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        分析充電樁散熱技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

        2019-11-13 08:40:13韓娟娟韓金坤趙琰
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2019年17期
        關(guān)鍵詞:充電樁實(shí)現(xiàn)有效措施

        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。

        參考文獻(xiàn)

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        [2] 章維揚(yáng),萬(wàn)力.《電動(dòng)汽車充電站及充電樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》DB34/T5075—2017解讀[J].安徽建筑,2018,24(1):12-13,17.

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