一種利用液冷散熱的充電樁的制作方法

本發明屬電動汽車充電技術領域，尤其涉及一種帶有散熱降溫功能的充電樁系統。

背景技術：

近期，電動汽車發展迅猛，電動汽車的充電樁的發展應運而生，充電樁再給電動汽車充電過程中，充電樁的變壓器、整流模塊以及電路板均會產生熱量，隨著熱量不斷發散出來，整個充電樁內部的溫度就會快速升高，當充電樁內部熱量達到一定溫度值的時候，高溫環境將影響充電樁內部的電路板穩定運行，可能出現電子故障降低充電樁的充電效率。倘若充電樁內部多個問題同時出現，也可能出現火災隱患出現。

目前，充電樁的充電回路中整流模塊的冷卻基本上采用水水散熱降溫系統或者風風散熱降溫。這兩種冷卻方式的介質都是水，水的導熱性好，但絕緣性差，水循環系統工藝要求較高，安裝復雜，維護工作量大，而且一旦漏水，會帶來較大的安全隱患。采用水冷必須解決冷卻水的純度和長期運行維護時系統的可靠性以及腐蝕性的問題。隨著充電的進行，整流模塊發熱量增大，所以散熱降溫成為重要的問題。現有的水水散熱降溫系統或風風散熱降溫系統這兩種方式管路構成復雜，密封接頭多，容易發生泄露事故，而且隨著整流模塊的元器件的發熱量的不斷增大，這兩種散熱方式已逐漸不能滿足要求。

采用風風散熱降溫，由于充電樁內部的熱量較大，需要采用多個風機同時進行散熱，有冷卻效果差、噪音較大的缺點。另外，風風散熱的冷卻方式使用環境溫度下的空氣作為冷媒，散熱器吸收的熱量均被散失，沒有得到利用，造成了能量的浪費。

專利申請號：201320159121.1，公開直流充電樁包括本體，所述本體內設有散熱風扇和散熱通道，散熱風扇固定在本體上，且散熱風道沿著本體的內壁延伸至本地的外面，所述散熱風扇連接本體內部的電子元器件部分，散熱風扇將本體內的熱量通過散熱管道排出體外，此實用新型缺點是風扇噪音較大，通過風扇將熱量吹走這種散熱方式散熱效果較差。

專利申請號：201510948698.4公開了充電樁液冷電子散熱器及充電樁，其中，充電樁液冷電子散熱器設有帶出水口的電動泵、與電動泵所述出水口相連通的管體、管體另一端與散熱器相連接，散熱器中通有冷卻液，易發熱部件放置在散熱器旁邊與冷卻液不接觸。在這個發明中，易發熱部件與散熱器接觸不緊密，散熱效果較差。

為了解決這些問題，特此提出本發明。

技術實現要素：

本發明的目的在于，提供一種利用液冷散熱的充電樁。

為了實現上述目的，是通過以下技術方案實現的，

一種利用液冷散熱的充電樁，主要包括主充電回路、中央處理器，主充電回路與中央處理器兩連接；主充電回路包括易發熱模塊，中央處理器包括通信單元和控制單元，所述充電樁還包括油浸型散熱器，在油浸型散熱器的底部安裝有所述易發熱模塊；所述的易發熱模塊主要包括整流模塊以及功率變換模塊。

在一個實施例中，所述充電樁系統還包括油泵，油泵與油浸型散熱器、油箱相相連接，油泵還與中央處理器的控制單元相連接并在其控制下工作。

優選的，所述油浸型散熱器內還安裝有溫度感應器以及油量探測器。

在一個實施例中，所述充電樁系統還包括冷卻系統，冷卻系統分別與油箱以及中央處理器相連接。

優選的，所述冷卻系統可以是水冷系統或風冷系統。

一種充電樁的散熱降溫的方法，所述方法包括以下幾個步驟：

s01：充電樁的中央處理器控制充電回路中的整流模塊以及功率變換模塊給電池模塊充電；

s02：開始計時，k分鐘后，中央處理器根據油量探測器檢測散熱器中冷卻油的剩余油量；

s03：如果剩余油量小于油量標準值，中央處理器根據剩余油量以及油泵的流速，計算供油時間；

如果剩余油量大于或等于油量標準值，中央處理器根據溫度感應器檢測散熱器中冷卻油的溫度；

s04：如果冷卻油的溫度大于溫度標準值，中央處理器控制油泵從散熱器中抽出冷卻油，轉s02；

如果冷卻油的溫度小于或等于溫度標準值，轉s02。

所述步驟s03中，設定供油時間t，設定油量標準值為b升，剩余油量為r升，油泵的流速為s升/秒，供油時間t等于b-r/s。

所述油量標準值為至少冷卻油的油量到達油量標準值時，冷卻油完全覆蓋油浸型散熱器內的發熱模塊。

所述步驟s02中k取值為5分鐘。

有益效果：

本發明中，首先利用油浸型散熱器內的冷卻油與易發熱部件接觸面積較大，可以實現全面接觸，散熱效果較好；其次，易發熱部件的熱量慢慢的傳到冷卻油中，冷卻油也在自然條件下散熱，相當于增大了散熱面積，加快了易發熱部件的散熱。

附圖說明

圖1是本發明充電樁實施例1的結構框圖。

圖2是本發明充電樁實施例2的流程圖。

圖3是本發明充電樁實施例3的結構框圖。

圖4是本發明充電樁實施例4的流程圖。

具體實施方式

實施例1

參照圖1，一種帶有散熱降溫功能的充電樁系統，主要包括主充電回路、中央處理器。

主充電回路與中央處理器兩連接。主充電回路主要包括整流模塊、功率變換模塊。主充電回路負責電池模塊的充電處理。

中央處理器包括通信單元和控制單元，通信單元負責中央處理器同外部系統的網絡連接，控制單元負責接收中央處理器的指令并控制與其連接的其他部件。

在充電樁系統充電的過程中，主充電回路其主要的作用，整流模塊、功率變換模塊發熱較大。

充電樁系統還包括油浸型的散熱器，在油浸型散熱器的底部安裝有充電樁系統中易發熱模塊。優選的，易發熱模塊有整流模塊以及功率變換模塊。

油浸型的散熱器中還安裝有溫度感應器以及油量探測器。溫度感應器用來感應油浸型散熱器中冷卻油的溫度，油量探測器用來測量油浸型散熱器中冷卻油的剩余量。

充電樁系統還包括油泵，油泵同中央處理器的控制單元相連接，油泵的另一端同油浸型散熱器相連接。油泵還與油箱相連接。為了達到較好的冷卻效果，可以配置多個油箱，確保有足夠油量進行散熱處理。多個油箱同油泵相連接，油泵可以選擇合適的溫度油箱內的備用油并將其泵入到散熱器中進行散熱處理。

選取絕緣不導電、燃點較大不易燃的油質作為冷卻油，比如二甲基硅油。

使用冷卻油進行散熱的好處在于，第一，冷卻油與易發熱部件接觸面積較大，可以全面接觸，散熱效果較好；第二，易發熱部件的熱量慢慢的傳到冷卻油中，冷卻油也在自然條件下散熱，相當于增大了散熱面積，加快了易發熱部件的散熱。

實施例2：參照圖2，對實施例所述的充電樁系統的降溫原理進行詳細的說明。

s01：充電樁的中央處理器控制充電回路中的整流模塊以及功率變換模塊給電池模塊充電，轉s02；

s02：開始計時，k分鐘后，中央處理器根據油量探測器檢測散熱器中冷卻油的剩余油量，轉s03；

s03：中央處理器判斷剩余油量是否少于標準值，如果判斷結果為是，剩余油量小于標準值，轉s04；如果判斷結果為否，即剩余油量大于或等于標準值，轉s07；

s04：中央處理器根據剩余量以及油泵的流速，計算供油時間m，轉s05；

s05：中央處理器控制油泵向散熱器中輸入冷卻油n分鐘，轉s06；

s06：n分鐘后，中央處理器控制油泵停止工作；

s07：中央處理器根據溫度感應器檢測散熱器中冷卻油的溫度，轉s08；

s08：中央處理器判斷冷卻油的溫度是否大于標準值，如果判斷結果為是，冷卻油的溫度大于標準值，轉s09；如果判斷結果為否，冷卻油的溫度小于或等于標準值，轉s02；

s09：中央處理器控制油泵從散熱器中抽出冷卻油n分鐘，轉s02。

具體的，充電樁系統在充電過程中，整流模塊以及功率變換模塊是主要的發熱模塊，如果發熱模塊中的熱量不及時排出的話，長時間的高熱環境會加速整流模塊以及功率變換模塊的老化損壞，嚴重損害充電樁系統，縮短充電樁的使用壽命，所以整流模塊以及功率變換模塊的散熱問題為充電樁研究中的重要問題。

在本實施中，充電樁在給電動汽車充電的過程中，主要是中央處理器控制充電回路中的整流模塊以及功率變換模塊開始給電動汽車的電池模塊充電。開始計時，k分鐘后，中央處理器根據油量探測器檢測散熱器中冷卻油的剩余油量，中央處理器判斷剩余油量是否少于標準值，如果剩余油量小于標準值，中央處理器根據剩余量以及油泵的流速，計算供油時間t，設定油量標準值為b升，剩余油量為r升，油泵的流速為s升/秒，供油時間等于b-r/s，中央處理器控制油泵向散熱器中輸入冷卻油t，t時間后，中央處理器控制油泵停止工作。

如果剩余油量大于或等于標準值，即剩余油量大于或等于標準值，中央處理器根據溫度感應器檢測散熱器中冷卻油的溫度，中央處理器判斷冷卻油的溫度是否大于標準值，如果判斷結果為冷卻油的溫度大于標準值，中央處理器控制油泵從散熱器中抽出冷卻油n分鐘；

如果判斷結果為冷卻油的溫度小于或等于標準值，中央處理器根據油量探測器檢測散熱器中冷卻油的剩余油量，進入循環檢測。

關于上述k，油量標準值的選定：

k選取值不宜過小，如果k的取值過小，將會出現過于頻繁的檢測充電回路的充電狀況，效率較低，k的選取值也不宜過大，如果k的選值過大，將會出現在這k分鐘內，充電回路的發熱模塊長時間的超過額定溫度，導致損壞的發生，在這個實施例中，優選地，k設定為5分鐘。

油量標準值可設定的最小值為剛好漫過散熱器中內的整流模塊以及功率變換模塊，標準值的設定越大，散熱器中冷卻油的油量越多，散熱效果越好，散熱器中冷卻油的油量越少，需要的油量越少，成本越低。

優選的，在本實施例中，標準值設定為漫過散熱器中內的整流模塊以及功率變換模塊，為整個散熱器盛油量四分之三的量。

實施例3：下面結合另外一種結構對充電樁系統的降溫原理進行詳細的說明。

參照圖3，本實施例與實施例1不同之處在于，所述充電樁系統還包括冷卻系統，冷卻系統分別與油箱以及中央處理器相連接，冷卻系統在中央處理器的控制單元的控制下，可以對油箱進行降溫處理。為了實現在油箱的溫度過高時對油箱進行降溫處理，油箱內部設有輔助溫度感應器。輔助溫度感應器同中央處理器進行通訊連接，中央處理器通過輔助溫度感應器可以獲取油箱內儲存的備用油的溫度。

如果備用油的溫度過熱，自然降溫條件下備用油的溫度下降較慢不能滿足給散熱器中的易發熱部件進行降溫處理時，中央處理器將會啟動冷卻系統，加快油箱內的備用油的散熱處理。

冷卻系統可以是水冷系統，也可以是風冷系統，或者其他別能加快油箱內的備用油的散熱處理的任何方式。

在這個實施例中，冷卻系統的設置，相對實施例1，可以減少油箱內的備用油貯存量，在實施例1中，為了達到較好的冷卻效果，需要配置足夠多的油箱，確保有足夠油量進行散熱處理。在這個實施例中，可以減少油箱的數量，通過設置冷卻系統給油箱的備用油進行降溫處理。

實施例4：參照圖4，參照又一實施方式對充電樁系統的降溫原理進行詳細的說明。

本實施例同實施例2不同處在于，在整個降溫處理流程中增加了s20、s21，冷卻處理的流程，具體參照流程如下：

s11：充電樁的中央處理器控制充電回路中的整流模塊以及功率變換模塊給電池模塊充電，轉s12；

s12：開始計時，k分鐘后，中央處理器根據油量探測器檢測散熱器中冷卻油的剩余油量，轉s13；

s13：中央處理器判斷剩余油量是否少于標準值，如果判斷結果為是，剩余油量小于標準值，轉s14；如果判斷結果為否，即剩余油量大于或等于標準值，轉s17；

s14：中央處理器根據剩余量以及油泵的流速，計算供油時間m，轉s15；

s15：中央處理器控制油泵向散熱器中輸入冷卻油n分鐘，轉s16；

s16：n分鐘后，中央處理器控制油泵停止工作；

s17：中央處理器根據溫度感應器檢測散熱器中冷卻油的溫度，轉s18；

s18：中央處理器判斷冷卻油的溫度是否大于標準值，如果判斷結果為是，冷卻油的溫度大于標準值，轉s19；如果判斷結果為否，冷卻油的溫度小于或等于標準值，轉s12；

s19：中央處理器控制油泵從散熱器中抽出冷卻油n分鐘，轉s20；

s20：判斷油箱內的冷卻油的溫度是否低于額定溫度，如果判斷結果為是，符合給散熱器加油的標準，轉s12；如果判斷結果為否，轉s21；

s21：中央處理器開啟冷卻裝置對油箱進行降溫處理。

所述額定溫度設定范圍的最大值為小于散熱器中易發熱部件被損壞的額定溫度。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的范圍之內。