水冷型直流充电桩的制作方法

1.本实用新型属于充电设备技术领域，尤其涉及一种水冷型直流充电桩。


背景技术：

2.随着新能源汽车及相应充电设备的普及，直流充电桩已经延伸安装到居民小区、商业街停车场及公园停车场等场所，但是当处于人员密集的场景时，直流充电桩大功率充电时电能转换会产生大量的热量，散热效果不佳还会导致电子器件加速老化。目前现有技术主要是通过增加充电桩风扇，采用空气对流方式进行散热。但是由此产生另一个问题，就是充电模块的散热风扇在高速运转时会产生大量噪音，此噪声通过直流充电桩进风口和出风口这两个与外界相通的传输通道传出，又会对外部环境造成不良影响，噪音污染影响用户体验。
3.另外，目前现有的充电桩防护等级比较低，防水、防尘性能差，充电桩内部会有水汽、灰尘进入充电桩内部导致充电模块使用寿命降低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种水冷型直流充电桩，旨在解决现有大功率充电桩通过增加风扇散热存在噪音污染问题，以及现有充电桩防护等级低导致使用寿命低的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：
6.一种水冷型直流充电桩，包括带有交流配电输入组件的中空柜体，所述柜体的中部设有充电电源模块组件，所述柜体的上部设有用于对充电电源模块组件及直流充电集成控制模块降温的水冷降温组件，所述交流配电输入组件设置于充电电源模块组件的下方、且与之电连接，用于对充电电源模块组件提供电源；所述柜体的侧面设有与充电电源模块组件电连接的充电枪及供人机交互的操作面板；所述交流配电输入组件与充电电源模块组件之间设有直流充电集成控制模块，用于控制充电电源模块组件及操作面板。
7.优选的，所述水冷降温组件包括水箱、风管和风机，所述风管依次折弯呈s形置于盛满水的水箱内，所述风机设置于风管的进口端，所述风机的进风口与直流充电集成控制模块及充电电源模块组件的出风口连通；所述风管的排风口与充电电源模块组件的进风口连通。
8.优选的，所述水箱及风管由铝板制作而成，所述风管的上下侧壁均折弯形成s形波浪壁。
9.优选的，所述充电电源模块组件包括模块支架及用于对电器设备充电的多组充电模块，所述充电模块的整流器一端与交流配电输入组件电连接、另一端通过直流接触器及熔断器与充电枪电连接。
10.优选的，所述模块支架上设有滑轨，所述充电模块的底部设有能够与滑轨配合的滑槽；所述模块支架的后端装有与充电模块配合的交流输入端子及直流输出端子；所述充
电模块的数量为两组，分别为a组模块和b组模块，所述充电枪设有a充电枪和b充电枪，用于与a组模块和b组模块对应电连接。
11.优选的，所述直流充电集成控制模块包括箱体及其内部的主控板、辅助电源、控制电源和用于与充电电源模块组件电连接的集成电路模块，所述辅助电源与主控板、操作面板及集成电路模块电连接，所述辅助电源及控制电源均与交流配电输入组件电连接；所述箱体的一侧设有拉手、与拉手对应的另一侧设有与散热风扇相对应的散热孔，所述箱体的底部设有与柜体侧壁相连、与左门和右门内壁抵接的隔板，与散热风扇出风口相对的充电电源模块组件一侧与柜体之间的间隙形成与风机进风口连通的进风通道，所述充电电源模块组件另一侧与柜体之间的间隙形成与风机出风口连通的出风通道。
12.优选的，所述交流配电输入组件包括交流断路器、交流接触器及交流输入安装板，所述交流输入安装板与电力电缆相连，所述交流断路器、交流接触器依次设置于交流输入安装板与充电电源模块组件相连的电路上。
13.优选的，所述柜体的左右两侧分别设有能够开合的左门和右门，所述左门及右门的四周均设有用于与柜体左右的门框边缘密封配合的密封条，所述左门和右门的外侧对应设有用于悬挂充电枪的挂枪装置；所述操作面板设置于柜体的前侧面板上。
14.优选的，所述操作面板上设有指示灯、显示屏和与读卡器对应的读卡区域，所述操作面板的外侧设有透明保护罩。
15.优选的，所述柜体的顶部设有顶盖、底部设有底座，所述顶盖及底座的外表面均涂有标识色，与交流配电输入组件相连的电力电缆设置于底座内，所述底座的底部设有与电力电缆相匹配的通孔。
16.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型通过在柜体的上部安装内设风管的水箱，利用风机将充电电源模块组件产生的热量输送至水箱内的风管中，水箱里的水吸收热量后蒸发到柜体外部空气中，降低温度后的气流经风管回到充电电源模块组件进风口，形成一个内部循环，此循环中充电桩的内部完成。采用本实用新型不仅能够提高充电电源模块组件的电能转换效率，而且气流在柜体内部完成循环可提高柜体的密封性及防护性，避免外部灰尘、盐雾腐蚀气体等外部杂质进入充电桩内部，从而延长设备的使用寿命。
附图说明
17.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
18.图1是本实用新型实施例提供的一种水冷型直流充电桩的外形图；
19.图2是图1中水冷型直流充电桩的半剖图；
20.图3是图2中水冷降温组件的结构示意图；
21.图4是图1中水冷型直流充电桩的主视图；
22.图5是图1中水冷型直流充电桩的仰视图；
23.图6是图1中水冷型直流充电桩的左门及右门打开后的状态图；
24.图7是图6中水冷型直流充电桩的俯视图；
25.图8是图6中水冷型直流充电桩的左视图；
26.图9是本实用新型实施例中直流充电集成控制模块的外形图；
27.图10是图9中直流充电集成控制模块的内部结构示意图；
28.图11是图10中直流充电集成控制模块另一侧的内部结构图；
29.图12是本实用新型中充电电源模块组件的拓扑图；
30.图13是本实用新型一个实施例的电路原理图；
31.图中：1-交流配电输入组件；2-柜体，21-左门，22-右门，23-挂枪装置，24-顶盖，25-底座，26-防水接头，27-通孔，28-密封条；3-充电电源模块组件；
32.4-水冷降温组件，40-水，41-水箱，42-风管，43-风机；
33.5-充电枪，51-a充电枪，52-b充电枪；
34.6-操作面板，61-指示灯，62-显示屏，63-读卡区域；
35.7-直流充电集成控制模块，70-箱体，71-a组模块接口，72-a充电枪接口，73-b组模块接口，74-b充电枪接口，75-散热孔，76-拉手，77-主控板，78-辅助电源，79-控制电源；
36.8-铜排，9-大直流端子，10-直流接触器，11-分流器，12-绝缘子，13-直流熔断器，14-直流导轨表，15-散热风扇。
具体实施方式
37.下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.参见图1、2、6、8，本实用新型提供的一种水冷型直流充电桩包括带有交流配电输入组件1的中空柜体2，所述柜体2的中部设有充电电源模块组件3，所述柜体2的上部设有用于对充电电源模块组件3及直流充电集成控制模块降温的水冷降温组件4，所述交流配电输入组件1设置于充电电源模块组件3的下方、且与之电连接，用于对充电电源模块组件3提供电源；所述柜体2的侧面设有与充电电源模块组件3电连接的充电枪5及供人机交互的操作面板6；所述交流配电输入组件1与充电电源模块组件3之间设有直流充电集成控制模块7，用于控制充电电源模块组件3及操作面板6。
39.作为一种优选方案，如图2、3所示，所述水冷降温组件4包括水箱41、风管42和风机43，所述风管42依次折弯呈s形置于盛满水40的水箱41内，所述风机43设置于风管42的进口端，所述风机43的进风口与直流充电集成控制模块7及充电电源模块组件3的出风口连通，可同时对直流充电集成控制模块7及充电电源模块组件3进行降温；所述风管42的排风口与充电电源模块组件3的进风口连通。其中，所述水箱41及风管42由铝板制作而成，所述风管42的上下侧壁均折弯形成s形波浪壁。采用波浪壁的风管可以增加风管面积及增加气流阻力，同时增加与水的接触面积，且s形风管可以在小空间内增加风管的长度，延长气流在水箱内的停留时间，通过增加与水中接触面积和导热时间来提高换热效率。同时，铝制的风管具有良好的导热性、成本低、易加工等优点。风管内空气全部由水箱的水冷却，热风在s形波浪壁的风管内把热量传导到水箱里的水中，热风在经过不断热能转换后，经过水的冷却形成冷风，冷风经过风管传送到达水箱底端的风管出口，风管出口位于直流充电集成控制模块7及充电电源模块组件3的上方，与直流充电集成控制模块7及充电电源模块组件3的进风口形成一个循环。
40.在本实用新型的一个具体实施例中，所述充电电源模块组件3包括模块支架及用于对电器设备充电的多组充电模块，所述充电模块的一端与交流配电输入组件1电连接、另一端通过直流充电集成控制模块7与充电枪5电连接。该实施例中的电器设备为电动汽车，采用该实施例能够对电动汽车进行大功率充电。具体制作时，所述模块支架的进风侧设有进风口、出风侧设有散热风扇，用于将充电模块内部热空气抽出；与散热风扇出风口相对的充电电源模块组件3一侧与柜体2之间的间隙形成与风机43进风口连通的进风通道，所述充电电源模块组件3另一侧与柜体2之间的间隙形成与风机43出风口连通的出风通道；所述模块支架上设有滑轨，所述充电模块的底部设有能够与滑轨配合的滑槽；所述模块支架的后端装有与充电模块配合的交流输入端子及直流输出端子，模块支架可以插入多个充电模块，可以根据不同需求的充电功率配置充电模块，方便客户多方面选择，满配充电模块时设备成本高充电快；充电模块配置少时设备成本低充电速度慢；充电模块均为插拔式结构，方便安装，维护时也可带电插拔，方便快捷。
41.如图4、12、13所示的实施例中，所述充电模块的数量为两组，分别为a组模块和b组模块，所述充电枪5对应设有a充电枪51和b充电枪52，用于与a组模块和b组模块对应电连接。
42.在本实用新型的一个具体实施例中，如图9、10、11、13所示，所述直流充电集成控制模块7包括箱体70及其内部的主控板77、辅助电源78、控制电源79和用于与充电电源模块组件1电连接的集成电路模块，所述辅助电源78与主控板77、操作面板6及集成电路模块电连接，所述辅助电源78及控制电源79均与交流配电输入组件1电连接；所述箱体70的一侧设有拉手76、与拉手76对应的另一侧设有与散热风扇15相当于的散热孔75，所述箱体70的底部设有与柜体2前后侧壁相连、与左门21和右门22内壁抵接的隔板，可使隔板的上方左右两侧形成进风通道和出风通道。其中，辅助电源78为bms辅助电源，用于对主控板77及操作面板6上的显示模块和读卡器等进行供电；集成电路模块上设有铜排8、大直流端子9、直流接触器10、分流器11、绝缘子12和直流熔断器13，铜排8通过绝缘子12固定于箱体70内，大直流端子9固定于铜排8上，直流接触器10、分流器11和直流熔断器13间隔设置于与充电枪相连的电路上。具体制作时，箱体70的左侧设有拉手76和直流导轨表14、右侧设有与集成电路模块相连的接口板，集成电路模块设置于主控板的下侧，辅助电源78和控制电源79与散热风扇15相对设置于箱体70的两侧；所述接口板的上部设有散热孔，所述接口板的下部设有用于与a组模块、a充电枪51和b组模块、b充电枪52一一对应相连的a组模块接口71、a充电枪接口72和b组模块接口73、b充电枪接口74；利用直流导轨表来测量充电电压和充电电流以及统计充电电量，并通过rs485总线与主控板进行通信；即测量充电桩的输出充电电量。
43.具体制作时，箱体由钣金加工成一个腔体，内部安装主控板及集成电路模块，并在对应位置压铆螺母柱用于安装绝缘子、直流接触器、主控板、熔断器、分流器、铜排、bms辅助电源、控制电源及散热风扇；箱体左侧面板中部安装有导轨，用于安装直流导轨表；并在直流导轨表两侧设有两个进风孔，右侧还设有若干网孔与进风孔形成一个通道便于散热，后面还装有两个大电流端子，大电流端子分为公座和母座，公座安装在集成模块上，母座安装在充电桩柜体上，插拔式结构模块可以在充电桩上插拔；两个大电流端子上分为充电模块接入端和充电枪输出端，分别为a组模块接口71、a充电枪接口72和b组模块接口73、b充电枪接口74，用于接入两组充电模块及通过直流充电集成控制模块后输出到两把充电枪。
44.在本实用新型的一个具体实施例中，所述交流配电输入组件1包括交流断路器、交流接触器及交流输入安装板，所述交流输入安装板与电力电缆相连，所述交流断路器、交流接触器依次设置于交流输入安装板与充电电源模块组件33相连的电路上。具体装配时，交流断路器安装的交流输入安装板的前面，交流接触器安装在柜体内部的底板上，交流断路器靠近左门，交流断路器前面还安装有一块盖板，把内部电缆接线位置盖住，既安全又美观。
45.作为一种优选结构，如图6-8所示，所述柜体2的左右两侧分别设有能够开合的左门21和右门22，所述左门21及右门22的四周均设有用于与柜体2左右的门框边缘密封配合的密封条28，所述左门21和右门22的外侧对应设有用于悬挂a充电枪51和b充电枪52的挂枪装置23，所述柜体2的左右两侧底部设有与充电枪5的电缆相连的防水接头26，充电枪5电缆穿过防水接头26后接到直流充电集成控制模块7上的大电流端子上；所述操作面板6设置于柜体2的前侧面板上。左门21及右门22关闭后可使柜体2内部与外界完全隔绝，用于保护充电桩柜体内部电器器件，防止水、灰尘、虫子等外部介质进入损坏设备，及防止设备工作噪音传到外部，左右两侧的挂枪装置对应设置于左门21及右门22的中间位置。
46.具体设计时，如图4所示，所述操作面板6上设有指示灯61、显示屏62和与读卡器对应的读卡区域63，所述操作面板6的外侧设有透明保护罩。其中，显示屏方便用户根据各自所需进行操作，可以按电量模式、金额模式、时间模式、预约充电自定义参数进行自动充电功能，同时亦可直接自动充满模式充电。读卡器在刷卡启动充电同时具有对充电桩进行射频刷卡扣费功能，根据加密esam进行卡片验证，验证正确才能正常刷卡扣费。指示灯能够显示当前充电桩状态：充电、待机、故障。
47.为了提高设备的辨识度，如图1、5、7所示，所述柜体2的顶部设有顶盖24、底部设有底座25，所述顶盖24及底座25的外表面均涂有标识色，与交流配电输入组件1相连的电力电缆设置于底座25内，所述底座25的底部设有与电力电缆相匹配的通孔27。顶盖及底座可以根据不同客户的需求喷涂不同的颜色，增加设备的识别度；底座便于安装在停车场的地面上，也便于接入充电桩所需的电力电缆。
48.本实用新型具体应用过程如下：
49.通过在柜体2内安装水箱41，利用风机43将充电电源模块组件3和直流充电集成控制模块7与风管42内的空气流动起来，气流将充电过程中产生的热量传递至水箱41内，水箱41里的水40吸收风管42内气流的热量后蒸发到充电桩外部空气中，降温后的气流再进入充电电源模块组件3和直流充电集成控制模块7内，从而降低充电桩内部的温度，提高充电模块的电能转换效率。通过柜体两侧风道将充电电源模块组件3和直流充电集成控制模块7与水箱41内风管42连通，气流在风机43的驱动下形成一个内部循环；此循环中充电桩的柜体2内部完成，柜体2可以做到完全密封，提高充电桩防护性，避免外部灰尘、盐雾腐蚀气体等外部杂质进入充电模块内，从而延长设备的使用寿命。同时，柜体2完全密封时也可以避免充电模块工作时的风扇噪音传递到柜体2外，避免充电桩噪声对人及周围环境造成不良影响，可以提高良好的用户体验.
50.在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受上面公开的具体实施例的限制。

技术特征：
1.一种水冷型直流充电桩，其特征在于：包括带有交流配电输入组件的中空柜体，所述柜体的中部设有充电电源模块组件，所述柜体的上部设有用于对充电电源模块组件降温的水冷降温组件，所述交流配电输入组件设置于充电电源模块组件的下方、且与之电连接，用于对充电电源模块组件提供电源；所述柜体的侧面设有与充电电源模块组件电连接的充电枪及供人机交互的操作面板；所述交流配电输入组件与充电电源模块组件之间设有直流充电集成控制模块，用于控制充电电源模块组件及操作面板。2.根据权利要求1所述的水冷型直流充电桩，其特征在于：所述水冷降温组件包括水箱、风管和风机，所述风管依次折弯呈s形置于盛满水的水箱内，所述风机设置于风管的进口端，所述风机的进风口与充电电源模块组件的出风口连通；所述风管的排风口与充电电源模块组件的进风口连通。3.根据权利要求2所述的水冷型直流充电桩，其特征在于：所述水箱及风管由铝板制作而成，所述风管的上下侧壁均折弯形成s形波浪壁。4.根据权利要求1所述的水冷型直流充电桩，其特征在于：所述充电电源模块组件包括模块支架及用于对电器设备充电的多组充电模块，所述充电模块的一端与交流配电输入组件电连接、另一端与充电枪电连接。5.根据权利要求4所述的水冷型直流充电桩，其特征在于：所述模块支架上设有滑轨，所述充电模块的底部设有能够与滑轨配合的滑槽；所述模块支架的后端装有与充电模块配合的交流输入端子及直流输出端子；所述充电模块的数量为两组，分别为a组模块和b组模块，所述充电枪设有a充电枪和b充电枪，用于与a组模块和b组模块对应电连接。6.根据权利要求1所述的水冷型直流充电桩，其特征在于：所述直流充电集成控制模块包括箱体及其内部的主控板、辅助电源、控制电源和用于与充电电源模块组件电连接的集成电路模块，所述辅助电源与主控板、操作面板及集成电路模块电连接，所述辅助电源及控制电源均与交流配电输入组件电连接；所述箱体的一侧设有拉手、与拉手对应的另一侧设有与散热风扇相对应的散热孔，所述箱体的底部设有与柜体侧壁相连、与左门和右门内壁抵接的隔板，与散热风扇出风口相对的充电电源模块组件一侧与柜体之间的间隙形成与风机进风口连通的进风通道，所述充电电源模块组件另一侧与柜体之间的间隙形成与风机出风口连通的出风通道。7.根据权利要求1所述的水冷型直流充电桩，其特征在于：所述交流配电输入组件包括交流断路器、交流接触器及交流输入安装板，所述交流输入安装板与电力电缆相连，所述交流断路器、交流接触器依次设置于交流输入安装板与充电电源模块组件相连的电路上。8.根据权利要求1所述的水冷型直流充电桩，其特征在于：所述柜体的左右两侧分别设有能够开合的左门和右门，所述左门及右门的四周均设有用于与柜体左右的门框边缘密封配合的密封条，所述左门和右门的外侧对应设有用于悬挂充电枪的挂枪装置；所述操作面板设置于柜体的前侧面板上。9.根据权利要求1所述的水冷型直流充电桩，其特征在于：所述操作面板上设有指示灯、显示屏和与读卡器对应的读卡区域，所述操作面板的外侧设有透明保护罩。10.根据权利要求1-9任一项所述的水冷型直流充电桩，其特征在于：所述柜体的顶部设有顶盖、底部设有底座，所述顶盖及底座的外表面均涂有标识色，与交流配电输入组件相连的电力电缆设置于底座内，所述底座的底部设有与电力电缆相匹配的通孔。

技术总结
本实用新型公开了一种水冷型直流充电桩，属于充电设备技术领域，包括自下至上内有交流配电输入组件、充电电源模块组件及水冷降温组件的柜体，柜体的侧面设有与充电电源模块组件电连接的充电枪及供人机交互的操作面板；交流配电输入组件与充电电源模块组件之间设有直流充电集成控制模块，用于控制充电电源模块组件及操作面板。通过风机将充电电源模块组件产生的热量输送至水冷降温组件的水箱内的风管中，水箱里的水吸收热量后蒸发到柜体外部，降温后的气流经风管回到充电电源模块组件进风口，形成内部循环。采用本实用新型不仅能够提高充电电源模块组件的电能转换效率，且能够提高柜体的密封性及防护性，避免外部杂质进入内部，延长设备使用寿命。延长设备使用寿命。延长设备使用寿命。


技术研发人员：马海朝 李志勇 罗从兴 欧成杰
受保护的技术使用者：江西瑞华智能科技有限公司
技术研发日：2023.02.08
技术公布日：2023/9/7