分析充電樁散熱技術(shù)設(shè)計與實現(xiàn)

韓娟娟　韓金坤　趙琰

摘 ? 要：本文主要以分析充電樁散熱技術(shù)設(shè)計與實現(xiàn)為重點進行闡述，結(jié)合當(dāng)下充電樁散熱技術(shù)設(shè)計與發(fā)展現(xiàn)狀為依據(jù)，首先分析充電樁散熱技術(shù)研發(fā)的重要性，其次介紹充電樁散熱風(fēng)道的設(shè)計現(xiàn)狀，包括充電樁散熱風(fēng)道設(shè)計問題、充電樁散熱技術(shù)實現(xiàn)方式，最后從充電樁散熱技術(shù)設(shè)計思路、充電樁散熱技術(shù)實現(xiàn)方式等幾個方面深入說明并探討充電樁散熱技術(shù)設(shè)計與實現(xiàn)措施，進一步強化充電樁散熱技術(shù)的設(shè)計效率，旨在為相關(guān)研究提供參考資料。

關(guān)鍵詞：充電樁 ?散熱技術(shù) ?設(shè)計 ?實現(xiàn) ?有效措施

中圖分類號：TM910.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)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(shè)需求也愈發(fā)旺盛，而對充電樁的建設(shè)要求也越來越高，越來越嚴(yán)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(nèi)部散熱系統(tǒng)的需求。由于充電速度越快，電子元件在運行中產(chǎn)生的熱量便會越多，引發(fā)危險的幾率就會越大。所以相對成熟的充電樁散熱技術(shù)顯得十分重要，怎樣在新時期下對充電樁的散熱系統(tǒng)加以設(shè)計，采取怎樣的手段實現(xiàn)充電樁散熱技術(shù)的研發(fā)，是我們每一位充電樁從業(yè)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(shù)研發(fā)的重要性

建設(shè)充電設(shè)施的目標(biāo)是促使車輛在較短的時間內(nèi)及時補充電能，在實際的使用期間，大多數(shù)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?yán)砟畹某珜?dǎo)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(yīng)的電流與電壓也會出現(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)生。

充電樁散熱技術(shù)的研發(fā)可以有效地散發(fā)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(shù)的研發(fā)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(shù)的研發(fā)十分重要。

2 ?充電樁散熱的設(shè)計現(xiàn)狀

目前，市場中現(xiàn)有充電樁內(nèi)部結(jié)構(gòu)多以模塊上下居中或中下布置為主，散熱風(fēng)道往往呈現(xiàn)出兩種設(shè)計理念，一種是采用軸流風(fēng)機，其與充電模塊二者處于前后位置的設(shè)計，即前進風(fēng)，后出風(fēng);另一種是采用離心風(fēng)機，其與充電模塊二者處于上下位置的設(shè)計，也就是下側(cè)進風(fēng)，上側(cè)出風(fēng)。

2.1 充電樁散熱風(fēng)道設(shè)計問題

不管是哪一種設(shè)計理念，都存在相同的不足，即充電模塊在運行中會產(chǎn)生諸多熱量，之后熱量會向上運動，提高上側(cè)結(jié)構(gòu)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(tài)，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(fēng)道技術(shù)

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

3 ?充電樁散熱技術(shù)設(shè)計與實現(xiàn)措施

3.1 充電樁散熱技術(shù)設(shè)計思路

其一，分體式設(shè)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(shè)置在上層，將其他類型的電子元器件設(shè)置在下層。在充電的過程中，模塊產(chǎn)生的熱量較大，這樣較大功率的風(fēng)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(nèi)部電子元器件中，諸多的熱量被散發(fā)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(shè)計。充電樁散熱技術(shù)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(fēng)機可以把充電樁外部的空氣進行處理，也就是利用鋼絲網(wǎng)材質(zhì)的風(fēng)道進行過濾，剩余的灰塵會被充電樁內(nèi)部的過濾棉進行阻隔，存留在兩個風(fēng)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(nèi)部完成熱量替換工作，減小充電樁內(nèi)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(chǎn)生的熱量，以空氣的形式散發(fā)出充電樁，提高充電樁散熱的效率。

3.2 充電樁散熱技術(shù)實現(xiàn)方式

其一，增加充電樁內(nèi)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(nèi)設(shè)置的離心風(fēng)機能夠更加全面地把清潔空氣抽到充電樁內(nèi)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(nèi)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(fēng)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(xiàn)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(nèi)部的電子元器件表面會存有一些灰塵，降低其內(nèi)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(jīng)過長期的侵蝕，可能會引起電路線路的裸露而出現(xiàn)漏電的現(xiàn)象，進而出現(xiàn)電路短路的問題。除此之外，春季時節(jié)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(nèi)部的過程中會被電子元器件吸附，在溫度的持續(xù)升高情況下引起火災(zāi)。所以在設(shè)計充電樁散熱技術(shù)的過程中要制定充電樁維護與保養(yǎng)的方案，減小危險隱患的出現(xiàn)幾率。

其三，充電樁運行組織的安全性保障。結(jié)合不同季節(jié)以及不同環(huán)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(tǒng)的穩(wěn)定運行進行安全性處理。強化充電散熱系統(tǒng)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(huán)境下的安全應(yīng)對方案，促使使用者具備良好的使用充電樁散熱技術(shù)的心態(tài)。確保充電樁散熱系統(tǒng)在使用期間具備的清潔程度，定期清理充電樁中風(fēng)道以及模塊風(fēng)扇和濾網(wǎng)等部位。除此之外，全方位檢驗充電樁內(nèi)部的線路連接情況以及開關(guān)處理效果，在出現(xiàn)異常情況時，要進行針對性的優(yōu)化與處理，提高充電樁散熱系統(tǒng)中每一個電子元器件的運行實效性。

4 ?結(jié)語

綜上所述，開展充電樁散熱技術(shù)設(shè)計與實現(xiàn)研究具有十分重要的現(xiàn)實意義和價值，對車輛的穩(wěn)定運行產(chǎn)生積極影響。依據(jù)現(xiàn)階段充電樁散熱系統(tǒng)的設(shè)計現(xiàn)狀，綜合了解充電樁散熱技術(shù)的原理與存在不足之處，采取科學(xué)高效的手段創(chuàng)建較為完善的充電樁散熱技術(shù)體系，制定充電樁散熱技術(shù)設(shè)計思路、充電樁散熱技術(shù)實現(xiàn)方式計劃，促使充電樁散熱技術(shù)得到有效的實現(xiàn)，提升充電樁散熱系統(tǒng)設(shè)計的實效性。

參考文獻

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