分析充電樁散熱技術設計與實現

韓娟娟　韓金坤　趙琰

摘 ? 要：本文主要以分析充電樁散熱技術設計與實現為重點進行闡述，結合當下充電樁散熱技術設計與發展現狀為依據，首先分析充電樁散熱技術研發的重要性，其次介紹充電樁散熱風道的設計現狀，包括充電樁散熱風道設計問題、充電樁散熱技術實現方式，最后從充電樁散熱技術設計思路、充電樁散熱技術實現方式等幾個方面深入說明并探討充電樁散熱技術設計與實現措施，進一步強化充電樁散熱技術的設計效率，旨在為相關研究提供參考資料。

關鍵詞：充電樁 ?散熱技術 ?設計 ?實現 ?有效措施

中圖分類號：TM910.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）06（b）-0100-02

如今，隨著新能源汽車的保有量越來越高，人們對于充電樁的建設需求也愈發旺盛，而對充電樁的建設要求也越來越高，越來越嚴格。其中主要是充電的速度，一方面是給予電池與線纜的需求，另一方面是給予充電樁內部散熱系統的需求。由于充電速度越快，電子元件在運行中產生的熱量便會越多，引發危險的幾率就會越大。所以相對成熟的充電樁散熱技術顯得十分重要，怎樣在新時期下對充電樁的散熱系統加以設計，采取怎樣的手段實現充電樁散熱技術的研發，是我們每一位充電樁從業者都要重點研究的話題，以下為筆者提出的幾點淺薄的分析與建議。

1 ?充電樁散熱技術研發的重要性

建設充電設施的目標是促使車輛在較短的時間內及時補充電能，在實際的使用期間，大多數的電動車輛中都以直流的方式補充電量，直流樁功率大、充電速度快，充滿一般需要1～2h能充滿。在家中使用的交流電要以慢充的方式對車輛進行電能補充，大約需要6～7h左右。在新能源汽車理念的倡導下，電動汽車的充電速度需要更加迅速，然而在充電速度增加的情況下，相應的電流與電壓也會出現增加的趨勢，以至于充電樁中的充電模塊的功率也需要逐步增加，如市場上涌現出來很多90kW、120kW、150kW、300kW等等，同時充電模塊以及模塊涉及的元器件熱量也在大幅度的產生。

充電樁散熱技術的研發可以有效地散發出充電樁中存有的熱量，對車輛進行安全性能的保護，且散熱技術的研發可以降低空氣中灰塵對充電樁帶來的影響，防止因為空氣灰塵的原因阻礙充電樁的正常運作，所以充電樁散熱技術的研發十分重要。

2 ?充電樁散熱的設計現狀

目前，市場中現有充電樁內部結構多以模塊上下居中或中下布置為主，散熱風道往往呈現出兩種設計理念，一種是采用軸流風機，其與充電模塊二者處于前后位置的設計，即前進風，后出風;另一種是采用離心風機，其與充電模塊二者處于上下位置的設計，也就是下側進風，上側出風。

2.1 充電樁散熱風道設計問題

不管是哪一種設計理念，都存在相同的不足，即充電模塊在運行中會產生諸多熱量，之后熱量會向上運動，提高上側結構中電子元器件的溫度;而且充電樁與吸塵器類似，在車輛進行啟動或者停止的狀態，空氣中存有的灰塵便會運動到充電樁中，尤其是霧霾天氣，更加不利于充電樁的散熱。

2.2 整合充電樁散熱風道技術

可以嘗試采用模塊上置的設計結構理念，將風機以及過濾器以對稱的形式加以放置，過濾棉充當進風側，而風機充當出風側，風道面積減少，空氣中的灰塵被過濾棉吸附，防止因為風機的運作對充電樁的散熱性能造成影響，進而提高散熱風道的通暢性。

3 ?充電樁散熱技術設計與實現措施

3.1 充電樁散熱技術設計思路

其一，分體式設計。將充電模塊以及其他類型的電子元器件布置在不同的工作室中，將模塊獨立設置在上層，將其他類型的電子元器件設置在下層。在充電的過程中，模塊產生的熱量較大，這樣較大功率的風機便會把充電樁外部的空氣進行處理，也就是借助過濾棉對空氣進行阻隔，之后較為清潔的空氣可以透過充電模塊流進充電模塊的內部電子元器件中，諸多的熱量被散發出去，充電模塊中存有的熱量將不會大幅度的影響到下層位置中的電子元器件。

其二，一體式設計。充電樁散熱技術中涉及的充電模塊以及其他類型的電子元器件存在同一個工作室中，在充電樁運作期間，較大功率的離心風機可以把充電樁外部的空氣進行處理，也就是利用鋼絲網材質的風道進行過濾，剩余的灰塵會被充電樁內部的過濾棉進行阻隔，存留在兩個風道之間的孔隙中。這樣較為清潔的空氣可以從上到下流動，不僅能夠在充電樁內部完成熱量替換工作，減小充電樁內部電子元器件的溫度;還可以把充電樁上方存有的充電模塊產生的熱量，以空氣的形式散發出充電樁，提高充電樁散熱的效率。

3.2 充電樁散熱技術實現方式

其一，增加充電樁內部的支撐件性能。通常情況下，電子元器件可以借助支撐件將其安裝在充電樁的機殼上，并不是將其直接連接在機殼中。金屬機殼具備較強的吸熱性能，特別是在溫度較高的夏季，充電樁總是在戶外暴曬，充電樁附近的溫度就比較高，若將電子元器件與機殼進行連接，那么金屬機殼表面的溫度會進一步傳遞到充電樁的電子元器件上，增加充電樁在運作期間的熱量;如果電子元器件和充電樁的機殼之間存在孔隙，那么電子元器件存在的散熱問題便會得到良好的解決方式。針對充電樁的實際工作，一體式的充電樁內設置的離心風機能夠更加全面地把清潔空氣抽到充電樁內部的上方部位，完成電子元器件的散熱流程;分體式的充電樁內下層布置的電子元器件不會受到上層部位熱量的制約，充電樁中的熱量會在風道口的作用下排除，所以在充電樁中增加支撐件性能，可以避免出現電子元器件的高溫或者老化問題，擴展充電樁的使用時間，給客戶帶來良好的體驗。

其二，定期檢驗與維修。在長時間的運作工程中，充電樁內部的電子元器件表面會存有一些灰塵，降低其內部散熱的效率，若沒有被及時地清理，便會降低充電樁的壽命。與此同時，電氣線路中存在灰塵，經過長期的侵蝕，可能會引起電路線路的裸露而出現漏電的現象，進而出現電路短路的問題。除此之外，春季時節中空氣中彌漫著大量的柳絮，具備一定的吸附性和燃燒性，在其流進充電樁內部的過程中會被電子元器件吸附，在溫度的持續升高情況下引起火災。所以在設計充電樁散熱技術的過程中要制定充電樁維護與保養的方案，減小危險隱患的出現幾率。

其三，充電樁運行組織的安全性保障。結合不同季節以及不同環境下的灰塵量，還要思考客戶對充電樁的使用需求，對充電樁散熱系統的穩定運行進行安全性處理。強化充電散熱系統使用者自身的思想觀念，給使用者普及充電樁散熱的原理以及案例實踐流程，涉及到特殊環境下的安全應對方案，促使使用者具備良好的使用充電樁散熱技術的心態。確保充電樁散熱系統在使用期間具備的清潔程度，定期清理充電樁中風道以及模塊風扇和濾網等部位。除此之外，全方位檢驗充電樁內部的線路連接情況以及開關處理效果，在出現異常情況時，要進行針對性的優化與處理，提高充電樁散熱系統中每一個電子元器件的運行實效性。

4 ?結語

綜上所述，開展充電樁散熱技術設計與實現研究具有十分重要的現實意義和價值，對車輛的穩定運行產生積極影響。依據現階段充電樁散熱系統的設計現狀，綜合了解充電樁散熱技術的原理與存在不足之處，采取科學高效的手段創建較為完善的充電樁散熱技術體系，制定充電樁散熱技術設計思路、充電樁散熱技術實現方式計劃，促使充電樁散熱技術得到有效的實現，提升充電樁散熱系統設計的實效性。

參考文獻

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