CN218218136U - 一种液冷式充电桩 - Google Patents

Abstract

本申请关于一种液冷式充电桩，涉及新能源汽车领域。包括充电桩壳体，充电桩壳体内安装有吸热模块，吸热模块包括吸热模块壳体，吸热模块壳体内沿竖直方向间隔分布有多组吸热箱体，相邻的两组吸热箱体之间均安装有一组充电模块，吸热箱体内设置有盘管，吸热箱体内灌装有冷却液，盘管浸没于冷却液中，多组吸热箱体内的盘管之间串联连通，多组吸热箱体内的盘管串联连通后形成吸热模块进液口以及吸热模块出液口；吸热模块的下方安装有冷却液箱、节温器以及水泵，冷却液箱与吸热模块连通，吸热模块与节温器连通，节温器与水泵连通，水泵与冷却液箱连通。实现了充电桩内的高效率散热，提高了充电桩的安全性，降低噪音的同时降低了自身对电能的损耗。

Description

一种液冷式充电桩

技术领域

本申请涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种液冷式充电桩。

背景技术

目前，电动汽车的充电方式一共有慢充、快充、换电、无线充电和移动充电，但市面上绝大多数电动汽车仅支持慢充和快充，并且配有慢充和快充接口，其它充电方式尚未普及应用；特别是快充模式下能量损耗严重，而损耗的能量恰恰是人们不想要的，其中损耗的能量大部分都以热量的形式散失，长时间不间断的充电会使得充电桩发热严重。为提升用户的充电体验感，减少充电时漫长得等待时间，充电桩趋于大功率化，同时，为降低成本及减小体积，充电桩由传统的单桩单枪趋于一桩多枪化(一桩双枪、一桩四枪、甚至于一桩六枪)，其电源模块的集成数更多，而相对于各电源模块的桩体体积却日趋减小，使得充电桩内部的发热更加严重。

然而，目前市场是的充电桩最主要降温手段主要为风冷模式，主要借助模块大风扇加快充电桩内部空气与外界空气的交换，从而达到散热目的，但在模块风扇高频运转的过程中，散热效率低且散热不集中，会产生超过了70分贝的噪音，发出噪声的主要来源，严重扰民。而且风冷式降温存在诸多缺点，大面积直接与外界环境空气进行交换散热，外界中的灰尘和水汽会通过散热口进入充电桩内部，不但会加剧元器件模块的发热，还容易导致电子元件短路，影响充电桩的使用。散热效果差，无法快速排出充电桩散发的热量，特别是局部高温，存在的噪声大、灰尘堆积在元器件模块上加剧发热、甚至短路的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种液冷式充电桩，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案为：

一种液冷式充电桩，包括充电桩壳体，所述充电桩壳体呈内部中空的长方体状，所述充电桩壳体内安装有吸热模块，所述吸热模块包括内部中空的吸热模块壳体，所述吸热模块壳体内沿竖直方向间隔分布有多组吸热箱体，相邻的两组所述吸热箱体之间均安装有一组充电模块，所述吸热箱体内设置有盘管，所述吸热箱体内灌装有冷却液，所述盘管浸没于所述冷却液中，多组所述吸热箱体内的盘管之间串联连通，多组所述吸热箱体内的盘管串联连通后形成吸热模块进液口以及吸热模块出液口；所述吸热模块的下方安装有冷却液箱、节温器以及水泵，所述冷却液箱具有冷却液箱进液口以及冷却液箱出液口，所述节温器具有节温器进液口以及节温器第一出液口，所述水泵具有水泵第一进液口以及水泵出液口，所述冷却液箱出液口与所述吸热模块进液口连通，所述吸热模块出液口与所述节温器进液口连通，所述节温器第一出液口与所述水泵第一进液口连通，所述水泵出液口与所述冷却液箱进液口连通；所述节温器进液口以及所述节温器第一出液口上均安装有电磁阀。

通过采用上述技术方案，实现了充电桩内的高效率散热，提高了充电桩的安全性，降低了风险，经不同情况下对充电桩内部散热的控制，进一步降低噪音的同时，降低了自身对电能的损耗。

在一种可能的实现方式中，所述充电桩壳体包括背板，所述背板上安装有多组散热模块，所述散热模块包括散热风扇组、散热口格栅以及鳍片式散热器，所述散热风扇组安装于所述背板的内侧，所述散热口格栅安装于所述背板的外侧，所述鳍片式散热器位于所述散热风扇组与所述散热口格栅之间；多组所述鳍片式散热器之间串联连通，多组所述鳍片式散热器之间串联连通后形成散热模块进液口以及散热模块出液口；所述节温器还具有节温器第二出液口，所述水泵还具有水泵第二进液口，所述节温器第二出液口与所述散热模块进液口连通，所述水泵第二进液口与所述散热模块出液口连通；所述节温器第二出液口上安装有电磁阀。

通过采用上述技术方案，进一步提高了充电桩内的散热效果，加速了管路中冷却液的冷却速度。

在一种可能的实现方式中，所述吸热箱体的顶部具有检修盖，所述吸热箱体的一侧还安装有把手。

通过采用上述技术方案，便于对吸热箱体进行检修。

在一种可能的实现方式中，所述冷却液箱上具有液位显示面，所述冷却液箱的顶部还具有加液口。

通过采用上述技术方案，便于观察冷却液箱内的冷却液液位情况以及及时的补充冷却液。

在一种可能的实现方式中，多组所述吸热箱体内的盘管之间通过第一水管串联连通。

通过采用上述技术方案，实现了多组盘管的首尾串联形成冷却液换热管路。

在一种可能的实现方式中，所述冷却液箱出液口与所述吸热模块进液口通过第二水管连通，所述吸热模块出液口与所述节温器进液口通过第三水管连通，所述节温器第一出液口与所述水泵第一进液口通过第四水管连通，所述水泵出液口与所述冷却液箱进液口通过第五水管连通。

通过采用上述技术方案，实现了整个充电桩内部的冷却液循环换热管路。

在一种可能的实现方式中，所述节温器第二出液口与所述散热模块进液口通过第六水管连通，所述水泵第二进液口与所述散热模块出液口通过第七水管连通。

通过采用上述技术方案，实现了充电桩内冷却液循环换热管路的多模式选择。

本申请提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

1、采用液冷模式，使得散热效率高，而且吸热模块和充电桩中充电模块大小形状相同，上下采用铜制密封壳，导热快，其内部设置的四层盘管可以均匀的将吸热模块中热量传递至外部冷却液管路中；

2、吸热模块内灌装的冷却液与外部冷却液箱热传递的冷却液相独立，一来便于模块化拆装、冷却液的加装，二来增加吸热模块的密封，降低了漏液的风险；三来出现冷却液泄露时易于对漏液位置的确认；

3、采用节温器调节，有效应对充电桩不同工作时长时充电模块的散热控制，有利于进一步减小噪音，同时减少本身电能的浪费；

4、多组散热风扇组拼接设置，通过智能控制，不但可以减小噪声，可以做到不同季节、不同温度时风扇的开关数量，而且还可以降低传统充电桩由于仅有风扇损坏无法散热造成事故的危险，因为多组散热风扇组损坏一个或多个时，其他散热风扇仍可以使用，除此之外，多组散热风扇组损坏时方便拆卸维护；

5、由于不再单纯借助模块高频大风扇加快充电桩内部空气与外界空气的交换来进行散热的做法，可以大大减少外界环境中的灰尘和水汽通过散热口进入充电桩内部。

附图说明

附图用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中：

图1示出了本申请一个示例性实施例提供的一种液冷式充电桩的外部结构示意图；

图2示出了本申请一个示例性实施例提供的一种液冷式充电桩的内部结构示意图；

图3示出了本申请一个示例性实施例提供的一种液冷式充电桩的吸热模块的结构示意图；

图4示出了本申请一个示例性实施例提供的一种液冷式充电桩的散热口格栅的结构示意图；

图5示出了本申请一个示例性实施例提供的一种液冷式充电桩的鳍片式散热器的结构示意图；

图6示出了本申请一个示例性实施例提供的一种液冷式充电桩的散热风扇的结构示意图；

图7示出了本申请一个示例性实施例提供的一种液冷式充电桩的冷却液箱的结构示意图；

图8示出了本申请一个示例性实施例提供的一种液冷式充电桩的节温器的结构示意图；

图9示出了本申请一个示例性实施例提供的一种液冷式充电桩的水泵的结构示意图；

图中：1、充电桩壳体；101、背板；2、吸热模块；201、吸热模块壳体；202、吸热箱体；203、吸热模块进液口；204、吸热模块出液口；2021、盘管；2022、把手；2023、检修盖；3、充电模块；4、冷却液箱；401、冷却液箱进液口；402、冷却液箱出液口；403、液位显示面；404、加液口；5、节温器；501、节温器进液口；502、节温器第一出液口；503、节温器第二出液口；6、水泵；601、水泵第一进液口；602、水泵出液口；603、水泵第二进液口；7、散热模块；701、散热风扇组；702、散热口格栅；703、鳍片式散热器；704、散热模块进液口；705、散热模块出液口；7011、散热风扇；8、第一水管；9、第二水管；10、第三水管；11、第四水管；12、第五水管；13、第六水管；14、第七水管。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

其中，相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是本申请说明书附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本申请说明书的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面结合附图和实施例对本申请作更进一步的说明。

首先，对本申请实施例中涉及的名词进行简单的介绍：

充电模块(指的直流快充充电桩)，是将输入的三相电网交流电经过三相桥式不可控整流AC/DC电路整流变成直流电，滤波后提供给高频DC-DC功率变换器，功率变换器经过直直变换为充电桩输出需要的直流，充电模块对电路进行控制、转换，保证了供电电路的稳定性。

节温器，是控制冷却液流动路径的阀门，是一种自动调温装置，通常含有感温组件，借着热胀或冷缩来开启、关掉空气、气体或液体的流动。

实施例一

图1示出了本申请一个示例性实施例提供的一种液冷式充电桩的外部结构示意图，该液冷式充电桩包括充电桩壳体1，充电桩壳体1呈内部中空的长方体状。请参阅图2，充电桩壳体1内安装有吸热模块2，吸热模块2包括内部中空的吸热模块壳体201，吸热模块壳体201内沿竖直方向间隔分布有多组吸热箱体202，相邻的两组吸热箱体202之间均安装有一组充电模块3。请参阅图3，吸热箱体202内设置有盘管2021，吸热箱体202内灌装有冷却液，盘管2021浸没于冷却液中。请参阅图2和图3，多组吸热箱体202内的盘管2021之间通过第一水管8串联连通，多组吸热箱体202内的盘管2021串联连通后形成吸热模块进液口203以及吸热模块出液口204。请参阅图2、图7、图8和图9，吸热模块2的下方安装有冷却液箱4、节温器5以及水泵6，冷却液箱4具有冷却液箱进液口401以及冷却液箱出液口402，节温器5具有节温器进液口501以及节温器第一出液口502，水泵6具有水泵第一进液口601以及水泵出液口602，冷却液箱出液口402与吸热模块进液口203通过第二水管9连通，吸热模块出液口204与节温器进液口501通过第三水管10连通，节温器第一出液口502与水泵第一进液口601通过第四水管11连通，水泵出液口602与冷却液箱进液口401通过第五水管12连通；节温器进液口501以及节温器第一出液口502上均安装有电磁阀。

在本申请实施例中，吸热模块壳体201的右侧呈开口状，吸热模块壳体201的内部前后侧均安装有与多组吸热箱体202滑动连接的滑轨，多组吸热箱体202可通过吸热模块壳体201右侧的开口被滑动抽出。充电桩壳体1的两侧门板均可打开，右侧门板打开时即可抽出吸热箱体202。其中，吸热箱体202内的盘管2021的两端部分别为液体输入口以及液体输出口，液体输入口以及液体输出口上均开设有螺纹，多组吸热箱体202内的盘管2021通过其液体输入口以及液体输出口首尾相接实现多组吸热箱体202内的盘管2021的串联连通，串联后第一组盘管2021的液体输入口即为吸热模块进液口203，串联后最后一组盘管2021的液体输出口即为吸热模块出液口204。同样的用于串联的每根第一水管8的两头均开设有与液体输入口以及液体输出口相匹配的螺纹，第一水管8贯穿过吸热模块壳体201的侧壁以及吸热箱体202的侧壁后实现与吸热箱体202内的盘管2021可拆卸连接。另外，吸热模块2和充电桩中充电模块3大小形状相同，上下采用铜制密封壳，导热快，其内部设置的四层盘管2021可以均匀的将吸热模块2中热量传递至外部冷却液管路中。在本示例中，充电模块3与外部的给新能源汽车充电的充电枪电性连接。

在本申请实施例中，当循环流动的冷却液通过吸热模块2中的盘管2021流过吸热模块2内部，与吸热模块2内部预先灌装的被充电模块3散发的热量加温的冷却液进行热交换，冷却液在水泵6加压作用下，从吸热模块出液口204流出经节温器5、水泵6后流入冷却液箱4内进行冷却降温，最后在冷却液箱4内降温后的冷却液再通过吸热模块进液口203流入吸热模块2中的盘管2021内，实现循环换热。解决了新能源汽车充电桩使用过程中由于散热风扇产生巨大噪音扰民的问题，同时解决了充电桩散热差、局部高温，内部模块大面积直接与外界环境空气进行交换散热效率低，且容易使得灰尘堆积在元器件模块上加剧发热、甚至短路的问题。

实施例二

在一个可选的实施例中，图1示出了本申请一个示例性实施例提供的一种液冷式充电桩的外部结构示意图，充电桩壳体1包括背板101。请参阅图2、图4和图5，背板101上安装有多组散热模块7，散热模块7包括散热风扇组701、散热口格栅702以及鳍片式散热器703，散热风扇组701安装于背板101的内侧，散热口格栅702安装于背板101的外侧，鳍片式散热器703位于散热风扇组701与散热口格栅702之间；多组鳍片式散热器703之间串联连通，多组鳍片式散热器703之间串联连通后形成散热模块进液口704以及散热模块出液口705。节温器5还具有节温器第二出液口503，水泵6还具有水泵第二进液口603，节温器第二出液口503与散热模块进液口704通过第六水管13连通，水泵第二进液口603与散热模块出液口705通过第七水管14连通；节温器第二出液口503上安装有电磁阀。请参阅图3，吸热箱体202的顶部具有检修盖2023，吸热箱体202的一侧还安装有把手2022。请参阅图7，冷却液箱4上具有液位显示面403，冷却液箱4的顶部还具有加液口404。

在本申请实施例中，鳍片式散热器703由若干组鳍片以及蛇形管组成，蛇形管来回穿过若干组鳍片，蛇形管的两端分别为液体流入口以及液体流出口，多个鳍片式散热器703通过液体流入口以及液体流出口首尾相接实现多个鳍片式散热器703的串联连通，串联后第一组鳍片式散热器703的液体流入口即为散热模块进液口704，串联后最后一组鳍片式散热器703的液体流出口即为散热模块出液口705。从吸热模块2的盘管2021中出来的冷却液在鳍片式散热器703散热冷却下，再配合散热风扇组701以及散热口格栅702，大大提升了冷却降温效率，另外散热口格栅702的设置可以有效阻止雨水、杂质进入充电桩内部。在本申请实施例中，散热风扇组701由多组均匀间隔分布的散热风扇7011组成。在本申请实施例中，把手2022便于吸热箱体202的抽出，检修盖2023便于检修时观察吸热箱体202内的情况，液位显示面403便于观察冷却液箱4内冷却液的液位，加液口404用于加注冷却液。

接下来，对本申请实施例中所涉及的一种液冷式充电桩的工作原理进行说明。

当充电桩工作时间较短时，由于充电模块3产生热量不高，节温器第二出液口503通过电子阀控制处于关闭状态，吸热模块2中盘管2021内的冷却液与吸热模块2内部预先灌装的被充电模块3散发的热量加温的冷却液进行热交换，经过水泵6加压以及冷却液箱4冷却降温后再流入吸热模块2中盘管2021内，鳍片式散热器703不参与工作，散热风扇组701也不工作，无风扇噪声产生。

当充电桩工作较长时间时，由于充电模块3产生热量，节温器第二出液口503通过电子阀控制逐渐打开，一开始时阀门开度较小，只有部分被加热的冷却液流向鳍片式散热器703，其它部分冷却液直接通过回路流回冷却液箱4中；由于整个回路中冷却液温度不是很高，此时散热风扇组701不工作，流经鳍片式散热器703的冷却液通过散热口格栅702自然向空气中散热后再通过水管流向水泵6后进入冷却液箱4内进一步冷却降温，最后回到吸热模块2中盘管2021内，无风扇噪声产生；当回路中冷却液温度继续升高时，节温器第二出液口503阀门开度变大，鳍片式散热器703温度升高，部分散热风扇组701开始工作散热，此时风扇产生的噪声相对较小。

当充电桩长时间工作时，充电模块3持续产生热量，回路中冷却液的温度超过节温器5设定的温度标准值时，节温器第二出液口503阀门完全打开，同时会自动关闭节温器第一出液口阀门502，此时高温的冷却液全部通过水管流向鳍片式散热器703，散热风扇组701开始全部工作，加速鳍片式散热器703中的冷却液的热量通过45°散热口格栅702散发至空气中的速度，降温后的冷却液经水管流向水泵6再进入冷却液箱4中进一步冷却降温，最后回到吸热模块2中盘管2021内，一直循环持续着散热工作。

综上所述，本申请提供的一种液冷式充电桩散热效果显著，降低噪音明显，同时提高了充电桩的安全性，降低了风险，实现了不同情况下对充电桩内部散热的控制，进一步降低噪音的同时降低了自身对电能的损耗。

在本申请公开的实施例中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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公开的实施例中的具体含义。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种液冷式充电桩，包括充电桩壳体(1)，所述充电桩壳体(1)呈内部中空的长方体状，其特征在于，所述充电桩壳体(1)内安装有吸热模块(2)，所述吸热模块(2)包括内部中空的吸热模块壳体(201)，所述吸热模块壳体(201)内沿竖直方向间隔分布有多组吸热箱体(202)，相邻的两组所述吸热箱体(202)之间均安装有一组充电模块(3)，所述吸热箱体(202)内设置有盘管(2021)，所述吸热箱体(202)内灌装有冷却液，所述盘管(2021)浸没于所述冷却液中，多组所述吸热箱体(202)内的盘管(2021)之间串联连通，多组所述吸热箱体(202)内的盘管(2021)串联连通后形成吸热模块进液口(203)以及吸热模块出液口(204)；所述吸热模块(2)的下方安装有冷却液箱(4)、节温器(5)以及水泵(6)，所述冷却液箱(4)具有冷却液箱进液口(401)以及冷却液箱出液口(402)，所述节温器(5)具有节温器进液口(501)以及节温器第一出液口(502)，所述水泵(6)具有水泵第一进液口(601)以及水泵出液口(602)，所述冷却液箱出液口(402)与所述吸热模块进液口(203)连通，所述吸热模块出液口(204)与所述节温器进液口(501)连通，所述节温器第一出液口(502)与所述水泵第一进液口(601)连通，所述水泵出液口(602)与所述冷却液箱进液口(401)连通；所述节温器进液口(501)以及所述节温器第一出液口(502)上均安装有电磁阀。

2.根据权利要求1所述的液冷式充电桩，其特征在于，所述充电桩壳体(1)包括背板(101)，所述背板(101)上安装有多组散热模块(7)，所述散热模块(7)包括散热风扇组(701)、散热口格栅(702)以及鳍片式散热器(703)，所述散热风扇组(701)安装于所述背板(101)的内侧，所述散热口格栅(702)安装于所述背板(101)的外侧，所述鳍片式散热器(703)位于所述散热风扇组(701)与所述散热口格栅(702)之间；多组所述鳍片式散热器(703)之间串联连通，多组所述鳍片式散热器(703)之间串联连通后形成散热模块进液口(704)以及散热模块出液口(705)；所述节温器(5)还具有节温器第二出液口(503)，所述水泵(6)还具有水泵第二进液口(603)，所述节温器第二出液口(503)与所述散热模块进液口(704)连通，所述水泵第二进液口(603)与所述散热模块出液口(705)连通；所述节温器第二出液口(503)上安装有电磁阀。

3.根据权利要求1所述的液冷式充电桩，其特征在于，所述吸热箱体(202)的顶部具有检修盖(2023)，所述吸热箱体(202)的一侧还安装有把手(2022)。

4.根据权利要求1所述的液冷式充电桩，其特征在于，所述冷却液箱(4)上具有液位显示面(403)，所述冷却液箱(4)的顶部还具有加液口(404)。

5.根据权利要求1所述的液冷式充电桩，其特征在于，多组所述吸热箱体(202)内的盘管(2021)之间通过第一水管(8)串联连通。

6.根据权利要求1所述的液冷式充电桩，其特征在于，所述冷却液箱出液口(402)与所述吸热模块进液口(203)通过第二水管(9)连通，所述吸热模块出液口(204)与所述节温器进液口(501)通过第三水管(10)连通，所述节温器第一出液口(502)与所述水泵第一进液口(601)通过第四水管(11)连通，所述水泵出液口(602)与所述冷却液箱进液口(401)通过第五水管(12)连通。

7.根据权利要求2所述的液冷式充电桩，其特征在于，所述节温器第二出液口(503)与所述散热模块进液口(704)通过第六水管(13)连通，所述水泵第二进液口(603)与所述散热模块出液口(705)通过第七水管(14)连通。

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