CN219505865U - 一种电动汽车直流充电桩的散热结构 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车直流充电桩散热结构，包括充电桩壳体；充电桩壳体下端地面深处设有一个地下仓室，地下仓室安装冷却水系统；集成电路板沿板面竖向安装在充电电桩中部，集成电路板背面紧贴导热硅胶板，导热硅胶板的另一面紧贴在一个铜板板面上；铜板上下两端固定在充电桩壳体上，铜板本身背离集成电路板方向一面上阵列分布有铜质散热片，散热片安装有多个小型散热风扇；从冷却水系统延伸过来一根铜管，铜管从铜板左侧伸入铜板内部且铜管在铜板内部为S形走向，并从铜板右侧伸出并返回冷却水系统；本实用新型在于提供了一种能够在夏日中有效保证充电电桩不受高温环境影响，且具有较低使用成本和较长使用寿命的散热装置，并具有维护简单。

Description

一种电动汽车直流充电桩的散热结构

技术领域

本实用新型属于充电桩领域，具体涉及一种电动汽车直流充电桩的散热结构。

背景技术

现代电动汽车用的充电电桩伴随着智能化技术发展和锂电池技术发蔚县，越来越普及，而电动汽车有代替传统燃油车的一定历史趋势，其最终目的也是为了减少碳排放，实现城市生活空气环境的改善为初衷，因而城市规划中直流充电电桩普及就必不可少。

现代电动汽车直流充电电桩包括监控安防单元、智能处理系统、输入供电接口、计量检测系统、充电机单元、动力电池单元；其中监按安防单元是充电桩的保护装置，其主要是防雷电及其诸如因意外撞击损坏导至充电电桩内部损坏时的最大限度保护，其目的不仅是防止充电电桩的进一步损坏也是保护公共安全；智能处理系统包括有人机交互功能和信息处理，其核心是安装有一个ARM架构CPU处理器集成电路模块，智能控制系统要接收人机交互传来的信息及计量检测系统传来的信息，还有动力电池单元传来的信息，并做出判断，并在人机交互界面予以反映和回复，从而实现智能化操作；计量检测系统与输入供电接口、充电机单元都有数据联系，其可以计量当日完成多少次电动汽车充电，且每次充电瓦数，还有输入供电接口当日存入动力电池单元的存电量，并通过数据传输给智能处理系统；至于充电机单元主要用作电动汽车充电时的插座接口，输入供电接口中的作用是在充电电桩电量不足时自动从市电网充电，将电存入动力电池单元。

从以上可看出，电动车充电电桩虽小，但智能化、自动化水平并不低，其中包含有集成电路芯片技术以及锂电池技术，但在每年炎炎夏日下，其内部电器散热就成为一个重要问题，尤其诸如电子设备长期在高温环境下会大大减少其使用寿命，事实上现有比如在充电桩桩体内装微型空调，或者装散热风扇都不能解决根本问题，前者用电量较大，后者在炎炎夏日尤其是南方城市根本不解决问题，因此亟需一种能够在炎炎夏日中有效保证充电电桩不受高温环境影响，且具有较低使用成本的散热装置。

实用新型内容

本实用新型提供了一种能够在炎炎夏日中有效保证充电电桩不受高温环境影响，且具有较低使用成本和较长使用寿命的散热装置，它具有维护简单且能够对多种城市环境适用。

本实用新型提供的技术方案为：一种电动汽车直流充电桩散热结构，包括直流充电桩本体，直流充电桩本体包括充电桩壳体、集成电路板、充电机接口、输入供电接口、动力电池单元、人机互动显示触摸屏面板；人机互动显示触摸屏面板、充电机接口、输入供电接口均设在充电机壳体上，充电机接口、输入供电接口、动力电池单元均通过数据线、电源线与集成电路板相连，充电机壳体上设有百页窗；充电桩壳体下端地面2-3米处设有一个地下仓室，地下仓室安装有冷却水系统；集成电路板沿板面竖向安装在充电电桩中部，集成电路板背面紧贴导热硅胶板，导热硅胶板的另一面紧贴在一个铜板板面上，集成电路板四边设有多个螺栓孔，螺栓穿过集成电路板、导热硅胶板后插入到铜板上的螺栓孔内；铜板上下两端固定在充电桩壳体上，铜板本身背离集成电路板方向一面上阵列分布有铜质散热片，散热片安装有多个小型散热风扇；从冷却水系统延伸过来一根铜管，铜管从铜板左侧伸入铜板内部且铜管在铜板内部为S形走向，并从铜板右侧伸出并返回冷却水系统；动力电池单元包括多组锂电池电芯，每组锂电池电芯之间均安装一个具有良好导热性和绝缘性的支架，支架内部由上而下设有一根铜管，铜管在支架上下两端凸出部上均连接有一根皮管，皮管另一端与冷却水系统相连；所有的锂电池电芯均“一字型”排列安装在一个塑料绝缘盒内，塑料绝缘盒一侧的通风开口上设有通风风扇，另一侧侧面设有镂空的通风口。

所述冷却系统为一块大型铜质水箱，铜质水箱上设有多个进水口阀门和出水阀门总成，出水阀总成内集成安装有一个连接铜质水箱的齿轮泵；铜板左侧相连接铜管的另一端连接在阀门总成上，铜板右侧相连接铜管的另一端连接在铜质水箱的进水口阀门上；每个支架下端铜管凸出部连接的皮管另一端连接在铜质水箱阀门总成上，每个支架上端铜管凸出部连接的皮管另一端连接在铜质水箱进水口阀门上，铜质水箱左右两侧侧面上均阵列分布多个铜质散热片，散热片上安装有散热风扇。

所述铜管、铜片、铜质水箱均经钝化处理或经过电镀处理。

所述充电桩壳体的通风口上设有通风风扇，风扇电源线与集成电路板相连；充电桩壳体一侧安装有集水管，集水管上设有水位计，集水管另一端深入地下并与铜质水箱进水口阀门相连。

所述集成电路板上的芯片及多相电容上均设有小铜块，小铜块通过螺丝与集成电路板固定，小铜块与芯片及多相电容之间填充有导热硅脂，小铜块远离集成电路板板面一面设有散热片，散热片上设有散热风扇。

所述支架本身两边隔板紧贴在锂电池电芯，两边隔板中间设有一个长方体柱，隔板与长方体柱之间均通过多个散热片相连，长方体柱内由上至下设有一根铜管，铜管上下两端从长方体柱两端突出且均与皮管相连。

所述支架的材质为氮化铝或覆有绝缘导热隔膜的铜。

所述地下仓室的容积至少为充电桩壳体容积的2-3倍。

实际工作中，夏日炎炎，地下两米深处足够大空间却保持低温，因此可将充电桩冷却系统设置于地下空间，当充电桩始终在工作状态，冷却系统的齿轮泵就会不断往皮管、铜管中输入冷却水，充电桩壳体内部空间内，集成电路板工作时发出的热量被其背部铜板吸收，而铜管和铜管中的冷却水又将热量从铜板中带走并直接带入到地下仓室冷却系统；铜板上的散热片结合散热风扇又进一步挥散铜板上的热量；充电桩壳体壁上设有通风口，且通风口内装有通风风扇，结合充电桩两侧百页窗，可充分让热量随空气流动散播出充电桩壳体；另一方面，充电桩本体的锂电池充放电也会产生大量热量，这些热量传导至支架上，并由支架内部铜管及铜管中冷却水将热量直接带入地下冷却系统，同时锂电池安放在绝缘盒内，绝缘盒两侧均设通风窗口，其中一侧通风窗口上装有通风风扇，可虽时将绝缘盒内热量随空气流动导出绝缘盒。

所述铜管、铜片、铜质水箱均经钝化处理或经过电镀处理，这样设置的目的是为了防止铜被冷却水氧化。

所述支架的材质为氮化铝或覆有导热隔膜的铜，这样设置的目的是因为作为锂电池电芯间支架必须能够满足导热性能要求的同时保证良好的绝缘性能，氮化铝材质支架可以做到这一点但价格偏贵，铜材质支架虽然具有导电但覆以绝缘隔膜也可以保证绝缘，重要在于价格相对要低。

所述充电桩壳体一侧安装有集水管，集水管上设有水位计，集水管另一端深入地下并与铜质水箱进水口阀门相连，这样设置的目的是使用集水管向冷却水系统补充水用，具体看集水管上设置的水位计显示的水位低于限定水平时，就可以通过集水管向冷却水系统补充水。

本实用新型有益效果：提供了一种能够在炎炎夏日中有效保证充电电桩不受高温环境影响，且具有较低使用成本和较长使用寿命的散热装置，它具有维护简单且能够对多种城市环境适用。

附图说明

图1为一种电动汽车直流充电桩的散热结构的二维示意图；

图2为一种电动汽车直流充电桩的散热结构的锂电池电芯和支架间结构关系图；

附图说明：1、充电桩壳体；2、输入供电接口；3、塑料绝缘盒；4、散热风扇；5、散热片；6、集成电路板；7、通风口；8、通风风扇；9、人机互动显示触摸屏面板；10、芯片；11、小铜块；12、多相电容；13、充电机接口；14、铜片；15、导热硅胶板；16、皮管；17、铜管；18、冷却水系统；19、阀门总成；20、齿轮泵；21、集水管；22、水位计；23、锂电池电芯；24、隔板；25、支架。

具体实施方式

根据图1-2所示，一种电动汽车直流充电桩散热结构，包括直流充电桩本体，直流充电桩本体包括充电桩壳体1、集成电路板6、充电机接口13、输入供电接口2、动力电池单元、人机互动显示触摸屏面板9；人机互动显示触摸屏面板9、充电机接口13、输入供电接口2均设在充电机壳体上，充电机接口13、输入供电接口2、动力电池单元均通过数据线、电源线与集成电路板6相连，充电机壳体上设有百页窗；其特征在于：充电桩壳体1下端地面2-3米处设有一个地下仓室，地下仓室安装有冷却水系统18；集成电路板6沿板面竖向安装在充电电桩中部，集成电路板6背面紧贴导热硅胶板15，导热硅胶板15的另一面紧贴在一个铜板板面上，集成电路板6四边设有多个螺栓孔，螺栓穿过集成电路板6、导热硅胶板15后插入到铜板上的螺栓孔内；铜板上下两端固定在充电桩壳体1上，铜板本身背离集成电路板6方向一面上阵列分布有铜质散热片5，散热片5安装有多个小型散热风扇4；从冷却水系统18延伸过来一根铜管17，铜管17从铜板左侧伸入铜板内部且铜管17在铜板内部为S形走向，并从铜板右侧伸出并返回冷却水系统18；动力电池单元包括多组锂电池电芯23，每组锂电池电芯23之间均安装一个具有良好导热性和绝缘性的支架25，支架25内部由上而下设有一根铜管17，铜管17在支架25上下两端凸出部上均连接有一根皮管16，皮管16另一端与冷却水系统18相连；所有的锂电池电芯23均“一字型”排列安装在一个塑料绝缘盒3内，塑料绝缘盒3一侧的通风开口上设有通风风扇8，另一侧侧面设有镂空的通风口7。

所述冷却系统为一块大型铜质水箱，铜质水箱上设有多个进水口阀门和出水阀门总成19，出水阀总成内集成安装有一个连接铜质水箱的齿轮泵20；铜板左侧相连接铜管17的另一端连接在阀门总成19上，铜板右侧相连接铜管17的另一端连接在铜质水箱的进水口阀门上；每个支架25下端铜管17凸出部连接的皮管16另一端连接在铜质水箱阀门总成19上，每个支架25上端铜管17凸出部连接的皮管16另一端连接在铜质水箱进水口阀门上，铜质水箱左右两侧侧面上均阵列分布多个铜质散热片5，散热片5上安装有散热风扇4。

所述铜管17、铜片14、铜质水箱均经钝化处理或经过电镀处理。

所述充电桩壳体1的通风口7上设有通风风扇8，风扇电源线与集成电路板6相连；充电桩壳体1一侧安装有集水管21，集水管21上设有水位计22，集水管21另一端深入地下并与铜质水箱进水口阀门相连。

所述集成电路板6上的芯片1010及多相电容12上均设有小铜块11，小铜块11通过螺丝与集成电路板6固定，小铜块11与芯片1010及多相电容12之间填充有导热硅脂，小铜块11远离集成电路板6板面一面设有散热片5，散热片5上设有散热风扇4。

所述支架25本身两边隔板24紧贴在锂电池电芯23，两边隔板24中间设有一个长方体柱，隔板24与长方体柱之间均通过多个散热片5相连，长方体柱内由上至下设有一根铜管17，铜管17上下两端从长方体柱两端突出且均与皮管16相连。

所述支架25的材质为氮化铝或覆有绝缘导热隔膜的铜。

所述地下仓室的容积至少为充电桩壳体1容积的2-3倍。

实际工作中，夏日炎炎，地下两米深处足够大空间却可以保持低温，同时，即便南方城市夏日炎热，但夜晚却相对凉爽，地下空间经过一夜完全可以保证维持白天长时间低温状态，从而有利于冷却系统对水的冷却工作；因此可将充电桩冷却系统设置于地下空间，当充电桩始终在工作状态，冷却系统的齿轮泵20就会不断往皮管16、铜管17中输入冷却水，充电桩壳体1内部空间内，集成电路板6工作时发出的热量被其背部铜板吸收，而铜管17和铜管17中的冷却水又将热量从铜板中带走并直接带入到地下仓室冷却系统；铜板上的散热片5结合散热风扇4又进一步挥散铜板上的热量；充电桩壳体1壁上设有通风口7，且通风口7内装有通风风扇8，该通风风扇8通过数据线和电源线与集成电路板6上的监控安防单元相连，只有当充电桩内部温度达到一定高度数值并明显高于充电桩外部气温，此时通风风扇8会在监控安防单元控制下打开，结合充电桩两侧百页窗，可充分让热量随空气流动散播出充电桩壳体1；另一方面，充电桩本体的锂电池充放电也会产生大量热量，这些热量传导至支架25上，并由支架25内部铜管17及铜管17中冷却水将热量直接带入地下冷却系统，同时锂电池安放在绝缘盒内，绝缘盒两侧均设通风窗口，其中一侧通风窗口上装有通风风扇8，可虽时将绝缘盒内热量随空气流动导出绝缘盒。

本实用新型有益效果在于提供了一种能够在炎炎夏日中有效保证充电电桩不受高温环境影响，且具有较低使用成本和较长使用寿命的散热装置，它具有维护简单且能够对多种城市环境适用。

Claims (8)

1.一种电动汽车直流充电桩散热结构，包括直流充电桩本体，直流充电桩本体包括充电桩壳体(1)、集成电路板(6)、充电机接口(13)、输入供电接口(2)、动力电池单元、人机互动显示触摸屏面板(9)；人机互动显示触摸屏面板(9)、充电机接口(13)、输入供电接口(2)均设在充电机壳体上，充电机接口(13)、输入供电接口(2)、动力电池单元均通过数据线、电源线与集成电路板(6)相连，充电机壳体上设有百页窗；其特征在于：充电桩壳体(1)下端地面2-3米处设有一个地下仓室，地下仓室安装有冷却水系统(18)；集成电路板(6)沿板面竖向安装在充电电桩中部，集成电路板(6)背面紧贴导热硅胶板(15)，导热硅胶板(15)的另一面紧贴在一个铜板板面上，集成电路板(6)四边设有多个螺栓孔，螺栓穿过集成电路板(6)、导热硅胶板(15)后插入到铜板上的螺栓孔内；铜板上下两端固定在充电桩壳体(1)上，铜板本身背离集成电路板(6)方向一面上阵列分布有铜质散热片(5)，散热片(5)安装有多个小型散热风扇(4)；从冷却水系统(18)延伸过来一根铜管(17)，铜管(17)从铜板左侧伸入铜板内部且铜管(17)在铜板内部为S形走向，并从铜板右侧伸出并返回冷却水系统(18)；

动力电池单元包括多组锂电池电芯(23)，每组锂电池电芯(23)之间均安装一个具有良好导热性和绝缘性的支架(25)，支架(25)内部由上而下设有一根铜管(17)，铜管(17)在支架(25)上下两端凸出部上均连接有一根皮管(16)，皮管(16)另一端与冷却水系统(18)相连；所有的锂电池电芯(23)均“一字型”排列安装在一个塑料绝缘盒(3)内，塑料绝缘盒(3)一侧的通风开口上设有通风风扇(8)，另一侧侧面设有镂空的通风口(7)。

2.根据权利要求1所述一种电动汽车直流充电桩散热结构，其特征在于：冷却系统为一块大型铜质水箱，铜质水箱上设有多个进水口阀门和出水阀门总成(19)，出水阀总成内集成安装有一个连接铜质水箱的齿轮泵(20)；铜板左侧相连接铜管(17)的另一端连接在阀门总成(19)上，铜板右侧相连接铜管(17)的另一端连接在铜质水箱的进水口阀门上；每个支架(25)下端铜管(17)凸出部连接的皮管(16)另一端连接在铜质水箱阀门总成(19)上，每个支架(25)上端铜管(17)凸出部连接的皮管(16)另一端连接在铜质水箱进水口阀门上，铜质水箱左右两侧侧面上均阵列分布多个铜质散热片(5)，散热片(5)上安装有散热风扇(4)。

3.根据权利要求2所述一种电动汽车直流充电桩散热结构，其特征在于：铜管(17)、铜片(14)、铜质水箱均经钝化处理或经过电镀处理。

4.根据权利要求1所述一种电动汽车直流充电桩散热结构，其特征在于：充电桩壳体(1)的通风口(7)上设有通风风扇(8)，风扇电源线与集成电路板(6)相连；充电桩壳体(1)一侧安装有集水管(21)，集水管(21)上设有水位计(22)，集水管(21)另一端深入地下并与铜质水箱进水口阀门相连。

5.根据权利要求1所述一种电动汽车直流充电桩散热结构，其特征在于：集成电路板(6)上的芯片(10)及多相电容(12)上均设有小铜块(11)，小铜块(11)通过螺丝与集成电路板(6)固定，小铜块(11)与芯片(10)及多相电容(12)之间填充有导热硅脂，小铜块(11)远离集成电路板(6)板面一面设有散热片(5)，散热片(5)上设有散热风扇(4)。

6.根据权利要求1所述一种电动汽车直流充电桩散热结构，其特征在于：支架(25)本身两边隔板(24)紧贴在锂电池电芯(23)，两边隔板(24)中间设有一个长方体柱，隔板(24)与长方体柱之间均通过多个散热片(5)相连，长方体柱内由上至下设有一根铜管(17)，铜管(17)上下两端从长方体柱两端突出且均与皮管(16)相连。

7.根据权利要求1所述一种电动汽车直流充电桩散热结构，其特征在于：支架(25)的材质为氮化铝或覆有绝缘导热隔膜的铜。

8.根据权利要求1所述一种电动汽车直流充电桩散热结构，其特征在于：地下仓室的容积至少为充电桩壳体(1)容积的2-3倍。