CN112153872A - 一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统 - Google Patents

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CN112153872A CN202011043617.3A CN202011043617A CN112153872A CN 112153872 A CN112153872 A CN 112153872A CN 202011043617 A CN202011043617 A CN 202011043617A CN 112153872 A CN112153872 A CN 112153872A
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周永康
夏鹏
赵泽扬
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Abstract

本发明涉及一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统，包括充电桩壳体和设于充电桩壳体内的充电模块，充电桩壳体内还设有半导体制冷片，半导体制冷片分别与温控开关、热端导热片和冷端翅片连接，温控开关和热端导热片均固定在充电桩壳体的侧壁上，冷却风扇通过风扇支架固定在冷端翅片上，冷却风扇的出风口朝向充电模块，热端导热片通过热管与位于充电桩壳体外的热管翅片连接，温控开关上设有热电偶，热电偶在充电桩壳体内的温度过低或过高时将温差信号反馈给温控开关。与现有技术相比，本发明具有等散热效果好、节约能源、低碳环保、提高充电桩使用寿命优点。

Description

一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统
技术领域
本发明涉及充电桩技术领域，尤其是涉及一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统。
背景技术
电动汽车在近几年中发展迅速，充电桩作为电动汽车的配套设施，也被大面积地布设在公共建筑区域或居民小区的停车场内。充电桩内的充电模块需要进行大功率的能量转换来为充电的电动汽车提高电能，会在充电桩的内部产生大量的热量，需要及时将产生的热量从充电桩的内部排出，目前的充电桩以风冷散热为主，通过风机来促进充电桩内外的空气循环，但是散热效果较差，且充电桩内要与环境直接接触，容易造成灰尘、水汽等物质进入桩内的问题，影响充电桩的使用寿命。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的散热效果较差、充电桩的使用寿命受环境因素影响较大的缺陷而提供一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统，包括充电桩壳体和设于充电桩壳体内的充电模块，所述充电桩壳体内还设有半导体制冷片，所述半导体制冷片分别与温控开关、热端导热片和冷端翅片连接，所述温控开关和热端导热片均固定在充电桩壳体的侧壁上，冷却风扇通过风扇支架固定在所述冷端翅片上，所述冷却风扇的出风口朝向充电模块，所述热端导热片通过热管与位于充电桩壳体外的热管翅片连接，所述温控开关上设有热电偶，所述热电偶在充电桩壳体内的温度过低或过高时将温差信号反馈给温控开关。
所述充电桩壳体的内部为全封闭状态。
所述半导体制冷片与冷端翅片连接的一侧为冷端，与热端导热片连接的一侧为热端。
所述温控开关通过改变电流大小来改变半导体制冷片的制冷量。
所述半导体制冷片通过第一导线与温控开关连接。
所述温控开关和热端导热片固定在充电桩壳体同一侧的内侧侧壁上。
所述热管翅片的外围设有翅片保护壳。
进一步地，所述翅片保护壳上设有通风口。
所述热管的数量为1个或1个以上。
所述热管包括蒸发段和冷凝段，所述蒸发段设于热端导热片内，所述冷凝段设于热管翅片中，所述热管内装有工作液体。
所述温控开关通过第二导线与蓄电池连接、通过第三导线与太阳能控制器连接、通过第四导线与电网连接。
所述太阳能控制器连接有太阳能电池和蓄电池，晴天时由太阳能电池经太阳能控制器进行供电，阴雨天时由电网进行供电，太阳能电池控制器将富余电能充入蓄电池中。
所述半导体制冷片与冷端翅片、热端导热片的接触面均涂覆有导热硅脂，提升半导体制冷片的导热性。
当充电桩内单组制冷模块的制冷量不能满足散热需求时或者存在多个发热中心时，可在充电桩内布置多组制冷模块，且每组制冷模块均与温控开关连接，同时每组制冷模块的热端导热片都通过热管与外部的热管翅片连接，同时热管翅片的尺寸和数量可相应增加以满足散热要求。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明通过温控开关来对充电桩的温度变化进行调控，在在充电桩壳体内的温度过低或过高时热电偶及时将温差信号反馈给温控开关，与传统被动散热相比，具有更好的散热效果和更快的散热响应速度。
2.本发明在充电桩壳体内将热管与半导体制冷片耦合，通过热管与桩外环境进行热量交换，实现了充电桩壳体的高密闭性，避免了外界环境对充电模块的使用寿命造成影响，。
3.本发明通过半导体制冷片对充电模块进行制冷，半导体制冷片热惯性小，可实现快速制冷和高精度的温度控制，并且在工作时没有震动和噪音。
4.本发明充分利用太阳能对充电模块进行供电，将富余电能充入蓄电池中，在夜间辅助电网对充电模块供电，有效缓解了传统技术中直接利用电网进行供电导致耗电量巨大的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明供电关系的示意图；
图3为本发明充电桩壳体内部的示意图；
图4为本发明充电桩壳体外部的示意图。
附图标记：
1-充电桩壳体；2-充电模块；3-冷却风扇；4-风扇支架；5-冷端翅片；6-第一导线；7-温控开关；8-热管；9-热管翅片；10-通风口；11-翅片保护壳；12-热端导热片；13-半导体制冷片；14-第二导线；15-第三导线；16-热电偶；17-第四导线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一
如图1所示，一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统，包括充电桩壳体1和设于充电桩壳体1内的充电模块2，充电桩壳体1内还设有半导体制冷片13，半导体制冷片13分别与温控开关7、热端导热片12和冷端翅片5连接，温控开关7和热端导热片12均固定在充电桩壳体1的侧壁上，冷却风扇3通过风扇支架4固定在冷端翅片5上，冷却风扇3的出风口朝向充电模块2，热端导热片12通过热管8与位于充电桩壳体1外的热管翅片9连接，温控开关7上设有热电偶16，热电偶16在充电桩壳体1内的温度过低或过高时将温差信号反馈给温控开关7。
充电桩壳体1的内部为全封闭状态。
半导体制冷片13与冷端翅片5连接的一侧为冷端，与热端导热片12连接的一侧为热端。
温控开关7通过改变电流大小来改变半导体制冷片13的制冷量。
半导体制冷片13通过第一导线6与温控开关7连接。
温控开关7和热端导热片12固定在充电桩壳体1同一侧的内侧侧壁上。
热管翅片9的外围设有翅片保护壳11。
翅片保护壳11上设有通风口10。
热管8的数量为1个或1个以上，本实施例中，热管8的数量为4个。
热管8包括蒸发段和冷凝段，蒸发段设于热端导热片12内，冷凝段设于热管翅片9中，热管8内装有工作液体，蒸发段中的工作液体受热蒸发，带走热量。
温控开关7通过第二导线14与蓄电池连接、通过第三导线15与太阳能控制器连接、通过第四导线17与电网连接。
太阳能控制器连接有太阳能电池和蓄电池，晴天时由太阳能电池经太阳能控制器对充电模块2进行供电，阴雨天时由电网对充电模块2进行供电，太阳能电池控制器将富余电能充入蓄电池中。
半导体制冷片13与冷端翅片5、热端导热片12的接触面均涂覆有导热硅脂，提升半导体制冷片13的导热性。
当充电桩壳体1的内部温度较高时，温控开关7收到热电偶16的反馈信号，控制半导体制冷片13的冷端开始制冷，冷端翅片5的温度下降，与桩内空气进行换热，使桩内空气温度下降，冷却风扇3将冷空气吹向充电模块2，促进换热；同时半导体制冷片13的热端通过热端导热片12中的热管8蒸发段的工作液体受热蒸发，带走热量，在冷凝段进行液化散热。
当充电桩内单组制冷模块的制冷量不能满足散热需求时或者存在多个发热中心时，可在充电桩内布置多组制冷模块，且每组制冷模块均与温控开关7连接，同时每组制冷模块的热端导热片12都通过热管8与外部的热管翅片9连接，同时热管翅片9的尺寸和数量可相应增加以满足散热要求。
太阳能电池在晴天白天时直接通过太阳能电池控制器和温控开关向制冷系统供电，在满足系统用电负荷之余，太阳能电池控制器将富余电能充入蓄电池中，蓄电池在夜晚为制冷系统供电；在阴雨天等无太阳能利用的情况下，制冷系统通过电网来供电。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例子，所取名称可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例说明。凡依据本发明构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统，包括充电桩壳体(1)和设于充电桩壳体(1)内的充电模块(2)，其特征在于，所述充电桩壳体(1)内还设有半导体制冷片(13)，所述半导体制冷片(13)分别与温控开关(7)、热端导热片(12)和冷端翅片(5)连接，所述温控开关(7)和热端导热片(12)均固定在充电桩壳体(1)的侧壁上，冷却风扇(3)通过风扇支架(4)固定在所述冷端翅片(5)上，所述冷却风扇(3)的出风口朝向充电模块(2)，所述热端导热片(12)通过热管(8)与位于充电桩壳体(1)外的热管翅片(9)连接，所述温控开关(7)上设有热电偶(16)，所述热电偶(16)在充电桩壳体(1)内的温度过低或过高时将温差信号反馈给温控开关(7)。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统，其特征在于，所述半导体制冷片(13)通过第一导线(6)与温控开关(7)连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统，其特征在于，所述温控开关(7)和热端导热片(12)固定在充电桩壳体(1)同一侧的内侧侧壁上。
4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统，其特征在于，所述热管翅片(9)的外围设有翅片保护壳(11)。
5.根据权利要求4所述的一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统，其特征在于，所述翅片保护壳(11)上设有通风口(10)。
6.根据权利要求1所述的一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统，其特征在于，所述热管(8)的数量为1个或1个以上。
7.根据权利要求1所述的一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统，其特征在于，所述热管(8)包括蒸发段和冷凝段，所述蒸发段设于热端导热片(12)内，所述冷凝段设于热管翅片(9)中。
8.根据权利要求1所述的一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统，其特征在于，所述温控开关(7)通过第二导线(14)与蓄电池连接、通过第三导线(15)与太阳能控制器连接、通过第四导线(17)与电网连接。
9.根据权利要求8所述的一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统，其特征在于，所述太阳能控制器连接有太阳能电池和蓄电池。
10.根据权利要求1所述的一种基于太阳能半导体热管的电动汽车充电桩冷却系统，其特征在于，所述半导体制冷片(13)与冷端翅片(5)、热端导热片(12)的接触面均涂覆有导热硅脂。
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CN113285377A (zh) * 2021-05-12 2021-08-20 广东景呈电力设备有限公司 一种智能台架
EP4105047A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-21 Apollo Intelligent Connectivity (Beijing) Technology Co., Ltd. Refrigeration device and vehicle

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