CN113752880B - 一种充电桩及充电站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充电桩技术领域，公开了一种充电桩及充电站，该充电桩包括柜体、配电装置和功率变换模块，配电装置设置于柜体内部，功率变换模块与配电装置电连接，功率变换模块被配置为对配电装置的输出进行变换，该充电桩还包括设置于柜体外部的壳体，至少部分功率变换模块位于壳体内部，壳体上设置有第一通风结构，由于该充电桩中，至少部分功率变换模块设置于柜体外部，相应的功率变换模块的热量能够直接由第一通风结构排出至充电桩外部以进行散热，避免了由于功率变换模块的热量不能及时排出引起的热风回流问题，保证功率变换模块的散热效果，从而保证充电桩工作的可靠性。

Description

一种充电桩及充电站

技术领域

本发明涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种充电桩及充电站。

背景技术

直流充电桩是电动汽车领域广泛使用的充电设备，直流充电桩的输入端与公共电网相连，直流充电桩的输出端与电动汽车相连，以对电动汽车进行充电。具体而言，直流充电桩主要包括交流输入模块、功率变换模块、直流输出模块以及整桩控制模块，交流输入模块的输入端与公共电网相连，功率变换模块分别与交流输入模块的输出端和直流输出模块的输入端相连，以将输入的交流电变换为直流电，直流输出模块的输出端与电动汽车相连，整桩控制模块分别与交流输入模块、功率变换模块和直流输出模块相连，以分别对各个模块进行控制。

现有技术中，充电桩包括柜体，交流输入模块、功率变换模块、直流输出模块以及整桩控制模块均设置于柜体中。其中，功率变换模块为充电桩的主要发热部分。为了能对功率变换模块内部进行散热，功率变换模块需要设置与其内部相连通的进风口和出风口，以使风能够流入功率变换模块内部从而对功率变换模块内部进行散热。然而，由于功率变换模块位于柜体内部，由功率变换模块排出的热风存在不能及时排到柜体外部的情况，此时由功率变换模块排出的热风可能重新进入功率变换模块，造成热风回流，影响功率变换模块的散热效果。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种充电桩，该充电桩中功率变换模块的散热效果好，该充电桩的工作可靠性好。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种充电桩，包括：

柜体和配电装置，所述配电装置设置于所述柜体内部；

功率变换模块，所述功率变换模块与所述配电装置电连接，所述功率变换模块被配置为对所述配电装置的输出进行变换，所述充电桩还包括设置于所述柜体外部的壳体，至少部分所述功率变换模块位于所述壳体内部，所述壳体上设置有第一通风结构。

作为一种充电桩的优选方案，所述柜体上设置有第二通风结构，所述第一通风结构与所述第二通风结构相连通，所述充电桩还包括风扇，所述风扇被配置为驱动所述柜体和所述壳体二者中的一个内部的风经所述第一通风结构和所述第二通风结构的连接处流向二者中的另一个。

作为一种充电桩的优选方案，所述第一通风结构包括分别设置于所述壳体不同侧壁的第一通风部和第二通风部，所述第二通风结构包括分别设置于所述柜体不同侧壁的第三通风部和第四通风部，所述第一通风部和所述第三通风部密封连接，所述风扇被配置为驱动所述柜体内的风依次经所述第三通风部和所述第一通风部流入所述壳体。

作为一种充电桩的优选方案，所述风扇设置于所述壳体内并靠近所述第一通风部设置，所述风扇的出风端朝向所述壳体内部的功率变换模块。

作为一种充电桩的优选方案，所述充电桩还包括密封件，所述密封件设置于所述柜体和所述壳体之间并能分别与所述柜体和所述壳体相抵接。

作为一种充电桩的优选方案，所述充电桩还包括固定件，用于所述柜体和所述壳体的连接固定。

作为一种充电桩的优选方案，所述充电桩还包括连接端子，所述连接端子包括相适配的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件分别与所述配电装置和所述壳体内的功率变换模块电连接。

作为一种充电桩的优选方案，所述功率变换模块的数量为至少两个，所述壳体与所述功率变换模块一一对应设置。

作为一种充电桩的优选方案，所述壳体沿竖直方向层叠设置。

作为一种充电桩的优选方案，相邻两个所述壳体相互靠近的两个侧壁上分别设有相适配的第一定位结构和第二定位结构。

作为一种充电桩的优选方案，所述配电装置包括交流输入模块、直流输出模块和整桩控制模块，所述交流输入模块和所述直流输出模块分别与所述功率变换模块电连接，所述交流输入模块、所述直流输出模块和所述功率变换模块均与所述整桩控制模块电连接。

本发明的有益效果：

本发明提出了一种充电桩，包括柜体、配电装置和功率变换模块，配电装置设置于柜体内部，功率变换模块与配电装置电连接，以对配电装置的输出进行变换，该充电桩还包括设置于柜体外部的壳体，至少部分功率变换模块位于壳体内，壳体上开设有第一通风结构，使得功率变换模块的热量能够经第一通风结构直接排到充电桩外部，避免功率变换模块的热量不能及时排出柜体，引起热风回流的问题，保证功率变换模块的散热效果以及充电桩工作的可靠性。

本发明的另一个目的在于提出一种充电站，该充电站中充电桩的散热效果好，充电可靠性好。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种充电站，包括变压器和至少一个上述充电桩，所述变压器的一次侧与公共电网相连，所述变压器的二次侧分别与各个所述充电桩相连。

本发明的有益效果：

本发明提出了一种充电站，包括变压器和至少一个充电桩，该充电桩的散热效果好，能够保证充电过程的可靠性和稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的充电桩的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的充电桩的剖视图一；

图3是本发明实施例提供的充电桩的剖视图二；

图4是本发明实施例提供的充电桩的剖视图三；

图5是本发明实施例提供的充电桩的剖视图四。

图中：

1-柜体；11-第四通风部；

21-交流输入模块；22-直流输出模块；23-整桩控制模块；

3-壳体；31-第一通风部；32-第二通风部；4-风扇；5-密封件；

6-连接端子；61-第一连接件；62-第二连接件；

71-PCB板；72-发热单元。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本实施例提供一种充电桩，用于对电动汽车进行充电。具体而言，该充电桩包括柜体1、配电装置和功率变换模块，配电装置设置于柜体1内部，功率变换模块与配电装置电连接，功率变换模块被配置为对配电装置的输出进行变换，该充电桩还包括壳体3，至少部分功率变换模块位于壳体3内部，壳体3上设置有第一通风结构，由于该充电桩中，至少部分功率变换模块设置于柜体1外部，相应部分的功率变换模块能够直接通过第一通风结构进行散热，避免了由于功率变换模块的热量不能及时排出引起的热风回流问题，保证功率变换模块的散热效果，从而保证充电桩工作的可靠性。此外，由于至少部分功率变换模块位于柜体1的外部，还能减小柜体1的体积，使柜体1结构紧凑，降低柜体1的制造成本，同时还能方便该充电桩的运输和装配。

可以理解的是，壳体3和柜体1能够具有不同的防护等级，以分别满足该充电桩不同组成部分的防护需要。

在本实施例中，全部功率变换模块均位于壳体3内部。当然，功率变换模块的设置不限于此，在其他实施例中，还可以是功率变换模块的直流-交流变换单元和交流-交流变换单元二者中的一个位于壳体3内部，二者中的另一个位于柜体1内，可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不做限制。

可选地，壳体3采用现有技术中的整桩钣金工艺制作而成，壳体3的材料可以为金属或其他材料，可以根据实际需要进行设置，柜体1的设置与壳体3相类似，本实施例对此不做多余描述。

具体而言，如图2所示，功率变换模块包括PCB板71和多个发热单元72，PCB板71的数量可以为一个或至少两个，每个PCB板71上均设置有发热单元72，其中发热单元72可以包括二极管、三极管、场效应管、IGBT、电容、电感、变压器或控制芯片中的一个或多个。当PCB板71的数量为至少两个时，PCB板71可以沿竖直方向间隔设置于壳体3内并形成层叠结构，功率变换模块的具体排布可以根据实际设计需要进行设置，本实施例对此不做限制。

优选地，如图2和图3所示，柜体1上设置有第二通风结构，第二通风结构与第一通风结构密封连接，充电桩还包括风扇4，风扇4被配置为驱动柜体1和壳体3二者中的一个内部的风流向二者中的另一个，柜体1和壳体3相连通形成风道，并通过风扇4驱动风的流动，能够减少该充电桩散热所需要的风扇4的数量，无需分别在柜体1和壳体3内设置风扇4以分别对柜体1和壳体3进行散热，能够降低该充电桩的制造成本，还能使该充电桩结构紧凑，减小该充电桩的体积。

具体而言，如图1结合图2所示，第一通风结构包括第一通风部31和第二通风部32，第一通风部31和第二通风部32分别设置于壳体3的不同侧壁上，第二通风结构包括第三通风部和第四通风部11，第三通风部和第四通风部11分别设置于柜体1的不同侧壁上，第一通风部31与第三通风部相连通。

优选地，如图2所示，风扇4被配置为驱动柜体1内的风依次经第三通风部和第一通风部31流入壳体3。由于功率变换模块的发热量高于配电装置的发热量，先对配电装置进行散热，再对功率变换模块进行散热，能够兼顾配电装置和功率变换模块的散热需求，避免对功率变换模块进行散热后的风影响对后续的配电装置的散热效果。当然，柜体1和壳体3中的风的流动方向不限于此，在其他实施例中，如图3所示，风扇4也可以被配置为驱动壳体3内的风依次经第一通风部31和第三通风部流入柜体1，以提高对功率变换模块的散热效果，进一步地，第四通风部11设置于柜体1的上方，柜体1内的风能够从柜体1的上方排出，还能减少由柜体1排出的热风对充电过程的影响。

优选地，如图2所示，风扇4设置于壳体3内并靠近第一通风部31设置，风扇4的出风端朝向壳体3内部的功率变换模块，使得一方面风扇4靠近第一通风部31和第三通风部的连接处，能够更有效地同时驱动柜体1和壳体3内的风的流动，另一方面由风扇4吹出的风直接吹到壳体3内部的功率变换模块上，对功率变换模块的散热效果更好。当然，风扇4的设置位置不限于此，在其他实施例中，如图4所示，风扇4可以设置于壳体3内并靠近第二通风部32设置，且风扇4的出风端朝向第二通风部32，以使壳体3内的风能加快地由壳体3中排出；如图5所示，风扇4还可以设置于柜体1内，且风扇4的出风端朝向壳体3，以使壳体3结构更紧凑，并减小壳体3的体积，可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不做限制。

进一步地，风扇4的数量还可以为至少两个，以提高对配电装置和功率变换模块的散热效果，可以根据充电桩的实际散热需求进行设置，本实施例对此不做限制。

可选地，为了实现第一通风部31和第三通风部的密封连接，如图1所示，该充电桩还包括密封件5，密封件5设置于柜体1和壳体3之间并能分别与柜体1和壳体3相抵接，以保证第一通风结构和第二通风结构的密封连接，密封效果好，能够防止第一通风结构和第二通风结构的连接处出现漏风或漏水的情况，影响功率变换模块和配电装置的正常工作。

具体而言，壳体3靠近柜体1的侧壁上设有密封槽，第一通风部31位于密封槽的内部，密封件5容纳于密封槽中，且密封件5的两端能分别与柜体1的外壁和密封槽的内壁相抵接，以实现第三通风部和第一通风部31的密封连接。

可选地，该充电桩还包括固定件，用于柜体1和壳体3的连接固定。具体而言，柜体1和壳体3二者中的一个设置有通孔，柜体1和壳体3二者中的另一个设置有螺纹孔，固定件能穿过通孔并与螺纹孔螺纹连接，以实现柜体1和壳体3的固定连接，并方便该充电桩的安装和拆卸。进一步地，固定件的数量还可以为多个，通过多个固定件连接柜体1和壳体3，能够进一步提高柜体1和壳体3的连接可靠性。

可选地，为了防止灰尘和雨水等进入壳体3影响功率变换模块的正常工作，该充电桩还包括第一防护组件，第一防护组件设置于第二通风部32的内侧和/或外侧，以提高壳体3的防护等级和对功率变换模块的保护效果。

示例性地，第一防护组件包括设置于壳体3上的百叶窗，百叶窗位于第二通风部32的外侧，且百叶窗的叶片沿着由内向外的方向向下延伸，能够有效地防止灰尘和雨水等进入壳体3内部，同时不会对壳体3的散热造成影响。当然，第一防护组件的设置不限于此，在其他实施例中，第一防护组件包括设置于第二通风部32内侧的过滤棉，过滤棉的过滤效果好，方便更换且成本低，第一防护组件也可以包括百叶窗和过滤棉，以起到双重防护作用，对功率变换模块的保护效果更好，可以根据实际防护要求进行设计，本实施例对此不做限制。

可选地，该充电桩还包括第二防护组件，以防止灰尘和雨水等由第四通风部11进入柜体1影响配电装置的正常工作。其中，第二防护组件的设置与第一防护组件的设置相类似，本实施例对此不做多余描述。

优选地，如图2所示，为了方便功率变换模块和配电装置的电连接，该充电座还包括连接端子6，连接端子6包括相适配的第一连接件61和第二连接件62，第一连接件61和第二连接件62分别与配电装置和壳体3内的功率变换模块电连接，能够方便地实现功率变换模块和配电装置的电连接，连接快速方便且连接可靠性好。具体而言，第一连接件61和第二连接件62二者中的一个为插头，第一连接件61和第二连接件62二者中的另一个为插座。

可选地，第一连接件61固定设置于柜体1外部，该充电桩还包括连接结构，第一连接件61通过连接结构与配电装置电连接，能够进一步方便第一连接件61和第二连接件62的连接，从而方便功率变换模块的装配和拆卸。其中，连接结构可以包括铜排和/或铜线，可以根据实际连接需要进行选择。优选地，功率变换模块与柜体1装配完成后，连接端子6位于密封件5的内部，能够对连接端子6进行保护，同时降低连接端子6的防水要求，从而降低该充电桩的制造成本。进一步地，连接端子6的数量还可以为至少两个，以保证功率变换模块和配电装置的电连接的可靠性，可以根据实际连接需要进行设置，本实施例对此不做限制。

优选地，功率变换模块的数量为至少两个，壳体3与功率变换模块一一对应设置，每个功率变换模块的至少部分位于对应的壳体3中，通过设置至少两个相互并联连接的功率变换模块能够增加功率变换模块的功率，同时在所需充电功率较低时，可以关闭部分功率变换模块，由此降低大量的无功功率和待机损耗。

可选地，壳体3沿竖直方向层叠设置，使得每个壳体3均能够获得稳定的支撑，安装可靠性好。

进一步地，为了方便壳体3的装配，相邻两个壳体3相互靠近的两个侧面上分别设有第一定位结构和第二定位结构，第一定位结构与第二定位结构能相互配合，以对相邻壳体3进行定位，从而方便壳体3装配。示例性地，第一定位结构包括至少两个间隔设置的定位凸起，第二定位结构为与定位凸起一一对应的定位凹槽，每个定位凸起均能卡接于对应的定位凹槽中，从而实现对相邻两个壳体3的定位。

以下对配电装置进行介绍。如图2-图5所示，配电装置包括交流输入模块21、直流输出模块22和整桩控制模块23，交流输入模块21和直流输出模块22分别与功率变换模块电连接，交流输入模块21、直流输出模块22和功率变换模块均与整桩控制模块23电连接。

进一步地，交流输入模块21、直流输出模块22和整桩控制模块23沿竖直方向间隔设置，与壳体3的层叠方向相一致，能够方便相应模块之间的连接，并减少连接结构的成本。其中，本实施例对交流输入模块21、直流输出模块22和整桩控制模块23在竖直方向上的排布顺序不做限制，例如，如图2和图3所示，柜体1内由下至上可以依次为交流输入模块21、直流输出模块22和整桩控制模块23；如图4所示，柜体1内由下至上也可以依次为直流输出模块22、交流输入模块21和整桩控制模块23；如图5所示，柜体1内由下至上还可以依次为交流输入模块21、整桩控制模块23和直流输出模块22。当然，交流输入模块21、直流输出模块22和整桩控制模块23的排布不限于此，可以根据实际需要进行设置。

可选地，该充电桩还包括设置于柜体1外部的至少一个充电枪，充电枪与直流输出模块22电连接，用于为用电设备充电。在本实施例中，用电设备具体指的是电动汽车。

可选地，该充电桩还包括显示模块，显示模块设置于柜体1的侧壁上且显示模块与整桩控制模块23电连接，显示模块用于显示充电过程中的各种信息，例如电量信息和费用信息等。

本实施例还提供一种充电站，该充电站包括变压器和至少一个充电桩，变压器的一次侧与公共电网相连，变压器的二次侧分别与各个充电桩相连。该充电站中充电桩的散热效果好且工作可靠性好。

在本说明书的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种充电桩，其特征在于，包括：

柜体(1)和配电装置，所述配电装置设置于所述柜体(1)内部；

功率变换模块，所述功率变换模块与所述配电装置电连接，所述功率变换模块被配置为对所述配电装置的输出进行变换，所述充电桩还包括设置于所述柜体(1)外部的壳体(3)，至少部分所述功率变换模块位于所述壳体(3)内部，所述壳体(3)上设置有第一通风结构；

所述柜体(1)上设置有第二通风结构，所述第一通风结构与所述第二通风结构相连通；

所述第一通风结构包括分别设置于所述壳体(3)不同侧壁的第一通风部(31)和第二通风部(32)，所述第二通风结构包括分别设置于所述柜体(1)不同侧壁的第三通风部和第四通风部(11)，所述第一通风部(31)和所述第三通风部密封连接；

所述充电桩还包括风扇(4)，所述风扇(4)被配置为驱动所述柜体(1)内的风依次经所述第三通风部和所述第一通风部(31)流入所述壳体(3)；

所述功率变换模块的数量为至少两个，所述壳体(3)与所述功率变换模块一一对应设置；

所述壳体(3)沿竖直方向层叠设置；

相邻两个所述壳体(3)相互靠近的两个侧壁上分别设有相适配的第一定位结构和第二定位结构；

所述配电装置包括交流输入模块(21)、直流输出模块(22)和整桩控制模块(23)，所述交流输入模块(21)和所述直流输出模块(22)分别与所述功率变换模块电连接，所述交流输入模块(21)、所述直流输出模块(22)和所述功率变换模块均与所述整桩控制模块(23)电连接；

所述交流输入模块(21)、所述直流输出模块(22)和所述整桩控制模块(23)沿竖直方向间隔设置，与所述壳体(3)的层叠方向相一致；

所述风扇(4)被配置为驱动发热量低的模块的风流入发热量高的模块；先对所述配电装置进行散热，再对所述功率变换模块进行散热。

2.根据权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述风扇(4)设置于所述壳体(3)内并靠近所述第一通风部(31)设置，所述风扇(4)的出风端朝向所述壳体(3)内部的所述功率变换模块。

3.根据权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述充电桩还包括密封件(5)，所述密封件(5)设置于所述柜体(1)和所述壳体(3)之间并能分别与所述柜体(1)和所述壳体(3)相抵接。

4.根据权利要求3所述的充电桩，其特征在于，所述充电桩还包括固定件，用于所述柜体(1)和所述壳体(3)的连接固定。

5.根据权利要求1所述的充电桩，其特征在于，所述充电桩还包括连接端子(6)，所述连接端子(6)包括相适配的第一连接件(61)和第二连接件(62)，所述第一连接件(61)和所述第二连接件(62)分别与所述配电装置和所述壳体(3)内的所述功率变换模块电连接。

6.一种充电站，其特征在于，包括变压器和至少一个如权利要求1-5任一项所述的充电桩，所述变压器的一次侧与公共电网相连，所述变压器的二次侧分别与各个所述充电桩相连。