一种直流大功率充电站变频液冷设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种直流大功率充电站变频液冷设备，包括机箱，所述机箱内设有压缩机、冷凝器、板式换热器、储液箱和水泵，其中，所述压缩机的出气口连接冷凝器，压缩机的回气口连接板式换热器，所述冷凝器通过膨胀阀连接板式换热器实现冷却液制冷，所述水泵连接板式换热器用于将冷却液从板式换热器抽出送至充电站冷却模块设备，将冷却模块设备冷却后冷却液流回储液箱中待水泵抽入板式换热器中进行热量交换，完成冷却液的循环过程。本实用新型专利技术为大功率直流快速充电站电源模块配套的冷却系统，变频液冷设备提供的冷却液在一定的压力和流量下，在液冷板中进循环，最大限度地将充电站电源模块在充电过程中的热量除去。

A variable frequency liquid cooling equipment for DC high power charging station

The utility model provides a frequency conversion liquid cooling device for a DC high-power charging station, which comprises a case, wherein the case is provided with a compressor, a condenser, a plate heat exchanger, a liquid storage tank and a water pump, wherein the air outlet of the compressor is connected with a condenser, the air return port of the compressor is connected with a plate heat exchanger, and the condenser is connected with a plate heat exchanger through an expansion valve to realize the cooling of the coolant The water pump is connected with the plate heat exchanger to extract the coolant from the plate heat exchanger and send it to the cooling module equipment of the charging station. After the cooling of the cooling module equipment, the coolant flows back to the liquid storage tank and the water pump is pumped into the plate heat exchanger for heat exchange to complete the circulation process of the coolant. The utility model provides a cooling system for the power module of the high-power DC fast charging station. The cooling liquid provided by the frequency conversion liquid cooling equipment circulates in the liquid cooling plate under a certain pressure and flow, so as to remove the heat of the power module of the charging station in the charging process to the maximum extent.

【技术实现步骤摘要】
一种直流大功率充电站变频液冷设备
本技术主要涉及新能源电动汽车快速充电站液冷相关
，具体是一种直流大功率充电站的电源模块中去除热量的变频液冷设备。
技术介绍
随着新能源电动汽车的市场占有量增加，快速充电站是我们普及新能源电动汽车的必备的条件。10-30分钟内将新能源汽车电池充到80％的容量，单路充电电流将高达500A，而每个大功率充电站标准配置为多路充电枪终端，可同时对多路电动汽车快速充电，450KW的充电模块，单个电源模块的最大发热量将达到10KW，这样会在短时间内产生大量的热量，随着电源模块温度升高，热阻增加，就会降低充电电流，从而降低充电效率，并且电子元件长期在高温下工作，会加速芯片IGBT的老化失效而无法正常工作。而原来采用风冷模式的冷却方法已无法满足大功率充电站的需求。目前大功率直流快速充电站电源模块均采用液冷冷却，选用铝合金液冷板作为大功率电源模块安装载体，通过热仿真设计冷板的液冷流道，将安装在冷板上高功率的IGBT的热量通过液冷板将流道中的冷却液将热量带走，降低电子元件的发热量，保证电源充电模块在合适的温度下正常工作。传统结构中的液冷冷却设备，具有成本高、效率低结构不够紧凑的缺点。
技术实现思路
为解决目前技术的不足，本技术结合现有技术，从实际应用出发，提供一种低成本，高效率，结构紧凑的直流大功率充电站充多路电源模块液冷冷却设备，满足了直流大功率充电站在在大电流快速充电时安全性及可靠性。为实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种直流大功率充电站变频液冷设备，包括机箱，所述机箱内设有压缩机、冷凝器、板式换热器、储液箱和水泵，其中，所述压缩机的出气口连接冷凝器，压缩机的回气口连接板式换热器，所述冷凝器通过膨胀阀连接板式换热器实现冷却液制冷，所述水泵连接板式换热器用于将冷却液从板式换热器抽出送至充电站冷却模块设备，将冷却模块设备冷却后冷却液流回储液箱中待水泵抽入板式换热器中进行热量交换，完成冷却液的循环过程。本设备在冷却储液箱中循环冷却液经过多级加液水泵加压后，经过滤器、流入充电站电源发热模块将热量带走、通过板式换热器进行热量交换后的冷却液再回到冷却液贮存箱，当液冷设备正常工作时，从板式换热器吸收的热量会通过冷凝器风机散发到环境中。本设备提供冷温度≤20℃±1℃，压力0.3-0.4Mpa的冷却液给直流大功率充电站多路电源模块进行散热的需求，满足电源模块上的电子元件在安全的温度环境下正常工作。进一步的，所述膨胀阀和冷凝器之间连接的管道上设有过滤器。进一步的，所述板式换热器和压缩机之间连；接的管道上设有气液分离器。进一步的，所述压缩机为变频涡旋式压缩机，采用R410a为制冷剂。进一步的，所述冷凝器为铝管翅式风冷冷凝器，冷凝器一侧设置有两个轴流式风机用于实现冷凝器风冷。进一步的，所述膨胀阀为电子膨胀阀，用于实现制冷剂自动调节。进一步的，所述水泵为不锈钢卧式多级离心泵。进一步的，所述储液箱上面安装注液口和液位指示器，底部设置排液口。进一步的，在冷却液的循环管道上设有温度传感器、压力传感器和流量传感器。本技术的有益效果：本技术为大功率直流快速充电站电源模块配套的冷却系统，变频液冷设备提供的冷却液在一定的压力和流量下，在液冷板中进循环，最大限度地将充电站电源模块在充电过程中的热量除去，降低冷板与IGBT的热阻；最大限度地提高冷却液介质有效性，并最大限度地减小液冷板的尺寸，使整个充电站系统降低能耗；本技术同时具有成本低廉，工作效率高，结构紧凑的优点，能够保证直流大功率快速充电站的多路电源模块在充电时安全可靠运行。附图说明附图1为本技术总体工作原理示意图；附图2为本技术总体结构示意图；附图3为本技术内部结构示意图一；附图4为本技术内部结构示意图二；附图5为本技术冷凝器结构示意图一；附图6为本技术冷凝器结构示意图二；附图7为本技术主控制板原理图。附图中所示标号：1、压缩机；2、冷凝器；3、过滤器；4、膨胀阀；5、板式换热器；6、储液箱；7、流量开关；8、水泵；9、气液分离器；10、机箱；11、显示屏；12、冷却液回流口；13、冷却液输出口；14、冷却液压力表；15、液位指示器；16、注液口；17、电控箱；18、风机；19、变频控制器；20、电源总开关；21、串口服务器；22、主控制板；23、电源输入口；24、电源输出口。具体实施方式结合附图和具体实施例，对本技术作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。如图1所示，本技术的变频液冷设备主要包括变频制冷系统、冷却液供液系统、电器控制系统和网络系统。在制冷循环系统中，压缩机1从板式蒸发器5吸入低温低压的制冷剂蒸汽，经压缩机1绝热压缩成为高温高压的过热蒸汽，再压入冷凝,2中定压冷却，并向冷却介质放出热量，然后冷却为过冷液态制冷剂，液态制冷剂经电子热力膨胀阀4绝热节流成为低压液态制冷剂，在板式换热器5中蒸发吸收被冷却设备循环水中的热量，从而冷却冷却液达到制冷的目的，流出低压的气态制冷剂被吸入压缩机1，如此循环工作。当液冷设备正常工作时，从板式换热器5吸收的热量会通过冷凝器2的风机18散发到环境中。冷却液水循环系统是由水泵8将冷却液从板式换热器5抽出，送到充电站冷却模块设备中去，冷却液将冷却模块中的热量随着冷却液带走，温度升高的冷却液回到冷却液储液箱6中待水泵8抽入板式换热器8中进行热量交换，完成冷却水的循环过程。在本技术的具体实施中：(1)、变频压缩机1选型设计：因受体积限制，储液箱6容量小，考虑到冷却系统的稳定可靠运行，减少频繁起停，设计选用变频压缩机控制方案，保证水温控制在要求的范围内。变频液冷设备选用变频涡旋式压缩机，选用R410a为制冷剂，当环境温度为35℃时，设计冷凝温度50℃，蒸发温度为12℃时，制冷功率26.47KW，满足设计要求。(2)、冷凝器2设计：选用R410a专用￠7.92*0.5mm纯紫铜，铝管翅式风冷冷凝器。(3)、风机18选型设计：风机18选型考虑到冷凝器2换热面积、换热器以及机柜外形尺寸，选用外转子低噪声轴流定制风机二台，每台功率0.3KW/380V，噪声64dB，风量4000M3/H，静压51Pa，防护等级IP54。(4)、板式换热器5选型设计：板式换热器是依靠制冷剂液体的蒸发(实际上是沸腾)来吸收被冷却介质热量的换热设备。它在制冷系统中的功能是吸收热量(或称输出冷量)。为了保证蒸发过程能稳定持久的进行，必须不断的用制冷压缩机将蒸发的制冷剂气体抽走，以保持一定的蒸发压力。本冷却装置选用钎焊板式换热器作为蒸发器，换热效率高，内阻小，换热功率22.5KW，流量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流大功率充电站变频液冷设备，包括机箱，其特征在于：所述机箱内设有压缩机、冷凝器、板式换热器、储液箱和水泵，其中，所述压缩机的出气口连接冷凝器，压缩机的回气口连接板式换热器，所述冷凝器通过膨胀阀连接板式换热器实现冷却液制冷，所述水泵连接板式换热器用于将冷却液从板式换热器抽出送至充电站冷却模块设备，将冷却模块设备冷却后冷却液流回储液箱中待水泵抽入板式换热器中进行热量交换，完成冷却液的循环过程。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流大功率充电站变频液冷设备，包括机箱，其特征在于：所述机箱内设有压缩机、冷凝器、板式换热器、储液箱和水泵，其中，所述压缩机的出气口连接冷凝器，压缩机的回气口连接板式换热器，所述冷凝器通过膨胀阀连接板式换热器实现冷却液制冷，所述水泵连接板式换热器用于将冷却液从板式换热器抽出送至充电站冷却模块设备，将冷却模块设备冷却后冷却液流回储液箱中待水泵抽入板式换热器中进行热量交换，完成冷却液的循环过程。


2.如权利要求1所述的一种直流大功率充电站变频液冷设备，其特征在于：所述膨胀阀和冷凝器之间连接的管道上设有过滤器。


3.如权利要求1所述的一种直流大功率充电站变频液冷设备，其特征在于：所述板式换热器和压缩机之间连接的管道上设有气液分离器。


4.如权利要求1所述的一种直流大功率充电站变频液冷设备，其特征在于：所述压...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭彪，陈威一，王洋，
申请(专利权)人：上海毫厘机电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31