CN217048303U - 充电桩散热系统和充电桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了充电桩散热系统和充电桩，该充电桩散热系统包括蒸汽压缩装置和液冷冷却装置，所述蒸汽压缩装置包括板式换热器，所述液冷冷却装置包括用于存储冷却液的存储箱和用于对充电装置散热的液冷组件，所述存储箱、板式换热器、液冷组件依次构成第一循环回路，从所述存储箱流出的冷却液在所述板式换热器交换热量后，对所述液冷组件进行降温，再流入所述存储箱；本实用新型的散热效率高，且无需依靠风冷进行散热，有效避免水汽及细灰尘等物质从进出风口进入充电模块内而削减充电模块的使用寿命。

Description

充电桩散热系统和充电桩

技术领域

本实用新型涉及充电桩散热技术领域，尤其涉及充电桩散热系统和充电桩。

背景技术

随着电动汽车行业的不断发展，充电桩的功率越来越大，传统通过强迫风冷对充电桩的发热部件进行散热的方式已经难以适应充电桩日益增长的功率需求，行业内亟需新的散热方式以满足充电桩日益增长的功率密度需求。

另外，现有户外充电桩采用风冷散热，其主要结构以充电模块前进风，充电模块后出风的方式进行散热，而机柜进出风口采用百叶窗+防尘棉方式，其防护等级为IP54，这种散热结构不可避免地会有水汽及细灰尘进入充电模块内。久而久之，灰尘会在电路板上堆积，导致充电模块故障率升高，严重削减充电模块的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供充电桩散热系统和充电桩，其散热效率高，且无需依靠风冷进行散热，有效避免水汽及细灰尘等物质从进出风口进入充电模块内而削减充电模块的使用寿命。

为了实现上有目的，本实用新型公开了一种充电桩散热系统，其包括蒸汽压缩装置和液冷冷却装置，所述蒸汽压缩装置包括板式换热器，所述液冷冷却装置包括用于存储冷却液的存储箱和用于对充电装置散热的液冷组件，所述存储箱、板式换热器、液冷组件依次构成第一循环回路，从所述存储箱流出的冷却液在所述板式换热器交换热量后，对所述液冷组件进行降温，再流入所述存储箱。

与现有技术相比，本实用新型的蒸汽压缩装置包括板式换热器，液冷冷却装置包括存储箱和液冷组件，存储箱、板式换热器、液冷组件依次构成第一循环回路，从存储箱流出的冷却液在板式换热器交换热量后，对液冷组件进行降温，再流入存储箱，一方面，液冷组件直接对充电装置散热，其散热效率更高，有效解决大功率充电装置的散热问题和充电桩的整体散热问题；另一方面，采用蒸汽压缩装置和液冷冷却装置联动散热的方式，液冷组件在板式换热器交换热量后，能够对液冷组件进行快速降温，从而实现冷却液高效的冷却循环使用，进一步提升整体散热效率；再一方面，本实用新型无需设置进出风口进行风冷散热，适于提升充电装置的防水等级和充电桩的防水等级，有效避免水汽及细灰尘等物质从进出风口进入充电模块内，大大延长充电模块的使用寿命和充电桩的整体寿命。

较佳地，所述充电装置包括多个充电模块，所述液冷组件包括多个与所述充电模块一一对应的液冷板，所述液冷板安装在所述充电模块内，所有液冷板呈并联设置，且所有液冷板并联后分别接入所述存储箱和板式换热器。

较佳地，所述液冷冷却装置还包括第一管道、第二管道和第三管道，所述存储箱包括第一进水端和第一出水端，所述液冷板包括第二进水端和第二出水端，所述板式换热器包括第三进水端和第三出水端，所述第一管道的一端接入所述第一进水端，另一端分别接入所有液冷板的第二出水端，所述第二管道的一端分别接入所有液冷板的第二进水端，另一端接入所述第三出水端，所述第三管道的一端接入所述第一出水端，另一端接入所述第三进水端。

较佳地，所述液冷冷却装置还包括阀门，所述阀门设于所述第二管道，并位于所述第三出水端和所有第二进水端之间，所述阀门流量可调地控制冷却液流入冷却液的流量。

较佳地，所述液冷冷却装置还包括三通阀和第四管道，所述三通阀设于所述第二管道，并位于所述第三出水端和所有第二进水端之间，所述第四管道分别接入所述第三管道和三通阀，所述三通阀流量可调地控制冷却液从所述第四管道流入第二管道的流量。

较佳地，所述液冷冷却装置还包括水泵，所述水泵设于所述第三管道，并位于所述第一出水端和第三进水端之间。

较佳地，所述液冷冷却装置还包括排气阀和液位开关，所述排气阀和液位开关分别设于所述存储箱上。

较佳地，所述蒸汽压缩装置还包括依次连接的压缩机、冷凝器、干燥过滤器和膨胀阀，所述冷凝器内存储有冷媒，所述板式换热器还包括第四进水端和第四出水端，所述膨胀阀接入所述第四进水端，所述压缩机接入所述第四出水端，所述冷凝器、干燥过滤器、膨胀阀、板式换热器和压缩机依次构成第二循环回路，从所述冷凝器流出的冷媒在所述板式换热器与所述冷却液交换热量后，经所述压缩机气化后进入所述冷凝器。

较佳地，所述充电模块包括机壳、电路板、变压器和功率半导体，所述液冷板、电路板、变压器和功率半导体均位于所述机壳内，所述功率半导体和变压器分别电连接所述电路板，所述功率半导体贴合安装在所述液冷板上。

相应地，本实用新型还公开了一种充电桩，其包括充电装置和如上所述的充电桩散热系统。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的充电桩的结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例的充电装置和液冷板装配后的结构示意图；

图3是图2拆除机壳后的结构示意图；

图4是本实用新型第二实施例的充电桩的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

第一实施例

请参阅图1所示，本实施例的充电桩包括充电桩散热系统和充电装置，该充电桩散热系统包括蒸汽压缩装置和液冷冷却装置，其中，蒸汽压缩装置包括板式换热器11，该板式换热器11具体为蒸发器。

液冷冷却装置包括用于存储冷却液的存储箱21和用于对充电装置散热的液冷组件，实际使用中，该冷却液为液态水，当然，在其他实施方式中，冷却液还可以为其他具有冷却特性的液体或其他形态的物质，在此不做限定。存储箱21、板式换热器11、液冷组件依次构成第一循环回路，从存储箱21流出的冷却液在板式换热器11交换热量后，对液冷组件进行降温，再流入存储箱21。

请参阅图1-图3所示，本实施例的充电装置包括四个充电模块31，液冷组件包括四个与充电模块31一一对应的液冷板221，液冷板221安装在充电模块31内，所有液冷板221呈并联设置，且所有液冷板221并联后分别接入存储箱21和板式换热器11。

具体地，充电模块31包括机壳311、电路板312、变压器313和功率半导体314，液冷板221、电路板312、变压器313和功率半导体314均位于机壳311内，功率半导体314和变压器313分别电连接电路板312，功率半导体314贴合安装在液冷板221上，以使液冷板221能够对功率半导体314进行充分散热。这里的功率半导体314具体为充电模块31的主要发热元器件，其可以为一个或多个，通过液冷板221对功率半导体314进行有效散热，有效降低充电模块31的整体温度，实现对充电模块31的有效散热和充电桩的整机散热。

液冷冷却装置还包括第一管道23、第二管道24和第三管道25，存储箱21包括第一进水端211和第一出水端212，液冷板221包括第二进水端2211和第二出水端2212，板式换热器11包括第三进水端111和第三出水端112，第一管道23的一端接入第一进水端211，另一端分别接入所有液冷板221的第二出水端2212，第二管道24的一端分别接入所有液冷板221的第二进水端2211，另一端接入第三出水端112，第三管道25的一端接入第一出水端212，另一端接入第三进水端111。

较佳地，液冷冷却装置还包括阀门26，阀门26设于第二管道24，并位于第三出水端112和所有第二进水端2211之间，阀门26流量可调地控制冷却液流入冷却液的流量。具体地，可以通过电控的方式控制阀门26的开合度，实现对冷却液流入冷却液的流量的精准控制，从而实现冷却效能可调可控。

请参阅图1所示，本实施例的液冷冷却装置还包括水泵29、排气阀210和液位开关211，水泵29设于第三管道25，并位于第一出水端212和第三进水端111之间，水泵29用于控制冷却液的流动速度，通过调整水泵29的功率可以调整散热效能。排气阀210和液位开关211分别设于存储箱21上，排气阀210用于排除存储箱21内的多余气压，液位开关211接入外部冷却液供应源，该液位开关211用于控制外部冷却液供应源对存储箱21内的冷却液的补充。

请参阅图1所示，本实施例的蒸汽压缩装置还包括依次连接的压缩机12、冷凝器13、干燥过滤器14和膨胀阀15，冷凝器13内存储有冷媒，该冷媒具体为制冷剂。板式换热器11还包括第四进水端113和第四出水端114，膨胀阀15接入第四进水端113，压缩机12接入第四出水端114，冷凝器13、干燥过滤器14、膨胀阀15、板式换热器11和压缩机12依次构成第二循环回路，从冷凝器13流出的冷媒在板式换热器11与冷却液交换热量后，经压缩机12气化后进入冷凝器13。

具体地，从冷凝器13流出的冷媒呈高温高压液态状，冷媒经过干燥过滤器14干燥后进入膨胀阀15，膨胀阀15对冷媒进行节流控制，获得低温低压状态的冷媒，低温低压状态的冷媒进入板式换热器11后，吸收冷却液中的热量而汽化，汽化后的冷媒进入压缩机12，压缩机12将汽化后的冷媒压缩成高温高压状态，高温高压状态的冷媒进入冷凝器13后，向冷凝器13内的冷却物质放热而冷凝成高温高压的液态冷媒，以进行下一个循环。

第二实施例

请参阅图4所示，本实施例与第一实施例的区别在于，其采用三通阀27替代第一实施例中的阀门26，另外，该液冷冷却装置还包括第四管道28，三通阀27设于第二管道24，并位于第三出水端112和所有第二进水端2211之间，第四管道28分别接入第三管道25和三通阀27，三通阀27流量可调地控制冷却液从第四管道28流入第二管道24的流量。

具体地，可以通过电控的方式控制三通阀27中各路的开合度，实现对冷却液流入冷却液的流量的精准控制，从而实现冷却效能可调可控。

结合图1-图4，本实用新型的蒸汽压缩装置包括板式换热器11，液冷冷却装置包括存储箱21和液冷组件，存储箱21、板式换热器11、液冷组件依次构成第一循环回路，从存储箱21流出的冷却液在板式换热器11交换热量后，对液冷组件进行降温，再流入存储箱21，一方面，液冷组件直接对充电装置散热，其散热效率更高，有效解决大功率充电装置的散热问题和充电桩的整体散热问题；另一方面，采用蒸汽压缩装置和液冷冷却装置联动散热的方式，液冷组件在板式换热器11交换热量后，能够对液冷组件进行快速降温，从而实现冷却液高效的冷却循环使用，进一步提升整体散热效率；再一方面，本实用新型无需设置进出风口进行风冷散热，适于提升充电装置的防水等级和充电桩的防水等级，有效避免水汽及细灰尘等物质从进出风口进入充电模块31内，大大延长充电模块31的使用寿命和充电桩的整体寿命。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种充电桩散热系统，包括蒸汽压缩装置和液冷冷却装置，所述蒸汽压缩装置包括板式换热器，其特征在于：所述液冷冷却装置包括用于存储冷却液的存储箱和用于对充电装置散热的液冷组件，所述存储箱、板式换热器、液冷组件依次构成第一循环回路，从所述存储箱流出的冷却液在所述板式换热器交换热量后，对所述液冷组件进行降温，再流入所述存储箱。

2.如权利要求1所述的充电桩散热系统，其特征在于：所述充电装置包括多个充电模块，所述液冷组件包括多个与所述充电模块一一对应的液冷板，所述液冷板安装在所述充电模块内，所有液冷板呈并联设置，且所有液冷板并联后分别接入所述存储箱和板式换热器。

3.如权利要求2所述的充电桩散热系统，其特征在于：所述液冷冷却装置还包括第一管道、第二管道和第三管道，所述存储箱包括第一进水端和第一出水端，所述液冷板包括第二进水端和第二出水端，所述板式换热器包括第三进水端和第三出水端，所述第一管道的一端接入所述第一进水端，另一端分别接入所有液冷板的第二出水端，所述第二管道的一端分别接入所有液冷板的第二进水端，另一端接入所述第三出水端，所述第三管道的一端接入所述第一出水端，另一端接入所述第三进水端。

4.如权利要求3所述的充电桩散热系统，其特征在于：所述液冷冷却装置还包括阀门，所述阀门设于所述第二管道，并位于所述第三出水端和所有第二进水端之间，所述阀门流量可调地控制冷却液流入冷却液的流量。

5.如权利要求3所述的充电桩散热系统，其特征在于：所述液冷冷却装置还包括三通阀和第四管道，所述三通阀设于所述第二管道，并位于所述第三出水端和所有第二进水端之间，所述第四管道分别接入所述第三管道和三通阀，所述三通阀流量可调地控制冷却液从所述第四管道流入第二管道的流量。

6.如权利要求3所述的充电桩散热系统，其特征在于：所述液冷冷却装置还包括水泵，所述水泵设于所述第三管道，并位于所述第一出水端和第三进水端之间。

7.如权利要求1所述的充电桩散热系统，其特征在于：所述液冷冷却装置还包括排气阀和液位开关，所述排气阀和液位开关分别设于所述存储箱上。

8.如权利要求1所述的充电桩散热系统，其特征在于：所述蒸汽压缩装置还包括依次连接的压缩机、冷凝器、干燥过滤器和膨胀阀，所述冷凝器内存储有冷媒，所述板式换热器还包括第四进水端和第四出水端，所述膨胀阀接入所述第四进水端，所述压缩机接入所述第四出水端，所述冷凝器、干燥过滤器、膨胀阀、板式换热器和压缩机依次构成第二循环回路，从所述冷凝器流出的冷媒在所述板式换热器与所述冷却液交换热量后，经所述压缩机气化后进入所述冷凝器。

9.如权利要求2所述的充电桩散热系统，其特征在于：所述充电模块包括机壳、电路板、变压器和功率半导体，所述液冷板、电路板、变压器和功率半导体均位于所述机壳内，所述功率半导体和变压器分别电连接所述电路板，所述功率半导体贴合安装在所述液冷板上。

10.一种充电桩，其特征在于：包括充电装置和充电桩散热系统，所述充电桩散热系统如权利要求1-9中任一项所述。

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