CN210123904U - 一种具有冷却装置的车载无线充电模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有冷却装置的车载无线充电模块，所述车载无线充电模块包括自下而上设置的接收线圈组件和电路控制组件，接收线圈组件与电路控制组件之间设有冷却装置，所述冷却装置包括冷却基板和导热基板，冷却基板上设有冷却液通道，冷却液通道上方设有与冷却基板密封连接且与冷却液通道的形状相匹配的密封盖板，导热基板固定于冷却基板的上方且导热基板上开设有与密封盖板的形状相同的镂空部；所述接收线圈组件贴附在冷却基板的下表面，所述电路控制组件贴附在导热基板的上表面。该充电模块为集成一体化设计，可以实现双面散热，其冷却装置的结构简单，布局合理，流阻小，散热面积大且效率高，提高了无线充电时的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车的无线充电技术领域，具体涉及一种具有冷却装置的车载无线充电模块。
背景技术
随着电动汽车的发展趋势及其大功率无线充电技术日趋成熟，其在实际操作中具有其方便性、安全等级高、防护好等优点，模块化设计及安装也为将来电动汽车选用无线充电系统变得加简便。
在无线充电过程中，由于能量接收线圈具有一定的电阻，在作能量传输过程中，会在线圈本体上产生一定功率损耗，其表现为线圈的温度不断上升，其线圈托盘采用耐高温的塑胶材料，其导热能力有限，在大功率能量传输过程中无法及时将热量传导出去，如果能量接收组件中的热量不能很好地传导出去，必将带来的问题是线圈的发热量增大，进而降低系统的充电效率，甚至严重地化导致接收线圈烧坏的现象。为了更好地解决接收线圈的散热问题，需要增加冷却措施。
另一方面车载控制组件在进行AC/DC转换时，其功率器件也同样具有一定的电阻，同样会有功率损耗，其表现为也为发热现象。如散热问题没有得到解决，严重地会造成功率器件烧坏现象。
实用新型内容
本实用新型针对现有车载无线充电模块存在的自身散热问题，以及散热装置体积大，散热性能不佳的问题，提供了一种具有冷却装置的车载无线充电模块，该车载无线充电模块为集成一体化设计，更有利于作为汽车零部件的安装及功能要求，可以实现双面散热，其冷却装置的结构简单，布局合理，流阻小，散热面积大且效率高，同时结构紧凑，组装操作简单，成本低，最大化地对于车载无线充电模块进行散热，提高了无线充电时的安全性。
本实用新型克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种具有冷却装置的车载无线充电模块，所述车载无线充电模块包括自下而上设置的接收线圈组件和电路控制组件，接收线圈组件与电路控制组件之间设有冷却装置，所述冷却装置包括冷却基板和导热基板，冷却基板上设有冷却液通道，冷却液通道上方设有与冷却基板密封连接且与冷却液通道的形状相匹配的密封盖板，导热基板固定于冷却基板的上方且导热基板上开设有与密封盖板的形状相同的镂空部；所述接收线圈组件贴附在冷却基板的下表面，所述电路控制组件贴附在导热基板的上表面。
进一步地，所述冷却基板的一侧设有连通冷却液通道的进液口和出液口。
进一步地，所述冷却液通道为M形，该M形冷却液通道与接收线圈组件所在的区域以及电路控制组件上的功率器件所在的区域相对应，所述电路控制组件上的功率器件直接与密封盖板相接触。
进一步地，所述密封盖板的下表面固定设有若干个水平布置的条肋，所述冷却基板上对应冷却液通道的区域内固定设有若干个垂直布置的针肋。
进一步地，所述条肋的分布位置对应功率器件所在的区域；所述功率器件还包括大功率器件，所述针肋的分布位置对应大功率器件所在的区域。
进一步地，所述功率器件的下表面与冷却装置的上表面之间设有导热绝缘层，所述功率器件的上表面设有弹性压条。
进一步地，所述冷却基板、密封盖板和导热基板均采用高导热性能的铝合金或铜合金材料。
进一步地，所述接收线圈组件包括线圈壳体以及依次设于线圈壳体上方的接收线圈和磁组件，所述接收线圈与磁组件之间以及磁组件与冷却基板的下底面之间的空隙内设置有导热灌封材料。
进一步地，还包括容纳电路控制组件的壳体，所述接收线圈组件、冷却装置和壳体三者之间通过紧固件固定连接于一起。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型为集成一体化设计，更有利于作为汽车零部件的安装及功能要求，可以实现双面散热，其冷却装置的结构简单，布局合理，流阻小，散热面积大且效率高，同时结构紧凑，组装操作简单，成本低，最大化地对于车载无线充电模块进行散热，提高了无线充电时的安全性。
2、本实用新型的冷却液通道内设有针肋和条肋结构，更好地便于冷却装置上下两侧的发热元件的降温要求，避免出现热点现象。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述的具有冷却装置的车载无线充电模块的爆炸结构示意图。
图2为本实用新型实施例所述的冷却装置的爆炸结构示意图。
图3为本实用新型实施例所述的密封盖板的下表面的结构示意图。
图4为本实用新型实施例所述的针肋和条肋的分布示意图。
图5为本实用新型实施例所述的功率器件在冷却装置上的分布示意图。
图6为本实用新型实施例所述的接收线圈组件与冷却基板的位置关系示意图。
图7为本实用新型实施例所述的功率器件在冷却装置的上表面上的组成结构示意图。
图中，1、冷却装置，11、冷却基板，111、针肋，1111、针肋一，1112、针肋二，12、冷却液通道，13、密封盖板，131、条肋，1311、条肋一，1312、条肋二，1313、条肋三，1314、条肋四，1315、条肋五，1316、条肋六，14、导热基板，141、镂空部，15、进液口，16、出液口，2、接收线圈组件，21、线圈壳体，22、接收线圈，23、磁组件，24、导热灌封材料，3、电路控制组件，31、功率器件，311、大功率器件，32、导热绝缘层，33、弹性压条，34、螺栓，4、壳体，5、进液口接头，6、出液口接头。
具体实施方式
为了便于本领域人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实施例所述的一种具有冷却装置的车载无线充电模块，所述车载无线充电模块安装于电动汽车上，其包括自下而上设置的接收线圈组件2和电路控制组件3，所述接收线圈组件2用于接收设置于地面上的地面线圈的功率，所述电路控制组件3用于对接收线圈组件2进行控制，所述接收线圈组件2和电路控制组件3均为现有技术，不是本实用新型的创新点，故此不再赘述。
本实用新型最大的创新之处在于，所述接收线圈组件2与电路控制组件3之间设有冷却装置1，将冷却装置1设置在接收线圈组件2与电路控制组件3之间是为了同时给接收线圈组件2和电路控制组件3两个部件进行散热。具体地，如图2所示，所述冷却装置1包括冷却基板11和导热基板14，冷却基板11上设有冷却液通道12，进一步地，所述冷却液通道12是从冷却基板11的上表面下沉设计，冷却液通道12的形状根据电路控制组件3上的功率器件31的排布路径设计成环形，所述冷却液通道12上方设有与冷却基板11密封连接且与冷却液通道的形状相匹配的密封盖板13使得冷却液通道12在冷却基板11内为密封空间，所述导热基板14固定于冷却基板11的上方且导热基板14上开设有与密封盖板的形状相同的镂空部141以使得导热基板14与冷却基板11上除去冷却液通道12的区域相接触，其中，所述冷却基板11、冷却液通道12、密封盖板13和导热基板14采用摩擦焊接工艺设计为一体；进一步地，所述冷却基板11的一侧设有连通冷却液通道12的进液口15和出液口16，更进一步地，所述进液口15上固定有进液口接头5，出液口16固定有出液口接头6；所述接收线圈组件2贴附在冷却基板11的下表面，所述电路控制组件3贴附在导热基板14的上表面。
本实施例中，所述冷却基板11、密封盖板13和导热基板14均采用导热系数较高的材质加工制作而成，同时高导热性能的材质还需具非磁性的特性，不会产生涡流损耗，通常选用铝合金或铜合金材料，另外，这两种材料用于冷却基板11、密封盖板13和导热基板14，可以作为屏蔽件以减小或限制由接收线圈组件2和电路控制组件3产生的磁场之间的电磁干扰问题。冷却液可以选用诸如水、乙二醇与水的混合物等，通过泵循环使得冷却液通过进液口15进入到冷却液通道12中，冷却装置1的顶部和底部分别吸收来自电路控制组件3和接收线圈组件2产生的热量，并将热量传导至流动于冷却液通道12中的冷却液中使得冷却液被加热，然后被加热的冷却液通过出液口16流出冷却液通道12，从而将热能带出车载无线充电模块以通过热交换的模式消散到环境中，达到系统的散热性能需求。
作为一种优选实施方案，如图2-5所示，所述冷却液通道12为M形，该M形冷却液通道与接收线圈组件2所在的区域以及电路控制组件3上的功率器件31所在的区域相对应，所述电路控制组件3上的功率器件31直接与密封盖板13相接触，功率器件31产生的热量传导到密封盖板13上再传导到冷却液通道12中的冷却液中，从而快速带走功率器件31所产生的热量。
作为一种优选实施方案，为了进一步增强散热能力，所述密封盖板13的下表面固定设有若干个水平布置的条肋131，如图3所示，同时，所述冷却基板11上对应冷却液通道的区域内固定设有若干个垂直布置的针肋111，如图4所示。进一步地，所述条肋131的分布位置对应功率器件31所在的区域，所述功率器件31还包括大功率器件311，所述针肋111的分布位置对应大功率器件311所在的区域；本实施例中，所述条肋131分布在六处，如图4所示，分别为条肋一1311、条肋二1312、条肋三1313、条肋四1314、条肋五1315和条肋六1316，其中条肋一1311和条肋六1316对应两个大功率器件311所在的区域设置且均包括多根条肋，所述针肋111包括两处，如图2和4所示，分别为针肋一1111和针肋二1112，所述针肋一1111和针肋二1112对应两个大功率器件311所在的区域设置，并且，针肋一1111与条肋一1311共同处于其中一个大功率器件311所在的区域、针肋二1112与条肋六1316共同处于另一个大功率器件311所在的区域。通过增加上述条肋131和针肋111，优化了冷却液通道12的散热能力，其作用除了最大限度的增加散热面积外，还可以阻挠流速，让冷却液可以带走更多地热量，这也是本实用新型有别于现有技术的冷却装置结构形式，现有技术方案多采用铜管依路径埋入方案，其冷却液通道是光滑的，冷却液在内部的流速在同等流量下是均等的，同一时间能带走的热量有限，这样会存在功率器件31产生的热量无法完全散热出去造成局部形成热点的问题，或是现有技术方案采用机加工或压铸成型水道，其存在的问题是为了满足散热要求需要更大的冷却液通道截面空间，使得产品体积更大，无法满足产品小型化之要求，另外冷却液通道也是光道，同样存在对于功率器件31所产生的热量无法完全散热出去造成局部形成热点的问题。
作为一种优选实施方案，如图7所示所述功率器件31的下表面与冷却装置1的上表面之间设有导热绝缘层32，所述功率器件31的上表面设有弹性压条33；所述导热绝缘层32用于吸收来自功率器件31的热量并且将热量分散在导热绝缘层32上以传导到冷却装置1的上表面，热量通过冷却装置1上表面的密封盖板3和导热基板14传导到流动于冷却液通道12中的冷却液中；导热绝缘层32的目的是减小功率器件31与冷却装置1的上表面之间的接触热阻，同时，导热绝缘层32还提供功率器件31与冷却装置1之间的电气隔离绝缘作用，本实施例中，所述导热绝缘层32采用导热系数3.0W/mk以上的导热硅胶垫片；所述弹性压条33作用在功率器件31的表面并通过螺栓34将弹性压条33固定，以确保功率器件31、导热绝缘层32与冷却装置1的顶部紧密贴合。
本实施例中，如图6所示，所述接收线圈组件2包括线圈壳体21以及依次设于线圈壳体上方的接收线圈22和磁组件23，所述接收线圈22与磁组件23之间以及磁组件23与冷却基板11的下底面之间的空隙内设置有导热灌封材料24，所述导热灌封材料24不仅提供从接收线圈22和磁组件23到冷却装置的冷却基板11的热传递，还为接收线圈组件2内各部件提供电气隔离和机械支撑作用，可以吸收减震，所述导热灌封材料24采用环氧树脂或硅胶，其流动性好，无气泡，具有UL94-V0阻燃，导热系数达到1.2W/mK；导热灌封材料24在磁组件23与冷却装置的冷却基板11的下底面之间的空隙内填充，可以作为磁组件23与冷却基板11之间的热量的热导体，同时其作为粘合作用保证到磁组件23在适当的位置中不会随着车辆的震动而发生变化，从而保证线圈磁场的一致性。此外，导热灌封材料24还可以防止外部水分浸入到接收线圈组件2，起到密封作用。本实施例中，所述磁组件23靠近冷却装置的冷却基板11的下表面布置，且磁组件23与冷却基板11的下底面之间的空隙内设置有导热灌封材料24，所述接收线圈组件2中接收线圈22和磁组件23产生的热量均通过冷却基板11传导至流动于冷却液通道12中冷却液中。
进一步地，本实施例所述的具有冷却装置的车载无线充电模块还包括容纳电路控制组件3的壳体4，所述接收线圈组件2、冷却装置1和壳体4三者之间通过紧固件固定连接于一起。本实施例所述的冷却装置1集成于车载无线充电模块中，更有利于作为汽车零部件的安装及功能要求。
仅描述了本实用新型的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种具有冷却装置的车载无线充电模块，所述车载无线充电模块包括自下而上设置的接收线圈组件（2）和电路控制组件（3），其特征在于，接收线圈组件（2）与电路控制组件（3）之间设有冷却装置（1），所述冷却装置（1）包括冷却基板（11）和导热基板（14），冷却基板（11）上设有冷却液通道（12），冷却液通道（12）上方设有与冷却基板（11）密封连接且与冷却液通道的形状相匹配的密封盖板（13），导热基板（14）固定于冷却基板（11）的上方且导热基板（14）上开设有与密封盖板的形状相同的镂空部（141）；所述接收线圈组件（2）贴附在冷却基板（11）的下表面，所述电路控制组件（3）贴附在导热基板（14）的上表面。
2.根据权利要求1所述的具有冷却装置的车载无线充电模块，其特征在于，所述冷却基板（11）的一侧设有连通冷却液通道（12）的进液口（15）和出液口（16）。
3.根据权利要求1或2所述的具有冷却装置的车载无线充电模块，其特征在于，所述冷却液通道（12）为M形，该M形冷却液通道与接收线圈组件（2）所在的区域以及电路控制组件上的功率器件（31）所在的区域相对应，所述电路控制组件上的功率器件（31）直接与密封盖板（13）相接触。
4.根据权利要求3所述的具有冷却装置的车载无线充电模块，其特征在于，所述密封盖板（13）的下表面固定设有若干个水平布置的条肋（131），所述冷却基板（11）上对应冷却液通道的区域内固定设有若干个垂直布置的针肋（111）。
5.根据权利要求4所述的具有冷却装置的车载无线充电模块，其特征在于，所述条肋（131）的分布位置对应功率器件（31）所在的区域；所述功率器件（31）还包括大功率器件（311），所述针肋（111）的分布位置对应大功率器件（311）所在的区域。
6.根据权利要求3所述的具有冷却装置的车载无线充电模块，其特征在于，所述功率器件（31）的下表面与冷却装置（1）的上表面之间设有导热绝缘层（32），所述功率器件（31）的上表面设有弹性压条（33）。
7.根据权利要求1或2或4或5或6所述的具有冷却装置的车载无线充电模块，其特征在于，所述冷却基板（11）、密封盖板（13）和导热基板（14）均采用高导热性能的铝合金或铜合金材料。
8.根据权利要求7所述的具有冷却装置的车载无线充电模块，其特征在于，所述接收线圈组件（2）包括线圈壳体（21）以及依次设于线圈壳体上方的接收线圈（22）和磁组件（23），所述接收线圈（22）与磁组件（23）之间以及磁组件（23）与冷却基板（11）的下底面之间的空隙内设置有导热灌封材料（24）。
9.根据权利要求1所述的具有冷却装置的车载无线充电模块，其特征在于，还包括容纳电路控制组件（3）的壳体（4），所述接收线圈组件（2）、冷却装置（1）和壳体（4）三者之间通过紧固件固定连接于一起。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Floor 2, building 1, No. 211, Chuanda Road, Pudong New Area, Shanghai, 201200 Patentee after: Shanghai Wanji Electronic Technology Co.,Ltd. Address before: No. 188, Zhongyang Road, Diankou Town, Zhuji City, Shaoxing City, Zhejiang Province Patentee before: ZHEJIANG WANAN YICHUANG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 311305, Building 1, 101, 201, 301, Binhe Wealth Factory, No. 88 Binhe Road, Qingshanhu Street, Lin'an District, Hangzhou City, Zhejiang Province (self declared) Patentee after: Yichuang Zhilian (Zhejiang) Electronic Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: Floor 2, building 1, No. 211, Chuanda Road, Pudong New Area, Shanghai, 201200 Patentee before: Shanghai Wanji Electronic Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |
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| CP03 | Change of name, title or address |