CN216015490U - 换电柜及换电*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种换电柜及换电***，换电柜包括电池柜、电池架和排气装置，在相邻电池仓之间的第一隔件内设置散热风道，散热风道连通于通风道，外界空气可通过进风口进入通风道并流经散热风道，最后从出风口排出，由此，空气通过散热风道带走电池辐射于第一隔件以及电池仓内的热量，实现对电池仓的散热，从而间接地对电池仓内的电池进行散热，能够有效避免粉尘污染电池，且换电柜经由排气装置的作用实现主动进风、出风，实现风冷散热，散热效率高，结构简单。具有上述换电柜的换电***也具有上述优点，另外，换电***通过光伏发电模块实现清洁能源的使用，提高了换电***的灵活性和便利性。

Description

换电柜及换电***

技术领域

本申请涉及电力技术领域，尤其涉及一种换电柜及换电***。

背景技术

换电柜是为电动车提供能源的基础设施，主要是提供充电电池以供用户更换使用。通常换电柜内部具有用于存放电池的电池仓，电池仓连接充电模块，能够对置于电池仓中的电池进行充电，电池在充电时会产生大量的热量，若不能对其有效散热，则影响换电柜的安全性能。

目前的换电柜，一些有效的散热方式包括空冷、液冷和风冷，其中：空冷方式散热性能较差，在换电柜内部配置电池仓数量较多的情况下，难以满足散热需求；液冷方式结构复杂且成本高；风冷方式能够主动散热，以满足散热需求，并且结构简单，但目前采用风冷方式的换电柜，内部风道设计不合理，电池易被随外界空气进入柜内的粉尘污染，而影响电池性能，且换电柜内部积尘也将影响散热效率。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请实施例提出一种换电柜，采用风冷散热方式，能有效避免粉尘污染电池。

本申请实施例还提出一种包括上述换电柜的换电***。

根据本申请第一方面实施例的换电柜，包括：

电池柜，内部具有容纳腔，所述电池柜开设有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口分别连通于所述容纳腔；

电池架，设置于所述容纳腔中，且所述电池架和所述容纳腔的腔壁之间具有通风道，所述进风口连通于所述通风道，所述电池架包括箱体，所述箱体的内部排列设置有多个第一隔件，相邻所述第一隔件与所述箱体的箱壁之间形成用于容纳电池的电池仓，所述第一隔件的内部设置有散热风道，所述箱体的箱壁对应于各所述散热风道处分别开设有第一开口和第二开口，所述第一开口连通于所述通风道和所述散热风道，所述第二开口连通于所述出风口和所述散热风道；

排气装置，在所述出风口处连接于所述电池柜，所述排气装置用于排出所述散热风道中的空气。

本申请第一方面实施例的换电柜，至少具有如下有益效果：在相邻电池仓之间的第一隔件内设置散热风道，散热风道连通于通风道，外界空气通过进风口进入通风道并流经散热风道，最后从出风口排出，由此，空气通过散热风道带走电池辐射于第一隔件以及电池仓内的热量，实现对电池仓的散热，从而间接地对电池仓内的电池进行散热，能够有效避免空气直接接触电池，防止粉尘污染电池，且换电柜经由排气装置的作用实现主动进风出风，实现风冷散热，散热效率高，结构简单。

根据本申请的一些实施例，所述电池柜包括侧壁和顶壁，所述侧壁设置于所述电池架的周围，所述顶壁设置于所述电池架的顶部，所述侧壁和所述顶壁合围形成所述容纳腔，所述侧壁和所述电池架之间具有间隙，形成所述通风道。

根据本申请的一些实施例，所述侧壁围绕于所述电池架的全部周围，所述进风口开设于所述侧壁，所述出风口开设于所述顶壁；或者，所述侧壁对应于所述电池架的其中一侧具有敞口，形成所述进风口。

根据本申请的一些实施例，所述箱体的箱壁对应于各所述散热风道处分别开设有多个所述第一开口。

根据本申请的一些实施例，各所述箱体中的多个所述第一隔件沿上下方向层叠设置。

根据本申请的一些实施例，所述进风口、所述出风口、所述第一开口和所述第二开口的至少之一中设置有防尘结构。

根据本申请的一些实施例，所述电池架包括多个间隔排列的所述箱体，相邻的两个所述箱体之间间隔形成中部空腔，两个所述箱体之间连接有一对第二隔件，一对所述第二隔件之间限定出排气风道，两个所述箱体相互朝向的箱壁上开设有所述第二开口，各所述第二开口分别连通于所述排气风道，所述出风口连通于所述排气风道，两个所述箱体相互背离的箱壁上开设有所述第一开口，所述第一开口连通于所述通风道。

根据本申请的一些实施例，所述电池仓具有供电池进出的仓口，所述仓口朝向所述中部空腔，两个所述箱体之间的宽度能够容纳至少一个电池。

根据本申请第二方面实施例的换电***，包括如上述第一方面实施例所述的换电柜，还包括光伏发电模块，所述光伏发电模块电连接于所述换电柜，用于为所述排气装置和/或所述换电柜中的电池提供电能。

本申请第二方面实施例的换电***，至少具有如下有益效果：通过光伏发电模块为电池柜提供电能，光伏发电模块能够利用光能产生电能，发电方式安全、清洁，且对环境要求低，由此形成具有较高灵活性的换电***。

根据本申请的一些实施例，所述光伏发电模块包括太阳能电池板，所述太阳能电池板倾斜地设置于所述电池柜的顶部。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请一个实施例的换电柜的立体结构示意图；

图2为图1所示实施例中的部分结构分解示意图；

图3为图2所示实施例中的电池架的结构示意图；

图4为图1所示实施例的换电柜的A-A截面剖视图；

图5为图1所示实施例的换电柜的B-B截面剖视图；

图6为另一实施例的换电柜的一个剖视图；

图7为本申请一个实施例的换电***的结构示意图；

图8为图7所示实施例的侧视图。

附图标记：

电池柜100，容纳腔101，进风口102，出风口103，通风道104，中部空腔105，侧壁120，敞口121，顶壁130；

电池架200，电池仓201，箱体210，第一隔件211，散热风道212，第一开口213，第二开口214，第二隔件215，排气风道216，箱壁217；

排气装置300，电池400，筛网500；

太阳能电池板600，支架700。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二等，只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

图1为本申请一个实施例的换电柜的立体结构示意图，图2为图1所示实施例中的部分结构分解示意图，同时参考图1和图2，本申请第一方面实施例提供了一种换电柜，包括电池柜100、电池架200和排气装置300，电池柜100内部具有容纳腔101，电池架200设置于电池柜100的容纳腔101中，用于放置电池400。电池柜100开设有进风口102和出风口103，进风口102和出风口103分别连通于容纳腔101，排气装置300设置于出风口103处，用于排风，排气装置300工作时，电池柜100容纳腔101内部的气压变小，由此，外界空气能够通过进风口102进入容纳腔101。

图3为图2所示实施例中的电池架200的结构示意图，图4为图1所示实施例的换电柜的A-A截面剖视图，图5为图1所示实施例的换电柜的B-B截面剖视图，同时参考图3至图5，电池架200和容纳腔101的部分或全部腔壁之间具有通风道104，进风口102连通于通风道104，因此，电池柜100外界的空气能够通过进风口102进入通风道104。电池架200包括用于承载电池400的箱体210，箱体210的内部排列设置有多个第一隔件211，相邻第一隔件211和箱体210的箱壁之间合围形成电池仓201，电池400可以放置于电池仓201中。其中，第一隔件211内设置有散热风道212，箱体210的箱壁上对应于各散热风道212处分别开设有第一开口213和第二开口214，第一开口213连通于通风道104和散热风道212，第二开口214连通于出风口103和散热风道212。外界空气通过进风口102进入通风道104并流经散热风道212，最后从出风口103排出，由此，空气通过散热风道212带走电池400辐射于第一隔件211以及电池仓201内的热量，实现对电池仓201的散热，从而间接地对电池仓201内的电池400进行散热，能够有效避免空气直接接触电池400，防止粉尘污染电池400。排气装置300可以采用直流风扇，能够实现高效抽风，排气装置300在出风口103处连接于电池柜100，因此，排气装置300工作时，换电柜经由排气装置300的作用实现主动进风出风，从而能够将散热风道212中的空气排出，实现风冷散热，散热效率高，结构简单。

参考图1和图2，本申请实施例中，电池柜100包括侧壁120和顶壁130，侧壁120设置于电池架200的周围，顶壁130设置于电池架200的顶部，侧壁120和顶壁130合围形成容纳腔101，侧壁120和电池架200之间具有间隙，形成通风道104。

在一些实施例中，参考图5，侧壁120对应于电池架200的其中一侧具有敞口121，外界空气能够通过该敞口121进入容纳腔101中，由此该敞口121形成换电柜的进风口，空气进入侧壁120和电池架200之间的间隙后，通过第一开口213进入散热风道212，然后通过第二开口214流出散热通道，进入容纳腔101，并由排气装置300从出风口103排出。当然，在此基础上，侧壁120上也可以开设进风口102，也具有进风的作用。本实施例中，出风口103可以开设于侧壁120上，也可以开设于顶壁130上，出风口103连通于容纳腔101，即可在排气装置300的作用下形成从进风口102进入并流经散热通道，然后从出风口103流出的风流，从而将散热通道中的热空气排出。散热风道212设置于电池仓201之间的第一隔件211内，与电池仓201互不相通，因此，外界空气中混杂的粉尘无法进入电池仓201，从而有效避免电池400受粉尘污染的问题。

图6为另一实施例的换电柜的一个剖视图，参考图6，与图5所示实施例不同，本实施例的换电柜中，电池柜100的侧壁120围绕于电池架200的全部周围，顶壁130封盖于电池架200的顶部，由此形成相对封闭的容纳腔101，能够有效隔绝环境中的粉尘。侧壁120开设进风口102，进风口102连通于侧壁120和电池架200之间的通风道104，以实现进风，出风口103开设于顶壁130并连通于容纳腔101，从而在排气装置300的作用下，在容纳腔101内部形成气流。

在上述实施例中，箱体210的箱壁217上对应于各散热风道212处可分别开设多个第一开口213(参考图6)，可以增大散热风道212的进风量，有助于提高散热效率。

参考图2至图6，在一些实施中，电池架200包括多个间隔排列的箱体210，从而能够容纳更多的电池400。相邻的两个箱体210之间间隔形成中部空腔105，两个箱体210之间连接有一对第二隔件215，第二隔件215之间限定出排气风道216，两个箱体210相互朝向的箱壁217上开设有第二开口214，各第二开口214分别连通于排气风道216，出风口103连通于排气风道216，两个箱体210相互背离的箱壁217上开设有第一开口213，第一开口213连通于通风道104。由此，排气装置300工作时，外界冷空气能够通过进风口102进入通风道104，并通过各箱体210的各个第一开口213进入各个散热风道212，以对电池仓201进行降温，散热风道212中的热空气由第二开口214流入排气风道216，最后通过出风口103流出电池柜100外部，从而带走热量，实现散热。

图2至图6所示实施例以电池架200包括两个间隔设置的箱体210为例，各箱体210的多个第一隔件211沿上下方向层叠设置，进风口102开设于电池柜100沿箱体210排列方向的两侧侧壁120上，可以开设于该侧壁120的下半部，出风口103对应于排气风道216开设于电池柜100的顶壁130，形成上下方向布局的换电柜，能够在一定程度上节省占地面积。电池仓201具有供电池400进出的仓口，仓口朝向中部空腔105，两个箱体210之间的宽度能够容纳至少一个电池400，从而为电池400的取放提供了操作空间。在此基础上，可以根据实际的需求增设更多的箱体210，并且，根据各箱体210的布局，各相邻箱体210之间的排气风道216均可以连通于通风道104，并设置连通于通风道104的出风口103，从而通过排气装置300能够对各排气通道统一排风。也可以对应地在各相邻箱体210之间的排气风道216处分别设置出风口103和排气装置300，各排气风道216分别排风，可提高排气效率，从而提高散热效率。

在上述实施例中，进风口102、出风口103、第一开口213和第二开口214的至少之一中设置有防尘结构，能够对流经的空气进行一定程度的除尘，例如可以采用常规的筛网500。以进风口102为例，防尘结构可以包括框架和固定于框架上的筛网500，筛网500封盖于进风口102且框架通过可拆卸的方式连接于电池柜100的内侧或外侧或进风口102的边沿，由此，外界空气通过进风口102进入电池柜100内部时需流经筛网500，筛网500能够在一定程度上拦截部分粉尘，从而有效避免换电柜内部积尘而影响散热效果，同时避免换电柜内部积尘造成局部温度过高而带来的安全隐患。拆卸框架可以实现防尘结构的更换或拆洗维护。同理，出风口103、第一开口213和第二开口214上也可以采用上述方式设置防尘结构。

本申请第二方面实施例提供了一种换电***，图7为本申请一个实施例的换电***的结构示意图，图8为图7所示实施例的侧视图，参考图7和图8，本申请第二方面实施例的换电***，包括如上述第一方面实施例的换电柜，还包括光伏发电模块，光伏发电模块电连接于换电柜，用于为换电柜提供电能。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，能够利用光能产生电能，属于清洁能源，并已经得到广泛的应用。光伏发电模块包括控制器、逆变器和太阳能电池板600，采用光伏发电技术，利用光能产生电能为换电柜供电，例如，光伏发电模块可用于为排气装置300提供电能，或者为换电柜内的电池提供电能；或者，光伏发电模块可用于为排气装置300和换电柜内的电池均提供电能；光伏发电模块的使用，可在一定程度上减少换电***的接线布置，并且发电方式安全、清洁，对环境影响小，由此，换电***具有较高灵活性，能够在户外多种场合搭建，能够提高用户换电的便利性。

在上述实施例中，光伏发电模块电连接于排气装置300，用于对排气装置300供电，从而无需额外对排气装置300布线。具体实施时，可根据预设的方式对排气装置300通电或断电，例如，可以采用设定时间间歇式地对排气装置300通电，实现间歇式主动排气散热；也可以采用温控的方式，通过温度传感器感应换电柜内部温度到达设定值时对排气装置300通电，从而启动排气装置300实现主动排气散热。在夏天光线较强的时候，光伏发电模块采用MPPT寻优，实现能源的高效利用。多余的电能也可以用于为换电柜内的电池充电。

在一些实施例中，太阳能电池板600倾斜地设置于电池柜100的顶部，具体可以采用支架700支撑形成设定角度的倾斜，能够避免雨雪堆积而影响太阳能电池板600对光能的转换。

由上述实施例可知，本申请实施的换电柜及换电***，通过对电池架的风冷散热，实现电池的有效散热，并且能够有效防止粉尘的污染，从而保证换电柜的安全性和稳定性。另外，换电***通过光伏发电模块实现清洁能源的使用，提高了换电***的灵活性和便利性。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.换电柜，其特征在于，包括：

电池柜，内部具有容纳腔，所述电池柜开设有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口分别连通于所述容纳腔；

电池架，设置于所述容纳腔中，且所述电池架和所述容纳腔的腔壁之间具有通风道，所述进风口连通于所述通风道，所述电池架包括箱体，所述箱体的内部排列设置有多个第一隔件，相邻所述第一隔件与所述箱体的箱壁之间形成用于容纳电池的电池仓，所述第一隔件的内部设置有散热风道，所述箱体的箱壁对应于各所述散热风道处分别开设有第一开口和第二开口，所述第一开口连通于所述通风道和所述散热风道，所述第二开口连通于所述出风口和所述散热风道；

排气装置，在所述出风口处连接于所述电池柜，所述排气装置用于排出所述散热风道中的空气。

2.根据权利要求1所述的换电柜，其特征在于，所述电池柜包括侧壁和顶壁，所述侧壁设置于所述电池架的周围，所述顶壁设置于所述电池架的顶部，所述侧壁和所述顶壁合围形成所述容纳腔，所述侧壁和所述电池架之间具有间隙，形成所述通风道。

3.根据权利要求2所述的换电柜，其特征在于，所述侧壁围绕于所述电池架的全部周围，所述进风口开设于所述侧壁，所述出风口开设于所述顶壁；或者，所述侧壁对应于所述电池架的其中一侧具有敞口，形成所述进风口。

4.根据权利要求1所述的换电柜，其特征在于，所述箱体的箱壁对应于各所述散热风道处分别开设有多个所述第一开口。

5.根据权利要求1所述的换电柜，其特征在于，各所述箱体中的多个所述第一隔件沿上下方向层叠设置。

6.根据权利要求1所述的换电柜，其特征在于，所述进风口、所述出风口、所述第一开口和所述第二开口的至少之一中设置有防尘结构。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的换电柜，其特征在于，所述电池架包括多个间隔排列的所述箱体，相邻的两个所述箱体之间间隔形成中部空腔，两个所述箱体之间连接有一对第二隔件，一对所述第二隔件之间限定出排气风道，两个所述箱体相互朝向的箱壁上开设有所述第二开口，各所述第二开口分别连通于所述排气风道，所述出风口连通于所述排气风道，两个所述箱体相互背离的箱壁上开设有所述第一开口，所述第一开口连通于所述通风道。

8.根据权利要求7所述的换电柜，其特征在于，所述电池仓具有供电池进出的仓口，所述仓口朝向所述中部空腔，两个所述箱体之间的宽度能够容纳至少一个电池。

9.换电***，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的换电柜，还包括光伏发电模块，所述光伏发电模块电连接于所述换电柜，用于为所述排气装置和/或所述换电柜中的电池提供电能。

10.根据权利要求9所述的换电***，其特征在于，所述光伏发电模块包括太阳能电池板，所述太阳能电池板倾斜地设置于所述电池柜的顶部。

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