CN113784576A - 便携电站的冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携电站的冷却结构，包括壳体以及容纳于壳体内的电池、逆变器，逆变器包括PCB板和电器元件，PCB板设置有逆变器的冷却风道，PCB板设置有前端，前端设置有散热风扇，在散热风扇的驱动下冷却气流从前端进入冷却风道，沿着PCB板流动为电器元件散热，然后从PCB板的后端流出；壳体上设置有多个通风口，其中包括两个用于散热的出风口，其中一个出风口用于逆变器的散热出风，另一个出风口用于壳体其他区域的散热出风。为便携式电站设计了多风道散热结构，并对逆变器和整机内部冷却结构进行优化设计，通过设置封闭的冷却风道改进散热效果，大大提高了移动式储能电站的散热性能，具有整机散热效果好、结构紧凑和成本低的优点。

Description

便携电站的冷却结构

技术领域

本发明涉及电站领域，尤其涉及一种便携电站的冷却结构。

背景技术

目前，便携式电站主要用于电能的存储和转换，能够作为各种用电器的供电电源，作为一种清洁能源具有广泛的应用，例如：自备电源，应急用电，缺电地区的供电和发电等。储能式电站内置电池、逆变器和控制器，逆变器能够把来自电池的直流电转换为特定频率和电压的交流电，控制器主要用来控制充电和放电，逆变器在工作时发热量较大，储能电站的控制器和电池在工作时也会发热，因此，便携式储能电站在设计时必须同时考虑结构紧凑和良好的散热。

但是，现有的移动电站存在以下缺陷：

现有的便携式电站为增加防护性能通常都做成全封闭的结构，高温时散热不佳，环境适应能力较差，难以满足野外施工使用的严苛环境。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种便携电站的冷却结构，其能解决散热不佳的问题。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种便携电站的冷却结构，包括壳体以及容纳于壳体内的电池、逆变器，所述逆变器包括PCB板和电器元件，PCB板的正面和/或背面设置有逆变器的冷却风道，PCB板设置有前端，前端设置有散热风扇，在散热风扇的驱动下冷却气流从前端进入冷却风道，沿着PCB板流动为电器元件散热，然后从PCB板的后端流出；所述壳体上设置有多个通风口，其中包括两个用于散热的出风口，其中一个出风口用于逆变器的散热出风，另一个出风口用于壳体其他区域的散热出风，所述PCB板设置有后端，所述后端与其中一个出风口对接连通，使得冷却逆变器的散热气流全部从相应的出风口排出壳体，确保冷却逆变器的高温气流在排出过程中不会泄漏进入壳体的其他区域，在所述PCB板的后端与出风口之间形成有封闭通道，封闭通道为两端开口的逆变器散热气流排放通道，其一端开口与PCB板的后端相通，另一端开口与出风口相通，使在壳体内部的气流通道相互隔离、互不相通。

进一步地，所述散热风扇由电力驱动。

进一步地，所述散热风扇由电池为散热风扇提供电能。

进一步地，所述PCB板的后端设置在出风口一侧，冷却逆变器的散热气流从该出风口排出壳体。

进一步地，所述PCB板与壳体内壁之间形成逆变器冷却风道，电器元件设置在PCB板与壳体内壁之间。

进一步地，在所述壳体上设置有进风口，所述PCB板的前端设置在进风口一侧。

进一步地，所述的便携电站的冷却结构还包括逆变器罩壳，所述逆变器容纳于逆变器罩壳内，逆变器罩壳容纳于壳体内，在所述逆变器罩壳一端设置有逆变器出风口，PCB板的后端与逆变器出风口设置在同侧，所述壳体上的出风口与逆变器出风口对接连通，确保冷却逆变器的高温气流在排出过程中不会泄漏进入壳体其他区域，使得冷却逆变器的散热气流全部从出风口排出壳体。

进一步地，所述电池、控制器和逆变器都内置封闭于壳体内，壳体上设置有两个相互隔离的出风口，其中一个出风口用于逆变器的散热出风，另一个出风口用于电池和/或控制器的散热出风。

进一步地，在用于电池和/或控制器散热的出风口上设置有散热风扇，所述散热风扇用于驱动散热气流从出风口排出壳体。

进一步地，所述电池与市电线路或太阳能光伏板连接，所述市电线路或太阳能光伏板连接给电池充电，控制器控制电池的充电或放电，逆变器将电池的直流电转换为工频交流电，交流电通过壳体上的电器面板输出。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

为便携式电站设计了多风道散热结构，并对逆变器和整机内部冷却结构进行优化设计，通过设置封闭的冷却风道改进散热效果，大大提高了移动式储能电站的散热性能，具有整机散热效果好、结构紧凑和成本低的优点，具有明显的技术优势。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为便携电站的冷却结构的立体图；

图2为便携电站的冷却结构拆掉通风口防护罩后的立体图；

图3为便携电站的冷却结构第二冷却壳体打开后的立体图；

图4为便携电站的冷却结构拆掉第二冷却壳体后的立体图；

图5为便携电站的冷却结构通风口的局部剖视图；

图6为便携电站的冷却结构出风口的局部剖视图；

图7为便携电站的冷却结构不带逆变器罩壳的内部散热结构图；

图8为便携电站的冷却结构带逆变器罩壳的内部散热结构图；

图9为逆变器组件的立体图；

图10为逆变器的立体图；

图11为逆变器组件的爆炸图。

图中：1、壳体；101、第一冷却壳体；102、第二冷却壳体；2、风道；201、逆变器冷却风道；202、封闭通道；3、通风口；301、出风口；302、进风口；4、支撑结构；5、电器面板；6、把手；7、控制器；8、电池；9、逆变器组件；901、逆变器；9011、PCB板；90111、前端；90112、后端；9012、电器元件；902、逆变器罩壳；9021、逆变器出风口；9022、逆变器进风口；10、散热风扇。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

便携电站的冷却结构主要包括壳体1、电池8和控制器7等，电站可提供各种直流或交流输出，通过控制器7实现各种输入、输出控制和保护功能。此外还可以通过控制器7给电池8充电，控制电池8的充电或放电，可以从市电、太阳能、风力发电机或汽油发电机等给电池8充电。本专利的便携式电站有交流电输出功能，逆变器901通过逆变技术将电池8的直流电转换成工频交流电，交流电通过壳体1上的电器面板5输出。

如图1、图2和图3所示，便携电站的冷却结构为封闭式结构，电池8、控制器7、逆变器901、继电器和线束等都内置、封闭于壳体1内，本实施例的壳体1为塑料件，优选通过注塑工艺成型。壳体1的轮廓为长度L、宽度W和高度H的近似长方体形状，其长度L>宽度W，且长度L>高度H，长度L和宽度W构成壳体1的底面和顶面，平放时底面为支撑面与地面接触，为提高放置的稳定性，本专利优选宽度W>高度H。如图6所示，壳体1的底面设置有支撑结构4，便携式电站平放时，底面上的支撑结构4与地面接触以支撑电站重量。

如图1和图6所示，本实施例壳体1由第一冷却壳体101和第二冷却壳体102封闭组成，第一冷却壳体101的高度H1大于第二冷却壳体102的高度H2，如果不考虑第一冷却壳体101与第二冷却壳体102配合面上的内嵌结构，第一冷却壳体101的高度H1与第二冷却壳体102的高度H2之和等于壳体1的总高度H。第一冷却壳体101的底面设置有支撑结构4，便携式电站平放时，底面上的支撑结构4与地面接触支撑电站重量。

如图2和图3所示，本专利第一冷却壳体101的侧面设置有把手6，可以在壳体1不同位置设置多个把手6，把手6用于提起和搬运便携式电站。当然根据需要也可以在壳体1底部设置滚轮和拉杆，需要时可以抽出拉杆，在地面上利用滚轮拖动电站，进一步提高便携性。如图4、图5和图7所示，由于电站壳体1内部的电池8、逆变器901和控制器7等在工作时会发热，本专利壳体1上还设置有用于冷却散热的通风口3，为了提高散热效果，本专利的通风口3设置在第一冷却壳体101上，通风口3包括2个相互隔离的散热出风口301和1个进风口302，当然根据需要也可以设置多个进风口302或2个以上的出风口301。为了提高通风口3的防护性能，可以根据需要在出风口301和进风口302处增加防护罩，防止雨水和异物从通风口3进入壳体1。本专利的壳体1内设置有多个冷却散热风扇10，根据需要可以在出风口301或进风口302处设置散热风扇10，也可以在逆变器901进风口或出风口设置散热风扇10，在散热风扇10的驱动下外界空气从进风口302进入壳体1冷却电池8、逆变器901和控制器7等，之后从出风口301排出壳体1。如图5和图7所示，本专利的特别之处在于，为了提高散热效果，本专利在壳体1上至少设置有2个散热出风口301，一个用于冷却逆变器901的散热出风，另一个用于冷却壳体1其他区域的散热出风，例如，用于电池8、控制器7和继电器等发热部件的散热出风。

如图7和图10所示，本专利的逆变器901容纳于壳体1内，逆变器901轮廓形成长度L0、宽度W0和高度H0的长方体外形，其长度L0>宽度W0，且长度L0>高度H0。本专利的特别之处在于，为了优化结构设计，提高逆变器冷却效果，本专利逆变器901长度L0沿着壳体1的长度L方向设置，即逆变器901长度L0与整机壳体1的长度方向L一致。

如图7和图10所示，本专利的逆变器901包括PCB板9011和电器元件9012，电器元件9012设置在PCB板9011上，这些电器元件9012包括电阻、电容、二极管、三极管、单片机、电感和继电器等。在PCB板9011的正面或者背面形成有逆变器冷却风道201，在PCB板9011的前端90111设置有散热风扇10，散热风扇10由电力驱动，由电池8为散热风扇10提供电能。在散热风扇10的驱动下冷却气流从冷却气流从PCB板9011的前端90111进入，沿着PCB板9011流动为电器元件9012散热，本专利的逆变器冷却风道201沿着长度L0方向形成于PCB板9011的正面或者背面，冷却气流沿着逆变器901的长度L0方向流动为其散热，冷却后散热气流从PCB板9011的后端90112流出逆变器冷却风道201。本专利的特别之处在于，PCB板9011的后端90112设置在壳体1的出风口301一侧，冷却逆变器901的散热气流从PCB板9011的后端90112流出之后通过该出风口301排出壳体1。如图7所示，在壳体1上设置有进风口302，为了提高散热效果，进风口302设置在PCB板9011的前端90111同侧附近。

如图5和图7所示，由于便携式电站在AC输出加载工作时，逆变器901温度较高，散热气流在经过逆变器901之后会被逆变器901上的发热器件加热到很高的温度，本专利的特别之处在于，为了防止高温气流在排出壳体1的过程中泄漏进入壳体1其他区域，本专利的PCB板9011后端90112与其中一个出风口301对接连通，使得冷却逆变器901的散热气流全部从这个出风口301排出壳体1。本专利是通过封闭通道202实现上述对接连通的，在PCB板9011的后端90112与壳体1上的出风口301之间形成有封闭通道202，封闭通道202为两端开口的逆变器散热气流排放通道，其一端开口与PCB板9011的后端90112相通，另一端开口与壳体1上的出风口301相通，即封闭通道202的起始端与逆变器冷却风道201对接连通，封闭通道202的结束端与壳体1上的出风口301对接连通，封闭通道202形成了逆变器冷却风道201的下一级气流通道，冷却逆变器901的整个风道2由逆变器冷却风道201和封闭通道202共同形成，封闭通道202确保两个出风口301在壳体1内部的气流通道相互隔离、互不相通，这样就能保证冷却逆变器901之后的高温气流在排出过程中不会泄漏进入壳体1其他区域。如图7所示，本实施例的逆变器901靠近壳体1的内壁设置，PCB板9011与壳体1内壁基本平行，上述逆变器冷却风道201就形成于PCB板9011与壳体1的内壁之间，电器元件9012设置在PCB板9011与壳体1内壁之间，即电器元件9012设置在逆变器冷却风道201中，以实现充分的冷却散热。

如图8、图9和图11所示，作为另外一种实施方案，也可以将逆变器901容纳于逆变器罩壳902内，二者形成一个逆变器组件9，逆变器组件9容纳于壳体1内。逆变器罩壳902是一个有两端开口的专用散热通道，在逆变器罩壳902的前端和后端分别设置有逆变器进风口9022和逆变器出风口9021。如图9和图11所示，在逆变器罩壳902的前端设置有逆变器进风口9022，在逆变器罩壳902的后端设置有逆变器出风口9021，根据需要可以在逆变器进风口9022或逆变器出风口9021处设置散热风扇10，确保逆变器901的冷却风量足够。如图8所示，为了提高散热效率，本专利的特别之处在于，所述逆变器出风口9021设置在壳体1的出风口301一侧，冷却逆变器901的散热气流从出风口301排出壳体1。如图8所示，在壳体1上设置有进风口302，为了提高散热效果，进风口302设置在逆变器进风口9022的同侧附近。

如图8所示，与无逆变器罩壳902的实施例结构类似，为了防止高温气流在排出壳体1的过程中泄漏进入壳体1其他区域，本实施例逆变器出风口9021与壳体1上的出风口301通过封闭通道202对接连通，封闭通道202一端开口与逆变器出风口9021相通，另一端开口与壳体1上的出风口301相通，封闭通道202确保冷却逆变器901的高温气流在排出过程中不会泄漏进入壳体1其他区域，使得冷却逆变器901的散热气流全部从出风口301排出壳体1。如图8和图9所示，由于本实施例的逆变器901设置在逆变器罩壳902内部，PCB板9011与逆变器罩壳902内壁基本平行，此实施例的逆变器冷却风道201就形成于PCB板9011与逆变器罩壳902内壁之间，通常是将PCB板9011靠近安装在逆变器罩壳902一侧的内壁上，在另一侧的内壁与PCB板9011之间就形成了逆变器冷却风道201。

如图3和图7所示，本专利壳体1上设置有各种用户界面零部件，用户界面零部件包括输出接口、输入接口、控制开关和显示屏等，即一些AC/DC输出插座/插头、充电输入插座/插头、各种开关、按钮、指示灯或显示屏等，为了便于调整和方便生产，本专利的这些用户界面零部件都集中设置在电器面板5上。

综上所述，本专利为便携式电站设计了多风道散热结构，并对逆变器和整机内部冷却结构进行优化设计，通过设置封闭的冷却风道改进散热效果，大大提高了移动式储能电站的散热性能，具有整机散热效果好、结构紧凑和成本低的优点，具有明显的技术优势。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种便携电站的冷却结构，包括壳体以及容纳于壳体内的电池、逆变器，其特征在于，所述逆变器包括PCB板和电器元件，PCB板的正面和/或背面设置有逆变器的冷却风道，PCB板设置有前端，前端设置有散热风扇，在散热风扇的驱动下冷却气流从前端进入冷却风道，沿着PCB板流动为电器元件散热，然后从PCB板的后端流出；

所述壳体上设置有多个通风口，其中包括两个用于散热的出风口，其中一个出风口用于逆变器的散热出风，另一个出风口用于壳体其他区域的散热出风，所述PCB板设置有后端，所述后端与其中一个出风口对接连通，使得冷却逆变器的散热气流全部从相应的出风口排出壳体，确保冷却逆变器的高温气流在排出过程中不会泄漏进入壳体的其他区域，在所述PCB板的后端与出风口之间形成有封闭通道，封闭通道为两端开口的逆变器散热气流排放通道，其一端开口与PCB板的后端相通，另一端开口与出风口相通，使在壳体内部的气流通道相互隔离、互不相通；

所述电池、控制器和逆变器都内置封闭于壳体内，壳体上设置有两个相互隔离的出风口，其中一个出风口用于逆变器的散热出风，另一个出风口用于电池和/或控制器的散热出风。

2.根据权利要求1所述的便携电站的冷却结构，其特征在于，所述散热风扇由电力驱动。

3.根据权利要求2所述的便携电站的冷却结构，其特征在于，所述散热风扇由电池为散热风扇提供电能。

4.根据权利要求1所述的便携电站的冷却结构，其特征在于，所述PCB板的后端设置在出风口一侧，冷却逆变器的散热气流从该出风口排出壳体。

5.根据权利要求1所述的便携电站的冷却结构，其特征在于，所述PCB板与壳体内壁之间形成逆变器冷却风道，电器元件设置在PCB板与壳体内壁之间。

6.根据权利要求1所述的便携电站的冷却结构，其特征在于，在所述壳体上设置有进风口，所述PCB板的前端设置在进风口一侧。

7.根据权利要求1所述的便携电站的冷却结构，其特征在于，所述的便携电站的冷却结构还包括逆变器罩壳，所述逆变器容纳于逆变器罩壳内，逆变器罩壳容纳于壳体内，在所述逆变器罩壳一端设置有逆变器出风口，PCB板的后端与逆变器出风口设置在同侧，所述壳体上的出风口与逆变器出风口对接连通，确保冷却逆变器的高温气流在排出过程中不会泄漏进入壳体其他区域，使得冷却逆变器的散热气流全部从出风口排出壳体。

8.根据权利要求1所述的便携电站的冷却结构，其特征在于，在用于电池和/或控制器散热的出风口上设置有散热风扇，所述散热风扇用于驱动散热气流从出风口排出壳体。

9.根据权利要求8所述的便携电站的冷却结构，其特征在于，所述电池与市电线路或太阳能光伏板连接，所述市电线路或太阳能光伏板连接给电池充电，控制器控制电池的充电或放电，逆变器将电池的直流电转换为工频交流电，交流电通过壳体上的电器面板输出。

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