一种充电桩群集中散热冷却系统的制作方法

本发明涉及散热，具体涉及一种充电桩群集中散热冷却系统。

背景技术：

1、新能源汽车800v平台的出现，对充电的时效性提出了更高的要求，充电桩中直流快充功率120kw、180kw到超充功率400kw以及更高，而充电桩体积有限，更高的功率充电桩需要的散热量更大，散热性能的好坏直接影响到充电桩的安全和寿命。

2、为解决高功率充电桩散热，现有技术方案为采用液冷冷却模式，即在充电模块和充电线枪内部采用液体换热，虽然液冷充电桩能很好的实现散热，而集成了液冷板、制冷单元等的液冷充电桩存在成本高、再扩展能力弱、散热功耗大的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种充电桩群集中散热冷却系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种充电桩群集中散热冷却系统，包括第一散热回路、第二散热回路和换热器；

4、所述第一散热回路包括多台充电桩、工质、工质液管、换热器和工质气管，每台充电桩内部至少含有一个热管蒸发器，每台所述充电桩均含有上接口和下接口，所述上接口高于充电桩与工质气管连接，所述下接口低于充电桩与工质液管连接，所述上接口、热管蒸发器、工质气管、换热器、工质液管、下接口和热管蒸发器之间连接组成第一散热回路，所述工质填充于第一散热回路内，因吸热增发和冷凝放热发生气液相变；

5、所述第二散热回路包括制冷机、制冷剂、换热器、进液管和出液管，所述制冷机、出液管、换热器、进液管和制冷机之间连接组成第二散热回路，所述制冷剂填充于第二散热回路内。

6、优选地，还包括第三散热回路，所述换热器并联第三散热回路，所述第三散热回路为直接连接建筑就近冷源、其他公共冷源、连接入热回收热泵机组的低温循环放热、自来水中的一种。

7、优选地，所述充电桩内包括多个充电模块、多个充电线枪和多个控制电路部件，所述热管蒸发器均与多个充电模块、多个充电线枪之间发生热交换。

8、优选地，所述工质气管至少含有一条主管和多条支管，且所述工质气管为金属铜管、金属铝管、复合纤维塑料管中的一种，所述工质气管主管安装倾斜角度≥5°，所述工质气管支管垂直地面安装；

9、所述工质液管至少含有一条主管和支管，且所述工质液管为金属铜管、金属铝管、复合纤维塑料管中的一种，所述工质液管主管安装倾斜角度≥15°，所述工质液管支管高度≤5cm。

10、优选地，所述换热器为多接口管壳式换热器、多接口套管式换热器、多接口套管翅片一体式换热器、板式换热器中的一种；

11、其中，所述多接口管壳式换热器包括壳体、第一螺纹铜管和第二螺纹铜管，所述第一螺纹铜管和第二螺纹铜管弯曲成不同的环路并垂直交叉，所述第一螺纹铜管和第二螺纹铜管之间通过多个第一支撑件固定连接，所述第一螺纹铜管和第二螺纹铜管均位于壳体内，所述壳体侧壁设有三对连接口；

12、其中，所述多接口套管式换热器包括外螺纹铜管、至少一条内螺纹铜管，所述内螺纹铜管位于外螺纹铜管内，且所述外螺纹铜管、内螺纹铜管之间通过多个第二支撑件固定连接，所述外螺纹铜管、内螺纹铜管均弯曲成蛇形状，所述外螺纹铜管两端和靠近两端的两个内壁均设有连接口；

13、其中，所述多接口套管翅片一体式换热器包括多接口套管式换热器、多个铝翅片和加固框，多个铝翅片安装在多接口套管式换热器上，所述铝翅片厚度为0.1mm，相邻的两个所述铝翅片间距为1.5mm，所述多接口套管式换热器和多个铝翅片位于加固框内，多个所述铝翅片上端和下端均与加固框内壁固定连接。

14、优选地，所述多接口套管翅片一体式换热器外布置有加强散热装置，且所述铝翅片表面采用亲水膜加工处理，所述加强散热装置为多个风扇、多个风扇加喷淋器中的一种；

15、其中，所述加强散热装置为多个风扇，所述多个风扇位于多接口套管翅片一体式换热器正上方；

16、其中，所述加强散热装置为多个风扇加喷淋器，所述喷淋器外接自来水过滤水箱，所述多接口套管翅片一体式换热器下方设有接水盘，所述接水盘内壁通过循环水泵与喷淋器内壁连通，实现水循环利用。

17、优选地，所述制冷机为空气源制冷机、风冷冷水机组、冷却塔中的一种。

18、优选地，所述风冷冷水机组包括风冷冷凝器、压缩机、节流阀、蒸发器、冷却盘管、风机和水泵，所述风机、冷却盘管和风冷冷凝器沿风机气流方向串联设置，且所述蒸发器、冷却盘管、进液管和出液管之间设置有三通阀；

19、其中，所述风冷冷水机组采用风机和冷却盘管运行模式，即压缩机不运行，仅通过冷却盘管和空气对流自然散热；

20、其中，所述风冷冷水机组采用风机、风冷冷凝器和蒸发器运行模式，即压缩机运行，主动制冷散热；

21、其中，所述风冷冷水机组采用风机、冷却盘管、风冷冷凝器和蒸发器运行模式，即主动制冷散热和空气对流散热同时进行。

22、优选地，所述水泵为变频水泵，可基于风冷冷水机组进出制冷剂温度差变频调节。

23、优选地，所述工质为甲醇、丙酮、r11、r123、r141b、r1233zd(e)中的一种；

24、所述制冷剂为水、水+乙二醇、r410a、r22、r32、r1234yf、r134a、r744、r600a、r290、r717、r505、r506、r510a中的一种。

25、与现有的技术相比，本发明优点在于：

26、1：上接口、热管蒸发器、工质气管、换热器、工质液管和下接口形成的第一散热回路，利用“热虹吸原理”和换热器与热管蒸发器之间的高度差形成制冷循环，利用工质的相变吸热和放热，快速实现热量从充电桩特别是充电模块和充电线枪转移到换热器且无采用泵或增压器，减少散热能量开销，提高效率的同时减低成本。

27、2：制冷机、出液管、换热器和进液管之间形成的第二散热回路，可基于热量负荷需要实现按需调节向环境中释放热量，可以基于散热需要进行主动散热配置。

28、3：基于项目所在地具体情况可采用第三散热回路，利用低价冷源散热，从而大大节约散热运营成本。

29、4：针对夏季高温区域，可采用带增强散热的换热器，实现换热器的自散热，降低主动散热的功耗。

30、5：第一散热回路和第二散热回路可采用单一管路和1+n备份管路模型，从而保障了散热的稳定性和安全性。

技术特征：

1.一种充电桩群集中散热冷却系统，其特征在于，包括第一散热回路(1)、第二散热回路(2)和换热器(3)；

2.根据权利要求1所述的一种充电桩群集中散热冷却系统，其特征在于，还包括第三散热回路(4)，所述换热器(3)并联第三散热回路(4)，所述第三散热回路(4)为直接连接建筑就近冷源、其他公共冷源、连接入热回收热泵机组的低温循环放热、自来水中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种充电桩群集中散热冷却系统，其特征在于，所述充电桩(11)内包括多个充电模块(17)、多个充电线枪(18)和多个控制电路部件(19)，所述热管蒸发器(12)均与多个充电模块(17)、多个充电线枪(18)之间发生热交换。

4.根据权利要求1所述的一种充电桩群集中散热冷却系统，其特征在于，所述工质气管(14)至少含有一条主管和多条支管，且所述工质气管(14)为金属铜管、金属铝管、复合纤维塑料管中的一种，所述工质气管(14)主管安装倾斜角度≥5°，所述工质气管(14)支管垂直地面安装；

5.根据权利要求1所述的一种充电桩群集中散热冷却系统，其特征在于，所述换热器(3)为多接口管壳式换热器(32)、多接口套管式换热器(33)、多接口套管翅片一体式换热器(34)、板式换热器中的一种；

6.根据权利要求5所述的一种充电桩群集中散热冷却系统，其特征在于，所述多接口套管翅片一体式换热器(34)外布置有加强散热装置，且所述铝翅片(341)表面采用亲水膜加工处理，所述加强散热装置为多个风扇(343)、多个风扇(343)加喷淋器(344)中的一种；

7.根据权利要求1所述的一种充电桩群集中散热冷却系统，其特征在于，所述制冷机(21)为空气源制冷机(211)、风冷冷水机组(212)、冷却塔(213)中的一种。

8.根据权利要求7所述的一种充电桩群集中散热冷却系统，其特征在于，所述风冷冷水机组(212)包括风冷冷凝器(5)、压缩机、节流阀、蒸发器(2121)、冷却盘管(2122)、风机(6)和水泵(7)，所述风机(6)、冷却盘管(2122)和风冷冷凝器(5)沿风机(6)气流方向串联设置，且所述蒸发器(2121)、冷却盘管(2122)、进液管(22)和出液管(23)之间设置有三通阀(2123)；

9.根据权利要求8所述的一种充电桩群集中散热冷却系统，其特征在于，所述水泵(7)为变频水泵，可基于风冷冷水机组(212)进出制冷剂温度差变频调节。

10.根据权利要求1所述的一种充电桩群集中散热冷却系统，其特征在于，所述工质为甲醇、丙酮、r11、r123、r141 b、r1233zd(e)中的一种；

技术总结
本发明涉及散热技术领域，具体涉及一种充电桩群集中散热冷却系统，包括第一散热回路、第二散热回路和换热器；所述第一散热回路包括多台充电桩、工质、工质液管、换热器和工质气管，每台充电桩内部至少含有一个热管蒸发器，每台所述充电桩均含有上接口和下接口，所述上接口高于充电桩与工质气管连接。本发明中上接口、热管蒸发器、工质气管、换热器、工质液管和下接口形成的第一散热回路，利用“热虹吸原理”和换热器与热管蒸发器之间的高度差形成制冷循环，利用工质的相变吸热和放热，快速实现热量从充电桩特别是充电模块和充电线枪转移到换热器且无采用泵或增压器，减少散热能量开销，提高效率的同时减低成本。

技术研发人员：刘俊
受保护的技术使用者：成都嘉信九洲科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10