一种集风冷和液冷一体的充电桩的制作方法

1.本实用新型涉及充电桩技术领域，特别涉及一种集风冷和液冷一体的充电桩。


背景技术：

2.现有充电桩的降温方式主要有风冷和液冷两种。风冷主要通过流动冷风带走热量，这种方案对于充电桩不存在安全风险问题，但是冷却效果较差，散热不均，只适用于发热量较少的充电桩；液冷主要通过水流带走热量达到降温的目的，这种方案降温均匀稳定，冷却效果好，可适用于发热量大的充电桩。
3.现在市场上充电桩充电效率不断提高的同时，整个充电桩系统内部电气件产生的热量也不断增加，并且充电桩内大部分电气件工作时并不产生热量，仅少数电气件如充电枪等工作时会产生热量。而单一通过风冷或液冷来散热时无法针对单一发热量的电气件进行散热，只能针对整个系统散热，因此容易有散热效率低、效果差等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种集风冷和液冷一体的充电桩，解决单一电气件发热的充电桩系统散热问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
6.一种集风冷和液冷一体的充电桩，包括充电桩壳体、充电枪、格兰头、液冷机组和散热风机；
7.所述充电枪和所述格兰头设置在所述充电桩壳体外的两侧，所述充电枪和所述格兰头位于所述充电桩壳体内的端部通过电缆相连；
8.所述液冷机组和所述散热风机均安装在所述充电桩壳体内，且所述散热风机朝向所述格兰头所在的方向；
9.所述液冷机组外接有液冷管路，所述液冷管路缠绕所述电缆布置。
10.进一步地，所述液冷管路缠绕所述电缆的方式为双螺旋缠绕。
11.进一步地，所述散热风机包括风机支架和风机本体；
12.所述风机本体位于所述风机支架内，所述风机支架安装在所述充电桩壳体内且朝向所述格兰头的方向。
13.进一步地，所述风机支架远离所述格兰头的一侧设置有散热片。
14.进一步地，所述液冷机组包括液冷支架、冷却液存放腔、回液口和出液口；
15.所述冷却液存放腔通过所述液冷支架安装在所述风机支架一侧；
16.所述回液口和所述出液口分别设置在所述冷却液存放腔的顶部和底部，所述液冷管路的两端分别与所述回液口和所述出液口连通。
17.进一步地，所述液冷机组还包括过渡管路和水泵，所述出液口包括第一出液口和第二出液口；
18.所述水泵安装在所述风机支架朝向所述格兰头的一侧靠近所述风机支架底部的
位置；
19.所述第一出液口设置在所述冷却液存放腔底部，所述过渡管路的两端分别连通于所述第一出液口和所述水泵；
20.所述第二出液口设置在所述水泵远离所述过渡管路的一侧，所述液冷管路的两端分别与所述回液口和所述第二出液口连通。
21.进一步地，所述冷却液存放腔一侧设置有液位显示窗口。
22.进一步地，所述充电桩壳体上与所述充电枪所在相同的一侧设置有一隐藏门板；
23.所述隐藏门板通过螺丝可拆卸安装在所述充电桩壳体上。
24.进一步地，所述充电桩壳体上除所述格兰头和所述充电枪之外的两侧均开设有通风栅格。
25.进一步地，两侧所述通风栅格的大小相同，且两侧所述通风栅格开设的高度与所述散热风机位于所述充电桩壳体内的高度一致。
26.本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种集风冷和液冷一体的充电桩，通过在充电桩壳体外相邻的两侧分别设置充电枪和格兰头，并将充电枪和格兰头位于充电桩壳体内的端部采用电缆连接，实现电网侧交流电通过格兰头经电缆传输到充电枪处，再由充电枪实现对待充电汽车的充电，同时充电枪壳体内设置有液冷机组和散热风机，并采用液冷风机的液冷管路缠绕电缆，从而实现对集中发热且发热量较高的电缆进行液冷散热，同时配合散热风机实现风冷散热，有效解决单一电气件发热的充电桩系统散热问题。
附图说明
27.图1为本实用新型实施例的一种集风冷和液冷一体的充电桩的结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例的一种集风冷和液冷一体的充电桩中格兰头侧的剖视图；
29.图3为本实用新型实施例的一种集风冷和液冷一体的充电桩的主视图；
30.图4为本实用新型实施例的一种集风冷和液冷一体的充电桩中液冷机组及散热风机的主视图；
31.图5为本实用新型实施例的一种集风冷和液冷一体的充电桩中液冷机组及散热风机的侧视图；
32.图6为本实用新型实施例的一种集风冷和液冷一体的充电桩中液冷机组及散热风机的另一侧视图；
33.图7为本实用新型实施例的一种集风冷和液冷一体的充电桩的另一角度结构示意图。
34.标号说明：
35.1、充电桩壳体；11、隐藏门板；12、通风栅格；
36.2、充电枪；3、格兰头；4、电缆；5、液冷管路；
37.6、液冷机组；61、液冷支架；62、冷却液存放腔；621、液位显示窗口；63、回液口；64、第一出液口；65、过渡管路；66、水泵；67、第二出液口；68、冷却液注射管路；
38.7、散热风机；71、风机本体；72、风机支架；73、散热片。
具体实施方式
39.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
40.请参照图1至图7，一种集风冷和液冷一体的充电桩，包括充电桩壳体、充电枪、格兰头、液冷机组和散热风机；
41.所述充电枪和所述格兰头设置在所述充电桩壳体外的两侧，所述充电枪和所述格兰头位于所述充电桩壳体内的端部通过电缆相连；
42.所述液冷机组和所述散热风机均安装在所述充电桩壳体内，且所述散热风机朝向所述格兰头所在的方向；
43.所述液冷机组外接有液冷管路，所述液冷管路缠绕所述电缆布置。
44.由上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过在充电桩壳体外相邻的两侧分别设置充电枪和格兰头，并将充电枪和格兰头位于充电桩壳体内的端部采用电缆连接，实现电网侧交流电通过格兰头经电缆传输到充电枪处，再由充电枪实现对待充电汽车的充电，同时充电枪壳体内设置有液冷机组和散热风机，并采用液冷风机的液冷管路缠绕电缆，从而实现对集中发热且发热量较高的电缆进行液冷散热，同时配合散热风机实现风冷散热，有效解决单一电气件发热的充电桩系统散热问题。
45.进一步地，所述液冷管路缠绕所述电缆的方式为双螺旋缠绕。
46.由上述描述可知，液冷管路通过双螺旋缠绕的方式缠绕充电枪与格兰头连接的电缆，进一步确保对集中发热且发热量高的电缆的液冷散热效果。
47.进一步地，所述散热风机包括风机支架和风机本体；
48.所述风机本体位于所述风机支架内，所述风机支架安装在所述充电桩壳体内且朝向所述格兰头的方向。
49.由上述描述可知，风机本体通过风机支架安装在充电桩壳体内且朝向格兰头，确保散热风机工作的稳定及进一步实现对电缆的风冷散热，提高电缆的散热效果。
50.进一步地，所述风机支架远离所述格兰头的一侧设置有散热片。
51.由上述描述可知，风机本体另一侧增加散热片，提高风机本体的散热，进而提高风冷散热的效果。
52.进一步地，所述液冷机组包括液冷支架、冷却液存放腔、回液口和出液口；
53.所述冷却液存放腔通过所述液冷支架安装在所述风机支架一侧；
54.所述回液口和所述出液口分别设置在所述冷却液存放腔的顶部和底部，所述液冷管路的两端分别与所述回液口和所述出液口连通。
55.由上述描述可知，冷却液存放腔通过液冷支架安装在风机支架一侧，确保液冷机组工作的稳定，同时冷却液存放腔顶部和底部分别设置回液口和出液口与液冷管路的两端连通，能够将冷却液存放腔内的冷却液经出液口通入缠绕着电缆的液冷管路实现对电缆的散热，然后经回液口回流至冷却液存放腔内又重新冷却，确保液冷散热效果的同时实现冷却液的循环使用，节约成本。
56.进一步地，所述液冷机组还包括过渡管路和水泵，所述出液口包括第一出液口和第二出液口；
57.所述水泵安装在所述风机支架朝向所述格兰头的一侧靠近所述风机支架底部的
位置；
58.所述第一出液口设置在所述冷却液存放腔底部，所述过渡管路的两端分别连通于所述第一出液口和所述水泵；
59.所述第二出液口设置在所述水泵远离所述过渡管路的一侧，所述液冷管路的两端分别与所述回液口和所述第二出液口连通。
60.由上述描述可知，为了进一步提高冷却液吸收电缆的热量回流至冷却液存放腔后循环冷却的效果，增加过渡管路并配合散热风机进一步冷却回流的冷却液，同时通过水泵驱动冷却液的流动，进一步提高散热效率。
61.进一步地，所述冷却液存放腔一侧设置有液位显示窗口。
62.由上述描述可知，冷却液存放腔设有液位显示窗口，方便工作人员查看冷却液的余量，以及时在冷却液不足时进行补充。
63.进一步地，所述充电桩壳体上与所述充电枪所在相同的一侧设置有一隐藏门板；
64.所述隐藏门板通过螺丝可拆卸安装在所述充电桩壳体上。
65.由上述描述可知，充电桩壳体一侧设置有隐藏门板，可方便工作人员打开隐藏门板查看充电桩壳体内的设备，以便对腔体内的设备进行维护及损坏的更换。
66.进一步地，所述充电桩壳体上除所述格兰头和所述充电枪之外的两侧均开设有通风栅格。
67.由上述描述可知，充电桩壳体的两侧增加通风栅格作为散热风机的进出风口，以进一步提高风冷散热效果。
68.进一步地，两侧所述通风栅格的大小相同，且两侧所述通风栅格开设的高度与所述散热风机位于所述充电桩壳体内的高度一致。
69.由上述描述可知，充电桩壳体两侧的通风栅格大小相同且与充电桩壳体内的散热风机安装高度一致，能更进一步提高风冷散热效果。
70.本实用新型的一种集风冷和液冷一体的充电桩，配套应用于储能系统中，通常与储能产品如储能集装箱、储能柜等配套使用，集风冷与液冷于一体，实现对充电桩腔体内单一发热电气件的有效散热，特别是充电枪与格兰头连接电缆的散热，以下结合具体的实施例进行说明：
71.请参照图1及图2，本实用新型的实施例一为：
72.相比于其他电源，充电桩的系统散热量要大得多，对系统设计要求极为严格。直流充电桩的功率范围在30kw、60kw和120kw，效率普遍在95％左右，那么其中5％就转化为热损耗，其热损耗将是1.5kw、3kw和6kw。对于户外设备，这些热量必然要排出设备之外，否则将会加速设备的老化，同时需要做好防水防尘的处理，以防出现电子设备短路和信号紊乱的问题。
73.目前常用的制冷模式有四种，自然冷却(主要靠散热片73)、水冷却、空调。由于受到体积、成本、可靠性等因素的影响，目前大部分公司都是通过风冷的方式进行处理。
74.而本实施例提出一种集风冷和液冷一体的充电桩，不仅集风冷和液冷于一体，有效提高充电桩内的散热效果，同时能对充电桩内单一发热的电气件进行集中散热。如图1所示，包括充电桩壳体1、充电枪2、格兰头3、液冷机组6和散热风机7，液冷机组6和散热风机7均安装在充电桩壳体1内，且散热风机7朝向格兰头3所在的方向。
75.其中，充电枪2设置在充电桩壳体1一侧外，格兰头3设置在充电桩壳体1外与充电枪2相邻的一侧，如图2所示，充电枪2和格兰头3位于充电枪2壳体内的端部通过电缆4相连，同时液冷机组6外接有液冷管路5，液冷管路5缠绕电缆4布置。
76.在本实施例中，如图2所示，液冷管路5缠绕电缆4的方式为双螺旋缠绕。
77.由于充电桩通常由充电枪2来为电动汽车充电，而充电桩的电量通常由电网侧经高压电缆4通入充电桩内，通常是采用一个格兰头3连接外部电网，然后内部格兰头3端通过电缆4再与充电枪2的端部相连，实现在充电桩进行变压、逆变等一系列措施之后，将电量由电网侧的电缆4传输至充电枪2，输出为电动汽车充电，因此充电桩内发热量较高的电气件通常集中在将格兰头3与充电枪2连接的电缆4处，尤其是连接的端部其发热量最高，而充电桩内的大部分电气设备并不会产生较高热量。因此在本实施例中，通过在充电枪2壳体内设置液冷机组6和散热风机7，并采用液冷风机的液冷管路5缠绕电缆4，从而实现对集中发热且发热量较高的电缆4进行液冷散热，同时配合散热风机7实现风冷散热，有效解决单一电气件发热的充电桩系统散热问题。其中，液冷管路5通过双螺旋缠绕的方式缠绕充电枪2与格兰头3连接的电缆4，进一步确保对集中发热且发热量高的电缆4的液冷散热效果。
78.请参照图4至图6，本实用新型的实施例二为：
79.一种集风冷和液冷一体的充电桩，在上述实施例一的基础上，在本实施例中，如图5所示，散热风机7包括风机支架72和风机本体71。其中，风机本体71位于风机支架72内，且在本实施例中，风机支架72安装在充电桩壳体1内且朝向格兰头3的方向。
80.即在本实施例中，风机本体71通过风机支架72安装在充电桩壳体1内且朝向格兰头3，确保散热风机7工作的稳定及进一步实现对电缆4的风冷散热，提高电缆4的散热效果。其中，如图6所示，风机支架72远离格兰头3的一侧设置有散热片73，能提高风机本体71的散热，进而提高风冷散热的效果。
81.如图4及图5所示，液冷机组6包括液冷支架61、冷却液存放腔62、回液口63和出液口。其中冷却液存放腔62通过液冷支架61安装在风机支架72一侧，回液口63和出液口分别设置在冷却液存放腔62的顶部和底部，液冷管路5的两端分别与回液口63和出液口连通。
82.即冷却液存放腔62通过液冷支架61安装在风机支架72一侧，确保液冷机组6工作的稳定，同时冷却液存放腔62顶部和底部分别设置回液口63和出液口与液冷管路5的两端连通，能够将冷却液存放腔62内的冷却液经出液口通入缠绕着电缆4的液冷管路5实现对电缆4的散热，然后经回液口63回流至冷却液存放腔62内又重新冷却，确保液冷散热效果的同时实现冷却液的循环使用，节约成本。值得说明的是，图4中冷却液存放腔62顶部的回液口63有两个，即冷却液可经液冷管路5通过多个回液口63回流至冷却液存放腔62内进行下一次的液冷循环，进一步提高液冷效果。
83.同时，如图5所示，液冷机组6还包括过渡管路65和水泵66，出液口包括第一出液口64和第二出液口67。其中，水泵66安装在风机支架72朝向格兰头3的一侧靠近风机支架72底部的位置，第一出液口64设置在冷却液存放腔62底部，过渡管路65的两端分别连通于第一出液口64和水泵66，第二出液口67设置在水泵66远离过渡管路65的一侧，液冷管路5的两端分别与回液口63和第二出液口67连通。
84.即为了进一步提高冷却液吸收电缆4的热量回流至冷却液存放腔62后循环冷却的效果，增加过渡管路65并配合散热风机7进一步冷却回流的冷却液，同时通过水泵66驱动冷
却液在液冷管路5中的流动，更进一步提高散热效率。
85.另外，再如图5所示，在本实施例中，冷却液存放腔62一侧还设置有液位显示窗口621，能方便工作人员查看冷却液的余量，以及时在冷却液不足时进行补充；同时，如图4所示，用冷机组中还设置有一路冷却液注射管路68，当工作人员查看到冷却液存放腔62内的冷却液不足时，即可通过冷却液注射管路68往冷却液存放腔62内及时注入冷却液。
86.请参照图3及图7，本实用新型的实施例三为：
87.一种集风冷和液冷一体的充电桩，在上述实施例一或实施例二的基础上，在本实施例中，如图3所示，充电桩壳体1上与充电枪2所在相同的一侧设置有一隐藏门板11，隐藏门板11通过螺丝可拆卸安装在充电桩壳体1上。
88.即在本实施例中，充电桩壳体1一侧设置有隐藏门板11，可方便工作人员打开隐藏门板11查看充电桩壳体1内的设备，以便对腔体内的设备进行维护及损坏的更换。
89.同时，如图7所示，为配合液冷机组6工作，充电桩壳体1上除格兰头3和充电枪2之外的两侧均开设有通风栅格12，以作为散热风机7的进风口和出风口，在本实施例中，作为进风口的通风上个正对散热风机7的进风方向，即正对散热风机7的散热片73，以此大幅度提高风冷散热效果，而作为出风口的通风栅格12则位于充电桩壳体1的背面，即位于液冷机组6的斜后方，因充电桩壳体1的前侧和右侧分别设置有隐藏门板11和充电桩壳体1的右侧板，即风机本体71的风能够最大程度流经充电桩腔体后再从作为出风口的通风栅格12流出，达到最大的通风效率。即充电桩壳体1的两侧增加通风栅格12作为散热风机7的进出风口，以进一步提高风冷散热效果。在本实施例中，两侧通风栅格12的大小相同，且两侧通风栅格12开设的高度与散热风机7位于充电桩壳体1内的高度一致，能更进一步提高风冷散热效果。
90.另外，本实施例中使用的通风栅格12可以采用满足ip54防护等级要求的材质，在满足户外充电桩防护的同时，又能满足充电桩系统的散热要求。
91.综上所述，本实用新型提供的一种集风冷和液冷一体的充电桩，具有以下有益效果：
92.1、在充电桩内集成风冷与液冷一体，提高充电桩内部的散热效果；
93.2、通过液冷管路将充电枪与格兰头连接的电缆进行缠绕，实现对集中发热且发热量高的电缆进行散热，有效解决单一电气件发热的充电桩系统散热问题。
94.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。