CN109119200A - 充电冷却机构及充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电冷却机构及充电装置，涉及充电冷却技术领域。该充电冷却机构包括充电导线和换热组件，换热组件包括换热管、换热液体、换热排及换热泵；换热管形成于充电导线内部，且沿充电导线延伸，并容置换热液体，或者，换热管套设于充电导线，且换热管的内壁和充电导线的外表面形成容置换热液体的沿充电导线延伸的空间；换热管与换热排首尾连接，换热泵设置于换热管，并能够驱动换热液体在换热排和换热管内循环流动。充电冷却机构及充电装置能够对充电导线进行降温，减轻了充电导线的使用量，且其换热效率高。

Description

充电冷却机构及充电装置

技术领域

本发明涉及充电冷却技术领域，具体而言，涉及一种充电冷却机构及充电装置。

背景技术

现今大型电动汽车充电，采用大电流的充电弓进行充电，随着快充对短时间内完成充电的需求，充电电流的数值进一步升高，为避免在导线通过较大的电流时，发生铜线发热，发烫，甚至烧毁的情况，所以在较大电流充电时一般会使用很粗的铜线，所以大电流使得充电导线变的很粗，但是，较粗的导线其重量较大，将影响充电机械结构的运行，并且承载这些导线需要设计更大的充电机械结构，增加了铜线的重量，设备成本和设备重量。

目前，为减少导线在大电流情况下的重量，部分使用软性多股铜线，来进行承载较大的充电电流；部分使用在铜线表面镀上低电阻率涂层(石墨烯材料等)来实现相同截面积的铜导线电阻率降低，以提高承载电流，但承载电流提升效果都不佳，并使得大电流使用的铜线越来越粗，大大增加了机械结构重量及运动阻力，并且，充电弓上所使用的带有涂层的导线的长度较长，其成本相当高。

有鉴于此，研发设计出一种能够解决上述技术问题的充电冷却机构及充电装置显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充电冷却机构，该充电冷却机构能够对充电导线进行降温，减轻了充电导线的使用量，且其换热效率高。

本发明的另一目的在于提供一种充电装置，该充电装置能够对充电导线进行降温，减轻了充电导线的使用量，且其换热效率高。

本发明提供一种技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种充电冷却机构，包括充电导线和换热组件，所述换热组件包括换热管、换热液体、换热排及换热泵；所述换热管形成于所述充电导线内部，且沿所述充电导线延伸，并容置所述换热液体，或者，所述换热管套设于所述充电导线，且所述换热管的内壁和所述充电导线的外表面形成容置所述换热液体的沿所述充电导线延伸的空间；所述换热管与所述换热排首尾连接，所述换热泵设置于所述换热管，并能够驱动换热液体在所述换热排和所述换热管内循环流动。

结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，所述换热液体为冷却油或者具有绝缘调节剂的水。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，所述充电冷却机构还包括控制组件，所述控制组件包括主控制器；所述主控制器与所述换热泵电连接。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，所述控制组件还包括第一温度传感器；所述第一温度传感器设置于所述换热排的进液口，以检测流经所述进液口的所述换热液体的温度，并生成第一温度信息；所述主控制器被配置为依据所述第一温度信息控制所述换热泵的工作功率。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，所述换热组件还包括换热风扇；所述换热风扇与所述主控制器电连接，所述换热风扇与所述换热排相对设置。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，所述控制组件还包括第二温度传感器；所述第二温度传感器设置于所述换热排的出液口，以检测流经所述出液口的所述换热液体的温度，并生成第二温度信息；所述主控制器被配置为依据所述第二温度信息控制所述换热风扇的工作功率。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第六种实现方式中，所述充电冷却机构还包括制冷组件，所述制冷组件包括制冷件；所述制冷件设置于所述换热管。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第七种实现方式中，所述充电冷却机构还包括控制组件，所述控制组件包括主控制器、第二温度传感器及第三温度传感器；所述主控制器分别与所述第二温度传感器、所述第三温度传感器及所述制冷件电连接，所述第二温度传感器设置于所述换热排的出液口，以检测流经所述出液口的所述换热液体的温度，并生成第二温度信息，所述第三温度传感器用于检测所述换热管所处的环境的温度，并生成第三温度信息；所述主控制器被配置为依据所述第二温度信息和所述第三温度信息控制所述制冷件的工作功率。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第八种实现方式中，所述制冷组件还包括变频器，所述主控制器通过所述变频器与所述制冷件电连接。

第二方面，本发明实施例提供了一种充电装置，包括充电弓和所述的充电冷却机构，所述充电冷却机构，包括充电导线和换热组件，所述换热组件包括换热管、换热液体、换热排及换热泵；所述换热管形成于所述充电导线内部，且沿所述充电导线延伸，并容置所述换热液体，或者，所述换热管套设于所述充电导线，且所述换热管的内壁和所述充电导线的外表面形成容置所述换热液体的沿所述充电导线延伸的空间；所述换热管与所述换热排首尾连接，所述换热泵设置于所述换热管，并能够驱动换热液体在所述换热排和所述换热管内循环流动。所述充电导线沿所述充电弓设置。

相比现有技术，本发明实施例提供的充电冷却机构及充电装置的有益效果是：

充电冷却机构及充电装置通过换热组件，其中，换热组件包括换热液体、换热管、换热排及换热泵，该换热管形成于充电导线内部，即换热管为充电导线内中空壁面围成的通道，并且，该换热管沿充电导线延伸，并用于容置换热液体，以对整段充电导线进行换热，或者，换热管为套设于充电导线上的管状件，即充电导线设置于换热管内，并且，换热管的内壁和充电导线的外表面形成用于容置换热液体的空间，且该空间沿充电导线延伸，以对整段充电导线进行换热。换热管与换热排首尾连接，换热泵设置于换热管上，并用于驱动换热液体在换热排和换热管内循环流动，进而进一步地提高换热液体对充电导线换热的速度。由于使用换热管和换热排及换热泵对充电导线换热，以便于在充电导线工作时为对充电导线进行降温，减轻了充电导线的使用量，此外，采用内设或者外包形式的换热管方式，使得换热液体直接与充电导线接触，其具有较高的换热效率，并且通过设置换热排和换热泵来进一步增加对充电导线的换热效率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的充电冷却机构应用于充电装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的充电冷却机构的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的充电冷却机构的控制组件的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的充电冷却机构的制冷组件的结构示意图。

图标：100-充电装置；20-充电弓；10-充电冷却机构；12-充电导线；15-换热组件；151-换热管；152-换热排；1521-进液口；1522-出液口；153-换热泵；155-换热风扇；17-控制组件；171-主控制器；172-第一温度传感器；173-第二温度传感器；175-第三温度传感器；19-制冷组件；191-制冷件；192-变频器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

实施例：

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的充电冷却机构10应用于充电装置100的结构示意图。

充电装置100包括充电弓20和充电冷却机构10，充电冷却机构10包括充电导线12，该充电导线12沿充电弓20设置，该充电冷却机构10能够为对充电导线12进行降温，使得充电导线12能够充电导线12在较细的线径情况下承载较大的充电电流而保持充电导线12的温度，减轻了充电导线12的使用量，换热效率高。

由于充电装置100采用了充电冷却机构10，所以充电装置100能够对充电导线12进行降温，减轻了充电导线12的使用量，换热效率高，并且，较少的充电导线12的使用量能够减少充电导线12对充电弓20作机械运动时的阻力，节约生产使用成本。

以下将具体介绍本发明实施例提供的充电冷却机构10的结构组成、工作原理及有益效果。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的充电冷却机构10的结构示意图。

充电冷却机构10还包括换热组件15，该换热组件15用于交换充电导线12的热量，进而保持充电导线12的温度。

其中，换热组件15包括换热液体(图未示)、换热管151、换热排152及换热泵153，该换热管151形成于充电导线12内部，即换热管151为充电导线12内中空壁面围成的通道，并且，该换热管151沿充电导线12延伸，并用于容置换热液体，以对整段充电导线12进行换热，或者，换热管151为套设于充电导线12上的管状件，即充电导线12设置于换热管151内，并且，换热管151的内壁和充电导线12的外表面形成用于容置换热液体的空间，且该空间沿充电导线12延伸，以对整段充电导线12进行换热。

换热管151与换热排152首尾连接，换热泵153设置于换热管151上，并用于驱动换热液体在换热排152和换热管151内循环流动，进而进一步地提高换热液体对充电导线12换热的速度。当然，可以理解的是，接入循环流动环路的换热排152部分也可以为换热排152上的部分管路。

由于使用换热管151和换热排152及换热泵153对充电导线12换热，以便于在充电导线12工作时为对充电导线12进行降温，减轻了充电导线12的使用量，此外，采用内设或者外包形式的换热管151方式，使得换热液体直接与充电导线12接触，其具有较高的换热效率，并且通过设置换热排152和换热泵153来进一步增加对充电导线12的换热效率。

需要说明的是，上述的换热组件15不仅能够在充电导线12工作且其温度高于环境温度时对其降温，还能够在环境温度较低时避免超低昂导线的温度相较于环境过低，此外，换热管151还可以有充电导线12延伸至充电弓20的电极处，以整体的控制充电弓20上导电部分的温度。

进一步地，上述的换热液体为冷却油或者具有绝缘调节剂的水等绝缘的换热液体，以避免充电导线12所接入的电能沿绝缘液体输出，提高充电冷却机构10的安全性。

请参阅图3，图3为本发明实施例提供的充电冷却机构10的控制组件17的结构示意图。

该充电冷却机构10还可以包括控制组件17，控制组件17包括主控制器171，该主控制器171与换热泵153电连接，并用于协调换热泵153工作。

进一步地，控制组件17还可以包括第一温度传感器172，该第一温度传感器172设置于换热排152的进液口1521，并能够检测流经进液口1521的换热液体的温度，并生成第一温度信息，该第一温度信息表征流经进液口1521的换热液体的温度数据，也可以表征流经进液口1521的换热液体的温度变化数据，并且，主控制器171被配置为依据第一温度信息控制换热泵153的工作功率，例如，在第一温度信息反映流经进液口1521的换热液体的温度升高时，主控制器171控制换热泵153的工作功率增加，以提高换热泵153驱动换热液体的流动的速度，进而加快换热排152的换热速率，并且降低进液口1521和出液口1522之间的温度差；反之，在第一温度信息反映流经进液口1521的换热液体的温度降低时，主控制器171控制换热泵153的工作功率保持或者降低，以保持换热泵153驱动换热液体的流动的速度与换热液体的温度对应。

可以理解的是，上述的主控制器171也可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)、语音处理器以及视频处理器等；还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的逻辑框图。主控制器171也可以是任何常规的处理器，如PLC(ProgrammableLogic Controller，可编程逻辑控制器)、单片机等。当然，主控制器171也可以是继电接触器控制系统，采用开关、继电器及按钮等控制电器的组合，实现接收信号，并做出线路的切换或者开关等功能。

此外，换热组件15还可以包括换热风扇155，该换热风扇155用于增加换热排152的换热速率。

其中，换热风扇155与主控制器171电连接，以接受主控制器171的控制，换热风扇155与换热排152相对设置，以驱动环境空气带走换热排152的热量，以增加换热排152的换热速率，当然，也可以用于保证换热排152的温度不会远低于环境温度。

进一步地，控制组件17还可以包括第二温度传感器173，该第二温度传感器173设置于换热排152的出液口1522，并能够检测流经出液口1522的换热液体的温度，并生成第二温度信息，该第二温度信息表征流经出液口1522的换热液体的温度数据，也可以表征流经出液口1522的换热液体的温度变化数据，并且，该第二温度信息主控制器171被配置为依据第二温度信息控制换热风扇155的工作功率。例如，在第二温度信息表征出液口1522的换热液体的温度升高时，主控制器171控制换热风扇155的工作功率升高，进而提高换热排152的换热速率，且降低流经出液口1522的换热液体的温度，反之，在第二温度信息表征出液口1522的换热液体的温度降低时，主控制器171控制换热风扇155的工作功率降低，进而保持换热排152的换热速率与换热液体对应。

请参阅图4，图4为本发明实施例提供的充电冷却机构10的制冷组件19的结构示意图。

充电冷却机构10还可以包括制冷组件19，制冷组件19包括制冷件191，该制冷件191设置于换热管151，以减小换热排152的体积，且保证换热组件15的冷却效果，需要说明的是，上述制冷件191可以为压缩机制冷、半导体制冷、热声制冷、地下水回流制冷等制冷部件。

进一步地，控制组件17还可以包括第三温度传感器175，主控制器171分别与第三温度传感器175和制冷件191电连接，第三温度传感器175用于检测换热管151所处的环境的温度，并生成第三温度信息，该第三温度信息表征换热组件15所处环境的环境温度，主控制器171被配置为依据第二温度信息和第三温度信息控制制冷件191的工作功率，例如，为避免换热液体的温度低于环境温度，出现水汽从空气中直接凝集在换热组件15上的凝结现象，在第三温度信息所表征的环境温度等于或者低于第二温度信息表征的出液口1522的换热液体的温度时，主控制器171控制制冷件191降低制冷功率，进而减少冷却效果，以保证换热液体的温度略高于环境温度，当热，上述的与第三温度信息对比的温度数据也可以来自其他如第一温度信息等换热液体的温度数据。

进一步地，制冷组件19还可以包括变频器192，主控制器171通过变频器192与制冷件191电连接，主控制器171在控制制冷件191的工作功率时可通过变频器192来调节制冷件191的工作功率，以节能减排和提高系统的能耗效率，当然，主控制器171也可以通过变频器192与换热排152和换热泵153电连接，并且该变频器192可以为直流变速和交流变频系统。

本发明实施例提供的充电冷却机构10的工作原理是：

通过换热组件15，其中，换热组件15包括换热液体、换热管151、换热排152及换热泵153，该换热管151形成于充电导线12内部，即换热管151为充电导线12内中空壁面围成的通道，并且，该换热管151沿充电导线12延伸，并用于容置换热液体，以对整段充电导线12进行换热，或者，换热管151为套设于充电导线12上的管状件，即充电导线12设置于换热管151内，并且，换热管151的内壁和充电导线12的外表面形成用于容置换热液体的空间，且该空间沿充电导线12延伸，以对整段充电导线12进行换热。换热管151与换热排152首尾连接，换热泵153设置于换热管151上，并用于驱动换热液体在换热排152和换热管151内循环流动，进而进一步地提高换热液体对充电导线12换热的速度。由于使用换热管151和换热排152及换热泵153对充电导线12换热，以便于在充电导线12工作时为对充电导线12进行降温，减轻了充电导线12的使用量，此外，采用内设或者外包形式的换热管151方式，使得换热液体直接与充电导线12接触，其具有较高的换热效率，并且通过设置换热排152和换热泵153来进一步增加对充电导线12的换热效率。

综上所述：本发明实施例提供的充电冷却机构10，该充电冷却机构10能够对充电导线12进行降温，减轻了充电导线12的使用量，且其换热效率高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在不冲突的情况下，上述的实施例中的特征可以相互组合，本发明也可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。并且，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种充电冷却机构，其特征在于，包括充电导线和换热组件，所述换热组件包括换热管、换热液体、换热排及换热泵；

所述换热管形成于所述充电导线内部，且沿所述充电导线延伸，并容置所述换热液体，或者，所述换热管套设于所述充电导线，且所述换热管的内壁和所述充电导线的外表面形成容置所述换热液体的沿所述充电导线延伸的空间；

所述换热管与所述换热排首尾连接，所述换热泵设置于所述换热管，并能够驱动换热液体在所述换热排和所述换热管内循环流动。

2.根据权利要求1所述的充电冷却机构，其特征在于，所述换热液体为冷却油或者具有绝缘调节剂的水。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的充电冷却机构，其特征在于，所述充电冷却机构还包括控制组件，所述控制组件包括主控制器；

所述主控制器与所述换热泵电连接。

4.根据权利要求3所述的充电冷却机构，其特征在于，所述控制组件还包括第一温度传感器；

所述第一温度传感器设置于所述换热排的进液口，以检测流经所述进液口的所述换热液体的温度，并生成第一温度信息；

所述主控制器被配置为依据所述第一温度信息控制所述换热泵的工作功率。

5.根据权利要求3所述的充电冷却机构，其特征在于，所述换热组件还包括换热风扇；

所述换热风扇与所述主控制器电连接，所述换热风扇与所述换热排相对设置。

6.根据权利要求5所述的充电冷却机构，其特征在于，所述控制组件还包括第二温度传感器；

所述第二温度传感器设置于所述换热排的出液口，以检测流经所述出液口的所述换热液体的温度，并生成第二温度信息；

所述主控制器被配置为依据所述第二温度信息控制所述换热风扇的工作功率。

7.根据权利要求1-2任意一项所述的充电冷却机构，其特征在于，所述充电冷却机构还包括制冷组件，所述制冷组件包括制冷件；

所述制冷件设置于所述换热管。

8.根据权利要求7所述的充电冷却机构，其特征在于，所述充电冷却机构还包括控制组件，所述控制组件包括主控制器、第二温度传感器及第三温度传感器；

所述主控制器分别与所述第二温度传感器、所述第三温度传感器及所述制冷件电连接，所述第二温度传感器设置于所述换热排的出液口，以检测流经所述出液口的所述换热液体的温度，并生成第二温度信息，所述第三温度传感器用于检测所述换热管所处的环境的温度，并生成第三温度信息；

所述主控制器被配置为依据所述第二温度信息和所述第三温度信息控制所述制冷件的工作功率。

9.根据权利要求8所述的充电冷却机构，其特征在于，所述制冷组件还包括变频器，所述主控制器通过所述变频器与所述制冷件电连接。

10.一种充电装置，其特征在于，包括充电弓和如权利要求1-9中任意一项所述的充电冷却机构，所述充电导线沿所述充电弓设置。