分析充電樁散熱技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)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(jì)與實(shí)現(xiàn)為重點(diǎn)進(jìn)行闡述，結(jié)合當(dāng)下充電樁散熱技術(shù)設(shè)計(jì)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(jì)現(xiàn)狀，包括充電樁散熱風(fēng)道設(shè)計(jì)問(wèn)題、充電樁散熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，最后從充電樁散熱技術(shù)設(shè)計(jì)思路、充電樁散熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式等幾個(gè)方面深入說(shuō)明并探討充電樁散熱技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)措施，進(jìn)一步強(qiáng)化充電樁散熱技術(shù)的設(shè)計(jì)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(jì) ?實(shí)現(xiàn) ?有效措施

中圖分類號(hào)：TM910.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）06（b）-0100-02

如今，隨著新能源汽車的保有量越來(lái)越高，人們對(duì)于充電樁的建設(shè)需求也愈發(fā)旺盛，而對(duì)充電樁的建設(shè)要求也越來(lái)越高，越來(lái)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(yùn)行中產(chǎn)生的熱量便會(huì)越多，引發(fā)危險(xiǎn)的幾率就會(huì)越大。所以相對(duì)成熟的充電樁散熱技術(shù)顯得十分重要，怎樣在新時(shí)期下對(duì)充電樁的散熱系統(tǒng)加以設(shè)計(jì)，采取怎樣的手段實(shí)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(diǎn)研究的話題，以下為筆者提出的幾點(diǎn)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(shí)間內(nèi)及時(shí)補(bǔ)充電能，在實(shí)際的使用期間，大多數(shù)的電動(dòng)車輛中都以直流的方式補(bǔ)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(duì)車輛進(jìn)行電能補(bǔ)充，大約需要6～7h左右。在新能源汽車?yán)砟畹某珜?dǎo)下，電動(dòng)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(huì)出現(xiàn)增加的趨勢(shì)，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(chǎng)上涌現(xiàn)出來(lái)很多90kW、120kW、150kW、300kW等等，同時(shí)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(duì)車輛進(jìn)行安全性能的保護(hù)，且散熱技術(shù)的研發(fā)可以降低空氣中灰塵對(duì)充電樁帶來(lái)的影響，防止因?yàn)榭諝饣覊m的原因阻礙充電樁的正常運(yùn)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(jì)現(xiàn)狀

目前，市場(chǎng)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(jì)理念，一種是采用軸流風(fēng)機(jī)，其與充電模塊二者處于前后位置的設(shè)計(jì)，即前進(jìn)風(fēng)，后出風(fēng);另一種是采用離心風(fēng)機(jī)，其與充電模塊二者處于上下位置的設(shè)計(jì)，也就是下側(cè)進(jìn)風(fēng)，上側(cè)出風(fēng)。

2.1 充電樁散熱風(fēng)道設(shè)計(jì)問(wèn)題

不管是哪一種設(shè)計(jì)理念，都存在相同的不足，即充電模塊在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生諸多熱量，之后熱量會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，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(jìn)行啟動(dòng)或者停止的狀態(tài)，空氣中存有的灰塵便會(huì)運(yùn)動(dòng)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(jì)結(jié)構(gòu)理念，將風(fēng)機(jī)以及過(guò)濾器以對(duì)稱的形式加以放置，過(guò)濾棉充當(dāng)進(jìn)風(fēng)側(cè)，而風(fēng)機(jī)充當(dāng)出風(fēng)側(cè)，風(fēng)道面積減少，空氣中的灰塵被過(guò)濾棉吸附，防止因?yàn)轱L(fēng)機(jī)的運(yùn)作對(duì)充電樁的散熱性能造成影響，進(jìn)而提高散熱風(fēng)道的通暢性。

3 ?充電樁散熱技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)措施

3.1 充電樁散熱技術(shù)設(shè)計(jì)思路

其一，分體式設(shè)計(jì)。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(dú)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(guò)程中，模塊產(chǎn)生的熱量較大，這樣較大功率的風(fēng)機(jī)便會(huì)把充電樁外部的空氣進(jìn)行處理，也就是借助過(guò)濾棉對(duì)空氣進(jìn)行阻隔，之后較為清潔的空氣可以透過(guò)充電模塊流進(jìn)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(huì)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(jì)。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(gè)工作室中，在充電樁運(yùn)作期間，較大功率的離心風(fēng)機(jī)可以把充電樁外部的空氣進(jìn)行處理，也就是利用鋼絲網(wǎng)材質(zhì)的風(fēng)道進(jìn)行過(guò)濾，剩余的灰塵會(huì)被充電樁內(nèi)部的過(guò)濾棉進(jìn)行阻隔，存留在兩個(gè)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(dòng)，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(shí)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(jī)殼上，并不是將其直接連接在機(jī)殼中。金屬機(jī)殼具備較強(qiáng)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(jī)殼進(jìn)行連接，那么金屬機(jī)殼表面的溫度會(huì)進(jìn)一步傳遞到充電樁的電子元器件上，增加充電樁在運(yùn)作期間的熱量;如果電子元器件和充電樁的機(jī)殼之間存在孔隙，那么電子元器件存在的散熱問(wèn)題便會(huì)得到良好的解決方式。針對(duì)充電樁的實(shí)際工作，一體式的充電樁內(nèi)設(shè)置的離心風(fēng)機(jī)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(huì)受到上層部位熱量的制約，充電樁中的熱量會(huì)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(wèn)題，擴(kuò)展充電樁的使用時(shí)間，給客戶帶來(lái)良好的體驗(yàn)。

其二，定期檢驗(yàn)與維修。在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)作工程中，充電樁內(nèi)部的電子元器件表面會(huì)存有一些灰塵，降低其內(nèi)部散熱的效率，若沒(méi)有被及時(shí)地清理，便會(huì)降低充電樁的壽命。與此同時(shí)，電氣線路中存在灰塵，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的侵蝕，可能會(huì)引起電路線路的裸露而出現(xiàn)漏電的現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)電路短路的問(wèn)題。除此之外，春季時(shí)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(jìn)充電樁內(nèi)部的過(guò)程中會(huì)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(jì)充電樁散熱技術(shù)的過(guò)程中要制定充電樁維護(hù)與保養(yǎng)的方案，減小危險(xiǎn)隱患的出現(xiàn)幾率。

其三，充電樁運(yùn)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(duì)充電樁的使用需求，對(duì)充電樁散熱系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行安全性處理。強(qiáng)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(shí)踐流程，涉及到特殊環(huán)境下的安全應(yīng)對(duì)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(yàn)充電樁內(nèi)部的線路連接情況以及開(kāi)關(guān)處理效果，在出現(xiàn)異常情況時(shí)，要進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化與處理，提高充電樁散熱系統(tǒng)中每一個(gè)電子元器件的運(yùn)行實(shí)效性。

4 ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，開(kāi)展充電樁散熱技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值，對(duì)車輛的穩(wěn)定運(yùn)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(jì)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(jì)思路、充電樁散熱技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式計(jì)劃，促使充電樁散熱技術(shù)得到有效的實(shí)現(xiàn)，提升充電樁散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)效性。

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