1.本技术涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种充电枪热管理装置、方法及充电桩。


背景技术：

2.随着电动汽车普及，人们对配套基础设施的需求量也越来越大，因此对充电桩的需求也越来越大。
3.目前，随着电池管理系统(battery management system，简称bms)和材料的改善，汽车充电的时间要求越来越短，充电的功率要求也越来越大。而同线径线束中的电流越大其产生的热量也越多，同功率随着线束线径增大其产生的热量越少，为了提高负载的能力，同时满足线束的温度要求，不得不将线径扩大以达到使用的要求。
4.可见，为了满足上述需求，充电枪上的线束线径也需要越做越大，这就导致了客户充电枪整体的重量随之增大。随着充电枪的增重，用于在插拔充电枪时，操作越来越困难，进而导致客户体验也越来越差，甚至会出现些部分用户无法插拔枪的现象。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种充电枪热管理装置、方法及充电桩，以在保证充电功率的前提下，达到减小充电枪中线束直径，降低充电枪重量的目的，进而提高用户充电体验感。
6.第一方面，本技术实施例提供一种充电枪热管理装置，包括：充电枪以及热管理回路；
7.所述热管理回路包括冷却管路、热管理模块以及换热部，所述热管理模块与换热部通过所述冷却管路连接；
8.所述热管理模块包括半导体制冷片以及第一热交换模块，所述第一热交换模块用于在第一工况下对所述冷却管路中的冷却液进行冷却，所述半导体制冷片用于在第二工况下对所述冷却管路中的冷却液进行冷却，其中，所述第一工况下的第一工作温度低于所述第二工况下的第二工作温度；
9.所述换热部设置于所述充电枪中，以在所述冷却管路中的冷却液流经所述换热部时，对所述充电枪中的线束进行散热。
10.在一种可能的设计中，所述第一热交换模块还包括风扇；所述风扇在所述第一工况下启动，以对所述冷却管路中的冷却液进行散热。
11.在一种可能的设计中，所述热管理模块还包括第二热交换模块，所述第二热交换模块用于在第三工况下对所述冷却管路中的冷却液进行加热，其中，所述第三工况下的第三工作温度低于所述第一工况下的所述第一工作温度。
12.在一种可能的设计中，所述第二热交换模块包括半导体辅热片，所述半导体辅热片用于在所述第三工况下对所述冷却管路中的冷却液进行加热。
13.在一种可能的设计中，所述热管理回路还包括：出口温度传感器以及进口温度传
感器；
14.所述出口温度传感器设置于所述换热部的出口，所述进口温度传感器设置于所述换热部的进口。
15.在一种可能的设计中，所述热管理回路还包括：冷却液容器以及液泵；所述冷却液容器的进口与所述热管理模块的出口连接，所述冷却液容器的出口与所述液泵的进口连接，所述液泵的出口与所述进口温度传感器连接；
16.所述冷却液容器用于存储冷却液，所述液泵用于为冷却液在所述热管理回路中流动提供动力。
17.在一种可能的设计中，所述热管理回路还包括：压力传感器；所述压力传感器设置于所述液泵与所述进口温度传感器之间。
18.第二方面，本技术还提供一种充电桩，包括：如第一方面中任意一种可能的充电枪热管理装置。
19.第二方面，本技术还提供一种充电枪热管理方法，应用于第一方面中所述的充电桩，所述方法，包括：
20.获取充电枪中线束的当前工作温度，并根据所述当前工作温度确定工作工况；
21.若所述工作工况为所述第一工况，则启动所述第一热交换模块对所述冷却管路中的冷却液进行冷却；
22.若所述工作工况为所述第二工况，则启动半导体制冷片对所述冷却管路中的冷却液进行冷却。
23.在一种可能的设计中，所述热管理模块还包括第二热交换模块，所述第二热交换模块用于在第三工况下对所述冷却管路中的冷却液进行加热，其中，所述第三工况下的第三工作温度低于所述第一工况下的所述第一工作温度；所述方法，还包括：
24.若所述工作工况为所述第三工况，则启动所述第二热交换模块对所述冷却管路中的冷却液进行加热。
25.本技术实施例提供的一种充电枪热管理装置、方法及充电桩，所提供的充电枪热管理装置包括：充电枪以及热管理回路，其中，热管理回路包括冷却管路、热管理模块以及换热部，热管理模块与换热部通过冷却管路连接，而热管理模块包括半导体制冷片以及第一热交换模块，第一热交换模块用于在第一工况下对冷却管路中的冷却液进行冷却，半导体制冷片用于在第二工况下对冷却管路中的冷却液进行冷却，其中，第一工况下的第一工作温度低于第二工况下的第二工作温度，并且，换热部设置于充电枪中，以在冷却管路中的冷却液流经换热部时，对充电枪中的线束进行散热。在本实施例提供的充电枪热管理装置应用过程中，当温度在第一热交换模块能够满足散热的情况下不启动半导体制冷片进行降温散热，而在温度进一步升高时，则将启动半导体制冷片进行制冷，以进一步提高制冷效果。而由于半导体制冷片制冷效果好，且体积小，可以应用在本实施例所提供的充电枪热管理装置中，以满足在保证充电功率的前提下，无需增大充电枪中线束直径，降低充电枪重量的目的，进而提高用户充电体验感的设计需求。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本技术根据一示例实施例示出的充电枪热管理装置的结构示意图；
28.图2是本技术根据另一示例实施例示出的充电枪热管理装置的结构示意图；
29.图3是本技术根据又一示例实施例示出的充电枪热管理装置的结构示意图；
30.图4是本技术根据一示例实施例示出的充电枪热管理方法的流程示意图；
31.图5是本技术根据另一示例实施例示出的充电枪热管理方法的流程示意图。
具体实施方式
32.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
34.随着电动汽车普及，人们对配套基础设施的需求量也越来越大，因此对充电桩的需求也越来越大。随着电池bms和材料的改善，汽车充电的时间要求越来越短，充电的功率要求也越来越大，为了满足需求，充电枪上的线束线径也越来越大，导致客户充电枪整体的重量越来越大，插拔枪操作越来越困难，客户体验越来越差，甚至出现些部分用户无法插拔枪的现象。
35.而导致此类现象的重要原因之一是无法解决线束的散热问题，同线径线束中的电流越大其产生的热量越多，同功率随着线束线径增大其产生的热量越少，为了提高负载的能力，同时满足线束的温度要求，不得不将线径扩大以达到使用的要求，但因此也会导致客户的体验越来越差。
36.目前市场上的充电桩充电枪的线束主要采用的是自然冷却，部分充电桩的线束采用的是液冷，而冷却液冷单元核心采用的是风冷的模式，冷却的效果随着环境温度的变化差异性比较大，而冷却液和枪在极冷的环境中有冰冻破裂的风险。而在本技术中，旨在采用半导体制冷和半导体辅热对充电枪的线束进行热管理，以达到减小线束直径，降低重量，提高客户充电的体验感。
37.图1是本技术根据一示例实施例示出的充电枪热管理装置的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的充电枪热管理装置，包括：充电枪以及热管理回路。具体的，热管理回路包括冷却管路、热管理模块以及换热部，并且，热管理模块与换热部通过所述冷却管路连接。
38.其中，热管理模块包括半导体制冷片120以及第一热交换模块，第一热交换模块用于在第一工况下对冷却管路中的冷却液进行冷却，半导体制冷片120用于在第二工况下对冷却管路中的冷却液进行冷却，其中，第一工况下的第一工作温度低于第二工况下的第二工作温度。
39.值得说明的，半导体制冷片120是一种热泵。其优点是没有滑动部件，可以应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。
40.在一种可能的设计中，本实施例中的半导体制冷片120可以是由许多n型半导体和p型半导体之颗粒互相排列而成，而np之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最后由两片陶瓷片像夹心饼干一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好，当一块n型半导体材料和一块p型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。但是半导体自身存在电阻当电流经过半导体时就会产生热量，从而会影响热传递。而且两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。当冷热端达到一定温差，这两种热传递的量相等时，就会达到一个平衡点，正逆向热传递相互抵消。此时冷热端的温度就不会继续发生变化。为了达到更低的温度，可以采取散热等方式降低热端的温度来实现。
41.可选的，第一热交换模块具体可以包括第一热交换器110以及风扇130；风扇在第一工况下启动，以对冷却管路中的冷却液进行散热。以使得半导体制冷片120还可以结合风扇130以及第一热交换器110的作用，进一步地为制冷片的热端散热。通常半导体制冷片120冷热端的温差可以达到40～65度之间，如果通过主动散热的方式来降低热端温度，那冷端温度也会相应的下降，从而达到更低的温度，进一步提高冷却效果。
42.此外，换热部设置于充电枪中，以在冷却管路中的冷却液流经换热部时，对充电枪中的线束200进行散热。
43.通过检测对充电枪中的线束200进行冷却后冷却液的温度，当温度在风冷(风扇130提供)和散热片冷却(第一热交换器110提供)能够满足散热的情况下不启动半导体制冷片120进行降温散热，否则将启动半导体制冷片120进行制冷，进一步提高制冷效果。从上述对于半导体制冷片120的工作原理阐释中可知，通常半导体制冷片120冷热端的温差可以达到40度以上的温度差，将大大的提高整体热管理装置的散热系数，从而达到快速降温的效果以达到使线束200温度满足使用要求，同时该系统具有体积小，占用空间小，结构简单的优势。
44.在本实施例中，所提供的充电枪热管理装置包括：充电枪以及热管理回路，其中，热管理回路包括冷却管路、热管理模块以及换热部，热管理模块与换热部通过冷却管路连接，而热管理模块包括半导体制冷片以及第一热交换模块，第一热交换模块用于在第一工况下对冷却管路中的冷却液进行冷却，半导体制冷片用于在第二工况下对冷却管路中的冷却液进行冷却，其中，第一工况下的第一工作温度低于第二工况下的第二工作温度，并且，换热部设置于充电枪中，以在冷却管路中的冷却液流经换热部时，对充电枪中的线束进行散热。在本实施例提供的充电枪热管理装置应用过程中，当温度在第一热交换模块能够满
足散热的情况下不启动半导体制冷片进行降温散热，而在温度进一步升高时，则将启动半导体制冷片进行制冷，以进一步提高制冷效果。而由于半导体制冷片制冷效果好，且体积小，可以应用在本实施例所提供的充电枪热管理装置中，以满足在保证充电功率的前提下，无需增大充电枪中线束直径，降低充电枪重量的目的，进而提高用户充电体验感的设计需求。
45.此外，目前市场上的部分充电桩的线束采用的是液冷，冷却的效果随着环境温度的变化差异性比较大，并且冷却液和充电枪在极冷的环境中有冰冻破裂的风险。因此，本技术还可以采用了半导体辅热片对充电枪的线束进行热管理，以在低温环境下防止冷却液结冰导致冷却管道破裂等破环性的情况，同时可以对充电枪和枪线进行加热，提高充电枪温度以提供给客户一个舒适的手感，从而进一步提升客户体验。
46.具体的，在图1所示实施例的基础上，图2是本技术根据另一示例实施例示出的充电枪热管理装置的结构示意图。如图2所示，本实施例提供的充电枪热管理装置中的热管理模块还包括第二热交换模块，第二热交换模块用于在第三工况下对冷却管路中的冷却液进行加热，其中，第三工况下的第三工作温度低于第一工况下的第一工作温度。
47.具体的，第二热交换模块包括半导体辅热片320，半导体辅热片320用于在第三工况下对冷却管路中的冷却液进行加热，并且，为了进一步增加辅热效果，还可以增设第二热交换器310。值得说明的，半导体辅热片320可以是采用半导体制冷片120的制热端，也可以是采用另一个半导体制冷片的制热端，即将半导体制冷片结构反装以达到加热的效果。
48.此外，在图2所示的基础上，图3是本技术根据又一示例实施例示出的充电枪热管理装置的结构示意图。如图3所示，本实施例提供的充电枪热管理装置中的热管理回路还包括：出口温度传感器420以及进口温度传感器410。其中，出口温度传感器420设置于换热部的出口，进口温度传感器410设置于换热部的进口。值得说明的，根据出口温度传感器420所测的工作温度，可以确定当前工作工况，以确定具体的热管理方案，例如，可以是设置第一工况(对应第一工作温度t1)、第二工况(对应第二工作温度t2)以及第三工况(对应第三工作温度t3)，并且，t3《t1《t2。其中t3为冷却液的低温启动半导体辅热片的临界点，t1为启动散热系统风冷的散热的临界温度，t2是温度达到一定程度后启动半导体制冷片的临界温度，因此，该系统有两个散热等级，从而以适应不同的环境温度和充电功率不一产生的线束热量不同情况。
49.此外，上述的热管理回路还可以包括：冷却液容器500以及液泵600。其中，冷却液容器500的进口与热管理模块的出口连接，冷却液容器500的出口与液泵600的进口连接，液泵600的出口与进口温度传感器410连接。冷却液容器用500于存储冷却液，液泵600用于为冷却液在热管理回路中流动提供动力。
50.而在另一种可能的设计中，热管理回路还可以包括：压力传感器100。具体的，压力传感器100设置于液泵600与进口温度传感器410之间。
51.在上述实施例中，采用半导体制冷片进行二级冷却，达到快速降温，满足高温环境风冷温差小散了慢的环境需求，并且，能对充电桩充电枪的线束进行独立的热管理，以及还可以能对线束进行降温和辅热管理，以适应不同的工作环境。可见，本实施中采用的半导体制冷和半导体辅热片，可以对充电枪的线束进行热管理，以达到减小线束直径，降低重量，提高客户充电的体验感的目的。
52.此外，本技术还提供一种充电桩，包括：上述任一实施例中所提供的充电枪热管理装置。
53.图4是本技术根据一示例实施例示出的充电枪热管理方法的流程示意图。如图4所示，本实施例提供的充电枪热管理方法，包括：
54.步骤601、获取充电枪中线束的当前工作温度，并根据当前工作温度确定工作工况。
55.步骤602、若工作工况为第一工况，则启动第一热交换模块对冷却管路中的冷却液进行冷却。
56.步骤603、若工作工况为第二工况，则启动半导体制冷片对冷却管路中的冷却液进行冷却。
57.本实施例提供的充电枪热管理装置中的热管理回路还包括：出口温度传感器420以及进口温度传感器410。其中，出口温度传感器420设置于换热部的出口，进口温度传感器410设置于换热部的进口。值得说明的，根据出口温度传感器420所测的工作温度，可以确定当前工作工况，以确定具体的热管理方案，例如，可以是设置第一工况(对应第一工作温度t1)以及第二工况(对应第二工作温度t2)，并且，t1《t2。其中，t1为启动散热系统风冷的散热的临界温度，t2是温度达到一定程度后启动半导体制冷片的临界温度，因此，该系统有两个散热等级，从而以适应不同的环境温度和充电功率不一产生的线束热量不同情况。
58.此外，在上述实施例的基础上，热管理模块还可以包括第二热交换模块，第二热交换模块用于在第三工况下对冷却管路中的冷却液进行加热，其中，第三工况下的第三工作温度低于第一工况下的第一工作温度。因此，还可以进一步增加工况，例如，可以增加第三工况，若工作工况为第三工况，则启动第二热交换模块对冷却管路中的冷却液进行加热。
59.具体的，可以是设置第一工况(对应第一工作温度t1)、第二工况(对应第二工作温度t2)以及第三工况(对应第三工作温度t3)，并且，t3《t1《t2。其中t3为冷却液的低温启动半导体辅热片的临界点，t1为启动散热系统风冷的散热的临界温度，t2是温度达到一定程度后启动半导体制冷片的临界温度，因此，该系统有两个散热等级，从而以适应不同的环境温度和充电功率不一产生的线束热量不同情况。
60.图5是本技术根据另一示例实施例示出的充电枪热管理方法的流程示意图。如图5所示，本实施例提供的充电枪热管理方法，包括：
61.步骤701、启动液泵。
62.步骤702、判断当前工作温度是否大于t1。若判断结果为是，则执行步骤703，若判断结果为否，则执行步骤709。
63.步骤703、启动散热风扇。
64.步骤704、判断当前工作温度是否大于t2。若判断结果为是，则执行步骤705，若判断结果为否，则执行步骤706。
65.步骤705、启动半导体制冷片。
66.步骤706、关闭半导体制冷片。
67.步骤707、判断当前工作温度是否小于t1。若判断结果为是，则执行步骤708，若判断结果为否，则执行步骤707。
68.步骤708、关闭散热风扇。
69.步骤709、判断当前工作温度是否小于t3。若判断结果为是，则执行步骤710，若判断结果为否，则执行步骤711。
70.步骤710、启动半导体制冷片。
71.步骤711、关闭半导体辅热片。
72.本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
73.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。