CN111541374A - 一种功率电气盒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种功率电气盒。所述功率电气盒包括：壳体、车载DCDC、整车高压配电模块和水冷循环通道；所述车载DCDC和所述整车高压配电模块集成在所述壳体内；所述水冷循环通道设置于所述壳体内；所述水冷循环通道用于带走所述车载DCDC的热量。本发明提供的功率电气盒，将车载DCDC和整车高压配电模块集成在一起，壳体内还设有包含有水冷循环通道的水墙结构，解决了目前集成方案存在的散热不足、空间利用率低等问题。

Description

一种功率电气盒
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种功率电气盒。
背景技术
随着新能源汽车技术的不断发展，零部件集成化趋势越来越明显，集成化解决方案不仅可以为整车带来功能扩展的优势，而且可以通过机械及电子部件的共用，以为整车降低成本。
车载DCDC(全称Direct Current-Direct Current converter)、整车高压配电模块和充电模块的集成方案将是未来电动汽车能量补给的主流方案。但是目前的集成方案多为整车高压配电模块与充电模块的机械整合，即直接将这些部件放在一个电气盒中，并没有进行针对性的集成设计，导致存在散热不足、空间利用率低等诸多问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种功率电气盒，以解决现有集成方案存在的散热不足、空间利用率低等问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种功率电气盒，包括：壳体、车载DCDC、整车高压配电模块和水冷循环通道；
所述车载DCDC和所述整车高压配电模块集成在所述壳体内；所述水冷循环通道设置于所述壳体内；
所述水冷循环通道用于带走所述车载DCDC及所述整车高压配电模块的热量。
优选的，所述车载DCDC包括：高频逆变单元、高频变压器单元、二次整流单元和输出滤波单元；
所述高频逆变单元与所述高频变压器单元连接；所述高频变压器单元与所述二次整流单元连接；所述二次整流单元与所述输出滤波单元连接；
所述输出滤波单元用于将所述二次整流单元输出的次边脉动直流电压转换为平滑的直流电压；
优选的，所述整车高压配电模块包括：高压整流单元、正极汇流条、负极汇流条、高压电池箱正极输入插件和高压直流正极输出单元；
所述高压整流单元的正极通过所述正极汇流条与所述高压电池箱正极输入插件连接；所述高压整流单元的负极通过所述负极汇流条与所述高压直流正极输出单元连接；所述高压整流单元用于对发电机发出的交流电进行整流。
优选的，所述水冷循环通道包括：水墙结构和导热灌封胶；
所述水墙结构包裹所述高频变压器单元，并将所述导热灌封胶灌注在所述水墙结构与所述高频变压器单元之间。
优选的，所述水墙结构包括：主水墙体和水冷散热腔室；
所述水冷散热腔室设置在所述主水墙体内部；所述水冷散热腔室中设置有水流道。
优选的，所述水墙结构还包括：隔断；
所述水冷散热腔室由所述隔断分隔成左腔体和右腔体；所述左腔体上设置有进水口；所述右腔体上设置有出水口；所述主水墙体在所述隔断的对应面设有凹槽，所述隔断采用过盈配合与所述主水墙体相连接，且所述隔断体下表面与所述主水墙体下表面在同一个面上；在所述水冷散热腔室的上部留有放置水流道的缺口，以使冷却水由所述左腔室流向所述右腔室。
优选的，所述功率电气盒还包括：板式制动电阻和顶盖；
所述板式制动电阻设置于所述壳体的底部，且所述板式制动电阻与所述水冷循环通道贴合；所述顶盖盖设在所述壳体的顶部。
优选的，所述功率电气盒还包括：三相充电模块；
所述三相充电模块用于为所述功率电气盒进行充电。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的功率电气盒，将车载DCDC和整车高压配电模块集成在一起，壳体内还设有包含有水冷循环通道的水墙结构，解决了目前集成方案存在的散热不足、空间利用率低等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中功率电气盒的爆炸图；
图2为本发明实施例中功率电气盒去除箱盖的俯视图；
图3为本发明实施例中功率电气盒壳体底部水循环通道的水流方向示意图；
图4为本发明实施例中功率电气盒水墙结构部分水循环通道的水流方向示意图。
符号说明：
1-顶盖，2-高频变压器单元，3-水墙结构，4-二次整流单元，5-壳体，6-板式制动电阻，7-输出滤波单元，8-高频逆变单元，9-正极汇流条，10-三相充电模块，11-高压整流单元，12-负极汇流条，13-隔断，14-高压电池箱正极输入插件，15-高压直流正极输出单元，16-水冷散热腔室，17-右腔体，18-左腔体。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种功率电气盒，以解决现有集成方案存在的散热不足、空间利用率低等问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供的电器盒为一种带水墙冷却和板式制动电阻的三合一功率电气盒。图1为本发明实施例中功率电气盒的爆炸图，图2为本发明实施例中功率电气盒去除箱盖的俯视图。如图1和图2所示，一种功率电气盒，包括：壳体5、车载DCDC、整车高压配电模块和水冷循环通道。
所述车载DCDC和所述整车高压配电模块集成与所述壳体5内。所述水冷循环通道设置于所述壳体5内。
所述水冷循环通道用于带走所述车载DCDC的热量。
车载DCDC包括高频逆变单元8(型号为英飞凌FF600R12ME4)、高频变压器单元2、二次整流单元4(型号为SOT-227)及输出滤波单元7(电容)。
其中，高频逆变单元8采用IGBT作为功率器件，将直流电逆变为交流电，并与高频变压器单元2相连接。高频变压器单元2实现将高压交流电转化为低压交流电，并与二次整流单元4相连接，并配备输出滤波单元7，将次边脉动直流滤波为平滑的输出直流电压，纹波率大为降低。
整车高压配电模块包括高压整流单元11(型号为MTC 162-16)、正极汇流条9(铜排)、负极汇流条12(铜排)、高压电池箱正极输入插件14和高压直流正极输出单元15。
其中，高压整流单元11实现发电机交流电整流，正极汇流条9将高压整流单元11正极与高压电池箱正极输入插件14相连，并分成四路高压直流正极输出单元15进行输出，负极汇流条12与正极汇流条9相配合，形成闭路。
所述水冷循环通道包括：水墙结构3和导热灌封胶。
所述水墙结构3包裹所述高频变压器单元2，并将所述导热灌封胶灌注在所述水墙结构3与所述高频变压器单元2之间。
水墙结构3包括主水墙体、水冷散热腔室16和隔断13。其中，主水墙体将高频变压器单元2四周包围，并利用导热灌封胶将变压器模块2的热量更好的传递给主水墙体。主水墙体内部设有水冷散热腔室16，腔室内设置有水流道，且流道的两端分别设有进水口和出水口(底部水循环通道的水流方向如图3所示)。水冷散热腔室16由隔断13分隔成左腔体18和右腔体17，左腔体18设有进水口，右腔体17设有出水口，利用隔断13将水流道隔断，仅留有水墙结构最高点处实现左腔室18与右腔室17的互通，使冷却水仅可以从左腔室18流至右腔室17，以将热量带走。
主水墙体在隔断13的对应面设有凹槽，所述隔断13采用过盈配合与主水墙体相连接，并保证隔断体13下表面与主水墙体下表面在同一个面上，保证其与壳体5表面配合良好。同时插入的隔断13在隔离左腔室18与右腔室17的同时，在水冷散热腔室16的上部留有水流道，以形成让位缺口，能够使冷却水从腔室16的上部由左腔室18流向右腔室17，保证水循环通道的流畅性。其中，左腔室18与右腔室17中的水循环通道的水流方向如图4a部分和图4b部分所示。
水墙结构3与壳体5为两个独立体，采用密封圈置于水墙结构3与壳体5的接触表面之间，或以设置密封槽将密封圈置于其中实现密封的方式，结合螺栓连接的方式，将水墙结构3与壳体5连接为一个整体，以在提高集成度的同时保证了电气盒的密封能力。
为了进一步提高集成程度，作为本发明的另一实施例，所述功率电气盒还包括：板式制动电阻6和顶盖1。
所述板式制动电阻6设置于所述壳体5的底部，且所述板式制动电阻6与所述水冷循环通道贴合。所述顶盖1盖设在所述壳体5的顶部。箱体5和顶盖1的结合面通过密封圈进行密封，具有良好的防水和防尘效果，满足IP67的防护等级，适用于恶劣的使用环境。
其中，板式制动电阻6为厚度仅2mm的铝基板制动电阻。与现有技术相比，本发明空间利用率极高，散热效果好，有效地将板式制动电阻与功率电气盒集成在了一起。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下优点：
第一，本发明的功率电气盒具有集成化程度高，结构紧凑，功能多样的优点，在实现高压大电流能源传输控制的同时，也有效提高了电动汽车高压电气控制系统的可靠性和安全性。
第二，本发明的功率电气盒通过箱体设有水墙结构的水冷循环通道结构及导热灌封胶等的使用，良好的解决了车载DCDC模块的散热问题，且整体更简洁、美观。
第三，本发明的功率电气盒通过板式制动电阻的使用，实现了高电压、小体积的设计，且布置在电气盒的下表面，不用考虑在同一个空间内的其他设备是否受影响，无需预留一定的安全距离，散热效果好。
第四，本发明的功率电气盒的箱体和箱盖的结合面通过密封圈进行密封，具有良好的防水和防尘效果，满足IP67的防护等级，适用于恶劣的使用环境。
第五，本发明的功率电气盒具有高集成度、重量更轻、整机散热效果更好、占用空间小的优势，有利于节约整车空间，节省整车成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种功率电气盒，其特征在于，包括：壳体、车载DCDC、整车高压配电模块和水冷循环通道；
所述车载DCDC和所述整车高压配电模块集成在所述壳体内；所述水冷循环通道设置于所述壳体内；
所述水冷循环通道用于带走所述车载DCDC及所述整车高压配电模块的热量。
2.根据权利要求1所述的功率电气盒，其特征在于，所述车载DCDC包括：高频逆变单元、高频变压器单元、二次整流单元和输出滤波单元；
所述高频逆变单元与所述高频变压器单元连接；所述高频变压器单元与所述二次整流单元连接；所述二次整流单元与所述输出滤波单元连接；
所述输出滤波单元用于将所述二次整流单元输出的次边脉动直流电压转换为平滑的直流电压。
3.根据权利要求1所述的功率电气盒，其特征在于，所述整车高压配电模块包括：高压整流单元、正极汇流条、负极汇流条、高压电池箱正极输入插件和高压直流正极输出单元；
所述高压整流单元的正极通过所述正极汇流条与所述高压电池箱正极输入插件连接；所述高压整流单元的负极通过所述负极汇流条与所述高压直流正极输出单元连接；所述高压整流单元用于对发电机发出的交流电进行整流。
4.根据权利要求2所述的功率电气盒，其特征在于，所述水冷循环通道包括：水墙结构和导热灌封胶；
所述水墙结构包裹所述高频变压器单元，并将所述导热灌封胶灌注在所述水墙结构与所述高频变压器单元之间。
5.根据权利要求4所述的功率电气盒，其特征在于，所述水墙结构包括：主水墙体和水冷散热腔室；
所述水冷散热腔室设置在所述主水墙体内部；所述水冷散热腔室中设置有水流道。
6.根据权利要求5所述的功率电气盒，其特征在于，所述水墙结构还包括：隔断；
所述水冷散热腔室由所述隔断分隔成左腔体和右腔体；所述左腔体上设置有进水口；所述右腔体上设置有出水口；所述主水墙体在所述隔断的对应面设有凹槽，所述隔断采用过盈配合与所述主水墙体相连接，且所述隔断体下表面与所述主水墙体下表面在同一个面上；在所述水冷散热腔室的上部留有放置水流道的缺口，以使冷却水由所述左腔室流向所述右腔室。
7.根据权利要求1所述的功率电气盒，其特征在于，所述功率电气盒还包括：板式制动电阻和顶盖；
所述板式制动电阻设置于所述壳体的底部，且所述板式制动电阻与所述水冷循环通道贴合；所述顶盖盖设在所述壳体的顶部。
8.根据权利要求1所述的功率电气盒，其特征在于，所述功率电气盒还包括：三相充电模块；
所述三相充电模块用于为所述功率电气盒进行充电。
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