DE202019100027U1

DE202019100027U1 - Ladegerät an Bord mit einer Wärmeableitungsstruktur

Info

Publication number: DE202019100027U1
Application number: DE202019100027.9U
Authority: DE
Original assignee: Shenzhen Vmax Power Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Vmax New Energy Co Ltd Shenzhen Cn
Priority date: 2018-01-04
Filing date: 2019-01-04
Publication date: 2019-01-16
Anticipated expiration: 2029-01-05
Also published as: CN108076617A; WO2019134300A1; FR3076776A3; JP3221963U; US20190208666A1; CN108076617B; FR3076776B3; US10568235B2

Abstract

Ladegerät an Bord mit einer Wärmeableitungsstruktur, das ein Gehäuse, ein in dem Gehäuse angeordnetes Wärmeerzeugungselement, eine Leiterplatte und eine Wärmeableitungsstruktur umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeableitungsstruktur ein Kühlmittelströmungskanal ist, der in Bezug auf das Wärmeerzeugungselement längs angeordnet ist und in vollem Kontakt mit dem jeweiligen Wärmeerzeugungselement steht, wobei eine Wärme für das Wärmeerzeugungselement mittels der jeweiligen Fläche des Kühlmittelströmungskanals abgeleitet wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft das Gebiet der reinen Elektrofahrzeug- und Hybridfahrzeug-Ladetechnologie, insbesondere ein Ladegerät an Bord mit einer Wärmeableitungsstruktur.
STAND DER TECHNIK
Mit den Anforderungen an die Energieeinsparung, Emissionsminderung und die Vermeidung von Luftverschmutzung gewinnen neue Energiefahrzeuge allmähnlich die Gunst der Benutzer, und Elektrofahrzeuge sind die Hauptkraft neuer Energiefahrzeuge. Elektrofahrzeuge werden in reine Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge unterteilt, von denen das Ladegerät an Bord (OBC) ein wichtiger Bestandteil von Elektrofahrzeugen ist. Das Ladegerät an Bord umfasst Wärmeerzeugungselemente wie Induktoren, Gleichrichter, Transformatoren und Feldeffekttransistoren. Wenn die Wärme während des Betriebs nicht rechtzeitig abgeführt wird, wird die Verwendung und die Lebensdauer des Ladegeräts beeinträchtigt. Bei dem vorhandenen Ladegerät ist das Wärmeableitungselement am Boden des Gehäuses angeordnet, und das Kühlmittel strömt horizontal und ist weg vom Wärmeerzeugungselement, damit die Wärmeableitfähigkeit unzureichend ist.
INHALT DES VORLIEGENDEN GEBRAUCHSMUSTERS
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ladegerät an Bord mit einer Wärmeableitungsstruktur angesichts der oben genannten Nachteile des Standes der Technik bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Ladegerät an Bord mit einer Wärmeableitungsstruktur dar, das ein Gehäuse, ein in dem Gehäuse angeordnetes Wärmeerzeugungselement, eine Leiterplatte und eine Wärmeableitungsstruktur umfasst, wobei die Wärmeableitungsstruktur ein Kühlmittelströmungskanal ist, der in Bezug auf das Wärmeerzeugungselement längs angeordnet ist und in vollem Kontakt mit dem jeweiligen Wärmeerzeugungselement steht, wobei die Wärme für das Wärmeerzeugungselement mittels der jeweiligen Fläche des Kühlmittelströmungskanals abgeleitet wird.
Das Wärmeerzeugungselement umfasst einen Gleichrichter, einen Transformator, einen Induktor, ein Chip-Schaltrohr, ein Steckerschaltrohr und andere Magnetelemente.
Das Steckerschaltrohr ist an einer Seitenwand des Kühlmittelströmungskanals angeordnet, und zwischen dem Kühlmittelströmungskanal und dem Steckerschaltrohr ist ein Wärmeleitungsstück angeordnet.
Die Leiterplatte ist mit mehreren durchgehenden Durchgangslöchern versehen, und das Chip-Schaltrohr ist auf der Leiterplatte befestigt und entsprechend dem Durchgangsloch angeordnet. Zwischen der Leiterplatte und dem Kühlmittelströmungskanal ist ein Isolierungsfilm angeordnet und der Isolierungsfilm ist mit einem Wärmeleitkleber versehen. Wenn die Leiterplatte fest auf den Kühlmittelströmungskanal gedrückt wird, kontaktiert der Wärmeleitkleber durch das Durchgangsloch auf der Leiterplatte das Chip-Schaltrohr, und das Chip-Schaltrohr tauscht Wärme mit dem Kühlmittelströmungskanal durch Wärmeleitkleber aus.
Vorzugsweise umfasst das Gehäuse einen Gehäusekörper und eine in dem Gehäusekörper angeordnete Montagekammer, wobei das Wärmeerzeugungselement in der Montagekammer angeordnet ist und der Kühlmittelströmungskanal um die Seitenwand der Montagekammer angeordnet ist. Das Wärmeerzeugungselement und die Montagekammer sind von einem wärmeleitenden Vergusskleber verkapselt.
Vorzugsweise umfasst der Kühlmittelströmungskanal einen elliptischen Strömungskanalkörper, einen mit dem Strömungskanalkörper und einer Gehäusekammer zusammenwirkenden Strömungskanaloberdeckel sowie eine mit dem Strömungskanalkörper verbundene Flüssigkeitseinlassöffnung und Flüssigkeitsauslassöffnung, die an der Seitenwand des Gehäuses angeordnet sind.
Vorzugsweise ist der Strömungskanalkörper innerhalb der Seitenwand der Montagekammer angeordnet.
Vorzugsweise ist das Steckerschaltrohr an einer Außenseitenwand der Montagekammer des Wärmeerzeugungselements angeordnet.
Das Chip-Schaltrohr tauscht Wärme mit einer Oberstirnfläche der Seitenwand der Montagekammer durch Wärmeleitkleber aus.
Verglichen mit dem Stand der Technik weist das durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Ladegerät an Bord die Vorteile eines geringen Volumens, einer hervorragenden Wärmeableitungswirkung, einer einfachen Montage, geringen Kosten und eines geringen Gewichts auf.
Figurenliste
Darin zeigen,

1 eine schematische Strukturdarstellung des Ladegeräts an Bord der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Teildarstellung des Vertikalschnitts von 1;
3 eine vergrößerte Teildarstellung von 2;
4 eine schematische Strukturdarstellung des Bodens von 1.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Zeichnungen und Ausführungsbeispielen weiter beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Ladegerät an Bord ein Gehäuse 10, in dem Gehäuse angeordnete Wärmeerzeugungselemente, eine Leiterplatte 30 und eine Wärmeableitungsstruktur. Die Wärmeerzeugungselemente umfasst einen Gleichrichter, einen Transformator, einen Induktor, ein Chip-Schaltrohr, ein Steckerschaltrohr und andere Magnetelemente, wie ein Magnetelement 11, ein Steckerschaltrohr 12 und ein Chip-Schaltrohr 17, die in 1-3 gezeigt.
Die Wärmeableitungsstruktur ist ein elliptischer Kühlmittelströmungskanal 20, der in Bezug auf das Magnetelement längs angeordnet ist und in vollem Kontakt mit dem jeweiligen Wärmeerzeugungselement steht, wobei die Wärme des Wärmeerzeugungselements mittels der jeweiligen Fläche des Kühlmittelströmungskanals abgeleitet wird.
Das Steckerschaltrohr 12 ist an der Seitenwand des Kühlmittelströmungskanals 20 angeordnet und tauscht Wärme mit dem Kühlmittelströmungskanal 20 durch Wärmeleitungsstück 13 aus.
Insbesondere ist das Gehäuse 10 ein Würfel, dessen Oberstirnfläche offen ist, der Kühlmittelströmungskanal 20 ist an einer Zwischenposition im Gehäuse 10 angeordnet, und der Kühlmittelströmungskanal 20 ist in Bezug auf das Magnetelement längs angeordnet. Mit dieser Konstruktion wird der Wärmeableitungseffekt im Vergleich zu der Wärmeableitungsstruktur im Stand der Technik stark verbessert. Im Stand der Technik ist der Kühlmittelströmungskanal eben angeordnet, die Magnetelemente befinden sich alle oberhalb des Kühlmittelströmungskanals, und nur die Unterseite des Magnetelements kann Wärme mit dem Kühlmittelströmungskanal austauschen, daraus ist der Effekt schlechter. Und das andere Steckerschaltrohr und Chip-Schaltrohr sind weg von dem Kühlmittelströmungskanal und gibt es keinen direkten Kontakt und der Wärmeableitungseffekt ist ziemlich schlecht.
In der vorliegenden Erfindung ist der Kühlmittelströmungskanal 20 längs angeordnet, so dass die Seitenwand des Magnetelements 11 in Kontakt mit dem Kühlmittelströmungskanal 20 steht. Und zugleich ist die Bodenfläche des Gehäuses auch mit einem Schlitz versehen, der Kühlmittelströmungskanal und der Schlitz sind miteinander verbunden, so dass der Kühlmittelströmungskanal 20 während des Betriebs direkt Wärme mit der Bodenfläche des Magnetelements 11 und der Seitenfläche austauschen kann, um die Wärmeableitung zu beschleunigen.
Es sei darauf hingewiesen, dass zur Beschleunigung der Wärmeableitung in dem Schlitz zwischen dem Magnetelement 11 und dem Kühlmittelströmungskanal 20 ein wärmeleitender Verpackungskleber hinzugefügt ist, der den Wärmeaustausch zwischen den beiden stark beschleunigt.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Steckerschaltrohr 12 an der Seitenwand des Kühlmittelströmungskanals 20 angeordnet, und zugleich erfolgt eine Wärmeleitung zwischen den beiden durch Wärmeleitungsstück 13. Diese Konstruktion beschleunigt die Wärmeableitung des Steckerschaltrohrs 12 stark.
Wie in 2 und 3 gezeigt, ist die Leiterplatte 30 mit mehreren durchgehenden Durchgangslöchern versehen, und das Chip-Schaltrohr 17 ist auf der Leiterplatte 30 befestigt und entsprechend dem Durchgangsloch angeordnet. In dem Durchgangsloch ist ein Wärmeleitkleber 31 vorgesehen und das Chip-Schaltrohr tauscht Wärme mit dem Kühlmittelströmungskanal 20 durch Wärmeleitkleber 31 aus.
Das Chip-Schaltrohr 17 ist mittels Reflow-Lötverfahrens an die Leiterplatte 30 gelötet, und in dem Durchgangsloch der Leiterplatte 30 ist ein Wärmeleitkleber 31 vorgesehen, der eine direkte Verbindung des Chip-Schaltrohrs 17 mit dem Kühlmittelströmungskanal realisiert. Wenn das Chip-Schaltrohr 17 heißgelaufen ist, wird die Wärme durch Wärmeleitkleber 31 auf den Kühlmittelströmungskanal 20 übertragen, und die Wärme wird durch das Kühlmittel in dem Kühlmittelströmungskanal 20 schnell abgeführt.
Um zu verhindern, dass das Chip-Schaltrohr 17 während des gesamten Prozesses einen Kurzschluss verursacht, ist ein Isolierungsfilm 32 zwischen dem Wärmeleitkleber 31 und dem Kühlmittelströmungskanal 20 konstruiert.
Wie in 1 und 4 gezeigt, umfasst das Gehäuse 10 einen Gehäusekörper 14 und eine zwischen den Kühlmittelströmungskanälen 20 angeordnete Montagekammer 15 des Magnetelements. Wenn das Magnetelement 11 in die Montagekammer 15 des Magnetelements angeordnet ist, erfolgt eine Verkapselung durch einen wärmeleitenden Vergusskleber 16.
Der Kühlmittelströmungskanal 20 umfasst einen elliptischen Strömungskanalkörper 21, einen mit dem Strömungskanalkörper 21 und einer Gehäusekammer (Gehäuse 10) zusammenwirkenden Strömungskanaloberdeckel 22 sowie eine mit dem Strömungskanalkörper 21 verbundene Flüssigkeitseinlassöffnung 23 und Flüssigkeitsauslassöffnung 24, die an der Seitenwand des Gehäuses 10 angeordnet sind.
Der Strömungskanalkörper 21 ist in der Seitenwand der Montagekammer 15 des Magnetelements angeordnet.
Das Steckerschaltrohr 12 ist an der Außenseitenwand der Montagekammer 15 des Magnetelements angeordnet.
Das Chip-Schaltrohr 17 tauscht Wärme mit einer Oberstirnfläche der Seitenwand der Montagekammer 15 des Magnetelements durch Wärmeleitkleber 31 aus.
Zusammenfassend weist die Konstruktion der vorliegenden Erfindung, bei der die Wärmeableitungsstruktur in Bezug auf das Wärmeerzeugungselement längs angeordnet ist und in vollem Kontakt mit dem jeweiligen Wärmeerzeugungselement steht, die Vorteile der hervorragenden Wärmeableitungswirkung, des geringen Volumens, der einfachen Montage, geringen Kosten und des geringen Gewichts auf.
Die obige Beschreibung betrifft nur spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Es sei darauf hingewiesen, dass alle Modifikationen, Äquivalente und Variationen, die innerhalb des Erfindungsgedankens und des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung enthalten sein sollen.
Der Fachmann auf dem einschlägigen technischen Gebiet kann auch verschiedene Änderungen und Modifikationen vornehmen, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Diese Änderungen und Modifikationen sollen zum Schutzumfang der vorliegenden Erfindung gehören.

Claims

Ladegerät an Bord mit einer Wärmeableitungsstruktur, das ein Gehäuse, ein in dem Gehäuse angeordnetes Wärmeerzeugungselement, eine Leiterplatte und eine Wärmeableitungsstruktur umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeableitungsstruktur ein Kühlmittelströmungskanal ist, der in Bezug auf das Wärmeerzeugungselement längs angeordnet ist und in vollem Kontakt mit dem jeweiligen Wärmeerzeugungselement steht, wobei eine Wärme für das Wärmeerzeugungselement mittels der jeweiligen Fläche des Kühlmittelströmungskanals abgeleitet wird.
Ladegerät an Bord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeerzeugungselement einen Gleichrichter, einen Transformator, einen Induktor, ein Chip-Schaltrohr, ein Steckerschaltrohr und ein Magnetelement umfasst.
Ladegerät an Bord nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckerschaltrohr an einer Seitenwand des Kühlmittelströmungskanals angeordnet ist zwischen dem Kühlmittelströmungskanal und dem Steckerschaltrohr ein Wärmeleitungsstück angeordnet ist.
Ladegerät an Bord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte mit mehreren durchgehenden Durchgangslöchern versehen ist, und ein Chip-Schaltrohr auf der Leiterplatte befestigt und entsprechend dem Durchgangsloch angeordnet ist, wobei ein Isolierungsfilm zwischen der Leiterplatte und dem Kühlmittelströmungskanal angeordnet ist und der Isolierungsfilm mit einem Wärmeleitkleber versehen ist, wobei, wenn die Leiterplatte fest auf den Kühlmittelströmungskanal gedrückt wird, der Wärmeleitkleber durch das Durchgangsloch auf der Leiterplatte das Chip-Schaltrohr kontaktiert, und das Chip-Schaltrohr durch Wärmeleitkleber Wärme mit dem Kühlmittelströmungskanal austauscht.
Ladegerät an Bord nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen Gehäusekörper und eine in dem Gehäusekörper angeordnete Montagekammer umfasst, wobei das Wärmeerzeugungselement in der Montagekammer angeordnet ist und der Kühlmittelströmungskanal um die Seitenwand der Montagekammer angeordnet ist, wobei das Wärmeerzeugungselement und die Montagekammer von einem wärmeleitenden Vergusskleber miteinander verkapselt sind.
Ladegerät an Bord nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelströmungskanal einen elliptischen Strömungskanalkörper, einen mit dem Strömungskanalkörper und einer Gehäusekammer zusammenwirkenden Strömungskanaloberdeckel sowie eine mit dem Strömungskanalkörper verbundene Flüssigkeitseinlassöffnung und Flüssigkeitsauslassöffnung umfasst, die an der Seitenwand des Gehäuses angeordnet sind.
Ladegerät an Bord nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanalkörper in der Seitenwand der Montagekammer angeordnet ist.
Ladegerät an Bord nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckerschaltrohr an einer Außenseitenwand der Montagekammer des Wärmeerzeugungselements angeordnet ist.
Ladegerät an Bord nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Chip-Schaltrohr durch Wärmeleitkleber Wärme mit einer Oberstirnfläche der Seitenwand der Montagekammer austauscht.