[發(fā)明專利]一種200kW大功率直流電動(dòng)車充電樁的散熱方法及優(yōu)化系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110350056.X
• 申請(qǐng)日: 2021-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113119772B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓磊;邱利民;植曉琴;周文杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): B60L53/302
• 分類號(hào): B60L53/302
• 代理公司: 溫州名創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33258
• 代理人: 程嘉煒

本發(fā)明公開(kāi)了一種200kW大功率直流電動(dòng)車充電樁的散熱方法，包括有以下步驟：基于使用的功率模塊確定散熱方式；計(jì)算在上述散熱方式下所需的目標(biāo)風(fēng)量；選擇能達(dá)到目標(biāo)風(fēng)量的風(fēng)扇。本發(fā)明還公開(kāi)了一種200kW大功率直流電動(dòng)車充電樁的優(yōu)化系統(tǒng)，包括有殼體、斷路器、若干電子器件、顯示屏、功率模塊組、散熱風(fēng)扇組及出風(fēng)口格柵；將位于殼體底部的斷路器設(shè)置在散熱風(fēng)扇組的正下側(cè)；將位于殼體中部的電子器件安裝到殼體前部并與顯示屏、繼電器集成為一塊元器件固定板；將功率模塊組的功率模塊集中安裝；除去殼體頂部的出風(fēng)口格柵。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：針對(duì)200KW大功率直流充電樁存在的散熱問(wèn)題，進(jìn)行散熱處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車充電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種200kW大功率直流電動(dòng)車充電樁的散熱方法及優(yōu)化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

伴隨這科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的汽車保有量不斷增加，極大的方便了人們生活的方方面面。但是石油資源是有限的是不可再生能源，使用完多少就會(huì)減少多少，所以發(fā)展新能源變得迫在眉睫。而且數(shù)十年來(lái)傳統(tǒng)汽車的使用也給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的污染問(wèn)題，特別是最近幾年來(lái)，汽車幾乎走進(jìn)了我國(guó)的每家每戶，而污染也愈發(fā)嚴(yán)重。環(huán)境污染嚴(yán)重的影響了人們對(duì)美好生活的追求，低碳、環(huán)保等詞匯也越來(lái)越多的出現(xiàn)在人們的生活當(dāng)中愈受人們關(guān)注。

新能源汽車在全球氣候變暖和世界能源枯竭的雙重背景之下越來(lái)越得到了汽車用戶的認(rèn)可和歡迎，從而迎來(lái)了快速的發(fā)展。但是充電難問(wèn)題仍是目前新能源車被購(gòu)買和使用的攔路虎。雖然市面上目前存在部分私人快速充電樁，不過(guò)由于技術(shù)的不成熟可能會(huì)給汽車電池造成很大的危害，其安全性和可靠性也值得商榷，并且高昂的價(jià)格也使得其無(wú)法得到普及。拋開(kāi)充電樁建設(shè)數(shù)量不說(shuō)，充電難的另一方面體現(xiàn)在充電的時(shí)間太長(zhǎng)，效率太低。所以新能源汽車所運(yùn)用的充電技術(shù)也越來(lái)越受到人們關(guān)注和討論。

解決這個(gè)障礙的途徑就是提高直流充電樁的功率等級(jí)，但是隨著直流充電樁功率等級(jí)的提升，整個(gè)充電樁內(nèi)產(chǎn)生的熱量也會(huì)越多，而充電樁的體積有效散熱表面積有限，因此這也對(duì)充電樁的散熱冷卻系統(tǒng)也提出了更嚴(yán)格的要求。當(dāng)前，電子設(shè)備的主要失效形式就表現(xiàn)為熱失效，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)溫度超過(guò)允許值導(dǎo)致的失效占總失效的比例超過(guò)55％。近年也時(shí)有發(fā)生大功率直流充電樁起火燒毀事故。著名的10℃法則也指出:溫度為70℃～80℃條件下，而溫度每上升10℃,其可靠性降低幅度達(dá)到50％。因而應(yīng)該通過(guò)各種方法來(lái)有效的處理電子器件的散熱問(wèn)題,從而提高其安全性、可靠性，更好的滿足性能要求。合理的熱設(shè)計(jì)使電子設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中相應(yīng)的溫度不超過(guò)允許最高溫度，為其長(zhǎng)時(shí)間可靠性運(yùn)行提供支持，這也是電子設(shè)備的可靠性設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該考慮的重點(diǎn)。

為了解決200KW大功率直流充電樁可能存在的散熱問(wèn)題，提高充電樁的安全可靠性；必須在直流充電樁設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行散熱處理設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種200kW大功率直流電動(dòng)車充電樁的散熱方法及優(yōu)化系統(tǒng)，以解決背景技術(shù)中所提出的問(wèn)題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種200kW大功率直流電動(dòng)車充電樁的散熱方法，包括有：

基于使用的功率模塊確定散熱方式；

計(jì)算在上述散熱方式下所需的目標(biāo)風(fēng)量；

選擇能達(dá)到目標(biāo)風(fēng)量的風(fēng)扇。

進(jìn)一步設(shè)置是，基于使用的功率模塊確定散熱方式包括有：

計(jì)算單個(gè)功率模塊滿載散熱量，即單個(gè)功率模塊滿載散熱量等于輸入功率減去輸出功率，表達(dá)式如下：

Q_熱＝P_輸入-P_輸出 (I)

接著計(jì)算單個(gè)功率模塊的散熱表面熱流密度，表達(dá)式如下：