CN107371355B - 用于电动汽车快速充电桩的冷却板散热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于电动汽车快速充电桩的冷却板散热系统，要解决的技术问题是传统的风冷方式存在成本高、占用充电桩内部空间大、噪音大、使用寿命短、冷却效果差。本发明包括充电模块壳体、风冷散热器、载冷剂冷却器、主管，充电模块壳体内部设有电路板和冷却板，冷却板外部与充电模块壳体之间充有导热油，冷却板内部充有载冷剂，主管上设有并联连接的支管I和支管II，其中支管I穿过风冷散热器、支管II穿过载冷剂冷却器。采用上述技术方案后的本发明采用冷却板的方式给充电模块散热，防止导热油的流动冲击电路板的电器元件；对载冷剂散热时采用风冷散热器和载冷剂冷却器配合使用，达到资源的最佳整合利用。

Description

用于电动汽车快速充电桩的冷却板散热系统
技术领域
本发明涉及电动汽车设备，具体涉及一种用于电动汽车快速充电桩的冷却板散热系统。
背景技术
近几年电动汽车发展迅猛，电动汽车充电桩的分布也越来越广泛。电动汽车充电桩在工作时，电路板会产生大量的热量，约占充电桩电量的5%~6%。而随着快速充电技术的发展，充电桩的充电容量也越来越大。因此，充电桩内产生的热量将高达几个千瓦甚至十多个千瓦。而热量的不断积聚，整个充电桩内部的温度会快速升高，将严重影响充电桩内部电路板的高效稳定运行，加剧电子元件的老化，降低电动汽车的充电效率，甚至可能存在火灾的隐患出现。
目前市场上的电动汽车充电桩采用风冷直接冷却的方式进行散热，一方面由于充电桩内部的热量比较大，需要采用多个小风机同时进行散热，另一方面，空气直接进入到充电桩的充电模块，空气中含有的灰尘、水分、盐分等杂质会沉积在电子元件表面，降低电子元件的散热效率和使用寿命。综合来看，传统的风冷方式存在成本高、占用充电桩内部空间大、噪音大、使用寿命短、冷却效果差等缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是传统的风冷方式存在成本高、占用充电桩内部空间大、噪音大、使用寿命短、冷却效果差，提供一种结构简单、加工方便、散热效果好的用于电动汽车快速充电桩的冷却板散热系统。
为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种用于电动汽车快速充电桩的冷却板散热系统，包括充电模块壳体、风冷散热器、载冷剂冷却器、主管，充电模块壳体内部设有电路板和冷却板，冷却板外部与充电模块壳体之间充有导热油，冷却板内部充有载冷剂，主管的两端分别与冷却板的载冷剂进口和载冷剂出口相连，主管上设有并联连接的支管I和支管II，其中支管I穿过风冷散热器、支管II穿过载冷剂冷却器。
所述的支管I上设有电磁阀I，支管II上设有电磁阀II，主管上、主管与充电模块壳体载冷剂进口连接端设有载冷剂循环泵。
所述的充电模块壳体内设有温度传感器，温度传感器与控制器的输入端相连，电磁阀I、电磁阀II、风冷散热器开关和载冷剂冷却器开关、载冷剂循环泵开关均和控制器的输出端相连。
所述的导热油为绝缘导热油，所述的载冷剂为乙二醇或软化水。
所述冷却板为矩形冷却板或圆筒形冷却板。
所述支管I穿过风冷散热器处为管翅式结构。
所述的支管II穿过载冷剂冷却器处为套管结构或盘管结构，载冷剂冷却器的壳体通过管道与制冷系统相连，载冷剂在支管II内流动，制冷系统的制冷剂在壳体内流动。
所述的制冷剂为R22制冷剂或R410A制冷剂。
所述的电路板对称设置。
本发明采用冷却板的方式给充电模块散热，由导热油将热量传递给冷却板后再由载冷剂带走，防止导热油的流动冲击电路板的电器元件，保护电路板；对充电模块壳体内的温度进行实时监测并控制，有效防止充电模块壳体内温度过高，保证充电桩内部电路板的高效稳定运行；对载冷剂散热时采用风冷散热器和载冷剂冷却器配合使用，达到资源的最佳整合利用；结构简单、加工方便、设备成熟可靠，在有效保证充电模块在合理温度范围内工作的同时，最大限度的降低工作能耗。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明控制系统图；
图3是本发明支管和壳体相配合的立体结构示意图；
图4是本发明支管和壳体相配合的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图4所示，本发明包括充电模块壳体1、风冷散热器4、载冷剂冷却器9、主管33，充电模块壳体1内部设有电路板11和冷却板3，冷却板3外部与充电模块壳体1之间充有导热油2，冷却板3内部充有载冷剂35，主管33的两端分别与冷却板3的载冷剂进口和载冷剂出口相连，主管33上设有并联连接的支管I31和支管II32，其中支管I31穿过风冷散热器4、支管II32穿过载冷剂冷却器9。本发明所述的载冷剂冷却器9是以载冷剂为换热介质的冷却器，导热油2在充电模块壳体1内起到导热作用，导热油2将电路板11发出的热量传导至冷却板3并由载冷剂带出充电模块壳体1；载冷剂与电路板11不直接接触，载冷剂更换方便；导热油在充电模块壳体1内仅仅起到传热作用，不发生流动，防止导热油流动对充电模块壳体1内的电子元件产生冲击，防止损坏电子元件，延长充电桩的使用寿命。载冷剂在冷却板内流动，并吸收通过导热油传递到冷却板上的电子元件的热量。根据充电模块壳体内环境温度的不同，冷却充电模块后的载冷剂在充电模块壳体内环境温度较低的情况下，经过电磁阀I5流经风冷散热器4，经风冷散热器4散热后的载冷剂通过载冷剂循环泵10后流回充电模块壳体1；在充电模块壳体内环境温度较高的情况下，冷却充电模块后的载冷剂经过电磁阀II6流经载冷剂冷却器9，经载冷剂冷却器9冷却后的载冷剂通过载冷剂循环泵10流回充电模块壳体1内。降温后的载冷剂通过载冷剂循环泵加压进入充电模块壳体，进行又一次循环。
所述的支管I31上设有电磁阀I5，支管II32上设有电磁阀II6，主管33上、主管33与充电模块壳体1载冷剂进口连接端设有载冷剂循环泵10。
所述的充电模块壳体1内设有温度传感器12，温度传感器12与控制器7的输入端相连，电磁阀I5、电磁阀II6、风冷散热器4开关和载冷剂冷却器9开关、载冷剂循环泵10开关均和控制器7的输出端相连。载冷剂循环泵10开关均和控制器7的输出端相连。控制器7根据温度传感器的监测数据，控制电磁阀I5、电磁阀II6、风冷散热器4开关、载冷剂冷却器9开关和导热油循环泵10开关的通断，对充电模块壳体内环境温度进行实时监控。当温度传感器检测到充电模块壳体1内环境问题低于某一数值时，散热强度小，控制器控制开启电磁阀I5、风冷散热器4和导热油循环泵10，采用风冷散热，节约资源；当温度传感器检测到充电模块壳体1内环境问题高于某一数值时，散热强度大，控制器控制开启电磁阀II6、载冷剂冷却器9、导热油循环泵10，采用油冷散热，散热效果好。风冷散热器4和载冷剂冷却器9配合使用，达到资源的最佳整合利用。
所述的导热油2为绝缘导热油，所述的载冷剂35为乙二醇或软化水。防止充电模块壳体1内发生短路。载冷剂也可以是其它新型载冷剂，载冷剂在载冷剂冷却器9中吸收导热油3的热量后在制冷系统8中冷却放热。所述的制冷系统8为冷水机组、空调机组或者其它的制冷系统。
所述冷却板3为矩形冷却板或圆筒形冷却板。冷却板3设置为带状的矩形冷却板或圆筒形冷却板，冷却板3纵向贯穿整个充电模块壳体1，传热均匀，传热效果好。
所述支管I31穿过风冷散热器4处为管翅式结构。支管I31和支管II32中的导热油流经风冷散热器4和载冷剂冷却器9时热量被散掉。
所述的支管II32穿过载冷剂冷却器9处为套管结构或盘管结构，载冷剂冷却器9的壳体92通过管道与制冷系统8相连，载冷剂35在支管II32内流动，制冷系统8的制冷剂81在壳体92内流动。壳体92为环形管，支管II32套接在壳体92内且穿过壳体92，支管I31和支管II32在风冷散热器4和载冷剂冷却器9处设置为管翅式结构或盘管结构，增大换热面积，加快换热，
所述的制冷剂81为R22制冷剂或R410A制冷剂，也可以是其它新型制冷剂。所述的电路板11对称设置。

Claims (4)

1.一种用于电动汽车快速充电桩的冷却板散热系统，其特征在于：包括充电模块壳体（1）、风冷散热器（4）、载冷剂冷却器（9）、主管（33），充电模块壳体（1）内部设有电路板（11）和冷却板（3），冷却板（3）外部与充电模块壳体（1）之间充有导热油（2），冷却板（3）内部充有载冷剂（35），主管（33）的两端分别与冷却板（3）的载冷剂进口和载冷剂出口相连，主管（33）上设有并联连接的支管I（31）和支管II（32），其中支管I（31）穿过风冷散热器（4）、支管II（32）穿过载冷剂冷却器（9）；
所述支管I（31）穿过风冷散热器（4）处为管翅式结构；
支管II（32）穿过载冷剂冷却器（9）处为套管结构或盘管结构，载冷剂冷却器（9）的壳体（92）通过管道与制冷系统（8）相连，载冷剂（35）在支管II（32）内流动，制冷系统（8）的制冷剂（81）在壳体（92）内流动；
所述的电路板（11）对称设置；
所述的支管I（31）上设有电磁阀I（5），支管II（32）上设有电磁阀II（6），主管（33）上、主管（33）与充电模块壳体（1）载冷剂进口连接端设有载冷剂循环泵（10）；
所述的充电模块壳体（1）内设有温度传感器（12），温度传感器（12）与控制器（7）的输入端相连，电磁阀I（5）、电磁阀II（6）、风冷散热器（4）开关和载冷剂冷却器（9）开关、载冷剂循环泵（10）开关均和控制器（7）的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的用于电动汽车快速充电桩的冷却板散热系统，其特征在于：所述的导热油（2）为绝缘导热油，所述的载冷剂（35）为乙二醇或软化水。
3.根据权利要求2中任意一项所述的用于电动汽车快速充电桩的冷却板散热系统，其特征在于：所述冷却板（3）为矩形冷却板或圆筒形冷却板。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的用于电动汽车快速充电桩的冷却板散热系统，其特征在于：所述的制冷剂（81）为R22制冷剂或R410A制冷剂。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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CB03 Change of inventor or designer information
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Inventor after: Zhang Yeqiang

Inventor after: Wu Xuehong

Inventor after: He Yongning

Inventor after: Wang Yanling

Inventor after: Liu Xianfei

Inventor after: Niu Cong

Inventor before: Liu Xianfei

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GR01 Patent grant
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