CN219145970U - 液冷充电模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充电设备领域，具体提供一种液冷充电模块，旨在解决现有技术中液冷充电模块的冷却有效率低的问题。为此目的，本实用新型的液冷充电模块包括：模块外壳，所述模块外壳内设置有用于容纳电器元件的容纳空间以及与所述容纳空间相邻的冷却流道，所述冷却流道与所述电器元件的安装位置至少部分区域重叠；流道盖板，所述流道盖板设置在所述模块外壳上，所述流道盖板与所述冷却流道形成密封空间；散热件，所述散热件设置在所述密封空间内，所述散热件的分布位置与所述电器元件的安装位置至少部分区域重叠。在采用上述技术方案的情况下，本实用新型的液冷充电模块结构更加简约，冷却液换热效率更高，冷却有效率获得提升。

Description

液冷充电模块

技术领域

本实用新型涉及充电设备领域，具体提供一种液冷充电模块。

背景技术

随着大功率直流充电桩对充电功率需求的不断提升，以及直流桩布局位置对充电桩噪声等级的严格要求，正推动着液冷充电模块加速替代传统的风冷充电模块。但是，目前市场上普遍的液冷模块，仍然采用着水冷板+钣金外壳的设计方式，这种设计方式不仅结构集成度差、防护等级低，而且制造过程复杂、整体成本高昂，为保证良好的液冷效果，往往需要提高冷却液的用量或者流转速度，使得冷却换热效果降低，徒增了成本。

相应地，本领域需要一种新的液冷充电模块来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，即解决现有技术中液冷充电模块的冷却有效率低的问题。为此目的，本实用新型提供了一种液冷充电模块，该充电模块包括：

模块外壳，所述模块外壳内设置有用于容纳电器元件的容纳空间以及与所述容纳空间相邻的冷却流道，所述冷却流道与所述电器元件的安装位置至少部分区域重叠；

流道盖板，所述流道盖板设置在所述模块外壳上，所述流道盖板与所述冷却流道形成密封空间；

散热件，所述散热件设置在所述密封空间内，所述散热件的分布位置与所述电器元件的安装位置至少部分区域重叠。

在上述具有液冷充电模块的具体实施方式中，所述电器元件包括功率器件和电路器件，所述散热件包括扰流柱和散热翅片，若干个所述扰流柱的分布位置与所述功率器件的安装位置至少部分区域重叠，所述散热翅片的分布位置与所述电路器件的分布位置至少部分区域重叠。

在上述具有液冷充电模块的具体实施方式中，还包括支撑凸台，所述支撑凸台设置在所述冷却流道的轮廓内侧，所述支撑凸台与所述流道盖板的覆盖面搭接支撑。

在上述具有液冷充电模块的具体实施方式中，还包括：

焊接支撑台，所述焊接支撑台设置在所述冷却流道的中部区域；

焊接凸台，若干个所述焊接凸台间隔设置在所述焊接支撑台上；

所述流道盖板上还设置有若干个焊接圆孔，所述焊接圆孔与所述焊接凸台对应且同轴配合。

在上述具有液冷充电模块的具体实施方式中，还包括：

隔板，所述隔板将所述容纳空间分割为若干个灌胶槽，所述功率器件和所述电路器件设置在所述灌胶槽内。

在上述具有液冷充电模块的具体实施方式中，还包括：

器件盖板，所述器件盖板设置在所述模块外壳上，所述器件盖板与所述容纳空间形成器件空间；

密封圈，所述密封圈设置在所述器件盖板和所述模块外壳之间。

在上述具有液冷充电模块的具体实施方式中，所述流道盖板与所述冷却流道的外轮廓之间为搅拌摩擦焊接连接，所述焊接凸台和所述焊接圆孔之间为圆点摩擦焊连接。

在上述具有液冷充电模块的具体实施方式中，所述冷却流道为折线型。

在上述具有液冷充电模块的具体实施方式中，还包括进液快插头和出液快插头，所述进液快插头和所述出液快插头均与所述密封空间连通。

在上述具有液冷充电模块的具体实施方式中，还包括设置在所述模块外壳上的交流输入连接器和直流输出连接器，所述交流输入连接器和所述直流输出连接器均与所述电器元件电连接。

在采用上述技术方案的情况下，本实用新型能够通过在模块壳体上开设冷却流道配合流道盖板形成冷却液的循环密封空间，而与冷却流道对应设置的就是电器元件的安装位置，采取这种方式就能够避免现有技术中通过冷水板和钣金外壳结合的复杂形式，采用一体式的高度集成化的设计有助于冷却液与电器元件之间地换热，提升换热效率，同时，在冷却流道中设置了散热件，散热件能够有效地把电器元件的热量传导至冷却液，将热量带走，并且为了提高冷却液的换热有效率，在与电器元件相对应的位置，会集中设置散热件，电器元件的散热区域和散热件的布置区域至少存在部分区域重叠，一方面能够提升热量传导的速度，增大接触面积，另一方面冷却液在经过交错设置的散热件时，能够减缓冷却液的通过速度，延长换热时间，解决了现有技术中液冷充电模块的冷却有效率低的问题。

附图说明

下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：

图1是本实用新型的液冷充电模块的电器元件侧的内部示意图一，其中示出了电器元件的布置；

图2是本实用新型的液冷充电模块的冷却水道侧的内部示意图二，其中示出了冷却水道的结构；

图3是本实用新型的液冷充电模块的冷却水道侧的俯视图，其中示出了冷却水道的折线型；

附图标记列表：1、模块外壳，101、容纳空间，102、冷却流道，2、流道盖板，201、焊接圆孔，3、散热件，301、扰流柱，302、散热翅片，4、电器元件，5、功率器件，6、电路器件，7、支撑凸台，8、焊接支撑台，9、焊接凸台，10、隔板，11、灌胶槽，12、器件盖板，13、密封圈，14、进液快插头，15、出液快插头，16、交流输入连接器，17、直流输出连接器。

具体实施方式

下面参照附图并结合液冷充电模块来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非用于限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。例如，尽管说明书中是结合液冷充电模块来描述的，但是，这并不是限制性的，本领域技术人员可以根据需要将本实用新型应用于其他任何液冷装置，只要该液冷装置需要提升冷却液的冷却效果即可。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示相关装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，序数词“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应作广义理解，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。对于本领域技术人员而言，可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，为了更清楚地展示本实用新型的核心技术方案，下面的描述中省略了对液冷充电模块公知结构的描述，但是，这种省略仅仅是为了方便描述，并不意味着液冷充电模块可以没有这些结构。

如图1至3所示，本实用新型提出了一种液冷充电模块，包括该充电模块包括模块外壳1，所述模块外壳1内设置有用于容纳电器元件4的容纳空间101以及与所述容纳空间101相邻的冷却流道102，所述冷却流道102与所述电器元件4的安装位置至少部分区域重叠；

流道盖板2，所述流道盖板2设置在所述模块外壳1上，所述流道盖板2与所述冷却流道102形成密封空间；

散热件3，所述散热件3设置在所述密封空间内，所述散热件3的分布位置与所述电器元件4的安装位置至少部分区域重叠。

本实施例中，为了解决冷却液在冷却系统中换热效率低冷却效果一般的问题，对液冷充电模块的结构及冷却流道102均做了相应的改进，需要说明的是，虽然在本实施例中是对液冷充电模块所作出的描述，但是本领域技术人员也可以应用到其他采用冷却液进行冷却的结构上，在本实施例，具体首先是对整体结构进行高效的集成化，将现有技术常用的水冷板配合钣金外壳的形式集成化到模块外壳1上，模块外壳1采用铝合金材质，通过一体压铸的方式进行生产制造，模具外壳的一侧是容纳各种电器元件4的容纳空间101，另外一侧是预留的开放式的冷却流道102，流道盖板2与开放式的冷却流道102会形成冷却液的密封空间，采取这种高度集成化的一体式模块壳体，能够让容纳电器元件4的空间和冷却液流动的流道空间成为一体，形成更好的导热效果，这是对结构上的改变，配合结构上作出的改变，在密封空间内，在冷却流道102上安装散热件3，散热件3能够增大换热面积，但是在此处，为进一步提升冷却液的换热有效率，散热件3的布置并非均布，而是采取与电器元件4对应的位置集中布置，电器元件4的散热区域和散热件3的布置区域至少存在部分区域重叠，这样在提高换热面积的同时，导热也集中化，冷却液在通过集中散热件3的区域流速减缓，延长换热时间，大大提升了冷却效果。

进一步，参阅图2，本实施例中，电器元件4分为发热量较高的功率器件5和发热量相对较低的电路器件6，而散热件3也可以根据电器元件4的发热量不同而优选为扰流柱301和散热翅片302，其中散热翅片302与发热量较低的电路器件6对应，而若干个扰流柱301则与功率器件5对应，以上位置对应关系也是至少存在部分区域是重叠的，冷却液在流经散热翅片302时能够在加大换热面积的情况下流畅通过，保证其正常工作，在流经若干个扰流柱301集中区域，冷却液会在扰流柱301的阻挡下减缓通过，冷却液也会形成一定的涡流，通过增加冷却液流动时的湍流系数和散热面积提高散热效果，延长换热时间，同时扰流柱301的换热面积更大，换热效率更好，在不必增加冷却液流速和用量的情况下，更有效地降低功率器件5的温度，既提升了冷却效果又降低了成本。

进一步，继续参阅图2，本实施例中，在冷却流道102的轮廓内侧设置了支撑凸台7，支撑凸台7对流道盖板2起到支撑的作用，开放的冷却流道102需要盖上流道盖板2形成密封空间，采取与流道盖板2搭接的平面型支撑凸台7能够有效提升流道盖板2与开放的冷却流道102之间的平整配合度，从而有助于密封，同时，支撑凸台7的设置也有助于提升流道盖板2的强度，避免流道盖板2对其内部的散热件3压迫造成损坏。

进一步，继续参阅图2，本实施例中，在冷却流道102的中部区域还设置了焊接支撑台8，在焊接支撑台8上间隔设置了若干个焊接凸台9，焊接凸台9与流道盖板2上的焊接圆孔201配合，一方面提升了流道盖板2的安装精度，另外一方面避免了焊接时，流道盖板2的偏移，同时，位于流道盖板2下方且位于冷却流道102中部区域的焊接支撑台8对流道盖板2起到了支撑作用，进一步提升流道盖板2的强度，避免了其内部散热件3被压迫损坏的风险。

进一步，参阅图1，在本实施例中，模块外壳1上的容纳空间101被隔板10分为了若干个灌胶槽11，将功率器件5和电路器件6通过导热灌封胶固定在灌胶槽11内，直接与底部的冷却水道接触换热，同时采取灌胶固定，提升了充电模块的抗振动能力，延长使用寿命。

进一步，继续参阅图1，本实施例中，作为电器元件4的安装位置，模块外壳1上的容纳空间101需要保持一定的密封，避免内部电器元件4进水短路，在模块外壳1上端面开设了密封槽，通过点胶的方式把密封圈13固定在密封槽内，将器件盖板12压在密封圈13上，通过紧固件进行锁紧形成密封，压缩密封圈13来实现IP65以上的防护要求。

进一步，在本实施例中，流道盖板2与冷却流道102之间采取焊接的方式进行连接，流道盖板2的边缘与冷却流道102的外轮廓之间采取的搅拌摩擦焊，而焊接凸台9与焊接圆孔201之间形成插接配合后，采取圆点摩擦焊接进行连接，通过焊接方式连接，密封性好，结构牢固。

进一步，参阅图3，在本实施例中，冷却流道102采取的是折线形的流道方式，需要说明的是，在实际应用过程中，根据电器元件4的分布位置，可以设置不同形状的冷却流道102，本领域技术人员可以作适应性选择，冷却流道102采取折线形，经过电器元件4的安装位置。

进一步，参阅图1和图2，在模块外壳1上设置了进液快插头14和出液快插头15，需要说明的是进液快插头14和出液快插头15的安装位置可以根据使用需求，合理选取其安装位置，只要二者均与密封空间连通即可，在模块外壳1上还安装有交流输入连接器16和直流输出连接器17，其内部均与电器元件4连接，从而实现交直流转换，实现充电功能。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液冷充电模块，其特征在于，所述液冷充电模块包括：

模块外壳(1)，所述模块外壳(1)内设置有用于容纳电器元件(4)的容纳空间(101)以及与所述容纳空间(101)相邻的冷却流道(102)，所述冷却流道(102)与所述电器元件(4)的安装位置至少部分区域重叠；

流道盖板(2)，所述流道盖板(2)设置在所述模块外壳(1)上，所述流道盖板(2)与所述冷却流道(102)形成密封空间；

散热件(3)，所述散热件(3)设置在所述密封空间内，所述散热件(3)的分布位置与所述电器元件(4)的安装位置至少部分区域重叠。

2.根据权利要求1所述的液冷充电模块，其特征在于，所述电器元件(4)包括功率器件(5)和电路器件(6)，所述散热件(3)包括扰流柱(301)和散热翅片(302)，若干个所述扰流柱(301)的分布位置与所述功率器件(5)的安装位置至少部分区域重叠，所述散热翅片(302)的分布位置与所述电路器件(6)的分布位置至少部分区域重叠。

3.根据权利要求2所述的液冷充电模块，其特征在于，所述液冷充电模块还包括支撑凸台(7)，所述支撑凸台(7)设置在所述冷却流道(102)的轮廓内侧，所述支撑凸台(7)与所述流道盖板(2)的覆盖面搭接支撑。

4.根据权利要求2或3所述的液冷充电模块，其特征在于，所述液冷充电模块还包括：

焊接支撑台(8)，所述焊接支撑台(8)设置在所述冷却流道(102)的中部区域；

焊接凸台(9)，若干个所述焊接凸台(9)间隔设置在所述焊接支撑台(8)上；

所述流道盖板(2)上还设置有若干个焊接圆孔(201)，所述焊接圆孔(201)与所述焊接凸台(9)对应且同轴配合。

5.根据权利要求4所述的液冷充电模块，其特征在于，所述液冷充电模块还包括：

隔板(10)，所述隔板(10)将所述容纳空间(101)分割为若干个灌胶槽(11)，所述功率器件(5)和所述电路器件(6)设置在所述灌胶槽(11)内。

6.根据权利要求1或5所述的液冷充电模块，其特征在于，所述液冷充电模块还包括：

器件盖板(12)，所述器件盖板(12)设置在所述模块外壳(1)上，所述器件盖板(12)与所述容纳空间(101)形成器件空间；

密封圈(13)，所述密封圈(13)设置在所述器件盖板(12)和所述模块外壳(1)之间。

7.根据权利要求4所述的液冷充电模块，其特征在于，所述流道盖板(2)与所述冷却流道(102)的外轮廓之间为搅拌摩擦焊接连接，所述焊接凸台(9)和所述焊接圆孔(201)之间为圆点摩擦焊连接。

8.根据权利要求7所述的液冷充电模块，其特征在于，所述冷却流道(102)为折线型。

9.根据权利要求8所述的液冷充电模块，其特征在于，所述液冷充电模块还包括进液快插头(14)和出液快插头(15)，所述进液快插头(14)和所述出液快插头(15)均与所述密封空间连通。

10.根据权利要求9所述的液冷充电模块，其特征在于，所述液冷充电模块还包括设置在所述模块外壳(1)上的交流输入连接器(16)和直流输出连接器(17)，所述交流输入连接器(16)和所述直流输出连接器(17)均与所述电器元件(4)电连接。

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