CN110789379A - 用于给电动车辆充电的充电站 - Google Patents

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Abstract

一种用于给电动车辆充电的充电站（1），其中，所述充电站（1）具有：‑壳体（2），‑多个第一功率电子器件（3）和多个与所述第一功率电子器件不同的第二功率电子器件（4），其中，所述功率电子器件（3、4）在空间上布置在所述壳体（2）中，和‑第一空气冷却回路（5）和所述第一空气冷却回路分开的第二空气冷却回路（6），其中，所述空气冷却回路（5、6）在空间上布置在所述壳体（2）中，所述第一空气冷却回路（5）用于冷却所述多个第一功率电子器件（3），所述第二空气冷却回路（6）用于冷却所述多个第二功率电子器件（4）并且所述充电站（1）被如此构造，使得所述第一空气冷却回路（5）的至少一个区域（40）的第一保护级高于所述第二空气冷却回路（6）的第二保护级。

Description

用于给电动车辆充电的充电站
技术领域
本发明涉及一种用于给电动车辆充电的充电站。
背景技术
已知一种用于给电动车辆充电的充电站。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于给电动车辆充电的充电站，该充电站一方面能够实现对功率电子器件的保护和最佳冷却，并且另一方面能够实现成本低廉的制造。
本发明通过提供一种具有权利要求1的特征的充电站来实现该目的。在从属权利要求中描述了本发明的有利的改进方案和/或设计方案。
根据本发明的、特别是电的充电站、特别是壁式充电站被构造或配置用于特别是自动地给电动车辆、特别是电动车（Elektroautos）、特别是电动车辆的电能存储器充电。充电站具有壳体、特别是保护壳体。此外，充电站具有多个第一功率电子器件和多个与第一功率电子器件不同的第二功率电子器件。功率电子器件在空间上布置在壳体中，特别是在壳体内。此外，充电站具有第一空气冷却回路和与第一空气冷却回路分开的或单独的、特别是不同的第二空气冷却回路。空气冷却回路在空间上布置在壳体中、特别是在壳体内。此外，第一空气冷却回路用于冷却多个第一功率电子器件，或者被构造或配置用于冷却多个第一功率电子器件。此外，第二空气冷却回路用于冷却多个第二功率电子器件，或者被构造或配置用于冷却多个第二功率电子器件。此外，充电站、特别是其壳体被如此构造或配置或者说成形，使得第一空气冷却回路的至少一个区域的、特别是整个第一空气冷却回路的至少一个区域的第一保护级高于第二空气冷却回路的第二保护级，尤其在特别是所设置的充电站的安装位置或安装取向上，特别是紧固在壁上时。
充电站或其壳体或至少第一空气冷却回路的区域的更高的保护级能够实现对功率电子器件、特别是多个第一功率电子器件的最佳保护。此外，充电站或其空气冷却回路实现了功率电子器件的最佳冷却并且由此避免了功率电子器件的过热和损坏。此外，空气冷却回路、特别是空气冷却回路的不同保护级能够实现成本低廉地制造充电站，特别是与先前昂贵的、具有复杂冷却装置、诸如特别是用于多个第一功率电子器件的水冷回路和/或热管（英语：heat pipe）的充电站相比。
特别地，充电站、特别是其壳体可以被构造或配置用于紧固在壁上。充电站可称为壁式充电站（英语：wallboxcharger）。附加地或替代地，充电站可以被设置或构造或设计用于使用在内部空间或受保护的外部区域中。进一步附加地或替代地，充电站被构造或者配置用于特别是利用来自电网的电能对电动车辆充电，并且用于给电动车辆放电、特别是用于将电能馈送到电网中。充电站可以称为双向充电站。进一步附加地或者替代地，电动车辆、特别是其电能存储器（如果存在的话）被称为电网缓冲器。进一步附加地或替代地，电动车辆可以被称为具有电驱动装置的用于乘客和货物运输的机动车辆。
第一功率电子器件的数量可以是一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、至少十个、至少十五个、至少二十个。附加地或替代地，第二功率电子器件的数量可以是一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、至少十个、至少十五个、至少二十个。进一步附加地或替代地，功率电子器件可以被构造或配置或用于对电动车辆充电、特别是用于馈电和用于放电。特别地，充电站可以另外具有至少一个、特别是电的和/或电子的器件、特别是控制装置、例如处理器，以用于给电动车辆充电、特别是用于控制功率电子器件中的至少一个功率电子器件。
特别地，功率电子器件本身可以在给电动车辆充电时、特别是在馈电和放电时、特别是由于损失功率加热或变热。特别地，第一空气冷却回路、特别是第一空气冷却回路的空气可以用于或构造或配置用于吸收多个第一功率电子器件的热或废热（Abwärme）。附加地或替代地，第二空气冷却回路、特别是第二空气冷却回路的空气可以用于或构造或配置用于吸收多个第二功率电子器件的废热。特别地，空气可以用作冷却剂。
“分开”可以意味着，壳体中或壳体内的第一空气冷却回路的空气不能流入到第二空气冷却回路中，和/或壳体中或壳体内的第二空气冷却回路的空气不能流入到第一空气冷却回路中，特别是不能离开壳体。
特别是相应的保护级（英语：IP code）可以相对于接触和/或异物和/或湿气或水和/或抗冲击、特别是通过充电站或借助于充电站、特别是其壳体来限定特别是相应的保护范围，特别是相应的空气冷却回路的保护范围，特别是在空气冷却回路的至少一个区域中与空气冷却回路的空气接触的情况下在空间上布置的电子器件的保护范围，特别是在充电站的壳体中的功率电子器件的保护范围。附加地或替代地，至少第一空气冷却回路的区域的第一保护级可以是至少IP54的喷水保护（Spritzwasserschutz）。换句话说：至少第一空气冷却回路的区域本身，特别是在充电站的安装位置中，特别是当紧固在壁上时，可以被保护免受喷水或者以喷水保护的方式被构造或者配置或者成形或具有自身的喷水保护。换句话说：在第一空气冷却回路的至少一个区域中特别是与第一空气冷却回路的第一空气接触的情况下在空间上布置的电子器件、特别是功率电子器件、特别是第一功率电子器件需要或本身不能被保护免受喷水或没有以喷水保护的方式被构造或不具有自身的喷水保护。进一步附加地或替代地，第二空气冷却回路可以被构造或配置为水兼容的。换句话说：在第二空气冷却回路中与第二空气冷却回路的特别是第二空气接触的情况下在空间上布置的电子器件、特别是功率电子器件应该或者本身可以被保护免受喷水或以喷水保护的方式被构造或具有自身的喷水保护。至少一个区域可以表示第一空气冷却回路的体积的、特别是空气体积的至少25％（％）、特别是至少50％、特别是至少75％。
进一步附加地或替代地，壳体的保护级可以是IK10，保护可以是免受由于击打的损坏。进一步附加地或替代地，壳体可以部分地或完全地由绝缘材料或非导电材料、特别是塑料制成。
在本发明的一种改进方案中，多个第一功率电子器件具有至少一个感应器件、特别是变压器（英语：transformer）和/或转换器（英语：audio transformer 或者 pulsetransformer）和/或扼流圈（英语：choke）、特别是EMV扼流圈（EMV：电磁兼容性）和/或电网扼流圈、特别是PFC扼流圈（PFC：英语：power factor correction 或者 power factorcompensation；德语：Leistungsfaktorkorrektur），或者是，特别是多个第一功率电子器件中的至少一个、特别是多个、特别是全部第一功率电子器件特别地分别是感应器件。附加地或替代地，多个第二功率电子器件具有至少一个功率电子开关、特别是功率半导体、特别是IGBT（IGBT：英语：insulated-gate bipolar transistor；德语：Bipolartransistor mitisolierter Gate-Elektrode），或者是，特别是多个第二功率电子器件中的至少一个、特别是多个、特别是全部第二功率电子器件特别地分别是功率电子开关。特别地，至少一个感应器件可以在磁反转时加热或变热。附加地或替代地，至少一个功率电子开关可以由于切换损耗而加热或变热。进一步附加地或替代地，充电站可以具有至少一个逆变器、特别是变频器和/或电网反馈装置，其中特别是逆变器和/或电网反馈装置可以分别具有特别是功率电子器件中的至少一个功率电子器件、特别是多个第二功率电子器件中的至少一个第二功率电子器件。
在本发明的一种改进方案中，第一空气冷却回路具有至少一个第一、特别是电的风扇或通风机。第一风扇，特别是与第一空气冷却回路的空气接触的情况下，特别是在空间上布置在壳体中，特别是在第一空气冷却回路中，特别是在至少一个区域中，并且被构造或配置用于穿过第一空气冷却回路或者在第一空气冷却回路中输送或产生特别是第一空气流。附加地或替代地，第二空气冷却回路具有至少一个、特别是与第一空气冷却回路不同的，如果存在的话，特别是电的第二风扇或通风机。第二风扇，特别是与第二空气冷却回路的空气接触的情况下特别是在空间上布置在壳体中，特别是在第二空气冷却回路中，并且被构造或配置用于穿过第二空气冷却回路或者在第二空气冷却回路中输送或产生特别是第二空气流。第一风扇能够实现第一空气冷却回路中的强迫（erzwungene）对流，并因此能够实现通过或尤其是借助于第一空气流来夹带和去除或排出废热。附加地或替代地，第二风扇能够实现第二空气冷却回路中的强迫对流，并因此能够实现通过或特别是借助于第二空气流来夹带和去除或排出废热。特别地，第一风扇和/或第二风扇可以与功率电子器件不同。附加地或替代地，至少第二风扇可具有IP54的保护级或具有自身的喷水保护，或本身可被保护免受喷水或以喷水保护的方式被构造。
在本发明的一种改进方案中，多个第一功率电子器件的特别是至少一个、特别是多个、特别是全部第一功率电子器件至少部分地、特别是完全地在特别是紧挨着或直接地特别是与第一空气冷却回路的第一空气接触的情况下，在空间上布置在第一空气冷却回路中、特别是在至少一个区域中。附加地或替代地，充电站具有冷却体，该冷却体特别是不同于功率电子器件。冷却体至少部分地，特别是完全地，在特别是紧挨着地或直接地特别是与第二空气冷却回路中的第二空气接触的情况下，特别是在空间上布置在壳体中、在第二空气冷却回路中。多个第二功率电子器件中的至少一个、特别是多个、特别是全部第二功率电子器件特别尤其是与冷却体紧挨着或直接接触，特别是机械和/或表面接触，或者碰触。特别是与第一功率电子器件的第一空气的接触能够实现第一功率电子器件的紧挨着或直接冷却或者能够实现从第一功率电子器件紧挨着或直接热传递到特别是第一空气。特别地，至少第一空气冷却回路的区域的较高的保护级能够实现特别是与第一功率电子器件的第一空气的接触。附加地或替代地，特别是与冷却体的第二空气的接触以及与第二功率电子器件的冷却体的接触能够实现第二功率电子器件的间隔的或间接冷却或者能够实现从第二功率电子器件特别是到第二空气的间隔的或间接热传递。多个第二功率电子器件中的至少一个、特别是多个、特别是全部不是特别需要，或者能够，特别是能够，特别是紧挨着地或直接地特别是与第二空气冷却回路的第二空气接触的情况下，在空间上布置在第二空气冷却回路中。附加地或替代地，多个第二功率电子器件中的至少一个、特别是多个、特别是全部，需要，特别是需要，或者能够，特别是能够本身不能被保护免受在第二空气冷却回路中的喷水（如果存在的话）或者没有以喷水保护的方式被构造或没有自身的喷水保护。特别地，冷却体可以保护多个第二功率电子器件中的至少一个、特别是多个、特别是全部免受在第二空气冷却回路中的喷水（如果存在的话）。进一步附加地或替代地，特别是由第一风扇产生的空气流（如果存在的话）可以沿着多个第一功率电子器件中的至少一个第一功率电子器件流动或在其旁流动，特别是围绕其流动。进一步附加地或替代地，特别是由第二风扇产生的空气流（如果存在的话）可以沿着冷却体流动或在其旁流动，特别是围绕其流动。进一步附加地或替代地，冷却体可以具有冷却肋。至少部分地可以是指多个第一功率电子器件中的至少一个第一功率电子器件的或冷却体的表面的至少25％、特别是至少50％、特别是至少75％。
在本发明的一种改进方案中，充电站具有特别是电的电路板，特别是在空间上布置在壳体中。多个第一功率电子器件中的至少一个、特别是多个、特别是全部，尤其是与电路板电连接，并且特别是机械连接或支撑，并且在空间上布置在电路板的电路板前侧上。此外，特别地，多个第二功率电子器件中的至少一个、特别是多个、特别是全部与电路板电连接，并且特别是机械连接或支撑，并且在空间上布置在电路板的、与电路板前侧背离的或者相对而置的电路板背侧上。这特别是在壳体中能够实现节省空间的功率电子器件的布置和/或充电站的成本低廉的制造。特别地，电路板可以称为功率电子-电路板和/或双面电路板。特别地，充电站可以仅具有唯一的功率电子-电路板。附加地或替代地，电路板可以与功率电子器件不同。
在本发明的一种设计方案中，充电站具有特别是与功率电子器件不同的电路板-遮盖元件。该电路板-遮盖元件特别是与第一空气冷却回路的空气接触的情况下，特别是在空间上布置在壳体中，特别是在第一空气冷却回路中，并且至少部分地在前侧遮盖电路板并且具有至少一个穿引开口。特别地，除了至少一个穿引开口之外，电路板-遮盖元件可以在前侧完全遮盖电路板。多个第一功率电子器件中的至少一个第一功率电子器件穿过穿引开口或延伸穿过穿引开口。附加地或替代地，冷却体至少部分地，特别是完全地在背侧上遮盖电路板。多个第二功率电子器件中的至少一个第二功率电子器件在空间上布置在电路板和冷却体之间。电路板-遮盖元件能够实现保护电路板，特别是保护与多个第一功率电子器件中的至少一个第一功率电子器件的电连接，特别是免受第一空气冷却回路中的残留水（如果存在的话）。附加地或替代地，冷却体能够实现保护电路板，特别是保护与多个第二功率电子器件中的至少一个第二功率电子器件的电连接，特别是免受第二空气冷却回路中的喷水、如果存在的话。特别地，如上所述，多个第一功率电子器件中的至少一个第一功率电子器件特别是紧挨着地与第一空气冷却回路的空气接触的情况下，可以至少部分地在空间上布置在第一空气冷却回路中。附加地或替代地，如上所述，冷却体，特别是紧挨着地与第二空气冷却回路的空气接触的情况下，可以至少部分地在空间上布置在第二空气冷却回路中。如上所述，多个第二功率电子器件中的至少一个第二功率电子器件可以与冷却体特别是直接接触。至少部分地可以是指，电路板前侧或电路板背侧的表面的至少25％、特别是至少50％、特别是至少75％。
在本发明的一种改进方案中，壳体具有特别是在安装位置中垂直或垂直取向的壳体前侧和与壳体前侧背离的或者说相对而置的、特别是在安装位置中垂直或垂直取向的壳体背侧。充电站被构造或配置或成形用于，使得当充电站被紧固在壁上时壳体背侧面向所述壁。特别地，当充电站被紧固时，充电站、特别是壳体背侧贴靠在所述壁上。第一空气冷却回路在空间上布置得比第二空气冷却回路更靠近壳体前侧。换句话说：第二空气冷却回路可以在空间上布置得比第一空气冷却回路更靠近壳体背侧。换句话说，当紧固在壁上时，特别是在充电站的安装位置中，第一空气冷却回路可以远离壁地布置和/或第二空气冷却回路可以靠近壁地布置。特别地，充电站、特别是其壳体，可以构造用于紧固在壁上，如上所述。如上所述，充电站可以被称为壁式充电站。附加地或替代地，壳体背侧可以被称为壁侧。
在一种改进方案中，特别是在本发明的一种设计方案中，壳体具有壳体本体以及特别是与壳体本体不同的壳体盖。第一空气冷却回路至少部分地、特别是完全地在空间上布置在壳体本体和壳体盖之间。这一点、尤其是壳体盖能够实现容易接近或访问第一空气冷却回路，并且因此特别是能够实现容易接近或访问多个第一功率电子器件中的至少一个第一功率电子器件和/或多个第二功率电子器件中的至少一个第二功率电子器件和/或第一风扇（如果存在的话），和/或电路板（如果存在的话）和/或电路板-遮盖元件（如果存在的话）。因此，更容易在维修情况下更换某些组件。特别地，壳体盖可以构造或配置为壳体本体的可翻转的或可取下的封闭件。附加地或替代地，壳体盖可以在空间上布置在壳体前侧上或限定该壳体前侧。进一步附加地或替代地，壳体本体可以在空间上布置在壳体背侧上或限定该壳体背侧。进一步附加地或替代地，壳体本体可以被构造或配置用于紧固在壁上。进一步附加地或替代地，壳体本体和/或壳体盖，特别是分别部分地或完全地由绝缘材料或非导电材料、特别是塑料制成。
在本发明的一种设计方案中，壳体本体、特别是壳体本体的壳体壁具有至少一个电缆穿引开口，特别是用于充电电缆、特别是用于与电动车辆电连接的电缆，和/或用于电网电缆、特别是用于与电网电连接的电网电缆的两个电缆穿引开口。电缆穿引开口引入到第一空气冷却回路中，特别是从外部引入到其中。这一点、尤其是壳体盖能够实现容易接近或访问电接头、特别是用于电连接、用于特别是在电路板（如果存在的话）上的充电电缆和/或电网电缆的电接头。特别地，电接头可以具有或者是电路板-连接端子和/或印刷电路端子（Printklemme）。
附加地或替代地，充电站、特别是壳体、特别是壳体本体（如果存在的话）能够具有至少一个用于保持特别是充电电缆、特别是插头、特别是车辆插头、电缆的夹持器（Halterung）。
在本发明的一种改进方案中，壳体具有特别是在安装位置中垂直或垂直取向的壳体前侧和与壳体前侧背离的或者说相对而置的、特别是在安装位置中垂直或垂直取向的壳体背侧。充电站被构造或配置或成形用于，使得当充电站被紧固在壁上时壳体背侧面向所述壁。特别地，当充电站被紧固时，充电站、特别是壳体背侧贴靠在壁上。壳体、特别是壳体本体（如果存在的话）在壳体背侧上敞开，特别是在至少一个部位处。第二空气冷却回路至少部分地，特别是完全地，在空间上布置在壳体背侧上。这能够实现容易接近或访问第二空气冷却回路，并且因此特别是对于多个第二功率电子器件中的至少一个第二功率电子器件和/或冷却体（如果存在的话）和/或电路板（如果存在的话）进行接近或访问。因此，更容易在维修情况下更换某些组件。附加地或替代地，这能够实现在紧固在壁上时，特别是在充电站的安装位置中特别是第二空气冷却回路的第二空气与壁的接触。因此，废热可以通过或者借助于壁予以吸收和排出。特别地，充电站、特别是其壳体，可以构造用于紧固在壁上，如上所述。如上所述，充电站可以被称为壁式充电站。附加地或替代地，壳体背侧可以被称为壁侧。
在本发明的一种改进方案中，第一空气冷却回路在壳体中，特别是在壳体的壳体壁中和/或壳体本体（如果存在的话）中具有至少一个第一空气进入开口，特别是抽吸开口，特别是用于从外部进入到第一空气冷却回路中的空气。第一空气冷却回路被构造或者配置或成形用于为了特别是将来自第一空气进入开口的第一空气入口流的空气进行引导，而在充电站的安装位置中，特别是当紧固在壁上时，特别是在将空气引导至多个第一功率电子器件中的至少一个之前，处于多个第一功率电子器件中的至少一个、特别是多个、特别是全部的下方。换句话说，第一空气冷却回路可以被构造或者配置或成形用于为了特别是将来自第一空气进入开口的第一空气入口流的空气进行引导，在充电站的安装位置中，特别是当紧固在壁上时，特别是在将空气引导到至少一个区域之前，处于该至少一个区域的下方。换句话说：在充电站的安装位置中，特别是当安装在壁上时，空气、特别是来自空气进入开口的空气已经向上流动到多个第一功率电子器件中的至少一个或至少一个区域。这一点、尤其是重力能够实现保护多个第一功率电子器件中的至少一个第一功率电子器件免受在空气中、特别是在空气入口流中的残留水（如果存在的话）。特别地，第一空气冷却回路可以称为敞开式的空气冷却回路。
在本发明的一种改进方案中，第一空气冷却回路，在壳体中，特别是在壳体的壳体壁中和/或壳体本体（如果存在的话）中具有至少一个第一空气进入开口、特别是抽吸开口和/或至少一个第一空气排出开口，特别是用于从外部进入到第一空气冷却回路和/或从第一空气冷却回路向外流出的空气。第一空气进入开口和/或第一空气排出开口在充电站的安装位置中，特别是当紧固在壁上时，在空间上布置在多个第一功率电子器件中的至少一个、特别是多个、特别是全部的下方，特别是布置在特别是在安装位置中水平或水平取向壳体下侧和/或特别是在安装位置中垂直或垂直取向的壳体的壳体周向侧上。换句话说：第一空气进入开口和/或第一空气排出开口能够在充电站的安装位置中，特别是当紧固在壁上时，在空间上布置在至少一个区域下方，特别是布置在壳体的壳体下侧和/或壳体周向侧上。换句话说，特别是当安装在壁上时，空气、特别是来自空气进入开口和/或空气排出开口的空气，在充电站的安装位置中已经向上流动到多个第一功率电子器件中的至少一个第一功率电子器件或者至少一个区域。这一点、尤其是重力能够实现保护多个第一功率电子器件中的至少一个第一功率电子器件免受在空气中的残留水（如果存在的话）。特别地，第一空气冷却回路可以称为敞开式的空气冷却回路。
在本发明的一种改进方案中，第二空气冷却回路在壳体中，特别是在壳体的壳体壁中和/或壳体本体（如果存在的话）中具有至少一个第二空气进入开口、特别是抽吸开口，特别是用于从外部进入到第二空气冷却回路中的空气。第二空气进入开口，在充电站的安装位置中，特别是紧固在壁上时，在空间上布置在壳体的、特别是在安装位置中处于水平或水平取向的壳体下侧上。附加地或替代地，第二空气冷却回路在壳体中，特别是在壳体的壳体壁中具有至少一个第二空气排出开口，特别是用于从第二空气冷却回路向外的空气的第二空气排出开口。第二空气排出开口在充电站的安装位置中，特别是当紧固在壁上时，在空间上布置在壳体的、特别是在安装位置中垂直或垂直取向的壳体周向侧上，特别是在第二空气进入开口和/或多个第二个功率电子器件的至少一个、特别是多个、特别是全部的上方。特别地，第二空气冷却回路可以称为敞开式的空气冷却回路。
在本发明的一种改进方案中，充电站具有特别是与功率电子器件不同的基础本体。基础本体承载多个第一功率电子器件中的至少一个、特别是多个、特别是全部，和/或多个第二功率电子器件中的至少一个、特别是多个、特别是全部和/或第一风扇（如果存在的话）和/或第二风扇（如果存在的话）和/或冷却体（如果存在的话）和/或电路板（如果存在的话）和/或电路板-遮盖元件（如果存在的话）。壳体、特别是壳体本体（如果存在的话）安置到基础本体上，特别是在时间上在机械连接或紧固待支撑的组件之后进行安置。这能够实现充电站的简单且因此成本低廉的制造。附加地或替代地，这能够实现在维修情况下简单地更换某些组件。特别地，基础本体可以是由板材（Blech）制成的冲压弯曲件。附加地或替代地，基础本体部分或完全由电导体和/或热导体或导电材料和/或导热材料、特别是金属制成。特别地，基础本体可以被构造或配置用于使支撑的组件接地。进一步附加地或替代地，基础本体可以被构造或配置用于紧固在壁上。
在本发明的一种改进方案中，第一空气冷却回路和第二空气冷却回路通过壳体和/或冷却体（如果存在的话）和/或壳体本体（如果存在的话）和/或基础本体（如果存在的话）和/或至少一个密封件至少部分地、特别是完全地彼此分开特别是在这些组件中的两个组件之间、特别是在冷却体和基础本体之间。
附图说明
本发明的另外的优点和方面由权利要求和下面借助附图所阐释的本发明的优选的实施例的下面的说明得出。附图示出：
图1示出了根据本发明的充电站在紧固在壁上时的安装位置中的示意性透视图；
图2示出了图1的充电站的壳体前侧、壳体下侧和壳体周向侧的另一示意性透视图；
图3示出了图1的充电站的壳体背侧和壳体上侧的另一示意性透视图；
图4示出了图1的充电站的另一示意性透视图，其中没有壳体盖；
图5示出了图1的充电站的另一示意性透视图，其中没有壳体盖和壳体本体；
图6示出了图1的充电站的另一示意性透视图，其中没有壳体盖、壳体本体和电路板-遮盖元件；
图7示出了图1的充电站的另一示意性透视图，其中没有壳体盖、壳体本体和电路板-遮盖元件；
图8是图1的充电站的示意性横剖视图；
图9示出了图1的充电站的另一示意性透视图，其中没有冷却体；
图10示出了根据本发明的另一个充电站的示意性透视图，其中没有壳体盖；
图11示出了图10的充电站的另一示意性透视图，其中没有壳体盖；
图12示出了图10的充电站的另一示意性透视图，其中没有壳体盖和壳体本体；
图13示出了图10的充电站的另一示意性透视图，其中没有壳体盖和壳体本体；并且
图14示出了图10的充电站的另一示意性透视图，其中没有壳体盖和壳体本体。
具体实施方式
图1至9和图10至14分别示出了根据本发明的充电站1、特别是壁式充电站的实施例。充电站1构造用于给电动车辆充电。充电站具有特别是长方体的壳体2。此外，充电站1具有多个第一功率电子器件3和多个与第一功率电子器件不同的第二功率电子器件4。功率电子器件3、4在空间上布置在壳体2中。此外，充电站1具有第一空气冷却回路5和与第一空气冷却回路分开的第二空气冷却回路6。空气冷却回路5、6在空间上布置在壳体2中。此外，第一空气冷却回路5用于冷却多个第一功率电子器件3。此外，第二空气冷却回路6用于冷却多个第二功率电子器件4。此外，充电站1被这样构造，使得第一空气冷却回路5的至少一个区域40的第一保护级高于第二空气冷却回路6的第二保护级，特别是当紧固在壁50上时在充电站1的安装位置中，如图1所示。
详细地，多个第一功率电子器件3具有至少一个感应器件。在图1至9的实施例中，示出了两个变压器3a并且在图10至14的实施例中示出了一个变压器3a，在所示实施例中，示出了一个EMV扼流圈（EMV-Drossel）3b和三个电网扼流圈3c，如图4至6以及图10和12所示。在替代实施例中，多个第一功率电子器件可以附加地或替代地包括至少一个转换器。
此外，多个第二功率电子器件4具有至少一个功率电子开关。在所示实施例中示出了六个IGBT 4a，如图9所示。在替代实施例中，多个第二功率电子器件可具有两个，三个，四个，五个和/或多于六个功率电子开关、特别是IGBT。
多个第一功率电子器件3在与第一空气冷却回路5的空气LU1接触的情况下，在空间上至少部分地布置在第一空气冷却回路5中、特别是在至少一个区域40中，如图4、8和10所示。
此外，充电站具有冷却体9。冷却体9在与第二空气冷却回路6的空气LU2接触的情况下，至少部分地在空间上布置在第二空气冷却回路6中，如图3和8所示。多个第二功率电子器件4与冷却体9接触，如图7和8所示。
详细地，多个第二功率电子器件4在与第二空气冷却回路6的空气LU2接触的情况下不在空间上布置在第二空气冷却回路6中。
此外，充电站1具有电路板10，特别是在空间上布置在壳体2中，如图6至9和10至14所示。多个第一功率电子器件3中的至少一个第一功率电子器件，特别是EMV扼流圈3b和电网扼流圈3c与电路板10电连接并且在空间上布置在电路板10的电路板前侧V10上。另外，多个第二功率电子器件4与电路板10电连接并且在空间上布置在电路板10的背离电路板前侧V10的电路板背侧R10上。
详细地，充电站1具有电路板-遮盖元件11，如图4、5、8和10至14所示。电路板-遮盖元件11，特别是在与第一空气冷却回路5的空气LU1接触的情况下，特别是在空间上布置在壳体2中，特别是在第一空气冷却回路5中，并且至少部分地，特别是完全地在前侧上遮盖电路板10，并且具有至少一个穿引开口12，在所示实施例中为四个穿引开口12。多个第一功率电子器件3中的至少一个第一功率电子器件穿过穿引开口12，特别是EMV扼流圈3b并且电网扼流圈3c穿过穿引开口12。此外，冷却体9至少部分地，特别是完全地在背侧上遮盖电路板10。多个第二功率电子器件4在空间上布置在电路板10和冷却体9之间，特别是由电路板10和/或冷却体遮盖。
此外，壳体2具有特别是在安装位置中垂直的壳体前侧V2和背离壳体前侧V2的特别是在安装位置中垂直的壳体背侧R2，如图1至3、8和9所示。充电站1构造用于使得当充电站1被紧固时，壳体背侧R2面向壁50，特别是贴靠在壁上，如图1所示。
第一空气冷却回路5在空间上布置得比第二空气冷却回路6更靠近壳体前侧V2。
详细地，壳体2具有壳体本体13和壳体盖14。第一空气冷却回路5至少部分地，特别是完全地在空间上布置在壳体本体13和壳体盖14之间，如图8所示。
特别地，壳体盖14限定壳体前侧V2，并且壳体本体13限定壳体背侧R2。
此外，壳体本体13具有至少一个用于充电电缆和/或电网电缆的电缆穿引开口（Kabeldurchführungs-Öffnung）25。在图1至9的实施例中，有一个电缆穿引开口25并且在图10至14的实施例中有两个电缆穿引开口25。电缆穿引开口25引入到第一空气冷却回路5中，特别是从外部引入到其中。
详细地，电缆穿引开口25，在充电站1的安装位置中，特别是当紧固在壁50上时，在空间上布置在壳体2、尤其壳体本体13的特别是在安装位置中水平的壳体下侧L2上。
此外，电路板10具有至少一个电接头26，特别是两个用于充电电缆和/或电网电缆的电接头，如图6、7和10至14所示。
详细地，在图1至9的实施例中，电路板-遮盖元件11具有至少一个另外的电缆穿引开口27，特别是两个用于充电电缆和/或电网电缆的电缆穿引开口，如图4和5所示。
此外，壳体2、特别是壳体本体13在壳体背侧R2上敞开，如图3、8和9所示。第二空气冷却回路6至少部分地，特别是完全地，在空间上布置在壳体背侧R2上。
此外，第一空气冷却回路5具有至少一个第一空气进入开口15，特别是多个在壳体2中、特别是在壳体本体13中尤其用于从外部进入到第一空气冷却回路5中的空气的第一空气进入开口，如图2、4和8所示。
第一空气冷却回路5构造用于，在充电站1的安装位置中，将来自第一空气进入开口15的空气入口流（Lufteinlassströmung）LES1的空气引导至多个第一功率电子器件3的下方。
详细地，第一空气进入开口15，在充电站1的安装位置中，在空间上布置多个第一功率电子器件3的下方，特别是布置在壳体2的壳体下侧L2上，特别是壳体本体13的壳体下侧上。
此外，充电站1、特别是壳体2，特别是壳体本体13具有器件屏蔽元件17，如图4和8所示。器件屏蔽元件17和电路板-遮盖元件11在来自第一空气进入开口15的空气入口流刚好朝向多个第一功率电子器件3的方向流动之前或者在从外部的直接视觉接触（Sichtkontakt）之前屏蔽多个第一功率电子器件3。换句话说，器件屏蔽元件17和电路板-遮盖元件11在空间上布置在第一空气进入开口15和多个第一功率电子器件3之间。这另外能够实现保护多个第一功率电子器件3免受空气中的、特别是在第一空气冷却回路5的空气入口流LES1中残留水（如果存在的话）。
此外，第一空气冷却回路5具有至少一个第一空气排出开口16，特别是多个在壳体2中、特别是在壳体本体13中尤其用于从第一空气冷却回路5向外部的空气的第一空气排出开口，如图11所示。第一空气排出开口16，在充电站1的安装位置中，在空间上布置在特别是至少一个变压器3a的、多个第一功率电子器件3中的至少一个第一功率电子器件的下方，特别是在壳体2的、特别是壳体本体13的尤其在安装位置中垂直的壳体周向侧U2上。
此外，电路板-遮盖元件11在来自第一空气排出开口16的空气流刚好朝向多个第一功率电子器件3中的至少一个第一功率电子器件的方向、特别是朝向EMV扼流圈3b和电网扼流圈3c的方向流动之前或者在从外部的直接视觉接触之前屏蔽多个第一功率电子器件3中的至少一个第一功率电子器件、特别是EMV扼流圈3b和电网扼流圈3c，如图11所示。换句话说，电路板-遮盖元件11在空间上布置在第一空气排出开口16和多个第一功率电子器件3中的至少一个第一功率电子器件、特别是EMV扼流圈3b和电网扼流圈3c之间。这还能够实现保护多个第一功率电子器件3中的至少一个第一功率电子器件、特别是EMV扼流圈3b和电网扼流圈3c免受所述第一空气冷却回路5的空气中的残留水（如果存在的话）。
此外，如图2和4所示，第二空气冷却回路6具有至少一个第二空气进入开口18，尤其是多个在壳体2中、特别是在壳体本体13中特别是用于从外部进入到第二空气冷却回路6中的空气的第二空气进入开口。第二空气进入开口18，在充电站1的安装位置中，在空间上布置在壳体2、特别是壳体本体13的壳体下侧L2上。
此外，第二空气冷却回路6具有至少一个第二空气排出开口19，尤其是多个在壳体2中、特别是在壳体本体13中特别是用于从第二空气冷却回路6向外的空气的第二空气排出开口，如图2和11所示。第二空气排出开口19在充电站的安装位置中，在空间上布置在壳体2、特别是在壳体本体13的壳体周向侧U2上，特别是布置在冷却体9的上方。
此外，第一空气冷却回路5具有至少一个第一风扇（Ventilator）7，特别是两个，如图4至7所示。至少一个第一风扇7构造用于输送穿过第一空气冷却回路5的空气流LS1。
在运行中，空气LU1/LS1从外部穿过在壳体下侧L2左侧的第一空气进入开口15向上流入到壳体2或第一空气冷却回路5中，从第一空气进入开口15向上沿着多个第一功率电子器件3，向右，从上往下朝在壳体周向侧U2右侧的第一空气排出开口16并且从壳体2或者第一空气冷却回路5穿过第一空气排出开口16向外部向右流出，如图4所示。
此外，第二空气冷却回路6具有至少一个第二风扇8，特别是两个，如图5至8和12至14所示。至少一个第二风扇8构造用于输送穿过第二空气冷却回路6的空气流LS2。
详细地，至少一个第二风扇7在空间上如此布置在第二空气冷却回路6中，使得所述第二风扇直接吹向冷却体9，特别是冷却体9的冷却肋。
在运行中，空气LU2/LS2从外部穿过在壳体下侧L2中间的第二空气进入开口18向上流入到壳体2或第二空气冷却回路6中，从第二空气进入开口18向上沿着冷却体9、特别是冷却体9的冷却肋，向右并且向左朝在壳体周向侧U2左右两侧的至少一个第二空气排出开口19并且从壳体2或者第二空气冷却回路6穿过至少一个第二空气排出开口19向外部向右且向左流出，如图3所示
此外，充电站具有特别是长方体的基础本体20，如图3、5至9和12至14所示。基础本体20承载多个第一功率电子器件3、多个第二功率电子器件4、第一风扇7、第二风扇8、冷却体9、电路板10和电路板-遮盖元件11。壳体2、特别是壳体本体13安置（aufsetzen）到基础本体20上。
详细地，如图9所示，基础本体20具有用于多个第二功率电子器件4和/或冷却体9的凹部或切口部21，尤其用于多个第二功率电子器件4与冷却体9接触的凹部或切口部。
此外，第二空气冷却回路6在空间上部分地布置在基础本体20中。特别地，第二空气冷却回路6在基础本体20，特别是在基础本体20的基础本体壁内具有至少一个空气贯通开口（Luftdurchlassöffnung）22，特别是用于空气流LS2的空气贯通开口，如图5、6和13所示。详细地，至少一个空气贯通开口22与至少一个第二空气排出开口19相对而置。另外，基础本体20在壳体背侧R2上敞开。
此外，第一空气冷却回路5和第二空气冷却回路6通过壳体2、特别是壳体本体13、冷却体9、基础本体20和至少一个密封件彼此分开。
详细地，在壳体背侧R2的朝壳体前侧V2的方向x上的空间布置如下，如图8所示：壳体背侧R2、第二空气冷却回路6和冷却体9、多个第二功率电子器件4、电路板10、多个第一功率电子器件3和电路板-遮盖元件11、第一空气冷却回路5和壳体前侧V2。特别地，电路板10、特别是电路板10的平面平行于壳体前侧V2和/或壳体背侧R2布置。
这种空间布置能够实现充电站1的扁平结构。换句话说：当紧固在壁50上时，在充电站1的安装位置中，充电站1几乎不从壁50上伸出。
详细地，充电站1的尺寸如下，如图1所示：
长度L处于最小660毫米（mm）至最大860mm、特别是760mm的范围内。
宽度B处于最小460mm至最大660mm、特别是560mm的范围内。
高度H处于至少150mm、特别是从最小185mm到最大250mm、特别是到最大225mm的范围内。
特别地，长度L与宽度B的关系通过L/B=B/（L-B）来定义，并且因此，特别是被称为为黄金分割或充电站1的形状可以被称为黄金矩形。
此外，充电站1在控制电路板36上具有控制装置35、特别是处理器、特别是FPGA，如图6至8所示。控制装置35构造或者配置用于控制对于电动车辆的充电，尤其是用于控制多个第一功率电子器件3、多个第二功率电子器件4、第一风扇7和第二的风扇8。
此外，充电站1在控制电路板36上具有至少一个通信和/或接口装置、特别是RJ-45插座、现场总线接口、SD-读卡器和/或WLAN模块。
详细地，控制电路板36在空间上布置在电路板10和电路板-遮盖元件11之间。这能够实现保护控制电路板36免受第一空气冷却回路5的空气中的残留水（如果存在的话）。
此外，充电站1具有至少一个另外的电器件，特别是电解电容器。详细地，至少一个另外的电器件与电路板10电连接并且在空间上布置在电路板10的电路板前侧V10上。特别地，至少一个另外的电器件在空间上布置在电路板10和电路板-遮盖元件11之间。这能够实现保护至少一个另外的电器件免受在第一空气冷却回路5的空气中的残留水（如果存在的话）。
除了第一空气进入开口15和第一空气排出开口16之外，壳体2特别是壳体本体13和壳体盖14或第一空气冷却回路5是关闭的。特别地，壳体2、特别是壳体本体13，特别是在壳体2的、特别是在壳体本体13的在安装位置中水平或水平取向的壳体上侧上没有空气开口。多个第一功率电子器件3，并且特别是多个第二功率电子器件4在空间上布置在壳体2或第一空气冷却回路5的内部。充电站1或充电站1的结构被如此构造或设计，使得尽管有空气开口15、16并且尤其有18、19，也在壳体2中实现了IP54的密封性、特别是第一空气冷却回路5的密封性、特别是所述至少一个区域40的密封性。
如所示出的和前面所阐释的实施例清楚地表明，本发明提供了一种用于给电动车辆充电的有利的充电站，该充电站一方面能够实现对功率电子器件的保护和最佳冷却，并且另一方面能够实现成本低廉的制造。

Claims (15)

1.一种用于给电动车辆充电的充电站（1），其中，所述充电站（1）具有：
- 壳体（2），
- 多个第一功率电子器件（3）和多个与第一功率电子器件不同的第二功率电子器件（4），其中，所述功率电子器件（3、4）在空间上布置在所述壳体（2）中，和
- 第一空气冷却回路（5）和与所述第一空气冷却回路分开的第二空气冷却回路（6），其中，所述空气冷却回路（5、6）在空间上布置在所述壳体（2）中，所述第一空气冷却回路（5）用于冷却所述多个第一功率电子器件（3），所述第二空气冷却回路（6）用于冷却所述多个第二功率电子器件（4）并且所述充电站（1）被如此构造，使得所述第一空气冷却回路（5）的至少一个区域（40）的第一保护级高于所述第二空气冷却回路（6）的第二保护级。
2.根据权利要求1所述的充电站（1），
- 其中，所述多个第一功率电子器件（3）具有至少一个感应器件、特别是变压器（3a）和/或转换器和/或扼流圈、尤其是EMV扼流圈（3b）和/或电网扼流圈（3c）、特别是PFC扼流圈，并且/或者
- 其中，所述多个第二功率电子器件（4）具有至少一个功率电子开关、特别是功率半导体、特别是IGBT（4a）。
3.根据前述权利要求中任一项所述的充电站（1），
- 其中，所述第一空气冷却回路（5）具有至少一个第一风扇（7），其中，所述第一风扇（7）被构造用于输送穿过所述第一空气冷却回路（5）的空气流（LS1），并且/或者
- 其中，所述第二空气冷却回路（6）具有至少一个第二风扇（8），其中，所述第二风扇（8）被构造用于输送穿过所述第二空气冷却回路（6）的空气流（LS2）。
4.根据前述权利要求中任一项所述的充电站（1），
- 其中，所述多个第一功率电子器件（3）中的至少一个第一功率电子器件至少部分地在与所述第一空气冷却回路（5）的空气（LU1）接触的情况下在空间上布置在所述第一空气冷却回路（5）中，并且/或者
- 其中，所述充电站（1）具有冷却体（9），其中，所述冷却体（9）至少部分地在与所述第二空气冷却回路（6）的空气（LU2）接触的情况下在空间上布置在所述第二空气冷却回路（6）中，并且所述多个第二功率电子器件（4）中的至少一个第二功率电子器件与所述冷却体（9）接触。
5.根据前述权利要求中任一项所述的充电站（1），其中，所述充电站（1）具有：
- 电路板（10），其中，所述多个第一功率电子器件（3、3b、3c）中的至少一个第一功率电子器件与所述电路板（10）电连接并且在空间上布置在所述电路板（10）的电路板前侧（V10）上，并且所述多个第二功率电子器件（4、4a）中的至少一个第二功率电子器件与所述电路板（10）电连接并且在空间上布置在所述电路板（10）的与所述电路板前侧（V10）背离的电路板背侧（R10）上。
6.根据权利要求4和5所述的充电站（1），
- 其中，所述充电站（1）具有电路板-遮盖元件（11），其中，所述电路板-遮盖元件（11）在前侧至少部分地遮盖所述电路板（10）并且具有至少一个穿引开口（12），其中，所述多个第一功率电子器件（3、3b、3c）中的至少一个第一功率电子器件穿过所述穿引开口（12），并且/或者
- 其中，所述冷却体（9）在背侧至少部分地遮盖所述电路板（10），并且所述多个第二功率电子器件（4、4a）中的至少一个第二功率电子器件在空间上布置在所述电路板（10）和所述冷却体（9）之间。
7.根据前述权利要求中任一项所述的充电站（1），
- 其中，所述壳体（2）具有壳体前侧（V2）和与所述壳体前侧（V2）背离的壳体背侧（R2），其中，所述充电站（1）被构造用于，使得当将所述充电站（1）紧固在壁（50）上时所述壳体背侧（R2）面向所述壁（50），
- 其中，所述第一空气冷却回路（5）在空间上布置得比所述第二空气冷却回路（6）更靠近所述壳体前侧（V2）。
8.根据前述权利要求中任一项所述的充电站（1），其中，所述壳体（2）具有：
- 壳体本体（13）和壳体盖（14），其中，所述第一空气冷却回路（5）至少部分地在空间上布置在所述壳体本体（13）和所述壳体盖（14）之间。
9.根据权利要求8所述的充电站（1），
- 其中，所述壳体本体（13）具有用于充电电缆和/或电网电缆的至少一个电缆穿引开口（25），其中，所述电缆穿引开口（25）引入到所述第一空气冷却回路（5）中。
10.根据前述权利要求中任一项所述的充电站（1），
- 其中，所述壳体（2）具有壳体前侧（V2）和与所述壳体前侧（V2）背离的壳体背侧（R2），其中，所述充电站（1）被构造用于，使得当将所述充电站（1）紧固在壁（50）上时所述壳体背侧（R2）面向所述壁（50），
- 其中，所述壳体（2）在所述壳体背侧（R2）上敞开，并且
- 其中，所述第二空气冷却回路（6）至少部分地在空间上布置在所述壳体背侧（R2）上。
11.根据前述权利要求中任一项所述的充电站（1），
- 其中，所述第一空气冷却回路（5）在所述壳体（2）中具有至少一个第一空气进入开口（15），并且
- 其中，所述第一空气冷却回路（5）为了引导来自所述第一空气进入开口（15）的空气入口流（LES1）的空气而在所述充电站（1）的安装位置中被构造在所述多个第一功率电子器件（3）中的至少一个第一功率电子器件的下方。
12.根据前述权利要求中任一项所述的充电站（1），
- 其中，所述第一空气冷却回路（5）在所述壳体（2）中具有至少一个第一空气进入开口（15）和/或至少一个第一空气排出开口（16），其中，所述第一空气进入开口（15）和/或所述第一空气排出开口（16）在所述充电站（1）的安装位置中在空间上布置在所述多个第一功率电子器件（3）中的至少一个第一功率电子器件的下方，特别是布置在所述壳体（2）的壳体下侧（L2）和/或壳体周向侧（U2）上。
13.根据前述权利要求中任一项所述的充电站（1），
- 其中，所述第二空气冷却回路（6）在所述壳体（2）中具有至少一个第二空气进入开口（18），其中，所述第二空气进入开口（18）在所述充电站（1）的安装位置中在空间上布置在所述壳体（2）的壳体下侧（L2）上，并且/或者
- 其中，所述第二空气冷却回路（6）在所述壳体（2）中具有至少一个第二空气排出开口（19），其中，所述第二空气排出开口（19）在所述充电站（1）的安装位置中在空间上布置在所述壳体（2）的壳体周向侧（U2）上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的充电站（1），其中，所述充电站（1）具有：
- 基础本体（20），
- 其中，所述基础本体（20）承载所述多个第一功率电子器件（3）中的至少一个第一功率电子器件和/或所述多个第二功率电子器件（4）中的至少一个第二功率电子器件和/或所述第一风扇（7）和/或所述第二风扇（8）和/或所述冷却体（9）和/或所述电路板（10）和/或所述电路板-遮盖元件（11），并且
- 其中，所述壳体（2）安置到所述基础本体（20）上。
15.根据前述权利要求中任一项所述的充电站（1），
- 其中，所述第一空气冷却回路（5）和所述第二空气冷却回路（6）通过所述壳体（2）和/或所述冷却体（9）和/或所述壳体本体（13）和/或所述基础本体（20）和/或至少一个密封件至少部分地彼此分开。
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