一种利用液冷散热的充电桩的制作方法

本发明属电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种带有散热降温功能的充电桩系统。

背景技术：

近期，电动汽车发展迅猛，电动汽车的充电桩的发展应运而生，充电桩再给电动汽车充电过程中，充电桩的变压器、整流模块以及电路板均会产生热量，随着热量不断发散出来，整个充电桩内部的温度就会快速升高，当充电桩内部热量达到一定温度值的时候，高温环境将影响充电桩内部的电路板稳定运行，可能出现电子故障降低充电桩的充电效率。倘若充电桩内部多个问题同时出现，也可能出现火灾隐患出现。

目前，充电桩的充电回路中整流模块的冷却基本上采用水水散热降温系统或者风风散热降温。这两种冷却方式的介质都是水，水的导热性好，但绝缘性差，水循环系统工艺要求较高，安装复杂，维护工作量大，而且一旦漏水，会带来较大的安全隐患。采用水冷必须解决冷却水的纯度和长期运行维护时系统的可靠性以及腐蚀性的问题。随着充电的进行，整流模块发热量增大，所以散热降温成为重要的问题。现有的水水散热降温系统或风风散热降温系统这两种方式管路构成复杂，密封接头多，容易发生泄露事故，而且随着整流模块的元器件的发热量的不断增大，这两种散热方式已逐渐不能满足要求。

采用风风散热降温，由于充电桩内部的热量较大，需要采用多个风机同时进行散热，有冷却效果差、噪音较大的缺点。另外，风风散热的冷却方式使用环境温度下的空气作为冷媒，散热器吸收的热量均被散失，没有得到利用，造成了能量的浪费。

专利申请号：201320159121.1，公开直流充电桩包括本体，所述本体内设有散热风扇和散热通道，散热风扇固定在本体上，且散热风道沿着本体的内壁延伸至本地的外面，所述散热风扇连接本体内部的电子元器件部分，散热风扇将本体内的热量通过散热管道排出体外，此实用新型缺点是风扇噪音较大，通过风扇将热量吹走这种散热方式散热效果较差。

专利申请号：201510948698.4公开了充电桩液冷电子散热器及充电桩，其中，充电桩液冷电子散热器设有带出水口的电动泵、与电动泵所述出水口相连通的管体、管体另一端与散热器相连接，散热器中通有冷却液，易发热部件放置在散热器旁边与冷却液不接触。在这个发明中，易发热部件与散热器接触不紧密，散热效果较差。

为了解决这些问题，特此提出本发明。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种利用液冷散热的充电桩。

为了实现上述目的，是通过以下技术方案实现的，

一种利用液冷散热的充电桩，主要包括主充电回路、中央处理器，主充电回路与中央处理器两连接；主充电回路包括易发热模块，中央处理器包括通信单元和控制单元，所述充电桩还包括油浸型散热器，在油浸型散热器的底部安装有所述易发热模块；所述的易发热模块主要包括整流模块以及功率变换模块。

在一个实施例中，所述充电桩系统还包括油泵，油泵与油浸型散热器、油箱相相连接，油泵还与中央处理器的控制单元相连接并在其控制下工作。

优选的，所述油浸型散热器内还安装有温度感应器以及油量探测器。

在一个实施例中，所述充电桩系统还包括冷却系统，冷却系统分别与油箱以及中央处理器相连接。

优选的，所述冷却系统可以是水冷系统或风冷系统。

一种充电桩的散热降温的方法，所述方法包括以下几个步骤：

s01：充电桩的中央处理器控制充电回路中的整流模块以及功率变换模块给电池模块充电；

s02：开始计时，k分钟后，中央处理器根据油量探测器检测散热器中冷却油的剩余油量；

s03：如果剩余油量小于油量标准值，中央处理器根据剩余油量以及油泵的流速，计算供油时间；

如果剩余油量大于或等于油量标准值，中央处理器根据温度感应器检测散热器中冷却油的温度；

s04：如果冷却油的温度大于温度标准值，中央处理器控制油泵从散热器中抽出冷却油，转s02；

如果冷却油的温度小于或等于温度标准值，转s02。

所述步骤s03中，设定供油时间t，设定油量标准值为b升，剩余油量为r升，油泵的流速为s升/秒，供油时间t等于b-r/s。

所述油量标准值为至少冷却油的油量到达油量标准值时，冷却油完全覆盖油浸型散热器内的发热模块。

所述步骤s02中k取值为5分钟。

有益效果：

本发明中，首先利用油浸型散热器内的冷却油与易发热部件接触面积较大，可以实现全面接触，散热效果较好；其次，易发热部件的热量慢慢的传到冷却油中，冷却油也在自然条件下散热，相当于增大了散热面积，加快了易发热部件的散热。

附图说明

图1是本发明充电桩实施例1的结构框图。

图2是本发明充电桩实施例2的流程图。

图3是本发明充电桩实施例3的结构框图。

图4是本发明充电桩实施例4的流程图。

具体实施方式

实施例1

参照图1，一种带有散热降温功能的充电桩系统，主要包括主充电回路、中央处理器。

主充电回路与中央处理器两连接。主充电回路主要包括整流模块、功率变换模块。主充电回路负责电池模块的充电处理。

中央处理器包括通信单元和控制单元，通信单元负责中央处理器同外部系统的网络连接，控制单元负责接收中央处理器的指令并控制与其连接的其他部件。

在充电桩系统充电的过程中，主充电回路其主要的作用，整流模块、功率变换模块发热较大。

充电桩系统还包括油浸型的散热器，在油浸型散热器的底部安装有充电桩系统中易发热模块。优选的，易发热模块有整流模块以及功率变换模块。

油浸型的散热器中还安装有温度感应器以及油量探测器。温度感应器用来感应油浸型散热器中冷却油的温度，油量探测器用来测量油浸型散热器中冷却油的剩余量。

充电桩系统还包括油泵，油泵同中央处理器的控制单元相连接，油泵的另一端同油浸型散热器相连接。油泵还与油箱相连接。为了达到较好的冷却效果，可以配置多个油箱，确保有足够油量进行散热处理。多个油箱同油泵相连接，油泵可以选择合适的温度油箱内的备用油并将其泵入到散热器中进行散热处理。

选取绝缘不导电、燃点较大不易燃的油质作为冷却油，比如二甲基硅油。

使用冷却油进行散热的好处在于，第一，冷却油与易发热部件接触面积较大，可以全面接触，散热效果较好；第二，易发热部件的热量慢慢的传到冷却油中，冷却油也在自然条件下散热，相当于增大了散热面积，加快了易发热部件的散热。

实施例2：参照图2，对实施例所述的充电桩系统的降温原理进行详细的说明。

s01：充电桩的中央处理器控制充电回路中的整流模块以及功率变换模块给电池模块充电，转s02；

s02：开始计时，k分钟后，中央处理器根据油量探测器检测散热器中冷却油的剩余油量，转s03；

s03：中央处理器判断剩余油量是否少于标准值，如果判断结果为是，剩余油量小于标准值，转s04；如果判断结果为否，即剩余油量大于或等于标准值，转s07；

s04：中央处理器根据剩余量以及油泵的流速，计算供油时间m，转s05；

s05：中央处理器控制油泵向散热器中输入冷却油n分钟，转s06；

s06：n分钟后，中央处理器控制油泵停止工作；

s07：中央处理器根据温度感应器检测散热器中冷却油的温度，转s08；

s08：中央处理器判断冷却油的温度是否大于标准值，如果判断结果为是，冷却油的温度大于标准值，转s09；如果判断结果为否，冷却油的温度小于或等于标准值，转s02；

s09：中央处理器控制油泵从散热器中抽出冷却油n分钟，转s02。

具体的，充电桩系统在充电过程中，整流模块以及功率变换模块是主要的发热模块，如果发热模块中的热量不及时排出的话，长时间的高热环境会加速整流模块以及功率变换模块的老化损坏，严重损害充电桩系统，缩短充电桩的使用寿命，所以整流模块以及功率变换模块的散热问题为充电桩研究中的重要问题。

在本实施中，充电桩在给电动汽车充电的过程中，主要是中央处理器控制充电回路中的整流模块以及功率变换模块开始给电动汽车的电池模块充电。开始计时，k分钟后，中央处理器根据油量探测器检测散热器中冷却油的剩余油量，中央处理器判断剩余油量是否少于标准值，如果剩余油量小于标准值，中央处理器根据剩余量以及油泵的流速，计算供油时间t，设定油量标准值为b升，剩余油量为r升，油泵的流速为s升/秒，供油时间等于b-r/s，中央处理器控制油泵向散热器中输入冷却油t，t时间后，中央处理器控制油泵停止工作。

如果剩余油量大于或等于标准值，即剩余油量大于或等于标准值，中央处理器根据温度感应器检测散热器中冷却油的温度，中央处理器判断冷却油的温度是否大于标准值，如果判断结果为冷却油的温度大于标准值，中央处理器控制油泵从散热器中抽出冷却油n分钟；

如果判断结果为冷却油的温度小于或等于标准值，中央处理器根据油量探测器检测散热器中冷却油的剩余油量，进入循环检测。

关于上述k，油量标准值的选定：

k选取值不宜过小，如果k的取值过小，将会出现过于频繁的检测充电回路的充电状况，效率较低，k的选取值也不宜过大，如果k的选值过大，将会出现在这k分钟内，充电回路的发热模块长时间的超过额定温度，导致损坏的发生，在这个实施例中，优选地，k设定为5分钟。

油量标准值可设定的最小值为刚好漫过散热器中内的整流模块以及功率变换模块，标准值的设定越大，散热器中冷却油的油量越多，散热效果越好，散热器中冷却油的油量越少，需要的油量越少，成本越低。

优选的，在本实施例中，标准值设定为漫过散热器中内的整流模块以及功率变换模块，为整个散热器盛油量四分之三的量。

实施例3：下面结合另外一种结构对充电桩系统的降温原理进行详细的说明。

参照图3，本实施例与实施例1不同之处在于，所述充电桩系统还包括冷却系统，冷却系统分别与油箱以及中央处理器相连接，冷却系统在中央处理器的控制单元的控制下，可以对油箱进行降温处理。为了实现在油箱的温度过高时对油箱进行降温处理，油箱内部设有辅助温度感应器。辅助温度感应器同中央处理器进行通讯连接，中央处理器通过辅助温度感应器可以获取油箱内储存的备用油的温度。

如果备用油的温度过热，自然降温条件下备用油的温度下降较慢不能满足给散热器中的易发热部件进行降温处理时，中央处理器将会启动冷却系统，加快油箱内的备用油的散热处理。

冷却系统可以是水冷系统，也可以是风冷系统，或者其他别能加快油箱内的备用油的散热处理的任何方式。

在这个实施例中，冷却系统的设置，相对实施例1，可以减少油箱内的备用油贮存量，在实施例1中，为了达到较好的冷却效果，需要配置足够多的油箱，确保有足够油量进行散热处理。在这个实施例中，可以减少油箱的数量，通过设置冷却系统给油箱的备用油进行降温处理。

实施例4：参照图4，参照又一实施方式对充电桩系统的降温原理进行详细的说明。

本实施例同实施例2不同处在于，在整个降温处理流程中增加了s20、s21，冷却处理的流程，具体参照流程如下：

s11：充电桩的中央处理器控制充电回路中的整流模块以及功率变换模块给电池模块充电，转s12；

s12：开始计时，k分钟后，中央处理器根据油量探测器检测散热器中冷却油的剩余油量，转s13；

s13：中央处理器判断剩余油量是否少于标准值，如果判断结果为是，剩余油量小于标准值，转s14；如果判断结果为否，即剩余油量大于或等于标准值，转s17；

s14：中央处理器根据剩余量以及油泵的流速，计算供油时间m，转s15；

s15：中央处理器控制油泵向散热器中输入冷却油n分钟，转s16；

s16：n分钟后，中央处理器控制油泵停止工作；

s17：中央处理器根据温度感应器检测散热器中冷却油的温度，转s18；

s18：中央处理器判断冷却油的温度是否大于标准值，如果判断结果为是，冷却油的温度大于标准值，转s19；如果判断结果为否，冷却油的温度小于或等于标准值，转s12；

s19：中央处理器控制油泵从散热器中抽出冷却油n分钟，转s20；

s20：判断油箱内的冷却油的温度是否低于额定温度，如果判断结果为是，符合给散热器加油的标准，转s12；如果判断结果为否，转s21；

s21：中央处理器开启冷却装置对油箱进行降温处理。

所述额定温度设定范围的最大值为小于散热器中易发热部件被损坏的额定温度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。