CN206992760U - 充电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种充电机，包括壳体，以及集成设置于所述壳体内部的多个充电功率模块，多个所述充电功率模块并联设置，以输出所需功率，其特征在于：所述壳体侧部对应于所述充电功率模块设置有多个相变散热器，多个所述相变散热器并联设置，以分别对充电功率模块进行散热。该充电机通过并联设置的相变散热器，既能够实现25KW大功率的输出，又克服了现有技术中使用强迫风冷方式下存在的问题，提升了充电机的运行可靠性。

Description

充电机

技术领域

本实用新型属于充电领域，尤其涉及一种利用相变散热器进行散热的充电机。

背景技术

目前，充电机冷却方式分为强迫风冷和自然散热。其中，强迫风冷方式可以解决较大功率充电机的散热问题，额定功率在22kW以上的充电机大多采用强迫风冷的冷却方式，例如CRH1充电机(22kW)，CRH 380D充电机(25kW)， CRH3系列充电机(60kW)；而自然散热方式的充电机额定功率大多在25kW以下，例如CRH5充电机(15kW)，且采用自然散热方式一般都是通过使用普通铝挤压型散热片。

但是，上述冷却方式中，强迫风冷方式存在以下问题：(1)风冷时产生噪音较大，最大噪声水平可达80dB(A)及以上；(2)风机发生故障时将导致充电机停机，影响了列车正常的运营；(3)风道需定期清理维护，增加了检修维护的工作量；(4)质保期外的风机检修更换，增加运营成本。而使用普通铝挤压型材散热片的自然散热方式存在的问题：(1)充电机总输出功率受限制，一般不会超过25KW；(2)散热片体积较大，不便于检修维护。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种充电机，该充电机通过并联设置的相变散热器，既能够实现25KW大功率的输出，又克服了现有技术中使用强迫风冷方式下存在的问题，提升了充电机的运行可靠性。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种充电机，包括壳体，以及集成设置于所述壳体内部的多个充电功率模块，多个所述充电功率模块并联设置，以输出所需功率，所述壳体侧部对应于所述充电功率模块设置有多个相变散热器，多个所述相变散热器并联设置，以分别对充电功率模块进行散热。

作为本实用新型的进一步优化，所述相变散热器包括基板，设置于所述基板侧面的多个热管，以及用于相变液体循环的毛细吸液芯，其中，所述基板背离于所述热管的侧面上设置所述充电功率模块。

作为本实用新型的进一步优化，所述充电功率模块包括变压器，所述变压器安装于所述相变散热器的基板上。

作为本实用新型的进一步优化，所述相变散热器的重量低于25kg。

作为本实用新型的进一步优化，所述相变散热器为3D复合相变散热器。

作为本实用新型的进一步优化，所述充电功率模块为两个，所述相变散热器对应于所述充电功率模块设置有两个。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、本实用新型的充电机，其通过并联设置的相变散热器，既能够实现 25KW大功率的输出，又克服了现有技术中使用强迫风冷方式下存在的问题，提升了充电机的运行可靠性；

2、本实用新型的充电机，其设置的相变散热器体积仅为492mm(长度) ×326mm(高度)×230mm(深度)，重量不超过25kg，从而有效降低了散热器的体积和重量，优化了充电机整机的体积和重量，结构更灵活。

附图说明

图1为本实用新型充电机的结构示意图；

图2为相变散热器的结构示意图；

图3为本实用新型中相变散热器的示意图；

图4为本实用新型中相变散热器与变压器的配合图。

以上各图中：1、壳体；2、相变散热器；21、热管；22、基板；3、充电功率模块；4、变压器。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型提供一种充电机，该充电机包括壳体1，以及集成设置于所述壳体1内部的多个充电功率模块3，多个所述充电功率模块3并联设置，以输出所需功率，举例说明，如所需功率为25kw，则可并联设置有两个充电功率模块3，每个功率模块3选为13kw，因通过需要功率计算需要的充电功率模块数量以及充电功率模块的大小均为本领域技术人员所公知的，因此，在此不再赘述。

继续参见图1，本实用新型的所述壳体1侧部对应于所述充电功率模块3 设置有多个相变散热器2，多个所述相变散热器2并联设置，以分别对充电功率模块进行散热。即每个所述充电功率模块3均对应设置有一个所述相变散热器2，以实现更全面的散热。本实用新型采用相变散热器进行散热，因相变散热器本身采用相变技术，能有效控制并降低接触热阻。

通过上述充电功率模块的电器件与相变散热器的直接相接，更好的实现了充电功率模块的散热，同时，有效的抑制了充电功率模块中个别发热较大器件产生的局部热点现象，有助于降低充电功率模块的温度，提高器件使用寿命，从而提升了充电机整机的运行可靠性。

结合图3和图4所示，所述相变散热器2包括基板22，设置于所述基板22 侧面的多个热管21，以及用于相变液体循环的毛细吸液芯(图中未示出)，其中，所述基板22背离于所述热管21的侧面上设置所述充电功率模块3，所述基板 22采用了相变技术，有效控制并降低接触热阻，从而抑制了所述充电功率模块产生的局部热点。

另外，所述充电功率模块3包括变压器4，所述变压器4安装于所述相变散热器2的基板22上。此处，变压器4为充电功率模块3中的大功率器件，其发热较大，将其直接安装于相变散热器的基板上，能有效的抑制变压器处产生的局部热点现象，有助于提高变压器的使用寿命，进而提升充电机的运行可靠性。另外，需要说明的是，对于充电功率模块中如IGBT、整流二极管、吸收电阻等器件也设置于所述基板上，同时上述作为充电功率模块的器件是本领域技术人员所能想到的，因此对于各器件的具体结构与布局安装在此不再赘述。

作为一种优选的实施例，本实用新型的相变散热器3为3D复合相变散热器，该3D复合相变散热器具有更高的传热性能、散热性能及更优化的体积结构。该种散热器其各个方向的导热系数都大于20000W/m.K，导热系数远大于纯铝的 237W/m.K，散热更快。同时，该种散热器的尺寸为492mm(长度)×326mm(高度)×230mm(深度)，重量低于25kg，从而有效的降低了相变散热器的体积和重量，对于充电机的体积和重量优化也起到关键的作用。

详细参见图1-图4，本实用新型中优选的实施例为充电功率模块3设置为两个，所述相变散热器2对应于所述充电功率模块3设置有两个，并列设置于所述充电机的壳体侧部。

为了更清楚的说明本实用新型的效果，下面以所需充电机功率为25kw进行举例说明：

选择两个13kW的充电功率模块并联，以实现输出25kW，且对应于每个充电功率模块设置相变散热器；使用该充电机的具体参数要求为：(1)电气要求：额定输入电压：750VDC；输入电压波动范围：DC500V～1000V；额定输出功率：25kW；额定输出电压：DC110V(精度±1％)；出纹波电压：≤1％RMS；输出电压范围：满足充电曲线特性；控制电源电压：DC110V(+25％，-30％)；蓄电池类型：镍镉；蓄电池额定电压：DC110V；蓄电池容量：180Ah/组；最大充电电流：54A；效率：>90％；充电方式均充+蓄电池浮充；温升：<45K(功率器件温升不大于80K)；(2)环境条件：环境温度：-10℃～+50℃，完全太阳辐射；相对湿度：夏天，45％；冬天，85％(含盐海水)；最大海拔高度：300m。

上述中，25kW属于中大功率等级的充电机，对于大功率充电机来说，如果箱体散热结构设计不合理，将导致功率器件温升过高最终导致超温故障，从而造成充电机停机影响整车运营；而本实用新型采用相变散热器，其散热效率较高，可以解决功率器件的散热问题，以便保证温升结果在可控的范围内，从而保证了充电机运行的可靠性。相对于传统铝挤压型材散热器，相变散热器具有远端散热、提升翅片热交换效率、降低热阻、减少体积和重量、结构更灵活、有效提升自然对流热交换效率的特点，解决了大功率充电机的自然散热问题；同时由于散热器具备导热系数非常高的特点，对于充电机整机提高可靠性及体积、重量优化都具有重要意义。

Claims (6)

1.一种充电机，包括壳体，以及集成设置于所述壳体内部的多个充电功率模块，多个所述充电功率模块并联设置，以输出所需功率，其特征在于：所述壳体侧部对应于所述充电功率模块设置有多个相变散热器，多个所述相变散热器并联设置，以分别对充电功率模块进行散热。

2.根据权利要求1所述的充电机，其特征在于：所述相变散热器包括基板，设置于所述基板侧面的多个热管，以及用于相变液体循环的毛细吸液芯，其中，所述基板背离于所述热管的侧面上设置所述充电功率模块。

3.根据权利要求2所述的充电机，其特征在于：所述充电功率模块包括变压器，所述变压器安装于所述相变散热器的基板上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的充电机，其特征在于：所述相变散热器的重量低于25kg。

5.根据权利要求4所述的充电机，其特征在于：所述相变散热器为3D复合相变散热器。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的充电机，其特征在于：所述充电功率模块为两个，所述相变散热器对应于所述充电功率模块设置有两个。