CN109334489B - 充电柜及其柜体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种充电柜及其柜体，充电柜包括柜体，柜体具有散热室和模块安装室，模块安装室内设有沿前后方向延伸的液冷电源模块，散热室内设有冷却装置，冷却装置包括与液冷电源模块相连的散热排，散热室的侧壁上设有通风散热口，所述散热室和模块安装室左右布置。本发明采用液冷的方式对液冷电源模块进行降温，避免了现有技术中风冷时出现杂物易进入模块安装室的情况发生，而且，本发明中散热室和模块安装室左右布置，降低了充电柜的整体高度，在散热室和模块安装室内的零部件安装过程中不需要抬升零部件以进行安装，安装过程更加方便。

Description

充电柜及其柜体
技术领域
本发明涉及一种充电柜及其柜体。
背景技术
为减少汽车尾气对环境的污染，国家大力倡导发展新能源汽车，而充电设施是新能源汽车发展的基础，为提高充电效率，目前主要的充电设备为直流充电设备，充电模块是直流充电设备的核心，充电模块主要的功能为进行AC/DC功率变换。充电模块在功率变换过程中会有部分能量损耗，其中损耗能量绝大部分转换为热量，热量持续积累会造成局部温度过高，温度过高会严重影响充电模块的运行效率及寿命，严重的会造成充电模块死机，导致充电设备无法充电。而且，随着充电设备向着小型化、大功率化的方向发展，功率密度将会越来越高，产生的热量也越来越多。目前对充电柜进行冷却的方式主要为风冷，降低充电柜的防护等级，通过空气的流动带走热量。但是，在风冷过程中会吸入环境中的杂物，对充电柜内部的元器件特别是功率模块造成污染，大大降低其使用寿命。
为此，申请公布号为CN107492922A的一篇中国发明专利申请提供了一种充电模块及使用该充电模块的充电机，该充电模块实际为液冷充电模块，其包括模块壳体，模块壳体内设有用于实现充电功能的功率元器件，模块壳体中或模块壳体上设置有用于对功率元器件进行液冷散热的液冷结构。充电机包括机柜，机柜具有散热室和模块安装室，上述的液冷充电模块安装在模块安装室内，在散热室内安装有冷却装置，冷却装置包括水箱、水泵以及水冷散热器(即散热排)，冷却装置与液冷充电模块中的液冷结构相连形成了液冷循环冷却回路。使用时，通过冷却液的循环能够及时带走功率元器件所释放的热量。该充电机利用模块壳体中的液冷结构实现冷却散热，能够实现全封闭条件下的散热，避免了户外环境对元器件的影响。
由该对比文件的附图中可以看出，散热室上设置有通风散热口，散热室与模块安装室上下依次布置，散热室位于模块安装室的上方，采用顶部散热的方式对散热室中的冷却装置进行散热。但是采用顶部散热的方式的缺点在于：散热室和模块安装室上下布置，导致充电机整体较高，在安装上部的散热室内的相关零部件时较为不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种充电柜，以解决现有技术中充电柜采用顶部散热而导致充电柜较高进而不方便安装的技术问题；还提供一种充电柜柜体，以提高充电柜安装时的便捷性。
为实现上述目的，本发明充电柜的技术方案是：充电柜包括柜体，柜体具有散热室和模块安装室，模块安装室内设有沿前后方向延伸的液冷电源模块，散热室内设有冷却装置，冷却装置包括与液冷电源模块相连的散热排，散热室的侧壁上设有通风散热口，所述散热室和模块安装室左右布置。
本发明的有益效果是：本发明提供的充电柜包括具有散热室和模块安装室的柜体，模块安装室内设有液冷电源模块，散热室内设置有冷却装置，散热室的侧壁上设有通风散热口，散热室和模块安装室左右布置。本发明采用液冷的方式对液冷电源模块进行降温，避免了现有技术中风冷时出现杂物易进入模块安装室的情况发生，而且，本发明中散热室和模块安装室左右布置，降低了充电柜的整体高度，在散热室和模块安装室内的零部件安装过程中不需要抬升零部件以进行安装，安装过程更加方便。
进一步地，所述散热室的前侧壁、后侧壁以及在左右方向上背向模块安装室的侧壁上均设置有所述通风散热口，前、后侧壁上的所述通风散热口为进风口，背向模块安装室的侧壁上的所述通风散热口为出风口；或者前、后侧壁上的所述通风散热口为出风口，背向模块安装室的侧壁上的所述通风散热口为进风口。
相比于散热室前后对流进行散热的方式相比，前侧壁、后侧壁以及背向模块安装室的侧壁上均设置通风散热口，能够增加散热室内的进风量，换言之，在相同的进风量的前提下能够减小散热室的体积。
进一步地，所述出风口处设有散热风机。
通过设置散热风机能够加大散热室内外气体交换的速度。
进一步地，所述散热室与模块安装室之间设置有密封隔断，冷却装置包括穿过该密封隔断后与液冷电源模块相连的连接管，所述冷却装置的防护等级大于散热室的防护等级。
冷却装置的防护等级大于散热室的防护等级，能够避免散热室对冷却装置空气流动过程中产生阻力。
进一步地，所述液冷电源模块沿上下方向叠放有多个，各液冷电源模块中的液路均并联布置在主进液管和主回液管上，所述主进液管的进液口位于主回液管的出液口的下方，以使得冷却液由下至上流动以对液冷电源模块进行散热。
主进液管的进液口位于主回液管的出液口的下方，能够使得冷却液由下至上流动，在初始流动的过程中能够将主进液管、主回液管以及液冷散热模块中液路中的空气完全排出。
进一步地，所述散热室的底壁上设有排液孔。
设置排液孔后，即使冷却装置渗入散热室内冷却液，也能够及时地排出。
本发明充电柜柜体的技术方案是：充电柜柜体，柜体具有散热室和模块安装室，散热室内设有散热排安装结构，模块安装室设有液冷电源模块安装结构，散热室的侧壁上设有通风散热口，所述散热室与模块安装室左右布置。
本发明的有益效果是：本发明提供的充电柜柜体具有散热室和模块安装室，散热室的侧壁上设有通风散热口，散热室和模块安装室左右布置。本发明采用液冷的方式对液冷电源模块进行降温，避免了现有技术中风冷时出现杂物易进入模块安装室的情况发生，而且，本发明中散热室和模块安装室左右布置，降低了充电柜的整体高度，在散热室和模块安装室内的零部件安装过程中不需要抬升零部件以进行安装，安装过程更加方便。
进一步地，所述散热室的前侧壁、后侧壁以及在左右方向上背向模块安装室的侧壁上均设置有所述通风散热口，前、后侧壁上的所述通风散热口为进风口，背向模块安装室的侧壁上的所述通风散热口为出风口；或者前、后侧壁上的所述通风散热口为出风口，背向模块安装室的侧壁上的所述通风散热口为进风口。
相比于散热室前后对流进行散热的方式相比，前侧壁、后侧壁以及背向模块安装室的侧壁上均设置通风散热口，能够增加散热室内的进风量，换言之，在相同的进风量的前提下能够减小散热室的体积。
进一步地，所述出风口处设有用于安装散热风机的散热风机安装结构。
使用时，在散热风机安装结构上安装散热风机，通过设置散热风机能够加大散热室内外气体交换的速度。
进一步地，所述散热室的底壁上设有排液孔。
设置排液孔后，即使冷却装置渗入散热室内冷却液，也能够及时地排出。
附图说明
图1为本发明充电柜实施例的结构原理图；
图2为本发明充电柜实施例中使用状态下气流轨迹示意图；
图3为图1中冷却装置的示意图；
图4为图3中冷却装置使用状态下的气流轨迹示意图；
图5为本发明充电柜实施例中冷却液流动轨迹示意图；
图6为本发明充电柜实施例的结构示意图；
图7为图6的左视图；
图8为本发明充电柜实施例的外形主视图；
图9为图8的左视图；
附图标记说明：1-外壳；2-模块安装室；3-散热室；4-冷却装置；5-液冷电源模块；6-交流进线单元；7-水箱；8-水泵；9-散热排；10-散热风机；11-电控箱；12-主进液管；13-主回液管；14-排液孔；15-进风口；16-出风口；17-密封隔断；18-连接管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的充电柜的具体实施例，如图1至图9所示，充电柜包括柜体，柜体包括外壳1，外壳1的内部被密封隔断17分割为模块安装室2和散热室3，模块安装室2和散热室3左右布置，模块安装室2位于散热室3的右侧。在模块安装室2内安装有多个液冷电源模块5，液冷电源模块5的具体结构可以参考背景技术中的液冷电源模块。液冷电源模块5沿上下方向叠放由多个，各液冷电源模块5均沿前后方向(即图1中垂直于纸面的方向)延伸布置。在模块安装室2上还设置有交流进线单元6。在模块安装室2内还安装有主进液管12和主回液管13，各液冷电源模块5中的液路均并联布置在主进液管12和主回液管13上。
在散热室3内安装有冷却装置4，冷却装置4的结构如图3和图6所示，冷却装置4包括串联相连的水箱7、水泵8和散热排9，其中，散热排9沿前后方向延伸。散热排9位于水箱7和水泵8的左侧。如图5和图6所示，冷却装置4通过两段连接管18分别为主进液管12和主回液管13相连。由图3可以看出，主进液管12的进液口位于下方，主回液管13的出液口位于上方，使得冷却液的整体流向为由下至上，如图5所示的箭头方向即为冷却液的流动方向，由下至上流动的目的在于，在初始流动时能够将主进液管12、主回液管13以及各液冷电源模块5中液路中的空气排出。
本实施例中，为了实现散热排9的及时散热，在散热室3的前侧壁和后侧壁上均开设有多个进风口15，在散热室3的背向模块安装室2的左侧侧壁上开设有多个出风口16，在出风口16处安装有散热风机10，加快气体流动。在散热室3中还安装有电控箱11，对散热风机10的启停进行控制。本实施例中，散热排9前后延伸，通过在前侧壁和后侧壁上开设进风口15、在左侧壁上开设出风口16，能够使得充电柜在正常使用时的气流流动轨迹如图2和图4所示。外界的冷却气体由散热排9的前后侧壁进入并由散热排9的左侧壁流出，能够完全流经散热排9，与前后方向对流散热相比，散热面积加大，散热效果更好，加大了散热排9的通风量，在保证整体通风量的前提下可以减小散热室3的体积。
当然，在其他实施例中，可以在散热室的左侧侧壁上设置进风口，而在散热室的前侧壁和后侧壁上设置出风口。进风口和出风口构成了通风散热口，在其他实施例中，若仅为了实现对散热排的散热，可以将通风散热口布置在散热室的顶壁上，或者将通风散热口布置在散热室的与外界相接的任何一个侧壁上。而且，若仅为了实现通风散热，可以取消散热风机，采用自然对流的方式进行散热。
本实施例中，冷却装置4的防护等级为IP55，避免冷却装置4中的冷却液流至散热室3内，在散热室3的底部开设有排液孔14，即使有冷却液渗出，也会由排液孔14中排出。
模块安装室2全密闭，防止与外界进行接触，而散热室3的防护等级为IP30，散热室3的防护等级低于模块安装室2的防护等级，同时散热室3的防护等级低于冷却装置4，散热室3的防护等级低于冷却装置4的防护等级的优点在于，能够避免散热室3对冷却装置4中气体的流动产生阻力。
本实施例中，液冷电源模块5直接安装在模块安装室2的内壁上，或者通过支架等结构安装在模块安装室2内，此时，模块安装室2的内壁或支架构成了液冷模块安装结构，散热排9直接安装在散热室3的内壁上，或者通过支架等结构安装在散热室3内，此时散热室3的内壁或支架构成了散热排安装结构。
本实施例中，用来安装散热风机10的结构，如支架等结构构成了散热风机安装结构。散热风机10优选为吸风风机，其他实施例中可以为排风风机。
本发明充电柜柜体的具体实施例，充电柜柜体的结构与上述实施例中的一致，其内容不再赘述。

Claims (8)

1.充电柜，包括柜体，柜体具有散热室和模块安装室，模块安装室内设有沿前后方向延伸的液冷电源模块，散热室内设有冷却装置，冷却装置包括与液冷电源模块相连的散热排，散热室的侧壁上设有通风散热口，其特征在于：所述散热室和模块安装室左右布置；所述散热室的前侧壁、后侧壁以及在左右方向上背向模块安装室的侧壁上均设置有所述通风散热口，前、后侧壁上的所述通风散热口为进风口，背向模块安装室的侧壁上的所述通风散热口为出风口；散热排与模块安装室之间有间隔而形成风道，风道连通前、后侧壁上的所述进风口。
2.根据权利要求1所述的充电柜，其特征在于：所述出风口处设有散热风机。
3.根据权利要求1或2所述的充电柜，其特征在于：所述散热室与模块安装室之间设置有密封隔断，冷却装置包括穿过该密封隔断后与液冷电源模块相连的连接管，所述冷却装置的防护等级大于散热室的防护等级。
4.根据权利要求1或2所述的充电柜，其特征在于：所述液冷电源模块沿上下方向叠放有多个，各液冷电源模块中的液路均并联布置在主进液管和主回液管上，所述主进液管的进液口位于主回液管的出液口的下方，以使得冷却液由下至上流动以对液冷电源模块进行散热。
5.根据权利要求1或2所述的充电柜，其特征在于：所述散热室的底壁上设有排液孔。
6.充电柜柜体，柜体具有散热室和模块安装室，散热室内设有散热排安装结构，模块安装室设有液冷电源模块安装结构，散热室的侧壁上设有通风散热口，其特征在于：所述散热室与模块安装室左右布置；所述散热室的前侧壁、后侧壁以及在左右方向上背向模块安装室的侧壁上均设置有所述通风散热口，前、后侧壁上的所述通风散热口为进风口，背向模块安装室的侧壁上的所述通风散热口为出风口；散热排与模块安装室之间有间隔而形成风道，风道连通前、后侧壁上的所述进风口。
7.根据权利要求6所述的充电柜柜体，其特征在于：所述出风口处设有用于安装散热风机的散热风机安装结构。
8.根据权利要求6或7所述的充电柜柜体，其特征在于：所述散热室的底壁上设有排液孔。
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