一种液冷充电桩的制作方法

专利2022-05-09  104


本实用新型涉及充电桩散热领域,尤其是涉及一种液冷充电桩。



背景技术:

随着新能源电动汽车行业快速发展,更大的续航里程和更快速的充电设备需求日益增加,快速充电技术和快速充电设备的需求也日益增加。充电桩内部的充电功率模块体积小、功率大,发热量大,如何快速将这部分热量带出充电桩,保持设备始终在正常的温度是一个很重要的问题。

目前主流的散热方式为风冷散热和冷板式散热。采用风冷散热时,充电桩的整个功率模块与外界始终是相联通的,充电桩大部分安置于室外,环境中的灰尘、水汽等污染物长期接触功率模块会降低功率模块的可靠性。并且冷却功率模块需要大量的风,对应的风机噪声较大,对设备周围环境的影响明显;并且由于大电压大电流的线缆成本很高,实际使用中充电桩往往布置在充电车辆附近,噪声与人很近,影响更为明显。采用冷板式散热时,往往只针对功率模块内部的高热功率元件进行散热,其他低功率的设备依旧采用风扇风冷,也不能做到完全封闭,故也会产生和风冷类似的问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种液冷充电桩,兼顾功率模块的全密封与散热效率。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:

一种液冷充电桩,包括充电桩本体和功率模块,所述的功率模块和充电桩本体可拆卸式连接,所述的功率模块包括壳体,以及安装在壳体内的发热元件和pcb板,所述pcb板一侧设有连接端伸出壳体,所述壳体的一端设有进液口和出液口,用于连接外部的冷却循环系统,所述壳体内充满不导电液体,浸没pcb板和发热元件,所述充电桩本体内设有安装端,用于和连接端相连。

进一步地,所述的充电桩本体和功率模块以抽屉式结构连接,所述pcb板的连接端伸出作为抽屉盒的壳体背面。

进一步地,所述的壳体两侧设有双层滑轨,所述的充电桩本体内壁上设有导轮,充电桩本体和功率模块连接时,双层滑轨从上下两侧接触导轮,引导功率模块的滑动。

进一步地,所述的壳体正面设有凸棱,所述的充电桩本体的内壁上设有凹槽,当功率模块伸入充电桩本体后,凸棱和凹槽互相嵌合。

进一步地,包括多个功率模块,功率模块在充电桩本体内上下成列分布。

进一步地,所述功率模块的壳体内设有总隔板,使壳体内形成流道,流道的进口端连接进液口,出口端连接出液口,所述pcb板位于总隔板的下方,设置在pcb板上的发热元件分布在流道内。

进一步地,所述功率模块的壳体内还设有分隔板,所述分隔板位于流道内,将流道分割为多个分流道。

进一步地,所述流道的进口端和出口端均设有网格板。

进一步地,所述的发热元件包括二极管、三极管、场效应管、igbt、电容、电感、变压器或控制芯片中的一个或多个。

进一步地,所述的不导电液体为电子氟化液、变压器油、硅油或蒸馏水。

与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:

1、本实用新型设计了模块化结构的功率模块,将功率模块都整合在一个密封的壳体内通过不导电液体和连接外部的冷却循环系统相连实现散热,兼顾了功率模块的密封与散热,并且易于安装和维护。

2、功率模块和充电桩本体通过抽屉式结构连接,并且功率模块的pcb板通过连接端和充电桩本体内的安装端接插相连,使用方便。

3、功率模块壳体上的滑轨结构和充电桩本体的导轮配合,提高装配稳定性。

4、功率模块壳体内的隔板结构提高了其散热的效率,并且在流道内设置了网格板,用于缓冲液体对发热元件的冲击,提高工作的安全性和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为功率模块的侧视示意图。

图3为功率模块的俯视内部结构示意图。

图4为网格板的示意图。

附图标记:1、充电桩本体,11、安装端,12、导轮,13、凹槽,2、功率模块,21、壳体,21a、总隔板,21b、分隔板,22、发热元件,23、pcb板,24、连接端,25、进液口,26、出液口,27、双层滑轨,28、凸棱,29、网格板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1~3所示,本实施例公开了一种液冷充电桩,包括充电桩本体1和功率模块2。功率模块2和充电桩本体1可拆卸式连接,具体为抽屉式结构连接。

功率模块2包括壳体21,以及安装在壳体21内的发热元件22和pcb板23。pcb板23位于壳体21的底部,发热元件22安装在pcb上。pcb板23一侧设有连接端24伸出壳体21的背面,该连接端24可以为金手指结构也可以采用预先连接的线缆结构,具体不限。在充电桩本体1内设有安装端11,当功率模块2装入充电桩本体1后,连接端24和安装端11互相嵌合连接。在壳体21的正面设置有进液口25和出液口26,用于连接外部的冷却循环系统。壳体21内充满不导电液体,浸没pcb板23和发热元件22。冷却循环系统具体包括散热器、磁力泵等,为不导电液体循环降温,冷却循环系统为现有常规技术,因此不进行展开。发热元件22包括二极管、三极管、场效应管、igbt、电容、电感、变压器或控制芯片中的一个或多个,起到将外部380v交流电转化为大电压大电流直流电的作用。不导电液体可以采用电子氟化液、变压器油、硅油或蒸馏水,本实施例采用蒸馏水。

功率模块2的壳体21两侧设有双层滑轨27,在充电桩本体1内壁上设有并排分布的导轮12。充电桩本体1和功率模块2连接时,双层滑轨27从上下两侧接触导轮12,引导功率模块2的滑动,提高装配稳定性。壳体21正面上端还设有凸棱28,充电桩本体1的内壁上设有凹槽13,当功率模块2伸入充电桩本体1后,凸棱28和凹槽13互相嵌合。由此,当功率模块2安装到位后,凸棱28和凹槽13的配合限制了功率模块2的移动,同时连接端24和安装端11完成了互相连接,使用方便并且提高装配稳定性。

功率模块2的壳体21内设有总隔板21a,使壳体21内形成流道,流道的进口端连接进液口25,出口端连接出液口26。pcb板23位于总隔板21a的下方,设置在pcb板23上的发热元件22分布在流道内。由此,不导电液体从进液口25进入流道,从出液口26流出流道,持续带走发热元件22的热量。壳体21内还可以设有分隔板21b,分隔板21b位于流道内,将流道分割为多个分流道,减少了进来的冷流体与腔内的热流体混合,进一步提升散热效率。

本实施例中,在流道的进口端和出口端均设有网格板29,如图4所示,用于均匀分布进液口25进入流道的液体,同时用于缓冲液体对发热元件22的冲击,提高工作的安全性和稳定性。

在另一实施例中,液冷充电桩包括多个功率模块2,功率模块2在充电桩本体1内上下成列分布,例如2列5排,实现整个充电桩的纤薄。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。


技术特征:

1.一种液冷充电桩,包括充电桩本体(1)和功率模块(2),其特征在于,所述的功率模块(2)和充电桩本体(1)可拆卸式连接,所述的功率模块(2)包括壳体(21),以及安装在壳体(21)内的发热元件(22)和pcb板(23),所述pcb板(23)一侧设有连接端(24)伸出壳体(21),所述壳体(21)的一端设有进液口(25)和出液口(26),用于连接外部的冷却循环系统,所述壳体(21)内充满不导电液体,浸没pcb板(23)和发热元件(22),所述充电桩本体(1)内设有安装端(11),用于和连接端(24)相连。

2.根据权利要求1所述的一种液冷充电桩,其特征在于,所述的充电桩本体(1)和功率模块(2)以抽屉式结构连接,所述pcb板(23)的连接端(24)伸出作为抽屉盒的壳体(21)背面。

3.根据权利要求2所述的一种液冷充电桩,其特征在于,所述的壳体(21)两侧设有双层滑轨(27),所述的充电桩本体(1)内壁上设有导轮(12),充电桩本体(1)和功率模块(2)连接时,双层滑轨(27)从上下两侧接触导轮(12),引导功率模块(2)的滑动。

4.根据权利要求2所述的一种液冷充电桩,其特征在于,所述的壳体(21)正面设有凸棱(28),所述的充电桩本体(1)的内壁上设有凹槽(13),当功率模块(2)伸入充电桩本体(1)后,凸棱(28)和凹槽(13)互相嵌合。

5.根据权利要求1所述的一种液冷充电桩,其特征在于,包括多个功率模块(2),功率模块(2)在充电桩本体(1)内上下成列分布。

6.根据权利要求1所述的一种液冷充电桩,其特征在于,所述功率模块(2)的壳体(21)内设有总隔板(21a),使壳体(21)内形成流道,流道的进口端连接进液口(25),出口端连接出液口(26),所述pcb板(23)位于总隔板(21a)的下方,设置在pcb板(23)上的发热元件(22)分布在流道内。

7.根据权利要求6所述的一种液冷充电桩,其特征在于,所述功率模块(2)的壳体(21)内还设有分隔板(21b),所述分隔板(21b)位于流道内,将流道分割为多个分流道。

8.根据权利要求6所述的一种液冷充电桩,其特征在于,所述流道的进口端和出口端均设有网格板(29)。

9.根据权利要求1所述的一种液冷充电桩,其特征在于,所述的发热元件(22)包括二极管、三极管、场效应管、igbt、电容、电感、变压器或控制芯片中的一个或多个。

10.根据权利要求1所述的一种液冷充电桩,其特征在于,所述的不导电液体为电子氟化液、变压器油、硅油或蒸馏水。

技术总结
本实用新型涉及一种液冷充电桩,包括充电桩本体和功率模块,功率模块和充电桩本体可拆卸式连接,功率模块包括壳体,以及安装在壳体内的发热元件和PCB板,PCB板一侧设有连接端伸出壳体,壳体的一端设有进液口和出液口,用于连接外部的冷却循环系统,壳体内充满不导电液体,浸没PCB板和发热元件,充电桩本体内设有安装端,用于和连接端相连。与现有技术相比,本实用新型将功率模块都整合在一个密封的壳体内通过不导电液体和连接外部的冷却循环系统相连实现散热,兼顾了功率模块的密封与散热,并且易于安装和维护。

技术研发人员:沈杞萌
受保护的技术使用者:上海分分充新能源技术有限公司
技术研发日:2020.11.20
技术公布日:2021.08.03

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