CN219856844U - 充电桩及其混合式冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种充电桩及其混合式冷却系统，冷却系统包括：制冷剂循环单元，包括：通过制冷剂管路依次相连的压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器；第一冷却液循环单元，包括：通过第一冷却管路依次相连的蒸发器、第一水泵和第一液冷板，第一液冷板紧贴充电桩的第一负载；风机，风机正对冷凝器设置，风机用于对冷凝器进行风冷；蒸发器包括第一流道和第二流道，制冷剂管路与第一流道联通，第一冷却管路与第二流道联通。本实用新型充分利用了能量梯级原理，从根本上降低运行成本，且冷却系统可用于多种使用负载同时冷却，成本低、占用空间少且方便管理。

Description

充电桩及其混合式冷却系统

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，具体涉及一种充电桩的混合式冷却系统和一种充电桩。

背景技术

目前新能源汽车等大功率充电桩的充电时间较长，为了保证充电过程中充电桩的功率模块不过温，需要对充电桩进行冷却。

目前，充电设备的冷却方式多数是风冷，但该方式的冷却效率较低，无法保证冷却效果。

相关技术中，有采用冷媒进行充电桩的冷却，该方式虽然可提升冷却效率，但是运行成本较高，且采用单一冷媒进行冷却不够环保。并且，对于充电桩中包含的多类型的负载，需要同时冷却时需配备多种冷却系统，成本高、占用空间大。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题，本实用新型第一方面实施例提供了一种充电桩的混合式冷却系统。

本实用新型第二方面实施例提供了一种充电桩。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型第一方面提出了一种充电桩的混合式冷却系统，包括：制冷剂循环单元，所述制冷剂循环单元包括：通过制冷剂管路依次相连的压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器；第一冷却液循环单元，所述第一冷却液循环单元包括：通过第一冷却管路依次相连的蒸发器、第一水泵和第一液冷板，所述第一液冷板紧贴所述充电桩的第一负载设置；风机，所述风机正对所述冷凝器设置，所述风机用于对所述冷凝器进行风冷；所述制冷剂循环单元与第一冷却液循环单元共用一个蒸发器，所述蒸发器包括第一流道和第二流道，所述制冷剂管路与所述第一流道联通，所述第一冷却管路与所述第二流道联通，所述蒸发器用于将所述冷凝器流出的制冷剂进行蒸发处理，以及将所述第二流道中的冷却液与所述第一流道中的制冷剂进行对流换热。

本实用新型上述的充电桩的混合式冷却系统还具有如下附加技术特征：

进一步地，上述系统还包括：第二冷却液循环单元，所述第二冷却液循环单元包括：通过第二冷却管路依次相连的第二液冷板、换热器和第二水泵，所述第二液冷板紧贴所述充电桩的第二负载设置；其中，所述换热器靠近所述冷凝器设置，且所述换热器正对所述风机设置。

进一步地，所述蒸发器还包括第三流道，所述第三流道连接在所述换热器和所述第二水泵之间，所述蒸发器还用于将将所述第三流道中的冷却液与所述第一流道中的制冷剂进行对流换热。

具体地，所述制冷剂管路包括铜管。

具体地，所述第二负载为功率模块，所述第一负载为充电枪。

本实用新型的第二方面提出了一种充电桩，包括本实用新型第一方面所述的充电桩的混合式冷却系统。

本实用新型的有益效果：

本实用新型可以为充电桩提供液冷冷却方式，冷却系统为强制空冷和蒸汽压缩的相变制冷方式的组合形式实现，冷却液通过冷却液循环单元与制冷剂循环单元对流换热降温，充分利用了能量梯级原理，将较高品位的空气能极大限度的发挥其作用，从根本上降低运行成本；

由于采用蒸汽压缩的相变制冷方式，因此冷却液温度可根据要求设定较低的温度，提高换热效率，满足大功率充电散热需求；

冷却系统与充电桩只需要通过管路接头来连接，方便生产安装，后期维护，同时保证了充电桩的高防护性质，不会有外界污浊的空气污染功率模块，延长了功率模块的寿命；

冷却系统可用于多种使用负载同时使用，成本低，占用空间少且方便管理；

采用混合式冷却系统，可以降低蒸汽压缩系统的使用率，在保证冷却效率的情况下更为环保，可以减少对环境的破坏。

附图说明

图1是根据本实用新型第一个实施例的充电桩的混合式冷却系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型第二个实施例的充电桩的混合式冷却系统的结构示意图；

图3是根据本实用新型第三个实施例的充电桩的混合式冷却系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

图1是根据本实用新型第一个实施例的充电桩的混合式冷却系统的结构示意图，如图1所示，该混合式冷却系统包括：制冷剂循环单元、第一冷却液循环单元和风机10。

制冷剂循环单元包括：通过制冷剂管路依次相连的压缩机1、冷凝器2、节流元件3和蒸发器4；第一冷却液循环单元包括：通过第一冷却管路依次相连的蒸发器4、第一水泵8和第一液冷板9，第一液冷板9紧贴充电桩的第一负载200设置；风机10正对冷凝器2设置，风机10用于对冷凝器2进行风冷。

制冷剂循环单元与第一冷却液循环单元共用一个蒸发器4，蒸发器4包括第一流道和第二流道，制冷剂管路与第一流道联通，第一冷却管路与第二流道联通，蒸发器4用于将冷凝器2流出的制冷剂进行蒸发处理，以及将第二流道中的冷却液与第一流道中的制冷剂进行对流换热。

具体地，制冷剂循环单元的工作过程为：低压的气态制冷剂被吸入压缩机1，被压缩成高温高压的气体制冷剂，气态制冷剂流到冷凝器2逐渐冷凝成高压液体制冷剂，冷凝器2冷凝过程放出的热量通过风机10带走。冷凝后的高压液体制冷剂通过节流元件3降压降温变成低温低压的气液混合物，气液混合的制冷剂进入蒸发器4，在蒸发器4蒸发(沸腾)以吸收热量，制冷剂又变成了低压气体，重新进入了压缩机1，如此循环。

第一冷却液循环单元的冷却原理为：如图1所示，高温的冷却液从第一液冷板9流进蒸发器4，在蒸发器4中与第一流道中制冷剂进行对流换热，变成低温的冷却液，低温的冷却液流进第一液冷板9与第一负载200(例如充电枪)的对流换热，带走第一负载200的热量，冷却液回路的动力通过第一水泵8提供，并根据情况确定是否配装水箱。此方式充分满足低温冷却需求，提高换热效率，较少冷却管路阻力，减少水泵功耗。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，上述的混合式冷却系统还可以包括：第二冷却液循环单元，第二冷却液循环单元包括：通过第二冷却管路依次相连的第二液冷板5、换热器6和第二水泵7，第二液冷板5紧贴充电桩的第二负载100设置；其中，换热器6靠近冷凝器2设置，且换热器6正对风机10设置，风机10还用于对换热器6中的冷却液进行强制空冷。

具体地，换热器6与冷凝器2可一体成型，可分体组装，可交叉，可交错，可一前一后，等多种结构组合。本实用新型实施例的冷却方式为液冷散热，第二负载100紧贴第二液冷板5，第一负载200紧贴第一液冷板9。第二液冷板和第一液冷板设计有进口和出口，液冷板内是贯通的微型通道，通过流进的低温冷却液带走负载的热量。

第二冷却液循环单元的冷却原理为：如图2所示，高温的冷却液从第二液冷板5流进换热器6，并通过风机10进行强制空冷，变成低温的冷却液，低温的冷却液流进第二液冷板5与第二负载100对流换热，带走第二负载100(例如功率模块)的发热量，第二冷却液循环单元的动力通过第二水泵7提供，并根据情况确定是否配装水箱。此方式充分发挥高品位能源作用，降低成本。

根据本实用新型的里另一个实施例，如图3所示，蒸发器4还可以包括第三流道，第三流道连接在换热器6和第二水泵7之间，蒸发器还用于将将第三流道中的冷却液与第一流道中的制冷剂进行对流换热。

具体地，如图3所示，高温的冷却液从第二液冷板5流进换热器6，并通过风机10进行强制空冷，变成较低温的冷却液，较低温的冷却液流，然后流进蒸发器4的第三流道，在蒸发器4的第三流道中与制冷剂进行对流换热，变成低温的冷却液，低温的冷却液流进第二液冷板5与第二负载100对流换热，带走第二负载100的发热量，冷却液回路的动力通过第二水泵7提供，由此，第二冷却液循环单元也与蒸发器中的制冷剂进行换热，进一步提高了冷却效率。

进一步地，第二负载100可以为功率模块，第一负载200可以为充电枪。制冷剂管路可以包括铜管。

本实用新型中，冷却系统可根据充电桩的工况控制制冷剂循环单元的启停和变频调节，低工况时，关闭制冷剂循环单元，降低功耗，高工况时启动制冷剂循环单元，并根据情况变频调节从而补偿强制空冷系统的冷却能力不足，满足大功率充电的冷却要求。可根据充电桩的启停或温度监测点的输出信号控制液泵启停及冷却系统启停及调节。

制冷剂循环单元和冷却液循环单元可有多种组合方式和多种使用方式，不同负载可以对应不同的液冷循环单元。

图1和2中的P和T代表相关的传感器或者检测装置。

综上，根据本实用新型实施例的充电桩的混合式冷却系统，可以为充电桩提供液冷冷却方式，冷却系统为强制空冷和蒸汽压缩的相变制冷方式的组合形式实现，冷却液通过冷却液循环单元与制冷剂循环单元对流换热降温，充分利用了能量梯级原理，将较高品位的空气能极大限度的发挥其作用，从根本上降低运行成本；由于采用蒸汽压缩的相变制冷方式，因此冷却液温度可根据要求设定较低的温度，提高换热效率，满足大功率充电散热需求；冷却系统与充电桩只需要通过管路接头来连接，方便生产安装，后期维护，同时保证了充电桩的高防护性质，不会有外界污浊的空气污染功率模块，延长了功率模块的寿命；冷却系统可用于多种使用负载同时使用，成本低，占用空间少且方便管理；采用混合式冷却系统，可以降低蒸汽压缩系统的使用率，在保证冷却效率的情况下更为环保，可以减少对环境的破坏。

此外，本实用新型还提出一种充电桩，包括本实用新型上述的充电桩的混合式冷却系统。

根据本实用新型的充电桩，通过上述的充电桩的混合式冷却系统，可以为充电桩提供液冷冷却方式，冷却系统为强制空冷和蒸汽压缩的相变制冷方式的组合形式实现，冷却液通过冷却液循环单元与制冷剂循环单元对流换热降温，充分利用了能量梯级原理，将较高品位的空气能极大限度的发挥其作用，从根本上降低运行成本；由于采用蒸汽压缩的相变制冷方式，因此冷却液温度可根据要求设定较低的温度，提高换热效率，满足大功率充电散热需求；冷却系统与充电桩只需要通过管路接头来连接，方便生产安装，后期维护，同时保证了充电桩的高防护性质，不会有外界污浊的空气污染功率模块，延长了功率模块的寿命；冷却系统可用于多种使用负载同时使用，成本低，占用空间少且方便管理；采用混合式冷却系统，可以降低蒸汽压缩系统的使用率，在保证冷却效率的情况下更为环保，可以减少对环境的破坏。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种充电桩的混合式冷却系统，其特征在于，包括：

制冷剂循环单元，所述制冷剂循环单元包括：通过制冷剂管路依次相连的压缩机、冷凝器、节流元件和蒸发器；

第一冷却液循环单元，所述第一冷却液循环单元包括：通过第一冷却管路依次相连的蒸发器、第一水泵和第一液冷板，所述第一液冷板紧贴所述充电桩的第一负载设置；

风机，所述风机正对所述冷凝器设置，所述风机用于对所述冷凝器进行风冷；

所述制冷剂循环单元与第一冷却液循环单元共用一个蒸发器，所述蒸发器包括第一流道和第二流道，所述制冷剂管路与所述第一流道联通，所述第一冷却管路与所述第二流道联通，所述蒸发器用于将所述冷凝器流出的制冷剂进行蒸发处理，以及将所述第二流道中的冷却液与所述第一流道中的制冷剂进行对流换热。

2.根据权利要求1所述的充电桩的混合式冷却系统，其特征在于，还包括：第二冷却液循环单元，所述第二冷却液循环单元包括：通过第二冷却管路依次相连的第二液冷板、换热器和第二水泵，所述第二液冷板紧贴所述充电桩的第二负载设置；其中，所述换热器靠近所述冷凝器设置，且所述换热器正对所述风机设置。

3.根据权利要求2所述的充电桩的混合式冷却系统，其特征在于，所述蒸发器还包括第三流道，所述第三流道连接在所述换热器和所述第二水泵之间，所述蒸发器还用于将所述第三流道中的冷却液与所述第一流道中的制冷剂进行对流换热。

4.根据权利要求1所述的充电桩的混合式冷却系统，其特征在于，所述制冷剂管路包括铜管。

5.根据权利要求2所述的充电桩的混合式冷却系统，其特征在于，所述第一负载为充电枪，所述第二负载为功率模块。

6.一种充电桩，其特征在于，包括根据权利要求1-5中任一项所述的充电桩的混合式冷却系统。