CN221340229U - 一种车载充电机及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车载充电机及车辆，涉及新能源车辆技术领域。车载充电机包括散热装置、线路板和多个功率器件。散热装置的内部设置有冷却流道，冷却流道内填充有冷却液，线路板位于散热装置沿预设方向的一侧，多个功率器件沿散热装置的周向设置，每个功率器件均与线路板电连接，且每个功率器件均采用表面贴装技术与散热装置连接，以实现冷却液与多个功率器件进行热交换。本申请提供的车载充电机，使得功率器件的散热更加直接，缩短了散热路径，从而提升了功率器件的散热效率，同时，节省了压紧装置的使用，降低了车载充电机的成本，并使得车载充电机的结构更加紧凑。

Description

一种车载充电机及车辆

技术领域

本申请涉及新能源车辆技术领域，尤其涉及一种车载充电机及车辆。

背景技术

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本公开总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

车载充电机是指固定安装在电动汽车上的充电机，具有为电动汽车动力电池，安全、自动充满电的能力，充电机依据电池管理系统(BMS)提供的数据，能够动态调节充电电流或充电电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。

相关技术中，车载充电机中对于开关功率器件的散热通过以下结构实现：设置铝基板，在铝基板和开关功率器件之间设置热界面材料层，利用压紧装置抵压在开关功率器件背离铝基板的一侧，以保证开关功率器件的散热稳定。然而，该结构中，热界面材料层包含导热硅脂、导热凝胶、导热粘接剂等材料，虽然能够填充微观间隙，起到导热效果，但是其也会产生一定的热阻，增加了散热路径，不利于开关功率器件的散热，同时，设置压紧装置也增加了车载充电机的成本。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种车载充电机及车辆，旨在解决现有技术中功率器件的散热路径长，压紧装置的使用导致车载充电机的成本上升的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请的实施例提供了一种车载充电机，包括：

散热装置，所述散热装置的内部设置有冷却流道，所述冷却流道内填充有冷却液；

线路板，所述线路板位于所述散热装置沿预设方向的一侧；

待散热的多个功率器件，多个所述功率器件沿所述散热装置的周向设置，每个所述功率器件均与所述线路板电连接，且每个所述功率器件均采用表面贴装技术与所述散热装置连接，以实现所述冷却液与多个所述功率器件进行热交换。

在第一方面的其中一个实施例中，所述车载充电机还包括外壳、进液接头和出液接头，所述外壳具有容纳腔，所述散热装置可拆卸地设置于所述容纳腔内，所述外壳上设置有相间隔分布的进液口和出液口，所述进液口和所述出液口分别与所述冷却流道连通，所述进液接头设置于所述进液口处，所述出液接头设置于所述出液口处。

在第一方面的其中一个实施例中，所述冷却流道包括第一子流道、第二子流道和第三子流道，所述第二子流道连通于所述第一子流道和所述第三子流道之间，所述进液口与所述第一子流道连通，所述出液口与所述第三子流道连通，所述第一子流道和所述第三子流道的容积均大于所述第二子流道的容积，多个所述功率器件中的一部分所述功率器件位于所述第一子流道处，多个所述功率器件中的另一部分所述功率器件位于所述第三子流道处。

在第一方面的其中一个实施例中，所述车载充电机还包括第一螺旋紧固件和第二螺旋紧固件，所述第一螺旋紧固件的螺杆穿设于所述外壳，并与所述散热装置沿所述预设方向的另一侧螺纹连接，所述散热装置的周向设置有连接部，所述外壳的内壁上设置有连接柱，所述第二螺旋紧固件的螺杆穿设于所述连接部，并与所述连接柱螺纹连接。

在第一方面的其中一个实施例中，所述外壳的内壁上设置有进液结构和出液结构，所述进液结构的内部设置有进液引导流道，所述出液结构的内部设置有出液引导流道，所述进液引导流道连通于所述进液口和所述冷却流道之间，所述出液引导流道连通于所述出液口和所述冷却流道之间。

在第一方面的其中一个实施例中，所述车载充电机还包括第一密封圈，所述进液引导流道与所述冷却流道连通的一端为进液孔，所述冷却流道与所述进液引导流道连通的一端设置有环形凸台，所述环形凸台插接于所述进液孔处，沿所述环形凸台的周向设置有第一环形密封槽，所述第一密封圈的一部分收容于所述第一环形密封槽内，所述第一密封圈远离所述第一环形密封槽的部分抵接于所述进液孔的孔壁。

在第一方面的其中一个实施例中，所述车载充电机还包括第二密封圈，所述出液引导流道与所述冷却流道连通的一端为出液孔，所述冷却流道与所述出液引导流道连通的一端设置有密封面，所述出液结构上沿所述出液孔的周向设置有第二环形密封槽，所述第二密封圈的一部分收容于所述第二环形密封槽内，所述第二密封圈远离所述第二环形密封槽的部分抵接于所述密封面。

在第一方面的其中一个实施例中，所述散热装置包括主体和盖板，所述主体的内部设置有所述冷却流道，每个所述功率器件均与所述主体连接，所述主体上设置有与所述冷却流道连通的开口，所述盖板封堵于所述开口处。

在第一方面的其中一个实施例中，所述主体包括第一散热板、第二散热板、第三散热板和第四散热板，所述第二散热板和所述第四散热板相间隔设置，且所述第二散热板和所述第四散热板均连接于所述第一散热板和所述第三散热板之间以围合形成容纳槽，所述容纳槽用于放置待散热的发热器件，所述第一散热板、第二散热板和所述第三散热板限定出所述冷却流道。

第二方面，本申请的实施例还提供了一种车辆，包括上述实施例中任一项所述的车载充电机。

本申请的有益效果是：

本申请提供了一种车载充电机，包括散热装置、线路板和多个功率器件。通过使用具有冷却流道的散热装置来替代铝基板，在此基础上，采用表面贴装技术将功率器件与散热装置连接进行散热，并通过线路板进行走线，这样使得功率器件的散热更加直接，缩短了散热路径，从而提升了功率器件的散热效率，同时，节省了压紧装置的使用，降低了车载充电机的成本，并使得车载充电机的结构更加紧凑。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了相关技术中开关功率器件的散热结构示意图；

图2示出了本申请一些实施例中车载充电机的一视角结构示意图；

图3示出了本申请一些实施例中车载充电机的一视角分解结构示意图；

图4示出了本申请一些实施例中车载充电机隐藏线路板后的另一视角结构示意图；

图5示出了本申请一些实施例中功率器件的散热结构示意图；

图6示出了本申请一些实施例中散热装置的局部结构示意图；

图7示出了本申请一些实施例中外壳、进液接头和出液接头的局部装配结构示意图。

主要元件符号说明：

100-车载充电机；110-线路板；120-散热装置；121-主体；1211-第一散热板；1212-第二散热板；1213-第三散热板；12131-密封面；1214-第四散热板；122-盖板；123-连接部；124-环形凸台；130-功率器件；131-引脚；140-外壳；141-容纳腔；142-进液口；143-出液口；144-连接柱；145-进液结构；1451-进液引导流道；1452-进液孔；146-出液结构；1461-出液引导流道；1462-出液孔；150-冷却流道；151-第一子流道；152-第二子流道；153-第三子流道；161-容纳槽；171-进液接头；172-出液接头；173-第一螺旋紧固件；174-第二螺旋紧固件；175-第一密封圈；176-第二密封圈；180-发热器件；x-预设方向；210-铝基板；220-压紧装置；230-开关功率器件；240-热界面材料层。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图2所示，第一方面，本申请的实施例提供了一种车载充电机100，涉及新能源车辆技术领域，主要应用于车辆中，其能够依据电池管理系统(BMS)提供的数据，动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，以完成动力电池的充电过程。

为了方便描述，定义车载充电机100的高度方向为预设方向x。需要说明的是，以上定义仅是为了便于理解车载充电机100中各部分的相对位置关系，不应理解为对本申请的限制。

如图2、图3和图5所示，本实施例提供的车载充电机100包括散热装置120、线路板110和多个功率器件130。

其中，散热装置120的内部设置有冷却流道150，冷却流道150内填充有冷却液，线路板110位于散热装置120沿预设方向x的一侧，多个功率器件130沿散热装置120的周向设置，每个功率器件130均与线路板110电连接，且每个功率器件130均采用表面贴装技术与散热装置120连接，以实现冷却液与多个功率器件130进行热交换。

示例性地，功率器件130为开关功率器件230，当然，功率器件130也可以是其他元件，例如传感器、电阻等。线路板110可以是印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)或柔性电路板(Flexible Printed Circuit board，FPC)。冷却液可以是冷却水、冷却油等。功率器件130可以通过其自带的引脚131与线路板110连接，亦或是通过导线与线路板110连接，均可以实现功率器件130与线路板110的电连接。

需要提到的是，表面贴装技术(Surface Mount Technology，SMT)，又称为表面组装或表面安装技术，是一种将无引脚或短引线表面组装元器件(简称SMC/SMD，中文称片状元器件)安装在印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)的表面或其它基板的表面上，通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。

如图1所示，在相关技术中，车载充电机中对于开关功率器件230的散热通过以下结构实现：设置铝基板210，在铝基板210和开关功率器件230之间设置热界面材料层240(Thermal Interface materail，TIM)，利用压紧装置220抵压开关功率器件230背离铝基板210的一侧，以保证开关功率器件230的散热稳定。然而，该结构中，热界面材料层240包含导热硅脂、导热凝胶、导热粘接剂等材料，虽然能够填充微观间隙，起到导热效果，但是其热阻会占整体热阻的15％左右，增加了散热路径，不利于开关功率器件230的散热，同时，压紧装置220也增加了车载充电机的成本。

可以理解的是，本实施例提供的车载充电机100，通过使用具有冷却流道150的散热装置120来替代铝基板210，在此基础上，功率器件130采用表面贴装技术与散热装置120连接进行散热，并通过线路板110进行走线，这样使得功率器件130的散热更加直接，缩短了散热路径，从而提升了功率器件130的散热效率，同时，节省了压紧装置220的使用，降低了车载充电机100的成本，并使得车载充电机100的结构更加紧凑。

如图2和图3所示，在一个实施例中，车载充电机100还包括外壳140、进液接头171和出液接头172，外壳140具有容纳腔141，散热装置120可拆卸地设置于容纳腔141内，外壳140上设置有相间隔分布的进液口142和出液口143，进液口142和出液口143分别与冷却流道150连通，进液接头171设置于进液口142处，出液接头172设置于出液口143处。

本实施例中，进液接头171和出液接头172均用于与冷却液供应设备连接，在冷却液供应设备的作用下，冷却液能够依次经过进液接头171、进液口142、冷却流道150、出液口143和出液接头172后回流至冷却液供应设备中，从而实现对功率器件130进行循环散热，提升功率器件130的散热效率。同时，散热装置120以可拆卸方式设置于容纳腔141内，这样便于散热装置120的安装和拆卸，提升了安装效率，降低了维护和保养的难度。

如图4所示，在一个具体的实施例中，冷却流道150包括第一子流道151、第二子流道152和第三子流道153，第二子流道152连通于第一子流道151和第三子流道153之间，进液口142与第一子流道151连通，出液口143与第三子流道153连通，第一子流道151和第三子流道153的容积均大于第二子流道152的容积，多个功率器件130中的一部分功率器件130位于第一子流道151处，多个功率器件130中的另一部分功率器件130位于第三子流道153处。

本实施例中，在冷却液不断循环的情况下，将功率器件130布置在容积相对较大的第一子流道151和第二子流道152位置，能够加速功率器件130与冷却液的热交换，提升了功率器件130的散热效率。

当然，对于上述实施例，冷却流道150还可以是U形流道、蛇形流道、环形流道等，均能够实现对功率器件130进行循环散热，在此不对冷却流道150的结构做具体的限制。

如图3和图4所示，在一个具体的实施例中，车载充电机100还包括第一螺旋紧固件173(第一螺旋紧固件173的结构在附图中未示出)和第二螺旋紧固件174，第一螺旋紧固件173的螺杆穿设于外壳140，并与散热装置120沿预设方向x的另一侧螺纹连接，散热装置120的周向设置有连接部123，外壳140的内壁上设置有连接柱144，第二螺旋紧固件174的螺杆穿设于连接部123，并与连接柱144螺纹连接。

示例性地，螺旋紧固件可以是螺丝、螺钉、螺栓等具有螺杆的元件。

本实施例中，散热装置120沿预设方向x的另一侧，也就是散热装置120背离线路板110的一侧通过第一螺旋紧固件173与外壳140连接，同时，散热装置120周向上的连接部123通过第二螺旋紧固件174与外壳140的连接柱144连接，这样，借助螺丝刀即可对散热装置120进行安装和拆卸，提升了车载充电机100的安装效率和维保效率。

在另一个具体的实施例中，散热装置120也可以采用卡扣连接、过盈配合等方式与外壳140连接，同样方便散热装置120的安装和拆卸。

如图7所示，在一个具体的实施例中，外壳140的内壁上设置有进液结构145和出液结构146，进液结构145的内部设置有进液引导流道1451，出液结构146的内部设置有出液引导流道1461，进液引导流道1451连通于进液口142和冷却流道150之间，出液引导流道1461连通于出液口143和冷却流道150之间。

本实施例中，通过进液引导流道1451的设置，便于将冷却液从进液口142引入冷却流道150内，通过出液引导流道1461的设置，便于将冷却液从冷却流道150引入出液口143，使得冷却液在冷却液供应设备的作用下能够对功率器件130进行循环散热。

如图6和图7所示，进一步地，车载充电机100还包括第一密封圈175，进液引导流道1451与冷却流道150连通的一端为进液孔1452，冷却流道150与进液引导流道1451连通的一端设置有环形凸台124，环形凸台124插接于进液孔1452处，沿环形凸台124的周向设置有第一环形密封槽，第一密封圈175的一部分收容于第一环形密封槽内，第一密封圈175远离第一环形密封槽的部分抵接于进液孔1452的孔壁。

本实施例中，基于上述结构，能够实现在预设方向x上对进液引导流道1451和冷却流道150的连通处进行密封，从而降低冷却液从进液引导流道1451和冷却流道150的连通处泄露的风险，提升了车载充电机100的使用寿命和安全性。

继续参阅图6还让图7，更进一步地，车载充电机100还包括第二密封圈176，出液引导流道1461与冷却流道150连通的一端为出液孔1462，冷却流道150与出液引导流道1461连通的一端设置有密封面12131，出液结构146上沿出液孔1462的周向设置有第二环形密封槽，第二密封圈176的一部分收容于第二环形密封槽内，第二密封圈176远离第二环形密封槽的部分抵接于密封面12131。

本实施例中，第二密封圈176的一部分收容于第二环形密封槽内，第二密封圈176远离第二环形密封槽的部分抵接于密封面12131，这样，能够实现在垂直于预设方向x上对出液引导流道1461和冷却流道150的连通处进行密封，从而降低冷却液从出液引导流道1461和冷却流道150的连通处泄露的风险，进一步提升了车载充电机100的使用寿命和安全性。

如图3所示，在一个实施例中，散热装置120包括主体121和盖板122，主体121的内部设置有冷却流道150，每个功率器件130均与主体121连接，主体121上设置有与冷却流道150连通的开口，盖板122封堵于开口处。

本实施例中，将盖板122封堵于主体121的开口处，即盖板122与主体121为可拆卸连接，这样，在对散热装置120进行维护时，可以将盖板122打开，从而对冷却流道150进行清理和保养，降低了散热装置120的维护保养难度。

如图4所示，进一步地，主体121包括第一散热板1211、第二散热板1212、第三散热板1213和第四散热板1214，第二散热板1212和第四散热板1214相间隔设置，且第二散热板1212和第四散热板1214均连接于第一散热板1211和第三散热板1213之间以围合形成容纳槽161，容纳槽161用于放置待散热的发热器件180，第一散热板1211、第二散热板1212和第三散热板1213限定出冷却流道150。

需要说明的是，发热器件180包括但不限于变压器、电感、电容器等，这些元件能够产生大量的热量，因此具有较大的散热需求。

本实施例中，通过第一散热板1211、第二散热板1212、第三散热板1213和第四散热板1214围合形成容纳槽161，将发热器件180设置在容纳槽161内，能够实现冷却液与发热器件180的热交换，从而实现对发热器件180进行散热，进而延长车载充电机100的使用寿命。

第二方面，本申请的实施例提供了一种车辆，包括上述任一实施例中的车载充电机100。

可以理解的是，由于本实施例提供的车辆，具有上述任一实施例中的车载充电机100，因此具有车载充电机100的全部有益效果，在此就不一一列举说明。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车载充电机，其特征在于，包括：

散热装置，所述散热装置的内部设置有冷却流道，所述冷却流道内填充有冷却液；

线路板，所述线路板位于所述散热装置沿预设方向的一侧；

待散热的多个功率器件，多个所述功率器件沿所述散热装置的周向设置，每个所述功率器件均与所述线路板电连接，且每个所述功率器件均采用表面贴装技术与所述散热装置连接，以实现所述冷却液与多个所述功率器件进行热交换。

2.根据权利要求1所述的车载充电机，其特征在于，所述车载充电机还包括外壳、进液接头和出液接头，所述外壳具有容纳腔，所述散热装置可拆卸地设置于所述容纳腔内，所述外壳上设置有相间隔分布的进液口和出液口，所述进液口和所述出液口分别与所述冷却流道连通，所述进液接头设置于所述进液口处，所述出液接头设置于所述出液口处。

3.根据权利要求2所述的车载充电机，其特征在于，所述冷却流道包括第一子流道、第二子流道和第三子流道，所述第二子流道连通于所述第一子流道和所述第三子流道之间，所述进液口与所述第一子流道连通，所述出液口与所述第三子流道连通，所述第一子流道和所述第三子流道的容积均大于所述第二子流道的容积，多个所述功率器件中的一部分所述功率器件位于所述第一子流道处，多个所述功率器件中的另一部分所述功率器件位于所述第三子流道处。

4.根据权利要求2所述的车载充电机，其特征在于，所述车载充电机还包括第一螺旋紧固件和第二螺旋紧固件，所述第一螺旋紧固件的螺杆穿设于所述外壳，并与所述散热装置沿所述预设方向的另一侧螺纹连接，所述散热装置的周向设置有连接部，所述外壳的内壁上设置有连接柱，所述第二螺旋紧固件的螺杆穿设于所述连接部，并与所述连接柱螺纹连接。

5.根据权利要求2所述的车载充电机，其特征在于，所述外壳的内壁上设置有进液结构和出液结构，所述进液结构的内部设置有进液引导流道，所述出液结构的内部设置有出液引导流道，所述进液引导流道连通于所述进液口和所述冷却流道之间，所述出液引导流道连通于所述出液口和所述冷却流道之间。

6.根据权利要求5所述的车载充电机，其特征在于，所述车载充电机还包括第一密封圈，所述进液引导流道与所述冷却流道连通的一端为进液孔，所述冷却流道与所述进液引导流道连通的一端设置有环形凸台，所述环形凸台插接于所述进液孔处，沿所述环形凸台的周向设置有第一环形密封槽，所述第一密封圈的一部分收容于所述第一环形密封槽内，所述第一密封圈远离所述第一环形密封槽的部分抵接于所述进液孔的孔壁。

7.根据权利要求5所述的车载充电机，其特征在于，所述车载充电机还包括第二密封圈，所述出液引导流道与所述冷却流道连通的一端为出液孔，所述冷却流道与所述出液引导流道连通的一端设置有密封面，所述出液结构上沿所述出液孔的周向设置有第二环形密封槽，所述第二密封圈的一部分收容于所述第二环形密封槽内，所述第二密封圈远离所述第二环形密封槽的部分抵接于所述密封面。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的车载充电机，其特征在于，所述散热装置包括主体和盖板，所述主体的内部设置有所述冷却流道，每个所述功率器件均与所述主体连接，所述主体上设置有与所述冷却流道连通的开口，所述盖板封堵于所述开口处。

9.根据权利要求8所述的车载充电机，其特征在于，所述主体包括第一散热板、第二散热板、第三散热板和第四散热板，所述第二散热板和所述第四散热板相间隔设置，且所述第二散热板和所述第四散热板均连接于所述第一散热板和所述第三散热板之间以围合形成容纳槽，所述容纳槽用于放置待散热的发热器件，所述第一散热板、第二散热板和所述第三散热板限定出所述冷却流道。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的车载充电机。