CN218986380U - 一种用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统，包括充电连接器、液冷电缆及充电功率模块，液冷电缆设有导体及冷却流道；还包括控制器、执行器、电子泵及用于容置冷却介质的冷却液容器，电子泵的进液端口连接冷却液容器，电子泵的出液端口与冷却流道的一端接通连接，冷却流道相对应的另一端与执行器的进液端口接通连接；还包括直通回液路及冷却回液路，冷却回液路上设有用于使冷却介质降温的冷却装置，充电连接器对应设有充电温度传感器，控制器电连接充电温度传感器。本实用新型的冷却系统有利于使充电系统能够长时间及大功率地工作，且有利于节能，以及有利于降低维护成本和运行成本。

Description

一种用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统

技术领域

本实用新型涉及大功率充电技术领域，具体涉及一种用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统。

背景技术

目前，随着新基建与新能源汽车行业的发展，大功率充电技术逐渐成熟，市场开始建设大功率充电站用于新能源汽车充电，可预期的大功率充电站的数量在未来将会呈现几何倍增长，而大功率充电系统在充电过程中，会由大功率充电模块通过充电终端对新能源充电车群进行充电补给电能，由于电阻的存在导致热损耗等过大，会产生浪费与危害，故充电系统需要配备换热冷却系统对充电终端进行冷却换热，将充电终端热损耗产生的热量带走、散发，避免温升带来的充电危害。但是目前市场上的大功率液冷冷却系统采用冷却系统全功率的方式冷却冷却液或者根据系统指令间歇性地全功率启动的方式，在寒冷地区或在寒冷天气时，当冷却系统暂停工作时，由于冷却液循环不连续，导致冷却液粘度增大，造成系统液体压力过大，当恢复运行时，由于冷却液在低温下粘度过大，导致启动瞬间对于系统的冲击极大、性能要求较高，同时瞬间增大的功率需求会造成功率冲击，这些将极大的降低大功率充电系统的寿命，同时造成能源的浪费和增加产品维护成本以及运行成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统，它有利于使充电系统能够长时间及大功率地工作，且有利于节能，以及有利于降低维护成本和运行成本。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。

本实用新型公开的用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统，包括充电连接器、液冷电缆及充电功率模块，所述液冷电缆设有导体及冷却流道，所述充电功率模块与所述充电连接器通过所述导体电连接；其中，还包括控制器、执行器、电子泵及用于容置冷却介质的冷却液容器，所述电子泵的进液端口连接所述冷却液容器，所述电子泵的出液端口与所述冷却流道的一端接通连接，所述冷却流道相对应的另一端与所述执行器的进液端口接通连接；还包括直通回液路及冷却回液路，所述直通回液路的一端及所述冷却回液路的一端与所述冷却液容器连接，所述直通回液路相对应的另一端及所述冷却回液路相对应的另一端分别连接所述执行器的出液端口，所述冷却回液路上设有用于使冷却介质降温的冷却装置，所述充电连接器对应设有充电温度传感器，所述控制器电连接所述充电温度传感器，所述控制器控制连接所述执行器、冷却装置及电子泵。

优选地，所述冷却装置包括用于流通冷却介质的换热装置及用于形成流经所述换热装置的外表面的气流的风机，所述换热装置与所述风机位置对应设置。

优选地，所述冷却液容器的进液端口处设有过滤器，所述冷却液容器连接有泄压阀。

优选地，所述电子泵的出液端口设有压力开关装置。

优选地，所述冷却液容器对应设有液位传感器，所述电子泵的出液端口处设有泵温度传感器、压力传感器及流量传感器，所述换热装置的进液端口处设有入口温度传感器，所述换热装置的出液端口处设有出口温度传感器，所述控制器电连接所述液位传感器、所述泵温度传感器、所述压力传感器、所述流量传感器、所述入口温度传感器及所述出口温度传感器。

本实用新型与现有技术相比较，其有益效果是：通过设置控制器、执行器、电子泵及用于容置冷却介质的冷却液容器，电子泵的进液端口连接冷却液容器，电子泵的出液端口与冷却流道的一端接通连接，冷却流道相对应的另一端与执行器的进液端口接通连接；还包括直通回液路及冷却回液路，直通回液路的一端及冷却回液路的一端与冷却液容器连接，直通回液路相对应的另一端及冷却回液路相对应的另一端分别连接执行器的出液端口，冷却回液路上设有用于使冷却介质降温的冷却装置，充电连接器对应设有充电温度传感器，控制器电连接充电温度传感器，控制器控制连接执行器、冷却装置及电子泵，由于控制器可以根据充电温度传感器的信号而控制执行器将冷却介质在输出到直通回液路或冷却回液路之间灵活切换，使得冷却介质的温度保持在适宜的温度，于是有利于使充电系统能够长时间及大功率地工作，且有利于节能，以及有利于降低维护成本和运行成本。

附图说明

图1为本实用新型的用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统的结构示意图。

图2为本实用新型的用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统的控制示意图。

标号说明：充电连接器100；充电温度传感器101；液冷电缆200；第一导体201A；第二导体201B；第一管路进液流道202A；第二管路进液流道202B；第一管路出液流道203A；第二管路出液流道203B；充电功率模块300；冷却液容器400；液位传感器401；冷却介质500；电子泵600；泵温度传感器601；压力传感器602；流量传感器603；冷却装置700；换热装置702；风机701；入口温度传感器703；出口温度传感器704；执行器800；控制器900。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

本实用新型的用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统，如图1所示，包括充电连接器100、液冷电缆200及充电功率模块300，液冷电缆200设有导体及冷却流道。充电连接器100、液冷电缆200及充电功率模块300属于现有技术，举例地说，液冷电缆200可以参考中国实用新型专利公开号为CN209729598U的“一种液冷电缆”，如图1所示，导体具体包括第一导体201A及第二导体201B，冷却流道具体包括对应靠近第一导体201A设置的第一管路进液流道202A及第一管路出液流道203A，冷却流道还包括对应靠近第二导体201B设置的第二管路进液流道202B及第二管路出液流道203B。如图1所示，充电功率模块300与充电连接器100通过导体电连接，本实用新型的用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统还包括控制器900、执行器800、电子泵600及用于容置冷却介质500的冷却液容器400，执行器800具体可以选用电磁换向阀或比例换向阀，电子泵600的进液端口连接冷却液容器400，电子泵600的出液端口与冷却流道的一端接通连接，冷却流道相对应的另一端与执行器800的进液端口接通连接；本实用新型还包括直通回液路及冷却回液路，直通回液路的一端及冷却回液路的一端与冷却液容器400连接，直通回液路相对应的另一端及冷却回液路相对应的另一端分别连接执行器800的出液端口；如图1所示，冷却回液路上设有用于使冷却介质500降温的冷却装置700，充电连接器100对应设有充电温度传感器101，控制器900电连接充电温度传感器101，控制器900控制连接执行器800、冷却装置700及电子泵600。电子泵600吸取储存于冷却液容器400内的冷却介质500，冷却介质500从电子泵600输入到液冷电缆200的冷却流道，冷却介质500再到达执行器800，执行器800可以将冷却介质500切换输出到直通回液路或冷却回液路，冷却介质500经过直通回液路或冷却回液路回流到冷却液容器400，从而形成冷却循环回路。上述的冷却循环回路的各个端口的连接可使用快速接头或者液压接头连接。本实用新型还包括供电电源，供电电源分别与电子泵600、冷却装置700和控制器900电连接，用于为电子泵600、冷却装置700和控制器900供电。

以下简要说明本实用新型的用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统工作原理：参照图1(图1中箭头方向表示冷却介质500的流向)，当冷却系统运行时，冷却液容器400中的冷却介质500通过电子泵600输入到第一管路进液流道202A及第二管路进液流道202B，冷却介质500带走充电连接器100及液冷电缆200的导体的热量，然后冷却介质500流动至第一管路出液流道203A及第二管路出液流道203B，冷却介质500汇合流动至执行器800，通过执行器800的切换作用，冷却介质500可以为经过直通回液路直接回到冷却液容器400，或者冷却介质500经过冷却装置700降温之后再回到冷却液容器400。具体地说，充电功率模块300通过导体将电能输送至充电连接器100，充电连接器100与新能源汽车连接进行充电。当控制器900通过充电温度传感器101感知充电连接器100的温度超过阈值时，控制器900控制电子泵600及冷却装置700启动工作，于是冷却介质500通过冷却装置700降温，之后若充电温度传感器101监测到充电连接器100的温度降低于阈值时，控制器900控制执行器800将回液路径切换至直通回液路，同时控制器900使冷却装置700停止工作，此时电子泵600可以保持工作，使冷却介质500依然得到充电连接器100及导体的保温作用，使冷却介质保持合适的温度和粘度，避免冷却介质500的温度下降幅度过大，之后，当充电温度传感器101监测充电连接器100的温度再次超过阈值时，控制器900相应控制执行器800将回液路径切换至冷却回液路并同时启动冷却装置700，使充电连接器100快速降温，与现有技术的全功率运行冷却系统的方式对比，本实用新型的冷却系统显然有利于节能。当执行器800选用比例换向阀时，控制器900可以根据充电温度传感器101获得的具体温度值来按比例将冷却介质500分配至直通回液路及冷却回液路，具体是当充电连接器100的温度升高时，冷却回液路获得较大比例的冷却介质500的流量同时控制冷却装置700以较大功率的运行，相对地，直通回液路获得较小的冷却介质500的流量；当充电连接器100的温度相对地降低时，冷却回液路获得较小比例的冷却介质500的流量同时控制冷却装置700以较小功率的运行，相对地，直通回液路获得较大的冷却介质500的流量；于是冷却系统处于动态运行中，有利于适应不同的气候和天气环境。综上，本实用新型的冷却系统实现使充电连接器100有效降温，而且能使得冷却介质500的温度保持在适宜的温度，避免冷却系统需要冷启动，于是有利于使充电系统能够长时间、大功率、安全及稳定高效地工作，且有利于节能，以及有利于降低维护成本和运行成本。

进一步地，如图1所示，冷却装置700包括用于流通冷却介质500的换热装置702及用于形成流经换热装置702的外表面的气流的风机701，换热装置702与风机701位置对应设置，换热装置702为现有技术的热交换器，具体是冷却介质500流经热交换器的迂回设置的管道，热交换器的管道的外壁可以连接有散热翅片，风机701向热交换器吹风，使空气带走热交换器的热量，从而使冷却介质500降温，控制器900可以控制风机701的转速以实现对冷却效果的调节，上述的冷却装置700的结构简单，易于制作，维护简便。

进一步地，冷却液容器400的进液端口处设有过滤器，过滤流道中的杂质防止堵塞，冷却液容器400连接有泄压阀，平衡冷却液容器400的内外压差。

进一步地，电子泵600的出液端口设有压力开关装置，当电子泵600的出液端口的压力高于额定的安全压力时，压力开关装置相应断开电子泵600的电源，避免压力超出设定值范围，有利于保护冷却循环回路。

进一步地，如图1所示，冷却液容器400对应设有液位传感器401，电子泵600的出液端口处设有泵温度传感器601、压力传感器602及流量传感器603，换热装置702的进液端口处设有入口温度传感器703，换热装置702的出液端口处设有出口温度传感器704，控制器900电连接液位传感器401、泵温度传感器601、压力传感器602、流量传感器603、入口温度传感器703及出口温度传感器704。于是控制器900可以通过液位传感器401监测冷却液容器400内的冷却介质的500的液位，当冷却介质的500的存量不足时可以发出警报，避免导致影响冷却效果。控制器900可以通过泵温度传感器601、压力传感器602及流量传感器603监测电子泵600的运行状态，确保电子泵600正常工作。控制器900可以通过入口温度传感器703和出口温度传感器704监测换热装置702的工作状态，直接获取冷却介质500在经过换热装置702降温之后的实时温度状况，有利于监测冷却装置700是否有效工作。如图2所示，在冷却系统启动和运行过程中，控制器900根据上述的各个传感器的反馈信号相应地对各个功能部件进行调整性能参数，使冷却装置达到最佳工作状态。

综上所述，本实用新型可以通过冷却循环回路使冷却介质在循环过程中带走充电连接器100结合充电功率模块300充电过程中产生的大量的热量，使充电系统能够长时间、大功率充电，解决现有大功率充电温升过高等问题；本实用新型可以通过信息反馈模块和故障监测模块实时监测系统各项参数，能够实时调整系统运行状态，使系统能够高效率运行；本实用新型可以通过控制器900指令执行器800的切换直通回液路与冷却回液路的配比，使冷却介质500保持较合适的温度和粘度，避免造成系统冷启动和运行时的压力过高，同时避免冷却系统的冷却循环回路和电气回路对整个系统产生冲击。

Claims (5)

1.一种用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统，包括充电连接器（100）、液冷电缆（200）及充电功率模块（300），所述液冷电缆（200）设有导体及冷却流道，所述充电功率模块（300）与所述充电连接器（100）通过所述导体电连接，其特征在于：还包括控制器（900）、执行器（800）、电子泵（600）及用于容置冷却介质（500）的冷却液容器（400），所述电子泵（600）的进液端口连接所述冷却液容器（400），所述电子泵（600）的出液端口与所述冷却流道的一端接通连接，所述冷却流道相对应的另一端与所述执行器（800）的进液端口接通连接；还包括直通回液路及冷却回液路，所述直通回液路的一端及所述冷却回液路的一端与所述冷却液容器（400）连接，所述直通回液路相对应的另一端及所述冷却回液路相对应的另一端分别连接所述执行器（800）的出液端口，所述冷却回液路上设有用于使冷却介质（500）降温的冷却装置（700），所述充电连接器（100）对应设有充电温度传感器（101），所述控制器（900）电连接所述充电温度传感器（101），所述控制器（900）控制连接所述执行器（800）、冷却装置（700）及电子泵（600）。

2.根据权利要求1所述用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统，其特征在于：所述冷却装置（700）包括用于流通冷却介质（500）的换热装置（702）及用于形成流经所述换热装置（702）的外表面的气流的风机（701），所述换热装置（702）与所述风机（701）位置对应设置。

3.根据权利要求2所述用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统，其特征在于：所述冷却液容器（400）的进液端口处设有过滤器，所述冷却液容器（400）连接有泄压阀。

4.根据权利要求3所述用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统，其特征在于：所述电子泵（600）的出液端口设有压力开关装置。

5.根据权利要求2所述用于新能源汽车充电桩的大功率充电冷却系统，其特征在于：所述冷却液容器（400）对应设有液位传感器（401），所述电子泵（600）的出液端口处设有泵温度传感器（601）、压力传感器（602）及流量传感器（603），所述换热装置（702）的进液端口处设有入口温度传感器（703），所述换热装置（702）的出液端口处设有出口温度传感器（704），所述控制器（900）电连接所述液位传感器（401）、所述泵温度传感器（601）、所述压力传感器（602）、所述流量传感器（603）、所述入口温度传感器（703）及所述出口温度传感器（704）。

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