一种自带散热装置的充电桩系统的制作方法

本发明属电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种自带散热装置的充电桩系统。

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变压器、整流模块以及电路板的稳定运行，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媒散热降温系统或者风媒散热降温。采用水媒散热降温系统的冷却方式的介质是水，水的导热性好，但水中一旦带有杂质绝缘性会变差，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。采用水媒散热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。此外，现有的水媒散热降温系统或风媒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。

采用风媒散热降温，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，出现冷却效果差、噪音较大的缺点。

中国专利申请号：201610178423.1公开了一种移动充电桩内部分区结构，包括控制区、高压区、进风与风向引导区及电池系统区，所述高压区主要包括22v逆变器、变压器、24v直流转换器、高压直流铜排、充电机；所述进风与风向引导区包括带有防尘网的第一组百叶窗、第二组百叶窗以及散热风扇；散热风扇固定在第一组百叶窗上，用于将移动充电桩内部的热空气抽至周围环境中，第二组百叶窗固定在移动充电桩外壳的另一侧，用于使充电桩外部空气流入，在这个专利中，散热装置为风扇，散热效果差。

此外，以上发明风媒散热降温进行散热，散热效果不佳。

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，提供一种自带散热装置的充电桩系统。

为了实现上述目的，是通过以下技术方案实现的，

一种自带散热装置的充电桩系统，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相连接；主充电回路包括整流模块、功率变换模块；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部件；所述充电桩系统还包括散热装置、三通阀、水泵、油泵；三通阀分别与油泵、中央处理器、散热装置相连接。

在一个实施例中，所述散热装置包括冷却腔，冷却腔的下端有外筒支撑壁以及内筒支撑壁，所述外筒支撑壁向上延伸形成圆筒状的第一回程迂回壁；内筒支撑壁向上延伸形成第二回程迂回壁；第一回程迂回壁越过第二回程迂回壁向内弯折形成弧状过渡支撑壁，过渡支撑壁与第二回程迂回壁存有空隙，过渡支撑壁在平行第二回程迂回壁的方向继续延伸形成第三回程迂回壁；冷却腔的腔壁呈现三回程迂回壁结构，自外向内分别为第一回程迂回壁、第二回程迂回壁以及第三回程迂回壁。

优选的，所述第三回程迂回壁与内筒支撑壁形成冷却腔的内腔，所述内腔设置有支撑架、油量探测器，用于安放充电桩的整流模块、功率变换模块。

优选的，第一回程迂回壁与第二回程迂回壁之间形成单向的第一流出通道，第一流出通道沿着第一回程迂回壁、第二回程迂回壁延伸、并在过渡支撑壁处发生向内弯折形成单向的第二流出通道。

所述支撑架上设置有温度传感器。

所述第一回程迂回壁、第二回程迂回壁以及第三回程迂回壁沿着圆周方向上设有数条冷却管。

在所述第一回程迂回壁的外壁安装有入水口和出水口，每条冷却管分别入水口与出水口相连接；入水口同水泵的出水口相连接，出水口与水泵的入水口相连接。

所述散热装置的散热方法分为两个阶段：

第一阶段，中央处理器检测如果油泵、水泵、三通阀是否能正常工作，如果任意一个不能正常工作，中央处理器会发出警报信息；

第二阶段，中央处理器根据油量探测器检测冷却散热器中剩余冷却油的油量，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；计算供油时间进行供油处理；如果剩余油量大于或等于标准值，进入第三阶段；

第三阶段，通过散热器进行散热处理。

一种自带散热装置的充电桩系统的散热方法，所述散热处理具体分为以下三种散热模式，

第一种散热模式为：中央处理器控制三通阀，将散热器同备用油泵的通路、散热器同油泵的通路、散热器的出口同备用油泵、散热器的入口同油泵的通路同时打开，中央处理器控制备用油泵将散热箱中的冷却油抽出、同时，以相同的抽入速度将油箱中的油通过油泵泵入到散热器中；

第二种散热模式为：中央处理器开启三通阀，中央处理器控制三通阀，将散热器的出口通散热器的入口相连通，同时将水泵打开；

第三种散热模式为：将水泵打开；

s1：第一次判断,中央处理器根据温度感应器检测散热器中冷却油的温度，设为温度t，中央处理器判断温度t是否大于第一额定温度t1，根据判断结果的不同分为以下两种处理：

1.根据第一次判断的判断结果，结果为是时，即中央处理器判断温度t大于第一额定温度t1，执行第一种散热模式，n分钟后，将备用油泵、油泵与三桶阀关闭；循环进入第一次判断；

2.根据第一次判断的结果，结果为否时，进入第二次判断：中央处理器判断温度t是否大于第二额定温度t2，根据判断结果的不同分为以下两种处理：

21.根据第二次判断的判断结果，结果为是时，直接执行第二种散热模式，l分钟后，将备用水泵与三桶阀关闭,进入第一次判断；

22.根据第二次判断的判断结果，结果为是否时，进入第三次判断，第三次判断为：中央处理器判断温度t是否大于第二额定温度t3，根据判断结果的不同分为以下两种处理：

221.根据第三次判断的判断结果，结果为是时，直接执行第三种散热模式，k分钟后，将备用水泵关闭，进入第一次判断；

222.计时k分钟，进入第一次判断。

充电桩系统具有箱体，所述箱体包括控制区、高压区、进风与风向引导区及电池系统区，所述高压区主要包括22v逆变器、变压器、24v直流转换器、高压直流铜排、充电机；所述进风与风向引导区包括带有防尘网的第一组百叶窗、第二组百叶窗；所述散热装置放置在高压区靠近进风与风向引导区的位置上。

本发明散热效果在于，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。

第三，通过冷却管中的水的流动可以加快散热装置中冷却油的散热效果。

第四，通过三通阀实现冷却油在从散热装置的入口端到出口端之间的流动，增大冷却油的散热面积。

附图说明

图1是本发明的散热装置立体结构示意图。

图2是本发明的散热装置的俯视剖视图。

图3是本发明的散热装置的侧视剖视图。

图4是本发明的充电桩系统的结构框图。

图5是本发明的散热装置的工作流程图图。

图6是本发明的充电桩箱体结构示意图。

附图标记说明

为进一步清楚的说明本发明的结构和各部件之间的连接关系，给出了以下附图标记，并加以说明。

第二回程迂回壁5，第三回程迂回壁6，外筒支撑壁13，内筒支撑壁14

通过上述附图标记说明，结合本发明型的实施例，可以更加清楚的理解和说明本发明的技术方案。

具体实施方式

实施例1

结合附图1-4，对本发明进行详细描述。

一种散热装置，包括冷却腔，冷却腔的下端有外筒支撑壁13以及内筒支撑壁14，所述外筒支撑壁13向上延伸形成圆筒状的第一回程迂回壁4；内筒支撑壁14向上延伸形成第二回程迂回壁5。第一回程迂回壁4越过第二回程迂回壁5向内弯折形成弧状过渡支撑壁17，过渡支撑壁17与第二回程迂回壁5存有空隙，过渡支撑壁17在平行第二回程迂回壁5的方向继续延伸形成第三回程迂回壁6。至此，冷却腔的腔壁呈现三回程迂回壁结构，自外向内分别为第一回程迂回壁4、第二回程迂回壁5以及第三回程迂回壁6。

第三回程迂回壁6与内筒支撑壁14形成冷却腔的内腔15。

外筒支撑壁13与内筒支撑壁14之间形成有入口端2，入口端2的一端连接有油泵，油泵也就是冷却油的提供装置。

第一回程迂回壁4与第二回程迂回壁5之间形成单向的第一流出通道7，第一流出通道7沿着第一回程迂回壁4、第二回程迂回壁5延伸、并在过渡支撑壁17处发生向内弯折形成单向的第二流出通道8，也就是说第二流出通道8沿着第二回程迂回壁5、第三回程迂回壁6延伸直至冷却腔的内腔15。

内腔15上方设有入口端16。

第一流出通道7、第二流出通道8、内腔15形成单向的冷却油流通通道。最后冷却油从内腔15的开口端2流出。

冷却腔的内腔15设置有支撑架3，用于安放充电桩的发热模块，支撑架延伸到冷却腔的出口处，用于引导发热模块的连接导线。

支撑架3上设置有温度传感器，用于实时测量发热模块的温度。温度传感器通过连接线同充电桩的中央处理器相连，所述连接线通过支撑架导出冷却腔。

第一回程迂回壁4、第二回程迂回壁5以及第三回程迂回壁6沿着圆周方向上设有数条冷却管9。

在第一回程迂回壁4的外壁安装有入水口10和出水口11，每条冷却管9分别入水口10与出水口11相连接。

入水口10同水泵的出水口相连接，出水口11与水泵的入水口相连接。水泵同充电桩的中央处理器相连接，水泵在中央处理器的控制下工作，实现冷却管9的供水或抽水。

冷却管9中的水用来冷却流入通道7、流出通道8中冷却油，随着水泵的工作，冷却管9中的水可以将流入通道7、流出通道8中冷却油中的热量带走，从来使流入内腔15的冷却油温度较低。

一种自带散热装置的充电桩系统，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。

充电桩系统还包括散热装置，在散热装置的内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。

散热装置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散热装置中冷却油的温度，油量探测器用来测量散热装置中冷却油的剩余量。

充电桩系统还包括三通阀、水泵、油泵、油箱以及备用油箱。

三通阀分别与油泵、中央处理器、散热装置相连接。

油泵同中央处理器的控制单元相连接，油泵还分别与油箱以及备用油箱相连接。三通阀、与油泵在中央处理器的控制下，可以开启油泵、油箱与散热装置内部的油路通路、开启油泵、备用油箱与散热装置内部的油路通路、以及散热装置出口、油泵、散热装置入口到内部的油路通路。

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、燃点较大不容易燃烧的油质作为冷却油，比如二甲基硅油。

三通阀、油泵与水泵分别同中央处理器的控制单元相连接，同时，散热装置的入水口10同水泵的出水口相连接，散热装置的出水口11同水泵的入水口相连接。油泵通过三通阀与散热装置的出口2相连接。

参照图5，对散热装置散热流程进行详细说明。

s01：中央处理器检测油泵是否正常工作，判断结果为是，转s02，判断结果为否，转s04；

s02：中央处理器检测水泵是否正常工作，判断结果为是，转s03，判断结果为否，转s04；

s03：中央处理器检测三通阀是否正常工作，判断结果为是，转s05，判断结果为否，转s04；

s04：中央处理器发出警报信息；

s05：中央处理器根据油量探测器检测冷却散热器中剩余冷却油的油量，转s06；

s06：中央处理器判断剩余油量是否少于标准值，判断结果为是，转s07，判断结果为否，转s12；

s07：中央处理器根据剩余量以及油泵的流速，转s08；

s08：中央处理器开启三通阀，转s09；

s09：中央处理器控制三通阀，将油泵到散热器的通路打开，转s10；

s010：中央处理器控制油泵向散热器中输入冷却油，转s11；

s11：持续输入冷却油，d分钟后，中央处理器控制油泵停止工作，关闭三通阀，转s05；

s12：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s13；

s13：中央处理器判断温度是否大于第一额定温度，判断结果为是，转s14，判断结果为否，转s19；

s14：中央处理器开启三通阀，转s15；

s15：中央处理器控制三通阀，将散热器同备用油泵的通路、散热器同油泵的通路同时打开，转s16；

s16：中央处理器控制三通阀，将散热器的出口同备用油泵、散热器的入口同油泵的通路同时打开，转s17；

s17：中央处理器控制备用油泵将散热箱中的冷却油抽出、同时，以相同的抽入速度将油箱中的油通过油泵泵入到散热器中，转s18；

s18：n分钟后，将备用油泵、油泵与三桶阀关闭，转s12；

s19：判断油箱内的冷却油的温度是否大于第二额定温度，判断结果为是，转s20，判断结果为否，转s24；

s20：中央处理器开启三通阀，转s21；

s21：中央处理器控制三通阀，将散热器的出口通散热器的入口相连通，同时将水泵打开，转s22；

s22：l分钟后，将备用水泵与三桶阀关闭，转s12；

s23：判断油箱内的冷却油的温度是否大于第三额定温度，判断结果为是，转s24，判断结果为否，转s25；

s24：将水泵打开，k分钟后，将备用水泵关闭，转s12；

s25：计时k分钟，转s12。

充电桩的散热工作分为以下几个阶段：

第一阶段：准备工作阶段，首先，充电桩进入散热准备工作，中央处理器检测油泵是否能正常工作，如果油泵不能正常工作，中央处理器会发出警报信息；如果油泵可以正常工作，中央处理器继续检测水泵是否正常工作，如果水泵不能正常工作，中央处理器会发出警报信息；如果水泵可以正常工作，中央处理器继续检测三通阀是否正常工作，如果三通阀不能正常工作，中央处理器会发出警报信息；如果温度传感器、温度传感器、水泵均正常工作，充电桩散热准备工作完成。

随着充电桩给电池模块充电，发热模块开始持续发热，发热模块的热量分散在散热装置的内腔。

第二阶段，输油处理阶段，因为第一次使用时，散热器中会出现油量不够的情况，首先，中央处理器根据油量探测器检测冷却散热器中剩余冷却油的油量，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d，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，中央处理器开启三通阀，中央中央处理器控制三通阀，将油泵到散热器的通路打开，中央处理器控制油泵向散热器持续输入冷却油，d分钟后，中央处理器控制油泵停止工作，关闭三通阀；如果剩余油量大于或等于标准值，说明剩余油量很足，进入第三阶段，正式的散热处理阶段；

第三阶段，散热处理阶段，分为三次判断和三种散热模式。

第一种散热模式为：中央处理器开启三通阀，中央处理器控制三通阀，将散热器同备用油泵的通路、散热器同油泵的通路、散热器的出口同备用油泵、散热器的入口同油泵的通路同时打开，中央处理器控制备用油泵将散热箱中的冷却油抽出、同时，以相同的抽入速度将油箱中的油通过油泵泵入到散热器中。

第二种散热模式为：中央处理器开启三通阀，中央处理器控制三通阀，将散热器的出口通散热器的入口相连通，同时将水泵打开。这种散热模式方式可以用来实现散热器内冷却油流过冷却管，同时冷却管中的水通过水泵的运行确保是低温水。

第三种散热模式为：将水泵打开，确保冷却管中的水通过水泵的运行是低温水。

首先进行第一次判断：中央处理器根据温度感应器检测散热器中冷却油的温度，设为温度t，中央处理器判断温度t是否大于第一额定温度t1，根据判断结果的不同分为以下两种处理：

1.根据第一次判断的判断结果，结果为是时，即中央处理器判断温度t大于第一额定温度t1，说明散热器散热模块温度达到最高境界温度，说明第二种散热模式和第三种散热模式已不能满足这一阶段的散热要求；所以直接执行第一种散热模式，n分钟后，将备用油泵、油泵与三桶阀关闭；循环进入第一次判断；

2.根据第一次判断的结果，结果为否时，进入第二次判断：中央处理器判断温度t是否大于第二额定温度t2，根据判断结果的不同分为以下两种处理：

21.根据第二次判断的判断结果，结果为是时，说明第三种散热模式不能满足这一阶段的散热需求，直接执行第二种散热模式，l分钟后，将备用水泵与三桶阀关闭,进入第一次判断；

22.根据第二次判断的判断结果，结果为是否时，进入第三次判断，第三次判断为：中央处理器判断温度t是否大于第二额定温度t3，根据判断结果的不同分为以下两种处理：

221.根据第三次判断的判断结果，结果为是时，直接执行第三种散热模式，k分钟后，将备用水泵关闭，进入第一次判断；

222.计时k分钟，进入第一次判断。

n的设定为：将散热腔的入口关闭，将散热腔内所有冷却油抽出所消费的时间。

t1大于t2,t2大于t3，即t1表示的温度大于t2表示的温度，t2表示的温度大于t3表示的温度。

实施例2，下面结合散热装置在充电桩箱体的具体安装位置对本发明进行详细的说明。

参照图6，一种充电桩箱体，包括控制区18、高压区20、进风与风向引导区19及电池系统区21，所述高压区20主要包括22v逆变器、变压器、24v直流转换器、高压直流铜排、充电机；所述进风与风向引导区19包括带有防尘网的第一组百叶窗、第二组百叶窗；所述散热装置放置在高压区20靠近进风与风向引导区19的位置上。

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。