CN113682175A - 充电系统的集成结构、车载充电机和充电桩 - Google Patents

充电系统的集成结构、车载充电机和充电桩 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种充电系统的集成结构、车载充电机和充电桩,充电系统的集成结构包括第一PCB板和第二PCB板、外壳、水冷板和散热支撑板,水冷板上设有冷却水流道,OBC模块和DCDC模块设置在第一PCB板上,滤波模块设置在第二PCB板上,第一PCB板和第二PCB板其中一个安装在水冷板设有冷却水流道的一侧,第二PCB板和第一PCB板其中另一个安装在散热支撑板上,散热支撑板和水冷板贴合固定;外壳包括若干块侧板和盖板,侧板设有卡槽,水冷板插入到卡槽中。本申请将OBC模块、DCDC模块和滤波模块完美的集成到一起,整体结构更加简单和紧凑,减少了很多不必要的零部件结构,能有效缩小充电机的体积和重量,提升功率密度。

Description

充电系统的集成结构、车载充电机和充电桩
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域,特别涉及一种充电系统的集成结构、车载充电机和充电桩。
背景技术
随着节能减排,以及控制大气污染的需求,新能源汽车逐渐在市场商用,而电动汽车更是新能源汽车的主力军。随着消费者对电动车的续航里程越来越高,电池的容量也越来越大,充电机的充电功率也随也越来越高,而充电时间则越来越短;在这样的趋势下,充电机的功率、重量和尺寸则不得不相应的增加,因此在此背景下,现有的充电机的结构便做的十分复杂,且整体的尺寸和重量做的较大,而相应的功率密度却较低;同时,充电系统的集成结构是安装在壳体内,而壳体一般是采用一体设计,如果其中的部分结构出现故障,内部组装和更换十分困难,则可能就需要整机报废的。
发明内容
本发明提供了一种充电系统的集成结构、车载充电机和充电桩,解决了现有技术中的充电机及充电桩等设备的充电系统的结构复杂,尺寸大且功率密度低的技术问题。
本发明采用的技术方案是:一种充电系统的集成结构,包括:用于集成安装所述充电系统中各模块的第一PCB板和第二PCB板,所述滤波模块集成设置在所述第二PCB板上;水冷板,所述第一PCB板和第二PCB板分别设置在所述水冷板两侧,且所述水冷板上设有冷却水流道,所述冷却水流道同时对所述第一PCB板和第二PCB板进行散热;外壳,所述外壳包括若干块侧板和盖板,各所述侧板首尾拼接固定以形成围设在所述水冷板周侧的边框,且所述侧板与所述水冷板之间卡接固定,所述盖板盖设在所述边框两端的开口上。
进一步地,所述水冷板的一侧设有凸起的所述冷却水流道,所述冷却水流道呈弯折状,所述冷却水流道的一端设有进水管,另一端设有出水管,所述进水管和出水管从所述侧板穿出,且所述进水管与侧板、出水管与侧板之间均填充有密封圈;所述盖板和侧板、所述侧板和侧板之间通过密封圈和/或密封胶密封。
进一步地,所述水冷板的一侧设有凸起的所述冷却水流道;所述集成结构还包括散热支撑板,所述散热支撑板贴合设置在所述水冷板相对于冷却水流道的一侧。
进一步地,所述散热支撑板和水冷板之间填充有导热材料。
进一步地,所述OBC电路板和DCDC电路板其中一个安装在所述水冷板设有冷却水流道的一侧,所述OBC电路板和DCDC电路板其中另一个安装在所述散热支撑板上。
进一步地,所述散热支撑板和/或水冷板采用压铸铝材质。
进一步地,所述侧板相对所述水冷板的一侧设有卡槽,所述水冷板插入到所述卡槽中。
进一步地,所述侧板朝向所述水冷板的一侧间隔的设有若干根凸起的格条,所述格条中部开设有所述卡槽。
本申请进一步还公开了一种车载充电机和充电桩,车载充电机和充电桩均包括了所述的集成结构。
与现有技术比较,本申请的设置将充电系统的各模块(如OBC模块、DCDC模块和滤波模块)等完美的集成在两个PCB板上,整体结构更加简单和紧凑,减少了很多不必要的零部件结构,能有效缩小充电机的体积和重量,提升功率密度;并且这样设置还具有拆装快速便捷的特点,便于车载充电机的内部零部件的组装和更换。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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为本发明中的充电系统的集成结构立体结构示意简图。
图2为本发明中的充电系统的集成结构的爆炸结构示意简图。
图3为本发明中的功率转换组件的示意简图。
图4为本发明中水冷板与第一PCB板的安装结构示意简图。
图5为本发明中散热支撑板与第二PCB板的安装结构示意简图。
附图标记:
1、水冷板;11、第一支撑柱;2、散热支撑板;21、第二支撑柱;3、第二PCB板;4、第一PCB板;5、外壳;51、侧板;511、卡槽;52、盖板;6、密封圈;7、冷却水流道;71、进水管;72、出水管。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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的限制。
在本发明的描述中,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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。
本申请提出了一种充电系统的集成结构,在该集成结构中,如图1至3所示,主要包括以下结构:水冷板1、散热支撑板2、OBC模块、DCDC模块、滤波模块和外壳5。
其中,水冷板1设置为一矩形的板体,OBC模块和DCDC模块集成设置在第一PCB板4上;滤波模块集成设置在第二PCB板3上;第二PCB板3和第一PCB板4则分别安装固定在水冷板1的上、下两侧上,水冷板1要具备良好的散热性能,以便于同时对第二PCB板3和第一PCB板4进行散热。
更进一步地,结合附图2、3、4所示,在一个实施例中,水冷板1的下方设置有冷却水流道7,冷却水流道7为凸出设置的板条结构,板条内部设置为中空,在板条的两端分别进水和出水,形成冷却水流道7;并且这里将冷却水流道7设置成弯折状,类似于蛇形弯折,水冷板1的下方与第一PCB板4进行连接,可采用螺钉连接或者焊接的方式将水冷板1和第一PCB板4进行固定,形成一个独立的模组,以下称之为第一模组,第一PCB板4上的元件则设置在冷却水流道7的侧部(冷却水流道7弯折将元件环绕),这样能够尽可能的增大冷却水流道7的散热面积,从而提升集成结构的散热效果。
其中,水冷板1和第一PCB板4之间采用螺钉连接的方式进行固定,为增加水冷板1和第一PCB板4之间的结构稳定性,在水冷板1和第一PCB板4之间的靠近边缘部分设置了若干根第一支撑柱11,第一支撑柱11与水冷板1一体成型,第一支撑柱11朝向第一PCB板4的一端开设有螺纹孔,通过螺钉将第一PCB板4固定在第一支撑柱11上,这样既可以避免第一PCB板4上的元件被挤压,又可以将水冷板1和第一PCB板4进行稳定的连接固定。
在将水冷板1和第一PCB板4设置成为一个整体模组之后,将第二PCB板3固定在水冷板1的另一侧上,从而将OBC模块、DCDC模块和滤波模块集成在一起,为方便将第二PCB板3和水冷板1进行固定,本申请还设置有散热支撑板2,散热支撑板2首先与第二PCB板3之间固定连接在一起,两者之间的连接方式可以采用螺钉连接固定,例如上述水冷板1和第一PCB板4的固定方式,在散热支撑板2的边缘处也设置了第二支撑柱21,第二支撑柱21的端部上开设有螺纹孔,通过螺钉将第二PCB板3固定在第二支撑柱21上,将第二PCB板3和散热支撑板2固定在一起形成又一个整体模组,以下称之为第二模组,散热支撑板2能够将第二PCB板3上的元件散发的热量引导至散热支撑板2并排放到外部。
结合附图2、3、5,将第一模组和第二模组再进行组合安装,将第二模组的散热支撑板2贴合固定在水冷板1的背面(相对于第一PCB板4的一面)形成一个功率转换组件,散热支撑板2和水冷板1之间使用螺钉固定在一起组成一个完整的功率转换组件,本申请还在散热支撑板2和水冷板1之间填充有导热材料,导热材质能够更好的将第二PCB板的热量传导至水冷板1上并通过冷却水带走。
需要说明的是,在其他实施例中,水冷板1也可以安装固定第二PCB板3,相应的散热支撑板2用于安装固定第一PCB板4。
优选的,导热材质选用导热胶或者导热硅脂,这样可以将散热支撑板2和水冷板1之间的微小的间隙填满,方便第一PCB板上的损耗发热大的器件热量传递到水冷板1上通过水道带走散热,同时这样设置还可以给与散热支撑板2和水冷板1一定的缓冲,避免电路结构在安装的时候发生损坏。
在将第二PCB板3和第一PCB板4之间通过水冷板和散热支撑板组合安装之后,然后在安装在外壳5内,其中,本申请的外壳5采用拼合固定的方式,外壳5具体包括了侧板51和盖板52,侧板51的数量与水冷板1的形状相对应,本申请中水冷板1为矩形,因此这里将侧板51设置成了四块,这四块侧板51分别安装在水冷板1的一端,并且各侧板51之间再首尾拼接固定以形成围设在水冷板1周侧的边框,且侧板51与水冷板1之间进行卡接固定,然后将盖板52盖设在边框两端的开口上,从而将功率转换组件进行封装。
具体的,侧板51面向水冷板1的一侧上设有卡槽511,水冷板1插入到侧板51的卡槽511中,然后将各个侧板51通过螺钉连接或者卡接固定的方式装配在一起,安装好侧板51之后,在侧板51构成的边框的上下侧分别盖上盖板52,盖板52与侧板51之间通过螺钉固定在一起。
优选地,本申请中的卡槽511的设置形式为:在侧板51上间隔设置了若干根条形的凸起的格条,每根格条的长度方向垂直与水冷板1的平面,且这些格条以垂直于其长度方向进行排布,在格条的中部设置所述卡槽511,这样设置不但不能够对水冷板1进行卡接,还能够提升侧板51的结构强度,并且每根格条均可以支撑在水冷板1的上下两侧,格条支撑在水冷板1和盖板52之间,提升了整体结构的连接强度。
进一步地,冷却水流道7的一端设有进水管71,另一端设有出水管72,冷却水从进水管71进从出水管72出,出水管72和进水管71设置在水冷板1的同一侧上,且出水管72和进水管71从同一个侧板51穿过,因此在进水管71与侧板51、出水管72与侧板51之间均填充有密封圈6;并且,在盖板52和侧板51、侧板51和侧板51之间通过密封圈6和/或密封胶密封,使得整个设备的防水性能得到显著提升。
优选得,本申请中的散热支撑板2水冷板1均采用压铸铝材质,其具有密度低,重量轻,导热系数好等优点,十分适用于充电机。
本申请的设置使得将OBC模块、DCDC模块和滤波模块完美的集成到一起,使得充电系统的整体结构更加简单和紧凑,减少了很多不必要的零部件结构,能有效缩小充电机的体积和重量,提升功率密度;并且这样设置还具有拆装快速便捷的特点,便于车载充电机的内部零部件的组装和更换。
本申请还提出了一种车载充电机和充电桩,其包括上述的充电系统的集成结构。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电系统的集成结构,其特征在于,包括:
用于集成安装所述充电系统中各模块的第一PCB板(4)和第二PCB板(3);
水冷板(1),所述第一PCB板(4)和第二PCB板(3)分别设置在所述水冷板(1)两侧,且所述水冷板(1)上设有冷却水流道(7),所述冷却水流道(7)同时对所述第一PCB板(4)和第二PCB板(3)进行散热;
外壳(5),所述外壳(5)包括若干块侧板(51)和盖板(52),各所述侧板(51)首尾拼接固定以形成围设在所述水冷板(1)周侧的边框,且所述侧板(51)与所述水冷板(1)之间卡接固定,所述盖板(52)盖设在所述边框两端的开口上。
2.根据权利要求1所述的充电系统的集成结构,其特征在于,所述水冷板(1)一侧设有凸起的所述冷却水流道(7),所述冷却水流道(7)的一端设有进水管(71),另一端设有出水管(72),所述进水管(71)和出水管(72)从所述侧板(51)穿出,且所述进水管(71)与侧板(51)、出水管(72)与侧板(51)之间均填充有密封圈(6);所述盖板(52)和侧板(51)、所述侧板(51)和侧板(51)之间通过密封圈(6)和/或密封胶密封。
3.根据权利要求1所述的充电系统的集成结构,其特征在于,所述水冷板(1)的一侧设有凸起的所述冷却水流道(7);所述集成结构还包括散热支撑板(2),所述散热支撑板(2)贴合设置在所述水冷板(1)相对于冷却水流道(7)的一侧。
4.根据权利要求3所述的充电系统的集成结构,其特征在于,所述散热支撑板(2)和水冷板(1)之间填充有导热材料。
5.根据权利要求3所述的充电系统的集成结构,其特征在于,所述第一PCB板(4)和第二PCB板(3)其中一个安装在所述水冷板(1)设有冷却水流道(7)的一侧,所述第一PCB板(4)和第二PCB板(3)其中另一个安装在所述散热支撑板(2)上。
6.根据权利要求3所述的充电系统的集成结构,其特征在于,所述散热支撑板(2)和/或水冷板(1)采用压铸铝材质。
7.根据权利要求1所述的充电系统的集成结构,其特征在于,所述侧板(51)相对所述水冷板(1)的一侧设有卡槽(511),所述水冷板(1)插入到所述卡槽(511)中。
8.根据权利要求7所述的充电系统的集成结构,其特征在于,所述侧板(51)朝向所述水冷板(1)的一侧间隔的设有若干根凸起的格条,所述格条中部开设有所述卡槽(511)。
9.一种车载充电机,其特征在于,其包括如权利要求1至8中任意一项所述的充电系统的集成结构。
10.一种充电桩,其特征在于,其包括如权利要求1至8中任意一项所述的充电系统的集成结构。
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