CN105391106A - 用于蓄电池组的充电器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于蓄电池组的充电器，其包括壳体，在壳体处构造有具有连接触点的充电容纳部。设置有用于供应电压的电气接口，在该接口与连接触点之间布置有功率电子设备。在壳体中设置有冷却空气通风机，其经由进入空气口将抽吸空气流抽吸到壳体中并且作为冷却空气流经由排出空气口从壳体中吹出。流经蓄电池组的蓄电池空气流作为冷却空气流经由进入空气口流入。设置成经由另外的进入空气口从壳体周围环境中将另外的抽吸空气流抽吸到壳体中。另外的抽吸空气流构造为与蓄电池空气流分离的另外的冷却空气流，功率电子设备在流动路径中处于另外的进入空气口与冷却空气通风机之间。另外的冷却空气流在冷却功率电子设备之后被输送给冷却空气通风机。

Description

用于蓄电池组的充电器
技术领域
本发明涉及一种根据本发明的用于蓄电池组(Akkupack)的充电器。
背景技术
这样的充电器由优选地封闭的壳体组成且具有用于蓄电池组的外部的充电容纳部(Ladeaufnahme)。在充电容纳部中-大多在端壁(Stirnwand)的区域中-设置有电气连接触点(Verbindungskontakt)用于待插入的蓄电池组的电气接触。充电器构造有用于供应电压(Versorgungsspannung)的电气接口，其中，在电气接口与用于蓄电池组的连接触点之间布置有功率电子设备(Leistungselektronik)，经由其来给蓄电池组充电。
为了导出在充电时积累的热，在充电器的壳体中布置有冷却空气通风机(Kühlluftventilator)，冷却空气流作为抽吸空气流经由进入空气口流向冷却空气通风机且经由排出空气口从壳体中出来。经由进入空气口作为冷却空气流来输送流经蓄电池组的蓄电池空气流(Akkuluftstrom)，其还被用于冷却功率电子设备的构件。
在单电池(Einzelzelle)充电时在蓄电池组中积累的废热导致冷却空气流的温度提高，从而其在环流功率电子设备时可吸收和导出仅还较少的热量。对于功率电子设备的冷却必需的在冷却空气流与功率电子设备的电子结构元件之间的温度差因此取决于蓄电池空气流在流经蓄电池组时所经历的温度提高。在快速充电器或者大容量的蓄电池组中功率电子设备的冷却会变得不充分。
发明内容
本发明目的在于将用于蓄电池组的充电器改进成使得一方面确保充分冷却蓄电池组的蓄电池空气流且另一方面保证功率电子设备的充分冷却。
根据本发明来实现该目的。
经由另外的构造在壳体中的进入空气口，另外的冷却空气流从壳体周围环境进入壳体中，其中，另外的冷却空气流构造为与蓄电池空气流分离的抽吸空气流。功率电子设备在流动路径中处于另外的进入空气口与冷却空气通风机之间，其中，另外的冷却空气流在冷却功率电子设备之后被输送给冷却空气通风机。
进入壳体内部中的另外的冷却空气流与蓄电池空气流分离且因此不被蓄电池组的废热加载，从而在另外的冷却空气流与功率电子设备的功率构件(Leistungsbauteil)之间存在足够大的温度差，这保证功率电子设备的强化的有效的冷却。与功率电子设备的冷却分离地，蓄电池空气流被输送经过蓄电池组，其中，冷却空气通风机不仅输送蓄电池空气流而且输送另外的冷却空气流。
有利地，两个冷却空气流、即形成蓄电池空气流的冷却空气流和另外的冷却空气流构造为在空间上彼此分离的抽吸空气流，其被输送给共同的冷却空气通风机。在此，冷却空气流经由冷却空气通风机联合成共同的排出空气流、即作为共同的排出空气流被从壳体中吹出。
另外的冷却空气流经由构造在壳体内的窗形的流动开口或凹部(Aussparung)进入冷却空气通风机的抽吸区中，其中，内部的流动开口直接通到冷却空气通风机的抽吸区中。
流动开口在壳体中在另外的冷却空气流的流动方向上设置在功率电子设备之后，从而功率电子设备处于另外的冷却空气流的进入空气口与流动开口之间。如此保证功率电子设备的强化的有效的冷却。
在本发明的改进方案中部分空气流从壳体周围环境中经由构造在壳体中的补充的进入空气口被输送给另外的冷却空气流。另外的冷却空气流的进入空气口和补充的进入空气口处于不同的壳体侧上、优选地在彼此在角上相邻的壳体侧上，其中，功率电子设备的电路板在对电路板的俯视图中处于进入空气口与至冷却空气通风机的内部的流动开口之间。适宜地，另外的冷却空气流的进入空气口在功率电子设备的电路板之上而部分空气流的另外的进入空气口在功率电子设备的电路板之下通到壳体内腔中。
冷却空气通风机有利地直接布置在排出空气口之前，从而冷却空气通风机无须克服滞止压力(Staudruck)工作。即使在较小的冷却空气通风机中因此也确保良好的输送效应(Förderwirkung)。
充电器中的冷却空气流适宜地在彼此分离的壳体通道中被引导，从而冷却空气流直至其在冷却空气通风机的抽吸侧上的联合彼此在空间上独立。
附图说明
在附图中接下来示出本发明的详细地说明的实施例。其中：
图1显示了根据本发明的充电器的透视图；
图2显示了沿着图1中的线II-II穿过充电器的示意性的剖面；
图3显示了沿着图1中的线III-III穿过充电器的示意性的剖面；
图4显示了根据图3的剖示图，其带有被置入充电器的充电容纳部中的蓄电池组；
图5显示了穿过根据图1的充电器的水平剖面；
图6以示意性图示显示了根据图1的充电器的下壳；
图7以放大的图示显示了用于容纳冷却空气通风机的根据图6的下壳的壳体区段。
具体实施方式
图1中所示的充电器10包括壳体11，其由上壳12和下壳13组成。充电器10的壳体11具有充电容纳部1。如图1至4所示，充电容纳部1有利地根据充电壳(Ladeschale)2的类型来构造。接下来以构造为充电壳2的充电容纳部1为例来说明充电器10；充电容纳部1的其它设计可以是适宜的，如此例如充电井(Ladeschacht)等。
在充电容纳部1的端区域3中构造有电气连接触点4,5,6,7，其与在蓄电池组8(图4)的壳体28中的相应的电气接口共同作用。在此，外部的电气连接触点4,7形成功率触点(Leistungskontakt)，经由其又给蓄电池组8的可充电的电池充电。构造为通讯触点(Kommunikationskontakt)的连接触点5,6处于连接触点4,7之间。经由连接触点5,6，布置在蓄电池组8中的保护电路与布置在充电器10中的功率电子设备(图6)通讯。为了确保引导功率的连接触点4,7(图1)与传输通讯数据的连接触点5,6在空间上分离，在充电容纳部2中设置有分离肋(Trennrippe)9。将蓄电池组8位置正确地置入充电容纳部1中在仅仅一个规定的位置中可能，这通过在充电容纳部1中的侧向的引导肋49来规定。在蓄电池组8处安装有引导槽，引导肋49接合到其中。在蓄电池组8处的引导槽偏心地安装，从而蓄电池组可在仅仅一个规定的位置中被推入，在该位置中保证连接触点4至7的极正确接触。
在充电容纳部1的端区域3中此外设置有进入空气口15，其在所示的实施例中在超过充电容纳部1的宽度B的一半上延伸。进入空气口15的高度H大约相应于端区域3的一半高度，其中，进入空气口15具有进入空气格栅14。
在充电器10的优选地很大程度上封闭的壳体11内设置有功率电子设备20。功率电子设备20的电路板21被保持在下壳13中的支架22上。功率电子设备20经由连接触点4,5,6,7与定位在充电容纳部1中的蓄电池组8电气连接；功率电子设备20经由电气接口37与供应电压连接。
如由图5和6得出的那样，在下壳13中构造有分离壁16，其大约从侧壁17的中心延伸至后壁18。下壳13的分离壁16与上壳12的分离壁26(图2)共同作用成使得在封闭的壳体11的内腔中构造有引导空气的壳体通道30。分离壁16和分离壁26在壳体11的角上延伸地将子腔19与壳体内腔33分离。下壳13和上壳12的内部、即壳体11的内腔被分成两个子区域。
抽吸空气流35(图6)经由在充电容纳部1的端区域3中的进入空气口15流向构造在封闭的壳体11的内腔中的、引导空气的壳体通道30。抽吸空气流35由蓄电池空气流29(图4)来形成，蓄电池空气流流经蓄电池组8且作为冷却空气流31进入壳体通道30中。经由在下壳13的侧壁17中的排出空气口23来导出被引导通过壳体通道30的冷却空气流31。
为了输送抽吸空气流35(其作为蓄电池空气流29通过进入空气口15进入且作为冷却空气流31通过壳体通道30流至排出空气口23)设置有冷却空气通风机25。如果蓄电池组8被置入充电容纳部1中，充电器10的进入空气口15直接与在蓄电池组8的壳体28中的冷却空气口连通，从而流经蓄电池组8的蓄电池空气流29直接经由进入空气口15进入壳体通道30中且作为充电器10的冷却空气流31经由排出空气口23被从充电器10的壳体11中吹出。
如图2至6所示，在下壳13的分离壁16中可构造有开口47，其由上壳12的分离壁26限制。开口47作为容纳部24的部分设置用于另外的、可选的冷却空气通风机(未示出)。用于可选的冷却空气通风机的容纳部24和用于布置在壳体通道30中的冷却空气通风机的容纳部27彼此相邻。布置在容纳部27中的冷却空气通风机25和有利地布置在容纳部24中的可选的冷却空气通风机共同经由壳体11中的排出空气口23吹出所输送的冷却空气。用于可选的冷却空气通风机的容纳部24设置成与壳体通道30分离，这样使得布置在容纳部24中的可选的冷却空气通风机的和布置在容纳部27中的冷却空气通风机25的抽吸侧彼此在空间上分离。壳体通道30仅将冷却空气流31引导至冷却空气通风机25，而容纳部24仅与壳体内腔33相连接。在所示的实施例中容纳部24通过上壳12的阻隔壁(Sperrwand)48(图5)相对于排出空气口23气密地封闭，从而壳体内腔33仅经由窗形的流动开口42与在壳体通道30中的冷却空气通风机25的抽吸区32流动连接。流动开口42在该实施例中设置为窗形的内部的流动开口42且优选地构造为适宜地在上壳12的分离壁26中的凹部。
根据本发明，在壳体11中设置有另外的进入空气口40，其通到壳体内腔33中。另外的进入空气口40优选地构造在壳体11的与侧壁17相对的侧壁41中。如图6所示，另外的进入空气口40和流动开口42彼此大约对角地相对而置。流动开口42设置在壳体通道30的侧壁中。在该实施例中，流动开口42处于壳体11的上壳12的分离壁26中。流动开口42优选地直接通到冷却空气通风机25的抽吸区32中。流动开口42的横截面积构造成小于、优选地超过一半地小于进入空气口15，经由进入空气口15抽吸空气流35作为冷却空气流31进入壳体通道30中。在所示的实施例中流动开口42的横截面面积小于进入空气口15的横截面面积的三分之一。
由于在壳体通道30的内部的侧壁中的流动开口42，尤其作为附加的部分空气流从壳体内腔33中抽吸空气。在壳体内腔33中产生轻微的负压。为了平衡负压，抽吸空气流45经由进入空气口40从壳体周围环境34中流入。由此构造另外的冷却空气流44，其经由进入空气口40从壳体周围环境34进入壳体内腔33中。该另外的冷却空气流44向补充的流动开口42方向流过功率电子设备20且通过流动开口42进入壳体通道30中。流动开口42与壳体11的后壁18有较小间距，而进入空气口40靠近壳体的前面的端壁36。由此产生流动路径43，其在对功率电子设备20的电路板21的根据图6的俯视图中大约对角地经过壳体内腔33。功率电子设备20因此在壳体11中处在另外的冷却空气流44在内部的流动开口42与外部的进入空气口40之间的流动路径43中。
通过进入空气口40进入壳体内腔33中的另外的冷却空气流44在穿过流动开口42且进入壳体通道30中之后与经由进入空气口15进入的冷却空气流31联合。抽吸空气流35和45或冷却空气流31和44共同经由冷却空气通风机25作为共同的排出空气流39被从壳体11中导出。冷却空气通风机25在此有利地直接处在排出空气口23之前。
空间上彼此分离的抽吸空气流35和45作为冷却空气流31和另外的冷却空气流44被输送给共同的冷却空气通风机25。在此，第一冷却空气流31在由分离壁16和26所限制的第一壳体通道30中被引导。另外的冷却空气流44在壳体内腔33中被引导，壳体内腔形成与第一壳体通道30在流动技术上分离的第二壳体通道52。
在本发明的另外的设计方案中，部分空气流38(图5)作为补充的冷却空气流46被输送给经由进入空气口40流入的另外的冷却空气流44。补充的冷却空气流46在壳体内腔33中与另外的冷却空气流44联合。冷却空气流44与补充的冷却空气流46的联合有利地在内部的流动开口42之前、适宜地最迟在穿过流动开口42时实现。补充的冷却空气流46经由构造在壳体11中的、补充的进入空气口50作为部分空气流38从壳体周围环境34流入壳体11中。另外的冷却空气流44的进入空气口40和补充的冷却空气流46的补充的进入空气口50优选地位于不同的壳体侧上。在该实施例中进入空气口40和补充的进入空气口50优选地处在彼此在角上相邻的壳体侧、例如侧壁41和端壁36上。功率电子设备20的电路板21在对电路板21的俯视图中位于进入空气口40,50与至冷却空气通风机25的抽吸区32的内部的流动开口42之间。
在有利的构造中，另外的冷却空气流44的进入空气口40位于功率电子设备20的电路板21之上，而补充的冷却空气流46的补充的进入空气口50在功率电子设备20的电路板21之下通到壳体内腔33中。在该实施例中，补充的进入空气口50构造在下壳的底部51中，适宜地邻近于前面的端壁36。

Claims (10)

1. 一种用于蓄电池组(8)的充电器，其包括壳体(11)，在所述壳体处构造有具有用于与所述蓄电池组(8)电气连接的外部的连接触点(4,5,6,7)的充电容纳部(1)，其带有用于供应电压的电气接口(37)且带有布置在所述电气接口(37)与所述连接触点(4,5,6,7)之间的功率电子设备(20)，带有布置在所述壳体(11)中的具有冷却空气流(31)的冷却空气通风机(25)，所述冷却空气流作为抽吸空气流(35)经由进入空气口(15)进入所述壳体(11)中且经由排出空气口(23)从所述壳体(11)中出来，其中，流经所述蓄电池组(8)的蓄电池空气流(29)作为冷却空气流(31)经由所述进入空气口(15)流入，其特征在于，另外的抽吸空气流(45)经由另外的构造在所述壳体(11)中的进入空气口(40)从壳体周围环境(34)进入所述壳体(11)中，所述另外的抽吸空气流(45)构造为与所述蓄电池空气流(29)分离的另外的冷却空气流(44)，所述功率电子设备(20)在流动路径(43)中处于所述另外的进入空气口(40)与所述冷却空气通风机(25)之间，并且所述另外的冷却空气流(44)在冷却所述功率电子设备(20)之后被输送给所述冷却空气通风机(25)。
2. 根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，两个抽吸空气流(35,45)作为在空间上彼此分离的冷却空气流(31,44)被输送给共同的冷却空气通风机(25)。
3. 根据权利要求2所述的充电器，其特征在于，所述冷却空气流(31,44)经由所述冷却空气通风机(25)联合成共同的排出空气流(39)。
4. 根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述另外的冷却空气流(44)经由构造在所述壳体(11)中的内部的流动开口(42)通到所述冷却空气通风机(25)的抽吸区(32)中。
5. 根据权利要求4所述的充电器，其特征在于，所述流动开口(42)在所述壳体内腔(33)中在所述另外的冷却空气流(44)的流动路径(43)中设置在所述功率电子设备(20)之后。
6. 根据权利要求4所述的充电器，其特征在于，部分空气流(38)从所述壳体周围环境(34)中经由构造在所述壳体(11)中的补充的进入空气口(50)流向所述另外的冷却空气流(44)。
7. 根据权利要求4所述的充电器，其特征在于，所述另外的冷却空气流(44)的进入空气口(40)在所述功率电子设备(20)的电路板(21)之上通到所述壳体内腔(33)中。
8. 根据权利要求4所述的充电器，其特征在于，所述部分空气流(38)的补充的进入空气口(50)在所述功率电子设备(20)的电路板(21)之下通到所述壳体内腔(33)中。
9. 根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，所述冷却空气通风机(25)直接布置在所述排出空气口(23)之前。
10. 根据权利要求1所述的充电器，其特征在于，在彼此分离的壳体通道(30,52)中来引导所述冷却空气流(31,44)。
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