一種充放電機(jī)的水冷式散熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種充放電機(jī)的水冷式散熱系統(tǒng)，尤其涉及一種電動(dòng)汽車充換電設(shè)施的水冷式散熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，充電機(jī)的散熱主要有強(qiáng)制氣冷和微通道液冷兩種模式。強(qiáng)制氣冷是風(fēng)扇直接作用于充電機(jī)發(fā)熱模塊進(jìn)行熱交換，其主要優(yōu)點(diǎn)是:成本低廉、技術(shù)成熟、安全可靠。缺點(diǎn)是:風(fēng)扇噪聲大、散熱效率低、熱控效果差、占用的空間比較大。微通道液冷是將水冷板直接貼合在散熱模塊的表面，通過水冷板中液體強(qiáng)制對流帶走熱量，達(dá)到降溫的效果。這種散熱模式的優(yōu)點(diǎn)是:熱阻低、散熱功率較大、冷卻液不受重力影響，在水泵的作用下，可以對任意模塊散熱。缺點(diǎn)是:溫度梯度較高、冷卻不均勻、散熱功率較高、液體通道容易結(jié)垢堵塞，此夕卜，由于水冷板是直接貼合在發(fā)熱模塊上面，需要在水冷板和發(fā)熱模塊上打孔進(jìn)行固定，對水冷板和發(fā)熱模塊有一定的限制。微通道液冷的水循環(huán)模塊、水冷模塊和散熱模塊分開置于不同的柜體中，不僅占用空間大而且控制系統(tǒng)較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種噪音小，散熱效果好，占用空間小，各模塊整合于一個(gè)機(jī)柜中的充放電機(jī)的水冷式散熱系統(tǒng)；進(jìn)一步地，本發(fā)明提供一種水冷板和發(fā)熱元器件的連接方式無需打孔，為利用卡槽固定，對水冷板和發(fā)熱元器件無限制的充放電機(jī)的水冷式散熱系統(tǒng)；更進(jìn)一步地，本發(fā)明提供一種控制系統(tǒng)簡單，操作簡便的充放電機(jī)的水冷式散熱系統(tǒng)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種充放電機(jī)的水冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于:包括:位于充放電機(jī)的機(jī)柜頂層的水冷模塊、位于所述機(jī)柜底層左側(cè)的散熱模塊、位于所述機(jī)柜底層右下側(cè)的水循環(huán)模塊和位于所述機(jī)柜底層右上側(cè)的控制系統(tǒng)模塊；所述水冷模塊的出水口與所述散熱模塊的進(jìn)水口相連，所述散熱模塊的出水口與所述水循環(huán)模塊的進(jìn)水口相連，所述水循環(huán)模塊的出水口與所述水冷模塊的進(jìn)水口相連；所述水冷模塊、散熱模塊和水循環(huán)模塊分別與所述控制系統(tǒng)模塊電相連；所述水冷模塊包括貼合于發(fā)熱元器件表面的水冷板；所述散熱模塊包括換熱器；所述水循環(huán)模塊包括依次通過水管相連接的膨脹水箱的出水口、單向閥、管道閥、壓力表、水泵和流量計(jì)的進(jìn)水口，所述流量計(jì)的出水口與所述水冷板的進(jìn)水口相連，所述水冷板的出水口與所述換熱器的進(jìn)水口相連，所述換熱器的出水口與所述膨脹水箱的進(jìn)水口相連。
[0005]所述水冷模塊、散熱模塊和水循環(huán)模塊通過水管連接，并通過控制系統(tǒng)模塊監(jiān)測與控制水冷模塊、散熱模塊和水循環(huán)模塊的工作狀態(tài)，以構(gòu)成本發(fā)明的整個(gè)水冷式散熱系統(tǒng)。
[0006]所述水冷板包括嵌入式水冷板，所述嵌入式水冷板包括蓋板、底板和回行水通道；所述蓋板和底板組成腔室，所述回行水通道設(shè)置于所述腔室內(nèi)；所述回行水通道由兩通道流入冷卻水，經(jīng)至少8次回行水循環(huán)后匯集至一條通道流出；所述底板的下表面設(shè)置有用于貼合所述發(fā)熱元器件的卡槽，所述卡槽尺寸與所述發(fā)熱元器件尺寸相同。
[0007]所述水冷板底板底部切有卡槽，其形狀根據(jù)發(fā)熱元器件形狀設(shè)定，使水冷板更穩(wěn)定固定于發(fā)熱元器件上。
[0008]所述換熱器包括水風(fēng)換熱器。
[0009]所述水風(fēng)換熱器包括前蓋板、后蓋板、水循環(huán)管道和風(fēng)扇；所述前蓋板與后蓋板組成密封腔體；所述水循環(huán)通道固定在所述后蓋板內(nèi)壁上且位于所述密封腔體內(nèi)；所述風(fēng)扇固定在所述前蓋板外壁上。所述水泵和流量計(jì)的兩側(cè)均通過法蘭與水管相連。
[0010]所述膨脹水箱與單向閥通過水管連接，單向閥方向?yàn)榕蛎浰渲械乃魅敕较?。所述管道閥通過水管與單向閥另一側(cè)連接，控制流水開關(guān)；所述壓力表通過水管與管道閥另一側(cè)順序相連；所述水泵經(jīng)法蘭與水管連接，與壓力表另一側(cè)順序相連；所述流量計(jì)經(jīng)法蘭與水管連接，與水泵另一側(cè)順序相連。
[0011]所述控制系統(tǒng)模塊包括安裝于所述水冷板進(jìn)水口處的第一溫度傳感器和第一壓力傳感器、安裝于所述水冷板出水口處的第二溫度傳感器和第二壓力傳感器和安裝于所述發(fā)熱元器件表面的第三溫度傳感器，所述第一溫度傳感器、第一壓力傳感器、第二溫度傳感器、第二壓力傳感器和第三溫度傳感器均與采集模塊的輸入端相連；所述采集模塊的輸出端與PLC相連，所述PLC上的觸摸屏用于采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示及操作模式的選擇。
[0012]控制系統(tǒng)模塊還包括PLC和采集模塊，所述采集模塊為PLC模擬量采集模塊，PLC模擬量采集模塊用于實(shí)現(xiàn)對水冷模塊、散熱模塊和水循環(huán)模塊參數(shù)的采樣、監(jiān)控及通訊。
[0013]所述控制系統(tǒng)模塊包括5個(gè)傳感器:水冷板的進(jìn)、出口位置水管上均安裝一個(gè)溫度和壓力傳感器，用于測量水冷板進(jìn)、出水口的溫度和壓力變化；發(fā)熱電力電子器件表面安裝一個(gè)溫度傳感器，用于監(jiān)測發(fā)熱元器件的溫度情況，即為是否啟動(dòng)水冷系統(tǒng)的依據(jù)。
[0014]所述第一溫度傳感器、第一壓力傳感器、第二溫度傳感器、第二壓力傳感器和第三溫度傳感器的輸出信號均為4~20mA模擬信號，經(jīng)所述PLC運(yùn)算處理后轉(zhuǎn)換為讀數(shù)并顯示在所述觸摸屏中。
[0015]所述PLC每間隔至少3min讀取一次所述第一溫度傳感器、第一壓力傳感器、第二溫度傳感器、第二壓力傳感器和第三溫度傳感器的數(shù)值；當(dāng)?shù)谌郎囟葌鞲衅黠@示溫度超過50°C時(shí)，PLC發(fā)出控制指令啟動(dòng)所述水泵；當(dāng)?shù)谌郎囟葌鞲衅黠@示溫度超過50°C或第二溫度傳感器顯示溫度超過42°C時(shí)，PLC發(fā)出控制指令啟動(dòng)水風(fēng)換熱器的風(fēng)扇，以增強(qiáng)散熱力度；當(dāng)監(jiān)測到第一壓力傳感器和/或第二壓力傳感器的壓力值高于設(shè)定值，則PLC發(fā)出報(bào)警信號，提醒操作人員通過調(diào)整所述膨脹水箱或流量計(jì)的開關(guān)度大小實(shí)現(xiàn)壓力的調(diào)整。
[0016]與現(xiàn)有水冷散熱系統(tǒng)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
1、將水冷模塊、散熱模塊和水循環(huán)模塊統(tǒng)一集成于充放電機(jī)柜中，有效改善了現(xiàn)有水冷散熱系統(tǒng)占用空間大的不足；
2、水冷模塊中的水冷板流水管道設(shè)計(jì)成回行結(jié)構(gòu)，大大提高了水冷板的散熱效率，同時(shí)水冷板底部設(shè)計(jì)有卡槽結(jié)構(gòu)，將水冷板直接貼合固定于發(fā)熱元件上，增強(qiáng)其穩(wěn)定性；
3、水冷循環(huán)模塊集成于充放電機(jī)柜最下層，縮小占用空間，同時(shí)滿足充放電機(jī)散熱要求，更好地完成了充放電機(jī)散熱的工作； 4、控制系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)熱電力電子器件溫度和水冷板進(jìn)出口壓力及溫度，控制水泵和水風(fēng)換熱器操作，具備良好的系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和經(jīng)濟(jì)性。
[0017]本發(fā)明提供的一種充放電機(jī)的水冷式散熱系統(tǒng)，占用空間小，水冷板與發(fā)熱元器件的安裝方式可靠且穩(wěn)定性好，散熱性能好且智能化，可操作性強(qiáng)，控制系統(tǒng)簡單，適合廣泛推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中水冷模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明中散熱模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明中水循環(huán)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明中回行水通道的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明中卡槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是本發(fā)明中各傳感器的安裝位置示意圖；
圖8是本發(fā)明中控制系統(tǒng)模塊的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0020]如圖1~8所示，一種充放電機(jī)的水冷式散熱系統(tǒng)，其特征在于:包括:位于充放電機(jī)的機(jī)柜頂層的水冷模塊1、位于所述機(jī)柜底層左側(cè)的散熱模塊2、位于所述機(jī)柜底層右下側(cè)的水循環(huán)模塊3和位于所述機(jī)柜底層右上側(cè)的控制系統(tǒng)模塊4 ;所述水冷模塊I的出水口與所述散熱模塊2的進(jìn)水口相連，所述散熱模塊2的出水口與所述水循環(huán)模塊3的進(jìn)水口相連，所述水循環(huán)模塊3的出水口與所述水冷模塊I的進(jìn)水口相連；所述水冷模塊1、散熱模塊2和水循環(huán)模塊3分別與所述控制系統(tǒng)模塊4電相連；所述水冷模塊I包括貼合于發(fā)熱元器件表面的水冷板；所述散熱模塊2包括換熱器；所述水循環(huán)模塊3包括依次通過水管相連接的膨脹水箱5的出水口、單向閥6、管道閥7、壓力表8、水泵10和流量計(jì)12的進(jìn)水口，所述流量計(jì)12的出水口與所述水冷板的進(jìn)水口相連，所述水冷板的出水口與所述換熱器的進(jìn)水口相連，所述換熱器的出水口與所述膨脹水箱5的進(jìn)水口相連。
[0021]所述水冷板包括嵌入式水冷板，所述嵌入式水冷板包括蓋板、底板和回行水通道；所述蓋板和底板組成腔室，所述回行水通道設(shè)置于所述腔室內(nèi)；所述回行水通道由兩通道流入冷卻水，經(jīng)8次回行水循環(huán)后匯集至一條通道流出；所述底板的下表面設(shè)置有用于貼合所述發(fā)熱元器件的卡槽，所述卡槽尺寸與所述發(fā)熱元器件尺寸相同。
[0022]所述換熱器包括水風(fēng)換熱器。
[0023]所述水風(fēng)換熱器包括前蓋板、后蓋板、水循環(huán)管道和風(fēng)扇；所述前蓋板與后蓋板組成密封腔體；所述水循環(huán)通道固定在所述后蓋板內(nèi)壁上且位于所述密