CN219536709U - 电能转换器前箱体结构、电能转换器箱体以及电能转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电能转换技术领域，公开了一种电能转换器前箱体结构、电能转换器箱体以及电能转换器。电能转换器前箱体结构包括前箱体、换热机构以及第一风扇，前箱体包括本体和换热单元，本体用于容纳功率器件，换热单元连接于本体的外壁，本体和换热单元之间开设至少两个通风口以使换热单元内部与本体连通；换热机构密封安装于换热单元上；第一风扇安装于前箱体内部并用于在本体和换热单元之间形成循环风道。能将前箱体内的高温空气形成循环风道后进行流动散热，提高前箱体的散热效率，延长前箱体内的器件寿命。电能转换器箱体能对前箱体内的气流进行均匀冷却，降低电能转换器箱体的温度。电能转换器能提高换热效率，延长电能转换器的寿命。

Description

电能转换器前箱体结构、电能转换器箱体以及电能转换器

技术领域

本实用新型涉及电能转换技术领域，尤其涉及一种电能转换器前箱体结构、电能转换器箱体以及电能转换器。

背景技术

电能转换器现有电能转换器前箱体主要采用壁面自然冷却方式，功率器件及大多数与控制、输入输出、储存等功能相关的磁性元器件均置于防护等级高的前箱体。随着系统的集成程度逐渐提高，越来越多的比如熔丝、接触器、隔离开关等器件会放置于前箱体，这会导致前箱体产热进一步增加，甚至成倍增加。但是基于前箱体对于防护等级的严格要求，无法对前箱体开口进行吹风散热，壁面的自然冷却方式，也只对紧贴前箱体的安装件的热量进行散开，散热的体量有限，对于散发至前箱体内部的热量，现有的即使依赖多个扰流风机增强箱体内的空气流动的前箱体壁面散热方式，也无法将前箱体的热量及时散去，导致前箱体的温度达到70℃以上甚至更高的温度，这必将对位于前箱体内部工作的器件寿命造成影响，也势必会影响电能转换器的寿命。

因此，亟需设计一种电能转换器前箱体结构、电能转换器箱体以及电能转换器，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种电能转换器箱体结构，能将前箱体内的高温空气形成循环风道后进行流动散热，提高前箱体的散热效率，降低前箱体的温度，延长前箱体内的器件寿命。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

电能转换器前箱体结构，包括：

前箱体，包括本体和换热单元，上述本体用于容纳功率器件，上述换热单元连接于上述本体的外壁，上述本体和上述换热单元之间开设至少两个通风口以使上述换热单元内部与上述本体连通；

换热机构，密封安装于上述换热单元；以及

第一风扇，安装于上述前箱体内部并用于在上述本体和换热单元之中形成循环风道。

可选地，上述换热机构包括相连的第一换热组件和第二换热组件，上述第一换热组件位于上述换热单元内部，上述第二换热组件位于上述前箱体外部。

可选地，上述第一换热组件包括沿第一方向间隔排布的多个第一翅片。

可选地，上述第一风扇安装于换热单元内，上述第一换热组件安装于上述第一风扇的下风口，上述第一风扇的吹风面垂直于第二方向,所述第二方向与所述第一方向垂直。

可选地，上述第一风扇靠近上述第一换热组件设置。

可选地，上述换热单元在第三方向的尺寸小于上述本体在上述第三方向的尺寸，上述第一风扇覆盖其中一个上述通风口并安装于上述本体内。

可选地，上述换热机构设置有至少两个，在沿第二方向两端的两个换热机构分别对应两个通风口设置，在沿上述第二方向两端的两个换热机构的第一换热组件包括沿上述第二方向间隔布置的多个第一翅片，上述第一翅片与对应的上述通风口平面垂直设置，沿上述第二方向两端的两个第一换热组件相对的两侧呈V型设置。

可选地，至少两个上述通风口沿第二方向间隔排布。

本实用新型的另一个目的在于提供一种电能转换器箱体，能够对前箱体内的气流进行冷却，提高换热效果，降低电能转换器箱体的温度。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

电能转换器箱体，包括：

上述的电能转换器前箱体结构；以及

后箱体，扣合于上述前箱体。

可选地，上述电能转换器箱体还包括第二风扇，上述第二风扇被配置为向上述后箱体内吹风，上述后箱体与外界连通，部分上述换热机构位于上述后箱体内部。

可选地，位于上述后箱体内部的上述部分上述换热机构为第二换热组件，上述第二换热组件包括多个沿第二方向间隔布置的第二翅片，上述第二风扇的吹风面与上述第二翅片所在的平面垂直。

可选地，上述第二风扇安装在上述后箱体中部，上述第二风扇的吹风面朝向上述前箱体设置。

可选地，上述电能转换器箱体还包括散热器，上述散热器安装于上述前箱体外壁并位于上述后箱体内部。

本实用新型的再一个目的在于提供一种电能转换器，能提高电能转换器箱体的换热效率，降低电能转换器内部温度，进而降低了功率器件的工作温度，延长功率器件的使用寿命，进而延长整个电能转换器的使用寿命。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

电能转换器，包括：

上述的电能转换器箱体；以及

若干功率器件，上述功率器件安装于上述本体或后箱体内。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供一种电能转换器前箱体结构，通过在本体上安装换热单元，在换热单元上安装换热机构，在不影响前箱体防护等级的前提下，启动第一风扇后，前箱体内部的空气被第一风扇驱动经过通风口在本体与换热单元中形成循环风道，使得本体中温度较高的空气有规律并集中地进入到温度较低的换热单元中并与换热机构进行充分的热交换，降低了本体内部空气的温度，进而延长本体内部功率器件的寿命；同时，减少前箱体内部风机的数量。

本实用新型还提供一种电能转换器箱体，通过采用上述电能转换器前箱体结构，对前箱体内部的气流进行冷却，降低前箱体的温度的同时，降低了整体电能转换器箱体的温度。

本实用新型还提供一种电能转换器，通过采用上述电能转换器箱体，提高电能转换器箱体的换热效率，降低电能转换器内部温度，进而降低了功率器件的工作温度，延长功率器件的使用寿命，进而延长电能转换器的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的电能转换器前箱体结构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的换热单元及其内部零件的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的电能转换器的结构示意图；

图4是本实用新型实施例二提供的电能转换器前箱体结构的结构示意图一；

图5是本实用新型实施例二提供的电能转换器前箱体结构的结构示意图二。

图中：

10、前箱体；11、本体；12、换热单元；13、通风口；

20、换热机构；21、第一换热组件；211、第一翅片；22、第二换热组件；221、第二翅片；23、基板；

30、第一风扇；

300、第二风扇；400、散热器；500、功率器件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

本实施例提供一种电能转换器前箱体结构，能将前箱体内的高温空气形成循环风道后进行流动散热，提高前箱体的散热效率，降低前箱体的温度，延长前箱体内的器件寿命。如图1和图2所示，电能转换器前箱体结构包括前箱体10、换热机构20和第一风扇30，前箱体10包括本体11和换热单元12，本体11用于容纳功率器件500，换热单元12连接于本体11的外壁，本体11和换热单元12之间开设至少两个通风口13以使换热单元12内部与本体11连通；换热机构20密封安装于换热单元12；第一风扇30安装于前箱体10内部并用于在本体11和换热单元12之间形成循环风道(图1中前箱体10内部的箭头指示为循环风道)。

通过上述设置，本实用新型提供一种电能转换器前箱体10结构，通过在本体11上安装换热单元12，在换热单元12上安装换热机构20，在不影响前箱体10防护等级的前提下，启动第一风扇30后，前箱体10内部的空气被第一风扇30驱动经过通风口13在本体11与换热单元12之中形成循环风道，使得本体11中温度较高的空气有规律并集中地进入到温度较低的换热单元12中并与换热机构20进行充分的热交换，降低了本体11内部空气的温度，进而延长前箱体10内部功率器件500的寿命；同时，减少前箱体10内部风机的数量。

优选地，如图2所示，至少两个通风口13沿第二方向(图中X方向)间隔布置，使得进入换热单元12中的气流沿X方向流动并在两个通风口13之间的区域进行足够长时间的换热，与第一换热组件21充分接触，保证换热效果。本实施例中，通风口13设置有两个，在其他实施例中，通风口13可以设置三个或者更多，在此不作限定。

优选地，换热机构20包括相连的第一换热组件21和第二换热组件22，第一换热组件21位于换热单元12内部，第二换热组件22位于前箱体10外部，通过上述设置，使得第一换热组件21将前箱体10中空气中的热量带走，第二换热组件22由于设置在前箱体10的外部，其温度低于第一换热组件21，第一换热组件21的热量传导到第二换热组件22后扩散到空气中去，为前箱体10中空气的热量提供了一种新的散热方式，进一步提高了换热机构20的换热效率，也即将内部换热方式替换为外部换热的方式，换热效果更好，进一步保证功率器件500在合适的温度下工作，更好地延长功率器件500的寿命。

优选地，如图1所示，第一换热组件21包括沿第一方向(图中Y方向，Y方向与X方向垂直)间隔排布的多个第一翅片211。通过上述设置，气流从其中一个通风口13进入，在换热单元12的长度方向也即X方向流动，气流经过多个第一翅片211时被打散，气流平行进入两个第一翅片211之间，最大限度地减少气流由于第一换热组件21的设置降低的流速，减少气流的波动，保证气流与第一翅片211的接触面积最大，进而确保换热的充分性。可以理解的是，两个通风口13设置在换热单元12沿X方向的两端，第一换热组件21设置在换热单元12沿X方向的中部也即两个通风口13之间进行换热，保证第一翅片211所在的平面与流经第一翅片211的气流呈大体平行的状态，换热效果较好。

优选地，如图1所示，第一风扇30安装于换热单元12内，第一换热组件21安装于第一风扇30的下风口，第一风扇30的吹风面垂直于X方向。通过上述设置，由于第一风扇30作为气流的驱动件，第一换热组件21位于第一风扇30下游的位置，第一风扇30安装于换热单元12内保证换热单元12内的气流速度大，换热效果更好。

进一步优选地，第一风扇30靠近第一换热组件21设置。也就是说，第一换热组件21位于第一风扇30的下风口最近处，此处气流最为集中且气流速度稳定迅速，保证流经第一换热组件21的气流的换热充分，进一步提升换热效果。本实施例中，如图1所示，第一风扇30设置在第一换热组件21的左侧，气流朝右侧(图1中换热单元12内的箭头指示)流动。在另一实施例中，第一风扇30设置在第一换热组件21的右侧，气流朝左侧(图1中换热单元12内的箭头的反方向)流动，在此不作限定。

优选地，换热单元12在Y方向的尺寸可以适当预留，以防止后期本体11内部功率器件500增加，预留尺寸的换热单元12仍能保证足够的换热空间和换热量。

如图3所示，本实施例还提供一种电能转换器箱体，包括后箱体(图3中为了更好地显示后箱体内部的结构，后箱体和换热单元12均未示出)和上述电能转换器前箱体结构，后箱体扣合于前箱体10。上述电能转换器箱体通过采用上述电能转换器前箱体结构，对前箱体10内部的气流进行冷却，降低前箱体10的温度的同时，降低了整体电能转换器箱体的温度。

优选地，如图3所示，电能转换器箱体还包括第二风扇300，第二风扇300被配置为向后箱体内吹风，后箱体与外界连通，部分换热机构20也即第二换热组件22位于后箱体内部。由于第二风扇300本身用于后箱体内功率器件500的散热，但是第二风扇300吹过后箱体内功率器件500后的气流温度也低于第二换热组件22的温度，上述设置巧妙地将第二风扇300的散热功能同样用于第二换热组件22的散热，对第二风扇300的“余热”进行了充分的利用，也即对第二风扇300的余热进行了二次利用，充分利用能源的同时，进一步提高前箱体10的散热效果。

优选地，第二风扇300设置有多个，多个第二风扇300沿X方向并排布置，提高后箱体内部的换气量，提高换热效率。在其他实施例中，多个第二风扇300的方向可以根据后箱体内散热器400的散热片方向进行适当调整，在此不作限定。

本实施例中，第二风扇300和第二换热组件22分别位于后箱体沿Y方向的两端位置，也就是说，风扇在途经多个功率器件500后气流稍有升高，再对第二换热组件22进行散热，此种方式，优先保证了后箱体内部原有器件的散热效果。在其他实施例中，第二风扇300可以与第二换热组件22紧邻设置，此种设置优先保证第二换热组件22的散热效果，在此均不作限定。

本实施例中，第二风扇300设置在后箱体内部，在其他实施例中，第二风扇300也可以设置在后箱体外部，第二风扇300下风口的后箱体处开口，二者均能实现向后箱体内部吹风即可，在此不作限定。

第二换热组件22包括多个沿Y方向间隔布置的第二翅片221，第二风扇300的吹风面与第二翅片221的所在的平面垂直，通过上述设置，增加气流与第二换热组件22的接触面积，提高第二换热组件22的散热效果。

可选地，如图3所示，第一换热组件21和第二换热组件22通过基板23连接形成换热机构20，换热单元12上开设台阶过孔，基板23限位在台阶上，且基板23和台阶之间设置有密封件，基板23与换热单元12通过螺钉紧固，上述设置实现了换热机构20在换热单元12上的安装。其中，基板23、第一换热组件21以及第二换热组件22可以为一体成型，也可以是两组带翅片的换热器件相背组装在一起形成，在此不作限定。

优选地，如图3所示，电能转换器箱体还包括散热器400，散热器400安装于前箱体10外壁并位于后箱体内部。通过上述设置，前箱体10同时采用壁面散热和气流换热两种散热方式；同时，第二风扇300同时加速了散热器400和第二换热组件22附近的空气流动，进一步加快散热速度，提高电能转换器的散热速度，延长电能转换器的寿命。需要说明的是，图3中，散热器400的翅片由于排列紧密造成图片中存在黑色区域，故仅以一个翅片作为实例示出。

本实施例还提供一种电能转换器，该电能转换器包括上述的电能转换器箱体以及若干功率器件500，功率器件500安装于本体11或后箱体内，上述电能转换器通过采用上述电能转换器箱体，提高电能转换器箱体的换热效率，降低电能转换器内部温度，进而降低了功率器件500的工作温度，延长功率器件500的使用寿命，进而延长整个电能转换器的使用寿命。

实施例二

如图2和图5所示，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例提供的电能转换器前箱体结构中，换热单元12的在第三方向(图2中Z方向，Z方向与X方向垂直，但不一定与Y方向垂直，本实施例中，Z方向分别垂直于X方向和Y方向)的尺寸小于本体11在Z方向的尺寸，通过上述设置，适当减小换热单元12在Z方向的尺寸，使得换热单元12的体积适当减小，气体在换热单元12内被压缩，流速快，换热效果好，但是第一风扇30的安装空间受限，如本体11内的功率器件500较多，无法安装较大的第一风扇30适配足够的换热量。

为了解决上述问题，如图4所示，第一风扇30覆盖其中一个通风口13并安装于本体11内。通过上述设置，既使得第一风扇30的吹风从通风口13进入换热单元12，减少扩散，第一风扇30又能基于本体11的尺寸更换较大尺寸，第一风扇30可以灵活的选择型号以适配换热风盖内的换热量与风阻。

优选地，本实施例中，如图5所示，换热机构20设置有至少两个，在沿X方向两端的两个换热机构20分别对应两个通风口13设置，在沿X方向两端的两个换热机构20的第一换热组件21包括沿X方向间隔布置的多个第一翅片211，第一翅片211与对应的通风口13平面垂直设置，在沿X方向两端的两个第一换热组件21相对的两侧呈V型设置。通过上述设置，在第一风扇30设置在通风口13且设置在本体11内的基础上，在通风口13附近的气流是沿Y方向进入的，第一翅片211与通风口13处的气流平行，加强通风口13处的散热效果，且V型形状的设置，使得即将流到换热单元12中间的气流顺利拐角，减少第一翅片211对于气流的阻力。

需要说明的是，本实施例中的换热机构20的形式还可以与实施例一中的换热机构20结合使用，在此不再进行赘述。

本实施例的电能转换器前箱体结构亦能适用于实施例一中的电能转换器箱体和电能转换器，其效果不再进行赘述。

实施例三

本实施例与实施例一以及实施例二的区别在于，本实施例的电能转换器箱体中，第二风扇300安装在后箱体中部，第二风扇300的吹风面朝向前箱体10设置(未进行图示)。可以理解的是，第二风扇300采用背进风的方式向后箱体内吹风，减少了由于功率器件500设置距离第二风扇300的远近造成的散热不均的现象发生，减少了热累积，提高后箱体内部的散热均匀性。

本实施例的电能转换器箱体同样适用于实施例一种的电能转换器，其效果不再进行赘述。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (14)

1.电能转换器前箱体结构，其特征在于，包括：

前箱体(10)，包括本体(11)和换热单元(12)，所述本体(11)用于容纳功率器件(500)，所述换热单元(12)连接于所述本体(11)的外壁，所述本体(11)和所述换热单元(12)之间开设至少两个通风口(13)以使所述换热单元(12)内部与所述本体(11)连通；

换热机构(20)，密封安装于所述换热单元(12)；以及

第一风扇(30)，安装于所述前箱体(10)内部并用于在所述本体(11)和换热单元(12)之中形成循环风道。

2.根据权利要求1所述的电能转换器前箱体结构，其特征在于，所述换热机构(20)包括相连的第一换热组件(21)和第二换热组件(22)，所述第一换热组件(21)位于所述换热单元(12)内部，所述第二换热组件(22)位于所述前箱体(10)外部。

3.根据权利要求2所述的电能转换器前箱体结构，其特征在于，所述第一换热组件(21)包括沿第一方向间隔排布的多个第一翅片(211)。

4.根据权利要求3所述的电能转换器前箱体结构，其特征在于，所述第一风扇(30)安装于换热单元(12)内，所述第一换热组件(21)安装于所述第一风扇(30)的下风口，所述第一风扇(30)的吹风面垂直于第二方向,所述第二方向与所述第一方向垂直。

5.根据权利要求4所述的电能转换器前箱体结构，其特征在于，所述第一风扇(30)靠近所述第一换热组件(21)设置。

6.根据权利要求1所述的电能转换器前箱体结构，其特征在于，所述换热单元(12)在第三方向的尺寸小于所述本体(11)在所述第三方向的尺寸，所述第一风扇(30)覆盖其中一个所述通风口(13)并安装于所述本体(11)内。

7.根据权利要求6所述的电能转换器前箱体结构，其特征在于，所述换热机构(20)设置有至少两个，在沿第二方向两端的两个换热机构(20)分别对应两个通风口(13)设置，在沿所述第二方向两端的两个换热机构(20)的第一换热组件(21)包括沿所述第二方向间隔布置的多个第一翅片(211)，所述第一翅片(211)与对应的所述通风口(13)平面垂直设置，沿所述第二方向两端的两个第一换热组件(21)相对的两侧呈V型设置。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电能转换器前箱体结构，其特征在于，至少两个所述通风口(13)沿第二方向间隔排布。

9.电能转换器箱体，其特征在于，包括：

如权利要求1-8任一项所述的电能转换器前箱体结构；以及

后箱体，扣合于所述前箱体(10)。

10.根据权利要求9所述的电能转换器箱体，其特征在于，所述电能转换器箱体还包括第二风扇(300)，所述第二风扇(300)被配置为向所述后箱体内吹风，所述后箱体与外界连通，部分所述换热机构(20)位于所述后箱体内部。

11.根据权利要求10所述的电能转换器箱体，其特征在于，位于所述后箱体内部的所述部分所述换热机构(20)为第二换热组件(22)，所述第二换热组件(22)包括多个沿第二方向间隔布置的第二翅片(221)，所述第二风扇(300)的吹风面与所述第二翅片(221)所在的平面垂直。

12.根据权利要求10所述的电能转换器箱体，其特征在于，所述第二风扇(300)安装在所述后箱体中部，所述第二风扇(300)的吹风面朝向所述前箱体(10)设置。

13.根据权利要求10所述的电能转换器箱体，其特征在于，所述电能转换器箱体还包括散热器(400)，所述散热器(400)安装于所述前箱体(10)外壁并位于所述后箱体内部。

14.电能转换器，其特征在于，包括：

如权利要求9-13任一项所述的电能转换器箱体；以及

若干功率器件(500)，所述功率器件(500)安装于所述本体(11)或后箱体内。