CN112060951A - 一种具有高防护性能的小功率非车载充电机 - Google Patents

一种具有高防护性能的小功率非车载充电机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有高防护性能的小功率非车载充电机，包括直流输出充电连接线束、非车载充电机主体和交流输入充电连接线束；非车载充电机主体包括上壳体、下壳体、左侧板、右侧板、散热器、功率模块组件、内壳体和内壳体盖；围绕功率模块组件、散热器设计内外两层壳体结构，通过内层壳体实现非车载充电机主体的防尘防水性能和基本绝缘性能，通过外层壳体实现非车载充电机主体的加强绝缘性能，内外两层壳体共同实现双重绝缘性能；有效解决了采用直流充电接口的电动汽车充电问题，同时高防护性能的结构设计使得充电过程更加安全可靠。

Description

一种具有高防护性能的小功率非车载充电机
技术领域
本发明属于新能源电动汽车充电技术领域，具体涉及一种具有高防护性能的小功率非车载充电机。
背景技术
现阶段市场上大部分电动汽车的充电解决方案仍以传统交流充电模式2方式居多，该种充电方案需要在车辆端配置车载充电机、交流充电接口以及相应的高压连接线束，在用户端配置交流充电模式2线束（包含交流充电枪、缆上控制盒、线束以及插头等）才能实现对电动汽车的充电。
采用交流充电模式2方式充电时，充电速度较慢，充电机时间较长；同时该种充电方案要求主机厂在车辆端需配置车载充电机、交流充电接口以及相应的高压连接线束，不仅占用整车空间、增加整机重量，而且对整车的成本以及故障率会有一定程度的影响。
现有技术中，在许多主机厂的最新车型上已经取消了车载充电机及交流充电接口，取而代之的是在车辆端增加直流充电接口，而将车载充电机移出车外作为随车附件，这就对非车载的小功率充电机提出了迫切的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种具有高防护性能的小功率非车载充电机，内外两层壳体共同实现双重绝缘性能。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种具有高防护性能的小功率非车载充电机，其特征是，包括直流输出充电连接线束、非车载充电机主体和交流输入充电连接线束；
所述非车载充电机主体包括上壳体、下壳体、左侧板、右侧板、散热器、功率模块组件、内壳体和内壳体盖；
所述功率模块组件位于内壳体的空腔内，功率模块组件的上方覆盖散热器，内壳体的底部拼接内壳体盖，并且散热器、内壳体和内壳体盖拼接成封闭的箱体结构，称为内层壳体；
所述上壳体、下壳体、左侧板和右侧板组成箱体结构，称为外层壳体，所述外层壳体包裹内层壳体；
交流输入充电连接线束连接功率模块组件的输入端，直流输出充电连接线束连接功率模块组件的输出端；
功率模块组件从交流输入充电连接线束获取交流电源；将其转换成直流电从直流输出充电连接线束输出为电动汽车进行充电。
进一步的，内壳体与散热器之间的连接处打胶密封。
进一步的，内壳体盖与内壳体之间的连接处设有密封圈。
进一步的，上壳体、下壳体分别通过螺钉固定在散热器上；左侧板、右侧板分别通过螺钉固定在内壳体上。
进一步的，所述左侧板、右侧板上均设有用于散热的通风孔。
进一步的，在内壳体两侧分别设有防水接头和转接连接器插座，防水接头通过螺母紧固在内壳体上，转接连接器插座通过螺钉固定在内壳体上，直流输出充电连接线束通过防水接头固定，交流输入充电连接线束通过转接连接器插座固定。
进一步的，转接连接器插座和内壳体的连接处设有密封圈。
进一步的，直流输出充电连接线束包括直流充电枪和直流充电电缆；直流充电电缆一端连接功率模块组件的输出端以获取充电电源，另一端连接直流充电枪，直流充电枪用来连接电动汽车上直流充电接口为电动汽车进行充电。
进一步的，交流输入充电连接线束包括依次连接的转接连接器插头、交流充电电缆和三眼插头；其中：三眼插头用于连接交流电源，转接连接器插头用来连接功率模块组件的输入端。
进一步的，交流输入充电连接线束包括依次连接的转接连接器插头、交流充电电缆和交流充电枪插座；其中：交流充电枪插座用于连接交流充电桩上的交流充电枪，转接连接器插头用来连接功率模块组件的输入端。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过围绕功率模块组件、散热器设计内外两层壳体结构，通过内层壳体实现非车载充电机主体的防尘防水性能和基本绝缘性能，通过外层壳体实现非车载充电机主体的加强绝缘性能，内外两层壳体共同实现双重绝缘性能；有效解决了采用直流充电接口的电动汽车充电问题，同时高防护性能的结构设计使得充电过程更加安全可靠。
附图说明
图1是本发明的实施例整体结构示意图（交流输入充电连接线束为状态A）；
图2是本发明的实施例直流输出充电连接线束的结构示意图；
图3是本发明的实施例非车载充电机主体外层壳体的结构示意图；
图4是本发明的实施例非车载充电机主体内层壳体的结构示意图；
图5是本发明的实施例交流输入充电连接线束（状态A）的结构示意图；
图6是本发明的实施例交流输入充电连接线束（状态B）的结构示意图。
附图标记：1、直流输出充电连接线束，2、非车载充电机主体，3、交流输入充电连接线束，4、直流充电枪，5、直流充电电缆，6、上壳体，7、下壳体，8、左侧板，9、右侧板，10、散热器，11、功率模块，12、内壳体，13、内壳体盖，14、防水接头，15、转接连接器插座，16、转接连接器插头，17、交流充电电缆，18、三眼插头，19、交流充电插座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明专利的描述中，需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
在本发明专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明专利中的具体含义。
随着电动汽车行业的发展，越来越多的电动汽车将取消交流充电接口，转而采用直流充电接口，因而将车载充电机移出车外将成为一种必然趋势。将车载充电机移出车外作为附件不是简单的沿用原来的设计放置在车身外部，作为车辆附件：首先需要重新设计充电功率模块以实现的一应充电功能及要求；其次考虑到用户的各种使用环境，对非车载充电机的防尘防水性能有比较高的要求；再次由于充电机充电电压较高，为了充分保证非车载充电机的使用安全性，非车载充电机必须采用双重绝缘的保护方式。
本发明的一种具备高防护性能的小功率非车载充电机，所述高防护性能主要是指壳体防尘防水性能以及壳体绝缘性能两方面。本发明中壳体的防尘防水性能达到IP67，壳体的绝缘性能达到双重绝缘。
本发明的一种具备高防护性能的小功率非车载充电机，参见图1所示，包括直流输出充电连接线束1、非车载充电机主体2和交流输入充电连接线束3，交流输入充电连接线束3连接非车载充电机主体2的输入端，为非车载充电机主体2提供交流电源；直流输出充电连接线束1连接非车载充电机主体2的输出端，用来连接电动汽车上直流充电接口为电动汽车进行充电。
直流输出充电连接线束的结构参见图2所示，直流输出充电连接线束1包括直流充电枪4和直流充电电缆5；直流充电电缆5一端连接非车载充电机主体2的输出端以获取充电电源，另一端连接直流充电枪4，直流充电枪4用来连接电动汽车上直流充电接口为电动汽车进行充电。
交流输入充电连接线束3根据交流输入侧的不同形式可以分为多种状态，包括但不限于在本发明提供的两种状态：状态A和状态B。
对照图5，交流输入充电连接线束3状态A包括依次连接的转接连接器插头16、交流充电电缆17、三眼插头18。三眼插头用于直接连接外界的交流电源，转接连接器插头16用来连接非车载充电机主体2的输入端，实现为非车载充电机主体提供外界的交流电源。
对照图6，交流输入充电连接线束3状态B包括依次连接的转接连接器插头16、交流充电电缆17和交流充电枪插座19。交流充电枪插座19用于连接交流充电桩上的交流充电枪，从而获得交流电源，转接连接器插头16用来连接非车载充电机主体2的输入端，实现为非车载充电机主体提供交流电源。
状态A和状态B之间切换，是指换掉整条线束，即有两条线束，切换是指线束整体切换（两条线束与充电机主体连接的一端是相同的）。
对照图3和图4，非车载充电机主体2包括上壳体6、下壳体7、左侧板8、右侧板9、散热器10、功率模块组件11、内壳体12，内壳体盖13、电缆防水接头14和转接连接器插座15。
此功率模块组件的作用是将输入的交流电转换成直流电给电动汽车电池充电；本实施例中额定输入是交流220V，额定输出电压是500V。
对照图4，所述功率模块组件11安装在内壳体12的空腔内，并通过螺钉固定在其上方的散热器10上，内壳体12的底部拼接内壳体盖13，使得散热器10、内壳体12、内壳体盖13拼接成封闭的箱体结构，称为内层壳体，而功率模块组件11位于此内层壳体内。
功率模块组件11和内壳体12通过螺钉固定在散热器10上，内壳体12与散热器10之间通过打胶密封以满足防尘防水要求，内壳体盖13通过螺钉与内壳体12连接固定，在内壳体盖13与内壳体12之间设计有密封圈以满足防尘防水要求，在内壳体12两侧分别有防水接头14和转接连接器插座15，防水接头14通过螺母紧固在内壳体12上，转接连接器插座15通过螺钉固定在内壳体12上，转接连接器插座15和内壳体12间的连接处设计有密封圈以满足防尘防水要求，直流输出充电连接线束1通过防水接头14固定，并与功率模块组件11间进行电气连接。 交流输入充电连接线束3通过转接连接器插头16与转接连接器插座15配合固定，并通过内部结构实现电气连接，转接连接器插头16与转接连接器插座15之间连接处设计有密封圈以满足防尘防水要求。
其中，上壳体6、下壳体7、左侧板8和右侧板9组成箱体结构，称为外层壳体，外层壳体包裹内层壳体。上壳体6、下壳体7分别通过螺钉固定在散热器10上；左侧板8、右侧板9分别通过螺钉固定在内壳体12上。左侧板8、右侧板9上设有用于散热的通风孔。
上述为本发明小功率非车载充电机方案的基本连接关系，其中上壳体6、下壳体7、左侧板8、右侧板9构成外层壳体，其中上壳体6、下壳体7是铝合金材质，左侧板和右侧板是常用的工程塑料，如PC、PBT等。散热器10、内壳体12、内壳体盖13构成内层壳体，内壳体12、内壳体盖13采用常用的工程塑料，如PC、PBT等。内壳体与散热器之间打胶密封，内壳体与内壳体盖之间通过密封圈压缩密封；通过内壳体、内壳体盖、散热器三者构建一个密闭的腔体，这个腔体内部就是一个IP67的密封环境。实现非车载充电机主体2的IP67防尘防水性能，由内层壳体与外层壳体共同实现非车载充电机的双重绝缘性能。所谓绝缘是指功率模块组件位于内层壳体内部，通常情况下只能触及外层壳体，即便外层壳体因外力破损，也只能触及到内层壳体，而无法触及到功率模块组件上的带电部位或者带电元器件。即无法触及带电部位或带电元器件实现绝缘。
本发明旨在解决电动汽车采用直流充电接口，并将车载充电机移出车外后的整车充电的安全性问题：通过重新设计充电功率模块组件以及散热器，围绕功率模块组件、散热器设计内外两层壳体结构，通过内层壳体实现非车载充电机主体的防尘防水性能和基本绝缘性能，通过外层壳体实现非车载充电机主体的加强绝缘性能，内外两层壳体共同实现双重绝缘性能；有效解决了采用直流充电接口的电动汽车充电问题，同时高防护性能的结构设计使得充电过程更加安全可靠。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有高防护性能的小功率非车载充电机，其特征是，包括直流输出充电连接线束、非车载充电机主体和交流输入充电连接线束；
所述非车载充电机主体包括上壳体、下壳体、左侧板、右侧板、散热器、功率模块组件、内壳体和内壳体盖；
所述功率模块组件位于内壳体的空腔内，功率模块组件的上方覆盖散热器，内壳体的底部拼接内壳体盖，并且散热器、内壳体和内壳体盖拼接成封闭的箱体结构，称为内层壳体；
所述上壳体、下壳体、左侧板和右侧板组成箱体结构，称为外层壳体，所述外层壳体包裹内层壳体；
交流输入充电连接线束连接功率模块组件的输入端，直流输出充电连接线束连接功率模块组件的输出端；
功率模块组件从交流输入充电连接线束获取交流电源；将其转换成直流电从直流输出充电连接线束输出为电动汽车进行充电。
2.根据权利要求1所述的一种具有高防护性能的小功率非车载充电机，其特征是，内壳体与散热器的连接处打胶密封。
3.根据权利要求1所述的一种具有高防护性能的小功率非车载充电机，其特征是，内壳体盖与内壳体的连接处设有密封圈。
4.根据权利要求1所述的一种具有高防护性能的小功率非车载充电机，其特征是，上壳体、下壳体分别通过螺钉固定在散热器上；左侧板、右侧板分别通过螺钉固定在内壳体上。
5.根据权利要求1所述的一种具有高防护性能的小功率非车载充电机，其特征是，所述左侧板、右侧板上均设有用于散热的通风孔。
6.根据权利要求1所述的一种具有高防护性能的小功率非车载充电机，其特征是，在内壳体两侧分别设有防水接头和转接连接器插座，防水接头通过螺母紧固在内壳体上，转接连接器插座通过螺钉固定在内壳体上，直流输出充电连接线束通过防水接头固定，交流输入充电连接线束通过转接连接器插座固定。
7.根据权利要求6所述的一种具有高防护性能的小功率非车载充电机，其特征是，转接连接器插座和内壳体的连接处设有密封圈。
8.根据权利要求1所述的一种具有高防护性能的小功率非车载充电机，其特征是，直流输出充电连接线束包括直流充电枪和直流充电电缆；直流充电电缆一端连接功率模块组件的输出端以获取充电电源，另一端连接直流充电枪，直流充电枪用来连接电动汽车上直流充电接口为电动汽车进行充电。
9.根据权利要求1所述的一种具有高防护性能的小功率非车载充电机，其特征是，交流输入充电连接线束包括依次连接的转接连接器插头、交流充电电缆和三眼插头；其中：三眼插头用于连接交流电源，转接连接器插头用来连接功率模块组件的输入端。
10.根据权利要求1所述的一种具有高防护性能的小功率非车载充电机，其特征是，交流输入充电连接线束包括依次连接的转接连接器插头、交流充电电缆和交流充电枪插座；其中：交流充电枪插座用于连接交流充电桩上的交流充电枪，转接连接器插头用来连接功率模块组件的输入端。
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