控制三通阀72将第二换热器64与第一换热器21之间的管路导通，并控制第一膨胀阀70将冷凝器61与第二换热器64之间的管路关闭，则可以形成图9中粗实线所示的一个环路，此时电池组112的制冷完全依靠外部冷却源122来实现，不会影响到空调对乘员舱的制冷，可以降低空调负荷和空调噪声，提升乘员舱舒适性。
示例性的，图10示出了另一种至少一个内部冷却源22的结构，包括水冷源、空调。第一换热器21的至少一个内部腔体包括第一腔体2111和第二腔体2112。空调通过至少一组内部接口(例如第一进口IN1和第一出口OUT1)与第一腔体2111连通， 水冷源通过至少一组内部接口(例如第三进口IN3和第三出口OUT3)与第二腔体2112连通。第一腔体2111将电池组112产生的热量传递至空调，第二腔体2112将电池组112产生的热量传递至水冷源。
其中，水冷源包括散热器62、第一风扇66、第二水泵68以及三通阀72，散热器62和第一腔体2111通过三通阀72和第二水泵68与第二腔体2112连通以流动冷却液，从而实现散热器62和第一换热器21的热交换，第一风扇66用于通过空气对流加快散热器62的散热。
其中，空调包括冷凝器61、压缩机65、第一膨胀阀70，可选的，还可以包括蒸发器63、第二膨胀阀71和第二风扇67，蒸发器63和第二风扇67通常位于驾驶舱用于对驾驶舱进行制冷。冷凝器65通过压缩机65和第二膨胀阀71与蒸发器63连通以流动冷却液(此时为制冷剂)，冷凝器65还通过压缩机65和第一膨胀阀70与第一腔体2111连通以流动冷却液，一部分制冷剂在蒸发器63吸热气化，另一部分制冷剂在第一腔体2111吸热气化，气化后的制冷剂经过压缩机65压缩后在冷凝器61液化以放热，重新流回蒸发器63和第一腔体2111。
示例性的，图11示出了又一种至少一个内部冷却源22的结构，包括水冷源、空调和第一水泵223。第一换热器21的至少一个内部腔体包括第一腔体2111、第二腔体2112和第三腔体2113。空调通过至少一组内部接口(例如第一进口IN1和第一出口OUT1)与第一腔体2111连通，水冷源通过至少一组内部接口(例如第三进口IN3和第三出口OUT3)与第二腔体2112连通，第一水泵223通过至少一组内部接口(例如第四进口IN4和第四出口OUT4)与第三腔体2113连通。第一腔体2111将电池组112产生的热量传递至空调，第二腔体2112将电池组112产生的热量传递至水冷源，第一水泵223驱动冷却液在第一换热器21中流动以实现电池组112的均温。
其中，水冷源包括散热器62、第一风扇66、第二水泵68，散热器62和第一腔体2111通过第二水泵68与第二腔体2112连通以流动冷却液，从而实现散热器62和第一换热器21的热交换，第一风扇66用于通过空气对流加快散热器62的散热。关于空调的描述见图10中的相关描述，在此不再重复。
需要说明的是，图11中的第一水泵223同样可以适用于图6-图10中的场景。
下面示例性地描述第二控制器23如何通过第一控制器120控制电源121对电池组112充电，控制至少一个内部冷却源22的运行，以及，通过第一控制器120控制外部冷却源122的运行，来对电池组112进行降温。如图12所示，第二控制器23和第一控制器120可以执行如下换热控制方法：
S101、当电池组112的最高温度t大于或等于第一门限T1时，第二控制器23控制电源121停止对电池组112充电，控制至少一个内部冷却源22和外部冷却源122运行。
电池组112的多个部位安装温度传感器，第二控制器23可以通过这些传感器实时获取电池组112的最高温度。
在电源121对电池组112进行快速充电前，如果电池组112的最高温度过高，继续对电池组112进行快速充电则会存在很大风险，因此，第二控制器23控制至少一个内部冷却源22运行，以及，向充电桩12中的第一控制器120发送控制命令，由第一 控制器120根据控制命令控制外部冷却源122运行。
特别地，第二控制器23可以控制至少一个内部冷却源22满负荷运行，以及，向充电桩12中的第一控制器120发送控制命令，由第一控制器120根据控制命令控制外部冷却源122满负荷运行。其中，第二控制器23控制至少一个内部冷却源22满负荷运行可以包括以下至少一项：例如，第二控制器23控制空调、水冷源和第一水泵全部运行，控制空调为最大功率运行，控制水冷源的三通阀为最大开度，控制前文所述的第一水泵、第二水泵、第三水泵为最大转速，控制外部冷却源122满负荷运行包括控制单向阀最大开度，控制外部冷却源122最大功率运行等，以尽快对电池组112进行降温。
S102、当电池组112的最高温度大于或等于第二门限T2并且小于第一门限T1时，第二控制器23控制电源121对电池组112充电，控制至少一个内部冷却源22和外部冷却源122运行。
当电池组112的最高温度降低至第一门限以下时，第二控制器23才向充电桩12中的第一控制器120发送控制命令，由第一控制器120根据控制命令控制电源121对电池组112进行充电。此时，第二控制器23根据当前电池组112的最高温度确定(例如查表)当前时刻允许的最大充电功率，并向充电桩12中的第一控制器120发送控制命令，由第一控制器120根据控制命令来控制电源121的充电功率。
当开始对电池组112充电后，如果电池组112的最高温度仍较高，则第二控制器23依然控制至少一个内部冷却源22和外部冷却源122运行，来对电池组112进行降温。
特别地，当电池组112的最高温度大于或等于第三门限T3并且小于第一门限T1时，第二控制器23控制至少一个内部冷却源22和外部冷却源122满负荷运行，以尽快对电池组112进行降温。关于第二控制器23如何控制至少一个内部冷却源22和外部冷却源122满负荷运行的描述见步骤S101的描述。当电池组112的最高温度大于或等于第二门限T2并且小于第三门限T3时，第二控制器23控制至少一个内部冷却源22以部分负荷运行，并控制外部冷却源122满负荷运行，可以降低至少一个内部冷却源22的负荷，例如降低空调负荷和空调噪声，提升乘员舱舒适性。
其中，第二控制器23控制至少一个内部冷却源22以部分负荷运行可以包括以下至少一项：例如，第二控制器23控制空调、水冷源和第一水泵中的至少一个不运行或以部分负荷运行，控制空调为非最大功率运行，控制水冷源的三通阀不为最大开度，控制前文所述的第一水泵、第二水泵、第三水泵中的至少一个不为最大转速等。
S103、当电池组112的最高温度小于第二门限T2时，第二控制器23控制电源121对电池组112充电，控制至少一个内部冷却源22停止运行，控制外部冷却源122运行。
特别地，当电池组112的最高温度小于第二门限T2时，第二控制器23可以控制至少一个内部冷却源22停止运行，控制外部冷却源122以部分负荷运行，第二控制器23可以向充电桩12中的第一控制器120发送控制命令，由第一控制器120根据控制命令控制外部冷却源122以部分负荷运行，例如，控制外部冷却源122不以最大功率运行，控制外部冷却源122间隔时间运行，控制单向阀不为最大开度等，从而达到节能的目的。
该步骤可以释放至少一个内部冷却源22的负荷，至少一个内部冷却源22可以停止运行以降低噪声，或者，至少一个内部冷却源22负荷可以完全用于乘员舱的制冷，提升乘员舱舒适性。
需要说明的是，在执行完步骤S103后重新从步骤S101开始执行。
或者，如图13所示，第二控制器23可以执行如下换热控制方法：
S201、当电池组112的最高温度t大于或等于第一门限T1时，第二控制器23控制电源121停止对电池组112充电，控制至少一个内部冷却源22以及外部冷却源122运行，并获取电池组112的发热量q。
在不同的充电功率下，电池组112的发热量也不同，充电功率与发热量之间的关系进行标定从而得到表，第二控制器23通过查表即可以确定在不同充电功率下电池组112的发热量。其他内容参照步骤S101。
S202、当电池组112的发热量q大于外部冷却源122的制冷量Qo时，第二控制器23控制电源121对电池组112充电，并控制至少一个内部冷却源22以及外部冷却源122运行。
可以在生成电动车时对至少一个内部冷却源22的运行状态以及制冷量进行标定从而得到表，第二控制器23通过查表即可以确定至少一个内部冷却源22在不同运行状态下(例如满负荷或部分负荷)的制冷量。第二控制器23可以通过与充电桩12中的第一控制器120通信来获取外部冷却源122在不同运行状态下的制冷量。
当电池组112的发热量q大于外部冷却源122的制冷量Qo时，第二控制器23向充电桩12中的第一控制器120发送控制命令，由第一控制器120根据控制命令控制电源121对电池组112进行充电。此时，第二控制器23根据当前电池组112的最高温度确定(例如查表)当前时刻允许的最大充电功率，并向充电桩12中的第一控制器120发送控制命令，由第一控制器120根据控制命令来控制电源121的充电功率。
特别地，当电池组112的发热量q大于或等于至少一个内部冷却源22的制冷量Qi与外部冷却源122的制冷量Qo之和(Qi+Qo)时，第二控制器23可以控制至少一个内部冷却源22满负荷运行，并控制外部冷却源122满负荷运行。当电池组112的发热量q大于外部冷却源122的制冷量Qo并且小于至少一个内部冷却源22的制冷量Qi与外部冷却源122的制冷量Qo之和(Qi+Qo)时，第二控制器23可以控制至少一个内部冷却源22以部分负荷运行，控制外部冷却源122满负荷运行。
即优先通过外部冷却源122对电池组112进行制冷，以降低至少一个内部冷却源22的负荷。其他内容参照步骤S102。
S203、当电池组112的发热量q小于或等于外部冷却源122的制冷量Qo时，控制至少一个内部冷却源22停止运行，控制外部冷却源122运行。
特别地，当电池组112的发热量q小于外部冷却源122的制冷量Qo时，第二控制器23可以控制至少一个内部冷却源22停止运行，控制外部冷却源122以部分负荷运行。该步骤可以参照步骤S103。
本申请实施例提供的换热装置、充电桩、换热控制方法和车辆，在换热装置中包括至少一个内部冷却源以及与电池组接触的换热器，换热器中包括相互之间无连通的外部腔体和至少一个内部腔体，至少一个内部腔体与至少一个内部冷却源连通以流动 内部冷却液，外部腔体用于与换热装置外部的外部冷却源连通以流动外部冷却液，通过外部冷却源来帮助内部冷却源对电池组进行降温，降低电池组热失控风险。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在控制器上被执行时，使得控制器执行图12或图13中的方法。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当指令在控制器上被执行时，使得控制器执行图12或图13中的方法。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个设备，或者也可以分布到多个设备上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个设备中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个设备中。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质 可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

  1. 一种换热装置，其特征在于，包括：
    控制器、至少一个内部冷却源以及第一换热器，所述第一换热器用于对电池组进行降温；
    所述第一换热器包括外部腔体和至少一个内部腔体，所述外部腔体和所述内部腔体相互之间无连通；所述至少一个内部腔体与所述至少一个内部冷却源连通以流动内部冷却液；所述外部腔体用于与所述换热装置外部的外部冷却源连通以流动外部冷却液；
    所述控制器用于获取所述电池组的温度，根据所述电池组的温度控制电源对所述电池组充电，并控制所述至少一个内部冷却源和所述外部冷却源的运行。
  2. 根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述至少一个内部冷却源包括水冷源、空调和第一水泵中的至少一个；其中，所述水冷源指利用冷却液与外界通过热对流进行热交换的装置；所述空调指利用压缩机使冷却液产生气液变化来实现热交换的装置。
  3. 根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述至少一个内部腔体包括第一腔体，所述至少一个内部冷却源包括所述水冷源、所述空调、第二换热器，所述水冷源和所述空调分别通过管道与所述第二换热器连通，所述水冷源还与所述第一腔体连通。
  4. 根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述至少一个内部腔体包括第一腔体，所述至少一个内部冷却源包括所述水冷源、所述空调、第二换热器，所述水冷源、所述空调和所述第一腔体分别通过管道与所述第二换热器连通。
  5. 根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，所述至少一个内部腔体包括第一腔体和第二腔体，所述至少一个内部冷却源包括所述水冷源和所述空调，所述空调与所述第一腔体连通，所述水冷源与所述第二腔体连通。
  6. 根据权利要求3-5任一项所述的换热装置，其特征在于，所述至少一个内部腔体还包括第三腔体，所述第一水泵与所述第三腔体连通。
  7. 根据权利要求1-6任一项所述的换热装置，其特征在于，所述第一换热器包括与所述电池组接触的第一板型结构，所述至少一个内部腔体和所述外部腔***于所述第一板型结构中。
  8. 根据权利要求1-6任一项所述的换热装置，其特征在于，所述第一换热器包括与所述电池组接触的第一板型结构和第二板型结构，所述至少一个内部腔***于所述第一板型结构中，所述外部腔***于所述第二板型结构中。
  9. 根据权利要求1-6任一项所述的换热装置，其特征在于，所述至少一个内部腔体用于容纳所述电池组。
  10. 根据权利要求1-9任一项所述的换热装置，其特征在于，所述控制器具体用于：
    当所述电池组的最高温度大于或等于第一门限时，控制所述电源停止对所述电池组充电，并控制所述至少一个内部冷却源以及所述外部冷却源运行；或者，
    当所述电池组的最高温度大于或等于第二门限并且小于所述第一门限时，控制所述电源对所述电池组充电，并控制所述至少一个内部冷却源以及所述外部冷却源运行； 或者，
    当所述电池组的最高温度小于所述第二门限时，控制所述电源对所述电池组充电，并控制所述至少一个内部冷却源停止运行，控制所述外部冷却源运行。
  11. 根据权利要求1-9任一项所述的换热装置，其特征在于，所述控制器具体用于：
    当所述电池组的最高温度大于或等于第一门限时，控制所述电源停止对所述电池组充电，并控制所述至少一个内部冷却源以及所述外部冷却源运行，并获取所述电池组的发热量；或者，
    当所述电池组的发热量大于所述外部冷却源的制冷量时，控制所述至少一个内部冷却源和所述外部冷却源运行；或者，
    当所述电池组的发热量小于或等于所述外部冷却源的制冷量时，控制所述至少一个内部冷却源停止运行，控制所述外部冷却源运行。
  12. 一种换热控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-11任一项所述的换热装置，所述方法包括：
    获取电池组的温度，根据所述电池组的温度控制电源对所述电池组充电，并控制所述换热装置中的至少一个内部冷却源和所述换热装置以外的外部冷却源的运行。
  13. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据所述电池组的温度控制电源对所述电池组充电，并控制所述换热装置中的至少一个内部冷却源和所述换热装置以外的外部冷却源的运行，包括：
    当所述电池组的最高温度大于或等于第一门限时，控制所述电源停止对所述电池组充电，并控制所述至少一个内部冷却源以及所述外部冷却源运行；或者，
    当所述电池组的最高温度大于或等于第二门限并且小于所述第一门限时，控制所述电源对所述电池组充电，并控制所述至少一个内部冷却源以及所述外部冷却源运行；或者，
    当所述电池组的最高温度小于所述第二门限时，控制所述电源对所述电池组充电，并控制所述至少一个内部冷却源停止运行，控制所述外部冷却源运行。
  14. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据所述电池组的温度控制电源对所述电池组充电，并控制所述换热装置中的至少一个内部冷却源和所述换热装置以外的外部冷却源的运行，包括：
    当所述电池组的最高温度大于或等于第一门限时，控制所述电源停止对所述电池组充电，并控制所述至少一个内部冷却源以及所述外部冷却源运行，并获取所述电池组的发热量；或者，
    当所述电池组的发热量大于所述外部冷却源的制冷量时，控制所述至少一个内部冷却源和所述外部冷却源运行；或者，
    当所述电池组的发热量小于或等于所述外部冷却源的制冷量时，控制所述至少一个内部冷却源停止运行，控制所述外部冷却源运行。
  15. 一种充电桩，其特征在于，包括控制器、电源、外部冷却源、供电接口、通信接口以及热交换接口，
    所述控制器，用于通过所述通信接口从车辆接收控制命令，根据所述控制命令控制所述电源通过所述供电接口对所述车辆的电池组进行充电，以及，根据所述控制命 令控制所述外部冷却源通过所述热交换接口与所述车辆交换冷却液，所述冷却液用于对所述电池组进行降温。
  16. 根据权利要求15所述的充电桩，其特征在于，所述控制器，还用于通过所述通信接口向所述车辆发送所述外部冷却源的制冷量。
  17. 根据权利要求15或16所述的充电桩，其特征在于，所述供电接口、所述通信接口中的至少一个与所述热交换接口位于不同连接器中。
  18. 一种换热控制方法，其特征在于，包括：
    通过通信接口从车辆接收控制命令；
    根据所述控制命令控制电源通过供电接口对所述车辆的电池组进行充电，以及，根据控制命令控制外部冷却源通过热交换接口与所述车辆交换冷却液，所述冷却液用于对所述电池组进行降温。
  19. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括：
    向所述车辆发送所述外部冷却源的制冷量。
  20. 一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的换热装置以及电池组，所述换热装置中的第一换热器与所述电池组接触。
  21. 一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在控制器上被执行时，使得所述控制器执行如权利要求12-14任一项所述的方法，或者，执行如权利要求18或19所述的换热控制方法。
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