CN113119773A - 一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构 - Google Patents

一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构 Download PDF

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Abstract

本发明新型设计新能源汽车充电技术领域，公开了一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构，包括充电桩本体，所述充电桩本体底部设有风扇和电机，两侧各设有一个进风口和出风口，进风口与出风口之间设有充电枪放置口，本体内部包括脉动热管与翅片组，脉动热管的蒸发段可直接与发热量较大的充电元器件连接，整个冷凝段与翅片组联合，抽风风扇直接安装于与出风口相对的横向翅片组处。本发明通过底部风扇的作用，联合脉动热管与翅片组对充电桩内部进行散热，提高了充电桩在大功率工作时的散热效果，同时也延长了充电桩的使用寿命。

Description

一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构
技术领域
本发明涉及新能源汽车充电技术领域,特别涉及一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构。
背景技术
随着绿色环保成为汽车发展的新主题，新能源汽车在所有汽车中的占比也越来越高。而随着新能源汽车的推广与普及，人们对充电桩的需求越来越大，对充电桩的充电速度的要求也越来越高，而更快的充电速度必然需要更大的充电功率，此时充电桩的散热问题就成为了我们不得不考虑的重要问题，倘若充电桩得不到良好的散热效果，势必会使其内部的充电电路及控制原件积累大量的热量，导致充电桩内部的温度过高，不仅会影响充电桩的充电速度，而且还有可能造成元器件的电路损坏，降低使用寿命。因此需要设计一种新的散热结构，使充电桩在大功率工作的情况下，保证充电桩内部充电电路及控制原件的热量可以有效的散发出去，保证其性能稳定，充电安全可靠，延长使用寿命。
脉动热管由主要分为由蛇形管路形成的闭环回路和开环回路两类，且均包含蒸发段、绝热段和冷凝段。相较于传统热管易受黏性、毛细力、飞散以及沸腾制约传热极限等不足，脉动热管的稳定运行主要是依靠蒸发段的热量供给和冷凝段的冷却形成的稳定温差，进而由相邻管道间的不平衡压力驱动工质在管内循环振荡，并通过工质的相变潜热及温差显热实现热量的高效传递。脉动热管具有结构简单、热响应快、传热高效、性能稳定、价格低廉、无功耗和适应性强等特点，因此本发明利用脉动热管可以很大程度上提高充电桩内部的散热效率，解决高热量的散热问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构，利用底部风扇将进风口进入的冷风经热源与纵向翅片组流至安装有横向翅片组的脉动热管冷凝段，此外，通过脉动热管的高效、稳定的传热性能将电子元器件的热量传递至热管冷凝段，同时利用翅片组增大传热面积，提高热交换效率。最后通过抽风风扇将热量从出风口处排出。该结构设计的充电桩散热效率高，且成本较低，易于实现。
为了实现上述目的，本发明提供如下的技术方案：一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构，包括充电桩本体，充电桩本体左右两侧设有第一充电枪放置口和第二充电枪放置口，其特征在于：充电桩本体的左右两侧设有第一进风口和第二进风口，第一出风口和第二出风口，所述第一进风口和第二进风口开设于充电桩本体的上侧，第一出风口和第二出风口设于充电桩本体的下侧，所述充电桩本体的内部上侧设有脉动热管冷凝段和与脉动热管冷凝段连接导热接触的横向翅片组，横向翅片组的两侧挂有第一抽风风扇和第二抽风风扇，所述充电桩本体的内部下侧设有脉动热管蒸发段并用散热接触基座包裹，脉动热管的绝热段与纵向翅片组直接接触。所述充电桩本体的内部底侧设有电机和散热风扇。
优选的，所述充电桩本体的内部设有固定板。
优选的，所述充电桩本体中引入脉动热管。不仅可以强化传热，提高充电元器件工作的稳定性；而且脉动热管的放置倾角也可随充电桩内部的结构不同而改变，满足各种设计要求。
进一步的，所述脉动热管上安装有横向翅片组和纵向翅片组，纵向翅片组有利于充电桩内部形成“烟囱效应”,进一步加速电子元器件间的热量传递，更利于充电桩内部热量沿空气流动方向传递出去，减少热量的积累。横向翅片组可以增大脉动热管冷凝段的传热面积，提高散热效率，降低整个充电桩的温度。
优选的，所述横向翅片组和纵向翅片组与固定板壁面焊接连接。
优选的，所述第一抽风风扇和第二抽风风扇利用铁丝与卡扣直接挂在横向翅片组上，并在风扇出风处开设有第一出风口和第二出风口，有利于热空气排出充电桩内部。
优选的，所述第一进风口和第二进风口等距开设于脉动热管蒸发段两侧。
优选的，所述脉动热管蒸发段的形状为L形，便于实现脉动热管蒸发段与电子元器件之间的热传导和热交换，提高了脉动热管的结构紧凑性，也利于安装。
优选的，所述脉动热管蒸发段处包裹的散热接触基座采用铝芯铜片的结构制作。
本发明的增益效果：
(1)本发明利用脉动热管与翅片组联合进行散热的方式，可以实现在充电桩工作时进行快速散热，而且减少了风扇个数并降低了风扇转速，达到了节能环保的目的和降低噪音的效果。
(2)本发明使用脉动热管，工作时蒸发段的工质在充电元器件的热量传递后蒸发，流向冷凝段，在冷凝段放出热量后再冷却为液体。依靠蒸发段的热量供给和冷凝段的冷却形成的稳定温差，进而由相邻管道间的不平衡压力驱动工质在管内循环振荡，并通过工质的相变潜热及温差显热实现热量的高效传递，传热过程效率高，可以对大功率的充电元器件进行快速散热。
(3)充电桩本体的内部底侧设有电机和散热风扇，使得冷空气从充电桩下侧进入，在散热风扇的作用下不仅强迫冷空气经过热源附近后到达纵向翅片组，纵向翅片组有利于充电桩内部形成“烟囱效应”,在底部散热风扇的联合作用下，可以增大翅片组间的空气流速，增强传热能力，更利于充电桩内部热量沿空气流动方向传递出去。横向翅片组可以增大脉动热管冷凝段的传热面积，提高散热效率，在抽风风扇的作用下经出风口排出热量。在与脉动热管的联合作用下，快速的将充电桩内部的热量传递到外部，进一步降低充电桩内部的温度，实现充电桩在大功率充电时迅速散热的需求。
(4)本发明脉动热管蒸发段形状为L形，铝芯铜片的结构制作的散热接触基座包裹着脉动热管的蒸发段，有助于脉动热管与充电桩中元器件的热传导与热交换，增大传热面积，而且铜可以较快速的吸收充电元器件的热量，铝可以迅速的将热量传递的脉动热管的蒸发段。两种材料相互补足，发挥出最佳性能。
附图说明
图1为本发明的外部结构示意图。
图2为本发明的内部结构示意图。
图3为本发明的脉动热管结构示意图。
1、充电桩本体；2、第一出风口；3、第一充电枪放置口；4、第一进风口；5、固定板6、脉动热管；7、横向散热翅片组8、第一抽风风扇；9、纵向散热翅片组；10、散热接触基座；11、电机；12、散热风扇；13、第二进风口；14、第二充电枪放置口；15、第二抽风风扇；16、第二出风口；17、脉动热管冷凝段；18、脉动热管绝热段；19、脉动热管蒸发段；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的阐述。
如图1-3所示，本发明新型提供一种用于大电流充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构。包括充电桩本体1，充电桩本体1左右两侧设有第一充电枪放置口3和第二充电枪放置口14，充电桩本体1的左右两侧设有第一进风口4 和第二进风口13，第一出风口2和第二出风口16，第一进风4和第二进风口 13开设于充电桩本体1的下侧，第一出风口2和第二出风口16设于充电桩本体1的上侧，充电桩本体1的内部上侧设有脉动热管冷凝段17和与脉动热管冷凝段17接触导热的横向翅片组7，横向翅片组7的两侧挂有第一抽风风扇8和第二抽风风扇15，充电桩本体1的内部下侧设有脉动热管蒸发段19并用散热接触基座10包裹，脉动热管蒸发段19和脉动热管冷凝段17之间的脉动热管绝热段18与纵向翅片组9直接接触。充电桩本体1的内部底侧设有电机11和散热风扇12。
实际应用中，充电桩中的元器件产生的热量由散热接触基座10直接传导至脉动热管蒸发段19，热管蒸发段19中的工质吸收热量后蒸发上升，经热管绝热段18进入热管冷凝段17，之后在横向散热翅片组7处放出热量并由第一抽风风扇8、第二抽风风扇15散发，两个风扇显著提高了横向散热翅片组7表面空气的流速，从而增强了横向散热翅片组7的散热效果，使得热量得以迅速排出桩体内部。底部散热风扇12在电机驱动下可以将大量经第一进风口4、第二进风口13的外部冷风吹进充电桩内部，增大了冷空气流经元器件的速度，可以有效的降低元器件的温度，纵向翅片组9有助于形成“烟囱效应”，在底部散热风扇的联合作用下，增大传热面积的同时，也增大翅片组间的空气流速，增强了空气对流，进一步降低了充电桩内部的温度。因此本发明可以有效解决大功率充电桩工作时过热的问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构，包括充电桩本体(1)，充电桩本体(1)左右两侧设有第一充电枪放置口(3)和第二充电枪放置口(14)，其特征在于：充电桩本体(1)的左右两侧设有第一进风口(4)和第二进风口(13)，第一出风口(2)和第二出风口(16)，所述第一进风口(4)和第二进风口(13)开设于充电桩本体(1)的下侧，第一出风口(2)和第二出风口(16)设于充电桩本体(1)的上侧，所述充电桩本体(1)的内部上侧设有脉动热管冷凝段(17)和与脉动热管冷凝段(17)连接接触导热的横向翅片组(7)，横向翅片组(7)的两侧挂有第一抽风风扇(8)和第二抽风风扇(15)，所述充电桩本体(1)的内部下侧设有脉动热管蒸发段段(19)并用散热接触基座(10)包裹，脉动热管蒸发段(19)和脉动热管冷凝段(17)之间的脉动热管绝热段(18)与纵向翅片组(9)直接接触。所述充电桩本体(1)的内部底侧设有电机(11)和散热风扇(12)。
2.根据权利要求1所述的一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构，其特征在于：充电桩本体(1)的内部设有固定板(5)。
3.根据权利要求1所述的一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构，其特征在于：在充电桩本体(1)中引入脉动热管(6)。
4.根据权利要求3所述的一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构，其特征在于：所述脉动热管(6)上安装有横向翅片组(7)和纵向翅片组(9)。
5.根据权利要求1或3所述的一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构，其特征在于：所述横向翅片组(7)和纵向翅片组(9)与固定板(5)壁面焊接连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构，其特征在于：第一抽风风扇(8)和第二抽风风扇(15)利用铁丝与卡扣直接挂在横向翅片组(7)上，并在风扇出风处开设有第一出风口(2)和第二出风口(16)。
7.根据权利要求1所述的一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构，其特征在于：第一进风口(4)和第二进风口(13)等距开设于脉动热管蒸发段(19)两侧。
8.根据权利要求1或7所述的一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构，其特征在于：脉动热管蒸发段(19)的形状为L形。
9.根据权利要求1或7所述的一种用于大功率充电桩的新型脉动热管翅片联合散热结构，其特征在于：脉动热管蒸发段(19)处包裹的散热接触基座(10)采用铝芯铜片的结构制作。
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