CN114516277A

CN114516277A - 一种密闭式机柜的散热系统及方法

Info

Publication number: CN114516277A
Application number: CN202210153417.6A
Authority: CN
Inventors: 高晓刚; 李博
Original assignee: Shaanxi Green Energy Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Green Energy Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2022-02-18
Filing date: 2022-02-18
Publication date: 2022-05-20

Abstract

本发明实施例公开了一种密闭式机柜的散热系统及方法，包括控制模块、风机模块、配电模块、制冷器、散热装置和传感器；柜体的一侧开设有进风口和出风口；控制模块分别与传感器、配电模块和制冷器连接；配电模块与风机模块连接，风机模块的一侧设置有内侧挡板，制冷器设置在内侧挡板上，风机模块、配电模块和制冷器之间形成一个密闭空间；制冷器上设置有散热装置。侧板的设置使柜体内部形成一个密闭空间，配合制冷器进行热量的传递，不仅可以快速降低柜体内部的环境温度，提高了散热效率，密闭空间改善了柜体内部的湿度，避免凝露现象，解决了现有技术中机柜内部易产生冷凝现象，散热效率低的技术问题。

Description

一种密闭式机柜的散热系统及方法

技术领域

本发明属于充电柱散热技术领域，涉及一种密闭式机柜的散热系统及方法。

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，改善冷凝现象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最优化的方式。从扩容、维护、成本、兼容方面考虑，采用全封闭的半导体制冷器进行智能散热成为了设计的关键。

目前市场上主流充电机的内部概要布局如图1所示：机柜底部的左右两侧进风，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。为了满足IP等级需求，进出风口的风阻相对比较大，这样散热效果也不是最优的。加上外界湿度环境、地理位置的影响，机柜内部容易形成凝露现象，对充电桩的使用安全造成一定的隐患。

综上所述，现有技术存在以下问题：

(1)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一起运转，风噪偏大。

(3)IP等级受限，进风口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)机柜内部易产生冷凝(有外界风循环)，存在安全隐患；

(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

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种密闭式机柜的散热系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种密闭式机柜的散热系统，包括柜体、控制模块、风机模块、配电模块、制冷器、散热装置和传感器；

所述控制模块、风机模块、配电模块、散热装置和传感器均设置在柜体的内部，所述柜体的一侧开设有进风口和出风口；

所述控制模块分别与传感器、配电模块和制冷器连接；

所述配电模块与风机模块连接，所述风机模块的一侧设置有内侧挡板，所述制冷器设置在内侧挡板上，所述风机模块、配电模块、内侧挡板及制冷器之间形成一个密闭空间；

所述制冷器上设置有散热装置。

本发明的进一步改进在于：

所述制冷器设置在风机模块出风口的一侧，风机模块与柜体的内侧挡板之间形成内部风道，所述制冷器与进风口和出风口之间形成外部风道。

所述制冷器为半导体制冷器，所述半导体制冷器的内部包括冷板和热板，所述散热装置设置在热板上。

所述散热装置为散热板。

所述散热板为铝合金板。

所述风机模块包括四组内置风机，所述四组内置风机依次相连。

所述进风口和出风口开设在柜体靠近制冷器的一侧。

一种密闭式机柜的散热方法，包括以下步骤：

风机模块启动并产生热风，传感器检测柜体内部温度，并将检测的数据传输至控制模块，控制模块根据传感器的反馈选择是否启动制冷器；

当制冷器启动后，冷板降温，冷板将温度传递给热板后排出，风机模块产生的热风转变为低温气流后在柜体内部循环。

本方法的进一步改进在于：

所述柜体的外部连接散热风机，所述冷板的热量传递给热板后，热板将热量传递给散热装置，启动外部散热风机，外部散热风机通过柜体上的进风口和出风口将散热装置上的热量排出。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种密闭式机柜的散热系统及方法，在柜体的内部设置有制冷器对热量进行传导交换，侧板的设置使柜体内部形成一个密闭空间，配合制冷器进行热量的传递，不仅可以快速降低柜体内部的环境温度，提高了散热效率，密闭空间改善了柜体内部的湿度，避免凝露现象，减少了内部环境的污染，降低了原有的散热风机带来的噪音影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的结构示意图。

其中：1-柜体；2-控制模块；3-风机模块；4-配电模块；5-制冷器；6-散热装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明实施例公开了一种密闭式机柜的散热系统，包括：柜体1、控制模块2、风机模块3、配电模块4、制冷器5和散热装置6。

本发明实施例改变了传统柜体设置进风口和出风口的结构，采用密闭方式，在柜体1的内部设置了一个制冷器5，本发明实施例中的制冷器5采用半导体制冷器，半导体制冷器的内部设置有冷板和热板对热量进行传导交换，实现柜体内部热量的交换，具体安装结构为：

柜体1的内部设置有3块区域，控制系统2位于上部区域，配电系统4、风机模块3和半导体制冷器之间形成了第二密闭区域，半导体制冷器与出风口和进风口之间形成了外部风道区域。其中配电模块4设置在风机模块3的一侧，风机模块的出风口处设置有内侧挡板，内侧挡板上设置有半导体制冷器，半导体制冷器的冷板部分位于安装风机模块3的柜体1内，热板位于外部风道区域内。

将半导体制冷器安装在风机模块3的出风口，风机模块3与半导体制冷器之间形成了内部风道，风机模块3产生的热风经过在密闭空间内进行循环，产生的过高热量会通过半导体制冷器的冷板将热量传递至热板，外部冷风通过进风口进入外部风道区域，将热板排出的热量带走后通过出风口排出。

在热板上安装有散热装置6，有助于热量的排出，本发明实施例中的散热装置6为铝合金散热片。

本发明实施例中在柜体的内部形成了一个密闭空间，柜体1的热量在内部实现交换，快速降低了柜体1内部的温度，降低了外界环境对柜体内部环境的影响，避免柜体内部凝露现象的形成，确保了内部的环境温度，有助于对充电效率的提高和寿命的延长。同时去掉了原有的散热风机，降低了噪音影响，在结构上减少了风机及进出风道，也降低了一定的生产成本。

本发明实施例还公开了一种密闭式机柜的散热方法，在柜体1的内部设置有温度传感器，温度传感器实时测量柜体1内部的温度，并将测量的数据传输至控制模块2，控制模块2根据当前的温度判断是否开启半导体制冷器进行热量的传导。

具体的散热方法为：

系统配电上电后，功率模块启动，在充电过程中，柜体内部达到设置的温度后，首先机柜内部的温度传感器进行判断，选择是否启动制冷器5。

制冷器5启动后，冷板快速降温，将热量传导给热板，这样模块的热风经过冷板，转换为低温气流，不断的内部循环。

冷板将热量传达热板后，热板温度升高后，将热量传导给散热片，启动外部的散热风机，将热板上的热量送出。

这样就形成了一个完整内外两套分别独立的散热系统，确保整个充电桩安全运行。

本发明实施例依据柜体1内部的温湿度调节，控制半导体制冷器进行运转具有以下效果：

(1)去掉之前传统的进风出风口，采用密闭方式，无防尘保护需求；

(2)采用半导体冷热板进行热量传导交换，以达到柜体内部热交换，可以快速降温，确保内部环境温度；

(3)柜体内部是密闭空间，可以很好的改善湿度，解决冷凝问题；

(4)去掉风道散热风机，很好的降低噪音；

(5)减少了风机及进出风道，很大程度上降低了成本。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种密闭式机柜的散热系统，其特征在于，包括柜体(1)、控制模块(2)、风机模块(3)、配电模块(4)、制冷器(5)、散热装置(6)和传感器；

所述控制模块(2)、风机模块(3)、配电模块(4)、散热装置(6)和传感器均设置在柜体(1)的内部，所述柜体(1)的一侧开设有进风口和出风口；

所述控制模块(2)分别与传感器、配电模块(4)和制冷器(5)连接；

所述配电模块(4)与风机模块(3)连接，所述风机模块(3)的一侧设置有内侧挡板，所述制冷器(5)设置在内侧挡板上，所述风机模块(3)、配电模块(4)、内侧挡板及制冷器(5)之间形成一个密闭空间；

所述制冷器(5)上设置有散热装置(6)。

2.根据权利要求1所述的一种密闭式机柜的散热系统，其特征在于，所述制冷器(5)设置在风机模块(3)出风口的一侧，风机模块(3)与柜体(1)的内侧挡板之间形成内部风道，所述制冷器(5)与进风口和出风口之间形成外部风道。

3.根据权利要求1所述的一种密闭式机柜的散热系统，其特征在于，所述制冷器(5)为半导体制冷器，所述半导体制冷器的内部包括冷板和热板，所述散热装置(6)设置在热板上。

4.根据权利要求2所述的一种密闭式机柜的散热系统，其特征在于，所述散热装置(6)为散热板。

5.根据权利要求4所述的一种密闭式机柜的散热系统，其特征在于，所述散热板为铝合金板。

6.根据权利要求1所述的一种密闭式机柜的散热系统，其特征在于，所述风机模块(3)包括四组内置风机，所述四组内置风机依次相连。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种密闭式机柜的散热系统，其特征在于，所述进风口和出风口开设在柜体(1)靠近制冷器(5)的一侧。

8.根据权利要求1所述的一种密闭式机柜的散热方法，其特征在于，包括以下步骤：

风机模块(3)启动并产生热风，传感器检测柜体(1)内部温度，并将检测的数据传输至控制模块(2)，控制模块(2)根据传感器的反馈选择是否启动制冷器(5)；

当制冷器启动后，冷板降温，冷板将温度传递给热板后排出，风机模块(3)产生的热风转变为低温气流后在柜体(1)内部循环。

9.根据权利要求8所述的一种密闭式机柜的散热方法，其特征在于，所述柜体(1)的外部连接散热风机，所述冷板的热量传递给热板后，热板将热量传递给散热装置(6)，启动外部散热风机，外部散热风机通过柜体(1)上的进风口和出风口将散热装置(6)上的热量排出。