CN112677790A - 一种新能源汽车充电用智能散热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源汽车充电用智能散热装置，保护壳内沿长度方向活动设置有用于对新能源充电桩内部散热的送风组件，所述送风组件连接传动组件，所述传动组件连接安装于所述保护壳外部的驱动结构；利用动力装置工作带动蜗杆转动，转动的蜗杆同时驱动蜗轮和传动组件动作，其中蜗轮带动输送结构运行将冷凝器中的冷却介质顺着蛇形冷凝管循环流动，对通过散热孔的气流进行冷却，使散热孔吹出冷风，对新能源汽车充电桩进行散热；传动组件带动送风组件顺着保护壳的长度方向在保护壳内往复移动且自转，实现全方位送风，配合散热孔处的蛇形冷凝管对充电桩内部大面积散热降温，具有对流和热传递双重散热效果，散热速度更快，效果更佳。
Description
技术领域
本发明涉及一种散热保护装置，具体是一种新能源汽车充电用智能散热装置。
背景技术
随着环保意识的加强，传统的燃油车逐渐被新能源汽车所替代，新能源汽车利用充电桩充电提供能量，取代了加油站添加燃油，减少碳排放。
充电桩在对汽车充电时会产生大量的热，直流充电桩的功率范围在30KW、60KW和120KW，效率普遍在95％左右，那么其中5％就转化为热损耗，其热损耗将是1.5KW、3KW和6KW。对于户外设备，这些热量必然要排出设备之外,否则将会加速设备的老化；由此可以看出充电桩在充电过程中产生热量之大，若不及时散出，会造成极大地安全事故，因此，散热问题是充电桩系统推广建设必须解决的难题之一。
目前现有的充电桩散热大多通过将箱体的进出风口做成百叶窗式，然后在出风口加上风扇，把模块风扇排出的热量抽走，但是风扇安装在固定位置，而且由于风扇周围的温度也较高，仅仅通过小范围的对流散热而言，效果并不理想。
发明内容
基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种新能源汽车充电用智能散热装置。
本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：
一种新能源汽车充电用智能散热装置，包括安装于新能源充电桩内的保护壳，在所述保护壳内沿长度方向活动设置有用于对新能源充电桩内部散热的送风组件，所述送风组件连接传动组件，所述传动组件连接安装于所述保护壳外部的驱动结构；
在所述保护壳正对送风组件的两侧上均开设有多个供空气流通的散热孔，在其中一侧散热孔的边缘迂回设置有用于对从该侧上的散热孔吹出的气流冷却的蛇形冷凝管，所述蛇形冷凝管的一端连通安装于所述保护壳上的输送结构，所述输送结构连接所述驱动结构，且所述蛇形冷凝管的另一端连通冷凝器；
所述驱动结构包括固定安装于所述保护壳上的动力装置、转动安装在所述保护壳外壁上并连接所述动力装置输出端的蜗杆、以及转动安装在所述保护壳外壁上并同所述蜗杆啮合的蜗轮，所述输送结构连接所述蜗轮，传动组件连接所述蜗杆。
作为本发明进一步的方案：所述送风组件通过安装于所述保护壳内部的导向结构连接所述传动组件，所述导向结构包括沿所述保护壳长度方向固定在其内部的导向件和滑动设置在所述导向件上的滑动件；
其中，所述送风组件安装于所述滑动件靠近蛇形冷凝管的一侧，所述传动组件连接所述滑动件的另一侧。
作为本发明再进一步的方案：所述送风组件包括转动安装在所述滑动件上并与所述导向件空间垂直的旋转轴、固定在所述旋转轴端部的叶轮、以及用于在所述滑动件顺着导向件滑动时驱动所述旋转轴和叶轮转动的齿合结构；
所述齿合结构包括固定在所述保护壳内并与所述导向件平行的直齿条和固定在所述旋转轴上并与所述直齿条啮合的齿轮。
作为本发明再进一步的方案：所述传动组件包括连接所述蜗杆的双向转动结构、连接所述滑动件用于带动所述滑动件顺着所述导向件往复滑动的滑移结构、以及连接所述滑移结构与所述双向转动结构用于驱动所述滑移结构长距离运行的增速结构；
所述增速结构和所述双向转动结构均设置在所述保护壳的外部，所述滑移结构设置在所述保护壳内并对应所述导向件。
作为本发明再进一步的方案：所述双向转动结构包括对称设置在所述蜗杆上的两个半锥齿轮、转动安装在所述保护壳外壁上并与所述蜗杆垂直的从动轴、以及固定在所述从动轴上并与所述半锥齿轮配合的全锥齿轮；
两个所述半锥齿轮均一半有齿一半光滑，且两个半锥齿轮的有齿部分错位设置，所述全锥齿轮同两个所述半锥齿轮上的有齿部分适配，所述增速结构连接所述从动轴。
作为本发明再进一步的方案：所述滑移结构包括通过两个转轴转动安装在所述保护壳内的两个传动轮和连接在两个所述传动轮之间的传动件，所述滑动件上开设有同所述传动件穿过的通孔，所述传动件穿过所述通孔并通过螺钉与所述滑动件固定。
作为本发明再进一步的方案：所述增速结构包括同轴固定在所述从动轴上的大带盘、固定在其中一个所述转轴上的小带盘、以及用于连接所述大带盘和小带盘的第一传动带；
其中，所述转轴穿过所述保护壳并与之通过轴承连接。
作为本发明再进一步的方案：所述输送结构包括安装在所述保护壳外壁上的冷却泵和连接所述冷却泵转动轴与所述蜗轮的第二传动带；
所述冷却泵具有一个同所述蛇形冷凝管连通的出液口和同冷凝器连通的进液口。
作为本发明再进一步的方案：所述保护壳上安装有温度传感器，所述温度传感器通过控制单元连接所述动力装置，控制单元信号连接冷凝器。
采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：利用动力装置工作带动蜗杆转动，转动的蜗杆同时驱动蜗轮和传动组件动作，其中蜗轮带动输送结构运行将冷凝器中的冷却介质顺着蛇形冷凝管循环流动，对通过散热孔的气流进行冷却，使散热孔吹出冷风，对新能源汽车充电桩进行散热；
传动组件带动送风组件顺着保护壳的长度方向在保护壳内往复移动且自转，实现全方位送风，配合散热孔处的蛇形冷凝管对充电桩内部大面积散热降温，具有对流和热传递双重散热效果，散热速度更快，效果更佳。
附图说明
图1为新能源汽车充电用智能散热装置的结构示意图。
图2为新能源汽车充电用智能散热装置中保护壳和散热孔的结构示意图。
图3为图1中A处的局部放大示意图。
图4为新能源汽车充电用智能散热装置中滑动件和通孔的结构示意图。
图中：1-保护壳；2-动力装置；3-蜗杆；4-半锥齿轮；5-全锥齿轮；6-从动轴；7-大带盘；8-第一传动带；9-小带盘；10-传动轮；11-传动件；12-滑动件；13-导向件；14-旋转轴；15-齿轮；16-直齿条；17-叶轮；18-蛇形冷凝管；19-蜗轮；20-第二传动带；21-冷却泵；22-散热孔；23-温度传感器。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种新能源汽车充电用智能散热装置，包括安装于新能源充电桩内的保护壳1，在所述保护壳1内沿长度方向活动设置有用于对新能源充电桩内部散热的送风组件，所述送风组件连接传动组件，所述传动组件连接安装于所述保护壳1外部的驱动结构；
具体地，在所述保护壳1正对送风组件的两侧上均开设有多个供空气流通的散热孔22，在其中一侧散热孔22的边缘迂回设置有用于对从该侧上的散热孔22吹出的气流冷却的蛇形冷凝管18，所述蛇形冷凝管18的一端连通安装于所述保护壳1上的输送结构，所述输送结构连接所述驱动结构，且所述蛇形冷凝管18的另一端连通安装于充电桩上的冷凝器；
详细来说，所述驱动结构包括固定安装于所述保护壳1上的动力装置2、转动安装在所述保护壳1外壁上并连接所述动力装置2输出端的蜗杆3、以及转动安装在所述保护壳1外壁上并同所述蜗杆3啮合的蜗轮19，所述输送结构连接所述蜗轮19，传动组件连接所述蜗杆3；
作为本实施例的说明，利用动力装置2工作带动蜗杆3转动，转动的蜗杆3同时驱动蜗轮19和传动组件动作，其中蜗轮19带动输送结构运行将冷凝器(图中未示出)中的冷却介质顺着蛇形冷凝管18循环流动，对通过散热孔22的气流进行冷却，使散热孔22吹出冷风，对新能源汽车充电桩进行散热；冷凝器作为现有技术的应用，安装在充电桩上，具体根据充电桩的形状及安装便捷性而定，本发明的附图中未示出。
传动组件带动送风组件顺着保护壳1的长度方向在保护壳1内往复移动且自转，实现全方位送风，配合散热孔22处的蛇形冷凝管18对充电桩内部大面积散热降温，具有对流和热传递双重散热效果，散热速度更快，效果更佳。
作为限定，所述散热孔22可以正对所述蛇形冷凝管18，从而使从散热孔22出来的气流直吹蛇形冷凝管18，最大限度的对空气冷却，但是会阻碍气流流动速度；当然了，散热孔22也可以正对相邻的两道蛇形冷凝管18之间的缝隙，从而使从散热孔22出来的气流旁吹蛇形冷凝管18，减小气流流动阻力，但是冷却速率慢；作为改进，可以在保护壳1的外壁上安装百叶片，所述百叶片沿蛇形冷凝管18的切向方向设置，这样可兼顾气流流动速度和冷却速率；
优选地，百叶片活动安装在保护壳1的外壁上，当需要对充电桩内部快速散热时，可调节百叶片正对蛇形冷凝管18，实现直吹散热，提高散热速度；当充电桩工作稳定，内部周围环境温度相对恒定时，可调节百叶片正对相邻的两道蛇形冷凝管18之间的缝隙，增加冷却循环速度，降低动力装置2的负载，从而减少动力装置2本身做功产生的热量。
为了方便理解，所述动力装置2包括但不限于常规的伺服电机、气动马达、液压马达等动力设备。
此外，在本实施例中，在所述保护壳1的一侧设置有突出的安装板，在所述安装板的四角分别设置有用于同充电桩内壁可拆卸安装的螺栓，利用四角设置的螺栓实现其与充电桩的可拆卸连接，方便维修和更换。
另外，在本实施例中，所述安装板上固定有若干与之垂直的连接板，所述动力装置2安装在其中一个连接板上，而蜗杆3转动安装在其中相邻的两个连接板之间，连接板的设置方便安装处于保护壳1外部的各个部件。
在本发明的一个实施例中，所述送风组件通过安装于所述保护壳1内部的导向结构连接所述传动组件，所述导向结构包括沿所述保护壳1长度方向固定在其内部的导向件13和滑动设置在所述导向件13上的滑动件12；
其中，所述送风组件安装于所述滑动件12靠近蛇形冷凝管18的一侧，所述传动组件连接所述滑动件12的另一侧；
作为本实施例的说明，当蜗杆3转动时带动传动组件动作，传动组件驱动滑动件12顺着导向件13在保护壳1内沿着长度方向往复滑动，最终带动送风组件跟随活动，增加送风范围。
在本实施例中，所述导向件13的截面呈矩形状，在所述滑动件12上开设有贯通的矩形通孔，矩形通孔与所述导向件13适配，由于采用矩形形状，因此可有效避免滑动件12在顺着导向件13滑动时偏转。
在本发明的另一个实施例中，所述送风组件包括转动安装在所述滑动件12上并与所述导向件13空间垂直的旋转轴14、固定在所述旋转轴14端部的叶轮17、以及用于在所述滑动件12顺着导向件13滑动时驱动所述旋转轴14和叶轮17转动的齿合结构；
需要说明的是，所述齿合结构包括固定在所述保护壳1内并与所述导向件13平行的直齿条16和固定在所述旋转轴14上并与所述直齿条16啮合的齿轮15；
作为本实施例的说明，在滑动件12顺着导向件13往复沿保护壳1的长度方向滑动时，齿轮15与固定的直齿条16配合驱动旋转轴14转动，使得叶轮17一边沿保护壳1的长度方向滑动一边自转吹风，达到大范围吹风散热效果。
此外，在本实施例中，所述旋转轴14通过轴承与所述滑动件12转动连接，通过轴承安装使得旋转轴14正对散热孔22且能够允许其转动。
在本发明的又一个实施例中，所述传动组件包括连接所述蜗杆3的双向转动结构、连接所述滑动件12用于带动所述滑动件12顺着所述导向件13往复滑动的滑移结构、以及连接所述滑移结构与所述双向转动结构用于驱动所述滑移结构长距离运行的增速结构；
所述增速结构和所述双向转动结构均设置在所述保护壳1的外部，所述滑移结构设置在所述保护壳1内并对应所述导向件13；
作为本实施例的说明，在蜗杆3转动时借助双向转动结构驱动增速结构来回正反两向转动，两向交替转动的增速结构一边带动滑移结构驱动滑动件12往复顺着导向件13来回运动一边增加滑动件12的运动行程。
在本发明的又一个实施例中，所述双向转动结构包括对称设置在所述蜗杆3上的两个半锥齿轮4、转动安装在所述保护壳1外壁上并与所述蜗杆3垂直的从动轴6、以及固定在所述从动轴6上并与所述半锥齿轮4配合的全锥齿轮5；
两个所述半锥齿轮4均一半有齿一半光滑，且两个半锥齿轮4的有齿部分错位设置，所述全锥齿轮5同两个所述半锥齿轮4上的有齿部分适配，所述增速结构连接所述从动轴6；
作为本实施例的说明，在蜗杆3转动时带动两个半锥齿轮4同步转动，由于两个半锥齿轮4上的有齿部分相互错位，因此其上的有齿部分间断带动全锥齿轮5正反交替转动，正反交替转动的全锥齿轮5带动从动轴6跟随往复正反转。
进一步说明，两个所述半锥齿轮4的齿数、分度圆半径、模数均相同，即全锥齿轮5正转固定数值圈后再反转相同圈数。
在本发明的又一个实施例中，所述滑移结构包括通过两个转轴转动安装在所述保护壳1内的两个传动轮10和连接在两个所述传动轮10之间的传动件11，所述滑动件12上开设有同所述传动件11穿过的通孔，所述传动件11穿过所述通孔并通过螺钉与所述滑动件12固定；
作为本实施例的说明，往复正反转的从动轴6借助增速结构带动其中一个转轴转动，转动的转轴带动与之连接的传动轮10，配合另一传动轮10带动传动件11往复运转，最终带动滑动件12顺着导向件13来回运动。
本实施例中，传动轮10可以是链轮，所述传动件11对应的为链条，链条穿过滑动件12上的通孔并与之固定，从而实现直线传动效果。
在本发明的又一个实施例中，所述增速结构包括同轴固定在所述从动轴6上的大带盘7、固定在其中一个所述转轴上的小带盘9、以及用于连接所述大带盘7和小带盘9的第一传动带8；
其中，所述转轴穿过所述保护壳1并与之通过轴承连接；
作为本实施例的说明，往复正反转的从动轴6带动大带盘7跟随正反转，大带盘7借助第一传动带8驱动小带盘9快速转动，从而带动转轴和其中一个传动轮10快速转动，由于大带盘7和小带盘9之间的传动比远大于1，因此当从动轴6转动较小角度时能够驱动转轴和传动轮10转动多圈，从而增加传动件11的运行距离。
为了避免打滑，所述第一传动带8为齿形带，由于齿形带上具有齿牙，因此可防止其在大带盘7和小带盘9之间打滑。
在本发明的又一个实施例中，所述输送结构包括安装在所述保护壳1外壁上的冷却泵21和连接所述冷却泵21转动轴与所述蜗轮19的第二传动带20；
所述冷却泵21具有一个同所述蛇形冷凝管18连通的出液口和同冷凝器连通的进液口；
作为本实施例的说明，当蜗杆3转动时带动蜗轮19转动，转动的蜗轮19通过第二传动带20带动冷却泵21的转动轴转动，从而使冷却泵21执行泵送工作，不断向蛇形冷凝管18内泵送冷却介质。
在本发明的又一个实施例中，所述保护壳1上安装有温度传感器23，所述温度传感器23通过控制单元连接所述动力装置2，控制单元信号连接冷凝器；
作为本实施例的说明，温度传感器23在检测到环境温度高于设定值后，向控制单元发生冷却指令，控制单元同时驱动冷凝器和动力装置2工作。
最后，作为本发明总体的构思概括说明，该装置通过电机或马达作为动力装置2工作带动蜗杆3转动，蜗杆3再带动蜗轮19转动，其中，蜗杆3转动时带动两个半锥齿轮4同步转动，由于两个半锥齿轮4上的有齿部分相互错位，因此其上的有齿部分间断带动全锥齿轮5正反交替转动，正反交替转动的全锥齿轮5带动从动轴6跟随往复正反转，往复正反转的从动轴6带动大带盘7跟随正反转，大带盘7借助第一传动带8驱动小带盘9快速转动，从而带动转轴和其中一个传动轮10快速转动；
由于大带盘7和小带盘9之间的传动比远大于1，因此当从动轴6转动较小角度时能够驱动转轴和传动轮10转动多圈，从而增加传动件11和滑动件12沿导向件13往复运行距离，且往复运动的滑动件12使得叶轮17跟随往复运动，在滑动件12顺着导向件13往复沿保护壳1的长度方向滑动时，齿轮15与固定的直齿条16配合驱动旋转轴14转动，使得叶轮17一边沿保护壳1的长度方向滑动一边自转吹风，达到大范围吹风散热效果；
与此同时，蜗轮19通过第二传动带20带动冷却泵21的转动轴转动，从而使冷却泵21执行泵送工作，不断向蛇形冷凝管18内泵送冷却介质，将冷凝器中的冷却介质顺着蛇形冷凝管18循环流动，对通过散热孔22的气流进行冷却，使散热孔22吹出冷风，达到对充电桩内部的大范围降温散热目的。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
Claims (9)
1.一种新能源汽车充电用智能散热装置，包括安装于新能源充电桩内的保护壳(1)，其特征在于，在所述保护壳(1)内沿长度方向活动设置有用于对新能源充电桩内部散热的送风组件，所述送风组件连接传动组件，所述传动组件连接安装于所述保护壳(1)外部的驱动结构；
在所述保护壳(1)正对送风组件的两侧上均开设有多个供空气流通的散热孔(22)，在其中一侧散热孔(22)的边缘迂回设置有用于对从该侧上的散热孔(22)吹出的气流冷却的蛇形冷凝管(18)，所述蛇形冷凝管(18)的一端连通安装于所述保护壳(1)上的输送结构，所述输送结构连接所述驱动结构，且所述蛇形冷凝管(18)的另一端连通冷凝器；
所述驱动结构包括固定安装于所述保护壳(1)上的动力装置(2)、转动安装在所述保护壳(1)外壁上并连接所述动力装置(2)输出端的蜗杆(3)、以及转动安装在所述保护壳(1)外壁上并同所述蜗杆(3)啮合的蜗轮(19)，所述输送结构连接所述蜗轮(19)，传动组件连接所述蜗杆(3)。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车充电用智能散热装置，其特征在于，所述送风组件通过安装于所述保护壳(1)内部的导向结构连接所述传动组件，所述导向结构包括沿所述保护壳(1)长度方向固定在其内部的导向件(13)和滑动设置在所述导向件(13)上的滑动件(12)；
其中，所述送风组件安装于所述滑动件(12)靠近蛇形冷凝管(18)的一侧，所述传动组件连接所述滑动件(12)的另一侧。
3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车充电用智能散热装置，其特征在于，所述送风组件包括转动安装在所述滑动件(12)上并与所述导向件(13)空间垂直的旋转轴(14)、固定在所述旋转轴(14)端部的叶轮(17)、以及用于在所述滑动件(12)顺着导向件(13)滑动时驱动所述旋转轴(14)和叶轮(17)转动的齿合结构；
所述齿合结构包括固定在所述保护壳(1)内并与所述导向件(13)平行的直齿条(16)和固定在所述旋转轴(14)上并与所述直齿条(16)啮合的齿轮(15)。
4.根据权利要求2所述的一种新能源汽车充电用智能散热装置，其特征在于，所述传动组件包括连接所述蜗杆(3)的双向转动结构、连接所述滑动件(12)用于带动所述滑动件(12)顺着所述导向件(13)往复滑动的滑移结构、以及连接所述滑移结构与所述双向转动结构用于驱动所述滑移结构长距离运行的增速结构；
所述增速结构和所述双向转动结构均设置在所述保护壳(1)的外部，所述滑移结构设置在所述保护壳(1)内并对应所述导向件(13)。
5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车充电用智能散热装置，其特征在于，所述双向转动结构包括对称设置在所述蜗杆(3)上的两个半锥齿轮(4)、转动安装在所述保护壳(1)外壁上并与所述蜗杆(3)垂直的从动轴(6)、以及固定在所述从动轴(6)上并与所述半锥齿轮(4)配合的全锥齿轮(5)；
两个所述半锥齿轮(4)均一半有齿一半光滑，且两个半锥齿轮(4)的有齿部分错位设置，所述全锥齿轮(5)同两个所述半锥齿轮(4)上的有齿部分适配，所述增速结构连接所述从动轴(6)。
6.根据权利要求5所述的一种新能源汽车充电用智能散热装置，其特征在于，所述滑移结构包括通过两个转轴转动安装在所述保护壳(1)内的两个传动轮(10)和连接在两个所述传动轮(10)之间的传动件(11)，所述滑动件(12)上开设有同所述传动件(11)穿过的通孔，所述传动件(11)穿过所述通孔并通过螺钉与所述滑动件(12)固定。
7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车充电用智能散热装置，其特征在于，所述增速结构包括同轴固定在所述从动轴(6)上的大带盘(7)、固定在其中一个所述转轴上的小带盘(9)、以及用于连接所述大带盘(7)和小带盘(9)的第一传动带(8)；
其中，所述转轴穿过所述保护壳(1)并与之通过轴承连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种新能源汽车充电用智能散热装置，其特征在于，所述输送结构包括安装在所述保护壳(1)外壁上的冷却泵(21)和连接所述冷却泵(21)转动轴与所述蜗轮(19)的第二传动带(20)；
所述冷却泵(21)具有一个同所述蛇形冷凝管(18)连通的出液口和同冷凝器连通的进液口。
9.根据权利要求1-7任一项所述的一种新能源汽车充电用智能散热装置，其特征在于，所述保护壳(1)上安装有温度传感器(23)，所述温度传感器(23)通过控制单元连接所述动力装置(2)，控制单元信号连接冷凝器。
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