CN208069456U - 一种非车载充电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种非车载充电机，包括机柜本体以及内置于机柜本体内的充电模块、多台散热风扇、主控模块，在机柜本体内具有一相对独立的充电区域，充电模块和多台散热风扇布置在充电区域，主控模块布置在机柜本体的非充电区域；在充电区域内，机柜本体的一侧壁设有进风口和出风口，出风口与进风口错开一部分设计且出风口高于进风口，以形成倾斜向上的气流通道；充电模块包括多个并联的充电单元，各充电单元间隔布置且自进风口至出风口方向向上倾斜；多台散热风扇分别布置在进风口和出风口处，并与主控模块电连接。通过上述方案，能避免因充电散热而气影响其它功能单元的正常工作，且散热区域的气流通道设计更科学合理。

Description

一种非车载充电机

技术领域

本实用新型属于电动汽车充电技术领域，特别涉及一种非车载充电装置。

背景技术

散热系统的性能直接影响交、直流充电设备运行状态及使用寿命，但是散热系统出现故障或性能下降时，不易检测且容易被忽视，因此，存在设备及人身安全隐患和财产损失的风险。

非车载充电机的功率模块通常由多个单位功率模块并联构成，输出的功率越大，需要的单位功率模块数量越多，发热量也越大。多个单位功率模块紧挨在狭小的机柜空间里，散热是一个很困难的问题。现有技术中，机柜内各功能单元虽然按一定规律排布设计，但仍然是一个连通的空间，充电区域产生的热量会在整个机柜内部流窜，影响其它功能单元的正常工作，且由于空间过大，对散热系统的要求也较高，并且散热效率也会打一定折扣。此外，目前市场上大量使用的电动汽车非车载充电机，散热大多采用自然风冷方式，且不具有智能调节和自检测功能，散热效果完全依赖于当时的使用环境，包括温度、风压、风速以及风扇运行情况，而一般使用环境相对恶劣，风扇故障率高。这种方式存在环境恶劣，风扇缺乏检测装置，散热效果缺乏判断等问题。而散热效果差将直接导致充电桩故障频发、用户体验差，同时也是一种潜在的安全隐患。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型公开一种非车载充电机，能避免因充电散热而影响其它功能单元的正常工作，且散热区域的气流通道设计更科学合理。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种非车载充电机，其特征在于，包括机柜本体以及置于机柜本体内的充电模块、多台散热风扇、主控模块，在机柜本体内具有一相对独立的充电区域，充电模块和多台散热风扇布置在充电区域，主控模块布置在机柜本体的非充电区域，并与充电模块、散热风扇电连接；在充电区域内，机柜本体的一侧壁设有进风口，与之相对的另一侧壁设有出风口，出风口与进风口错开一部分设计且出风口高于进风口，以形成倾斜向上的气流通道；充电模块包括多个并联的充电单元，各充电单元间隔布置且自进风口至出风口方向向上倾斜；多台散热风扇分别布置在进风口和出风口处，并与主控模块电连接。

作为一种优选方案，各充电单元与水平方向的夹角为15～30℃。

作为一种优选方案，进风口和出风口处布置有可调百叶窗，可调百叶窗通过电机与主控模块电连接。

作为一种优选方案，散热风扇具有状态反馈功能。

作为一种优选方案，散热风扇采用PWM温控风扇。

作为一种优选方案，还包括布置在充电区域内并与主控模块电连接的温度传感器。

作为一种优选方案，温度传感器包括布置在进风口处的第一传感器和布置在出风口处的第二传感器。

作为一种优选方案，温度传感器采用PT1000电阻。

作为一种优选方案，主控模块采用恩智浦芯片LPC1768。

作为一种优选方案，还包括与主控模块电连接的通信模块和人机界面。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)非车载充电机内采用相对独立的充电区域设计，避免热空气影响其它功能单元的正常工作。

(2)通过进、出风口部分错开且出风口高于进风口的设计，并配合自进风口至吹风口向上倾斜的充电模块的设计，在充电区域形成的倾斜向上的气流通道，有利于热空气的排出。

(3)进、出风口处的可调百叶窗设计，便于根据需求调节机柜内与外界空气接触的面积。

(4)散热风扇可多级调速，能实现根据需求调节转向和转速，以保证充电区域的温度适宜；散热风扇还具有状态反馈功能，能实时将运行状态反馈给主控模块，便于主控模块实时监测其运行状况，掌握其性能。

(5)通过温度传感器，使主控模块实时掌握外界环境温度和设备内部的温度，以便对散热系统作出适应性调整。

附图说明

图1是非车载充电机的内部结构示意图；

图2是充电区域内部结构示意图；

图3是非车载充电机的电路连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选技术方案。

本实用新型设计一种非车载充电机，在机柜内纵向截取一部分作为相对独立的充电区域，该区域可位于机柜的中间，也可位于上部或下部，用于放置充电模块，将充电区域与其它功能单元(例如计费控制单元、充电控制器、计量表计、充电接口、人机交互界面等)分隔开来，在机柜内设计一相对独立的区域，并针对性地设计散热系统，以避免热空气在整个机柜内流窜，保证其它功能单元的正常工作。

如图1所示，实施例中公开一种非车载充电机，主要包括机柜本体1，以及内置于机柜本体1内的充电模块2(即功率模块)、散热风扇3、主控模块4、电机5(在图中未示出)、温度传感器6、温度传感器7、通信模块8、供电接口9、人机界面10。其中，充电模块2、散热风扇3、电机5和温度传感器布置在充电区域内，其它功能模块设计在该区域外的机柜内其它区域。

在充电区域内，机柜本体1的侧壁上设进风口11和出风口12。具体的，进风口11和出风口12分别位于机柜本体1的左右两侧壁，部分相对设置，且从水平角度来看，出风口12的位置高于进风口11。进风口11和出风口12处均装有与电机5连接的可调百叶窗13。优选的，可采用电控百叶窗的设计，类似于空调出风口格栅，通过电机5控制可调百叶窗13叶片的倾斜角度，从而控制风口的大小，能实现根据需要增大与外界空气流通，加速散热，保持机柜本体1内温度恒定。

充电模块2可设计在充电区域的中间位置，由多个并联的充电单元21(即单位功率模块)构成。根据热空气上升，冷空气下降的原理，将充电单元21自进风口11向出风口12以一定角度向上倾斜布置，且每个充电单元21间隔一定距离，形成倾斜向上的气流通道，以便空气自下而上自由流通。

散热风扇3包括多台，可通过支架固定在机柜本体1内的进、出风口处，具体数量和排布方式可根据进风口和出风口的大小进行设计。散热风扇3具有状态反馈功能(即通过反馈的风速判断其是故障还是正常状态)，并通过主控模块4对散热风扇3建立调速调向策略。具体的，散热风扇3能根据温度变化调整转速，以加快散热；在特殊场景下还可以调整散热风扇3的转向，例如，在正常温度下，散热风扇3正向旋转，将热空气排出，但在特别寒冷的地区，极低温度下，散热风扇3反向旋转，将风往外吹，阻碍冷空气进入机柜，当然此时也会将百叶窗的风口调整到较小。散热风扇3可优先选择PWM温控风扇，基于主控模块4下发的调速指令来调节散热风扇3的转速，在散热风扇3上无需安装任何测温装置。主控模块4根据采集到的不同温度下发相应的调速指令，PWM温控风扇也会有不同的转速调节与之对应，并且风扇的转速变化可以做到四级五级，甚至更多，基本上是无极变速。由于是脉宽信号的实时调节，PWM温控风扇转速的变化非常灵敏，能即时响应主控模块4的调速或调向指令。在非车载充电机待机时，PWM温控风扇可以保持在一个非常低的转速上，这大大降低了运转的噪音。最高转速为四千多转，只有在充电区域温度接近极限温度时才会出现，如75-80度。可见，相比传统的散热风扇它有着更大的转速控制范围，也更好的解决了噪音和性能的问题。PWM温控风扇在开机的瞬间，转速会提升到最高，持续数秒后，降低到待机的低转速水平，这个特点也是PWM温控风扇的最明显特征，可以用来判断风扇是否正常。

可见，该非车载充电机在机柜内创新的采用了独立仓流体力学设计，在充电桩体中部位置设计一个与其它功能单元隔离开来的独立仓作为充电区域，供充电模块2充电使用，这种封闭的独立仓设计，能避免热空气像传统充电机散热模式那样流窜到机柜其他地方影响其它功能单元。

如图3所示，主控模块4与充电模块2、散热风扇3、电机5、温度传感器6、温度传感器7、通信模块8、供电接口9、人机界面10电连接。

温度传感器6和温度传感器7分别设置在进风口11和出风口12处，用于采集设备运行时所处的外界环境温度(简称环境温度)和机柜内充电区域的温度(简称设备内部温度)，并将采集到的温度数据发送至主控模块4。实施例中，我们可选择专门用于采集温度的PT1000电阻作为温度传感器。主控模块4可采用较为成熟的恩智浦芯片LPC1768，其性能比较稳定，能满足本方案的功能需求。通信模块8采用现有技术即可，可根据实际需求设置成有线、无线或组合的通讯模式。

该非车载充电机运行时，气流由进风口11进入机柜本体1，设置在进风口11处的散热风扇3将气流吸入至充电模块2，气流在流经充电模块2时，通过倾斜向上的气流通道将各充电单元21工作时产生的热量带走，设置在出风口12处的散热风扇3将气流吹向出风口12处，最后气流从出风口12排出非车载充电机。在此过程中，温度传感器6和温度传感器7实时采集环境温度和设备内部温度，并将其传送至主控模块4，主控模块4同时获取充电模块2的输出功率，并根据获取到的环境温度、设备内部温度和输出功率生成相应的执行指令发送至相应的执行单元，执行单元响应主控模块4发出的执行指令，控制充电区域温度，保证设备运行安全，以实现散热系统的自适应。这里的执行单元主要包括用于控制可调百叶窗13的电机5，散热风扇3和充电模块2，执行指令主要包括可调百叶窗13的角度变化，调整散热风扇3的转速，控制充电模块2降额输出或停止运行等，具体可根据需求进行设计。

综上所述，本实用新型将充电区域单独隔离起来，防止因充电产生的热量影响其它功能模块的正常运行；设计倾斜向上的气流通道，以便空气自下而上自由流通；通过可供调节的进出口百叶窗和倾斜向上设置的气流通道，能够实现功率模块与外界空气的有效接触，保证气流流动顺畅。通过PWM散热风扇可以保证机柜内空气快速对流，有效降低机柜内部的温度。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种非车载充电机，其特征在于，包括机柜本体以及置于机柜本体内的充电模块、多台散热风扇、主控模块，在机柜本体内具有一相对独立的充电区域，充电模块和多台散热风扇布置在充电区域，并与布置在机柜本体的非充电区域的主控模块电连接；

在充电区域内，机柜本体的一侧壁设有进风口，与之相对的另一侧壁设有出风口，出风口与进风口错开一部分设计且出风口高于进风口；

充电模块包括多个并联的充电单元，各充电单元间隔布置且自进风口至出风口方向倾斜向上；

多台散热风扇分别布置在进风口和出风口处，并与主控模块电连接。

2.如权利要求1所述的非车载充电机，其特征在于，各充电单元与水平方向的夹角为15～30□C。

3.如权利要求1或2所述的非车载充电机，其特征在于，进风口和出风口处布置有可调百叶窗，可调百叶窗通过电机与主控模块电连接。

4.如权利要求1或2所述的非车载充电机，其特征在于，散热风扇具有状态反馈功能。

5.如权利要求4所述的非车载充电机，其特征在于，散热风扇采用PWM温控风扇。

6.如权利要求1或2所述的非车载充电机，其特征在于，还包括布置在充电区域内并与主控模块电连接的温度传感器。

7.如权利要求6所述的非车载充电机，其特征在于，温度传感器包括布置在进风口处的第一传感器和布置在出风口处的第二传感器。

8.如权利要求6所述的非车载充电机，其特征在于，温度传感器采用PT1000电阻。

9.如权利要求1或2所述的非车载充电机，其特征在于，主控模块采用恩智浦芯片LPC1768。