一種充電機散熱系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種充電機散熱系統，包括外部冷卻系統，該外部冷卻系統通過第一管路和第二管路與充電機系統柜的電源模塊連接，電源模塊產生的熱量通過第一管路進入到外部冷卻系統，經冷卻后，通過第二管路回到電源模塊。本發明在系統柜外部設置外部冷卻系統，該外部冷卻系統通過第一管路和第二管路與系統柜連接，系統柜中的熱量通過第一管路傳到外部冷卻系統，經外部冷卻系統與外部環境進行熱交換后，溫度降低，降溫后再通過第二管路流入系統柜中，通過往復熱傳導將系統柜中的熱量傳導到大氣環境中去。
【專利說明】
一種充電機散熱系統
【技術領域】
[0001 ]本發明屬電動汽車充電技術領域，涉及一種充電機散熱系統。
【【背景技術】】
[0002]現有電動汽車充電機中，輸入輸出母線排固定絕緣件，大多采用強迫風冷。
[0003]強迫風冷散熱方式主要是由風機通過抽風和吹風來直接給發熱元器件進行直接散熱。在和環境大氣進行熱交換時，很容易將大氣中難以清除的粉塵顆粒和水汽等有害物質帶到充電機系統中，影響系統的使用效果和壽命。
[0004]過多的灰塵可能阻塞風機，使風機停轉，造成大功率發熱元器件發熱燒毀;灰塵會減小帶電體之間的絕緣距離，可能使電路發生短路，燒毀元器件;灰塵和水汽等有害物質吸附在電路板表面，而呈酸性或堿性，可能造成電路板的腐蝕。
【
【發明內容】
】
[0005]本發明提供了一種充電機散熱系統，外部冷卻系統通過密封的管路與電源模塊連接，進行散熱，大大降低了環境大氣中粉塵和水汽等進入到充電機系統內部的風險。
[0006]本發明采用以下技術方案:
[0007]一種充電機散熱系統，包括外部冷卻系統，電源模塊的一側緊貼有冷卻裝置，冷卻裝置通過第一管路和第二管路與外部冷卻系統相通，所述外部冷卻系統與電源模塊、冷卻裝置，以及第一管路和第二管路均為緊密密封;電源模塊產生的熱量首先進入到冷卻裝置，然后被帶入外部冷卻系統中，外部冷卻系統利用自身和大氣環境的熱交換對高溫介質進行降溫，降溫后的截止通過第二管路流回系統柜。
[0008]進一步，所述電源模塊的散熱工作面上涂覆有導熱介質，電源模塊產生的熱量通過導熱介質傳到冷卻裝置。
[0009]進一步，所述電源模塊在充電機系統柜內陣列排列，所述冷卻裝置為冷卻排。
[0010]進一步，所述冷卻排上設置有冷卻排第一接口和冷卻排第二接口，冷卻排通過冷卻排第一接口與第一管路密封連接，冷卻排通過冷卻排第二接口與第二管路密封連接。
[0011]進一步，所述的外部冷卻系統設置有冷卻系統第一接口和冷卻系統第二接口，夕卜部冷卻系統通過冷卻系統第一接口與第一管路密封連接，外部冷卻系統通過冷卻系統第二接口與第二管路密封連接。
[0012]進一步，所述第一管路和第二管路上分別涂覆有外部導熱介質。
[0013]進一步，所述電源模塊分多列陣列排布，所述冷卻裝置設置在相鄰列電源模塊之間。
[0014]進一步，當冷卻裝置設置在相鄰列電源模塊之間時，冷卻裝置相對的第一冷卻工作面和第二冷卻工作面分別與兩個電源模塊的散熱工作面貼合。
[0015]進一步，所述電源模塊的線路通過輸入輸出線纜引出，當電源模塊分多列陣列排布時，所述輸入輸出線纜布置在陣列布置的電源模塊的最外側，冷卻裝置布置在相鄰電源模塊之間；當電源模塊為單列陣列排布時，所述輸入輸出線纜和冷卻裝置分別布置在電源模塊的兩側。
[0016]進一步，所述電源模塊的線路通過輸入輸出線纜引出，所述的輸入輸出線纜由系統柜的進出線端口進出系統柜，所述系統柜的進出線端口設置在系統柜底部。
[0017]進一步，所述的冷卻裝置為冷卻排，冷卻排包括水冷板散熱器、鋁型材散熱器、熱管散熱器或者其他形式的散熱器。
[0018]進一步，所述導熱介質包括導熱硅膠片、導熱硅脂、導熱膏、散熱硅脂、散熱油、散熱膜、導熱膜、散熱膏、導熱膠帶、導熱砂膠布、導熱絕緣材料、導熱界面材料或者熱管。
[0019]進一步，所述外部冷卻系統包括以下幾種:冷卻水系統、制冷空調或液冷裝置。
[0020]與現有技術相比，本發明至少具有以下有益效果:本發明在系統柜外部設置外部冷卻系統，該外部冷卻系統通過第一管路和第二管路與系統柜連接，系統柜中的熱量通過第一管路傳到外部冷卻系統，經外部冷卻系統與外部環境進行熱交換后，溫度降低，降溫后再通過第二管路流入系統柜中，通過往復熱傳導將系統柜中的熱量傳導到大氣環境中去。
【【附圖說明】】
[0021 ]圖1是本發明實施例1的結構示意圖；
[0022]圖2是本發明實施例2的結構示意圖。
[0023]圖3是本發明實施例3的結構示意圖。
[0024]圖4是本發明電源模塊的結構示意圖。
[0025]圖5是本發明冷卻排的結構示意圖。
[0026]圖6是本發明實施例3中冷卻排和電源模塊的結構示意圖。
[0027]圖7是本發明冷卻排輸入接口和冷卻排輸出接口與管路的配合結構示意圖，其中，冷卻排兩個面有接口。
[0028]圖8是圖7側視圖。
[0029]圖9是本發明冷卻排輸入接口和冷卻排輸出接口與管路的配合結構示意圖，其中，冷卻排六個面均有接口。
[0030]圖10是圖9的側視圖。
[0031 ]圖中，1-系統柜，101-系統柜機柜正門，102-系統柜機柜后門，103-系統柜機柜頂部，105-系統柜機柜進出線端口，2-電源模塊，201-電源模塊進出線接線端，202-電源模塊散熱工作面，3-冷卻排，301-冷卻排工作面I，302-冷卻排工作面2，303-冷卻排輸出接口，304-冷卻排輸入接口，4_導熱介質，5-外部冷卻系統，501-冷卻系統輸入接口，502_冷卻系統輸出接口，6-冷卻系統輸入管路，7-冷卻系統輸出管路，8-輸入輸出線纜、9-外部導熱介質。
【【具體實施方式】】
[0032]本發明為了解決現有強迫風冷散熱技術中存在的問題，通過熱傳導的方式提供了一種系統封閉，環境要求不高，安全可靠，使用效果和壽命長的一種充電機散熱系統。
[0033]此充電機散熱系統主要包括系統柜和外部冷卻系統。系統柜主要由電源模塊、冷卻排、導熱介質、輸入輸出管路和輸入輸出線纜組成。
[0034]下面結合附圖，對本發明做詳細說明:
[0035]實施例1
[0036]參見圖1，本發明提供了充電機散熱系統，主要包括系統柜I和外部冷卻系統5。
[0037]系統柜I主要由電源模塊2、冷卻排3、導熱介質4，以及輸入輸出線纜8組成。所述的電源模塊2陣列布置，電源模塊的一側布置輸入輸出線纜8，另外一側布置冷卻排3，每一個電源模塊2上均設置有進出線接線端201，通過該進出線接線端201與輸入輸出線纜8連接，所述的輸入輸出線纜8通過設置在系統柜I底部的進出口線端口 105引出；每一個電源模塊2在與進出線接線端相對的另外一側為散熱工作面202，該散熱工作面上涂覆有導熱介質4，電源模塊產生的熱量通過導熱介質4傳到冷卻排3。
[0038]系統柜I中的熱量主要是由電源模塊2產生的，電源模塊2的熱量主要是散熱工作面202的發熱量。散熱工作面202通過導熱介質4將產生的熱量順利傳導至冷卻排3。
[0039]系統柜的進出線端口105布置在系統柜底部104。輸入輸出線纜8由系統柜的進出線端口 105進出系統柜I。輸入輸出線纜8在系統柜正門101范圍內布線，方便設備接線和后期維護操作。輸入輸出線纜8分股接入電源模塊進出線接線端201，完成電源模塊2的配線。
[0040]電源模塊2采用熱插拔和模塊化的設計思路。電源模塊2功能上主要由進出線接線端201和電源模塊散熱工作面202兩部分組成。具體請參見圖4所示。
[0041]電源模塊的進出線接線端201布置在系統柜(I)的系統柜正門101側，方便設備接線和人員維護操作。電源模塊的散熱工作面202通過導熱介質4緊貼冷卻排3的第一冷卻排工作面301，將電源模塊2產生的熱量通過導熱介質4順利傳導至冷卻排3。最終由冷卻排3傳導出系統柜I。
[0042]冷卻排3通過輸入管路6和輸出管路7與外部冷卻系統5連接，所述冷卻排3上與第一冷卻排工作面相對的第二冷卻排工作面302上設置有冷卻排輸入接口 304和冷卻排輸出接口 303，所述外部冷卻系統5上設置有冷卻系統輸入接口 501和冷卻系統輸出接口 502，外部冷卻系統5通過冷卻系統輸入接口 501與輸入管路6連接，外部冷卻系統5通過冷卻系統輸出接口 502與輸出管路7連接，所述冷卻排3通過冷卻排輸入接口 304與輸入管路6連接，所述冷卻排3通過冷卻排輸出接口 303與輸出管路7連接。
[0043]冷卻排3通過輸入管路6將熱量帶入到外部冷卻系統5中，外部冷卻系統5利用自身和大氣環境的熱交換將輸入管路6導入的高溫外部導入介質的溫度降低，降溫后的外部導熱介質再通過輸出管路7流入系統柜I中，通過往復熱傳導將系統柜I中的熱量傳導到大氣環境中去。
[0044]實施例2
[0045]請參閱圖2所示，實施例2與實施例1的區別為:電源模塊為多列布置，冷卻排設置在相鄰的兩列電源模塊之間，而輸入輸出線纜設置在電源模塊的外側。其散熱的機理與圖1完全相同，在此不再贅述。
[0046]實施例3
[0047]請參閱圖3所示，實施例3與實施例1的區別在于，電源模塊的散熱工作面沒有導熱介質4，而是將電源模塊2的散熱工作面202與冷卻排3的第一冷卻排工作面直接接觸，電源模塊4的熱量直接傳導給冷卻排3。
[0048]在上述三種實施例中，需要特別說明以下事項:
[0049](I)附著導熱介質4的電源模塊2在插入系統柜I時，需要保證電源模塊2和冷卻排3有良好的配合精度;配合后，在系統柜I上需要給電源模塊2和冷卻排3配合的面上，給電源模塊2—個垂直的壓緊力，以保證電源模塊2和冷卻排3之間的充分結合，提高導熱效率。
[0050]電源模塊2散熱工作面和冷卻排3工作面可以提供1-6個工作面多種組合接觸形式。
[0051](2)冷卻排的選擇需要考慮使用環境、加工工藝、導熱效率和成本等多種因素。常用的冷卻排主要有水冷板散熱器、鋁型材散熱器、熱管散熱器等多種形式。
[0052]水冷板散熱器:外部冷卻系統5將帶有壓力的水冷液通過冷卻系統輸出管路7經由冷卻排輸入接口 304進入冷卻排3中，在冷卻排3中通過單相的回路將電源模塊2所產生的熱量熱傳導給水冷液，加溫水冷液經由冷卻排輸出接口 303通過冷卻系統輸入管路6又回流到外部冷卻系統5中，外部冷卻系統5通過和大氣環境進行熱交換將加溫水冷液進行降溫處理，如此循環不斷地給電源模塊2進行散熱。水冷板散熱器中水冷液走向見圖7和圖8。
[0053]鋁型材散熱器:在使用工況條件不是很惡劣，電源模塊4需要散熱的功耗小于鋁型材散熱器的熱傳導能力時，可以考慮采用鋁型材散熱器自然冷卻的方式進行熱傳導交換，來給電源模塊2進行散熱。
[0054]冷卻排3的起熱傳導作用的冷卻工作面見圖5。
[0055]冷卻排3的冷卻排輸出接口303和冷卻排輸入接口 304在冷卻排(3)上的六個面上可以根據實際工況任意選用一組或者多組，但必須保證外部導熱介質9通過的回路具有單相性。實例見圖9和圖10。
[0056](3)導熱介質4的選擇需要考慮功率器件與散熱器之間的熱傳導，合理選擇熱傳導介質，不僅要考慮其熱傳遞能力，還需要兼顧生產中的工藝、維護操作性、優良的性價比。常用的導熱介質主要有導熱硅膠片、導熱硅脂、導熱膏、散熱硅脂、散熱油、散熱膜、導熱膜、散熱膏、導熱膠帶、導熱砂膠布、導熱絕緣材料、導熱界面材料和熱管等。導熱介質4的性能各有優缺點，需要根據實際工況進行合理的選用。
[0057]本發明所述的外部冷卻系統5可以參考的使用原型為:
[0058]①冷卻水系統，利用水和空氣的接觸通過水的蒸發作用來散去熱量，主要部件包括:冷卻塔、冷卻水栗和管道系統。
[0059]②制冷空調，利用制冷劑和制冷機共同作用來帶走熱量。
[0060]③液冷裝置，通過在循環系統中流動的導熱硅油等導熱介質帶走熱量。
[0061]當電源模塊的散熱工作面需要涂覆導熱介質時，將一定厚度導熱介質4(厚度一般在Imm?2mm之間)粘貼或均勻涂抹到電源模塊2的散熱工作面上，通過導熱介質4將電源模塊4的熱量傳導給冷卻排3。
[0062]本發明采用相對密閉的結構形式，防止粉塵顆粒和水汽等有害物質的進入，提高了系統的使用壽命和安全可靠性;本發明不用安裝風機等易損件，減少維修成本。本發明的操作和接線接口均放置在系統前端，利于人員操作和系統維護。
【主權項】
1.一種充電機散熱系統，其特征在于:包括外部冷卻系統(5)，電源模塊(2)的一側緊貼有冷卻裝置，冷卻裝置通過第一管路和第二管路與外部冷卻系統(5)相通，所述外部冷卻系統(5)與電源模塊(2)、冷卻裝置，以及第一管路和第二管路均為緊密密封;電源模塊產生的熱量首先進入到冷卻裝置，然后被帶入外部冷卻系統中，外部冷卻系統利用自身和大氣環境的熱交換對高溫介質進行降溫，降溫后的截止通過第二管路流回系統柜。2.根據權利要求1所述的一種充電機散熱系統，其特征在于:所述電源模塊的散熱工作面上涂覆有導熱介質(4)，電源模塊產生的熱量通過導熱介質(4)傳到冷卻裝置。3.根據權利要求1所述的一種充電機散熱系統，其特征在于:所述電源模塊在充電機系統柜內陣列排列，所述冷卻裝置為冷卻排。4.根據權利要求3所述的一種充電機散熱系統，其特征在于:所述冷卻排上設置有冷卻排第一接口和冷卻排第二接口，冷卻排通過冷卻排第一接口與第一管路密封連接，冷卻排通過冷卻排第二接口與第二管路密封連接。5.根據權利要求4所述的一種充電機散熱系統，其特征在于:所述的外部冷卻系統設置有冷卻系統第一接口和冷卻系統第二接口，外部冷卻系統通過冷卻系統第一接口與第一管路密封連接，外部冷卻系統通過冷卻系統第二接口與第二管路密封連接。6.根據權利要求1所述的一種充電機散熱系統，其特征在于:所述第一管路和第二管路上分別涂覆有外部導熱介質(9)。7.根據權利要求1所述的一種充電機散熱系統，其特征在于:所述電源模塊分多列陣列排布，所述冷卻裝置設置在相鄰列電源模塊之間。8.根據權利要求7所述的一種充電機散熱系統，其特征在于:當冷卻裝置設置在相鄰列電源模塊之間時，冷卻裝置相對的第一冷卻工作面和第二冷卻工作面分別與兩個電源模塊的散熱工作面貼合。9.根據權利要求1所述的一種充電機散熱系統，其特征在于:所述電源模塊的線路通過輸入輸出線纜引出，當電源模塊分多列陣列排布時，所述輸入輸出線纜布置在陣列布置的電源模塊的最外側，冷卻裝置布置在相鄰電源模塊之間；當電源模塊為單列陣列排布時，所述輸入輸出線纜和冷卻裝置分別布置在電源模塊的兩側。10.根據權利要求1至9中任一項所述的一種充電機散熱系統，其特征在于:所述電源模塊的線路通過輸入輸出線纜引出，所述的輸入輸出線纜由系統柜的進出線端口進出系統柜，所述系統柜的進出線端口設置在系統柜底部。11.根據權利要求1至9中任一項所述的一種充電機散熱系統，其特征在于:所述的冷卻裝置為冷卻排，冷卻排包括水冷板散熱器、鋁型材散熱器、熱管散熱器或者其他形式的散熱器。12.根據權利要求2至9中任一項所述的一種充電機散熱系統，其特征在于:所述導熱介質包括導熱硅膠片、導熱硅脂、導熱膏、散熱硅脂、散熱油、散熱膜、導熱膜、散熱膏、導熱膠帶、導熱砂膠布、導熱絕緣材料、導熱界面材料或者熱管。13.據權利要求1至9中任一項所述的一種充電機散熱系統，其特征在于:所述外部冷卻系統包括以下幾種:冷卻水系統、制冷空調或液冷裝置。
【文檔編號】H05K7/20GK105916358SQ201610398561
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月7日
【發明人】袁慶民, 趙剛, 黃炎, 衛建榮, 趙綠化, 李強
【申請人】西安特銳德智能充電科技有限公司