CN209562172U - 基于相变热交换的组合式直流充电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种基于相变热交换的组合式直流充电系统，包括充电控制柜与热交换器柜，充电控制柜内设有电气及控制单元舱和充电模块舱，热交换器柜包括热交换器柜外舱及热交换器柜内舱，热交换器柜外舱内装设有冷凝器组件及柜外舱风机组件，热交换器柜内舱内装设有蒸发器组件、柜内舱风机组件及热交换器控制组件，热交换器控制组件控制柜内舱风机组件和柜外舱风机组件的启闭，且热交换器柜外舱与热交换器柜内舱之间通过隔板隔离，形成各自密封空间，热交换器柜外舱与热交换器柜内舱的热交换通过相变热交换实现。本实用新型采用全密封内循环相变热交换进行散热，充电模块舱与外界环境完全隔离密封，解决充电模块散热难题及解决充电控制柜防护问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流充电领域，更具体地涉及一种基于相变热交换的组合式直流充电系统，属于基于相变热交换的组合式直流充电系统的创新技术。
背景技术
直流充电机充电功率大，散热量大，例如120KW的直流充电机，工作时产生的热量就达到6KW，如此大的散热量，需要大风量、高转速的风机才能把热量散发出机柜，如果采用直通风的散热方式，很容易将油烟，粉尘等污染物吸进充电模块，造成充电模块故障率高，甚至造成充电模块损坏，以致影响充电机的正常充电。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于相变热交换技术的组合式直流充电系统。本实用新型采用全密封内循环相变热交换进行散热，充电模块舱与外界环境完全隔离密封，解决了充电模块散热难题，同时解决了传统充电控制柜防护等级低的问题。
本实用新型技术方案是：本实用新型的基于相变热交换技术的组合式直流充电系统，包括有充电控制柜与热交换器柜，其中充电控制柜内设有电气及控制单元舱和充电模块舱，热交换器柜包括有热交换器柜外舱及热交换器柜内舱，热交换器柜外舱置于热交换器柜内舱的上方，热交换器柜外舱内装设有冷凝器组件及柜外舱风机组件，热交换器柜内舱内装设有蒸发器组件、柜内舱风机组件及热交换器控制组件，热交换器控制组件控制柜内舱风机组件和柜外舱风机组件的开启和关闭，且热交换器柜外舱与热交换器柜内舱之间通过隔板隔离，形成各自独立密封空间，热交换器柜外舱与热交换器柜内舱的热交换通过相变热交换实现，热交换器柜外舱与外部空气接触，通过外部空气进行冷却，热交换器柜内舱与外部空气密封，热交换器柜内舱与充电模块舱的风道连接；充电模块舱的背面开有充电模块舱进风孔和充电模块舱出风孔，热交换器柜的正面开有热交换器柜内舱进风孔和热交换器柜内舱出风孔，热交换器柜固定在充电控制柜上，热交换器柜内舱进风孔与充电模块舱出风孔对应，热交换器柜内舱出风孔与充电模块舱进风孔对应，形成充电模块舱与热交换器柜的柜内舱之间密封的第一热交换内循环降温风道，充电模块舱内装设有充电模块组件，充电模块舱中的充电模块组件工作时产生的热风在柜内舱风机组件的吸引下，从充电模块舱出风孔出来，经热交换器柜内舱进风孔进入热交换器柜内舱，然后经过热交换器柜内舱中的蒸发器组件，蒸发器组件细管内部的液态相变材料吸收热风中的热量汽化，从而使热风温度降低，热风通过蒸发器组件降温后在柜内舱风机组件的吸引下，从热交换器柜内舱出风孔出来，通过充电模块舱进风孔进入充电模块舱给充电模块舱中的充电模块组件散热，热交换器柜内舱中的蒸发器组件与热交换器柜外舱中的冷凝器组件通过汽化端铜管组件和液化端铜管组件连接，形成第二热交换内循环降温风道，热交换器柜内舱中的蒸发器组件细管内部的液态相变材料吸收热风中的热量汽化后，通过汽化端铜管组件上升到热交换器柜外舱中的冷凝器组件，在冷凝器组件中遇到外部低温空气液化降温，液化后通过液化端铜管组件循环回到热交换器柜内舱中的蒸发器组件，热交换器柜外舱中的风机组件从热交换器柜外部吸风，吸入的风经第一热交换器柜外舱风口进入热交换器柜外舱，然后通过热交换器柜外舱中的冷凝器组件进行热交换，进行热交换后形成的热风从第二热交换器柜外舱风口吹出热交换器柜，形成第三热交换内循环降温风道。
本实用新型采用全密封内循环相变热交换进行散热，充电模块舱与外界环境完全隔离密封，解决了充电模块散热难题，同时解决了传统充电控制柜防护等级低的问题。另外，本实用新型由充电控制柜和热交换器柜组成，充电控制柜为单独的一个柜体，热交换器柜也是单独一个柜体，在各自柜体组装完成器件后，通过连接件将两柜体组装在一起，简化装配工艺，便于模块化生产，能够提高生产效率。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图；
图2是本实用新型的热循环原理图；
图3是本实用新型整机三维示意图；
图4是本实用新型电气及控制单元舱与充电模块舱的立体图；
图5是本实用新型充电控制柜进出风口的立体图；
图6是本实用新型充电模块舱与柜内舱风道口对应的立体图；
图7是本实用新型转过另一角度时充电模块舱与柜内舱风道口对应的立体图；
图8是本实用新型热交换器背装式电气及控制单元舱与充电模块舱平面布局主视图；
图9是本实用新型热交换器背装式电气及控制单元舱与充电模块舱平面布局右视图；
图10是本实用新型热交换器左装式电气及控制单元舱与充电模块舱平面布局主视图；
图11是本实用新型热交换器左装式电气及控制单元舱与充电模块舱平面布局右视图；
图12是本实用新型热交换器右装式电气及控制单元舱与充电模块舱平面布局主视图；
图13是本实用新型热交换器右装式电气及控制单元舱与充电模块舱平面布局左视图；
图14是本实用新型热交换器密封条及风口的立体图；
图15是本实用新型热交换器柜外舱和柜内舱的立体图；
图16是本实用新型的整机主视图；
图17是图16中的A-A截面图；
图18是图16中的B-B截面图；
图19是图16中的C-C截面图；
图中：1.充电控制柜，2.热交换器柜，3.电气及控制单元舱，4.充电模块舱，5.交流输入组件，6.直流充电枪，7.高压输出回路组件，8.充电控制器组件，9.保护组件，10. 充电模块组件，11.热交换器柜外舱，12.热交换器柜内舱，13.充电模块舱进风孔，14.充电模块舱出风孔，15.柜内舱进风孔，16.柜内舱出风孔，17.进风孔密封条，18.出风孔密封条，19.热交换器密封条，20.蒸发器组件，21.柜内舱风机组件，22.热交换器控制组件，23.汽化端铜管组件，24.液化端铜管组件，25.冷凝器组件，26.柜外舱风机组件,27. 第一热交换器柜外舱风口，28.第二热交换器柜外舱风口，29.第一热交换内循环降温风道，30第二热交换内循环降温风道，31第三热交换内循环降温风道。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本实用新型的基于相变热交换的组合式直流充电系统，包括有充电控制柜1与热交换器柜2，其中充电控制柜1内设有电气及控制单元舱3和充电模块舱4，热交换器柜2包括有热交换器柜外舱11及热交换器柜内舱12，热交换器柜外舱11置于热交换器柜内舱12 的上方，热交换器柜外舱11内装设有冷凝器组件25及柜外舱风机组件26，热交换器柜内舱12内装设有蒸发器组件20、柜内舱风机组件21及热交换器控制组件22，热交换器控制组件22控制柜内舱风机组件21和柜外舱风机组件26的开启和关闭，且热交换器柜外舱11 与热交换器柜内舱12之间通过隔板隔离，形成各自独立密封空间，热交换器柜外舱11与热交换器柜内舱12的热交换通过相变热交换实现，热交换器柜外舱11与外部空气接触，通过外部空气进行冷却，热交换器柜内舱12与外部空气密封，热交换器柜内舱12与充电模块舱 4的风道连接；充电模块舱4的背面开有充电模块舱进风孔13和充电模块舱出风孔14，热交换器柜2的正面开有热交换器柜内舱进风孔15和热交换器柜内舱出风孔16，热交换器柜 2固定在充电控制柜1上，热交换器柜内舱进风孔15与充电模块舱出风孔14对应，热交换器柜内舱出风孔16与充电模块舱进风孔13对应，形成充电模块舱4与热交换器柜2的柜内舱之间密封的第一热交换内循环降温风道29，充电模块舱4内装设有充电模块组件10，充电模块舱4中的充电模块组件10工作时产生的热风在柜内舱风机组件21的吸引下，从充电模块舱出风孔14出来，经热交换器柜内舱进风孔15进入热交换器柜内舱12，然后经过热交换器柜内舱12中的蒸发器组件20，蒸发器组件20细管内部的液态相变材料吸收热风中的热量汽化，从而使热风温度降低，热风通蒸发器组件20降温后在柜内舱风机组件21的吸引下，从热交换器柜内舱出风孔16出来，通过充电模块舱进风孔13进入充电模块舱4给充电模块舱4中的充电模块组件10散热，热交换器柜内舱12中的蒸发器组件20与热交换器柜外舱11中的冷凝器组件25通过汽化端铜管组件23和液化端铜管组件24连接，形成第二热交换内循环降温风道30，热交换器柜内舱12中的蒸发器组件20细管内部的液态相变材料吸收热风中的热量汽化后，通过汽化端铜管组件23上升到热交换器柜外舱11中的冷凝器组件25，在冷凝器组件25中遇到外部低温空气液化降温，液化后通过液化端铜管组件24 循环回到热交换器柜内舱12中的蒸发器组件20，热交换器柜外舱11中的风机组件26从热交换器柜2外部吸风，吸入的风经第一热交换器柜外舱风口27进入热交换器柜外舱11，然后通过热交换器柜外舱11中的冷凝器组25进行热交换，进行热交换后形成的热风从第二热交换器柜外舱风口28吹出热交换器柜2，形成第三热交换内循环降温风道31。由于与外部空气的热交换都是通过蒸发器组件20和冷凝器组件25间接进行的，因此达到密封性热交换目的。
本实施例中，上述充电模块组件10通过连接件固定在充电模块舱4内；冷凝器组件25通过连接件固定在热交换器柜外舱11上，柜外舱风机组件26通过连接件固定在热交换器柜外舱11上，蒸发器组件20通过连接件固定在热交换器柜内舱12上，柜内舱风机组件 21通过连接件固定在热交换器柜内舱12上，热交换器控制组件22通过连接件固定在热交换器柜外舱11上。
本实施例中，上述热交换器柜2内根据需要装设压缩机，设计成空热一体式热交换器。
本实施例中，上述热交换器柜2正面通过连接件固定在充电控制柜1上。
此外，为了确保密封性，上述热交换器柜内舱进风孔15的四周贴有进风孔密封条17，热交换器柜内舱出风孔16的四周贴有出风孔密封条18，热交换器柜2的外壳正面四周帖有热交换器柜密封条19。
本实施例中，上述电气及控制单元舱3内装设有交流输入回路组件5、直流充电枪6、高压输出回路组件7、充电控制器组件8、保护组件9，充电控制器组件8与热交换器控制组件22之间可通过RS485连接，控制热交换器风机的启停功能，并监控热交换器风机的工作状态与异常情况，充电控制器组件8与直流充电枪6连接，检测充电枪的连接状态、锁止状态、温度状态等；充电控制器组件8与充电模块舱4连接，控制充电模块的启停，监控充电模块的工作状态及异常情况；交流输入回路组件5提供三相四线交流电输入接口，与充电模块舱4中的充电模块组件10连接，为充电模块组件10提供三相四线电源；充电模块舱 4中的充电模块组件10输出直流电源，并与高压输出回路组件7之间连接，通过高压输出回路组件7，以及直流充电枪6为电动汽车充电。
本实施例中，上述高压输出回路组件7包括直流继电器71、直流熔断器72、直流电表73，提供直流电能计量、直流充电保护、直流输出开关等功能。
本实施例中，上述电气及控制单元舱3和充电模块舱4这两个舱的风道上独立密封，充电模块舱4对外部空气密封。充电控制柜1与热交换器柜2之间装设有密封圈。
根据使用需要，上述热交换器柜2内还可以装设压缩机，设计成空热一体式热交换器。本实施例中，压缩机安装在热交换器柜2的热交换器柜外舱11上。
根据使用需要，上述热交换器柜2内还可以装设加热管，加热管给内循环空气加热。本实施例中，加热管安装在热交换器柜内舱12上，加热管主要是在天气比较寒冷的地方，给第二热交换内循环降温通道30内的冷风加热。
上述热交换器柜2与充电控制柜1的相对安装位置，可以有如下实施方式：
实施例1：
本实施例中，热交换器柜2安装在充电控制柜1的背侧，如图8所示。
实施例2：
本实施例中，热交换器柜2安装在充电控制柜1的左侧，如图10所示。
实施例3：
本实施例中，热交换器柜2安装在充电控制柜1的右侧，如图12所示。
Claims (10)
1.一种基于相变热交换的组合式直流充电系统，其特征在于包括有充电控制柜(1)与热交换器柜(2)，其中充电控制柜(1)内设有电气及控制单元舱(3)和充电模块舱(4)，热交换器柜(2)包括有热交换器柜外舱(11)及热交换器柜内舱(12)，热交换器柜外舱(11)置于热交换器柜内舱(12)的上方，热交换器柜外舱(11)内装设有冷凝器组件(25)及柜外舱风机组件(26)，热交换器柜内舱(12)内装设有蒸发器组件(20)、柜内舱风机组件(21)及热交换器控制组件(22)，热交换器控制组件(22)控制柜内舱风机组件(21)和柜外舱风机组件(26)的开启和关闭，且热交换器柜外舱(11)与热交换器柜内舱(12)之间通过隔板隔离，形成各自独立密封空间，热交换器柜外舱(11)与热交换器柜内舱(12)的热交换通过相变热交换实现，热交换器柜外舱(11)与外部空气接触，通过外部空气进行冷却，热交换器柜内舱(12)与外部空气密封，热交换器柜内舱(12)与充电模块舱(4)的风道连接；充电模块舱(4)的背面开有充电模块舱进风孔(13)和充电模块舱出风孔(14)，热交换器柜(2)的正面开有热交换器柜内舱进风孔(15)和热交换器柜内舱出风孔(16)，热交换器柜(2)固定在充电控制柜(1)上，热交换器柜内舱进风孔(15)与充电模块舱出风孔(14)对应，热交换器柜内舱出风孔(16)与充电模块舱进风孔(13)对应，形成充电模块舱(4)与热交换器柜(2)的柜内舱之间密封的第一热交换内循环降温风道(29)，充电模块舱(4)内装设有充电模块组件(10)，充电模块舱(4)中的充电模块组件(10)工作时产生的热风在柜内舱风机组件(21)的吸引下，从充电模块舱出风孔(14)出来，经热交换器柜内舱进风孔(15)进入热交换器柜内舱(12)，然后经过热交换器柜内舱(12)中的蒸发器组件(20)，蒸发器组件(20)细管内部的液态相变材料吸收热风中的热量汽化，从而使热风温度降低，热风通蒸发器组件(20)降温后在柜内舱风机组件(21)的吸引下，从热交换器柜内舱出风孔(16)出来，通过充电模块舱进风孔(13)进入充电模块舱(4)给充电模块舱(4)中的充电模块组件(10)散热，热交换器柜内舱(12)中的蒸发器组件(20)与热交换器柜外舱(11)中的冷凝器组件(25)通过汽化端铜管组件(23)和液化端铜管组件(24)连接，形成第二热交换内循环降温风道(30)，热交换器柜内舱(12)中的蒸发器组件(20)细管内部的液态相变材料吸收热风中的热量汽化后，通过汽化端铜管组件(23)上升到热交换器柜外舱(11)中的冷凝器组件(25)，在冷凝器组件(25)中遇到外部低温空气液化降温，液化后通过液化端铜管组件(24)循环回到热交换器柜内舱(12)中的蒸发器组件(20)，热交换器柜外舱(11)中的风机组件(26)从热交换器柜(2)外部吸风，吸入的风经第一热交换器柜外舱风口(27)进入热交换器柜外舱(11)，然后通过热交换器柜外舱(11)中的冷凝器组件(25)进行热交换，进行热交换后形成的热风从第二热交换器柜外舱风口(28)吹出热交换器柜(2)，形成第三热交换内循环降温风道(31)。
2.根据权利要求1所述的基于相变热交换的组合式直流充电系统,其特征在于上述充电模块组件(10)通过连接件固定在充电模块舱(4)内；冷凝器组件(25)通过连接件固定在热交换器柜外舱(11)上，柜外舱风机组件(26)通过连接件固定在热交换器柜外舱(11)上，蒸发器组件(20)通过连接件固定在热交换器柜内舱(12)上，柜内舱风机组件(21)通过连接件固定在热交换器柜内舱(12)上，热交换器控制组件(22)通过连接件固定在热交换器柜外舱(11)上。
3.根据权利要求1所述的基于相变热交换的组合式直流充电系统,其特征在于上述热交换器柜(2)通过连接件固定在充电控制柜(1)上。
4.根据权利要求1所述的基于相变热交换的组合式直流充电系统,其特征在于上述热交换器柜内舱进风孔(15)四周贴有进风孔密封条(17)，热交换器柜内舱出风孔(16)四周贴有出风孔密封条(18)。
5.根据权利要求1所述的基于相变热交换的组合式直流充电系统,其特征在于上述热交换器柜(2)的外壳正面四周帖有热交换器柜密封条(19)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的基于相变热交换的组合式直流充电系统,其特征在于上述电气及控制单元舱(3)内装设有交流输入回路组件(5)、直流充电枪(6)、高压输出回路组件(7)、充电控制器组件(8)、保护组件(9)，充电控制器组件(8)与热交换器控制组件(22)之间可通过RS485连接，控制热交换器风机的启停功能，并监控热交换器风机的工作状态与异常情况，充电控制器组件(8)与直流充电枪(6)连接，检测充电枪的连接状态、锁止状态、温度状态；充电控制器组件(8)与充电模块舱(4)连接，控制充电模块的启停，监控充电模块的工作状态及异常情况；交流输入回路组件(5)提供三相四线交流电输入接口，与充电模块舱(4)中的充电模块组件(10)连接，为充电模块组件(10)提供三相四线电源；充电模块舱(4)中的充电模块组件(10)输出直流电源，并与高压输出回路组件(7)之间连接，通过高压输出回路组件(7)，以及直流充电枪(6)为电动汽车充电。
7.根据权利要求6所述的基于相变热交换的组合式直流充电系统,其特征在于上述高压输出回路组件(7)包括直流继电器(71)、直流熔断器(72)、直流电表(73)。
8.根据权利要求7所述的基于相变热交换的组合式直流充电系统,其特征在于上述电气及控制单元舱(3)和充电模块舱(4)两个舱风道上独立密封，充电模块舱(4)对外部空气密封，充电控制柜(1)与热交换器柜(2)之间装设有密封圈。
9.根据权利要求8所述的基于相变热交换的组合式直流充电系统,其特征在于上述热交换器柜(2)内还装设有压缩机，设计成空热一体式热交换器。
10.根据权利要求8所述的基于相变热交换的组合式直流充电系统,其特征在于上述热交换器柜(2)内还装设加热管。
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|---|---|---|---|---|
| CN109659991A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-04-19 | 广州万城万充新能源科技有限公司 | 一种基于相变热交换的组合式直流充电系统 |
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2018
- 2018-09-30 CN CN201821616757.3U patent/CN209562172U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN109659991A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-04-19 | 广州万城万充新能源科技有限公司 | 一种基于相变热交换的组合式直流充电系统 |
| CN109659991B (zh) * | 2018-09-30 | 2024-02-13 | 广州万城万充新能源科技有限公司 | 一种基于相变热交换的组合式直流充电系统 |
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