分析充电桩散热技术设计与实现

韩娟娟　韩金坤　赵琰

摘   要：本文主要以分析充电桩散热技术设计与实现为重点进行阐述，结合当下充电桩散热技术设计与发展现状为依据，首先分析充电桩散热技术研发的重要性，其次介绍充电桩散热风道的设计现状，包括充电桩散热风道设计问题、充电桩散热技术实现方式，最后从充电桩散热技术设计思路、充电桩散热技术实现方式等几个方面深入说明并探讨充电桩散热技术设计与实现措施，进一步强化充电桩散热技术的设计效率，旨在为相关研究提供参考资料。

关键词：充电桩  散热技术  设计  实现  有效措施

中图分类号：TM910.6                             文獻标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）06（b）-0100-02

如今，随着新能源汽车的保有量越来越高，人们对于充电桩的建设需求也愈发旺盛，而对充电桩的建设要求也越来越高，越来越严格。其中主要是充电的速度，一方面是给予电池与线缆的需求，另一方面是给予充电桩内部散热系统的需求。由于充电速度越快，电子元件在运行中产生的热量便会越多，引发危险的几率就会越大。所以相对成熟的充电桩散热技术显得十分重要，怎样在新时期下对充电桩的散热系统加以设计，采取怎样的手段实现充电桩散热技术的研发，是我们每一位充电桩从业者都要重点研究的话题，以下为笔者提出的几点浅薄的分析与建议。

1  充电桩散热技术研发的重要性

建设充电设施的目标是促使车辆在较短的时间内及时补充电能，在实际的使用期间，大多数的电动车辆中都以直流的方式补充电量，直流桩功率大、充电速度快，充满一般需要1～2h能充满。在家中使用的交流电要以慢充的方式对车辆进行电能补充，大约需要6～7h左右。在新能源汽车理念的倡导下，电动汽车的充电速度需要更加迅速，然而在充电速度增加的情况下，相应的电流与电压也会出现增加的趋势，以至于充电桩中的充电模块的功率也需要逐步增加，如市场上涌现出来很多90kW、120kW、150kW、300kW等等，同时充电模块以及模块涉及的元器件热量也在大幅度的产生。

充电桩散热技术的研发可以有效地散发出充电桩中存有的热量，对车辆进行安全性能的保护，且散热技术的研发可以降低空气中灰尘对充电桩带来的影响，防止因为空气灰尘的原因阻碍充电桩的正常运作，所以充电桩散热技术的研发十分重要。

2  充电桩散热的设计现状

目前，市场中现有充电桩内部结构多以模块上下居中或中下布置为主，散热风道往往呈现出两种设计理念，一种是采用轴流风机，其与充电模块二者处于前后位置的设计，即前进风，后出风;另一种是采用离心风机，其与充电模块二者处于上下位置的设计，也就是下侧进风，上侧出风。

2.1 充电桩散热风道设计问题

不管是哪一种设计理念，都存在相同的不足，即充电模块在运行中会产生诸多热量，之后热量会向上运动，提高上侧结构中电子元器件的温度;而且充电桩与吸尘器类似，在车辆进行启动或者停止的状态，空气中存有的灰尘便会运动到充电桩中，尤其是雾霾天气，更加不利于充电桩的散热。

2.2 整合充电桩散热风道技术

可以尝试采用模块上置的设计结构理念，将风机以及过滤器以对称的形式加以放置，过滤棉充当进风侧，而风机充当出风侧，风道面积减少，空气中的灰尘被过滤棉吸附，防止因为风机的运作对充电桩的散热性能造成影响，进而提高散热风道的通畅性。

3  充电桩散热技术设计与实现措施

3.1 充电桩散热技术设计思路

其一，分体式设计。将充电模块以及其他类型的电子元器件布置在不同的工作室中，将模块独立设置在上层，将其他类型的电子元器件设置在下层。在充电的过程中，模块产生的热量较大，这样较大功率的风机便会把充电桩外部的空气进行处理，也就是借助过滤棉对空气进行阻隔，之后较为清洁的空气可以透过充电模块流进充电模块的内部电子元器件中，诸多的热量被散发出去，充电模块中存有的热量将不会大幅度的影响到下层位置中的电子元器件。

其二，一体式设计。充电桩散热技术中涉及的充电模块以及其他类型的电子元器件存在同一个工作室中，在充电桩运作期间，较大功率的离心风机可以把充电桩外部的空气进行处理，也就是利用钢丝网材质的风道进行过滤，剩余的灰尘会被充电桩内部的过滤棉进行阻隔，存留在两个风道之间的孔隙中。这样较为清洁的空气可以从上到下流动，不仅能够在充电桩内部完成热量替换工作，减小充电桩内部电子元器件的温度;还可以把充电桩上方存有的充电模块产生的热量，以空气的形式散发出充电桩，提高充电桩散热的效率。

3.2 充电桩散热技术实现方式

其一，增加充电桩内部的支撑件性能。通常情况下，电子元器件可以借助支撑件将其安装在充电桩的机壳上，并不是将其直接连接在机壳中。金属机壳具备较强的吸热性能，特别是在温度较高的夏季，充电桩总是在户外暴晒，充电桩附近的温度就比较高，若将电子元器件与机壳进行连接，那么金属机壳表面的温度会进一步传递到充电桩的电子元器件上，增加充电桩在运作期间的热量;如果电子元器件和充电桩的机壳之间存在孔隙，那么电子元器件存在的散热问题便会得到良好的解决方式。针对充电桩的实际工作，一体式的充电桩内设置的离心风机能够更加全面地把清洁空气抽到充电桩内部的上方部位，完成电子元器件的散热流程;分体式的充电桩内下层布置的电子元器件不会受到上层部位热量的制约，充电桩中的热量会在风道口的作用下排除，所以在充电桩中增加支撑件性能，可以避免出现电子元器件的高温或者老化问题，扩展充电桩的使用时间，给客户带来良好的体验。

其二，定期检验与维修。在长时间的运作工程中，充电桩内部的电子元器件表面会存有一些灰尘，降低其内部散热的效率，若没有被及时地清理，便会降低充电桩的寿命。与此同时，电气线路中存在灰尘，经过长期的侵蚀，可能会引起电路线路的裸露而出现漏电的现象，进而出现电路短路的问题。除此之外，春季时节中空气中弥漫着大量的柳絮，具备一定的吸附性和燃烧性，在其流进充电桩内部的过程中会被电子元器件吸附，在温度的持续升高情况下引起火灾。所以在设计充电桩散热技术的过程中要制定充电桩维护与保养的方案，减小危险隐患的出现几率。

其三，充电桩运行组织的安全性保障。结合不同季节以及不同环境下的灰尘量，还要思考客户对充电桩的使用需求，对充电桩散热系统的稳定运行进行安全性处理。强化充电散热系统使用者自身的思想观念，给使用者普及充电桩散热的原理以及案例实践流程，涉及到特殊环境下的安全应对方案，促使使用者具备良好的使用充电桩散热技术的心态。确保充电桩散热系统在使用期间具备的清洁程度，定期清理充电桩中风道以及模块风扇和滤网等部位。除此之外，全方位检验充电桩内部的线路连接情况以及开关处理效果，在出现异常情况时，要进行针对性的优化与处理，提高充电桩散热系统中每一个电子元器件的运行实效性。

4  结语

综上所述，开展充电桩散热技术设计与实现研究具有十分重要的现实意义和价值，对车辆的稳定运行产生积极影响。依据现阶段充电桩散热系统的设计现状，综合了解充电桩散热技术的原理与存在不足之处，采取科学高效的手段创建较为完善的充电桩散热技术体系，制定充电桩散热技术设计思路、充电桩散热技术实现方式计划，促使充电桩散热技术得到有效的实现，提升充电桩散热系统设计的实效性。

参考文献

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