CN206797165U - 一种增强散热及防护的直流充电桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种增强散热及防护的直流充电桩，包括直流充电桩机壳以及设于直流充电桩机壳内的充电机芯，所述直流充电桩机壳包括设有前部开口的机壳框架，所述机壳框架的前部设有封闭前部开口的柜门，所述机壳框架还设有后部开口和顶部开口，所述机壳框架的后部安装有封闭后部开口的散热器，所述机壳框架的顶部安装有封闭顶部开口的空气换热器。本实用新型可以通过空气换热器或者散热器单独进行散热，也可以同时进行散热，不仅具有更好的灵活性及可靠性，而且确保散热效果满足苛刻的环境要求。

Description

一种增强散热及防护的直流充电桩

技术领域

本实用新型涉及直流充电技术，具体涉及直流充电桩。

背景技术

直流充电桩是给电动汽车提供电能的设备，从电网中获取交流电能转换成直流电能供应给电动汽车。直流充电桩通常由几部分组成：若干个充电单元、一个分配单元，一个控制单元以及一个人机交互单元；充电单元中含有功率器件、变压器、电抗器、半导体等元器件，分配单元中含有疏导铜排、电路板等元器件，控制单元及人机交互单元中含有电路板、端子接头等元器件；以上电子元器件(以下将统称为带电元器件)运行条件都较为苛刻。运行环境中的灰尘、雨水、湿气等因素会导致元器件出现损坏、短路，电压击穿等影响充电桩寿命甚至使用安全的故障模式。同时，充电单元中功率器件、变压器、电抗器以及半导体等带电元器件在工作运行时会散发出大量的热量。因此，如何实现充电单元大量热量散发出直流充电桩的同时又能够防止灰尘、雨水、湿气进入直流充电桩影响带电元器件的使用安全及寿命一直是充电桩领域的难题。

传统直流充电桩通过风扇将大量的外界空气引入充电桩，持续的外界空气吹过散热器件带走热量达到散热的目的，传统的直流充电桩防水防尘的实施方法为：风道设计成风口朝下形状，利用雨水受重力作用向下流的特性，达到雨水不进入充电桩的效果；风道口加防尘滤网，通过防尘滤网的蜂窝孔限制灰尘进入达到防尘的目的。

传统直流充电桩散热及防护结构的缺点：

1、传统充电桩将充电桩外部空气引入充电桩内部的同时，防尘滤网蜂窝孔无法完全的防止外部空气中的灰尘、雨天时的湿气进入。外部的灰尘及湿气将影响充电桩内部带电元器件的使用寿命，甚至危及充电桩的使用安全；

2、防尘滤网在使用一段时间后会累积大量灰尘油污影响进风量及出风量，进而影响散热效果，散热效果降低时，内部发热元器件的温度将逐步上升，当温度达到元器件最高使用温度时，控制单元为保护元器件将降低输出功率以降低发热量，导致充电桩无法满功率输出，影响充电桩的性能；

3、传统充电桩安装的防尘滤网需要定期的到现场清理，增加使用成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种增强散热及防护的直流充电桩，实现直流充电桩大量热量的快速散发，同时又能够防止灰尘、雨水、湿气进入直流充电桩影响带电元器件的使用安全及寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种增强散热及防护的直流充电桩，包括直流充电桩机壳以及设于直流充电桩机壳内的充电机芯，所述直流充电桩机壳包括设有前部开口的机壳框架，所述机壳框架的前部设有封闭前部开口的柜门，所述机壳框架还设有后部开口和顶部开口，所述机壳框架的后部安装有封闭后部开口的散热器，所述散热器包括散热器基板、沿上下方向垂直布置于散热器基板上的若干散热器翅片、罩设在若干散热器翅片上的散热器盖板，所述充电机芯与散热器基板贴合，所述散热器翅片之间形成散热气隙，所述散热器在散热器翅片的左侧或者右侧设有一排散热风扇，所述盖板的左右两侧壁上开设有与散热气隙连通的通气孔，所述机壳框架的顶部安装有封闭顶部开口的空气换热器，所述空气换热器包括换热器框架、设于换热器框架内的换热铝箔，所述换热器框架具有前后两侧壁及顶壁，所述换热铝箔沿前后方向折叠成波浪形安装在换热器框架内部，所述换热铝箔与换热器框架的拼接缝处由硅胶填充，所述换热铝箔与换热器框架的顶壁之间形成上换热腔体，所述换热铝箔的下侧形成与机壳框架内部连通的下换热腔体，所述空气换热器在换热铝箔的左侧或者右侧设有一排换热风扇，所述换热器框架上罩设有换热盖板，所述换热盖板的左右两侧壁上开设有与上换热腔体连通的换热孔。

优选的，所述散热器通过螺栓安装在直流充电桩机壳上，所述散热器基板的背面设有散热器密封条，螺栓拧紧并压迫散热器密封条使散热器与后部开口外周缘之间密封。

优选的，所述直流充电桩机壳的后部开设有凹槽，所述凹槽的底面环绕后部开口设有散热器安装面，所述散热器安装面上开设有螺栓孔。

优选的，所述前部开口的周缘设有向前凸出的门密封条，所述柜门关闭后压紧门密封条实现密封。

优选的，所述机壳框架由钣金件拼接而成，拼接接缝处通过焊接形成密封。

优选的，所述散热器翅片的厚度为1-3mm，所述散热器翅片的高度为50-85mm。

优选的，所述散热器翅片的间距为3mm-8mm。

优选的，所述空气换热器通过螺栓安装在直流充电桩机壳上，所述机壳框架的顶面环绕顶部开口设有换热器安装面，所述换热器安装面上开设有供螺栓穿入的螺栓孔。

优选的，所述换热器安装面上设有防水垫圈，所述换热器框架的底部周缘设有安装边框，所述安装边框安装在换热器安装面上，并在螺栓拧紧后压迫防水垫圈使安装边框与顶部开口外周缘之间密封。

本实用新型采用的技术方案，通过空气换热器使直流充电桩机壳内部的热空气与外部空气进行换热，通过散热器的热传导方式将充电机芯的热量散发到散热器，并通过散热风扇作用，使热量及时排放到空气中，从而将热量持续的传递出充电桩机柜。因此，可以通过空气换热器或者散热器单独进行散热，也可以同时进行散热，不仅具有更好的灵活性及可靠性，而且确保散热效果满足苛刻的环境要求。

由于无需与直流充电桩机壳内部进行空气流通交换，因此可以将带电元器件密封在直流充电桩机壳的内部空间中。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

a、避免外界灰尘、雨水、湿气对带电元器件的影响，提高带电元器件的使用寿命，提高充电桩的使用安全；

b、不需要使用防尘滤网，不存在防尘滤网积尘等导致散热失效的问题，提高直流充电桩的性能稳定性；

c、不需要使用防尘滤网，实现长期免维护降低充电成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

图1是本实用新型的总装结构示意图；

图2是本实用新型的分解结构示意图；

图3是直流充电桩机壳的结构示意图一；

图4是直流充电桩机壳的结构示意图二；

图5是散热器的部分组件示意图；

图6是空气换热器的部分组件示意图；

图7是充电机芯的热传导结构示意图；

图8是散热器的空气流通示意图。

具体实施方式

如图1至图6所示，一种增强散热及防护的直流充电桩，包括直流充电桩机壳1，所述直流充电桩机壳1包括机壳框架10，所述机壳框架10设有前部开口101及顶部开口103，所述机壳框架的前部连接封闭前部开口的柜门11，所述机壳框架的顶部安装有封闭顶部开口的空气换热器2，所述空气换热器2包括换热器框架20、设于换热器框架内的换热铝箔21，所述换热铝箔21沿前后方向折叠成波浪形安装在换热器框架内部。所述换热器框架20至少具有前后两侧壁及顶壁，所述换热铝箔21与换热器框架的拼接缝处由硅胶填充，所述换热铝箔与换热器框架的顶壁之间形成上换热腔体，上换热腔体由换热铝箔21沿前后方向分隔出一排空气流通通道，所述换热铝箔的下侧形成与机壳框架内部连通的下换热腔体，使散热铝箔21与机壳框架内部热空气直接接触，所述空气换热器在换热铝箔的左侧或者右侧设有一排换热风扇22，所述换热器框架上罩设有换热盖板23，所述换热盖板23的左右两侧壁上开设有与上换热腔体连通的换热孔231。换热风扇22可将外界空气持续的经一侧换热孔吹入空气换热器上换热腔体之中，流过各个空气流通通道并与直流充电桩机壳内部的热空气进行换热，最后从另一侧换热孔中吹出，可以将热量持续的传递出直流充电桩机壳。

其中，所述散热铝箔21的厚度为0.1mm，具有较好的换热效果。所述空气换热器2通过螺栓安装在直流充电桩机壳1上，所述机壳框架的顶面环绕顶部开口设有换热器安装面104，所述换热器安装面上开设有供螺栓穿入的螺栓孔。螺栓连接的方式便于更换和维修空气换热器。

为了使换热器框架21与机壳框架的顶部开口103形成密封，所述换热器安装面104上设有防水垫圈24，所述换热器框架的底部周缘设有安装边框201，所述安装边框201安装在换热器安装面104上，并在螺栓拧紧后压迫防水垫圈24使安装边框201与后部开口外周缘之间密封，同时使空气换热器的下换热腔体与直流充电桩机壳内部空间形成一个密封腔体。

进一步的，为了强化直流充电桩机壳1的密封效果，所述前部开口的周缘设有向前凸出的门密封条102，所述柜门11关闭后压紧门密封条102实现密封。所述机壳框架10由钣金件拼接而成，且拼接接缝处通过焊接形成密封。

另外，充电桩中有交流电进线，充电枪出线等。进线、出线位置通过防护法兰等装置实现密封，但此装置在普遍充电桩中都有使用，故此不在赘述。

进一步的，所述机壳框架设有后部开口105，所述机壳框架的后部安装有封闭后部开口的散热器3，所述散热器3包括散热器基板31、沿上下方向垂直布置于散热器基板上的若干散热器翅片32、罩设在若干散热器翅片上的散热器盖板34，所述充电机芯4与散热器基板31贴合，散热器翅片32沿左右方向延伸，相邻散热器翅片32之间形成散热气隙，所述散热器在散热器翅片的左侧或者右侧设有一排散热风扇33，散热器盖板的左右两侧壁上开设有与散热气隙连通的通气孔341，两侧通气孔经散热风扇与散热气隙连通形成气流通道。当充电机芯4温度上升时，热量将通过热传导的方式经散热器基板31传导至散热器翅片32，散热风扇33持续将外界环境空气吹过散热器翅片32带走散热器翅片上的热量，最终使热量快速散发出充电桩。

其中，所述散热器3通过螺栓安装在直流充电桩机壳上，所述直流充电桩机壳的后部开设有凹槽106，所述凹槽的底面环绕后部开口设有散热器安装面，所述散热器安装面上开设有螺栓孔，螺栓连接的方式便于更换和维修散热器。

为了使散热器基板31与机壳框架的后部开口105形成密封，所述散热器基板的背面设有散热器密封条311，螺栓拧紧后，压迫散热器密封条311使散热器与后部开口外周缘之间密封。

其中，充电机芯4包括若干充电单元，一分配单元，一控制单元，一人机交互单元；充电单元中含有功率器件、变压器、电抗器、半导体等元器件；分配单元中含有疏导铜排、电路板等元器件；控制单元包括电路板、通信线、端子接头等元器件；人机交互单元包括电路板、通信线、端子接头等元器件。如图7所示，充电机芯4，特别是功率器件、变压器、电抗器以及半导体等元器件直接贴在散热器基板31上，产生的热量直接传导给散热器，加快热量散发。当然，本领域技术人员可以理解的是，散热器基板及散热器翅片由导热率极高的铝或铜材质制作，以提高散热效率。

所述散热器翅片厚度较小，一般为1mm-3mm，本实施例优选为1mm；所述散热器翅片的高度为50-85mm，本实施例中优选为5mm；所述散热器翅片的间距尽量小以便于布置尽量多的翅片，一般为3mm-8mm，本实施例中优选为4mm。上述散热器翅片的设置，可以达到较好的散热效果。

如图8所示，散热风扇33正对于散热器翅片32安装，散热风扇33可将外界空气持续的经一侧通气孔吹入散热气隙之中，最后从另一侧通气孔中吹出，最大效率的利用吹入的空气，并带走直流充电桩机壳内部尤其是充电机芯产生的热量，可以将热量持续的散发。

本实用新型可以通过空气换热器或者散热器单独进行散热，而且，在空气换热器或者散热器单独散热满足不了散热要求时，空气换热器和散热器可以同时进行散热，确保散热效果满足苛刻的环境要求。

由于无需与直流充电机壳内部进行空气交换，因此可以将带电元器件密封在直流充电桩机壳的内部空间中。前部开口101由柜门11实现密封，顶部开口103由空气换热器2密封，后部开口105由散热器3密封，直流充电桩机壳内部空间形成一个密封腔体，直流充电桩的带电元器件都安装在直流充电桩机壳内部空间中，由于使用环境中的灰尘、雨水、湿气都被隔绝在机壳外部不对机壳内部带电元器件造成影响，充分的保证了防尘、防水性能。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型权利要求书中所定义的范围。

Claims (9)

1.一种增强散热及防护的直流充电桩，包括直流充电桩机壳以及设于直流充电桩机壳内的充电机芯，所述直流充电桩机壳包括设有前部开口的机壳框架，所述机壳框架的前部设有封闭前部开口的柜门，其特征在于，所述机壳框架还设有后部开口和顶部开口，所述机壳框架的后部安装有封闭后部开口的散热器，所述散热器包括散热器基板、沿上下方向垂直布置于散热器基板上的若干散热器翅片、罩设在若干散热器翅片上的散热器盖板，所述充电机芯与散热器基板贴合，所述散热器翅片之间形成散热气隙，所述散热器在散热器翅片的左侧或者右侧设有一排散热风扇，所述散热器盖板的左右两侧壁上开设有与散热气隙连通的通气孔，所述机壳框架的顶部安装有封闭顶部开口的空气换热器，所述空气换热器包括换热器框架、设于换热器框架内的换热铝箔，所述换热器框架具有前后两侧壁及顶壁，所述换热铝箔沿前后方向折叠成波浪形安装在换热器框架内部，所述换热铝箔与换热器框架的拼接缝处由硅胶填充，所述换热铝箔与换热器框架的顶壁之间形成上换热腔体，所述换热铝箔的下侧形成与机壳框架内部连通的下换热腔体，所述空气换热器在换热铝箔的左侧或者右侧设有一排换热风扇，所述换热器框架上罩设有换热盖板，所述换热盖板的左右两侧壁上开设有与上换热腔体连通的换热孔。

2.根据权利要求1所述的一种增强散热及防护的直流充电桩，其特征在于，所述散热器通过螺栓安装在直流充电桩机壳上，所述散热器基板的背面设有散热器密封条，螺栓拧紧并压迫散热器密封条使散热器与后部开口外周缘之间密封。

3.根据权利要求2所述的一种增强散热及防护的直流充电桩，其特征在于，所述直流充电桩机壳的后部开设有凹槽，所述凹槽的底面环绕后部开口设有散热器安装面，所述散热器安装面上开设有螺栓孔。

4.根据权利要求1所述的一种增强散热及防护的直流充电桩，其特征在于，所述前部开口的周缘设有向前凸出的门密封条，所述柜门关闭后压紧门密封条实现密封。

5.根据权利要求1所述的一种增强散热及防护的直流充电桩，其特征在于，所述机壳框架由钣金件拼接而成，拼接接缝处通过焊接形成密封。

6.根据权利要求1所述的一种增强散热及防护的直流充电桩，其特征在于，所述散热器翅片的厚度为1-3mm，所述散热器翅片的高度为50-85mm。

7.根据权利要求6所述的一种增强散热及防护的直流充电桩，其特征在于，所述散热器翅片的间距为3mm-8mm。

8.根据权利要求1所述的一种增强散热及防护的直流充电桩，其特征在于，所述空气换热器通过螺栓安装在直流充电桩机壳上，所述机壳框架的顶面环绕顶部开口设有换热器安装面，所述换热器安装面上开设有供螺栓穿入的螺栓孔。

9.根据权利要求8所述的一种增强散热及防护的直流充电桩，其特征在于，所述换热器安装面上设有防水垫圈，所述换热器框架的底部周缘设有安装边框，所述安装边框安装在换热器安装面上，并在螺栓拧紧后压迫防水垫圈使安装边框与顶部开口外周缘之间密封。