[發明專利]一種200kW大功率直流電動車充電樁的散熱方法及優化系統

有效

• 申請號: 202110350056.X
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113119772B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 韓磊;邱利民;植曉琴;周文杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B60L53/302
• 分類號: B60L53/302
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司 33258
• 代理人: 程嘉煒

1.一種200kW大功率直流電動車充電樁的散熱方法，其特征在于，包括有：

基于使用的功率模塊確定散熱方式；

計算在上述散熱方式下所需的目標風量；

選擇能達到目標風量的風扇；

基于使用的功率模塊確定散熱方式包括有：

計算單個功率模塊滿載散熱量，即單個功率模塊滿載散熱量等于輸入功率減去輸出功率，表達式如下：

Q_熱＝P_輸入-P_輸 (1)

接著計算單個功率模塊的散熱表面熱流密度，表達式如下：

在式(2)中，為散熱表面熱流密度，Q_總為單個功率模塊總散熱量，A為功率模塊總散熱表面積；

基于計算得到的單個功率模塊的散熱表面熱流密度，并通過對比現有各散熱方式下能實現的最大散熱表面熱流密度，確定散熱方式；

計算在上述散熱方式下所需的目標風量包括有：

在假設風扇吸收的冷卻氣流能將直流電動汽車充電樁所散發出的熱量全部帶出的前提下，然后使用能量守恒方程式計算風量，表達式如下：

在式(3)中，q_m為流體的質量流量，單位Kg/s；Q為系統發熱量，單位KW；c_p為空氣比熱容，單位KJ/Kg·℃；t_o、t_i分別為出風口空氣溫度和進風口空氣溫度；

接著，將質量流量換算成體積流量，表達式如下：

在式(4)中，q_v為空氣體積流量，單位m³/min；γ為空氣密度，常溫常壓γ＝1.23Kg/m³。

2.根據權利要求1所述的一種200kW大功率直流電動車充電樁的散熱方法，其特征在于，選擇能達到目標風量的風扇包括有：風扇的最大風量取目標風量的2–4倍。

3.一種200kW大功率直流電動車充電樁的優化系統，運行權利要求1至2中任一所述的一種200kW大功率直流電動車充電樁的散熱方法，包括有作為承載結構的殼體(11)、設置在殼體(11)的斷路器(12)、若干電子器件和顯示屏，還包括有設置在殼體(11)的功率模塊組、散熱風扇組(13)及出風口格柵(14)；其特征在于：

將位于殼體(11)底部的斷路器(12)設置在散熱風扇組(13)的正下側，來減少對氣流的阻力；

將位于殼體(11)中部的電子器件安裝到殼體(11)前部并與顯示屏、繼電器集成為一塊元器件固定板(15)；

將功率模塊組的功率模塊集中安裝，以減少不必要漩渦與氣流阻力的產生，增加散熱氣流的流暢性與合理性；

除去殼體(11)頂部的出風口格柵(14)，徹底杜絕氣流短路現象的發生。