[发明专利]一种大功率充电桩冷却系统、温度控制方法

说明书

本发明涉及一种大功率充电桩冷却系统及温度控制方法，包括充电枪、通过充电线缆与充电枪相连的充电桩和冷却装置；所述充电枪、充电线缆及冷却装置内置有连通的液冷流道，液冷流道内填充有冷却液；其中，充电线缆为中空结构，充电枪内设有密壶结构，液冷流道内置在中空结构内并穿过所述密壶结构，所述冷却装置包括驱动泵和散热器，驱动泵和散热器安装在液冷流道上，驱动泵用于加速冷却液的流动速度，散热器用于加快冷却流道的散热速度。本发明采用液冷电缆，充电线缆的导电体直接包裹在冷却液外，可及时带走充电过程导体所产生的高热量，从而达到快速降温的目的，以解决充电过程的发热问题。

技术领域

本发明涉及充电桩领域，尤其涉及一种大功率充电桩冷却系统及温度控制方法。

背景技术

近年来，随着电动车续航里程的不断增加，充电时间要求不断的缩短，来提高车主充电消费体验。电动车充电也朝着大功率快速充电的方向发展，通过继续增加导体截面积来增加电缆载流量已不太现实。现有直流充电线缆的重量已经严重影响了用户体验如充电线缆过粗、过重不易使用，充电线缆发热严重引起老化，甚至出现充电电缆过热引发自燃的安全隐患。

当前业界的直流充电枪设计峰值输出电流为250A，因为当输入电流超过峰值时充电枪内部导线发热量变得巨大，长时间的高热量累积，连接的充电枪因高热量的不断叠加，可导致充电枪融化变形、烧坏甚至起火，危及电动汽车甚至公共安全。上述的发热问题未解决将限制电流的输出，目前设计的充电技术给电动车充电往往需要几个小时才能充满，需等待时间较长，对消费者使用带来极大不便。因而对于未来充电领域的发展，实现充电桩的大功率输出，及相配套的散热系统，从而实现安全、快速、高效的充电技术势在必行。

此外，在发电厂、电力公司配电电方面，电力电缆在承载大电流时候，一方面可采用增加线缆横截面的方法来提高载流，但此方法会增加线缆的成本，同时在安装布线方面非常不方便。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种大功率充电桩冷却系统及温度控制方法，采用冷却的方式，可大大的提高载流，减少线缆的外部直径；同时采用液冷电缆，可解决快速充电时充电电缆的散热问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明公开的一方面，一种大功率充电桩冷却系统，包括充电枪、通过充电线缆与充电枪相连的充电桩和冷却装置；所述充电枪、充电线缆及冷却装置内置有连通的液冷流道，液冷流道内填充有冷却液；其中，充电线缆为中空结构，充电枪内设有密壶结构，液冷流道内置在中空结构内并穿过所述密壶结构，所述冷却装置包括驱动泵和散热器，驱动泵和散热器安装在液冷流道上，驱动泵用于加速冷却液的流动速度，散热器用于加快冷却流道的散热速度。

本发明公开的另一方面，一种大功率充电桩冷却系统冷却液温度控制方法，当液冷流道内冷却液的温度超过设定值K时，散热器开启冷却措施，具体K值的计算方式包括如下步骤；

若线缆产生的热量均被冷却液吸收，冷却液进口流量：I²R·2Lt＝cmΔT'则Vm＝m/t＝I²R·2L/(cΔT')，转化为液冷流道体积流量为Vv＝Vm/ρ；

式中，R为线缆内阻，L为单侧线缆长度，I为线缆流过的电流，ΔT'为冷却液预估温升，t为时间，c为冷却液比热容，m冷却液质量，ρ冷却液密度；

假设系统最高耐温为Tmax，冷却液进口的温度为T，根据冷却液进口流量和温度，通过仿真实验计算冷却液的实际温升ΔT，当T+ΔT＜Tmax，说明设计是合理的，则K＝T_max-ΔT，即K值为系统最高耐温与冷却液温升的差值。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

本发明采用液冷式充电电缆，充电线缆的导电体直接包裹在液冷流道外，可及时带走充电过程导体所产生的高热量，从而达到快速降温的目的，以解决充电过程的发热问题；