一种适用于直流充电桩的重力式热管散热系统

1.本实用新型涉及一种散热系统，尤其是涉及一种适用于直流充电桩的重力式热管散热系统，属于汽车充电桩技术领域。


背景技术：

2.随着绿色环保成为汽车发展的新主题，新能源汽车在所有汽车中的占比也越来越高。而随着新能源电动汽车的快速发展，充电桩作为电动汽车的基础充电设施也逐渐得到了普及，尤其是直流充电桩，直流充电桩的核心部分是高频开关整流功率模块，如何降低其内部元器件的温升，控制温度不超过额定工作温度，保证其应用于直流充电桩中后能长期正常可靠稳定运行的问题更是不容忽视。
3.目前，大功率直流充电桩具有输出的电压、电流大，充电时间短，功率较大等优点，同时具有散热量大，工作环境恶劣等劣势。如果散发的热量不能及时排除，将直接影响充电桩的正常工作，目前的风冷散热方式风冷效果差，噪音大，不能满足大功率直流充电桩的要求。


技术实现要素：

4.本实用新型主要是针对现有技术存在的上述问题，提供一种适用于直流充电桩的重力式热管散热系统。
5.本实用新型的目的主要是通过下述方案得以实现的：
6.一种适用于直流充电桩的重力式热管散热系统，包括充电桩本体，所述充电桩本体的外侧设有充电枪放置口，且充电桩本体内设有功率模块，所述充电桩本体内设有底部安装板和中间隔板，所述中间隔板将充电桩本体内位于底部安装板上方的空间分隔成吸热室和冷凝室，所述功率模块安装在吸热室内，所述中间隔板上贯穿有若干个换热装置；所述吸热室的左右两侧分别设有第一进风口和第一排风口，所述冷凝室的左右两侧分别设有第二进风口和第二排风口，所述第一排风口处设有第一排风扇，所述第二排风口处设有第二排风扇。
7.作为优选，所述换热装置包括换热管，所述换热管采用封闭式结构，且换热管内底部设有传热工质。
8.作为优选，所述换热管的材质为铜。
9.作为优选，所述换热管从上至下依次分为冷凝段、绝热段和蒸发段，且冷凝段位于冷凝室内，蒸发段位于吸热室内的功率模块之间，所述绝热段的外壁设有密封组件，所述中间隔板上设有通孔，所述绝热段通过密封组件可拆卸连接在中间隔板的通孔内。
10.作为优选，所述换热管的冷凝段和蒸发段上均设有环形肋片。
11.作为优选，所述通孔为阶梯孔，包括上部的第一通孔和下部的第二通孔，所述第一通孔的内径大于第二通孔的内径，且环形肋片的外径小于第二通孔的内径。
12.作为优选，所述第一通孔的底部设有第一密封圈，所述第二通孔的内圆周面上设
有第二密封圈。
13.作为优选，所述密封组件包括一体成型的限位柱和卡接柱，所述限位柱的下端放置在第一通孔内，所述卡接柱的外壁紧密贴合在第二密封圈的内圆周面。
14.作为优选，所述卡接柱的下端伸出第二通孔并设有连接部，所述连接部的外壁设有外螺纹，且连接部的外壁通过外螺纹连接有锁紧螺栓。
15.作为优选，所述第一排风扇和第二排风扇均采用轴流风扇。
16.因此，与现有技术相比，本实用新型具备下述优点：
17.（1）本实用新型利用重力式换热管和轴流排风扇相结合的方式进行散热，能够在保证充电桩安全、稳定工作的前提下，对充电桩进行有效、快速的散热，而且能够降低排风扇的工作功率，从而降低充电桩的散热能耗；
18.（2）本实用新型通过设置的中间隔板将充电桩本体上方分隔成吸热室和冷凝室，换热管的蒸发段、绝热段以及功率模块均位于吸热室内，换热管的冷凝段位于冷凝室内，吸热室外气流从第一进风口进入，在功率模块内吸收功率模块释放的热量，同时换热管的蒸发段位于功率模块之间，会吸收功率模块释放的热量，吸热室内气流在第一排风扇的作用下，经第一排风口排至室外，由于换热管的蒸发段在功率模块之间吸收热量，蒸发段内的传热工质蒸发，从液态变为气态，经绝热段进入冷凝段内冷凝释放热量，从气态变为液态，冷凝室外空气从第二进风口进入，在冷凝室内流动，吸收冷凝段内气态传热工质冷凝时放出的热量，温度升高，在第二排风扇的作用下从第二排风口排出，有效实现对功率模块进行散热，散热效果好；
19.（3）本实用新型设置的密封组件能够保证换热管与中间隔板之间可拆卸链接，便于换热管的清洗、维修和更换，且保证中间隔板的密封性良好，能够避免功率模块在吸热室内释放的热量散至冷凝室内而影响散热效果。
附图说明
20.图1是本实用新型的一种结构示意图；
21.图2是本实用新型中换热装置的结构示意图；
22.图3是本实用新型中换热装置与中间隔板连接的结构示意图；
23.图4是图3中a处的放大图。
24.图示说明：1-充电桩本体，2-充电枪放置口，3-功率模块，4-底部安装板，5-中间隔板，6-吸热室，7-冷凝室，8-第一进风口，9-第一排风口，10-第二进风口，11-第二排风口，12-第一排风扇，13-第二排风扇，14-换热管，15-传热工质，16-冷凝段，17-绝热段，18-蒸发段，19-环形肋片，20-第一通孔，21-第二通孔，22-第一密封圈，23-第二密封圈，24-限位柱，25-卡接柱，26-连接部，27-锁紧螺栓。
具体实施方式
25.下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本实用新型的实施并不局限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。
26.在本实用新型中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原
料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。下述实施例中的部件或设备如无特别说明，均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
27.实施例1：
28.如图1所示，本实用新型提供一种技术方案，一种适用于直流充电桩的重力式热管散热系统，包括长方体结构的充电桩本体1，充电桩本体1的外侧设有充电枪放置口2，且充电桩本体1内设有功率模块3；充电桩本体1内固定安装有底部安装板4和中间隔板5，底部安装板4的下部为充电桩本体1的基座，中间隔板5将充电桩本体1内位于底部安装板4上方的空间分隔成吸热室6和冷凝室7，功率模块3安装在吸热室6内，中间隔板5上贯穿有若干个换热装置；吸热室6的左右两侧分别设有第一进风口8和第一排风口9，冷凝室7的左右两侧分别设有第二进风口10和第二排风口11，第一排风口9处设有第一排风扇12，第二排风口11处设有第二排风扇13，且第一排风扇12和第二排风扇13均采用轴流风扇。
29.利用换热装置和轴流排风扇相结合的方式进行散热，能够在保证充电桩本体1安全、稳定工作的前提下，对充电桩本体1进行有效、快速的散热，而且能够降低排风扇的工作功率，从而降低充电桩本体1的散热能耗。
30.实施例2：
31.如图1、2所示，本实用新型提供另一种技术方案，一种适用于直流充电桩的重力式热管散热系统，与实施例1的不同之处在于，换热装置包括内部中空的换热管14，本实施例中换热管14的材质为铜，且换热管14的管壳内壁装有一层由多孔性物质构成的管芯，换热管14采用封闭式结构，且换热管14内底部设有传热工质15，本实施例中传热工质15采用液氨或氟利昂。
32.换热管14从上至下依次分为冷凝段16、绝热段17和蒸发段18，且冷凝段16位于冷凝室7内，蒸发段18位于吸热室6内的功率模块3之间，当功率模块3散发的热量在蒸发段18对其供热时，传热工质15吸热汽化变为蒸汽，蒸汽在压差的作用下沿中间通道经绝热段17高速流向冷凝段16，蒸汽在冷凝段16向冷凝室7内冷空气放出潜热后冷凝成液体，其中传热工质15在蒸发段18蒸发时，其气液交界面下凹，形成许多弯月形液面，产生毛细压力，液态工质在管芯毛细压力和重力等的回流动力作用下又返回蒸发段18，继续吸热蒸发，如此循环往复，传热工质15的蒸发和冷凝便把热量不断地从吸热室6传递到冷凝室7。
33.如图3、4所示，绝热段17的外壁设有密封组件，中间隔板5上设有通孔，绝热段17通过密封组件可拆卸连接在中间隔板5的通孔内，便于换热管14的清洗、维修和更换，且保证中间隔板5的密封性良好，能够避免功率模块3在吸热室6释放的热量散至冷凝室7内而影响散热效果。
34.上述换热管14的冷凝段16和蒸发段18上均焊接有环形肋片19，以增大传热系数。
35.上述通孔为阶梯孔，由上部的第一通孔20和下部的第二通孔21组成，第一通孔20的内径大于第二通孔21的内径，且环形肋片19的外径小于第二通孔21的内径，便于换热管14穿过通孔。
36.上述第一通孔20的底部设有第一密封圈22，第二通孔21的内圆周面上设有第二密封圈23，第一密封圈22和第二密封圈23均采用抗高温的弹性材料制作，本实施例中可采用
聚醚酰亚胺板。
37.上述密封组件包括一体成型的限位柱24和卡接柱25，限位柱24的直径与第一通孔20的内径相匹配，限位柱24的下端放置在第一通孔20内，卡接柱25的的直径与第二密封圈23的内径相匹配，卡接柱25外壁紧密贴合在第二密封圈23的内圆周面。
38.上述卡接柱25的下端伸出第二通孔21并一体设有连接部26，连接部26的外壁设有外螺纹，且连接部26的外壁通过外螺纹连接有锁紧螺栓27，便于换热管14的安装和拆卸。
39.本实用新型提供的一种适用于直流充电桩的重力式热管散热系统，利用重力式换热管和轴流排风扇相结合的方式进行散热，能够在保证充电桩安全、稳定工作的前提下，对充电桩进行有效、快速的散热，而且能够降低排风扇的工作功率，从而降低充电桩的散热能耗；通过设置的中间隔板将充电桩本体上方分隔成吸热室和冷凝室，换热管的蒸发段、绝热段以及功率模块均位于吸热室内，换热管的冷凝段位于冷凝室内，吸热室外气流从第一进风口进入，在功率模块内吸收功率模块释放的热量，同时换热管的蒸发段位于功率模块之间，会吸收功率模块释放的热量，吸热室内气流在第一排风扇的作用下，经第一排风口排至室外，由于换热管的蒸发段在功率模块之间吸收热量，蒸发段内的传热工质蒸发，从液态变为气态，经绝热段进入冷凝段内冷凝释放热量，从气态变为液态，冷凝室外空气从第二进风口进入，在冷凝室内流动，吸收冷凝段内气态传热工质冷凝时放出的热量，温度升高，在第二排风扇的作用下从第二排风口排出，有效实现对功率模块进行散热，散热效果好；设置的密封组件能够保证换热管与中间隔板之间可拆卸链接，便于换热管的清洗、维修和更换，且保证中间隔板的密封性良好，能够避免功率模块在吸热室内释放的热量散至冷凝室内而影响散热效果。
40.应理解，该实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。