CN109278579A - 一种应用于新能源汽车的充电桩装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于新能源汽车的充电桩装置，包括充电桩外壳、电源模块、充电线和充电枪，所述电源模块通过充电线与充电枪连接，所述充电线和充电枪的数量为两个分别设置在充电桩外壳的两侧，所述充电桩外壳内的两侧均设有用于收卷充电线的收卷机构，所述充电桩外壳的背板处设有用于散热的散热机构。本发明充电线可收放，避免暴露在外部的绝缘皮破损，从而形成危险源威胁人身安全，充电桩外壳外部空气与充电桩外壳内部空气不进行对流，不会有灰尘和湿气进入影响后续维护，提高散热效率，降低噪音。

Description

一种应用于新能源汽车的充电桩装置
技术领域
本发明涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种应用于新能源汽车的充电桩装置。
背景技术
新能源汽车以节能减排、环保无污染等众多优点逐渐取代传统汽车而被广泛使用，而使用较多的是纯电动汽车，他是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。充电桩作为其不可或缺的一个重要配套设施，现有的充电桩装置的充电枪头连接线暴露在外，容易被人员踩踏、汽车碾压和动物撕咬等造成外部的绝缘皮破损，从而形成危险源威胁人身安全，而且充电桩在工作时产生大量热量，温升过快影响充电性能，存在安全隐患，而现有的充电桩采用的散热方式存在着散热效率低、噪音过大，难免会有灰尘和湿气进入影响后续维护的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于新能源汽车的充电桩装置，以解决背景技术中提出的问题。
根据本发明实施例的一种应用于新能源汽车的充电桩装置，包括充电桩外壳、电源模块、充电线和充电枪，所述电源模块通过充电线与充电枪连接，所述充电线和充电枪的数量为两个分别设置在充电桩外壳的两侧，所述充电桩外壳内的两侧均设有用于收卷充电线的收卷机构，所述充电桩外壳的背板处设有用于散热的散热机构；
所述收卷机构包括电机、卷绕盘、提升带、容纳仓、重力杆和一组上下相对设置的导向辊，所述电机的输出轴与卷绕盘的转轴连接，所述提升带的一端固定在卷绕盘上，另一端与设置在容纳仓内的重力杆固定连接，所述容纳仓的上部侧壁设有开口，一组上下相对设置的导向辊安装在开口处，所述充电线的一端绕过重力杆从一组上下相对设置的导向辊之间穿过开口；
所述散热机构包括用于安装电源模块的安装框架、循环液冷管、蠕动泵和热交换器，所述安装框架内设有液冷管铺设槽，所述循环液冷管包括左侧的吸热部和右侧的散热部，所述循环液冷管的吸热部铺设于液冷管铺设槽中，所述电源模块与循环液冷管的吸热部之间填充导热硅胶片，所述循环液冷管的散热部位于热交换器中，所述蠕动泵安装在循环液冷管上。
进一步的，所述重力杆的两端设置有用于限制充电线位置的限位板，所述限位板呈圆形。
进一步的，所述导向辊上设有横截面呈半圆形的环形槽，所述充电线从两个导向辊的环形槽之间形成的空隙中穿过。
进一步的，所述充电桩外壳上还设有用于放置充电枪的放置槽，所述放置槽的槽口处设有锁紧机构，所述锁紧机构包括固定板、活动板、复位弹簧，所述固定板、活动板用于锁紧充电枪，所述固定板固定在放置槽底部，所述固定板的上方设有活动板，所述复位弹簧设置在活动板的顶部与充电桩外壳之间，所述活动板向外延伸出拉杆。
进一步的，所述固定板、活动板的端部均设有朝向放置槽槽口的倾斜面。
进一步的，所述容纳仓开口外侧的充电线上安装有保护机构，所述保护机构包括固定环、活动环、波纹管和压缩弹簧，所述波纹管套设在充电线上，波纹管的两端分别与固定环、活动环固定连接，所述固定环固定在充电线外壁上，所述活动环套设在充电线上，所述压缩弹簧套设在充电线上且位于波纹管内侧，压缩弹簧的两端分别与固定环、活动环固定连接。
进一步的，所述重力杆位于最低位置时，压缩弹簧处于压缩状态，活动环与容纳仓开口的外侧壁紧紧相抵。
进一步的，所述循环液冷管左侧的吸热部和右侧的散热部均呈蛇形管路结构。
进一步的，所述热交换器包括壳体、散热片和散热风扇，所述壳体嵌设在充电桩外壳的背板上，所述循环液冷管的散热部位于壳体中，所述散热片与循环液冷管的散热部紧紧相抵。
进一步的，所述散热风扇安装在壳体上部的热风出口处，所述壳体的下部设有冷风进口。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
1.通过电机带动卷绕盘转动使提升带卷放，从而令重力杆升降，重力杆下降时，由于重力杆的自重使充电线收入容纳仓内，重力杆上升时，充电线不受重力杆的限制，可自由向外拉出，从而实现充电线的收放工作，避免充电线被人员踩踏、汽车碾压和动物撕咬等造成外部的绝缘皮破损，从而形成危险源威胁人身安全，此外此种收放方式还可避免充电线卷绕纠缠而导致的线缆破损，使用寿命降低等不良影响；
2.容纳仓开口外侧的充电线上安装有保护机构，重力杆位于最低位置时，压缩弹簧处于压缩状态，活动环与容纳仓开口的外侧壁紧紧相抵，减少充电线收入容纳仓的过程中对充电线的拉扯力；
3.充电线和充电枪的数量为两个分别设置在充电桩外壳的两侧实现一桩双充；
4.电源模块的热量通过导热硅胶片传递至循环液冷管的吸热部，循环液冷管通过蠕动泵循环，将热量带到循环液冷管的散热部由散热片向空气中散发，再通过散热风扇将热空气排出到壳体外部，冷却液强大的比热容吸收电源模块工作时产生的热量，保证安全温度内工作，并且充电桩外壳外部空气与充电桩外壳内部空气不进行对流，不会有灰尘和湿气进入影响后续维护，提高散热效率，降低噪音。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提出的一种应用于新能源汽车的充电桩装置的正面结构剖面示意图；
图2为本发明提出的一种应用于新能源汽车的充电桩装置的侧面结构剖面示意图；
图3为导向辊处的剖面结构示意图；
图4为图1中A部位的放大示意图；
图5为图1中B部位的放大示意图。
图中：1-充电桩外壳、2-电源模块、3-充电线、4-充电枪、5-电机、6-卷绕盘、7-提升带、8-容纳仓、9-重力杆、10-导向辊、11-安装框架、12-循环液冷管、13-蠕动泵、14-导热硅胶片、15-环形槽、16-放置槽、17-固定板、18-活动板、19-复位弹簧、20-拉杆、21-固定环、22-活动环、23-波纹管、24-压缩弹簧、25-壳体、26-散热片、27-散热风扇、28-冷风进口、29-遮阳板。
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做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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
参照图1-4，一种应用于新能源汽车的充电桩装置，包括充电桩外壳1、电源模块2、充电线3和充电枪4，电源模块2通过充电线3与充电枪4连接，充电线3和充电枪4的数量为两个分别设置在充电桩外壳1的两侧，充电桩外壳1内的两侧均设有用于收卷充电线3的收卷机构，充电桩外壳1的背板处设有用于散热的散热机构；
收卷机构包括电机5、卷绕盘6、提升带7、容纳仓8、重力杆9和一组上下相对设置的导向辊10，电机5采用信浓STP-43D2-Y16-94560小型步进电机，重力杆9采用较重的钢材制成，其重力可带动充电线3缩回至容纳仓8内，电机5的输出轴与卷绕盘6的转轴连接，提升带7的一端固定在卷绕盘6上，另一端与设置在容纳仓8内的重力杆9固定连接，容纳仓8的上部侧壁设有开口，一组上下相对设置的导向辊10安装在开口处，充电线3的一端绕过重力杆9从一组上下相对设置的导向辊10之间穿过开口；
散热机构包括用于安装电源模块2的安装框架11、循环液冷管12、蠕动泵13和热交换器，循环液冷管12采用导热金属材料制成其内部充满冷却液，蠕动泵13的型号为雷弗WG600S蠕动泵，安装框架11内设有液冷管铺设槽，循环液冷管12包括左侧的吸热部和右侧的散热部，循环液冷管12的吸热部铺设于液冷管铺设槽中，电源模块2与循环液冷管12的吸热部之间填充导热硅胶片14，循环液冷管12的散热部位于热交换器中，蠕动泵13安装在循环液冷管12上。
本实施例中，重力杆9的两端设置有用于限制充电线位置的限位板(图中未示出)，限位板呈圆形，避免充电线从重力杆9的端部脱出。
本实施例中，导向辊10上设有横截面呈半圆形的环形槽15，充电线3从两个导向辊10的环形槽15之间形成的空隙中穿过，起到导向作用，避免充电线3直接与开口处接触磨损而导致充电线3破损。
在上述实施例的基础上，充电桩外壳1上还设有用于放置充电枪4的放置槽16，放置槽16的槽口处设有锁紧机构，锁紧机构包括固定板17、活动板18、复位弹簧19，固定板17、活动板18用于锁紧充电枪4，固定板17固定在放置槽16底部，固定板17的上方设有活动板18，复位弹簧19设置在活动板18的顶部与充电桩外壳1之间，活动板18向外延伸出拉杆20，通过提起拉杆20可使活动板18上移从而放开充电枪4。
其中，固定板17、活动板18的端部均设有朝向放置槽16槽口的倾斜面，便于充电枪4插入。
在上述实施例的基础上，容纳仓8开口外侧的充电线上安装有保护机构，保护机构包括固定环21、活动环22、波纹管23和压缩弹簧24，波纹管23套设在充电线3上，波纹管23的两端分别与固定环21、活动环22固定连接，固定环21固定在充电线3外壁上，活动环22套设在充电线3上，压缩弹簧24套设在充电线3上且位于波纹管23内侧，压缩弹簧24的两端分别与固定环21、活动环22固定连接。
其中，重力杆9位于最低位置时，压缩弹簧24处于压缩状态，活动环22与容纳仓8开口的外侧壁紧紧相抵，减少充电线3收入容纳仓8的过程中对充电线的拉扯力。
在本实施例中，循环液冷管12左侧的吸热部和右侧的散热部均呈蛇形管路结构，增大接触面积，提高散热效果，热交换器包括壳体25、散热片26和散热风扇27，散热风扇27采用通用型号，不进一步描述具体型号，壳体25嵌设在充电桩外壳1的背板上，循环液冷管12的散热部位于壳体25中，散热片26与循环液冷管的散热部紧紧相抵。
其中，散热风扇27安装在壳体25上部的热风出口处，壳体的25下部设有冷风进口28，由于热空气在上层，故将冷风进口28设置在壳体25的下部，便于热空气的排出。
由于户外灰尘易进入柜内污染精密元器件；若发热体散热不强，热量易积聚在发热体内，即使外界散热力度再大，效果都有限；不利于轻型集成设计。并且箱体的进出风口会带来尘埃、腐蚀性气体、湿气等干扰。本实施例中，电源模块2的热量通过导热硅胶片14传递至循环液冷管12的吸热部，循环液冷管12通过蠕动泵13循环，将热量带到循环液冷管12的散热部由散热片26向空气中散发，再通过散热风扇27将热空气排出到壳体25外部，冷却液强大的比热容吸收电源模块2工作时产生的热量，保证安全温度内工作，并且充电桩外壳1外部空气与充电桩外壳1内部空气不进行对流，不会有灰尘和湿气进入影响后续维护。
充电桩外壳1顶部设有遮阳板29，用于防止日晒雨淋导致装置老化。
初始状态时，固定板17、活动板18将充电枪4锁紧，使用时通过提起拉杆20可使活动板18上移从而放开充电枪4，电机5带动卷绕盘6转动使提升带7收卷，使重力杆9上升，充电线3不受重力杆9的限制，可自由向外拉出，充电完成后，电机5带动卷绕盘6转动使重力杆9下降，在重力杆9的自重作用下拖动充电线3收回容纳仓8内，重力杆9位于最低位置时，压缩弹簧24处于压缩状态，活动环22与容纳仓8开口的外侧壁紧紧相抵，减少充电线3收入容纳仓8的过程中对充电线3的拉扯力，然后将充电枪4插入放置槽16中，固定板17、活动板18的端部均设有朝向放置槽16槽口的倾斜面，便于充电枪4插入，活动板18在复位弹簧19的作用下将充电枪4锁紧。另外，电源模块2的热量通过导热硅胶片14传递至循环液冷管12的吸热部，循环液冷管12通过蠕动泵13循环，将热量带到循环液冷管12的散热部由散热片26向空气中散发，再通过散热风扇27将热空气排出到壳体25外部。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
1.通过电机5带动卷绕盘6转动使提升带7卷放，从而令重力杆9升降，重力杆9下降时，由于重力杆9的自重使充电线3收入容纳仓8内，重力杆9上升时，充电线3不受重力杆的限制，可自由向外拉出，从而实现充电线3的收放工作，避免充电线3被人员踩踏、汽车碾压和动物撕咬等造成外部的绝缘皮破损，从而形成危险源威胁人身安全，此外此种收放方式还可避免充电线3卷绕纠缠而导致的线缆破损，使用寿命降低等不良影响；
2.容纳仓8开口外侧的充电线上安装有保护机构，重力杆9位于最低位置时，压缩弹簧24处于压缩状态，活动环22与容纳仓8开口的外侧壁紧紧相抵，减少充电线3收入容纳仓8的过程中对充电线3的拉扯力；
3.充电线3和充电枪4的数量为两个分别设置在充电桩外壳1的两侧实现一桩双充；
4.电源模块2的热量通过导热硅胶片14传递至循环液冷管12的吸热部，循环液冷管12通过蠕动泵13循环，将热量带到循环液冷管12的散热部由散热片26向空气中散发，再通过散热风扇27将热空气排出到壳体25外部，冷却液强大的比热容吸收电源模块2工作时产生的热量，保证安全温度内工作，并且充电桩外壳1外部空气与充电桩外壳1内部空气不进行对流，不会有灰尘和湿气进入影响后续维护，提高散热效率，降低噪音。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种应用于新能源汽车的充电桩装置，包括充电桩外壳、电源模块、充电线和充电枪，所述电源模块通过充电线与充电枪连接，其特征在于：所述充电线和充电枪的数量为两个分别设置在充电桩外壳的两侧，所述充电桩外壳内的两侧均设有用于收卷充电线的收卷机构，所述充电桩外壳的背板处设有用于散热的散热机构；
所述收卷机构包括电机、卷绕盘、提升带、容纳仓、重力杆和一组上下相对设置的导向辊，所述电机的输出轴与卷绕盘的转轴连接，所述提升带的一端固定在卷绕盘上，另一端与设置在容纳仓内的重力杆固定连接，所述容纳仓的上部侧壁设有开口，一组上下相对设置的导向辊安装在开口处，所述充电线的一端绕过重力杆从一组上下相对设置的导向辊之间穿过开口；
所述散热机构包括用于安装电源模块的安装框架、循环液冷管、蠕动泵和热交换器，所述安装框架内设有液冷管铺设槽，所述循环液冷管包括左侧的吸热部和右侧的散热部，所述循环液冷管的吸热部铺设于液冷管铺设槽中，所述电源模块与循环液冷管的吸热部之间填充导热硅胶片，所述循环液冷管的散热部位于热交换器中，所述蠕动泵安装在循环液冷管上。
2.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的充电桩装置，其特征在于：所述重力杆的两端设置有用于限制充电线位置的限位板，所述限位板呈圆形。
3.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的充电桩装置，其特征在于：所述导向辊上设有横截面呈半圆形的环形槽，所述充电线从两个导向辊的环形槽之间形成的空隙中穿过。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种应用于新能源汽车的充电桩装置，其特征在于：所述充电桩外壳上还设有用于放置充电枪的放置槽，所述放置槽的槽口处设有锁紧机构，所述锁紧机构包括固定板、活动板、复位弹簧，所述固定板、活动板用于锁紧充电枪，所述固定板固定在放置槽底部，所述固定板的上方设有活动板，所述复位弹簧设置在活动板的顶部与充电桩外壳之间，所述活动板向外延伸出拉杆。
5.根据权利要求4所述的一种应用于新能源汽车的充电桩装置，其特征在于：所述固定板、活动板的端部均设有朝向放置槽槽口的倾斜面。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种应用于新能源汽车的充电桩装置，其特征在于：所述容纳仓开口外侧的充电线上安装有保护机构，所述保护机构包括固定环、活动环、波纹管和压缩弹簧，所述波纹管套设在充电线上，波纹管的两端分别与固定环、活动环固定连接，所述固定环固定在充电线外壁上，所述活动环套设在充电线上，所述压缩弹簧套设在充电线上且位于波纹管内侧，压缩弹簧的两端分别与固定环、活动环固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种应用于新能源汽车的充电桩装置，其特征在于：所述重力杆位于最低位置时，压缩弹簧处于压缩状态，活动环与容纳仓开口的外侧壁紧紧相抵。
8.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的充电桩装置，其特征在于：所述循环液冷管左侧的吸热部和右侧的散热部均呈蛇形管路结构。
9.根据权利要求1所述的一种应用于新能源汽车的充电桩装置，其特征在于：所述热交换器包括壳体、散热片和散热风扇，所述壳体嵌设在充电桩外壳的背板上，所述循环液冷管的散热部位于壳体中，所述散热片与循环液冷管的散热部紧紧相抵。
10.根据权利要求9所述的一种应用于新能源汽车的充电桩装置，其特征在于：所述散热风扇安装在壳体上部的热风出口处，所述壳体的下部设有冷风进口。
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