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一种充电桩散热系统的制作方法

时间:2022-02-13 阅读: 作者:专利查询

一种充电桩散热系统的制作方法

1.本实用新型涉及充电桩的技术领域,更具体地说,是涉及一种充电桩散热系统。


背景技术:

2.充电桩是一种户外使用的充电设备,在国标要求中,充电系统需满足环境温度50℃情况下不降额的使用要求,为满足此要求,大功率充电桩产品进出风风道上需设计较多的风机用于散热,但是,这些风机往往只能满足功率模块的散热需求,对产品内部的空气温度很少有降温效果。充电桩产品内部,功率模块与各器件通常相对独立布置,功率模块主要通过风冷散热,而小部分热量则通过热辐射作用传递到充电桩内部的空气中以及器件所在部位,功率模块经风冷排出的热量可以通过充电桩风道上的风机排到充电桩外部,而辐射到充电桩内部空气中的热量则会在充电桩产品内部积累,充电桩产品功率越大,热积累越明显,而这导致充电桩内部空气温度不断升高,影响内部器件使用的可靠性以及使用寿命,对充电桩产品的安全性能产生影响;此外,热辐射进入到器件所在部位的热量也会对器件的散热造成影响,从而影响内部器件使用的可靠性以及使用寿命。


技术实现要素:

3.本实用新型的目的在于提供一种充电桩散热系统,旨在解决现有技术中,充电桩产品内部功率模块与器件所在区域各自相对封闭,器件腔室如何进行有效散热的技术问题。
4.为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种充电桩散热系统,用于对充电桩机箱内部进行散热,包括纵向设置于所述机箱内腔的第一隔板,所述第一隔板将所述机箱内腔分隔出用于放置功率模块的功率模块腔室以及用于放置电气器件的器件腔室,所述充电桩散热系统还包括:
5.主散热风道,包括分别设置于所述机箱的两侧壳体上的第一进风口和第一出风口,所述功率模块腔室位于所述第一进风口和所述第一出风口之间,外部冷风由所述第一进风口进入并经所述第一出风口排出以对所述功率模块进行直排散热;
6.第一辅散热风道,包括用于对所述器件腔室进行散热的第一风机,以及开设于所述第一隔板下部的第一通风口,所述第一风机经过与所述第一进风口同侧设置的第二进风口抽取冷风进入所述器件腔室内部,冷风流经所述器件腔室后由所述第一通风口进入所述功率模块腔室以对所述功率模块腔室进行中和散热。
7.进一步地,还包括第二辅散热风道,所述第二辅散热风道包括设置于所述第一出风口所在一侧的第二风机以及第二出风口,所述第二风机抽取所述机箱内部的热量并经所述第二出风口排出。
8.进一步地,所述功率模块腔室的顶部开设有第二通风口,所述第一辅散热风道内对所述功率模块腔室进行中和散热后的风经过所述第二通风口,并经所述第二出风口排出。
9.进一步地,所述功率模块腔室的四周设置多个第二隔板以引导从所述第一进风口进入的冷风流经所述功率模块,并引导对所述功率模块进行散热后的热风经所述第一出风口排出。
10.进一步地,多个所述第二隔板包括设置于所述功率模块腔室靠近所述第一进风口一侧的前隔板,以及设置于所述功率模块腔室靠近所述第一出风口一侧的后隔板。
11.进一步地,所述第一隔板与所述机箱的后侧壳体之间设置l型顶隔板,所述l型顶隔板位于所述功率模块腔室上方用于与所述前隔板以及所述后隔板配合以防止流经所述功率模块的热风回流。
12.进一步地,所述第一进风口与所述第二进风口连通,所述第一出风口与所述第二出风口连通。
13.进一步地,相互连通的所述第一进风口与所述第二进风口为进风口百叶窗,相互连通的所述第一出风口与所述第二出风口为出风口百叶窗,所述进风口百叶窗和所述出风口百叶窗相对设置。
14.进一步地,所述第一风机位于所述l型顶隔板与所述机箱的壳体围合的区域内,所述进风口百叶窗的顶端延伸至所述第一风机所在的区域,所述第二风机设置于所述出风口百叶窗的顶部。
15.进一步地,所述功率模块靠近所述进风口百叶窗的一端设置用于抽取冷风的模块风机,所述功率模块靠近所述出风口百叶窗的一端留设有用于热风流出的模块通风口。
16.本实用新型提供的充电桩散热系统的有益效果在于:与现有技术相比,本实用新型的充电桩散热系统,包括主散热风道以及第一辅散热风道,主散热风道为功率模块的主要散热方式,直接通过功率模块的强大风压,通过第一进风口和第一出风口将功率模块的绝大部分热风排到机箱外部;第一辅散热风道主要为器件散热风道,通过第一风机以及开设于第一隔板下部的第一通风口,使得冷风从第一风机进入,流经器件腔室内部并通过第一通风口进入到功率模块腔室内部进行中和散热;第一辅散热风道主要降低器件使用环境温度,此外还能中和功率模块腔室的高温空气,降低其对器件腔室的热辐射,从而改善器件腔室的散热效果。通过上述复合式的散热系统,充电桩产品只需要少量的风机便能实现功率模块腔室与器件腔室的有效散热,有利于保障器件稳定性及器件使用寿命,降低产品故障率,降低运维成本。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,在附图中:
18.图1是本实用新型一实施例中充电桩散热系统结构的主视示意图;
19.图2是图1实施例的右视示意图;
20.图3是图1实施例的左视示意图;
21.图4是图1所述实施例的主散热风道风路走向示意图;
22.图5是图1所述实施例的第一辅散热风道风路走向示意图;
23.图6是图1所述实施例的第二辅散热风道风路走向示意图。
24.附图标记说明:
25.1、机箱;11、功率模块腔室;111、功率模块;12、器件腔室;13、进风口百叶窗;14、出风口百叶窗;15、进风风道腔;16、出风风道腔;2、第一隔板;21、第一通风口;3、第二风机;4、第一风机;5、前隔板;6、后隔板;7、l型顶隔板。
具体实施方式
26.下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的实例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图的实施例是示例性的,旨在解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的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。
28.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更多个该特征。在本实用新型中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
29.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,“安装”、“相连”、“连通”等术语应做广义理解,例如,可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接连接,还可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。
30.下面参照附图说明本实用新型的优选实施方式:
31.如图1所示,本实施例中,充电桩散热系统用于对充电桩机箱1内部进行散热,充电桩散热系统包括纵向设置于机箱1内腔的第一隔板2,第一隔板2将机箱1内腔分隔出用于放置功率模块111的功率模块腔室11以及用于放置电气器件(图中未示出)的器件腔室12,充电桩散热系统还包括主散热风道以及第一辅散热风道。主散热风道包括分别设置于机箱1的两侧壳体上的第一进风口(图中未标示出)和第一出风口(图中未标示出),功率模块腔室11位于第一进风口和第一出风口之间,外部冷风由第一进风口进入并经第一出风口排出以对功率模块111进行直排散热。
32.具体地,本实施例中,机箱1内部纵向设置的第一隔板2分隔出的功率模块腔室11以及器件腔室12相对独立,可选地,器件腔室12位于机箱1的前部区域,功率模块腔室11位于机箱1的后部区域。
33.如图4所示,主散热风道属于直排式散热,主要利用功率模块111自身的强大风压,直接通过第一进风口进入的冷风,流经功率模块腔室11后,热风从第一出风口排出,将功率模块111的产生的绝大部分热量排到机箱1外部。
34.如图1、图2所示,第一辅散热风道,包括对器件腔室12进行散热的第一风机4,以及开设于第一隔板2下部的第一通风口21,第一风机4经过与第一进风口同侧设置的第二进风口(图中未标示出)抽取冷风进入器件腔室12内部,冷风由上至下经过器件腔室12进行散
热,散热后的中温空气由第一通风口21进入功率模块腔室11,在功率模块腔室11内,中温的空气与功率模块腔室11内的高温空气中和,从而降低了功率模块腔室11对器件腔室12的热辐射,改善了器件腔室12的散热效果。
35.具体地,如图5所示,第一辅散热风道主要为器件散热风道,优选地,设置于器件腔室12上部的第一风机4与第二进风口连通,开设于第一隔板2下部的第一通风口21将器件腔室12与功率模块腔室11连通,具体地,第一风机4可安装于第一隔板2上。第一风机4通过第二进风口将充电桩外部的低温空气抽取进入到器件腔室12内部,低温空气与器件腔室12内部的空气进行热交换,形成中温空气,中温空气再经过第一隔板2下部的第一通风口21进入到功率模块腔室11内部,中温空气与功率模块腔室11内的高温空气进行热交换,从而降低了功率模块腔室11对器件腔室12的热辐射。此第一辅散热风道中,空气依次流经器件腔室12和功率模块腔室11,可同时实现两个腔室的降温,对电气器件而言,保障了其使用环境温度处于一个较低的温度值,对于功率模块111而言,可以加快功率模块111自身热辐射,提高自身散热性能,除此之外,进入功率模块腔室11的空气可降低该腔室内部金属件的温度,从而降低金属向进风区域的热辐射量,确保散热效果。
36.上述实施例的充电桩散热系统属于复合式散热系统,多种散热方式综合作用,相辅相成。其中,主散热风道为功率模块111主散热方式,可带走功率模块111绝大部分热量,且主散热风道上无风机,相比有风机的结构,可减小充电桩产品的整体尺寸,减小其体积及占地面积,可在一定程度上降低产品成本及建站成本,提高产品竞争力;第一辅散热风道主要用于降低器件腔室12内部的空气温度,同时辅助降低功率模块腔室11内部的空气温度,既能保障电气器件的使用环境温度,又间接提高功率模块111的热辐射效果,提高功率模块111散热速率。通过少量的风机即可使充电桩产品满足国标散热条件要求,还能降低产品内部空气温度,保障了器件稳定性及器件使用寿命,降低了产品故障率,从而降低了产品的运维成本;此外,少量的风机不仅可以降低充电桩产品的使用功耗,也有利于降低充电桩产品工作时候的噪音。
37.如图6所示,本实施例中,充电桩散热系统还包括第二辅散热风道,第二辅散热风道包括设置于第一出风口所在一侧的第二风机3以及第二出风口(图中未标示出),第二风机3抽取机箱1内部的热量并经第二出风口排出。
38.具体地,第二辅散热风道属于功率模块111的辅助散热风道,由于主散热风道对功率模块111进行散热后,热风大部分经第一出风口排出,还有小部分热风会留在机箱1内部的第一出风口区域。通过在第一出风口所在一侧设置第二风机3以及第二出风口,可将机箱1内部残余的热量抽取并由第二出风口排出。优选地,第二风机3的数量可设置为两个风机,第二风机3将留在风道内的热风全部排到机箱1外部的同时,也可以对机箱1内部的空气进行搅动,使内部空气温度趋于均匀。
39.在另一实施例中,功率模块腔室11的顶部开设有第二通风口(图中未示出),第一辅散热风道内对功率模块腔室11进行中和散热后的风经过第二通风口,并在第二风机3的抽风作用下,经第二出风口排出至机箱1外部。
40.具体地,第二辅散热风道可带走功率模块111排出的余热,同时还参与第一辅散热风道散热,带走充电桩内部的高温气体;第二风机3同时参与第一辅散热风道以及第二辅散热风道的散热,在抽取功率模块111排出的余热的同时,也能够加快流通第一辅散热风道的
热量,从而加快降温,对第二风机3得到了充分有效的利用。
41.在另一实施例中,功率模块腔室11的四周设置多个第二隔板以引导从第一进风口进入的冷风流经功率模块111内部,并引导对功率模块111进行散热后的热风经第一出风口排出。
42.具体地,功率模块111距离第一进风口一定距离设置,功率模块111内部本身具有一定的间隙可形成风路,从第一进风口进入的冷风穿过功率模块111本身将会最大程度地对功率模块111进行散热,因此,设置第二隔板用于封堵功率模块111四周的缝隙,从而确保冷风大部分流经功率模块111内部以进行散热,提高功率模块111的散热效果。
43.如图1所示,本实施例中,多个第二隔板包括设置于功率模块腔室11靠近第一进风口一侧的前隔板5,以及设置于功率模块腔室11靠近第一出风口一侧的后隔板6。
44.具体地,本实施例中,功率模块111在功率模块腔室11内呈上下两层设置,前隔板5和后隔板6用于封堵上下层功率模块111之间的空隙以及功率模块111与机箱1底部之间的空隙,前隔板5与充电桩箱体第一进风口一侧的壳体共同围合成进风风道腔15,后隔板6与充电桩箱体第一出风口一侧的壳体共同围合成出风风道腔16,从而使第一进风口进入的冷风仅能从功率模块111本身的内部间隙穿过,从而确保对功率模块111的良好的散热效果。
45.具体地,主散热风道对功率模块111进行散热后,热风大部分经从第一出风口排出,还有小部分热风会留在机箱1内部的第一出风口区域,也即小部分热风会留在出风风道腔16内,第二风机3可将出风风道腔16内部残余的热量抽取并排出。
46.如图1、图2、图3所示,本实施例中,第一隔板2与机箱1的后侧壳体之间设置l型顶隔板7,l型顶隔板7位于功率模块腔室11上方用于与前隔板5以及后隔板6配合以防止流经功率模块111的热风回流。
47.具体地,本实施例中,l型顶隔板7的垂直部位于前隔板5与后隔板6之间,l型顶隔板7的垂直部一直延伸至机箱1的顶部,l型顶隔板7的水平部位于功率模块腔室11上方且延伸至第一进风口和第一进风口所在一侧的机箱1壳体。l型顶隔板7的宽度与功率模块腔室11保持一致,以确保功率模块腔室11的相对密闭。l型顶隔板7的设置可与前隔板5以及后隔板6配合共同防止流经功率模块111的热风产生回流,从而防止发生空气的热短路。
48.在一实施例中,相互连通的第一进风口与第二进风口为进风口百叶窗13,相互连通的第一出风口与第二出风口为出风口百叶窗14,进风口百叶窗13和出风口百叶窗14相对设置。
49.具体地,本实施例中,进风口百叶窗13和出风口百叶窗14在其它情况下也可以设计为其它类型的进、出风口,此处不作唯一限定。进风口百叶窗13和出风口百叶窗14相对设置,可确保针对功率模块111的直排式散热效果更佳。
50.如图1、图3所示,第一风机4位于l型顶隔板7与机箱1的壳体围合的区域内,进风口百叶窗13的顶端延伸至第一风机4所在的区域。第二风机3设置于出风口百叶窗14的顶部。
51.如图1、图2所示,第一风机4安装于第一隔板2上,且位于l型顶隔板7与机箱1的壳体围合的区域内,即第一风机4相对于功率模块腔室11独立设置,确保第一风机4不会抽取功率模块腔室11中的高温空气进入器件腔室12;进风口百叶窗13的顶端延伸至第一风机4所在的区域可确保第一风机4通过延伸的进风口百叶窗13抽取外部的低温空气进入器件腔室12,提供第一风机4与外部低温空气连通的通道。
52.具体地,本实施例中,第二风机3设置于出风口百叶窗14的顶部,可利用热风逐渐上升的烟囱效应,最大限度地排出机箱1内部的热风,确保良好的散热效果和散热效率。
53.在一实施例中,功率模块111靠近进风口百叶窗13的一端设置用于抽取冷风的模块风机(图中未示出),功率模块111靠近出风口百叶窗14的一端留设有用于热风流出的模块通风口(图中未示出)。
54.具体地,功率模块111上自带的模块风机作为进风口百叶窗13和出风口百叶窗14之间风向流动的驱动力,模块风机抽取进风口百叶窗13外部的低温空气进入到功率模块111内部,并从功率模块111的模块通风口处排出,形成了直排式散热的主散热风道。主散热风道无其它的风机,相比有风机的情况,可减小产品的尺寸,减小产品整体的体积及占地面积,可在一定程度上降低产品成本及建站成本,提高产品竞争力。
55.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。