一种风冷水冷一体式防尘充电桩

技术领域

本发明涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种风冷水冷一体式防尘充电桩。

背景技术

随着新能源汽车的推广，电动汽车受到的关注度越来越高，而电动汽车的动力来源于电池模组，因此人们十分注重充电桩对电池模组的充电效率，而在大倍率充电过程中，充电桩内电力机构周围会快速堆积热量，导致温度出现明显上升。

常规的充电桩只通过自然对流进行散热，效率较低，并且外界的水汽或灰尘进入充电桩后难以随气流排出，当电子元器件老化后容易出现绝缘层击穿等问题，为此，我们提出一种风冷水冷一体式防尘充电桩。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中常规充电桩只通过自然对流进行散热，外界水汽和灰尘容易进入充电桩导致绝缘层击穿等问题的缺点，而提出的一种风冷水冷一体式防尘充电桩。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种风冷水冷一体式防尘充电桩，包括壳体和防水台，所述壳体固定安装于防水台的上方并与防水台相连通，所述壳体上安装有操作屏、接口、检查口和进风口，所述防水台上开设有出风口，所述壳体的内部设有电力机构和两个水箱，所述电力机构的外侧密封安装有防尘箱，每个所述水箱均通过微型泵连接有循环管路，且位于防尘箱内的循环管路绕设于防尘箱的内壁上，所述壳体内的内壁上对称设置有集尘机构，所述壳体与防水台相连处设有引风机构，所述防水台内填充有泡沫金属，且泡沫金属的位置与出风口的位置相对应。

在上述风冷水冷一体式防尘充电桩中，每个所述集尘机构均包括固定安装在壳体内侧壁上的固定板，每个所述固定板均从上至下均匀开设有多个半球槽，每个所述半球槽内均通过轴承转动安装有绝缘盘，每个所述绝缘盘的上半部分均对称安装有两个阻力扇叶，每个所述绝缘盘的下半部分均固定设置有附尘装置。

在上述风冷水冷一体式防尘充电桩中，每个所述附尘装置均包括与相应的绝缘盘固定连接的保护套，每个所述保护套内均开设有多个限位槽，且每个限位槽内均滑动插设有绝缘杆，每个所述限位槽靠近绝缘盘的一侧均固定安装有弹性片，且位置相对应的弹性片与绝缘杆之间固定连接有压缩弹簧。

在上述风冷水冷一体式防尘充电桩中，每个所述半球槽的槽壁上均粘接有橡胶层，每个所述绝缘盘的切点到对应橡胶层的距离均与绝缘杆的长度相等，每个所述绝缘盘的切点到对应橡胶层的距离均大于绝缘盘的切点到对应阻力扇叶顶端的距离。

在上述风冷水冷一体式防尘充电桩中，所述固定板内设有多个接地的导电块，每个所述限位槽内均嵌设有金属片，每个所述半球槽内的多个金属片均通过导线与对应的导电块电性连接。

在上述风冷水冷一体式防尘充电桩中，每个所述半球槽的下端均连通有集尘槽，每个所述集尘槽均包括左室和右室，且左室与右室均为倾斜设置。

在上述风冷水冷一体式防尘充电桩中，所述引风机构包括伺服电机、安装架和轴流风扇，所述安装架固定设置有壳体与防水台连通处的正上方，所述伺服电机和轴流风扇电性连接并通过螺栓固定安装于安装架上，所述安装架上还设有传感器和控制器，所述传感器和控制器依次与伺服电机电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明中，通过设置微型泵、循环管路、水箱等装置，能利用冷却液将电力设备周围的热量快速带走，从而避免热量堆积在局部区域内，循环管路的外周分布有散热片，能大幅提高热交换的效率，保证冷却液一直以较低的温度循环流动。

2、本发明中，只有当传感器检测到环境湿度较低后，轴流风扇才会开启，避免气流将外界丰富的水汽带入壳体内，导致电子元器件短路，并且地面上方的空气含尘量更低，气流从进风口流向出风口，能减少灰尘进入壳体。

3、通过设置金属片、导线、导电块等装置，当绝缘杆静止时，其靠近金属片的一端在压缩弹簧的作用下与金属片相抵，此时绝缘杆相当于与大地或其他低电势物体相连，因此绝缘杆此时不具有静电吸附效果，当绝缘杆转动时，其在离心力的作用下与金属片分离，此时绝缘杆处于独立状态，在与橡胶层摩擦的过程中会产生较多的静电，从而具有吸附灰尘的效果。

4、轴流风扇开启时，阻力扇叶受风力作用带动绝缘盘沿同一方向持续转动，从而使绝缘杆不断与橡胶层发生摩擦，绝缘杆外侧裹设的尼龙层因静电效应带有正电荷，能吸附空气中带有负电荷的灰尘，从而不断将灰尘捕获，减少壳体内其他区域灰尘的堆积，降低因灰尘的累积而导致的短路、击穿等问题发生的几率。

5、通过设置压缩弹簧、弹性片、保护套等装置，能使绝缘杆在停止转动时与弹性片发生多次碰撞，从而促使绝缘杆上的灰尘快速抖落进集尘槽内，保证在轴流风扇下次开启时，绝缘杆还能对气流中的灰尘有较好的静电吸附作用。

附图说明

图1为本发明提出的一种风冷水冷一体式防尘充电桩的结构示意图；

图2为本发明提出的一种风冷水冷一体式防尘充电桩的内部结构示意图；

图3为本发明提出的一种风冷水冷一体式防尘充电桩中集尘机构的部分结构示意图；

图4为本发明提出的一种风冷水冷一体式防尘充电桩中保护套与绝缘杆部分的结构示意图；

图5为本发明提出的一种风冷水冷一体式防尘充电桩中循环管路的部分结构示意图；

图6为图2中A处放大图。

图中：1壳体、2防水台、3操作屏、4接口、5检查口、6出风口、7进风口、8防尘箱、9泡沫金属、10循环管路、11传感器、12 水箱、13微型泵、14集尘机构、15控制器、16伺服电机、17绝缘盘、18阻力扇叶、19保护套、20绝缘杆、21集尘槽、22导电块、 23导线、24橡胶层、25限位槽、26弹性片、27压缩弹簧、28金属片、29安装架、30轴流风扇、31散热片、32固定板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例

参照图1-6，一种风冷水冷一体式防尘充电桩，包括壳体1和防水台2，壳体1固定安装于防水台2的上方并与防水台2相连通，防水台2的作用是抬高壳体1，避免地面积水进入壳体1内，壳体1上安装有操作屏3、接口4、检查口5和进风口7，防水台2上开设有出风口6，出风口6和进风口7的外侧均安装有防尘网，不仅能对灰尘起到过滤作用，还能避免杂物落入壳体1或防水台2中，壳体1的内部设有电力机构和两个水箱12，电力机构的外侧密封安装有防尘箱8，防尘箱8能进一步减少电力机构与灰尘接触的几率，防止灰尘累积在电力机构处造成电力机构局部短路，电力机构包括主板、浪涌保护器、接触器、急停开关等，属于常规充电桩的必备机构，在此不再赘述，每个水箱12均通过微型泵13连接有循环管路10，且位于防尘箱8内的循环管路10绕设于防尘箱8的内壁上，循环管路10的外周均匀排布有散热片31，能提高散热速度，保证循环管路10内的冷却液的温度较低，水箱12内盛有冷却液，在微型泵13的提升作用下，冷却液在循环管路10内循环，从而将电力机构周围的热量带走，从而减少区域性发热，降低充电桩的故障率，之所以设置两个水箱 12是为了减小单个水箱12的体积，提高壳体1内的空间利用率，并提供充足的冷却液进入循环，壳体1内的内壁上对称设置有集尘机构 14，壳体1与防水台2相连处设有引风机构，防水台2内填充有泡沫金属9，且泡沫金属9的位置与出风口6的位置相对应，泡沫金属9 具有丰富的孔隙结构，能连续吸收较多的水汽，降低壳体1内的空气湿度，防止电子元器件在老化后，由于空气湿度过大导致的绝缘层击穿问题，在下雨或下雪时，出风口6处的泡沫金属还能有效防止地面溅起的水滴进入防水台2内。

本发明中，每个集尘机构14均包括固定安装在壳体1内侧壁上的固定板32，每个固定板32均从上至下均匀开设有多个半球槽，每个半球槽内均通过轴承转动安装有绝缘盘17，绝缘盘17位于半球槽内，每个绝缘盘17的上半部分均对称安装有两个阻力扇叶18，当阻力扇叶18转动到半球槽外部时，其迎风面朝向进风口7的方向，每个绝缘盘17的下半部分均固定设置有附尘装置。

本发明中，每个附尘装置均包括与相应的绝缘盘17固定连接的保护套19，每个保护套19内均开设有多个限位槽25，且每个限位槽 25内均滑动插设有绝缘杆20，绝缘杆20周向排列，且绝缘杆20的外侧裹设有耐磨尼龙层，每个限位槽25靠近绝缘盘17的一侧均固定安装有弹性片26，弹性片26呈“口”字形，且位置相对应的弹性片 26与绝缘杆20之间固定连接有压缩弹簧27；

保护套19、绝缘杆20部分的重量大于阻力扇叶18的重量，自然状态下，绝缘杆20位于绝缘盘17的下方，如图3所示。

本发明中，每个半球槽的槽壁上均粘接有橡胶层24，每个绝缘盘17的切点到对应橡胶层24的距离均与绝缘杆20的长度相等，绝缘杆20在转动时会与橡胶层24发生摩擦，每个绝缘盘17的切点到对应橡胶层24的距离均大于绝缘盘17的切点到对应阻力扇叶18顶端的距离，阻力扇叶18在转动时不会与橡胶层24发生接触。

本发明中，固定板32内设有多个接地的导电块22，每个限位槽 25内均嵌设有金属片28，每个半球槽内的多个金属片28均通过导线 23与对应的导电块22电性连接，使得金属片28始终处于低电势。

本发明中，每个半球槽的下端均连通有集尘槽21，集尘槽21为弹性材质制成并与半球槽卡接，方便取出和安装，每个集尘槽21均包括左室和右室，且左室与右室均为倾斜设置，能防止集尘槽21内的灰尘飘起。

本发明中，引风机构包括伺服电机16、安装架29和轴流风扇30，安装架29固定设置有壳体1与防水台2连通处的正上方，伺服电机 16和轴流风扇30电性连接并通过螺栓固定安装于安装架29上，伺服电机16用于驱动轴流风扇30转动，安装架29上还设有传感器11 和控制器15，传感器11和控制器15依次与伺服电机16电性连接，传感器11为湿度传感器，控制器15根据传感器11测量的结果控制伺服电机16开启或关闭。

本发明可通过以下操作方式阐述其功能原理：当温度较高时，开启微型泵13，使冷却液沿循环管路10流动，通过热交换的方式，降低防尘箱8内部，即电力机构周围的温度，并且循环管路10的外周分布有散热片31，能大幅提高热交换的效率，保证冷却液一直以较低的温度循环流动；

若传感器11检测到环境湿度较低，则控制器15控制伺服电机 16开启，轴流风扇30转动，使气流从进风口7的方向流向出风口6 的方向，从而将壳体1内的热量带出，进一步减少壳体1内热量的积累，此外，充电桩上方距离地面有一定的距离，相较于地面附近，地面上方的空气含尘量更低，因此气流自上而下的流动能减少灰尘进入壳体1；

在轴流风扇30开启时，阻力扇叶18受风力作用带动绝缘盘17 沿同一方向持续转动，从而使绝缘杆20不断与橡胶层24发生摩擦，因为绝缘杆20的外侧裹设有尼龙层，因此绝缘杆20与橡胶层24之间会产生静电现象，使绝缘杆20表面带正电，而绝大部分灰尘带有负电荷，因此，在绝缘盘17不断转动的过程中，绝缘杆20会因为静电作用持续吸附气流中的灰尘，从而减少灰尘在壳体1其他区域内堆积；

值得一提地是，绝缘杆20在转动时会受到离心力的作用，使其沿限位槽25向外滑动，所以即使橡胶层24发生轻微的磨损，绝缘杆 20在转动到橡胶层24处时仍能与橡胶层24接触，保证两者之间出现静电效应；

在转动时，绝缘杆20靠近绝缘盘17的一端会与金属片28分离，保证绝缘杆20上能持续堆积电荷，当壳体1内温度降低或传感器11 检测到环境湿度较大时，控制器15切断伺服电机16的电流，从而使轴流风扇30停止运转，此时阻力扇叶18不再受到气流推动，在重力作用下，阻力扇叶18和绝缘杆20恢复平衡；

此时绝缘杆20不再受到离心力作用，在压缩弹簧27的弹力作用下，绝缘杆20向限位槽25内滑动并与金属片28相接触，而金属片 28通过导线23、导电块22将电荷转移至大地或其他低电势物体，消除绝缘杆20处的静电，使其不再吸附灰尘，与此同时，压缩弹簧27 和弹性片26不断振动，使绝缘杆20多次碰撞金属片28，促使绝缘杆20上的灰尘抖落到集尘槽21内；

当壳体1内温度再次升高(传感器11检测到环境湿度较小的前提下)，轴流风扇30再次开启，阻力扇叶18带动绝缘盘17、绝缘杆 20转动，与上述过程相同，绝缘杆20再次对进入的灰尘进行收集，保证壳体1内各个位置均处于洁净状态，降低因灰尘的累积而导致的短路、击穿等问题发生的几率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。