CN216424111U

CN216424111U - 大功率液冷充电桩控制系统及其所应用的充电桩

Info

Publication number: CN216424111U
Application number: CN202120756535.7U
Authority: CN
Inventors: 千寅虎; 胡超; 叶艮; 陈熙熙
Original assignee: Zhejiang Chargedot New Energy Technology Co ltd; Shanghai Abb Lianzhuang New Energy Technology Co ltd
Current assignee: Zhejiang Chargedot New Energy Technology Co ltd; Shanghai Abb Lianzhuang New Energy Technology Co ltd
Priority date: 2021-04-13
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2031-04-13

Abstract

本实用新型提供大功率液冷充电桩控制系统及其所应用的充电桩，包括：充电枪；充电模块，与充电枪电性连接，用以将交流电源转换为直流电源后为充电枪供电；充电控制模块，分别与所述充电枪和充电模块通信连接以采集二者温度信息；冷却系统控制模块，与所述充电控制模块通信连接。本实用新型所提供的大功率液冷充电桩控制系统，可通过控制器与冷却系统之间的通信交互，灵活控制液冷泵的工作模式，从而能够在充电过程中对充电接口的温度进行有效降温，使得充电桩的充电电流能够进一步提高，进而满足大功率充电要求。另外，采用此种相互配合的方式实现大功率液冷充电，这种控制方式更加高效和可靠，实现紧凑设计。

Description

大功率液冷充电桩控制系统及其所应用的充电桩

技术领域

本实用新型涉及直流充电桩应用技术领域，特别是涉及大功率液冷充电桩控制系统及其所应用的充电桩。

背景技术

新能源汽车以其清洁环保的动力来源、优异的转化效率而开始在世界范围内迅速普及，但充电时间较长却饱受诟病，目前电动汽车的电池容量越做越大，有些车续航里程甚至可到达1000km，对充电时间要求更是苛刻。

随着电池温控技术的不断提升，电源模块的微型化，国家政策对于充电速度的技术要求，更大电流的充电成为必然趋势。但目前充电枪最大电流为250A，现有充电枪受结构和线缆尺寸问题无法再进行提升，并且功率做大之后对产品的可靠性及后期维护，对应用环境提出了更高的要求，需要考虑新方向。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型提供大功率液冷充电桩控制系统及其所应用的充电桩，用以解决现有技术中现有充电枪受结构和线缆尺寸问题无法再进行提升，并且功率做大之后对产品的可靠性及后期维护等技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种大功率液冷充电桩控制系统，包括：充电枪；充电模块，与充电枪电性连接，用以将交流电源转换为直流电源后为充电枪供电；充电控制模块，分别与所述充电枪和充电模块通信连接以采集二者温度信息；冷却系统控制模块，与所述充电控制模块通信连接；其中，所述充电枪配备有第一液冷系统，所述充电模块配备有第二液冷系统，所述第一液冷系统和第二液冷系统连接冷却散热器；所述冷却系统控制模块采集所述冷却散热器的进出口温度信息，并从所述充电控制模块接收充电枪和充电模块的温度信息后，相应控制所述第一液冷系统和第二液冷系统。

在本实用新型的一些实施方式中，所述充电枪包括设于枪内的直流电源正、负极端子；所述充电模块通过充电线缆分别连接直流电源正、负极端子；所述充电控制模块采集充电枪直流电源正、负极端子的温度信息，并采集所述充电模块的充电线缆进口端子的温度信息。

在本实用新型的一些实施方式中，所述第一液冷系统包括第一循环泵、第一液冷回路、第一流量计；所述第一液冷回路部分设于所述充电枪，用以冷却所述充电枪；所述第一循环泵用以将所述第一液冷回路中的冷却液循环流动；所述第一流量计用以测量所述第一液冷回路中冷却液的流量。

在本实用新型的一些实施方式中，所述第一循环泵连接并受控于所述冷却系统控制模块，以供所述冷却系统控制模块根据充电枪的温度信息来控制所述第一循环泵的转速。

在本实用新型的一些实施方式中，所述第二液冷系统包括第二循环泵、第二液冷回路、第二流量计；所述第二液冷回路设于所述充电模块，用以冷却所述充电模块；所述第二循环泵用以将所述第二液冷回路中的冷却液循环流动；所述第二流量计用以测量所述第二液冷回路中冷却液的流量。

在本实用新型的一些实施方式中，所述第二循环泵连接并受控于所述冷却系统控制模块，以供所述冷却系统控制模块根据充电模块的温度信息来控制所述第二循环泵的转速。

在本实用新型的一些实施方式中，所述系统还包括排风模块，其排风路径包括所述冷却散热器，用以带走所述冷却散热器的热量；所述排风模块包括轴流风扇。

在本实用新型的一些实施方式中，所述充电控制模块与所述充电枪及充电模块之间通过系统总线建立通信连接；所述系统总线包括CAN通信线。

在本实用新型的一些实施方式中，所述充电控制模块还采集所述充电模块的电压信息和电流信息。

为实现上述目的，本实用新型提供一种大功率液冷充电桩，包括充电桩本体，还包括上述的大功率液冷充电桩控制系统；所述控制系统设于所述充电桩本体上。

在本实用新型的一些实施方式中，所述充电桩本体包括相互隔离的电器仓和冷却器仓；所述充电枪和充电模块设于所述电器仓内，所述冷却散热器设于所述冷却器仓内。

如上所述，本实用新型涉及的大功率液冷充电桩控制系统及其所应用的充电桩，具有以下有益效果：本实用新型所提供的大功率液冷充电桩控制系统，可通过控制器与冷却系统之间的通信交互，灵活控制液冷泵的工作模式，从而能够在充电过程中对充电接口的温度进行有效降温，使得充电桩的充电电流能够进一步提高，进而满足大功率充电要求。另外，采用此种相互配合的方式实现大功率液冷充电，这种控制方式更加高效和可靠，实现紧凑设计。

附图说明

图1显示为本实用新型一实施例中大功率液冷充电桩控制系统的结构示意图。

元件标号说明

101 充电枪

102 充电模块

103 充电控制模块

104 冷却系统控制模块

105 冷却散热器

106 第一循环泵

107 第一流量计

108 第二循环泵

109 第二流量计

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

本实用新型提供了一种新型的充电系统，可以在不改变现有国标接口的前提下定制化采用液冷系统，对枪线缆进行降温，大大提高了充电电流，并通过采用液冷系统模块，解决了结构设计中较难解决的IP防护问题。相比于传统一体机充电系统方案，本实用新型的技术方案主要优化了两个方面：一是采用了全新定制化的液冷充电模块；二是采用了定制化的符合GB/T20234充电接口要求的液冷充电枪。为液冷充电模块及充电枪配备了专门的冷却系统。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定实用新型。

如图1所示，展示了本实用新型的一种大功率液冷充电直流充电系统在一实施例中的结构示意图。本实施例的大功率液冷充电桩控制系统至少包括：充电枪101、充电模块102、充电控制模块103、冷却系统控制模块104。

所述充电模块102与充电枪101电性连接，用以将外部的交流电源(AC)转换为直流电源(DC)后为充电枪供电。所述充电控制模块103分别与所述充电枪101和充电模块102通信连接以采集二者温度信息。所述冷却系统控制模块104与所述充电控制模块103通信连接。需说明的是，充电模块102可采用交直流变换模块；充电控制模块103可采用自动充放电控制器，可保护蓄电池、防止过充电；冷却系统控制模块104可采用控制器，如ARM控制器、MCU控制器、FPGA控制器或者SoC控制器等，本实施例不作限定。

具体而言，所述充电枪101配备有第一液冷系统，所述充电模块102配备有第二液冷系统，所述第一液冷系统和第二液冷系统连接冷却散热器105；所述冷却系统控制模块104采集所述冷却散热器105的进出口温度信息，并从所述充电控制模块103接收充电枪101和充电模块102的温度信息后，相应控制所述第一液冷系统和第二液冷系统。

在一些示例中，所述充电控制模块103与所述充电枪101及充电模块102之间通过系统总线建立通信连接；所述系统总线包括但不限于CAN通信线、LonWorks总线、Profibus总线、HART总线、RS-485总线等来实现信息交互。进一步的，所述充电控制模块103还采集所述充电模块102的电压信息和电流信息。

在一些示例中，所述充电枪包括设于枪内的直流电源正、负极端子(DC+端子、DC-端子)；所述充电模块通过充电线缆分别连接直流电源正、负极端子(DC+端子、DC-端子)；所述充电控制模块采集充电枪直流电源正、负极端子(DC+端子、DC-端子)的温度信息，并采集所述充电模块的充电线缆进口端子的温度信息，并将这些温度信息通过RS485通信传给冷却系统控制模块104。

在一些示例中，所述第一液冷系统包括第一循环泵106、第一流量计107和第一液冷回路。第一液冷回路中存放有冷却液，所述第一循环泵106用以将所述第一液冷回路中的冷却液循环流动；所述第一液冷回路部分设于所述充电枪以冷却充电枪，冷却液在第一液冷回路中沿箭头A方向流入，再沿箭头B方向流出，流入的是低温冷却液，流出的带走了充电枪热量的高温冷却液。所述第一流量计107设于所述第一液冷回路的末端，用以测量所述第一液冷回路中冷却液的流量值。应理解，所述流量计可采用差压式流量计、平衡流量计、孔板流量计、热式气体质量流量计、涡街流量计和涡轮流量计等，本实施例不再赘述。

在一些示例中，所述第二液冷系统包括第二循环泵108、第二流量计109和第二液冷回路；二液冷回路中存放有冷却液，所述第二循环泵108用以将所述第二液冷回路中的冷却液循环流动；所述第二液冷回路部分设于所述充电模块以冷却充电模块，冷却液在第二液冷回路中沿箭头C方向流入，再沿箭头D方向流出，流入的是低温冷却液，流出的带走了充电模块热量的高温冷却液。所述第二流量计109设于所述第二液冷回路的末端，用以测量所述第二液冷回路中冷却液的流量值。应理解，所述流量计可采用差压式流量计、平衡流量计、孔板流量计、热式气体质量流量计、涡街流量计和涡轮流量计等，本实施例不再赘述。

在本实施例中，冷却系统控制模块通过充电控制模块传回的温度信息，冷却散热器进出口温度等信息实时进行转速控制，维持系统温度，防止系统温度过高。具体来说，冷却系统控制模块104从充电控制模块103接收充电枪101和充电模块102的温度信息；冷却系统控制模块104连接并控制第一循环泵106、第二循环泵108，通过控制循环泵的转速来控制冷却液在回路中的流动速度，据以控制液冷效果。举例来说，冷却系统控制模块104接收到充电枪101的温度信息若偏高，则可控制第一循环泵106加快转速，增加液冷效果来降低充电枪温度；再例如，冷却系统控制模块104接收到充电模块102的温度信息若偏高，则可控制第二循环泵108加快转速，增加液冷效果来降低充电模块的温度。

进一步的，冷却系统控制模块104通过第一流量计107和第二流量计109来采集冷却液温度信息，并通信连接冷却散热器105来采集冷却散热器105的出风口温度信息，通过这些温度信息来判定系统的工作状态是否正常。

在一些示例中，所述系统还包括排风模块(未图示)，所述排风模块例如可采用轴流风扇，其排风路径包括所述冷却散热器，用以带走所述冷却散热器的热量，以进一步提升充电桩的冷却效果。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种大功率液冷充电桩，包括充电桩本体，还包括上文实施例中所涉及的大功率液冷充电桩控制系统；所述控制系统设于所述充电桩本体上。因本实施例中大功率液冷充电桩的实施方式与上文中大功率液冷充电桩控制系统类似，因此不再赘述。

在一些示例中，所述充电桩本体包括相互隔离的电器仓和冷却器仓；所述充电枪和充电模块设于所述电器仓内，所述冷却散热器设于所述冷却器仓内。具体而言，冷却散热器相对比较独立，而且能迅速将充电模块和充电枪线产生的热量迅速带走，结构设计时可将冷却系统单独放在设备上端，把电器仓和冷却器仓进行隔离，防止热量乱串，再通过轴流风扇对冷却器进行散热，从而将大功率充电桩设计中IP防护与散热两个矛盾体完美解决，电器仓还可设置排风系统，防止电器仓过热。

综上所述，本实用新型提供大功率液冷充电桩控制系统及其所应用的充电桩，可通过控制器与冷却系统之间的通信交互，灵活控制液冷泵的工作模式，从而能够在充电过程中对充电接口的温度进行有效降温，使得充电桩的充电电流能够进一步提高，进而满足大功率充电要求。另外，采用此种相互配合的方式实现大功率液冷充电，这种控制方式更加高效和可靠，实现紧凑设计。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种大功率液冷充电桩控制系统，其特征在于，包括：

充电枪；

充电模块，与充电枪电性连接，用以将交流电源转换为直流电源后为充电枪供电；

充电控制模块，分别与所述充电枪和充电模块通信连接以采集二者温度信息；

冷却系统控制模块，与所述充电控制模块通信连接；

其中，所述充电枪配备有第一液冷系统，所述充电模块配备有第二液冷系统，所述第一液冷系统和第二液冷系统连接冷却散热器；所述冷却系统控制模块采集所述冷却散热器的进出口温度信息，并从所述充电控制模块接收充电枪和充电模块的温度信息后，相应控制所述第一液冷系统和第二液冷系统。

2.根据权利要求1所述的大功率液冷充电桩控制系统，其特征在于，所述充电枪包括设于枪内的直流电源正、负极端子；所述充电模块通过充电线缆分别连接直流电源正、负极端子；所述充电控制模块采集充电枪直流电源正、负极端子的温度信息，并采集所述充电模块的充电线缆进口端子的温度信息。

3.根据权利要求1所述的大功率液冷充电桩控制系统，其特征在于，所述第一液冷系统包括第一循环泵、第一液冷回路、第一流量计；所述第一液冷回路部分设于所述充电枪，用以冷却所述充电枪；所述第一循环泵用以将所述第一液冷回路中的冷却液循环流动；所述第一流量计用以测量所述第一液冷回路中冷却液的流量。

4.根据权利要求3所述的大功率液冷充电桩控制系统，其特征在于，所述第一循环泵连接并受控于所述冷却系统控制模块，以供所述冷却系统控制模块根据充电枪的温度信息来控制所述第一循环泵的转速。

5.根据权利要求1所述的大功率液冷充电桩控制系统，其特征在于，所述第二液冷系统包括第二循环泵、第二液冷回路、第二流量计；所述第二液冷回路设于所述充电模块，用以冷却所述充电模块；所述第二循环泵用以将所述第二液冷回路中的冷却液循环流动；所述第二流量计用以测量所述第二液冷回路中冷却液的流量。

6.根据权利要求5所述的大功率液冷充电桩控制系统，其特征在于，所述第二循环泵连接并受控于所述冷却系统控制模块，以供所述冷却系统控制模块根据充电模块的温度信息来控制所述第二循环泵的转速。

7.根据权利要求1所述的大功率液冷充电桩控制系统，其特征在于，所述系统还包括排风模块，其排风路径包括所述冷却散热器，用以带走所述冷却散热器的热量；所述排风模块包括轴流风扇。

8.根据权利要求1所述的大功率液冷充电桩控制系统，其特征在于，所述充电控制模块与所述充电枪及充电模块之间通过系统总线建立通信连接；所述系统总线包括CAN通信线。

9.一种大功率液冷充电桩，其特征在于，包括充电桩本体，还包括如权利要求1所述的大功率液冷充电桩控制系统；所述控制系统设于所述充电桩本体上。

10.根据权利要求9所述的大功率液冷充电桩，其特征在于，所述充电桩本体包括相互隔离的电器仓和冷却器仓；所述充电枪和充电模块设于所述电器仓内，所述冷却散热器设于所述冷却器仓内。