CN117124896B - 一种基于信号交互的水冷散热充电桩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种基于信号交互的水冷散热充电桩，包括柜体，所述柜体设置有充电电源模块组件以及侧面设置有与充电电源模块组件电连接的充电枪及供人机交互的操作面板，柜体设置有水冷组件和风冷组件；通过由铝型材加工成型的立柱、长横柱和短横柱拼接成支撑框架，可对柜体进行固定，整体的结构稳定性较佳，在有台风、地震的情况下，保持稳定稳固；此外，水冷管道隐藏在立柱和长横柱的贯穿孔内，一方面，对水冷管道的保护提高，且节约空间布置，提高空间利用率，使得水冷管道不会有较多的裸露，泵体将两侧的立柱相连通，形成循环；位于柜体外部的外风冷风扇能够将集中在支撑框架的热量排出。

Description

一种基于信号交互的水冷散热充电桩

技术领域

本发明涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种基于信号交互的水冷散热充电桩。

背景技术

随着新能源汽车及相应充电设备的普及，直流充电桩已经延伸安装到居民小区、商业街停车场及公园停车场等场所，但是当处于人员密集的场景时，直流充电桩大功率充电时电能转换会产生大量的热量，散热效果不佳还会导致电子器件加速老化。目前现有技术主要是通过增加充电桩风扇，采用空气对流方式进行散热。但是由此产生另一个问题，就是充电模块的散热风扇在高速运转时会产生大量噪音，此噪声通过直流充电桩进风口和出风口这两个与外界相通的传输通道传出，又会对外部环境造成不良影响，噪音污染影响用户体验。

由于充电桩在使用时是采用大电流大功率充电，因此充电桩的箱体会产生的大量的热量，如果仅仅依靠风冷散热，不仅噪音大，且热量不易散热，散热效果较一般。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种基于信号交互的水冷散热充电桩。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于信号交互的水冷散热充电桩，包括柜体，所述柜体设置有充电电源模块组件以及侧面设置有与充电电源模块组件电连接的充电枪及供人机交互的操作面板，柜体设置有水冷组件和风冷组件；

所述水冷组件包括布置在柜体内的支撑框架，支撑框架包括相互垂直拼接的立柱、长横柱和短横柱，立柱、长横柱和短横柱均由铝型材加工成型，立柱和长横柱均沿长度方向成型有贯穿孔，贯穿孔内同轴安装有水冷管道，立柱顶部两端成型有横向布置的通液孔，长横柱两端通过贯穿孔垂直安装在立柱的通液孔，短横柱两端垂直安装在立柱之间，长横柱和短横柱相互垂直；长横柱侧部沿长度方向成型有出水孔；

所述柜体内设置有导热板，导热板成型有供液体进入的导热腔以及与导热腔连通的入液口和出液口，入液口位于其中一外侧壁，出液口相对于入液口布置，入液口与其中一侧的长横柱的出水孔连通；出液口与另一侧的的长横柱的出水孔连通；

柜体内还设置有泵体，泵体的入液口与其中一侧的立柱的贯穿孔端部连通，泵体的出液口与另一侧的立柱的贯穿孔端部连通；

所述风冷组件包括安装在柜体外壁的格栅，格栅内设置有多个将支撑框架的热量向外排出的外风冷风扇。

进一步的：立柱的一端设置有用于止挡贯穿孔的胶塞座，立柱两端分别设置有对水冷管道进行松紧配合的嵌块结构，嵌块结构包括分别成型在贯穿孔两端内壁的斜槽，斜槽内可插拔地嵌入有与水冷管道外壁接触的嵌合块。

进一步的：立柱其中一个侧面沿长度方向成型有第一镂空槽，相邻的另一侧侧面沿长度方向成型有第二镂空槽，其中通液孔成型于第一镂空槽内，通液孔安装有出水管，第一镂空槽内还设置有将通液孔与出水管密封连接的环形密封套；

短横柱两端与立柱的第二镂空槽连接，短横柱两端成型有卡入至第二镂空槽的卡紧块，其中位于顶部的短横柱的卡紧块顶部安装有与第二镂空槽顶端止挡配合的顶部挡块。

进一步的：环形密封套为硅胶材质加工成型，环形密封套包括粘连在通液孔孔壁的内环部以及粘连在第一镂空槽槽壁的外环部，出水管包括与内环部过盈配合的内环管以及与外环部过盈配合的外环管，第一镂空槽的槽壁成型有与出水管螺纹配合的内螺纹结构，出水管外环壁成型有第一镂空槽的内螺纹结构螺纹配合的外螺纹结构。

进一步的：导热板顶面和底面均设置有导热结构，导热结构包括密封安装在导热板的铜板块，铜板块外围布置有第一安装片和第二安装片，第一安装片和第二安装片垂直布置，其中第一安装片沿长度方向布置有第一安装孔，第二安装片沿长度方向布置有第二安装孔。

进一步的：两个所述立柱之间设置有固定架，固定架呈井字状结构，固定架两端分别成型有连接块，连接块安装有导向滚轮，导向滚轮能够沿着第二镂空槽的长度方向移动，固定架开设有多个安装框架，安装框架安装有内风冷风扇。

进一步的：其中一个所述立柱沿长度方向布置有直线模组，直线模组的驱动端安装有直线滑动座，直线滑动座安装有与固定架连接的传动座，柜体内还设置有温控组件。

进一步的：柜体由上往下分别布置有第一温区、第二温区、第三温区和第四温区，第一温区安装有第一温度传感器、第二温区有第二温度传感器、第三温区有第三温度传感器、第四温区有第四温度传感器，安装有内风冷风扇的固定架在第一温区、第二温区、第三温区和第四温区之间往复移动。

进一步的：第一温区、第二温区、第三温区和第四温区均安装有光电传感器，传动座安装有与光电传感器感应配合的感应块，光电传感器与直线模组信号连接，第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器均与直线模组信号连接。

进一步的：柜体顶部成型有开口，开口安装有盖板，盖板底部成型有导向柱，柜体顶端面成型有与导向柱同轴配合的导向孔。

本发明的有益效果：通过由铝型材加工成型的立柱、长横柱和短横柱拼接成支撑框架，可对柜体进行固定，整体的结构稳定性较佳，在有台风、地震的情况下，保持稳定稳固；此外，水冷管道隐藏在立柱和长横柱的贯穿孔内，一方面，对水冷管道的保护提高，且节约空间布置，提高空间利用率，使得水冷管道不会有较多的裸露；

水冷液经贯穿孔一端进入到水冷管道进入到立柱内，经通液孔进入到长横柱的水冷管道内，随后经长横柱的出水孔进入到导热板的入液口，水冷液经导热板的导热腔到达出液口与另一侧的长横柱的出水孔连通，泵体将两侧的立柱相连通，形成循环；位于柜体外部的外风冷风扇能够将集中在支撑框架的热量排出。

附图说明

图1为水冷散热充电桩的结构示意图。

图2为柜体与盖体分离的结构示意图。

图3支撑框架的结构示意图，包含有导热座和固定架。

图4为支撑框架的局部放大结构示意图。

图5为立柱的嵌块结构示意图。

图6为固定架的结构示意图。

附图标记包括：

1-柜体、

11-充电枪、12-操作面板、13-显示屏、14-开口、15-盖板、16-导向柱、17-导向孔、18-格栅、19-外风冷风扇、

2-水冷组件、

21-支撑框架、22-立柱、23-长横柱、24-短横柱、25-贯穿孔、

26-水冷管道、27-通液孔、28-出水孔、

3-嵌块结构、

31-第一镂空槽、32-第二镂空槽、33-斜槽、34-嵌合块、35-胶塞座、

36-出水管、37-内环管、38-外环管、

4-环形密封套、

41-内环部、42-外环部、43-外螺纹结构、44-内螺纹结构、

5-导热板、

51-铜板块、52-第一安装片、53-第二安装片、54-第一安装孔、

55-第二安装孔、56-出液口、57-软管、

6-直线模组、

61-直线滑动座、62-传动座、63-固定架、64-连接块、65-导向滚轮、

66-安装框架、67-内风冷风扇、

7-温控组件、

71-第一温区、72-第二温区、73-第三温区、74-第四温区、

75-第一温度传感器、76-第二温度传感器、77-第三温度传感器、

78-第四温度传感器、79-光电传感器、80-感应块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1-6所示，一种基于信号交互的水冷散热充电桩，包括柜体1，所述柜体1设置有充电电源模块组件以及侧面设置有与充电电源模块组件电连接的充电枪11及供人机交互的操作面板12，操作面板12设置有显示屏13，显示屏13与充电枪11信号连接，通过显示屏13能够观察充电桩的使用情况，便于用户与充电桩进行信号交互。

显示屏为现有外购的LCD触摸屏，便于用户触屏使用。充电电源模块组件内置有蓝牙模块，用户可通过手机作为终端，与充电桩通过蓝牙模块进行信号连接，通过显示屏来显示连接情况，提高用户的交互体验。

柜体1设置有水冷组件2和风冷组件；水冷组件2包括布置在柜体1内的支撑框架21，支撑框架21包括相互垂直拼接的立柱22、长横柱23和短横柱24，立柱22、长横柱23和短横柱24均由铝型材加工成型，立柱22和长横柱23均沿长度方向成型有贯穿孔25，贯穿孔25内同轴安装有水冷管道26，立柱22顶部两端成型有横向布置的通液孔27，长横柱23两端通过贯穿孔25垂直安装在立柱22的通液孔27，短横柱24两端垂直安装在立柱22之间，长横柱23和短横柱24相互垂直；长横柱23侧部沿长度方向成型有一个以上的出水孔28；

所述柜体1内设置有导热板5，导热板5成型有供液体进入的导热腔以及与导热腔连通的入液口和出液口56，入液口位于其中一外侧壁，出液口56相对于入液口布置，入液口与其中一侧的长横柱23的出水孔28连通；出液口56与另一侧的的长横柱23的出水孔28连通；柜体1内还设置有泵体，泵体的入液口与其中一侧的立柱22的贯穿孔25端部连通，泵体的出液口56与另一侧的立柱22的贯穿孔25端部连通。

具体的，立柱22的数量为四个，其中两个立柱22之间通过长横柱23进行连接，这两个立柱22之间的水冷液互通；另外两个立柱22之间通过长横柱23进行连接，这两个立柱22之间的水冷液互通；同时水泵可将两侧立柱22之间的水冷液进行循环。

所述风冷组件包括安装在柜体1外壁的格栅18，格栅18内设置有多个将支撑框架21的热量向外排出的外风冷风扇19。

通过由铝型材加工成型的立柱22、长横柱23和短横柱24拼接成支撑框架21，可对柜体1进行固定，整体的结构稳定性较佳，在有台风、地震的情况下，保持稳定稳固；此外，水冷管道26隐藏在立柱22和长横柱23的贯穿孔25内，一方面，对水冷管道26的保护提高，且节约空间布置，提高空间利用率，使得水冷管道26不会有较多的裸露；

水冷液经贯穿孔25一端进入到水冷管道26进入到立柱22内，经通液孔27进入到长横柱23的水冷管道26内，随后经长横柱23的出水孔28进入到导热板5的入液口，水冷液经导热板5的导热腔到达出液口56与另一侧的长横柱23的出水孔28连通，泵体将两侧的立柱22相连通，形成循环；位于柜体1外部的外风冷风扇19能够将集中在支撑框架21的热量排出。

优选的，导热腔的入液口和出液口56均安装有软管57，导热腔的入液口和出液口56均通过软管57插入到长横柱23的出水孔28上，实现密封连接。

立柱22的一端设置有用于止挡贯穿孔25的胶塞座35，该胶塞座35可将使用的贯穿孔25端部进行堵塞，防止水冷液漏液。

立柱22两端分别设置有对水冷管道26进行松紧配合的嵌块结构3，嵌块结构3包括分别成型在贯穿孔25两端内壁的斜槽33，斜槽33内可插拔地嵌入有与水冷管道26外壁接触的嵌合块34；水冷管道26插入至贯穿孔25后，可通过嵌合块34插入至斜槽33，使得嵌合块34可将水冷管道26与贯穿孔25之间的缝隙进行填充，对水冷管道26进行固定，防止出现移位的现象发生。

立柱22其中一个侧面沿长度方向成型有第一镂空槽31，相邻的另一侧侧面沿长度方向成型有第二镂空槽32，其中通液孔27成型于第一镂空槽31内，通液孔27安装有出水管36，镂空槽内还设置有将通液孔27与出水管36密封连接的环形密封套4；通过环形密封套4将出水管36与通液孔27密封连通，可减少漏水的现象发生。

短横柱24两端与立柱22的第二镂空槽32连接，短横柱24两端成型有卡入至第二镂空槽32的卡紧块，其中位于顶部的短横柱24的卡紧块顶部安装有与第二镂空槽32顶端止挡配合的顶部挡块，使得短横柱24能够固定在两个立柱22之间，不会从第二镂空槽32脱离。

环形密封套4为硅胶材质加工成型，环形密封套4包括粘连在通液孔27孔壁的内环部41以及粘连在第一镂空槽31槽壁的外环部42，出水管36包括与内环部41过盈配合的内环管37以及与外环部42过盈配合的外环管38，第一镂空槽31的槽壁成型有与出水管36螺纹配合的内螺纹结构44，出水管36外环壁成型有第一镂空槽31的内螺纹结构44螺纹配合的外螺纹结构43。

环形密封套4通过胶水粘连的方式与通液孔27进行连接，出水管36的外螺纹结构43与第一镂空槽31的内螺纹结构44螺纹配合时，可防止出水管36在通液孔27横向偏移，出水管36的内环管37不断插入到环形密封套4的内环部41，由于过盈配合的方式，内环管37不断将内环部41撑开，使得内环部41分别与通液孔27以及内环管37外壁紧密贴合，有效提高其密封性，同理，外环管38也不断挤压外环部42，使得外环部42分别与第一镂空槽31以及外环管38外壁紧密贴合，进一步提高防水效果，水冷管道26的水可通过通液孔27密封地流通到出水管36上，可减少浪费。出水管36的外环管38向外延伸插入到长横柱23的贯穿孔25内，立柱22的水冷液能够通入至长横柱23中。

导热板5顶面和底面均设置有导热结构，导热结构包括密封安装在导热板5的铜板块51，铜板块51外围布置有第一安装片52和第二安装片53，第一安装片52和第二安装片53垂直布置，其中第一安装片52沿长度方向布置有多个第一安装孔54，第二安装片53沿长度方向布置有多个第二安装孔55；位于柜体1内的电子设备，通过第一安装孔54和第二安装孔55进行安装，使得电子设备的热量通过铜板块51传递到导热板5上，导热板5的导热腔内置的水冷系统可将热量快速地向外散开，实现快速散热。

优选的，由于第一安装孔54和第二安装孔55均为多个，可对不同的电子设备安装在铜板块51顶部，电子设备通过金属接触面与铜板块51导热接触，实现热量传递。

进一步的，两个立柱22之间通过镂空槽设置有安装件，两个立柱22之间设置有固定架63，固定架63呈井字状结构，固定架63两端分别成型有连接块64，连接块64安装有导向滚轮65，导向滚轮65能够沿着第二镂空槽32的长度方向移动，固定架63开设有多个安装框架66，安装框架66安装有内风冷风扇67，固定架63上的内风冷风扇67能够将柜体1内的热量向外排出；此外，固定架63两端的连接块64通过导向滚轮65与第二镂空槽32滚动配合，使得安装固定架63能够升降运动，对不同区域的热量向外排出，可减少风扇的布置量，降低成本。

优选的，其中一个立柱22沿长度方向布置有直线模组6，直线模组6的驱动端安装有直线滑动座61，直线滑动座61安装有与固定架63连接的传动座62，直线模组6的直线滑动座61沿着直线模组6长度方向移动，即沿着立柱22的长度方向升降运动，通过传动座62带动固定架63升降运动，使固定架63上的内风冷风扇67可对不同区域的热量向外排出。

柜体1内还设置有温控组件7。温控组件7包括沿柜体1由上往下分别布置的第一温区71、第二温区72、第三温区73和第四温区74，第一温区71安装有第一温度传感器75、第二温区72有第二温度传感器76、第三温区73有第三温度传感器77、第四温区74有第四温度传感器78，安装有内风冷风扇67的固定架63在第一温区71、第二温区72、第三温区73和第四温区74之间往复移动。第一温度传感器75、第二温度传感器76、第三温度传感器77和第四温度传感器78均与直线模组6信号连接。本实施例中，直线模组6、第一温度传感器75、第二温度传感器76、第三温度传感器77和第四温度传感器78均为现有的硬件技术，工程师对该硬件技术通过程序控制进行编程，使得第一温度传感器75、第二温度传感器76、第三温度传感器77和第四温度传感器78产生的信号能够发送给直线模组6，当其中一个温区的温度在温度传感器的感应下温度过高时，直线模组6接收到该信号后，带动固定架63移动至对应的温区，对该温区进行快速排出热量，进行散热，直至该温区的温度下降至警戒值。

优选的，第一温区71、第二温区72、第三温区73和第四温区74均安装有光电传感器79，传动座62安装有与光电传感器79感应配合的感应块80，光电传感器79与直线模组6信号连接；与固定架63连接的传动座62沿着直线模组6长度方向移动时，会经过多个温区，感应块80会与不同温区的光电传感器79感应配合，当移动至对应的温区后，感应块80会与该温区的光电传感器79感应配合，此时该温区的光电传感器79与感应块80感应后，输出信号给直线模组6，直线模组6会暂停工作，使得固定架63在某一个温区暂停不动，直至该温区的温度下降至警戒值。

柜体1顶部成型有开口14，开口14安装有盖板15，盖板15底部成型有导向柱16，柜体1顶端面成型有与导向柱16同轴配合的导向孔17，柜体1顶部的盖板15通过导向柱16与柜体1顶部的导向孔17滑动配合，使得柜体1顶部的开口14可被盖板15密封遮挡，实现防水。

综上所述可知本发明乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种基于信号交互的水冷散热充电桩，包括柜体，所述柜体设置有充电电源模块组件以及侧面设置有与充电电源模块组件电连接的充电枪及供人机交互的操作面板，其特征在于：所述柜体设置有水冷组件和风冷组件；

所述水冷组件包括布置在柜体内的支撑框架，支撑框架包括相互垂直拼接的立柱、长横柱和短横柱，立柱、长横柱和短横柱均由铝型材加工成型，立柱和长横柱均沿长度方向成型有贯穿孔，贯穿孔内同轴安装有水冷管道，立柱顶部两端成型有横向布置的通液孔，长横柱两端通过贯穿孔垂直安装在立柱的通液孔，短横柱两端垂直安装在立柱之间，长横柱和短横柱相互垂直；长横柱侧部沿长度方向成型有出水孔；

所述柜体内设置有导热板，导热板成型有供液体进入的导热腔以及与导热腔连通的入液口和出液口，入液口位于其中一外侧壁，出液口相对于入液口布置，入液口与其中一侧的长横柱的出水孔连通；出液口与另一侧的的长横柱的出水孔连通；

所述柜体内还设置有泵体，泵体的入液口与其中一侧的立柱的贯穿孔端部连通，泵体的出液口与另一侧的立柱的贯穿孔端部连通；

所述风冷组件包括安装在柜体外壁的格栅，格栅内设置有多个将支撑框架的热量向外排出的外风冷风扇；

所述导热板顶面和底面均设置有导热结构，导热结构包括密封安装在导热板的铜板块，铜板块外围布置有第一安装片和第二安装片，第一安装片和第二安装片垂直布置，其中第一安装片沿长度方向布置有第一安装孔，第二安装片沿长度方向布置有第二安装孔。

2.根据权利要求1所述的一种基于信号交互的水冷散热充电桩，其特征在于：所述立柱的一端设置有用于止挡贯穿孔的胶塞座，立柱两端分别设置有对水冷管道进行松紧配合的嵌块结构，嵌块结构包括分别成型在贯穿孔两端内壁的斜槽，斜槽内可插拔地嵌入有与水冷管道外壁接触的嵌合块。

3.根据权利要求2所述的一种基于信号交互的水冷散热充电桩，其特征在于：所述立柱其中一个侧面沿长度方向成型有第一镂空槽，相邻的另一侧侧面沿长度方向成型有第二镂空槽，其中通液孔成型于第一镂空槽内，通液孔安装有出水管，第一镂空槽内还设置有将通液孔与出水管密封连接的环形密封套；

短横柱两端与立柱的第二镂空槽连接，短横柱两端成型有卡入至第二镂空槽的卡紧块，其中位于顶部的短横柱的卡紧块顶部安装有与第二镂空槽顶端止挡配合的顶部挡块。

4.根据权利要求3所述的一种基于信号交互的水冷散热充电桩，其特征在于：所述环形密封套为硅胶材质加工成型，环形密封套包括粘连在通液孔孔壁的内环部以及粘连在第一镂空槽槽壁的外环部，出水管包括与内环部过盈配合的内环管以及与外环部过盈配合的外环管，第一镂空槽的槽壁成型有与出水管螺纹配合的内螺纹结构，出水管外环壁成型有第一镂空槽的内螺纹结构螺纹配合的外螺纹结构。

5.根据权利要求1所述的一种基于信号交互的水冷散热充电桩，其特征在于：两个所述立柱之间设置有固定架，固定架呈井字状结构，固定架两端分别成型有连接块，连接块安装有导向滚轮，导向滚轮能够沿着第二镂空槽的长度方向移动，固定架开设有多个安装框架，安装框架安装有内风冷风扇。

6.根据权利要求5所述的一种基于信号交互的水冷散热充电桩，其特征在于：其中一个所述立柱沿长度方向布置有直线模组，直线模组的驱动端安装有直线滑动座，直线滑动座安装有与固定架连接的传动座，柜体内还设置有温控组件。

7.根据权利要求6所述的一种基于信号交互的水冷散热充电桩，其特征在于：所述柜体由上往下分别布置有第一温区、第二温区、第三温区和第四温区，第一温区安装有第一温度传感器、第二温区有第二温度传感器、第三温区有第三温度传感器、第四温区有第四温度传感器，安装有内风冷风扇的固定架在第一温区、第二温区、第三温区和第四温区之间往复移动。

8.根据权利要求7所述的一种基于信号交互的水冷散热充电桩，其特征在于：所述第一温区、第二温区、第三温区和第四温区均安装有光电传感器，传动座安装有与光电传感器感应配合的感应块，光电传感器与直线模组信号连接，第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器均与直线模组信号连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于信号交互的水冷散热充电桩，其特征在于：所述柜体顶部成型有开口，开口安装有盖板，盖板底部成型有导向柱，柜体顶端面成型有与导向柱同轴配合的导向孔。