本技术涉及通信,尤其涉及一种充电主机和充电设备。
背景技术:
1、随着新能源汽车的快速发展,新能源汽车对充电设备的需求越来越高。一种充电设备中包括充电主机和充电终端,充电主机可以实现功率共享、按需分配充电功率,可满足不同车型、不同功率的新能源汽车的充电需求。充电终端和充电主机连接,并且,充电终端包括充电接口,充电终端通过充电接口可以和新能源汽车连接,从而向新能源汽车输出电能。
2、充电主机包括多个组成部件,其中,充电模块是充电主机的核心部件。充电模块在工作过程中会产生大量的热量,为了保证充电模块的正常运行,充电主机内部设置有散热组件,散热组件通过将充电模块产生的热量带出充电主机,从而达到为充电模块散热的效果。除了充电模块外,充电主机还包括功率模块,功率模块在工作过程中也会产生热量,并需要散热。一种现有技术中,充电主机内部设置有扰流风扇,扰流风扇通过将集中的热量散开,从而降低功率模块所在区域的温度,达到为功率模块进行散热的效果。然而,随着功率模块产热的增多,若仅采用扰流风扇无法将热量及时排出,导致机柜内部的温度越来越高,从而会影响电子元器件的寿命以及可靠性。
技术实现思路
1、本技术实施例提供的一种充电主机和充电设备,用于提高功率模块的散热效果。
2、第一方面,本技术实施例提供一种充电主机。该充电主机包括机柜,机柜内设置有充电模块、功率模块、第一换热器、第二换热器和冷板。其中,充电模块贴设于冷板的表面。冷板通过管路和第一换热器连通,并形成液冷循环回路,液冷循环回路内有冷却液流动。冷却液在流经冷板的过程中和充电模块发生热交换,充电模块放热后温度降低,冷却液吸热后温度升高。第一换热器用于给吸热后的冷却液降温,使得冷却液可以继续为充电模块散热。
3、为了给功率模块散热,机柜内还设置有多个风扇,该多个风扇用于驱动气流在机柜内循环流动,并使气流经过功率模块和第二换热器。气流在流经功率模块的过程中和功率模块发生热交换,功率模块放热后温度降低,气流吸热后温度升高。第二换热器用于给吸热后的气流降温,使得气流可以继续为功率模块散热。
4、上述充电主机中,通过采用风冷的形式对功率模块进行散热,并通过第二换热器对吸热后的气流进行降温,使得气流在循环流动的过程中持续不断地将功率模块产生的热量导出,提高了功率模块的散热效果。
5、具体设置时,可以在机柜内设置第一送风管路,并使得第一送风管路将从功率模块流出的热气流向第二换热器输送。具体的,功率模块包括壳体和发热元件,壳体具有散热通道,且散热通道具有进风口和出风口;发热元件设置于散热通道内;第一送风管路的一端和散热通道的出风口连通,第一送风管路的另一端朝向第二换热器设置。上述第一送风管路的设置可以使得从功率模块流出的气流沿第一送风管路的内部通道向第二换热器流动,从而减小了气流在流动过程中的损失,使得较多的气流可以流向第二换热器,并在第二换热器处得到冷却,避免了第二换热器中冷量的浪费。
6、另外,还可以在机柜内设置第二送风管路,并使得第二送风管路将从第二换热器流出的冷气流向功率模块输送。具体的,第二换热器设置有第一风冷通道,且第一风冷通道也具有进风口和出风口;机柜内设置有第二送风管路,第二送风管路的一端和第一风冷通道的出风口连通,第二送风管路的另一端朝向功率模块设置。上述第二送风管路的设置可以使得从第二换热器流出的低温气流沿第二送风管路的内部通道向功率模块流动,从而减小了气流在流动过程中的损失,从而使得较多的气流可以到达功率模块,进而提高功率模块的散热效果。
7、上述第一送风管路和第二送风管路可以单独设置,也可以共同设置。
8、为了增大第二换热器的换热面积,具体设置时,可以使得第一送风管路朝向第二换热器的一端具有倾斜设置的送风口,送风口具有较大的安装面积,通过将第二换热器设置于送风口,可以提高第二换热器的尺寸,使得第二换热器具有较大的换热面积。
9、在通过风冷形式对功率模块进行散热的过程中,高温高湿的气流在流经第二换热器的过程中容易产生凝露,在重力影响下,凝露可能会滴落至电子器件的表面,从而导致电子器件发生短路等故障。因此,为了对凝露进行收集,避免凝露滴落至电子器件的表面,第二换热器的底部设置有接水盘,接水盘可以承接从第二换热器滴落的凝露。
10、在充电主机中,功率模块的数量为多个,功率模块可以沿设定的方向依次排布,并形成一组。或者,功率模块也可以分为两组,且两组功率模块之间具有间隔。第二换热器可以设置于上述两组功率模块之间。通过将第二换热器设置于两组功率模块之间,可以使得第二换热器到每组功率模块之间的气流路径都较短,从而加快了气流的循环频率,提高了功率模块的散热效果。
11、在具体设置第一换热器时,第一换热器具有第一液冷通道,且第一液冷通道具有进液口和出液口,第一液冷通道的进液口和出液口分别通过管路和冷板连通。在具体设置第二换热器时,第二换热器包括多种可能的结构。在第二换热器一种可能的结构中,第二换热器具有第二液冷通道,且第二液冷通道也具有进液口和出液口。第二液冷通道的进液口可以通过管路和上述第一液冷通道的出液口连通,第二液冷通道的出液口可以通过管路和上述第一液冷通道的进液口连通。
12、按照上述方式将第二换热器和第一换热器连接后,从第一换热器流出的低温冷却液将分为两部分,一部分低温冷却液进入冷板内部,从而和充电模块进行热交换,使得充电模块的温度降低,进而实现为充电模块散热的效果。另一部分低温冷却液进入第二换热器内,从而和流经第二换热器的气流进行热交换,使得气流的温度降低,进而使得气流可以对功率模块进行散热,实现为功率模块散热的效果。
13、在第二换热器另一种可能的结构中,第二换热器嵌设于机柜的侧壁,并且,第二换热器具有相隔离的第一风冷通道和第二风冷通道,第一风冷通道和第二风冷通道均具有进风口和出风口。其中,第一风冷通道的进风口和出风口朝向机柜的内腔设置。机柜内部参与散热循环的气流在流动至第二换热器时,可以由与第一风冷通道相对应的进风口进入第二换热器,经第一风冷通道后由对应的出风口流出。第二风冷通道的进风口和出风口朝向外部环境设置。外部环境中的气流可以由与第二风冷通道相对应的进风口进入第二换热器,经第一风冷通道后由对应的出风口流出。
14、上述第一风冷通道和上述第二风冷通道之间设置有换热壁,换热壁具有较高的导热性。机柜内部的气流和外部环境中的气流在流经对应的通道时通过换热壁进行热交换。
15、为了合理地利用机柜内部的空间,可以在机柜内部设置有隔板,隔板可以将机柜内部的空间分隔为温控腔和电气腔。在对机柜内部的器件进行布局时,可以将第一换热器设置于控温控,并将和液冷循环有关的循环泵、储液箱等设置于控温腔。另外,可以将充电模块和功率模块等电子器件设置于电气腔。通过使温控腔和电气腔相隔离,保证了电气腔内的防水防尘ip等级。
16、在具体安装上述第二换热器时,可以将第二换热器嵌设于电气腔的侧壁,并使第一风冷通道的进风口和出风口朝向电气腔设置。
17、在第二换热器又一种可能的结构中,第二换热器还可以利用温控腔内的低温气流对电气腔内参与散热循环的气流进行散热。具体的,上述第二换热器具有相隔离的第一风冷通道和第二风冷通道,且第一风冷通道和第二风冷通道均具有进风口和出风口。电气腔内部参与散热循环的气流在流动至第二换热器时,可以由与第一风冷通道相对应的进风口进入第二换热器,经第一风冷通道后由对应的出风口流出。第一风冷通道的进风口和出风口分别与电气腔连通,第二风冷通道的进风口和出风口分别与温控腔连通。温控腔内的气流可以由与第二风冷通道相对应的进风口进入第二换热器,经第一风冷通道后由对应的出风口流出。
18、上述第一风冷通道和上述第二风冷通道之间设置有换热壁,换热壁具有较高的导热性。电气腔内的气流和温控腔内的气流在流经对应的通道时通过换热壁进行热交换。
19、在具体安装上述第二换热器时,可以将第二换热器嵌设于隔板,并使第一风冷通道的进风口和出风口朝向电气腔设置,使第二风冷通道的进风口和出风口朝向温控腔设置。
20、除了将第二换热器嵌设于隔板,还可以将第二换热器设置于温控腔。为了第一风冷通道的进风口和出风口分别和电气腔连通,在温控腔内,第一风冷通道的进风口连接有进风管路,第一风冷通道的出风口连接有出风管路。并且,隔板设置有第一通孔和第二通孔,上述进风管路通过第一通孔和电气腔连通,上述出风管路通过第二通孔和电气腔连通。
21、在充电主机一种可能的结构中,机柜内设置有隔板,隔板将机柜的内腔分隔为温控腔和电气腔。其中,第一换热器设置于温控腔,充电模块、功率模块以及冷板设置于电气腔。冷板的数量为多个,且多个冷板沿第一方向排布。功率模块的数量为多个,且多个功率模块也沿第一方向排布。功率模块和冷板之间设置有第一间隙,功率模块背离冷板的一侧和机柜的内壁之间设置有第二间隙。第一间隙和第二间隙用于形成气流的通路。
22、功率模块包括壳体和发热元件,壳体具有散热通道,发热元件设置于散热通道内。散热通道的一端和上述第一间隙连通,散热通道的另一端和上述第二间隙连通。第二换热器设置有第一风冷通道,第一风冷通道的一端和上述第一间隙连通,第一风冷通道的另一端和上述第二间隙连通。
23、在充电主机另一种可能的结构中,机柜内设置有隔板,隔板将机柜的内腔分隔为温控腔和电气腔。第一换热器设置于温控腔,充电模块、功率模块以及冷板设置于电气腔。温控腔和电气腔可以沿第一方向排布,也可以沿第二方向排布。上述第一方向和第二方向相垂直。其中,第一方向可以为水平方向,相应的,第二方向为机柜的高度方向。在上述排布方式下,充电主机具有卧式的机柜。或者,第一方向也可以为机柜的高度方向,相应的,第二方向为水平方向。在上述排布方式下,充电主机具有立式的机柜。这里,“机柜的高度方向”为机柜在使用状态时,垂直于地面的方向。
24、第二方面,本技术实施例还提供一种充电设备,充电设备包括充电终端和第一方面任一实施例所述的充电主机。其中,充电终端和充电主机连接。
25、上述充电设备可以应用于为电动车辆充电的场景中,其中,充电主机可以将电网中的交流电转换为直流电,并通过充电终端将直流电输送至电动车辆,从而为电动车辆补充电能。充电终端具体可以为充电桩。充电主机在工作过程中,可以采用液冷的形式对充电模块进行散热,并可以采用风冷的形式对功率模块进行散热。在对功率模块进行散热的过程中,通过第二换热器对吸热后的气流进行降温,使得气流在循环流动的过程中持续不断地将功率模块产生的热量导出,提高了功率模块的散热效果。
1.一种充电主机,其特征在于,包括机柜,所述机柜内设置有充电模块、功率模块、第一换热器、第二换热器和冷板;
2.如权利要求1所述的充电主机,其特征在于,所述功率模块包括壳体和发热元件,所述壳体具有散热通道,且所述散热通道具有进风口和出风口;所述发热元件设置于所述散热通道内;
3.如权利要求2所述的充电主机,其特征在于,所述第一送风管路朝向所述第二换热器的一端具有倾斜设置的送风口,所述第二换热器设置于所述送风口。
4.如权利要求3所述的充电主机,其特征在于,所述第二换热器的底部设置有接水盘。
5.如权利要求1或2所述的充电主机,其特征在于,所述功率模块的数量为多个,多个所述功率模块分为两组,且两组所述功率模块间隔设置;所述第二换热器设置于两组所述功率模块之间。
6.如权利要求1~4任一项所述的充电主机,其特征在于,所述第一换热器具有第一液冷通道,且第一液冷通道具有进液口和出液口,所述第一液冷通道的进液口和出液口分别通过管路和所述冷板连通;
7.如权利要求6所述的充电主机,其特征在于,所述机柜内设置有隔板,所述隔板将所述机柜的内腔分隔为温控腔和电气腔;所述第一换热器设置于所述温控腔,所述充电模块、所述功率模块以及所述冷板设置于所述电气腔;
8.如权利要求1或2所述的充电主机,其特征在于,所述第二换热器嵌设于所述机柜的侧壁;
9.如权利要求8所述的充电主机,其特征在于,所述机柜内设置有隔板,所述隔板将所述机柜的内腔分隔为温控腔和电气腔;所述第一换热器设置于所述温控腔,所述充电模块、所述功率模块以及所述冷板设置于所述电气腔;
10.如权利要求8所述的充电主机,其特征在于,所述机柜内设置有隔板,所述隔板将所述机柜的内腔分隔为温控腔和电气腔;所述第一换热器设置于所述温控腔,所述充电模块、所述功率模块以及所述冷板设置于所述电气腔;
11.如权利要求1或2所述的充电主机,其特征在于,所述机柜内设置有隔板,所述隔板将所述机柜的内腔分隔为温控腔和电气腔;所述第一换热器设置于所述温控腔,所述充电模块、所述功率模块以及所述冷板设置于所述电气腔;
12.如权利要求11所述的充电主机,其特征在于,所述第二换热器嵌设于所述隔板,且所述第一风冷通道的进风口和出风口朝向所述电气腔设置,第二风冷通道的进风口和出风口朝向所述温控腔设置。
13.如权利要求11所述的充电主机,其特征在于,所述第二换热器设置于所述温控腔,且所述第一风冷通道的进风口连接有进风管路,所述第一风冷通道的出风口连接有出风管路;
14.如权利要求11所述的充电主机,其特征在于,所述冷板的数量为多个,且多个所述冷板沿第一方向排布;
15.如权利要求1~4任一项所述的充电主机,其特征在于,所述机柜内设置有隔板,所述隔板将所述机柜的内腔分隔为温控腔和电气腔;所述第一换热器设置于所述温控腔,所述充电模块、所述功率模块以及所述冷板设置于所述电气腔;
16.如权利要求1~4任一项所述的充电主机,其特征在于,所述机柜内设置有隔板,所述隔板将所述机柜的内腔分隔为温控腔和电气腔;所述第一换热器设置于所述温控腔,所述充电模块和所述功率模块设置于所述电气腔;
17.一种充电设备,其特征在于,包括充电终端和权利要求1~16任一项所述的充电主机,所述充电终端和所述充电主机连接。
