CN215154005U - 一种充电冷却装置 - Google Patents

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Abstract

一种充电冷却装置，包括充电线缆、充电枪头和充电箱体，两条所述的充电线缆和所述的充电枪头电性连接，充电线缆从充电桩电源中引出，所述充电箱体内设置有储油箱、冷凝器、控制器，油泵的出口通过过滤器连接有冷却管，所述冷却管连接油泵后，冷却管作为工作段包覆或内嵌于所述的充电线缆上，冷却管的后端与冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口与储油箱连通，所述充电箱体上设置有与冷凝器对应的风机、与风机对应的进风孔，所述油泵、风机、通信天线与控制器电连接。本实用新型能够确保充电桩线枪能在最佳的温度中工作；有效解决了充电桩线枪在高温不能快速充电的难题，延长了充电桩的使用寿命及使用效率，降低了热失控的风险。

Description

一种充电冷却装置
技术领域
本实用新型涉及充电桩技术领域，具体涉及一种充电冷却装置及控制系统。
背景技术
近年来，随着新能源汽车行业的迅猛发展，动力电池的续航里程、充电时长成为人们关注的焦点。虽然逐步发展起来的高压大功率充电可以大幅度缩短电动汽车的充电时间，但是大功率充电带来的高发热量极大影响了充电桩以及充电枪的性能。以现阶段的普通电动家轿为例，用500A 的电流为续航500km 的电动汽车充电，仅需20min。但此充电过程的极高发热量有可能导致充电枪大面积烧蚀。因此，对充电枪进行高效散热、控制充电枪的温升已成为目前行业亟待解决的关键问题。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：一种充电冷却装置，包括充电线缆、充电枪头和充电箱体，两条所述的充电线缆和所述的充电枪头电性连接，充电线缆从充电桩电源中引出，所述充电箱体内设置有储油箱、冷凝器、控制器，油泵的出口通过过滤器连接有冷却管，所述冷却管连接油泵后，冷却管作为工作段包覆或内嵌于所述的充电线缆上，冷却管的后端与冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口与储油箱连通，所述充电箱体上设置有与冷凝器对应的风机、与风机对应的进风孔，所述油泵、风机、通信天线与控制器电连接。
作为对上述技术方案的补充和完善，本实用新型还包括以下技术特征。
所述的工作段通过三段冷接有两条，两条工作段分别包覆或内嵌于所述的充电线缆上。
所述的工作段包覆于所述的充电线缆，所述的工作段呈圆环形。
所述的工作段内嵌于所述的充电线缆中，充电线缆具有穿装工作段的内孔。
所述进风孔设置在充电箱体后侧面，所述风机设置在充电箱体前侧面。
所述储油箱上设置有加油口，所述加油口设置在充电箱体外侧。
所述油泵的出油口设置在储油箱的下部。
所述控制器设置在储油箱的下部。
所述油泵和风机具有 PWM 调速功能。
所述控制器为单片机控制器，所述控制器通过通讯天线或是RS485通讯接口与上位机通讯连接。
所述储油箱、冷凝器、液冷终端、控制器、冷却管、油泵、风机组成一个液冷机组，所述液冷机组还包括设置在储油箱内的供液温度传感器、液位传感器、设置在油泵出油管路的供油流量传感器、供油压力传感器、设置在储油箱回油路的回液温度传感器，所述供液温度传感器、液位传感器、供油流量传感器、供油压力传感器、回液温度传感器与控制器电连接。
所述风机包括1#风机和2#风机。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：本实用新型结构简单，能够给充电桩线枪提供最佳的环境温度，确保充电桩线枪能在最佳的温度中工作；有效解决了充电桩线枪在高温不能快速充电的难题，延长了充电桩的使用寿命及使用效率，降低了热失控的风险。
附图说明
图1是本实用新型的内部结构示意图。
图2是本实用新型的控制原理示意图。
图3是本实用新型的充电线缆包覆冷却管路示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：如图1-3所示，本实施例包括充电线缆101、充电枪头102和充电箱体1，两条所述的充电线缆和所述的充电枪头电性连接，充电线缆从充电桩电源中引出，所述充电箱体1内设置有储油箱2、冷凝器3、液冷终端4、控制器5，油泵的出口通过过滤器6连接有冷却管7，所述冷却管7连接油泵后，冷却管作为工作段71包覆于充电线缆上，冷却管的后端与冷凝器3的进口连接，所述冷凝器3的出口与储油箱2连通，所述充电箱体1上设置有与冷凝器3对应的风机8、与风机8对应的进风孔9，所述油泵、风机8、通信天线10与控制器5电连接。工作段通过三段冷接有两条，两条工作段分别包覆于所述的充电线缆上，工作段的两端分别连接头与冷却管路连接，连接头与充电线缆的衔接处通过密封胶密封，从而防止冷却介质泄漏。工作段包覆于所述的充电线缆，所述的工作段呈圆环形。工作段内嵌于所述的充电线缆中，充电线缆具有穿装工作段的内孔。
所述进风孔9设置在充电箱体1后侧面，所述风机8设置在充电箱体1前侧面。所述储油箱2上设置有加油口201，所述加油口201设置在充电箱体1外侧。所述油泵的出油口设置在储油箱2的下部。所述控制器5设置在储油箱2的下部。所述油泵和风机8具有 PWM 调速功能。所述控制器5为单片机控制器，所述控制器5通过通讯天线10或是RS485通讯接口与上位机通讯连接。所述储油箱2、冷凝器3、液冷终端4、控制器5、冷却管7、油泵、风机8组成一个液冷机组，所述液冷机组还包括设置在储油箱2内的供液温度传感器、液位传感器、设置在油泵出油管路的供油流量传感器、供油压力传感器、设置在储油箱2回油路的回液温度传感器，所述供液温度传感器、液位传感器、供油流量传感器、供油压力传感器、回液温度传感器与控制器5电连接。所述风机8包括1#风机和2#风机。
具体工作原理为：充电桩冷源管理系统制冷系统工作时，通过油泵工作把满足液冷终端需求要的冷却液送入液冷终端（充电线缆冷却）。进入液冷终端后，低温的冷却液吸收液冷终端的热量，降低液冷终端的温度。流出液冷终端的较高温的冷却液在油泵的带动下进入冷凝器，在冷凝器中与由冷凝风机产生的穿过冷凝器的低温进风进行热交换，使高温的冷却液冷凝为较低温的液体，同时低温进风变成高温出风被排出。降温后的冷却液进入储液罐经过滤后，再次在油泵的带动下输入液冷终端，如此循环，从而带走液冷终端内的热量，保证液冷终端在一个良好的环境下工作。
本实例通过控制器内部单片机及相关部件与上位机实时通讯，查询充电枪工作状态及启/停机指令，配合充电枪自动控制热管理机组工作，机组通过油泵调速控制供液流量，通过风机调速控制供液温度，并实现报警故障自诊断。控制流程如下：
1) 充电桩总控系统未加电前，全系统处于静止状态，各控制部件都处于初始状态；
2) 充电桩总控系统加电（总电源合），液冷机组加电正常工作，液冷控制单元自行检测液冷单元状态、故障、温度压力等信号。
3) 系统加电后（总电源合），系统指示热管理机组正常，则机组进入待机状态。
4) 热管理机组在待机状态下，控制单元通过接收遥控指令判断充电枪是否投入（充电）工作，若充电枪投入工作，则控制单元自动运行机组；若充电枪停止充电工作，机组延时一定时间后（供液温度低于设定值）再停机，并进入待机状态。
温度组控制策略：供液温度目标值设定为50℃（可调），当充电枪投入工作，液冷机组立即开机运行：
1) 液冷机组通过 485 通讯接收充电桩开/关机指令来判断是否开机；
2) 当充电枪投入工作，油泵、风机依次开机，油泵和风机具有 PWM 调速功能；
3) 散热风机根据供液温度目标值进行调速，油泵根据目标流量进行调速。
4) 当控制单元接收到停机指令，则液冷机组延时一段时间（供液温度低于设定值）后，油泵和风机停止运行并进入待机状态；
5) 液冷机组在运行过程中，若控制单元检测到供液温度、供液压力超过报警值或油泵过载等故障时，控制单元输出报警连锁信号（触点信号）及通讯报警信号，并通过一系列保护动作使液冷机组停机；
6) 若充电枪正在工作过程中出现故障需要紧急停机时，液冷机组控制单元通过接收急停信号执行急停指令：液冷机组延时一段时间（供液温度低于设定值）后，油泵和风机同时停止运行。
液冷机组通过油泵、风机转速反馈及温度、压力传感器检测，实时监控液冷机组运行状态，并执行相应保护措施，保证机组安全运行：
1) 油泵具有 PWM 调速功能，通过调节油泵转速来调节供液流量；
2) 风机具有 PWM 调速功能，通过调节风机转速来调节供液温度；
3) 控制单元检测到充电枪停止充电工作，液冷源机组延时一定时间后再停机，并进入待机状态；
4) 控制单元检测出现运行指标严重异常（供/回液温度、供液流量超过报警值），机组经一系列的设备保护动作后机组强制停机，并终止充电工作；
5) 风机、油泵通过转速反馈信号检测其运行状态，当检测到油泵、风机故障时，立即输出触点连锁信号，停止充电工作，并强制机组停机；
6）设有液位检测传感器，低于液位时会触发报警信号。
本实施例结构简单，能够给充电桩线枪提供最佳的环境温度，确保充电桩线枪能在最佳的温度中工作；有效解决了充电桩线枪在高温不能快速充电的难题，延长了充电桩的使用寿命及使用效率，降低了热失控的风险。
本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围中。

Claims (9)

1.一种充电冷却装置，其特征在于，包括充电线缆、充电枪头和充电箱体（1），两条所述的充电线缆和所述的充电枪头电性连接，充电线缆从充电桩电源中引出，所述充电箱体（1）内设置有储油箱（2）、冷凝器（3）、控制器（5），油泵的出口通过过滤器（6）连接有冷却管（7），所述冷却管（7）连接油泵后，冷却管作为工作段包覆或内嵌于所述的充电线缆上，冷却管的后端与冷凝器（3）的进口连接，所述冷凝器（3）的出口与储油箱（2）连通，所述充电箱体（1）上设置有与冷凝器（3）对应的风机（8）、与风机（8）对应的进风孔（9），所述油泵、风机（8）、通信天线（10）与控制器（5）电连接。
2.根据权利要求1所述的一种充电冷却装置，其特征在于，所述的工作段通过三段冷接有两条，两条工作段分别包覆或内嵌于所述的充电线缆上。
3.根据权利要求1或2所述的一种充电冷却装置，其特征在于，所述的工作段包覆于所述的充电线缆，所述的工作段呈圆环形。
4.根据权利要求1或2所述的一种充电冷却装置，其特征在于，所述的工作段内嵌于所述的充电线缆中，充电线缆具有穿装工作段的内孔。
5.根据权利要求1所述的一种充电冷却装置，其特征在于，所述进风孔（9）设置在充电箱体（1）后侧面，所述风机（8）设置在充电箱体（1）前侧面。
6.根据权利要求5所述的一种充电冷却装置，其特征在于，所述储油箱（2）上设置有加油口（201），所述加油口（201）设置在充电箱体（1）外侧。
7.根据权利要求6所述的一种充电冷却装置，其特征在于，所述油泵的出油口设置在储油箱（2）的下部。
8.根据权利要求7所述的一种充电冷却装置，其特征在于，所述控制器（5）设置在储油箱（2）的下部。
9.根据权利要求8所述的一种充电冷却装置，其特征在于，所述储油箱（2）、冷凝器（3）、控制器（5）、冷却管（7）、油泵、风机（8）组成一个液冷机组，所述液冷机组还包括设置在储油箱（2）内的供液温度传感器、液位传感器、设置在油泵出油管路的供油流量传感器、供油压力传感器、设置在储油箱（2）回油路的回液温度传感器，所述供液温度传感器、液位传感器、供油流量传感器、供油压力传感器、回液温度传感器与控制器（5）电连接。
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