本技術(shù)涉及電動汽車充電樁領(lǐng)域，尤其是涉及一種電動汽車大功率直流充電樁的液冷結(jié)構(gòu)及其冷卻控制方法。

背景技術(shù)：

1、直流充電樁作為電動汽車快速充電的關(guān)鍵設(shè)備其高效、快速的特點依賴于復(fù)雜的電力電子系統(tǒng)和高效的能量轉(zhuǎn)換過程。然而，在高功率工作狀態(tài)下，直流充電樁內(nèi)部會產(chǎn)生大量熱量，如果不能有效管理和散發(fā)這些熱量，將對設(shè)備的性能、壽命及安全性造成嚴(yán)重影響。

2、現(xiàn)有的冷卻方式是利用冷卻液在與發(fā)熱模塊接觸的圓形管道中流動，將熱量從熱源器件傳導(dǎo)到散熱片，再通過冷卻液帶走熱量，以此來完成對充電樁內(nèi)發(fā)熱模塊的散熱，但是由于圓形管道與發(fā)熱模塊的接觸面積有限，導(dǎo)致發(fā)熱模塊的散熱效率低，散熱效果差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了改善圓形管道與發(fā)熱模塊的接觸面積有限，導(dǎo)致發(fā)熱模塊的散熱效率低，散熱效果差的問題，本技術(shù)提供一種電動汽車大功率直流充電樁的液冷結(jié)構(gòu)及其冷卻控制方法。

2、一方面，本技術(shù)提供的一種電動汽車大功率直流充電樁的液冷結(jié)構(gòu)采用如下的技術(shù)方案：

3、一種電動汽車大功率直流充電樁的液冷結(jié)構(gòu)，包括循環(huán)動力單元、冷卻換熱單元、循環(huán)管路、換熱板，所述換熱板鋪設(shè)在發(fā)熱模塊上，所述換熱板內(nèi)開設(shè)有換熱腔，所述循環(huán)管路通過連接單元與所述換熱腔連通設(shè)置，所述冷卻換熱單元存有冷卻液，并能夠?qū)鋮s液進(jìn)行降溫，所述循環(huán)動力單元能夠通過所述循環(huán)管路將冷卻液輸送至所述換熱腔內(nèi)，進(jìn)入所述換熱腔內(nèi)的冷卻液通過所述換熱板與發(fā)熱模塊進(jìn)行熱交換，并通過循環(huán)管路回流至所述冷卻換熱單元內(nèi)；

4、所述換熱腔靠近發(fā)熱模塊的一側(cè)設(shè)為換熱面，所述換熱面沿所述換熱腔內(nèi)的冷卻液流動的方向分為n（n為大于1的整數(shù)）個換熱區(qū)，所述換熱板在所述換熱腔內(nèi)設(shè)有n個分層單元，所述分層單元用于將流入所述換熱腔內(nèi)的冷卻液分層，并引導(dǎo)至所述換熱面進(jìn)行換熱，換熱后的冷卻液分別通過引導(dǎo)單元引導(dǎo)至所述換熱腔的出口。

5、通過采用上述技術(shù)方案，在對充電樁進(jìn)行冷卻時，循環(huán)動力單元將冷卻換熱單元內(nèi)的冷卻液通過連接單元輸送至換熱腔內(nèi)，冷卻液通過分層單元分層后，流向?qū)?yīng)的換熱區(qū)，并通過換熱板與發(fā)熱模塊之間進(jìn)行熱交換，與發(fā)熱模塊熱交換后的冷卻液通過引導(dǎo)單元引導(dǎo)至換熱腔的出口，并通過循環(huán)管路循環(huán)至冷卻換熱單元內(nèi)進(jìn)行降溫冷卻，循環(huán)上述過程，能夠?qū)Τ潆姌哆M(jìn)行連續(xù)冷卻，通過將整個換熱板與發(fā)熱模塊接觸，能夠提高冷卻液與發(fā)熱模塊之間的換熱面積，從而提高發(fā)熱模塊的散熱效率，提高散熱效果。

6、在一個具體的可實施方案中，所述分層單元包括分層板，n個所述分層板的一端均位于所述換熱腔的入口，另外一端均與所述換熱面固定連接，并將所述換熱面分成若干個所述換熱區(qū)。

7、通過采用上述技術(shù)方案，分層板將流入換熱腔的冷卻液進(jìn)行分層，然后將分層后的冷卻液引導(dǎo)至對應(yīng)的換熱區(qū)與發(fā)熱模塊進(jìn)行換熱，使得冷卻液與發(fā)熱模塊的換熱更加徹底，提高發(fā)熱模塊的散熱效果。

8、在一個具體的可實施方案中，所述引導(dǎo)單元包括引導(dǎo)管與連通管，n個所述分層板將所述換熱腔分成與所述換熱腔出口連通的回流腔和n個與所述換熱腔入口連通的冷卻腔，與所述回流腔相鄰的所述分層板通過所述引導(dǎo)管與所述回流腔連通設(shè)置，其余所述分層板通過所述連通管與所述回流腔連通設(shè)置。

9、通過采用上述技術(shù)方案，冷卻腔內(nèi)進(jìn)行換熱后的冷卻液通過引導(dǎo)管與連通管回流至回流腔內(nèi)，減小不同冷卻腔內(nèi)換熱后的冷卻液之間相互影響，提高每個冷卻腔內(nèi)冷卻液對發(fā)熱模塊的冷卻效果。

10、在一個具體的可實施方案中，所述連通管包括內(nèi)管與外管，所述內(nèi)管與外管之間設(shè)有隔熱腔。

11、通過采用上述技術(shù)方案，通過內(nèi)管與外管之間形成的隔熱腔，減小冷卻腔內(nèi)換熱后的冷卻液回流至回流腔時，與其他冷卻腔內(nèi)的冷卻液之間的換熱效果，減小冷卻液回流至回流腔時對其他冷卻腔內(nèi)冷卻液溫度的影響。

12、在一個具體的可實施方案中，所述連通管穿過下游的所述分層板，并插入到所述回流腔內(nèi)，所述外管開設(shè)有與下游所述冷卻腔連通的回流通孔，所述回流通孔與所述隔熱腔連通設(shè)置，所述隔熱腔與所述回流腔連通設(shè)置。

13、通過采用上述技術(shù)方案，連通管下游的冷卻腔內(nèi)的冷卻液通過回流通孔流入換熱腔內(nèi)，然后冷卻液與內(nèi)管內(nèi)的冷卻液換熱后，沿著隔熱腔流入回流腔內(nèi)，使得冷卻腔內(nèi)與內(nèi)管內(nèi)的冷卻液換熱后的冷卻液快速回流至回流腔內(nèi)，減小內(nèi)管內(nèi)冷卻液與下游冷卻腔內(nèi)冷卻液造成的溫度升高，使得冷卻腔內(nèi)的冷卻液能夠充分對發(fā)熱模塊進(jìn)行冷卻降溫。

14、在一個具體的可實施方案中，所述換熱板上設(shè)有若干個導(dǎo)熱桿，每個所述導(dǎo)熱桿由所述換熱板遠(yuǎn)離所述發(fā)熱模塊的一側(cè)穿至靠近所述發(fā)熱模塊的一側(cè)，所述導(dǎo)熱桿與所述換熱板滑動密封連接，所述換熱板上設(shè)有若干所述伸縮彈簧，所述伸縮彈簧與所述導(dǎo)熱桿一一對應(yīng)，并用于推動所述導(dǎo)熱桿抵接在所述發(fā)熱模塊上。

15、通過采用上述技術(shù)方案，在將換熱板安裝到發(fā)熱模塊時，由于發(fā)熱模塊與換熱板之間的接觸面可能存在不平整的情況，此時伸縮彈簧推動導(dǎo)熱桿抵接在不平整的位置，然后通過導(dǎo)熱桿將熱量引導(dǎo)至換熱腔內(nèi)，與冷卻液進(jìn)行換熱，從而能夠有效避免發(fā)熱模塊因接觸面不平整而造成的積熱，提高發(fā)熱模塊的散熱效果。

16、在一個具體的可實施方案中，每個所述導(dǎo)熱桿均通過所述兩個波紋管與所述換熱板密封固定連接，兩個所述波紋管均套設(shè)在所述導(dǎo)熱桿上，其中一個所述波紋管的一端與所述導(dǎo)熱桿密封固定，另外一端與所述換熱面密封固定，另外一個所述波紋管的一端與所述導(dǎo)熱桿密封固定，另外一端與所述換熱板背離所述發(fā)熱模塊的一側(cè)密封固定。

17、通過采用上述技術(shù)方案，導(dǎo)熱桿通過波紋管與換熱板之間連接，能夠在保證導(dǎo)熱桿滑動的同時，提高導(dǎo)熱桿與換熱腔之間的密封性。

18、在一個具體的可實施方案中，所述連接單元包括連接管、安裝件以及若干個分管，所述連接管與所述循環(huán)管路連通設(shè)置，若干個所述分管均沿著所述連接管的軸向固定設(shè)置在所述連接管上，并與所述連接管連通設(shè)置，所述換熱板的側(cè)壁上設(shè)有沿著垂直于冷卻液流動方向均勻設(shè)置的進(jìn)液通孔，所述進(jìn)液通孔于所述分管一一對應(yīng)，所述分管能夠插入所述進(jìn)液通孔，所述分管上套設(shè)有密封墊，所述安裝件用于將所述密封墊壓緊在所述換熱板上，使得所述密封墊對所述分管與所述進(jìn)液通孔之間進(jìn)行封堵。

19、通過采用上述技術(shù)方案，連接管帶動分管插入到進(jìn)液通孔內(nèi)，然后通過安裝件將連接管與換熱板之間進(jìn)行安裝，并使得密封墊抵緊在安裝板上，對分管與進(jìn)液通孔連接處進(jìn)行密封，從而提高分管與換熱板之間連接的密封性；通過設(shè)置若干個分管，使得冷卻液更加均勻的流入換熱腔內(nèi)。

20、在一個具體的可實施方案中，所述安裝件包括第一耳板、第二耳板以及固定螺栓，所述第一耳板固定設(shè)置在所述換熱板上，所述第二耳板固定設(shè)置在所述連接管上，所述固定螺栓穿過所述第一耳板與所述第二耳板并固定。

21、通過采用上述技術(shù)方案，在對連接管與換熱板安裝時，通過固定螺栓將第一耳板與第二耳板固定，完成連接管與換熱板的安裝，提高連接管與換熱板安裝的便利性。

22、另一方面，本技術(shù)還提供的一種電動汽車大功率直流充電樁的液冷結(jié)構(gòu)冷卻控制方法，使用上述的一種電動汽車大功率直流充電樁的液冷結(jié)構(gòu)，還包括以下步驟：

23、s1、循環(huán)動力單元將冷卻換熱單元內(nèi)的冷卻液通過連接單元輸送至換熱腔內(nèi)；

24、s2、冷卻液通過分層單元分層后，流向?qū)?yīng)的換熱區(qū)，并通過換熱板與發(fā)熱模塊之間進(jìn)行熱交換；

25、s3、與發(fā)熱模塊熱交換后的冷卻液通過引導(dǎo)單元引導(dǎo)至換熱腔的出口，并通過循環(huán)管路循環(huán)至冷卻換熱單元內(nèi)進(jìn)行降溫冷卻；

26、s4、重復(fù)步驟s1-s3。

27、綜上所述，本技術(shù)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

28、1.在對充電樁進(jìn)行冷卻時，循環(huán)動力單元將冷卻換熱單元內(nèi)的冷卻液通過連接單元輸送至換熱腔內(nèi)，冷卻液通過分層單元分層后，流向?qū)?yīng)的換熱區(qū)，并通過換熱板與發(fā)熱模塊之間進(jìn)行熱交換，與發(fā)熱模塊熱交換后的冷卻液通過引導(dǎo)單元引導(dǎo)至換熱腔的出口，并通過循環(huán)管路循環(huán)至冷卻換熱單元內(nèi)進(jìn)行降溫冷卻，循環(huán)上述過程，能夠?qū)Τ潆姌哆M(jìn)行連續(xù)冷卻，通過將整個換熱板與發(fā)熱模塊接觸，能夠提高冷卻液與發(fā)熱模塊之間的換熱面積，從而提高發(fā)熱模塊的散熱效率，提高散熱效果；

29、2.分層板將流入換熱腔的冷卻液進(jìn)行分層，然后將分層后的冷卻液引導(dǎo)至對應(yīng)的換熱區(qū)與發(fā)熱模塊進(jìn)行換熱，使得冷卻液與發(fā)熱模塊的換熱更加徹底，提高發(fā)熱模塊的散熱效果；

30、3.伸縮彈簧推動導(dǎo)熱桿抵接在不平整的位置，然后通過導(dǎo)熱桿將熱量引導(dǎo)至換熱腔內(nèi)，與冷卻液進(jìn)行換熱，從而能夠有效避免發(fā)熱模塊因接觸面不平整而造成的積熱，提高發(fā)熱模塊的散熱效果。