CN114194052A - 一种散热除湿一体化充电桩及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种散热除湿一体化充电桩及其控制方法，能够实现柜体内部的热交换，达到快速降温的目的，确保内部环境温度适宜，避免冷凝现象，降低噪音，提高充电的效率及寿命。包括桩体，桩体内部设置有控制模块、配电模块和功率模块，功率模块内置有风机，桩体一侧安装有一体式空调机；一体式空调机上设有与外部连通的外进风口和外出风口以及与桩体内部连通的内进风口和内出风口；配电模块的输出端与功率模块的输入端连接，功率模块上设置有温度传感器，功率模块内置风机的输出端位置与一体式空调机的内进风口位置对应设置；控制模块分别与配电模块、功率模块和一体式空调机连接，用于控制配电模块、功率模块和一体式空调机的启动与停止运行。

Description

一种散热除湿一体化充电桩及其控制方法

技术领域

本发明涉及充电桩技术领域，具体为一种散热除湿一体化充电桩及其控制方法。

背景技术

随着电动汽车的电池容量增大、充电速率增快，大功率直流充电机将成为市场的核心诉求，如何加大功率密度、提高系统散热效率、防止内部冷凝等成为行业内研究的新课题。从维护性、可靠性、成本等方面考虑，强迫风冷仍然是行业内采用的主流散热方案。但为了满足高的IP防护等级，导致散热风道的风阻很大，传统的散热效果不是很好。需要从扩容、维护、成本、兼容方面考虑设计。

目前现有技术中的主流充电机如图1所示，主要是通过机柜底部的左右两侧进风口进风，经过系统配电组件后，由功率模块内置风机将其吸入到功率模块内部，尔后通过机柜内部的离心风机将模块出风送到机柜外，实现系统的散热需求。

现有技术存在的主要问题如下，

(1)为了满足IP等级需求，出风口风道风阻偏大，导致散热效率偏低；

(2)模块内置风机加上出风口风机共同运转，风噪偏大；

(3)IP等级受限，进风口处的防尘棉需要定期清理，清理周期随着地理环境的影响变化；

(4)机柜内部容易形成凝露现象，对充电桩的使用安全造成隐患；

(5)环境温度具有局限性，在更低的环境下，存在无法使用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种散热除湿一体化充电桩及其控制方法，能够实现柜体内部的热交换，达到快速降温的目的，确保内部环境温度适宜，避免冷凝现象，降低噪音，提高充电的效率及寿命。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种散热除湿一体化充电桩，包括桩体，桩体内部设置有控制模块、配电模块和功率模块，功率模块内置有风机，桩体一侧安装有一体式空调机；

所述一体式空调机上设有与外部连通的外进风口和外出风口以及与桩体内部连通的内进风口和内出风口；

所述配电模块的输出端与功率模块的输入端连接，功率模块上设置有温度传感器，功率模块内置风机的输出端位置与一体式空调机的内进风口位置对应设置；

所述控制模块分别与配电模块、功率模块和一体式空调机连接，用于控制配电模块、功率模块和一体式空调机的启动与停止运行。

优选地，所述桩体内部还设置有温湿度传感器，温湿度传感器的信号输出端与控制模块的信号接收端连接，内进风口处设有蒸发器，外出风口处设有冷凝器。

优选地，所述桩体内部设有多个功率模块，每个功率模块内部对应设置一个风机。

优选地，所述一体式空调机的外进风口和内出风口设置在一体式空调机的顶部，内进风口和外出风口设置在一体式空调机的底部。

优选地，所述一体式空调机的外进风口处设有过滤装置。

优选地，还包括漏电保护器及开关，所述漏电保护器及开关设置在桩体的内部上方位置，漏电保护器与配电模块连接。

一种散热除湿一体化充电桩的控制方法，包括，

一体式空调机的外进风口进冷风，冷风由一体式空调机的内出风口进入桩体内部；

控制模块控制启动配电模块上电，功率模块内置风机启动将冷风吸入到功率模块内部；

功率模块启动输出热风，桩体内温度上升，温度传感器测量温度，达到预设的桩体内部温度时，控制模块控制启动一体式空调机，热风进入一体式空调机的内进风口，在一体式空调机内进行冷热风之间的热交换。

优选地，所述配电模块上电后，控制启动功率模块运行前，还包括根据桩体内部设置的温湿度传感器测量的桩体内部的湿度判断是否启动一体式空调机对桩体内部进行除湿。

优选地，所述温度传感器测量桩体内部温度低于功率模块正常使用温度时，控制模块启动一体式空调机向桩体内部输送热风，直至桩体内部温度满足功率模块正常使用温度，停止输送热风。

优选地，所述一体式空调机的制冷剂选用满足RoHS要求的环保制冷剂。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供一种散热除湿一体化充电桩，减少了原有充电桩桩体上设有的进口风道，进而无需考虑防尘保护需求，同时去掉了风道处的散热风机，减小了进出风口的风阻，很好的降低噪音造成的噪音污染，代替加入一体式空调机，功率模块输出的热风与一体式空调机内通入的冷风在一体式空调机内进行热交换，将内部的热量置换出去，从而达到快速降温的目的，显著提高散热效果，同时在在低于模块正常使用温度的环境下，空调判断后可以进行柜体升温，保证内部环境温度适宜，避免冷凝现象，确保模块正常启动后，进行正常的冷热交换，降低噪音，提高充电的效率及寿命。

进一步地，本发明兼具散热和除湿的功能，配电模块配电上电后，充电桩启动使用前，首先机柜内部的温湿度传感器进行判断，选择是否启动一体式空调机进行内部除湿，保证很好的除湿功能，解决冷凝问题，避免机柜内部形成凝露现象，对充电桩的使用安全造成一定的隐患。

附图说明

图1为本发明现有技术中的主流充电机结构示意图；

图2为本发明散热除湿一体化充电桩结构示意图；

图3为本发明控制方法流程图。

图中，桩体1，控制模块2，功率模块3，配电模块4，一体式空调机5，风机6，蒸发器7，冷凝器8。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图2所示，本发明一种散热除湿一体化充电桩，包括

桩体1，桩体1内部设置有控制模块2、配电模块4和功率模块3，功率模块3内置有风机6，桩体1一侧安装有一体式空调机5；

所述一体式空调机5上设有与外部连通的外进风口和外出风口以及与桩体1内部连通的内进风口和内出风口；

所述配电模块4的输出端与功率模块3的输入端连接，功率模块3上设置有温度传感器，功率模块3内置风机6的输出端位置与一体式空调机5的内进风口位置对应设置；

所述控制模块2分别与配电模块4、功率模块3和一体式空调机5连接，用于控制配电模块4、功率模块3和一体式空调机5的启动与停止运行。

本发明提供一种散热除湿一体化充电桩，减少了原有充电桩桩体1上设有的进口风道，进而无需考虑防尘保护需求，同时去掉了风道处的散热风机，减小了进出风口的风阻，很好的降低噪音造成的噪音污染，代替加入一体式空调机5，功率模块3输出的热风与一体式空调机5内通入的冷风在一体式空调机5内进行热交换，将内部的热量置换出去，从而达到快速降温的目的，显著提高散热效果，同时在在低于模块正常使用温度的环境下，空调判断后可以进行柜体升温，保证内部环境温度适宜，避免冷凝现象，确保模块正常启动后，进行正常的冷热交换，降低噪音，提高充电的效率及寿命。

进一步地，所述桩体1内部还设置有温湿度传感器，温湿度传感器的信号输出端与控制模块2的信号接收端连接，内进风口处设有蒸发器7，外出风口处设有冷凝器8。

本发明兼具散热和除湿的功能，配电模块4配电上电后，充电桩启动使用前，首先机柜内部的温湿度传感器进行判断，选择是否启动一体式空调机5进行内部除湿，保证很好的除湿功能，解决冷凝问题，避免机柜内部形成凝露现象，对充电桩的使用安全造成一定的隐患。

其中，所述冷凝器8的冷媒入口处还设置开关阀，用于开启或阻断冷媒进入冷凝器8的通路。在冷凝器8的下部设置有液体收集槽，用于收集在冷凝器8上冷凝滴下的液体。

本实施例中，所述桩体1内部设有多个功率模块3，每个功率模块3内部对应设置一个风机6。

本实施例中，所述一体式空调机5的外进风口和内出风口设置在一体式空调机5的顶部，内进风口和外出风口设置在一体式空调机5的底部，下部出冷风，上部吸热风，形成上热下冷的温度场，更利于设备散热。

优选地，所述一体式空调机5的外进风口处设有过滤装置进行防尘处理，确保充电桩桩体1内部设备不受灰尘侵害。

优选地，还包括漏电保护器及开关，所述漏电保护器及开关设置在桩体1的内部上方位置，与配电模块4连接，作为安全防护措施，防止充电桩工作过程中漏电造成使用人员的安全隐患。

本发明还提供一种散热除湿一体化充电桩的控制方法，如图3所示，包括，

一体式空调机5的外进风口进冷风，冷风由一体式空调机5的内出风口进入桩体内部；

控制模块2控制启动配电模块4上电，功率模块3内置风机启动将冷风吸入到功率模块3内部；

功率模块3启动输出热风，桩体1内温度上升，温度传感器测量温度，达到预设的桩体1内部温度时，控制模块2控制启动一体式空调机5，热风进入一体式空调机5的内进风口，在一体式空调机5内进行冷热风之间的热交换。

进一步地，所述配电模块4上电后，控制启动功率模块3运行前，还包括根据桩体1内部设置的温湿度传感器测量的桩体1内部的湿度判断是否启动一体式空调机5对桩体1内部进行除湿。

进一步地，所述温度传感器测量桩体1内部温度低于功率模块3正常使用温度时，控制模块2启动一体式空调机5向桩体1内部输送热风，直至桩体1内部温度满足功率模块3正常使用温度，停止输送热风。

优选地，所述一体式空调机5的制冷剂选用满足RoHS要求的环保制冷剂。

本实施例中采用R134a环保制冷剂。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种散热除湿一体化充电桩，其特征在于，包括桩体(1)，桩体(1)内部设置有控制模块(2)、配电模块(4)和功率模块(3)，功率模块(3)内置有风机(6)，桩体(1)一侧安装有一体式空调机(5)；

所述一体式空调机(5)上设有与外部连通的外进风口和外出风口以及与桩体(1)内部连通的内进风口和内出风口；

所述配电模块(4)的输出端与功率模块(3)的输入端连接，功率模块(3)上设置有温度传感器，功率模块(3)内置风机(6)的输出端位置与一体式空调机(5)的内进风口位置对应设置；

所述控制模块(2)分别与配电模块(4)、功率模块(3)和一体式空调机(5)连接，用于控制配电模块(4)、功率模块(3)和一体式空调机(5)的启动与停止运行。

2.根据权利要求1所述的一种散热除湿一体化充电桩，其特征在于，所述桩体(1)内部还设置有温湿度传感器，温湿度传感器的信号输出端与控制模块(2)的信号接收端连接，内进风口处设有蒸发器(7)，外出风口处设有冷凝器(8)。

3.根据权利要求1所述的一种散热除湿一体化充电桩，其特征在于，所述桩体(1)内部设有多个功率模块(3)，每个功率模块(3)内部对应设置一个风机(6)。

4.根据权利要求1所述的一种散热除湿一体化充电桩，其特征在于，所述一体式空调机(5)的外进风口和内出风口设置在一体式空调机(5)的顶部，内进风口和外出风口设置在一体式空调机(5)的底部。

5.根据权利要求1所述的一种散热除湿一体化充电桩，其特征在于，所述一体式空调机(5)的外进风口处设有过滤装置。

6.根据权利要求1所述的一种散热除湿一体化充电桩，其特征在于，还包括漏电保护器及开关，所述漏电保护器及开关设置在桩体(1)的内部上方位置，漏电保护器与配电模块(4)连接。

7.一种散热除湿一体化充电桩的控制方法，其特征在于，基于权利要求1-6任一项的充电桩，包括，

一体式空调机(5)的外进风口进冷风，冷风由一体式空调机(5)的内出风口进入桩体内部；

控制模块(2)控制启动配电模块(4)上电，功率模块(3)内置风机启动将冷风吸入到功率模块(3)内部；

功率模块(3)启动输出热风，桩体(1)内温度上升，温度传感器测量温度，达到预设的桩体(1)内部温度时，控制模块(2)控制启动一体式空调机(5)，热风进入一体式空调机(5)的内进风口，在一体式空调机(5)内进行冷热风之间的热交换。

8.根据权利要求7所述的一种散热除湿一体化充电桩的控制方法，其特征在于，所述配电模块(4)上电后，控制启动功率模块(3)运行前，还包括根据桩体(1)内部设置的温湿度传感器测量的桩体(1)内部的湿度判断是否启动一体式空调机(5)对桩体(1)内部进行除湿。

9.根据权利要求7所述的一种散热除湿一体化充电桩的控制方法，其特征在于，所述温度传感器测量桩体(1)内部温度低于功率模块(3)正常使用温度时，控制模块(2)启动一体式空调机(5)向桩体(1)内部输送热风，直至桩体(1)内部温度满足功率模块(3)正常使用温度，停止输送热风。

10.根据权利要求7所述的一种散热除湿一体化充电桩的控制方法，其特征在于，所述一体式空调机(5)的制冷剂选用满足RoHS要求的环保制冷剂。

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