ОХЛАЖДАЮЩИЙ И ТЕПЛОИЗЛУЧАЮЩИЙ КОРПУС И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЕМ ТЕПЛА Российский патент 2021 года по МПК G12B15/02 H05K7/20 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение касается охлаждающего и теплоизлучающего корпуса и способа управления излучением им тепла, и относится к области излучения тепла.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Зарядное устройство состоит из различных электрических элементов, таких как силовой полупроводниковый прибор, трансформатор, катушка индуктивности и т. п. Во время работы электрические элементы способны постоянно генерировать тепло, так что температура элементов растет; и вместе с тем также может нагреваться воздух в корпусе, так что растет температура внутренней среды корпуса.

По мере развития технологии скоростных поездов требования к конструкции зарядного устройства становятся все выше и выше, при этом зарядное устройство становится меньше и интегрированным, однако мощность зарядного устройства остается неизменной или даже повышается. Как уменьшение размеров, так и повышение интенсивности работы элементов приводит к непрерывному росту рабочих температур элементов и температуры внутренней среды корпуса. Рост рабочей температуры элементов оказывает значительное отрицательное влияние на технические характеристики самих элементов, а повышение температуры внутренней среды также оказывает значительное отрицательное влияние на элементы, которые сами не нагреваются, такие как внутренние датчики, конденсаторы и тому подобные, и поэтому необходимо реализовать излучение тепла нагревающихся элементов. Однако в настоящее время в зарядных устройствах обычно используют естественное охлаждение как обычный режим излучения тепла, конструкция является сравнительно простой и поэтому она может удовлетворить требования к излучению тепла только для обычных зарядных устройств.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предлагаются охлаждающий и теплоизлучающий корпус и способ управления излучением тепла, которые можно использовать для излучения тепла нагревающихся элементов, в частности, они подходят к требованиям излучения тепла элементов зарядного устройства и внутренней среды корпуса, чтобы обеспечить надлежащее состояние температуры самих элементов и температуры окружающей среды.

В первом аспекте настоящего изобретения предлагается охлаждающий и теплоизлучающий корпус, содержащий первую камеру для прохождения воздуха и внутреннюю камеру, окружающую первую камеру для прохождения воздуха;

первый конец первой камеры для прохождения воздуха соединен с впускным отверстием для воздуха, второй конец первой камеры для прохождения воздуха находится в сообщении с камерой для первого вентилятора, и первый вентилятор расположен внутри камеры для первого вентилятора; при этом камера для первого вентилятора снабжена выпускным отверстием для воздуха; и при этом впускное отверстие для воздуха, первая камера для прохождения воздуха, камера для первого вентилятора и выпускное отверстие для воздуха последовательно образуют первый вентиляционный канал для реализации потока воздуха в первой камере для прохождения воздуха;

внутренняя камера содержит область элементов и область полости, и в области элементов находятся нагревающиеся элементы;

второй вентилятор расположен во внутренней камере и выполнен с возможностью использования для обеспечения возможности прохождения воздуха во внутренней камере с образованием второго вентиляционного канала;

первое излучающее тепло ребро расположено между областью элементов и первой камерой для прохождения воздуха, причем первое излучающее тепло ребро открыто в первую камеру для прохождения воздуха;

первый датчик температуры, способный определять температуру нагревающихся элементов, и второй датчик температуры способный определять температуру воздуха во внутренней камере, расположены во внутренней камере;

корпус дополнительно снабжен блоком управления, и при этом блок управления электрически соединен с первым вентилятором, вторым вентилятором, первым датчиком температуры и вторым датчиком температуры; и блок управления выполнен с возможностью использования для управления первым вентилятором и вторым вентилятором с их запуском или остановкой согласно принятой информации о температуре, определенной датчиками температуры.

В качестве предпочтительного варианта реализации первый датчик температуры выполнен с возможностью использования для определения температуры нагревающихся элементов в режиме реального времени и передачи определенной первой температуры на блок управления; при этом блок управления выполнен с возможностью сравнения первой температуры с первым порогом, и когда первая температура равна первому порогу или больше него, блок управления управляет первым вентилятором для его запуска, для инициирования вентиляции и излучения тепла в первой камере для прохождения воздуха, с охлаждением, таким образом, нагревающихся элементов первым излучающим тепло ребром; и

второй датчик температуры выполнен с возможностью использования для определения температуры воздуха во внутренней камере в режиме реального времени и передачи определенной второй температуры на блок управления; и блок управления выполнен с возможностью сравнения второй температуры со вторым порогом, и когда вторая температура равна второму порогу или больше него, блок управления управляет вторым вентилятором для его запуска, для инициирования циркуляции воздуха во внутренней камере.

В качестве предпочтительного варианта реализации первый вентилятор представляет собой многопозиционный вентилятор; при этом, когда первая температура, определенная первым датчиком температуры, нагревающихся элементов, равна третьему порогу или больше него, блок управления выполнен с возможностью управления первым вентилятором с целью повышения положения и увеличения расхода воздуха в первой камере для прохождения воздуха, тем самым ускоряя теплообмен, причем третий порог больше первого порога.

В качестве предпочтительного варианта реализации между первой камерой для прохождения воздуха и камерой для первого вентилятора также может быть расположена вторая камера для прохождения воздуха; при этом первая камера для прохождения воздуха находится в сообщении со второй камерой для прохождения воздуха посредством второго вентиляционного отверстия, и вторая камера для прохождения воздуха находится в сообщении с камерой для первого вентилятора посредством третьего вентиляционного отверстия; и впускное отверстие для воздуха, первая камера для прохождения воздуха, вторая камера для прохождения воздуха, камера для первого вентилятора и выпускное отверстие для воздуха последовательно образуют первый вентиляционный канал.

В качестве предпочтительного варианта реализации второе излучающее тепло ребро расположено между областью полости и первой камерой для прохождения воздуха, и при этом второе излучающее тепло ребро открыто в первую камеру для прохождения воздуха; и когда блок управления управляет вторым вентилятором для запуска, воздух во внутренней камере начинает циркулировать и тепло излучается в первую камеру для прохождения воздуха посредством второго излучающего тепло ребра.

В качестве предпочтительного варианта реализации четвертая перегородка расположена во внутренней камере и снабжена четвертым вентиляционным отверстием, и второй вентилятор расположен на четвертом вентиляционном отверстии и выполнен с возможностью использования для транспортировки воздуха, находящегося по одну сторону четвертой перегородки, на другую ее сторону, тем самым реализуя циркуляцию воздуха во внутренней камере.

В качестве предпочтительного варианта реализации второе излучающее тепло ребро представляет собой двунаправленное излучающее тепло ребро, причем первая группа ребер второго излучающего тепло ребра на первой стороне второго излучающего тепло ребра открыта в первую камеру для прохождения воздуха, а вторая группа ребер второго излучающего тепло ребра на второй стороне второго излучающего тепло ребра открыта в область полости.

В качестве предпочтительного варианта реализации высота ребер первой группы ребер постепенно увеличивается вдоль направления протекания воздуха.

В качестве предпочтительного варианта реализации первое излучающее тепло ребро и первая группа ребер, которые открыты в первую камеру для прохождения воздуха, расположены в том же направлении, что и направление протекания воздуха в первой камере для прохождения воздуха; и вторая группа ребер второго излучающего тепло ребра, открытая во внутреннюю камеру, расположена в том же направлении, что и направление протекания воздуха во внутренней камере.

В качестве предпочтительного варианта реализации каждая из двух сторон первой камеры для прохождения воздуха снабжена соответственно областью элементов, причем области элементов расположены симметрично; и первое излучающее тепло ребро расположено между каждой из областей элементов и первой камерой для прохождения воздуха.

В качестве предпочтительного варианта реализации положение установки областей элементов во внутренней камере находится вблизи впускного отверстия для воздуха.

В качестве предпочтительного варианта реализации камера проводных соединений может быть также расположена в корпусе, и при этом камера проводных соединений является смежной соответственно с внутренней камерой и второй камерой для прохождения воздуха.

Во втором аспекте настоящего изобретения предусмотрен способ управления излучением тепла для теплоизлучающего корпуса, который может быть реализован в упомянутом выше теплоизлучающем корпусе, включающий следующие этапы:

определение посредством первого датчика температуры температуры нагревающихся элементов в режиме реального времени и передача определенной первой температуры на блок управления; сравнение посредством блока управления первой температуры с первым порогом, и когда первая температура равна первому порогу или больше него, управление блоком управления первым вентилятором с его запуском с инициированием вентиляции и излучением тепла в первой камере для прохождения воздуха с охлаждением, таким образом, нагревающихся элементов; и

определение посредством второго датчика температуры температуры воздуха во внутренней камере в режиме реального времени и передача определенной второй температуры на блок управления; сравнение посредством блока управления второй температуры со вторым порогом, и когда вторая температура равна второму порогу или больше него, управление блоком управления вторым вентилятором с его запуском с инициированием циркуляции воздуха во внутренней камере, с излучением, таким образом, тепла в первую камеру для прохождения воздуха посредством второго излучающего тепло ребра.

В качестве предпочтительного варианта реализации способ управления дополнительно включает: когда первая температура, определенная первым датчиком температуры, равна третьему порогу или больше него, управление блоком управления первым вентилятором с повышением положения и увеличением расхода воздуха в первой камере для прохождения воздуха и тем самым ускорением теплообмена, причем третий порог больше первого порога.

В третьем аспекте настоящего изобретения предусмотрен охлаждающий и теплоизлучающий корпус, содержащий первую камеру для прохождения воздуха и внутреннюю камеру, окружающую первую камеру для прохождения воздуха;

первый конец первой камеры для прохождения воздуха соединен с впускным отверстием для воздуха, второй конец первой камеры для прохождения воздуха находится в сообщении с камерой для первого вентилятора, и первый вентилятор расположен внутри камеры для первого вентилятора; при этом камера для первого вентилятора снабжена выпускным отверстием для воздуха; и при этом впускное отверстие для воздуха, первая камера для прохождения воздуха, камера для первого вентилятора и выпускное отверстие для воздуха последовательно образуют первый вентиляционный канал для реализации потока воздуха в первой камере для прохождения воздуха;

внутренняя камера содержит область элементов и область полости, и в области элементов расположены нагревающиеся элементы; второй вентилятор расположен во внутренней камере и выполнен с возможностью использования для обеспечения возможности протекания воздуха по кругу во внутренней камере с образованием второго вентиляционного канала; и

первое излучающее тепло ребро расположено между областью элементов и первой камерой для прохождения воздуха, и при этом первое излучающее тепло ребро открыто в первую камеру для прохождения воздуха; второе излучающее тепло ребро расположено между областью полости и первой камерой для прохождения воздуха, и при этом второе излучающее тепло ребро открыто в первую камеру для прохождения воздуха.

В предпочтительном режиме реализации второе излучающее тепло ребро представляет собой двунаправленное излучающее тепло ребро, причем первая группа ребер на первой стороне второго излучающего тепло ребра открыта в первую камеру для прохождения воздуха, а вторая группа ребер на второй стороне второго излучающего тепло ребра открыта в область полости. Предпочтительно высота ребер первой группы ребер постепенно увеличивается вдоль направления протекания воздуха.

В качестве предпочтительного варианта реализации внутренняя камера оснащена первым датчиком температуры, способным определять температуру нагревающихся элементов, вторым датчиком температуры, способным определять температуру воздуха во внутренней камере, и блоком управления, электрически соединенным с первым вентилятором, вторым вентилятором, первым датчиком температуры и вторым датчиком температуры; причем блок управления выполнен с возможностью использования для управления первым вентилятором и вторым вентилятором для их запуска или остановки согласно принятой информации о температуре, определенной датчиками температуры.

В качестве предпочтительного варианта реализации первый датчик температуры выполнен с возможностью использования для определения температуры нагревающихся элементов в режиме реального времени и передачи определенной первой температуры на блок управления; при этом блок управления выполнен с возможностью сравнения первой температуры с первым порогом, и когда первая температура равна первому порогу или больше него, блок управления управляет первым вентилятором для его запуска, для инициирования вентиляции и излучения тепла в первой камере для прохождения воздуха, с охлаждением, таким образом, нагревающихся элементов первым излучающим тепло ребром; и второй датчик температуры выполнен с возможностью использования для определения температуры воздуха во внутренней камере в режиме реального времени и передачи определенной второй температуры на блок управления; и блок управления выполнен с возможностью сравнения второй температуры со вторым порогом, и когда вторая температура равна второму порогу или больше него, блок управления управляет вторым вентилятором для его запуска для инициирования циркуляции воздуха во внутренней камере.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На фиг. 1 представлен вид сверху одного варианта реализации настоящего изобретения;

на фиг. 2 представлен вид в поперечном разрезе одного варианта реализации настоящего изобретения;

на фиг. 3 представлен вид в продольном разрезе одного варианта реализации настоящего изобретения;

на фиг. 4 представлен вид, на котором показана структура второго излучающего тепло ребра в одном варианте реализации настоящего изобретения;

на фиг. 5 представлен вид сверху второго варианта реализации настоящего изобретения;

на фиг. 6 представлен вид в поперечном разрезе второго варианта реализации настоящего изобретения;

на фиг. 7 представлен вид в разрезе по фиг. 5, взятый вдоль линии A-A, то есть вид в продольном разрезе;

на фиг. 8 представлен вид в разрезе по фиг. 5, взятый вдоль линии B-B; и

на фиг. 9 представлено схематическое изображение, иллюстрирующее взаимосвязи блока управления, на котором:

1 - первая камера для прохождения воздуха; 101 - первый конец первой камеры для прохождения воздуха; 102 - второй конец первой камеры для прохождения воздуха; 2 - внутренняя камера; 201 - область элементов; 202 - область полости; 3 - впускное отверстие для воздуха; 4 - первый вентилятор; 5 - камера для первого вентилятора; 6 - выпускное отверстие для воздуха; 7 - первая перегородка; 8 - первое вентиляционное отверстие; 9 - первый вентиляционный канал; 10 - вторая камера для прохождения воздуха; 11 - вторая перегородка; 12 - второе вентиляционное отверстие; 13 - третья перегородка; 14 - третье вентиляционное отверстие; 15 - второй вентилятор; 16 - второй вентиляционный канал; 17 - четвертая перегородка; 18 - четвертое вентиляционное отверстие; 19 - пятая перегородка; 20 - первое излучающее тепло ребро; 21 - шестая перегородка; 22 - второе излучающее тепло ребро; 2201 - первая группа ребер; 2202 - вторая группа ребер; 2203 - соединительная пластина; 23 - первый датчик температуры; 24 - второй датчик температуры; 25 - камера проводных соединений; 26 - блок управления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящая заявка будет подробно описана ниже посредством иллюстративных режимов вариантов реализации. Однако следует понимать, что элементы, структуры и признаки в одном варианте реализации могут быть успешно интегрированы в другие варианты реализации без дальнейшего повторения.

В описании настоящей заявки следует отметить, что направление или позиционные отношения, обозначенные такими терминами как «внутренний», «внешний», «верхний», «нижний», «передний» и «задний» являются позиционными отношениями на соответствующих графических материалах и предназначены только для облегчения описания настоящей заявки и упрощения описания, но не указывают и не подразумевают, что упомянутый корпус или элемент должен быть расположен в конкретном направлении, быть сконструированным и эксплуатироваться в определенном направлении и, следовательно, не должны истолковываться в качестве ограничения данной заявки. Соединение может быть непосредственной взаимосвязью или опосредованной взаимосвязью, если отсутствует прямое указание. Кроме того, такие термины как «первый», «второй» и «третий» и тому подобные, используются исключительно для описания и не могут рассматриваться как указывающие или подразумевающие относительную важность.

В одном одного варианте реализации настоящего изобретения предлагается охлаждающий и теплоизлучающий корпус, как показано на фиг. 1 - фиг. 3. На фиг. 1 для лучшего понимания не показана конструкция внешней поверхности, корпус снабжен первой камерой 1 для прохождения воздуха и внутренней камерой 2, окружающей первую камеру 1 для прохождения воздуха, причем первая камера 1 не находится в сообщении с внутренней камерой 2.

Внутренняя камера 2 содержит область 201 элементов и область 202 полости, и в области 201 элементов расположены нагревающиеся элементы или обычные элементы. Например, для зарядного устройства, в области 201 элементов могут располагаться силовые модули зарядного устройства, нагревающиеся элементы могут быть разными силовыми полупроводниковыми приборами, трансформаторами, катушками индуктивности и тому подобным в силовых модулях, а обычные элементы могут быть конденсаторами, датчиками и тому подобным в силовых модулях.

Первый конец 101 первой камеры для прохождения воздуха соединен с впускным отверстием 3 для воздуха, а второй конец 102 первой камеры для прохождения воздуха соединен камерой 5 для первого вентилятора для установки первого вентилятора 4, и при этом камера 5 для первого вентилятора снабжена выпускным отверстием 6 для воздуха. Первая перегородка 7, расположенная между первой камерой 1 для прохождения воздуха и камерой 5 для первого вентилятора, снабжена одним или множеством первых вентиляционных отверстий 8. Впускное отверстие 3 для воздуха, первая камера 1 для прохождения воздуха, камера 5 для первого вентилятора и выпускное отверстие 6 для воздуха образуют первый вентиляционный канал 9 для реализации потока воздуха в первой камере 1 для прохождения воздуха. Первая камера 1 для прохождения воздуха принимает воздух для охлаждения из внешней среды, следовательно, как правило, условия окружающей среды в этой камере относительно плохие. Во избежание загрязнения всех элементов во внутренней камере 2 выбран режим изоляции первой камеры 1 для прохождения воздуха от внутренней камеры 2.

В предпочтительном варианте реализации в качестве первого вентилятора 4 можно использовать многопозиционный вентилятор, такой, чтобы расход воздуха в первом вентиляционном канале 9 можно было регулировать в соответствии с требованиями излучения тепла.

В предпочтительном варианте реализации, как показано на фиг. 5 и фиг. 6, между первой камерой 1 для прохождения воздуха и камерой 5 для первого вентилятора может также располагаться вторая камера 10 для прохождения воздуха. Вторая перегородка 11, расположенная между первой камерой 1 для прохождения воздуха и второй камерой 10 для прохождения воздуха, снабжена одним или множеством вторых вентиляционных отверстий 12, и циркуляция воздуха осуществляется через вторые вентиляционные отверстия 12. Третья перегородка 13, расположенная между второй камерой 10 для прохождения воздуха и камерой 5 для первого вентилятора, снабжена одним или множеством третьих вентиляционных отверстий 14, и циркуляция воздуха реализована через третьи вентиляционные отверстия 14. Благодаря размещению второй камеры 10 для прохождения воздуха воздух из первой камеры 1 для прохождения воздуха может сначала накапливаться во второй камере 10 для прохождения воздуха, а затем поступать в камеру 5 для первого вентилятора после рассеяния и извлечения первым вентилятором 4. Такое рассеяние является полезным для равномерного распределения воздуха в первой камере 1 для прохождения воздуха, чтобы площадь теплообмена не оказывалась слишком малой. Если сравнивать траекторию потока воздуха на фиг. 2 и фиг. 6, то видно, что режим с размещением второй камеры 10 для прохождения воздуха является более полезным для равномерности воздуха в первой камере 1 для прохождения воздуха.

В предпочтительном варианте реализации положение установки области 201 элементов во внутренней камере 2 близко к направлению поступления потока воздуха в первую камеру 1 для прохождения воздуха, то есть близко к впускному отверстию 3 для воздуха. В частности, предпочтительно нагревающиеся элементы установлены в положении вблизи с впускным отверстием 3 для воздуха, так что нагревающиеся элементы охлаждаются благодаря оптимальной разности температур, пространство прохода охлаждающего воздуха корпуса и поток охлаждающего воздуха на впускном отверстии для воздуха используются в достаточной степени, и достигается эффект синхронного излучения тепла внутри и вне корпуса.

Второй вентилятор 15 расположен во внутренней камере 2 и предпочтительно расположен в области 202 полости, и при этом второй вентилятор 15 выполнен с возможностью использования для обеспечения возможности прохождения воздуха во внутренней камере 2 с протеканием по кругу с образованием второго вентиляционного канала 16, как показано на фиг. 3 и фиг. 7.

В качестве предпочтительного варианта реализации во внутренней камере размещена четвертая перегородка 17, на четвертой перегородке 17 находится четвертое вентиляционное отверстие 18, и второй вентилятор 15 расположен на четвертом вентиляционном отверстии 18 и выполнен с возможностью использования для транспортировки воздуха, находящегося с одной стороны четвертой перегородки, на другую сторону, тем самым реализуя циркуляцию воздуха в области 201 элементов и в области 202 полости. Используя вентилятор 15, можно осуществить принудительную циркуляцию во внутренней камере 2, и таким способом можно избежать слишком высокой температуры в локальной области, которая отрицательно влияет на рабочие характеристики элементов.

Пятая перегородка 19, расположенная между областью 201 элементов и первой камерой 1 для прохождения воздуха, снабжена первым излучающим тепло ребром 20, причем первое излучающее тепло ребро 20 открыто в первую камеру 1 для прохождения воздуха, и температура области 201 может быть уменьшена путем теплообмена с холодным воздухом в первой камере 1 для прохождения воздуха. Предпочтительно область 201 элементов расположена непосредственно на пятой перегородке 19, и, таким образом, тепло, генерируемое нагревающимися элементами, можно непосредственно передавать в режиме теплопроводности посредством пятой перегородки 19 на первое излучающее тепло ребро 20 для излучения тепла.

Шестая перегородка 21, расположенная между областью 202 полости и первой камерой 1 для прохождения воздуха, снабжена вторым излучающим тепло ребром 22, причем второе излучающее тепло ребро 22 открыто в первую камеру 1 для прохождения воздуха, и температура области 202 полости может быть уменьшена путем теплообмена с холодным воздухом в первой камере 1 для прохождения воздуха. Тепло во внутренней камере 2 может быть частично излучено наружу посредством стенки внутренней камеры независимо от того, будет ли второе излучающее тепло ребро 22 расположено в области полости, однако эффект излучения тепла сравнительно ограничен. Второе излучающее тепло ребро 22 расположено для увеличения излучения тепла во внутренней камере 2 и поэтому является более полезным для охлаждения нагревающихся элементов.

В качестве предпочтительного варианта реализации второе излучающее тепло ребро 22 представляет собой двунаправленное излучающее тепло ребро, первая группа 2201 ребер второго излучающего тепло ребра 22 на первой стороне второго излучающего тепло ребра 22 открыта в первую камеру 1 для прохождения воздуха, а вторая группа 2202 ребер второго излучающего тепло ребра 22 на второй стороне второго излучающего тепло ребра 22 открыта в область 202 полости. В частности второе излучающее тепло ребро 22 имеет конструкцию, показанную на фиг. 4, причем второе излучающее тепло ребро 22 содержит первую группу 2201 ребер и вторую группу 2202 ребер, причем каждая из групп ребер содержит множество ребер, расположенных параллельно, между двумя группами ребер расположена соединительная пластина 2203 для установки ребер, причем соединительную пластину 2203 можно использовать как часть шестой перегородки 21.

В качестве предпочтительного варианта реализации, как показано на фиг. 4 и фиг. 8, высота ребер первой группы 2201 ребер постепенно увеличивается вдоль направления протекания воздуха. Эффект ребер состоит в реализации распределения потока охлаждающего воздуха между ребрами, решена проблема ненадлежащей эффективности излучения тепла, состоящая в низкой температуре воздуха на впускном отверстии для воздуха и высокой температуре воздуха на выпускном отверстии для воздуха, вызванная слишком большой длиной ребра, с реализацией, таким образом, баланса излучения тепла передней и задней частей излучающего тепло ребра.

В качестве предпочтительного варианта реализации, как показано на фиг. 2 и фиг. 3, первое излучающее тепло ребро 20 и первая группа 2201 ребер, которые открыты в первую камеру 1 для прохождения воздуха, расположены в том же направлении, что и направление протекания воздуха в первой камере 1 для прохождения воздуха, приблизительно параллельно направлению протекания воздуха в первой камере 1 для прохождения воздуха.

В качестве предпочтительного варианта реализации, как показано на фиг. 3 и фиг. 8, вторая группа 2202 ребер второго излучающего тепло ребра, открытая во внутреннюю камеру 2, расположена в том же направлении, что и направление протекания воздуха во внутренней камере 2, приблизительно параллельно направлению протекания воздуха во внутренней камере 2. Предпочтительно первая группа 2201 ребер и вторая группа 2202 ребер расположены перпендикулярно друг другу.

Если излучающие тепло ребра установлены между внутренней камерой 2 и первой камерой 1 для прохождения воздуха, изоляция между внутренней камерой 2 и первой камерой 1 для прохождения воздуха может быть реализована таким способом, как размещение множества уплотнительных полос, с гарантированием тем самым уровня защиты внутри корпуса.

Когда работает первый вентилятор 4, внешний холодный воздух всасывается первым вентилятором 4 в первую камеру 1 для прохождения воздуха через впускное отверстие 3 для воздуха и подвергается тепловой конвекции посредством первого излучающего тепло ребра 20 и второго излучающего тепло ребра 22 в первой камере 1 для прохождения воздуха, а затем внешний холодный воздух поступает во вторую камеру 10 для прохождения воздуха и затем поступает в камеру 5 для первого вентилятора, и первый вентилятор 4 работает с выведением тепла из корпуса через выпускное отверстие 6 для воздуха, с охлаждением, таким образом, внутренней среды корпуса.

Что касается тепла во внутренней камере 2, то с одной стороны тепло нагревающихся элементов передается первому излучающему тепло ребру 20 за счет теплопроводности, и посредством первого излучающего тепло ребра 20 и воздуха в первой камере 1 для прохождения воздуха реализован теплообмен; а с другой стороны под действием второго вентилятора 15 воздух с высокой температурой, окружающий область 201 элементов переносится ко второму излучающему тепло ребру 22 благодаря тепловой конвекции за счет действия внутренней циркуляции и подвергается теплообмену с воздухом в первой камере 1 для прохождения воздуха.

Как показано на фиг. 2 и фиг. 3, первый датчик 23 температуры, способный обнаруживать температуру нагревающихся элементов, располагается во внутренней камере 2, например, первый датчик 23 температуры может быть неподвижно расположен на поверхностях нагревающихся элементов. Второй датчик 24 температуры, способный обнаруживать температуру внутренней камеры 2, дополнительно расположен во внутренней камере 2, предпочтительно второй датчик 24 температуры расположен в области 202 полости. Место размещения второго датчика 24 температуры можно выбрать расположенным достаточно далеко, например, на расстоянии больше или равном 100 мм, от нагревающихся элементов, поэтому рост температуры воздуха во внутренней камере 2 отслеживается в режиме реального времени без повторяющегося отслеживания температуры поверхности нагревающихся элементов.

Корпус дополнительно снабжен блоком 26 управления, причем блок 26 управления электрически соединен с первым вентилятором 4, вторым вентилятором 15, первым датчиком 23 температуры и вторым датчиком 24 температуры, как показано на фиг. 9.

Блок 26 управления выполнен с возможностью использования для управления первым вентилятором 4 и вторым вентилятором 15 для их запуска или остановки согласно определенной информации о температуре, определенной датчиками (23, 24) температуры.

В частности, первый датчик 23 температуры выполнен с возможностью использования для определения температуры нагревающихся элементов в режиме реального времени и передачи определенной первой температуры на блок 26 управления;

блок 26 управления выполнен с возможностью сравнения первой температуры с первым порогом, и когда первая температура равна первому порогу или больше него, блок 26 управления управляет первым вентилятором 4 для его запуска для инициирования вентиляции и излучения тепла в первой камере 1 для прохождения воздуха, с охлаждением, таким образом, нагревающихся элементов первым излучающим тепло ребром 20;

второй датчик 24 температуры выполнен с возможностью использования для определения температуры воздуха во внутренней камере 2 в режиме реального времени и передачи определенной второй температуры на блок 26 управления; и

блок 26 управления выполнен с возможностью сравнения второй температуры со вторым порогом, и когда вторая температура равна второму порогу или больше него, блок 26 управления управляет вторым вентилятором 15 для его запуска для инициирования циркуляции воздуха во внутренней камере 2. Благодаря использованию второго излучающего тепло ребра 22 площадь излучения во внутренней камере 2 увеличивается, то есть тепло в области 201 элементов излучается путем тепловой конвекции.

Дополнительно, в предпочтительном режиме реализации, когда первая температура, определенная первым датчиком 23 температуры, нагревающихся элементов, равна третьему порогу или больше него, блок управления 26 управляет первым вентилятором 4 для повышения положения для увеличения расхода воздуха в первой камере 1 для прохождения воздуха и тем самым ускорения теплообмена.

Блок 26 управления может содержать CPU, а вышеупомянутая функция управления может быть достигнута в режиме программирования. CPU может быть интегрирован в корпус.

Первый порог, второй порог и третий порог представляют собой значения температуры, предварительно установленные в соответствии с температурами, допустимыми для нагревающихся элементов или других элементов, и предназначенные для защиты нормальной работы элементов, и поэтому установка порогов связана с нагревающимися элементами и положениями размещения и может выполняться обслуживающим персоналом согласно фактическим потребностям. Например, первый порог установлен как 65 °C, второй порог установлен как 50 °C, а третий порог установлен как 80 °C. Когда температура нагревающихся элементов равна 50 °C, первый датчик 23 температуры передает определенную информацию о температуре на блок 26 управления, и в это время нет обратной связи от блока 26 управления. Когда температура нагревающихся элементов равна или больше 65 °C, блок 26 управления управляет первым вентилятором 4 для запуска для работы в первом положении для излучения тепла нагревающихся элементов. Если температура нагревающихся элементов все еще очень высокая или постоянно излучается значительное количество тепла, вследствие чего температура воздуха, определяемая вторым датчиком 24 температуры во внутренней камере 2, больше или равна 50 °C, в это время блок 26 управления управляет вторым вентилятором 15 для запуска для работы и выполняет теплообмен с воздухом в первой камере 1 для прохождения воздуха на втором излучающем тепло ребре 22 путем тепловой конвекции, вследствие чего выполняется охлаждение. Если температура нагревающихся элементов все еще не опускается, когда температура, определенная первым датчиком 23 температуры, равна или больше 80 °C, блок 26 управления управляет первым вентилятором 4 для его подъема в более высокое положение, таким образом, расход воздуха, подвергнутого теплообмену, увеличивается.

В качестве предпочтительного варианта реализации, как показано на фиг. 5 - фиг. 7, две стороны первой камеры 1 для прохождения воздуха снабжены областями 201 элементов, которые расположены симметрично; и между каждой из областей 201 элементов и первой камерой 1 для прохождения воздуха располагается первое излучающее тепло ребро 20. Таким образом, область 202 полости также поделена на две части, показанные как две области полости в верхней и нижней частях на фиг. 7. Путем размещения двух симметричных областей элементов расположенная по центру область нагрева может быть поделена на две части, что более предпочтительно для отвода тепла; и вместе с тем размещение второго излучающего тепло ребра 22 в области 202 полости также не встречает препятствий.

Для решения проблемы излучения тепла зарядным устройством силовые модули зарядного устройства могут быть соответственно расположены в двух областях элементов в соответствии с относительным положением для соединения между модулями, и предпочтительно нагревающиеся элементы, такие как разные силовые полупроводниковые приборы, трансформаторы и катушки индуктивности, установлены рядом с впускным отверстием 3 для воздуха, а обычные элементы, такие как конденсаторы и датчики, установлены рядом с первым вентилятором.

В качестве предпочтительного варианта реализации, как показано на фиг. 1 и фиг. 5, камера 25 проводных соединений также может быть расположена в корпусе, и камера 25 проводных соединений является соответственно смежной с внутренней камерой 2 и второй камерой 10 для прохождения воздуха. Камера 25 для проводных соединений выполнена с возможностью использования для размещения оборудования входных проводных соединений и оборудования выходных проводных соединений корпуса, таких как шинный вывод и монтажный зажим. Оборудование может быть соединено с элементами внутри корпуса и может реализовать проводные отсоединения и соединения.

Во втором варианте реализации настоящего изобретения предусмотрен способ управления излучением тепла для охлаждающего и теплоизлучающего корпуса. Способ управления излучением тепла может быть реализован путем применения упомянутого выше охлаждающего и теплоизлучающего корпуса и включает следующие этапы:

(1) первый датчик 23 температуры определяет температуры нагревающихся элементов в режиме реального времени и передает определенную первую температуру на блок 26 управления;

блок 26 управления сравнивает первую температуру с первым порогом, и когда первая температура равна первому порогу или больше него, блок 26 управления управляет первым вентилятором 4 с его запуском с инициированием вентиляции и излучением тепла в первой камере 1 для прохождения воздуха, с охлаждением, таким образом, нагревающихся элементов; и

(2) второй датчик 24 температуры определяет температуру воздуха во внутренней камере 2 в режиме реального времени и передает определенную вторую температуру на блок 26 управления;

блок 26 управления сравнивает вторую температуру со вторым порогом, и когда вторая температура равна второму порогу или больше него, блок 26 управляет вторым вентилятором 15 с его запуском с инициированием циркуляции воздуха во внутренней камере 2, с излучением, таким образом, тепла внутренней камеры 2 посредством второго излучающего тепло ребра 22.

В качестве предпочтительного варианта реализации способ управления дополнительно включает: когда первая температура, определенная первым датчиком 23 температуры, равна третьему порогу или больше него, блок управления 26 управляет первым вентилятором 4 с повышением положения для увеличения расхода воздуха в первой камере 1 для прохождения воздуха с ускорением тем самым теплообмена.

Настоящее изобретение дополнительно обладает следующими преимуществами:

(1) в настоящем изобретении благодаря расположению внутреннего и внешнего каналов передачи тепла и излучающих тепло ребер реализуется передача тепла между круговым потоком воздуха в корпусе и внешним потоком воздуха и увеличивается эффективность излучения тепла внутри корпуса. Излучающие тепло ребра согласно настоящему изобретению могут быть распределены в режиме окружающих четырех поверхностей в верхней, нижней, левой и правой частях первой камеры для прохождения воздуха, и поэтому поток охлаждающего воздуха, проходящий сквозь первую камеру для прохождения воздуха используется в достаточной степени.

(2) Управление первым вентилятором и вторым вентилятором осуществляется в соответствии с температурой во внутренней камере и температурой элементов, таким образом, гарантируется нормальная работа нагревающихся элементов при рабочей температуре, и дополнительно уменьшается потребление энергии самим оборудованием.

(3) В настоящем изобретении вентиляторы установлены как в первом вентиляционном канале, так и во втором вентиляционном канале, для обеспечения принудительной циркуляции воздуха. Первый вентиляционный канал обеспечивает принудительное протекание потока внешнего охлаждающего воздуха через камеры вентиляционного канала с образованием тепловой конвекции с первым излучающим тепло ребром и первой группой ребер, вследствие чего температура излучающих тепло ребер понижается, и гарантируются удовлетворение требований к элементам, касающихся излучения тепла и рабочей среды. Второй вентиляционный канал обеспечивает принудительную циркуляцию воздуха с протеканием воздуха с высокой температурой во внутренней камере через вторую группу ребер, и тепло внутреннего воздуха передается на первую группу ребер путем тепловой конвекции с охлаждением воздуха внутри корпуса, таким образом, гарантируется нормальная рабочая среда элементов в корпусе.

Представленные выше описания касаются только предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения и не являются ограничениями настоящего изобретения в других режимах, причем специалист в данной области техники может вносить изменения или модификации в варианты осуществления благодаря упомянутому выше техническому содержимому для создания эквивалентных вариантов осуществления, применимых в других областях. Однако любые простые модификации, эквивалентные изменения и модификации относительно указанных выше вариантов осуществления в соответствии с технической сущностью настоящего изобретения, без отступления от технических решений настоящего изобретения, все еще попадают в объем правовой защиты технических решений настоящего изобретения.

Изобретение относится к охлаждающему и теплоизлучающему корпусу и способу управления излучением тепла. Технический результат - предлагаются охлаждающий и теплоизлучающий корпус и способ управления излучением тепла, которые можно использовать для излучения тепла нагревающихся элементов, подходящие к требованиям внутренней среды корпуса, чтобы обеспечить надлежащее состояние температуры самих элементов и температуры окружающей среды. Достигается тем, что корпус содержит первую камеру для прохождения воздуха и внутреннюю камеру, окружающую камеру для прохождения воздуха. При этом впускное отверстие для воздуха, первая камера для прохождения воздуха, камера для первого вентилятора и выпускное отверстие для воздуха последовательно образуют первый вентиляционный канал. Внутренняя камера содержит область элементов и область полости, при этом область элементов снабжена нагревающимися элементами. Второй вентилятор предусмотрен во внутренней камере; и при этом первое излучающее тепло ребро и второе излучающее тепло ребро предусмотрены между внутренней камерой и первой камерой для прохождения воздуха. Внутренняя камера снабжена первым датчиком температуры для определения температуры нагревающихся элементов и вторым датчиком температуры для определения температуры воздуха во внутренней камере. Корпус дополнительно снабжен блоком управления, который выполнен с возможностью приема информации о температуре, определенной посредством датчиков температуры, и управления первым вентилятором и вторым вентилятором с их запуском и остановкой на основании указанной информации. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Охлаждающий и теплоизлучающий корпус, содержащий первую камеру (1) для прохождения воздуха и внутреннюю камеру (2), окружающую первую камеру для прохождения воздуха,

при этом первый конец (101) первой камеры для прохождения воздуха соединен с впускным отверстием (3) для воздуха, второй конец (102) первой камеры для прохождения воздуха находится в сообщении с камерой (5) для первого вентилятора и первый вентилятор (4) расположен внутри камеры (5) для первого вентилятора, камера (5) для первого вентилятора снабжена выпускным отверстием (6) для воздуха и впускное отверстие (3) для воздуха, первая камера (1) для прохождения воздуха, камера (5) для первого вентилятора и выпускное отверстие (6) для воздуха последовательно образуют первый вентиляционный канал (9) для реализации потока воздуха в первой камере для прохождения воздуха,

внутренняя камера (2) содержит область (201) элементов и область (202) полости и в области (201) элементов находятся нагревающиеся элементы, при этом каждая из двух сторон первой камеры (1) для прохождения воздуха снабжена соответственно областью (201) элементов,

второй вентилятор (15) расположен во внутренней камере (2) и выполнен с возможностью использования для обеспечения возможности прохождения воздуха во внутренней камере с образованием второго вентиляционного канала (16),

первое излучающее тепло ребро (20) расположено между каждой из областей (201) элементов и первой камерой (1) для прохождения воздуха, и при этом первое излучающее тепло ребро (20) открыто в первую камеру (1) для прохождения воздуха,

второе излучающее тепло ребро (22) расположено между областью (202) полости и первой камерой (1) для прохождения воздуха, и при этом второе излучающее тепло ребро (22) открыто в первую камеру (1) для прохождения воздуха, при этом второе излучающее тепло ребро (22) предусмотрено как на верхней стороне, так и на нижней стороне первой камеры (1) для прохождения воздуха,

первый датчик (23) температуры, способный определять температуру нагревающихся элементов, и второй датчик (24) температуры, способный определять температуру воздуха во внутренней камере, расположены во внутренней камере (2),

корпус дополнительно снабжен блоком (26) управления, и при этом блок (26) управления электрически соединен с первым вентилятором (4), вторым вентилятором (15), первым датчиком (23) температуры и вторым датчиком (24) температуры и блок (26) управления выполнен с возможностью использования для управления первым вентилятором (4) и вторым вентилятором (15) с их запуском или остановкой согласно принятой информации о температуре, определенной датчиками (23, 24) температуры.

2. Охлаждающий и теплоизлучающий корпус по п. 1, отличающийся тем, что первый датчик (23) температуры выполнен с возможностью использования для определения температуры нагревающихся элементов в режиме реального времени и передачи определенной первой температуры на блок (26) управления, при этом блок (26) управления выполнен с возможностью сравнения первой температуры с первым порогом, и когда первая температура равна первому порогу или больше него, блок (26) управления управляет первым вентилятором (4) для его запуска для инициирования вентиляции и излучения тепла в первой камере (1) для прохождения воздуха с охлаждением, таким образом, нагревающихся элементов первым излучающим тепло ребром (20),

и второй датчик (24) температуры выполнен с возможностью использования для определения температуры воздуха во внутренней камере (2) в режиме реального времени и передачи определенной второй температуры на блок (26) управления, и блок (26) управления выполнен с возможностью сравнения второй температуры со вторым порогом, и когда вторая температура равна второму порогу или больше него, блок (26) управления управляет вторым вентилятором (15) для его запуска для инициирования циркуляции воздуха во внутренней камере (2).

3. Охлаждающий и теплоизлучающий корпус по п. 1, отличающийся тем, что первый вентилятор (4) представляет собой многопозиционный вентилятор,

первый датчик (23) температуры выполнен с возможностью использования для определения температуры нагревающихся элементов в режиме реального времени и передачи определенной первой температуры на блок (26) управления, при этом блок (26) управления выполнен с возможностью сравнения первой температуры с первым порогом, и когда первая температура равна первому порогу или больше него, блок (26) управления управляет первым вентилятором (4) для его запуска для инициирования вентиляции и излучения тепла в первой камере (1) для прохождения воздуха с охлаждением, таким образом, нагревающихся элементов первым излучающим тепло ребром (20),

когда первая температура, определенная первым датчиком (23) температуры, нагревающихся элементов равна третьему порогу или больше него, блок (26) управления выполнен с возможностью управления первым вентилятором (4) для повышения положения и увеличения расхода воздуха в первой камере (1) для прохождения воздуха, тем самым ускоряя теплообмен, причем третий порог больше первого порога.

4. Охлаждающий и теплоизлучающий корпус по п. 2, отличающийся тем, что первый вентилятор (4) представляет собой многопозиционный вентилятор, при этом, когда первая температура, определенная первым датчиком (23) температуры, нагревающихся элементов равна третьему порогу или больше него, блок (26) управления выполнен с возможностью управления первым вентилятором (4) для повышения положения и увеличения расхода воздуха в первой камере (1) для прохождения воздуха, тем самым ускоряя теплообмен, причем третий порог больше первого порога.

5. Охлаждающий и теплоизлучающий корпус по п. 2, отличающийся тем, что между первой камерой (1) для прохождения воздуха и камерой (5) для первого вентилятора расположена вторая камера (10) для прохождения воздуха, при этом первая камера (1) для прохождения воздуха находится в сообщении со второй камерой (10) для прохождения воздуха посредством второго вентиляционного отверстия (12), и вторая камера (10) для прохождения воздуха находится в сообщении с камерой (5) для первого вентилятора посредством третьего вентиляционного отверстия (14), и впускное отверстие (3) для воздуха, первая камера (1) для прохождения воздуха, вторая камера (10) для прохождения воздуха, камера (5) для первого вентилятора и выпускное отверстие (6) для воздуха последовательно образуют первый вентиляционный канал (9).

6. Охлаждающий и теплоизлучающий корпус по п. 3, отличающийся тем, что между первой камерой (1) для прохождения воздуха и камерой (5) для первого вентилятора расположена вторая камера (10) для прохождения воздуха, при этом первая камера (1) для прохождения воздуха находится в сообщении со второй камерой (10) для прохождения воздуха посредством второго вентиляционного отверстия (12), и вторая камера (10) для прохождения воздуха находится в сообщении с камерой (5) для первого вентилятора посредством третьего вентиляционного отверстия (14), и впускное отверстие (3) для воздуха, первая камера (1) для прохождения воздуха, вторая камера (10) для прохождения воздуха, камера (5) для первого вентилятора и выпускное отверстие (6) для воздуха последовательно образуют первый вентиляционный канал (9).

7. Охлаждающий и теплоизлучающий корпус по п. 4, отличающийся тем, что между первой камерой (1) для прохождения воздуха и камерой (5) для первого вентилятора расположена вторая камера (10) для прохождения воздуха, при этом первая камера (1) для прохождения воздуха находится в сообщении со второй камерой (10) для прохождения воздуха посредством второго вентиляционного отверстия (12), и вторая камера (10) для прохождения воздуха находится в сообщении с камерой (5) для первого вентилятора посредством третьего вентиляционного отверстия (14), и впускное отверстие (3) для воздуха, первая камера (1) для прохождения воздуха, вторая камера (10) для прохождения воздуха, камера (5) для первого вентилятора и выпускное отверстие (6) для воздуха последовательно образуют первый вентиляционный канал (9).

8. Охлаждающий и теплоизлучающий корпус по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что четвертая перегородка (17) расположена во внутренней камере (2) и снабжена четвертым вентиляционным отверстием (18), и второй вентилятор (15) расположен на четвертом вентиляционном отверстии (18) и выполнен с возможностью использования для транспортировки воздуха, находящегося по одну сторону четвертой перегородки (17), на другую ее сторону, тем самым реализуя циркуляцию воздуха во внутренней камере (2).

9. Охлаждающий и теплоизлучающий корпус по п. 1-8, отличающийся тем, что второе излучающее тепло ребро (22) представляет собой двунаправленное излучающее тепло ребро, при этом первая группа (2201) ребер на первой стороне второго излучающего тепло ребра (22) открыта в первую камеру (1) для прохождения воздуха и вторая группа (2202) ребер на второй стороне второго излучающего тепло ребра (22) открыта в область (202) полости.

10. Охлаждающий и теплоизлучающий корпус по п. 9, отличающийся тем, что высота ребер первой группы (2201) ребер постепенно увеличивается вдоль направления протекания воздуха, при этом первое излучающее тепло ребро (20) и первая группа (2201) ребер, которые открыты в первую камеру (1) для прохождения воздуха, расположены в том же направлении, что и направление протекания воздуха в первой камере (1) для прохождения воздуха, и вторая группа (2202) ребер второго излучающего тепло ребра, открытая во внутреннюю камеру, расположена в том же направлении, что и направление протекания воздуха во внутренней камере (2).

11. Охлаждающий и теплоизлучающий корпус по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что области (201) элементов расположены симметрично.

12. Охлаждающий и теплоизлучающий корпус по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что положение установки областей (201) элементов во внутренней камере находится вблизи впускного отверстия (3) для воздуха.

13. Охлаждающий и теплоизлучающий корпус по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что камера (25) проводных соединений может быть также расположена в корпусе, и при этом камера (25) проводных соединений является смежной соответственно с внутренней камерой (2) и второй камерой (10) для прохождения воздуха.

14. Способ управления излучением тепла для охлаждающего и теплоизлучающего корпуса, реализованный в охлаждающем и теплоизлучающем корпусе по любому из пп. 1-13, включающий следующие этапы:

определение посредством первого датчика температуры температуры нагревающихся элементов в режиме реального времени и передача определенной первой температуры на блок управления, сравнение посредством блока управления первой температуры с первым порогом, и когда первая температура равна первому порогу или больше него, управление блоком управления первым вентилятором с его запуском с инициированием вентиляции и излучением тепла в первой камере для прохождения воздуха с охлаждением, таким образом, нагревающихся элементов, и

определение посредством второго датчика температуры температуры воздуха во внутренней камере в режиме реального времени и передача определенной второй температуры на блок управления, сравнение посредством блока управления второй температуры со вторым порогом, и когда вторая температура равна второму порогу или больше него, управление блоком управления вторым вентилятором с его запуском с инициированием циркуляции воздуха во внутренней камере, с излучением, таким образом, тепла в первую камеру для прохождения воздуха посредством второго излучающего тепло ребра.

15. Способ управления излучением тепла по п. 14, отличающийся тем, что включает, когда первая температура, определенная первым датчиком температуры, равна третьему порогу или больше него, управление блоком управления первым вентилятором с повышением положения и увеличением расхода воздуха в первой камере для прохождения воздуха и тем самым ускорением теплообмена, причем третий порог больше первого порога.