CN207166953U - 一种应用于汽车充电桩的水冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种应用于汽车充电桩的水冷系统，所述水冷系统具有水冷管路，所述水冷管路的进水端与充电桩电气柜的出水接口连接，所述水冷管路的出水端与充电桩电气柜的进水接口连接；在水冷管路上自进水端向出水端方向上依次设置有空气‑水换热器、循环水泵、膨胀罐；且在循环水泵和膨胀罐之间还设有分支管路，所述分支管路末端设有排气阀，所述排气阀通过旁通管路与外部储存防冻液的容器相连。本实用新型中，换热量能达到传统冷却方式的3至5倍，能配套1MW以上的大功率充电桩，同时冷却原理为闭式水冷循环，因此充电桩电气柜无需与外界大气联通，可有效提高充电桩的防护等级，从而避免灰尘、腐蚀性气体以及潮湿空气对柜内元器件的影响。

Description

一种应用于汽车充电桩的水冷系统

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车领域，具体的说，特别涉及到一种应用于新能源汽车充电桩的水冷装置。

背景技术

近年来，我国新能源汽车生产销售快速增长，中央、地方各项扶持政策的协同效果得以充分发展。根据国家相关部门规划，到2020年，新增分散式充电桩超过480万个，充电桩建设投资规模达1240亿元，市场将迎来巨大发展机遇。

建设充电桩的目的是让待充电车辆在较短时间内补充50-60％以上的电能，在实际应用中一般电动汽车使用直流快充，可在1～2H内充满，而民用交流电只能使用慢充模式需要6-8h才能充满。新能源汽车能否推广的一个重要因素就是使用过程的便利性，因此对于电动汽车充电需求来说当然是越快越好，但是随着充电速度加快，电流和电压也会直线增高，这就导致了充电桩电感模块功率增大。电感模块、电源模块等元件热量快速且大量地产生，随之引起自燃的风险，这对安全提出了极高的要求。

相比于其他电源，充电桩的系统散热量要大的多，对系统热设计要求极为严格直流充电桩的功率范围在30KW、60KW和120KW，效率普遍在95％左右，那么其中5％就转化为热损耗，其热损耗将是1.5KW、3KW和6KW。对于户外设备，这些热量必然要排出设备之外，否则将会加速设备的老化，同时需要做好防水防尘的处理，以防出现电子设备短路和信号紊乱的情况。

传统的充电桩采用内置风扇进行散热，其特点为散热量小、效率低下、受环境因素影响较明显，需配套除尘和除湿设备等。随着充电桩的功率越来越大，充电时间越来越短，传统的充电装内置风扇的散热方式已无法满足需求。市场急需一种配套大功率充电桩的、高可靠性的快速冷却装置。

实用新型内容

针对充电桩领域对大换热量冷却装置的技术需求，本实用新型提供一种应用于新能源汽车充电桩的水冷装置，通过软管与充电桩内IGBT冷板连接，形成闭式循环系统。运行时，水通过充电桩内的IGBT冷板吸取热量，然后再经过空-水换热器与流动环境空气换热，热量被环境空气带走，水降温冷却后再重新进入充电桩进行以上循环。具体方案为：

一种应用于汽车充电桩的水冷系统，所述水冷系统具有水冷管路，所述水冷管路的进水端与充电桩电气柜的出水接口连接，所述水冷管路的出水端与充电桩电气柜的进水接口连接；

在水冷管路上自进水端向出水端方向上依次设置有空气-水换热器、循环水泵、膨胀罐；

且在循环水泵和膨胀罐之间还设有分支管路，所述分支管路末端设有排气阀，所述排气阀通过旁通管路与外部储存防冻液的容器相连。

进一步的，膨胀罐与排气阀之间依次设有充水球阀、安全阀、压力开关和压力表。

进一步的，水冷管路的进水端和出水端位置处均设有温度传感器。

进一步的，安全阀通过旁通管路与外部的集水瓶相连，当水冷管路的出水端压力高于设定值时，安全阀开启，水冷管路中的液体通过旁通管路排至集水瓶，使水冷系统压力稳定在设定值。

进一步的，所述充电桩电气柜内设有IGBT冷板，设置在充电桩电气柜的进水接口和出水接口之间。

本实用新型提供的应用于新能源汽车充电桩水冷装置，通过软管与充电桩内IGBT冷板连接，形成闭式循环系统。运行时，水通过充电桩内的IGBT冷板吸取热量，然后再经过空-水换热器与流动环境空气换热，热量被环境空气带走，水降温冷却后再重新进入充电桩进行以上循环。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种应用于汽车充电桩的水冷系统的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本实用新型的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

本实用新型提供了一种应用于汽车充电桩的水冷系统，所述水冷系统具有水冷管路，所述水冷管路的进水端与充电桩电气柜20的出水接口连接，所述水冷管路的出水端与充电桩电气柜20的进水接口连接；

在水冷管路上自进水端向出水端方向上依次设置有空气-水换热器12、循环水泵1、膨胀罐7；

且在循环水泵1和膨胀罐7之间还设有分支管路，所述分支管路末端设有排气阀2，所述排气阀2通过旁通管路与外部储存防冻液的容器相连。

相比传统的充电桩冷却方式，本实用新型具有换热量大、性能稳定、可靠性高、适应性强、维护检修方便，安全便捷等优点。

膨胀罐7与排气阀2之间依次设有充水球阀6、安全阀5、压力开关4和压力表3。水冷管路的进水端和出水端位置处均设有温度传感器9和10，温度传感器9和温度传感器10分别用于检测流经进水管路11和出水管路8液体的温度。

在运作中，排气阀2可将闭式系统中的空气排出，有利于运行稳定。压力表3用于实时观测水冷系统压力。压力开关4具备低压报警功能，当水冷系统压力低于设定值时，会发出报警信号。安全阀5通过旁通管路与外部的集水瓶相连，当水冷管路的出水端压力高于设定值时，安全阀5开启，水冷管路中的液体通过旁通管路排至集水瓶，使水冷系统压力稳定在设定值。通过充水球阀6根据操作情况补水或者放水。膨胀罐7正常工作时将液压转化成弹性势能储存起来并维持泵出口压力的稳定，当循环系统瞬间需要大流量或泵出口出现波动时，膨胀罐7会释放所储存的能量来保证系统的稳定。

充电桩电气柜20内设有IGBT冷板，设置在充电桩电气柜20的进水接口和出水接口之间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、换热量能达到传统冷却方式的3至5倍，能配套1MW以上的大功率充电桩；

2、由于冷却原理为闭式水冷循环，因此充电桩电气柜无需与外界大气联通，可有效提高充电桩的防护等级，从而避免灰尘、腐蚀性气体以及潮湿空气对柜内元器件的影响；

3、集成度高，结构紧凑，节约了宝贵的占地面积，便于现场布置和使用；

4、出水管路中设置膨胀罐，确保了循环压力稳定，提高系统运行的可靠性；

5、出水管路中设置安全阀，如遇管路堵塞等特殊情况造成系统压力过高，会自动泄压，有效杜绝系统内部压力过高引发事故的隐患；

6、为新能源充电桩冷却领域提供了一个高效、完善的解决方案；

7、在新能源充电桩行业具有广泛推广应用的前景。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种应用于汽车充电桩的水冷系统，其特征在于，所述水冷系统具有水冷管路，所述水冷管路的进水端与充电桩电气柜的出水接口连接，所述水冷管路的出水端与充电桩电气柜的进水接口连接；

在水冷管路上自进水端向出水端方向上依次设置有空气-水换热器、循环水泵、膨胀罐；

且在循环水泵和膨胀罐之间还设有分支管路，所述分支管路末端设有排气阀，所述排气阀通过旁通管路与外部储存防冻液的容器相连。

2.如权利要求1所述的应用于汽车充电桩的水冷系统，其特征在于，膨胀罐与排气阀之间依次设有充水球阀、安全阀、压力开关和压力表。

3.如权利要求1所述的应用于汽车充电桩的水冷系统，其特征在于，水冷管路的进水端和出水端位置处均设有温度传感器。

4.如权利要求2所述的应用于汽车充电桩的水冷系统，其特征在于，安全阀通过旁通管路与外部的集水瓶相连，当水冷管路的出水端压力高于设定值时，安全阀开启，水冷管路中的液体通过旁通管路排至集水瓶，使水冷系统压力稳定在设定值。

5.如权利要求1所述的应用于汽车充电桩的水冷系统，其特征在于，所述充电桩电气柜内设有IGBT冷板，设置在充电桩电气柜的进水接口和出水接口之间。