CN112153873A - 一种散热模块及包括其的充电枪和充电座 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源技术领域，公开了一种散热模块，其包括壳体以及设于壳体内部的散热件和通风装置，散热件具有供供电端子穿设的散热孔和沿散热孔的周向延伸并环绕其的散热风道，通风装置用于驱动外部空气并使其流经散热风道后排出，壳体具有供气流通过的第一风口和第二风口。基于上述结构，在通风装置的驱动下，散热风道内可形成将供电端子360°包围的气流，从而供电端子的周围不会存在散热死角，供电端子所产生的热量能够被气流充分带走，不会大量聚集，进而实现更有效的降温。本发明还公开了一种充电枪和充电座，二者均采用了上述的散热模块，具有散热性能好、可承受大电流、安全系数高、故障率低、使用寿命长等优点。

Description

一种散热模块及包括其的充电枪和充电座

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别是涉及一种散热模块及包括其的充电枪和充电座。

背景技术

随着人们环保意识的增强，以及相关技术的逐渐完善，电动汽车开始被越来越多的消费者所接受。但是，充电时间过长的问题始终未被解决，其阻碍了电动汽车的进一步发展。研究表明，上述问题的根本原因在于，充电连接器与线缆的压接处在充电时会聚集大量热量，而现有的充电连接器的散热能力有限，无法有效地散去大电流通过时所聚集的热量，高温易造成充电连接器故障，甚至烧毁，严重影响充电安全，由此限制了电流的大小，导致充电时间过长。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于充电连接器、并且散热效果好的散热模块及包括其的充电枪和充电座。

为了实现上述目的，本发明提供了一种散热模块，应用于充电连接器，其包括壳体以及设于所述壳体内部的散热件和通风装置，所述散热件具有供供电端子穿设的散热孔和沿所述散热孔的周向延伸并环绕其的散热风道，所述通风装置用于驱动外部空气并使其流经所述散热风道后排出，所述壳体具有供气流通过的第一风口和第二风口。

在本申请的一些实施例中，所述散热孔设为两个，二者并排且间隔设置，两个所述散热孔的外围各自设有所述散热风道；将两个所述散热孔的对称中心面记为第一参照面，所述通风装置与所述第一参照面相交。

在本申请的一些实施例中，所述通风装置包括两个风扇，二者关于所述第一参照面对称设置。

在本申请的一些实施例中，所述第一风口设为两个，两个所述风扇分别设于两个所述第一风口处。

在本申请的一些实施例中，所述第二风口设为两个，二者分别设于所述第一参照面的两侧。

在本申请的一些实施例中，两个所述第二风口关于所述第一参照面对称设置。

在本申请的一些实施例中，将经过两个所述散热孔的中心线的平面记为第二参照面，所述通风装置和所述第二风口分别设于所述第二参照面的两侧。

在本申请的一些实施例中，所述第一参照面与所述第二参照面的相交线为所述壳体的中心线；所述第二风口的中心线垂直相交于所述壳体的中心线，且所述第二风口的中心线与所述第二参照面的夹角α的范围为：0°＜α≤80°。

在本申请的一些实施例中，所述第二风口在所述壳体轴向上的长度L的范围为：0＜L≤M-2mm，其中，M为所述壳体的轴向长度。

在本申请的一些实施例中，所述第二风口在所述壳体周向上的长度T的范围为：10mm≤T≤(1/4)N，其中，N为所述壳体的周向长度。

在本申请的一些实施例中，所述散热件具有设于所述散热孔外部的翅片单元，所述翅片单元由多个沿所述散热孔的轴向排列的翅片组成，每相邻的两个所述翅片之间形成所述散热风道，所述通风装置设于所述翅片单元的外部。

在本申请的一些实施例中，所述翅片单元具有凹槽，所述通风装置设于所述凹槽内。

在本申请的一些实施例中，所述散热件包括绝缘套筒以及设于所述绝缘套筒外部的散热架，所述绝缘套筒的通孔即为所述散热孔，所述散热架包括所述翅片单元。

在本申请的一些实施例中，所述散热架还包括套于所述绝缘套筒外部的安装套筒，所述翅片套于所述安装套筒的外部。

在本申请的一些实施例中，所述翅片和所述安装套筒的材质均为金属。

在本申请的一些实施例中，所述绝缘套筒的材质为陶瓷。

在本申请的一些实施例中，所述散热架还包括套于所述安装套筒外部的固定板，所述固定板设于所述翅片单元的前侧和/或后侧；所述翅片单元与所述固定板通过贯穿二者的螺栓连接在一起。

在本申请的一些实施例中，所述翅片设于所述绝缘套筒的外侧面，且二者连接为一体；所述翅片和所述绝缘套筒的材质均为陶瓷。

在本申请的一些实施例中，所述散热架和/或所述绝缘套筒的表面设有石墨烯涂层或纳米碳涂层。

基于同样的目的，本发明还提供了一种充电枪，其包括上述的散热模块。

基于同样的目的，本发明还提供了一种充电座，其包括上述的散热模块。

本发明提供一种应用于充电连接器的散热模块，与现有技术相比，其有益效果在于：

在通风装置的驱动下，散热风道内可形成将供电端子360°包围的气流，从而供电端子的周围不会存在散热死角，供电端子所产生的热量能够被气流充分带走，不会大量聚集，进而实现更有效的降温。如此，相比于仅能产生将供电端子半包围或部分包围的气流的散热结构，本发明提供的散热模块可更加有效地降低电流通过充电连接器时所带来的高温，提高其安全性能，降低其故障率，延长其使用寿命，更为重要的是，使得充电连接器能够承受较大的电流，进而在其使用时可大大地缩短充电时间，提高充电效率。

本发明还提供一种充电枪和充电座，由于二者均采用了上述的散热模块，因而具有散热性能好、可承受大电流、安全系数高、故障率低、使用寿命长等优点。

附图说明

图1为本发明实施例的散热模块与供电端子的组装示意图之一；

图2为本发明实施例的散热模块与供电端子的组装示意图之二；

图3为本发明实施例的散热模块的结构示意图；

图4为本发明实施例的散热气流的流向示意图；

图5为本发明实施例的散热模块的端面示意图；

图6为本发明实施例的散热件的结构示意图。

图中：10、壳体；101、第一风口；102、第二风口；11、散热件；111、散热孔；112、散热风道；113、绝缘套筒；114、翅片单元；1141、凹槽；115、安装套筒；116、固定板；12、通风装置；121、风扇；13、挡板；2、供电端子；a、第一参照面；b、第二参照面。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，以区分同一类型的技术特征，而不能理解为指示或暗示这些技术特征的相对重要性、顺序以及数量，也即，“第一”技术特征可以被称为“第二”技术特征，“第二”技术特征也可以被称为“第一”技术特征，并且，限定有“第一”、“第二”的技术特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该技术特征。另外，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要强调的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，本发明中的充电连接器是指同时具有物理连接和电连接功能的设备，例如充电枪、充电座、插头、插座等。

参见图1至图4，本发明实施例提供一种应用于充电连接器的散热模块，其包括筒形的壳体10以及设于壳体10内部的散热件11和通风装置12，散热件11具有供供电端子2穿设的散热孔111和沿散热孔111的周向延伸并环绕其的散热风道112，通风装置12用于驱动外部空气并使其流经散热风道112后排出，壳体10具有供气流通过的第一风口101和第二风口102；其中，供电端子2为直流电源端子或交流电源端子。

基于上述结构，在通风装置12的驱动下，散热风道112内可形成将供电端子2 360°包围的气流，从而供电端子2的周围不会存在散热死角，供电端子2所产生的热量能够被气流充分带走，不会大量聚集，进而实现更有效的降温。如此，相比于仅能产生将供电端子2半包围或部分包围的气流的散热结构，本发明提供的散热模块可更加有效地降低电流通过充电连接器时所带来的高温，提高其安全性能，降低其故障率，延长其使用寿命，更为重要的是，使得充电连接器能够承受较大的电流，进而在其使用时可大大地缩短充电时间，提高充电效率。

可选的，如图1至图4所示，在本实施例中，通风装置12设于第一风口101处；工作时，外部空气从第二风口102进入散热风道112内，然后从第一风口101排出，也即，通风装置12为吸风模式。需要指出的是，在其他实施例中，通风装置12也可以为吹风模式，即，外部空气从第一风口101进入散热风道112内，然后从第二风口102排出。

可选的，如图1至图4所示，在本实施例中，散热孔111设为两个，二者并排且间隔设置，两个散热孔111的外围各自设有散热风道112，即，两个散热孔111之间有散热风道112经过；供电端子2也设为两个，二者分别穿设于两个散热孔111中。当然，在其他实施例中，两个散热孔111也可以共用同一组散热风道112，即，两个散热孔111之间无散热风道112经过。

可选的，如图1和图5所示，在本实施例中，将两个散热孔111的对称中心面记为第一参照面a，通风装置12与第一参照面a相交，也就是说，通风装置12与两个散热孔111在散热模块的横截面上呈“品”字形排列；通风装置12包括两个风扇121，二者分别设于第一参照面a的两侧，对应的，第一风口101也设为两个，两个风扇121分别设于两个第一风口101处。基于此，两个散热孔111的散热风道112内均能够形成稳定且流量大的气流，保证了散热效果；另外，两个风扇121并排设置也一定程度上缩短了充电连接器的轴向长度，使其体积更小，对空间的要求更低。作为优选，两个风扇121关于第一参照面a对称设置，对应的，两个第一风口101也关于第一参照面a对称设置。

进一步的，为了提高散热效率，同时保证两个散热孔111的散热风道112的流量均衡，第二风口102设为两个，二者分别设于第一参照面a的两侧；作为优选，两个第二风口102关于第一参照面a对称设置。

进一步的，将经过两个散热孔111的中心线的平面记为第二参照面b，第一参照面a与第二参照面b的相交线为壳体10的中心线，壳体10为圆筒形，第二风口102的中心线垂直相交于壳体10的中心线。

为了找出第二风口102的最佳位置，研发人员对采用本发明提供的散热模块的多个充电枪进行了对比实验，它们在结构上的区别仅在于第二风口102的位置不同，该实验在25℃的环境下进行，实验时的电流为250A。得到的实验数据如下：

表1

从表1中可以看出，当第二风口102和通风装置12分别设于第二参照面b的两侧时，供电端子2温度最低，这表明此方案的散热效果最佳。基于此，在本实施例中，第二风口102和通风装置12分别设于第二参照面b的两侧。又由于两个第二风口102分别设于第一参照面a的两侧，因此，如图4所示，第二风口102的中心线与第二参照面b的夹角α的范围优选：0°＜α≤80°。

进一步的，除了第二风口102的位置对散热效果有影响以外，第二风口102的尺寸也存在一定影响。在本实施例中，第二风口102在壳体10轴向上的长度L的范围为：0＜L≤M-2mm，其中，M为壳体10的轴向长度；第二风口102在壳体10周向上的长度T的范围为：10mm≤T≤(1/4)N，其中，N为壳体10的周向长度。基于上述尺寸，第二风口102可保证散热风道112拥有足够大的风量。

需要说明的是，本发明中的第一风口101和第二风口102是指具有通风功能的结构，它们有多种形式，比如敞口形式、蜂窝孔形式、格栅孔形式等。

可选的，参见图1、图3和图6，在本实施例中，散热件11包括绝缘套筒113以及设于绝缘套筒113外部的散热架，绝缘套筒113设为并排且间隔设置的两个，二者通过散热架连接在一起，绝缘套筒113的通孔即为散热孔111；散热架包括翅片单元114，翅片单元114由多个沿绝缘套筒113的轴向排列的翅片组成，每相邻的两个翅片之间形成散热风道112；通风装置12设于翅片单元114的外部。需要指出的是，在其他实施例中，两个绝缘套筒113也可以各自设有散热架，两个散热架互不连接。

进一步的，散热架还包括安装套筒115，安装套筒115套于绝缘套筒113的外部，翅片套于安装套筒115的外部，其中，翅片和安装套筒115的材质均为金属，绝缘套筒113的材质为陶瓷。为了实现翅片的固定，散热架还包括套于安装套筒115外部的固定板116，固定板116设于翅片单元114的前侧；翅片单元114与固定板116通过贯穿二者的螺栓连接在一起；此外，散热架和/或绝缘套筒113的表面设有石墨烯涂层或纳米碳涂层，以提高散热件11的散热效果。

需要指出的是，在其他实施例中，固定板116也可以设于翅片单元114的后侧，抑或同时设于翅片单元114的前后两侧；除此之外，散热件11也可以为一体结构，即，翅片和绝缘套筒113的材质均为陶瓷，翅片设于绝缘套筒113的外侧面，且二者连接为一体。

可选的，如图1所示，在本实施例中，散热模块还包括套于绝缘套筒113外部的挡板13，挡板13设于散热架的前侧和/或后侧。如此，挡板13与壳体10共同围成了一个相对密闭的空间，可防止散热风道112内的气流扩散，增强了散热效果。

可选的，参见图1和图3，在本实施例中，翅片单元114具有凹槽1141，通风装置12设于凹槽1141内。基于此，该散热模块的径向尺寸足够小，能够最大程度地缩小充电连接器的体积，使其外形更加的小巧，降低其对空间的需求，以便于其安装和使用。特别是当该散热模块应用于充电座时，其使得充电座能够直接从充电汽车的车体外部完成拆装，满足零障碍操作的要求，大大地降低了充电座的检修和更换难度。

另外，本发明实施例还提供一种充电枪和充电座，二者均采用了上述的散热模块。与现有技术相比，该充电枪和充电座具有散热性能好、可承受大电流、安全系数高、故障率低、使用寿命长等优点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种散热模块，应用于充电连接器，其特征在于，包括壳体以及设于所述壳体内部的散热件和通风装置，所述散热件具有供供电端子穿设的散热孔和沿所述散热孔的周向延伸并环绕其的散热风道，所述通风装置用于驱动外部空气并使其流经所述散热风道后排出，所述壳体具有供气流通过的第一风口和第二风口。

2.如权利要求1所述的散热模块，其特征在于，所述散热孔设为两个，二者并排且间隔设置，两个所述散热孔的外围各自设有所述散热风道；将两个所述散热孔的对称中心面记为第一参照面，所述通风装置与所述第一参照面相交。

3.如权利要求2所述的散热模块，其特征在于，所述通风装置包括两个风扇，二者关于所述第一参照面对称设置。

4.如权利要求3所述的散热模块，其特征在于，所述第一风口设为两个，两个所述风扇分别设于两个所述第一风口处。

5.如权利要求2所述的散热模块，其特征在于，所述第二风口设为两个，二者分别设于所述第一参照面的两侧。

6.如权利要求5所述的散热模块，其特征在于，两个所述第二风口关于所述第一参照面对称设置。

7.如权利要求5所述的散热模块，其特征在于，将经过两个所述散热孔的中心线的平面记为第二参照面，所述通风装置和所述第二风口分别设于所述第二参照面的两侧。

8.如权利要求7所述的散热模块，其特征在于，所述第一参照面与所述第二参照面的相交线为所述壳体的中心线；所述第二风口的中心线垂直相交于所述壳体的中心线，且所述第二风口的中心线与所述第二参照面的夹角α的范围为：0°＜α≤80°。

9.如权利要求8所述的散热模块，其特征在于，所述第二风口在所述壳体轴向上的长度L的范围为：0＜L≤M-2mm，其中，M为所述壳体的轴向长度。

10.如权利要求8所述的散热模块，其特征在于，所述第二风口在所述壳体周向上的长度T的范围为：10mm≤T≤(1/4)N，其中，N为所述壳体的周向长度。

11.如权利要求1-10任一项所述的散热模块，其特征在于，所述散热件具有设于所述散热孔外部的翅片单元，所述翅片单元由多个沿所述散热孔的轴向排列的翅片组成，每相邻的两个所述翅片之间形成所述散热风道，所述通风装置设于所述翅片单元的外部。

12.如权利要求11所述的散热模块，其特征在于，所述翅片单元具有凹槽，所述通风装置设于所述凹槽内。

13.如权利要求11所述的散热模块，其特征在于，所述散热件包括绝缘套筒以及设于所述绝缘套筒外部的散热架，所述绝缘套筒的通孔即为所述散热孔，所述散热架包括所述翅片单元。

14.如权利要求13所述的散热模块，其特征在于，所述散热架和/或所述绝缘套筒的表面设有石墨烯涂层或纳米碳涂层。

15.一种充电枪，其特征在于，包括如权利要求1-14任一项所述的散热模块。

16.一种充电座，其特征在于，包括如权利要求1-14任一项所述的散热模块。

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