CN108579349B - 干燥空气发生器及充电桩、充电桩电路板除湿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于充电桩内电路板除湿的干燥空气发生器,包括空气滤清器、风扇和半导体制冷模块；风扇与冷端管道的上端，所述的空气滤清器与风扇连接；冷端管道的下端和热端管道的下端连接，构成U型风道；所述的U型风道底部开有排水口；半导体制冷模块固定在冷端管道和热端管道之间。本发明还公开了一种应用该干燥空气发生器的充电桩及电路板除湿方法。本发明可实现户外充电桩内电路板全天候不结露。

Description

干燥空气发生器及充电桩、充电桩电路板除湿方法

技术领域

本发明属于电动汽车充电桩技术领域，具体涉及一种干燥空气发生器及充电桩、充电桩电路板除湿方法。

背景技术

为了适应目前电动汽车的续航距离，电动汽车充电桩的布置必须有足够的密度，因此不可避免地有部分充电桩必须布置在户外甚至野外，实际运行中发现，户外空气温度和湿度达到一定条件：即周围空气的露点温度（T0）≥电路板表面温度（Tf）时，就会引起充电桩内的电路板（含有CPU等电子芯片）上凝露，绝缘性能下降，这是影响充电桩运行可靠性有害因素之一。

为了防止充电桩内电路板结露，以往采取过的措施有：1.将电路板置于密封盒中，这样能有效防潮防结露，但密封结构复杂成本高，且不利于散热；2.将密封盒改为半密封盒，用微型风扇向盒内鼓风，以利于盒内空气流通，实践证明，此方法可在户外空气凝露条件消失后加速驱散半密封盒中电路板上已凝露水，但在结露条件存在时，鼓风并不能防止凝露，有时甚至加速了凝露；3.在措施2基础上，让风扇鼓出的风经过化学干燥剂除湿后再鼓入电路板的半密封盒，此法效果优于措施2，缺点是化学干燥剂需经常更换，增加管理成本；4.在半密封盒内设置加热元件加热盒内电路板和空气，此方法可以有效防止电路板凝露，但和电路板上部分电子元器件的散热要求相冲突，应用受到限制。

随着新能源汽车尤其是电动汽车的兴起，电动汽车充电桩社会保有量急剧增多，合理解决上述户外充电桩电路板凝露问题，具有一定迫切性，具有一定的社会效益和经济效益。

发明内容

本发明的目的在于克服现有充电桩电路板除湿措施的缺点和不足，而提供一种基于半导体制冷技术的干燥空气发生器，用其制备的干燥空气吹拂电路板，实现户外充电桩内电路板全天候不结露。同时，还提供一种应用该干燥空气发生器的充电桩及电路板除湿方法。

用于充电桩内电路板除湿的干燥空气发生器, 包括空气滤清器、风扇和半导体制冷模块

所述的风扇与冷端管道的上端，所述的空气滤清器与风扇连接；

所述的冷端管道的下端和热端管道的下端连接，构成U型风道；所述的U型风道底部开有排水口；

所述的半导体制冷模块固定在冷端管道和热端管道之间。

进一步，所述的半导体制冷模块的制冷端和制热端分别与各自的散热片紧贴，冷端散热片置于冷端管道中，热端散热片置于热端管道中。

进一步，所述的半导体制冷模块设置为至少一个；当设置为多块时，并联或串联使用。

一种充电桩，应用上述的用于充电桩内电路板除湿的干燥空气发生器。

一种充电桩，包括充电桩主体部件，还包括机柜、充电桩电路板、干燥空气发生器和控制器；所述的充电桩主体部件、充电桩电路板、干燥空气发生器和控制器置于机柜内；

所述的充电桩电路板置于半密防护盒内，所述的充电桩电路板与充电桩主体部件连接；

所述的干燥空气发生器的干燥空气出口与半密防护盒的进气口对接；所述的控制器的输出端与干燥空气发生器中半导体制冷模块的电源输入导线以及风扇连接；

所述的控制器外接三个传感器，分别是空气温度传感器、周边空气湿度传感器和充电桩电路板表面温度传感器；所述的充电桩电路板表面温度传感器置于充电桩电路板上。

一种充电桩内电路板除湿方法，步骤如下：

充电桩内控制器根据传感器采集到的充电桩机柜内部的空气温度T和空气湿度H，计算出该时该地空气的露点温度T0；

然后将露点温度T0与充电桩电路板表面温度Tf进行比较，如果T0≥Tf，说明充电桩电路板的表面具备凝露条件，这时控制器启动干燥空气发生器；

空气由风扇鼓入冷端管道，接触冷端散热片，降温并冷凝出所含的水分，成为干燥的冷空气，继而进入热端管道，接触热端散热片，温度回升，成为干燥的、接近常温的空气，冷凝水由排水孔排出；

干燥空气连续送入充电桩电路板所在的半密封防护盒，不断置换盒内原有的空气，被置换的空气从排气孔排出，从而保证充电桩电路板表面干燥不凝露；

如果检测、计算、比较结果T0＜Tf，说明充电桩电路板20的表面不具备凝露条件，则关闭或不启动干燥空气发生器。

本发明克服了背景技术中所说明的几种防凝露措施的缺点，实现全天候有效地防止户外充电桩内电路板表面凝露，本发明的特殊效果在于，合理地运用半导体制冷模块，先将自然空气通过半导体制冷模块的制冷端，冷却、析出水分，再让所得的干冷空气通过同一模块的散热端，升温，得到干燥的、接近常温空气，用该接近常温的干燥空气鼓入充电桩内放置电路板的半密封盒，置换盒内原有的潮湿空气，达到防止电路板凝露的效果。

虽然冷的干燥空气鼓入半密封盒，也可以置换盒内原有的潮湿空气，达到对密封盒内部防潮除湿的目的，但是，冷的干燥空气鼓入半密封盒对盒内除湿的同时，会使得半密封盒外表面因降温而凝露，露水滴下影响充电桩内其他部件的安全，而用接近的常温干燥空气就不会有上述弊端。

此外，上述让冷却、去水过后的空气通过同一半导体制冷模块的散热端，冷空气获得热量、温度回升的同时，半导体制冷模块散热端温度下降，这实质是一个能量回馈过程，也就是说，理论上，消耗在模块上的能量只用于去除空气所含的水分，没有用于改变空气的温度，所以，本发明是节能高效的。

附图说明

图1是本发明干燥空气发生器的结构示意图。

图2是本发明半导体制冷模块的结构示意图

图3是本发明充电桩的结构连接示意图。

其中，1.空气滤清器，2.风扇，3.冷端管道，4.半导体制冷模块，5.热端管道，6.排水孔，7.冷端散热片，8.制冷端，9. 半导体制冷模块的电源输入导线，10.制热端，11. 热端散热片，12.充电桩的机柜，13.干燥空气发生器，14.控制器，15. 周边空气温度传感器，16.周边空气湿度传感器，17.电路板表面温度传感器，18.半密封防护盒，19.排气孔，20.充电桩的电路板，21.充电桩的主体部件，22. 半密封防护盒的进气口，23.干燥空气出口。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步说明。

图1是本发明干燥空气发生器的结构示意，其中，空气滤清器1、风扇（鼓风机）2和冷端管道3的上端依次连接，冷端管道3的下端和热端管道5的下端连接，构成 “U”风道，“U”风道的最低处开有排水口6，半导体制冷模块4固定在冷端管道3和热端管道5之间，半导体制冷模块4的制冷端8与冷端散热片7紧密接触，其制热端10与制热端散热片11紧密接触，冷端散热片7置于冷端管道中，制热端散热片11置于热端管道中。

如图1、2所示，工作时，经与外部电源连接的电源导线9给半导体制冷模块4供电，半导体制冷模块4的制冷端8及冷端散热片7温度降低，其制热端10和热端散热片11的温度升高；风扇（鼓风机）2将经过空气滤清器1滤除尘埃的空气送入冷端管道3；在冷端管道3中，空气流过冷端散热片7，产生热交换，空气的温度降低，所含水分冷凝析出，冷凝水经排水孔6排出，得到的干燥冷空气继续进入联通的热端管道5，在热端管道5中，干燥冷空气流过热端散热片11，再次产生热交换，温度升高，得到接近常温的干燥空气，从热端管道5的末端输出。

一种充电桩，如图3所示，所有装置都置于充电桩机柜12中，需要防潮除湿的充电桩电路板20安置于半密防护盒19内，充电桩电路板20控制着充电桩主体部件21的运行；本发明干燥空气发生器13的干燥空气出口23与半密防护盒19的进气口22对接；控制器14的电源输入端与供电电源连接，其输出端与干燥空气发生器13中半导体制冷模块4的电源输入导线9（参见图2）以及风扇（鼓风机）2连接；控制器外接三个传感器：周边空气温度传感器15、周边空气湿度传感器16、充电桩电路板表面温度传感器17。本发明没有对充电桩中的电路板结构、充电桩主体部件做进一步说明，因为这些都是常规技术且也不是本发明改进点。

本发明充电桩内电路板除湿方法，控制器14根据传感器采集到的充电桩机柜1内部的空气温度T和空气湿度H，计算出该时该地空气的露点温度T0,然后将露点温T0与充电桩电路板表面温度Tf进行比较，如果T0≥Tf，说明充电桩电路板20的表面具备凝露条件，这时控制电路14启动干燥空气发生器13，干燥空气连续送入充电桩电路板20所在的半密封防护盒19，不断置换盒内原有的空气，被置换的空气从排气孔排出，从而保证充电桩电路板2表面干燥不凝露，如果检测、计算、比较结果T0＜Tf，说明充电桩电路板20的表面不具备凝露条件，则关闭或不启动干燥空气发生器13。

Claims (3)

1.一种充电桩，包括充电桩主体部件，其特征在于，还包括机柜、充电桩电路板、干燥空气发生器和控制器；所述的充电桩主体部件、充电桩电路板、干燥空气发生器和控制器置于机柜内；所述的干燥空气发生器包括空气滤清器、风扇和半导体制冷模块；所述的风扇与冷端管道的上端连接，所述的空气滤清器与风扇连接；所述的冷端管道的下端和热端管道的下端连接，构成U型风道；所述的U型风道底部开有排水口；所述的半导体制冷模块固定在冷端管道和热端管道之间；所述的半导体制冷模块的制冷端和制热端分别与各自的散热片紧贴，冷端散热片置于冷端管道中，热端散热片置于热端管道中；

所述的充电桩电路板置于半密防护盒内，所述的充电桩电路板与充电桩主体部件连接；

所述的干燥空气发生器的干燥空气出口与半密防护盒的进气口对接；所述的控制器的输出端与干燥空气发生器中半导体制冷模块的电源输入导线以及风扇连接；所述的控制器外接三个传感器，分别是空气温度传感器、周边空气湿度传感器和充电桩电路板表面温度传感器；所述的充电桩电路板表面温度传感器置于充电桩电路板上。

2.根据权利要求1所述的一种充电桩，其特征在于，所述的半导体制冷模块设置为至少一个；当设置为多块时，并联或串联使用。

3.根据权利要求1所述的一种充电桩的电路板除湿方法，其特征在于，步骤如下：充电桩内控制器根据传感器采集到的充电桩机柜内部的空气温度T和空气湿度H，计算出该时该地空气的露点温度T0；

然后将露点温度T0与充电桩电路板表面温度Tf进行比较，如果T0≥Tf，说明充电桩电路板的表面具备凝露条件，这时控制器启动干燥空气发生器；

空气由风扇鼓入冷端管道，接触冷端散热片，降温并冷凝出所含的水分，成为干燥的冷空气，继而进入热端管道，接触热端散热片，温度回升，成为干燥的、接近常温的空气，冷凝水由排水孔排出；

干燥空气连续送入充电桩电路板所在的半密封防护盒，不断置换盒内原有的空气，被置换的空气从排气孔排出，从而保证充电桩电路板表面干燥不凝露；

如果检测、计算、比较结果T0＜Tf，说明充电桩电路板的表面不具备凝露条件，则关闭或不启动干燥空气发生器。