CN110943508B - 一种双向车载充电机以及新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双向车载充电机以及新能源汽车，该双向车载充电机的直流整流模块及交流滤波模块布置于外壳内腔的前侧底部，低压***模块通过高低压金属屏蔽板设置于直流整流模块及交流滤波模块的上方，功率模块布置于外壳内腔的后侧，直流整流模块及交流滤波模块分别与功率模块电连接，各接插件设置于外壳外；外壳与功率模块接触的壳壁内设置有冷却水道，上述双向车载充电机采用模块化设计，合理有效利用外壳内腔高度空间，使得不发热元器件和其他零部件具有较大灵活安装空间，提高外壳的内部空间利用率，内部各模块布置紧凑，有助于实现车载充电机小型化；外壳上设置有冷却水道，使本双向车载充电机具有良好的散热效果，能够可靠稳定运行。

Description

一种双向车载充电机以及新能源汽车

技术领域

本发明涉及新能源汽车载装置技术领域，特别涉及一种双向车载充电机 以及新能源汽车。

背景技术

车载充电机是新能源汽车的核心零部件，双向车载充电机要实现能量的 双向流动，即正向充电和反向输出电流，其性能好坏直接影响电池性能及寿 命，因此对其可靠稳定性具有较高的要求。

因此，对于本领域技术人员来说，设计一种结构紧凑，具有良好的散热 效果，能够可靠稳定运行的双向车载充电机，已成为亟待解决的重要技术问 题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种双向车载充电机，以使其 结构紧凑，同时具有良好的散热效果，能够可靠稳定运行。

本发明的第二个目的在于提供一种包括上述双向车载充电机的新能源汽 车。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种双向车载充电机，包括外壳、低压***模块、高低压金属屏蔽板、 直流整流模块、交流滤波模块、功率模块、直流高压接插件、低压接插件以 及交流高压接插件；所述直流整流模块以及所述交流滤波模块并排布置于所 述外壳内腔的前侧底部，所述低压***模块通过所述高低压金属屏蔽板设置 于所述直流整流模块以及所述交流滤波模块的上方，所述功率模块布置于所述外壳内腔的后侧，所述直流整流模块以及所述交流滤波模块分别与所述功 率模块电连接，所述直流高压接插件、所述低压接插件以及所述交流高压接插件均设置于所述外壳外，所述直流高压接插件与所述直流整流模块电连接， 所述低压接插件与所述低压***模块电连接，所述交流高压接插件与所述交 流滤波模块电连接；至少在所述外壳与所述功率模块接触的壳壁内设置有冷 却水道，所述外壳上设置有用于将所述冷却水道与外界连通的两个开口。

优选地，所述外壳内腔的前侧底部形成有安装槽，所述交流滤波模块设 置于所述安装槽内以通过所述安装槽的侧壁实现所述交流滤波模块与所述直 流整流模块之间以及所述交流滤波模块与所述功率模块之间的屏蔽。

优选地，所述高低压金属屏蔽板包括相互连接的横板以及竖板，所述横 板用于在所述低压***模块与所述交流滤波模块之间以及所述低压***模块 与所述直流整流模块之间形成屏蔽，所述竖板用于在所述功率模块与所述低 压***模块之间形成屏蔽。

优选地，所述外壳包括上盖以及下壳，所述上盖与所述下壳密封配合连 接围成所述外壳的内腔，所述直流整流模块、所述交流滤波模块以及所述功 率模块均装配于所述下壳的容槽的底部，所述冷却水道设置于所述下壳底壁 内。

优选地，所述下壳包括壳体以及水道盖板，所述壳体底部设置有水槽， 所述水道盖板封盖于所述水槽上方并与所述水槽围成所述冷却水道。

优选地，所述水槽内沿冷却液流动方向设置有散热筋。

优选地，所述上盖与所述下壳内的各模块顶部的发热元器件之间设置有 热传导介质。

优选地，还包括NTC水温线，所述NTC水温线与所述低压***模块通信 连接，所述NTC水温线用于测量所述冷却水道中的冷却液的温度，所述低压 ***模块在所述冷却液的温度超过预设值时控制所述双向车载充电机降额运 行。

优选地，所述外壳上设置有用于平衡内外气压的透气阀。

优选地，所述功率模块包括PFC功率因数校正模块以及变压器模块，所 述PFC功率因数校正模块的第一发热元器件压住热传导介质紧贴在所述PFC 功率因数校正模块的壳体上，所述变压器模块的第二发热元器件压住热传导介质紧贴在所述变压器模块的壳体上。

优选地，所述外壳以及所述高低压金属屏蔽板均由铝合金制成。

优选地，所述外壳设有用于固定所述双向车载充电机的安装脚。

一种新能源汽车，包括如上任意一项所述的双向车载充电机。

可见，本发明提供了一种双向车载充电机，包括外壳、低压***模块、 高低压金属屏蔽板、直流整流模块、交流滤波模块、功率模块、直流高压接 插件、低压接插件以及交流高压接插件，其中，直流整流模块以及交流滤波 模块并排布置于外壳内腔的前侧底部，低压***模块通过高低压金属屏蔽板 设置于直流整流模块以及交流滤波模块的上方，功率模块布置于外壳内腔的后侧，直流整流模块以及交流滤波模块分别与功率模块电连接，直流高压接 插件、低压接插件以及交流高压接插件均设置于外壳外，直流高压接插件与 直流整流模块电连接，低压接插件与低压***模块电连接，交流高压接插件 与交流滤波模块电连接；至少在外壳与功率模块接触的壳壁内设置有冷却水 道，外壳上设置有用于将冷却水道与外界连通的两个开口，在使用时，两个 开口一个为进水口，另一个为出水口，从而使冷却液在冷却水道循环流动带走双向车载充电机的发热元器件的产生的热量；上述双向车载充电机采用模 块化设计，合理有效利用外壳内腔高度空间，使得不发热元器件和其他零部 件具有较大灵活安装空间，提高外壳的内部空间利用率，内部各模块布置紧 凑，有助于实现车载充电机小型化；外壳上设置有冷却水道，使本双向车载 充电机具有良好的散热效果，能够可靠稳定运行。

本发明还提供了一种新能源汽车，该新能源汽车包括上述双向车载充电 机，由于该新能源汽车采用了上述双向车载充电机，所以该新能源汽车也应 具备双向车载充电机的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例提供的双向车载充电机的***图；

图2为本发明实施例提供的双向车载充电机的下壳的***图；

图3为本发明实施例提供的双向车载充电机的下壳壳体的仰视图；

图4为本发明实施例提供的双向车载充电机的功率模块的轴测图；

图5为本发明实施例提供的双向车载充电机的功率模块发热元器件布局 示意图；

图6为本发明实施例提供的双向车载充电机的高压连接示意图；

图7为本发明实施例提供的双向车载充电机的另一方向的高压连接示意 图；

图8为本发明实施例提供的双向车载充电机的低压连接示意图。

图中：

1为外壳；101为上盖；102为下壳；1021为壳体；1022为水道盖板；1023 为水槽；1024为散热筋；103为安装槽；2为直流整流模块；3为交流滤波模 块；4为高低压金属屏蔽板；5为低压***模块；6为功率模块；601为PFC 功率因数校正模块；602为变压器模块602；6a为第一发热元器件；6b为第 二发热元器件；7为交流高压接插件；8为直流高压接插件；9为低压接插件；10为开口；11为安装脚；12为透气阀。

具体实施方式

本发明的核心之一在于提供一种双向车载充电机，以达到使其结构紧凑， 同时具有良好的散热效果，能够可靠稳定运行的目的。

本发明的另一核心在于提供一种包括上述双向车载充电机的新能源汽 车。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的双向车载充电机的***图。

本发明实施例提供的一种双向车载充电机，包括外壳1、低压***模块5、 高低压金属屏蔽板4、直流整流模块2、交流滤波模块3、功率模块6、直流 高压接插件8、低压接插件9以及交流高压接插件7。

其中，直流整流模块2以及交流滤波模块3并排布置于外壳1内腔的前 侧底部，低压***模块5通过高低压金属屏蔽板4设置于直流整流模块2以 及交流滤波模块3的上方，功率模块6布置于外壳1内腔的后侧，直流整流 模块2以及交流滤波模块3分别与功率模块6电连接，直流高压接插件8、低 压接插件9以及交流高压接插件7均设置于外壳1外，直流高压接插件8与 直流整流模块2电连接，低压接插件9与低压***模块5电连接，交流高压 接插件7与交流滤波模块3电连接；至少在外壳1与功率模块6接触的壳壁 内设置有冷却水道，外壳1上设置有用于将冷却水道与外界连通的两个开口 10，在使用时，两个开口10一个为进水口，另一个为出水口，从而使冷却液 在冷却水道循环流动带走双向车载充电机的发热元器件的产生的热量。

与现有技术相比，本发明实施例所提供的双向车载充电机采用模块化设 计，合理有效利用外壳1内腔高度空间，使得不发热元器件和其他零部件具 有较大灵活安装空间，提高外壳1的内部空间利用率，内部各模块布置紧凑， 有助于实现车载充电机小型化；外壳1上设置有冷却水道，使本双向车载充 电机具有良好的散热效果，能够可靠稳定运行。

作为优选地，如图1所示，在本发明实施例中，外壳1内腔的前侧底部 形成有安装槽103，交流滤波模块3嵌装于该安装槽103内，从而通过安装槽 103的侧壁实现交流滤波模块3与直流整流模块2之间以及交流滤波模块3与 功率模块6之间的屏蔽。

高低压金属屏蔽板4用于在低压***模块5与下方的交流滤波模块3与 直流整流模块2之间形成屏蔽，同时在低压***模块5与后方的功率模块6 之间形成屏蔽，因此高低压金属屏蔽板4包括相互连接的横板以及竖板，横 板用于在低压***模块5与交流滤波模块3之间以及低压***模块5与直流 整流模块2之间形成屏蔽，竖板用于在功率模块6与低压***模块5之间形 成屏蔽，进一步地，在横板远离竖板的一端还设置有避让槽，该避让槽用于 容纳低压***模块5的插槽。

通过上述结构，能够使双向车载充电机的各元器件之间形成良好的电磁 屏蔽，避免各元器件在工作时相互干扰。

作为优选地，如图1所示，外壳1包括上盖101以及下壳102，下壳102 上形成有用于容纳各元器件的容槽，上盖101与下壳102密封配合连接围成 外壳1的内腔，实现外壳1内部元器件与外界的屏蔽，有效解决了车载充电 机对外界环境的电磁干扰，上直流整流模块2、交流滤波模块3以及功率模块 6均装配于下壳102的容槽的底部，具体地，直流整流模块2通过螺钉固定在 下壳102第一侧底部，交流滤波模块3通过螺钉固定在下壳102第二侧底部的安装槽103内，高低压金属屏蔽板4位于交流滤波模块3和直流整流模块2 的上部，用螺钉紧固在在交流滤波模块3和壳体1021上，冷却水道设置于下 壳102底壁内。

通过上盖101与下壳102之间点胶和螺钉锁紧的方式，或者摩擦焊的方 式，实现所述上盖101与下壳102之间的密封和固定，将双向车载充电机内 部与外界环境隔离。

如图2和图3所示，下壳102包括壳体1021以及水道盖板1022，壳体 1021底部设置有水槽1023，壳体1021以及水道盖板1022通过搅拌摩擦焊焊 接组成下壳102，水道盖板1022封盖于水槽1023上方并与水槽1023围成冷 却水道。

进一步优化上述技术方案，水槽1023内沿冷却液流动方向设置有散热筋 1024，以增加水道散热面积，提高散热效率。

作为优选地，各模块顶部的电路板上设置有若干发热元器件，如电感等， 为使各模块顶部的热量能够及时散出，上盖101与下壳102内的各模块顶部 的发热元器件之间设置有热传导介质。

作为优选地，双向车载充电机还包括NTC水温线，NTC水温线与低压*** 模块5通信连接，NTC水温线用于测量冷却水道中的冷却液的温度，低压*** 模块5在冷却液的温度超过预设值时控制双向车载充电机降额运行，有效保 护双向车载充电机，保证其可靠稳定运行。

作为优选地，如图3所示，外壳1上设置有用于平衡内外气压的透气阀12。

请参阅图4和图5，功率模块6包括PFC功率因数校正模块601以及变压 器模块602，两个变压器模块602并排设置于PFC功率因数校正模块601一侧， PFC功率因数校正模块601的第一发热元器件6a压住热传导介质紧贴在PFC 功率因数校正模块601的壳体1021上，变压器模块602的第二发热元器件6b 压住热传导介质紧贴在变压器模块602的壳体1021上，将热量导入外壳1， 用外壳1底部冷却水道中流动的冷却液将发热元器件的热导出去。

上述热传导介质包括但不限于热传导箔纸、导热硅脂。

如图6-图8所示，本发明实施例还提供了可靠的高低压连接方案，图中 双向箭头示意接线方向。

(1)高压连接方案

如图6和图7所示的高压连接方案，车载充电机正向充电时，外部高压 交流电经过交流高压接插件7输入，经过交流滤波模块3的EMC滤波，电流 进入功率模块6，先由功率模块6的PFC功率因素校正模块进行校正，再流入 功率板的变压器模块602变压，最后流经直流整流模块2，由直流高压接插件 8输出高压直流电。

车载充电机反向放电时，电流流向相反。车载电池包由直流高压接插件8 输入高压直流电，经过机器内部直流整流模块2后，由功率模块6中变压器 模块602进行变压，再由功率模块6中PFC功率因素校正模块进行校正，最 后经过交流滤波模块3，由交流高压接插件7向电网提供高压交流电。

(2)低压连接方案

如图8所示，整车BMS管理***输入指令，通过低压接插件9输入信号 至低压***模块5，***板接收指令，将整车指令传输至功率模块6的电路板， 功率模块6的电路板调节双向车载充电机输出功率，将信号反馈至低压*** 模块5，双向车载充电机通过低压***模块5，向整车BMS管理***上报双向 车载充电机运行状况。

直流高压接插件8中的高压互锁，将直流高压接插件8通断情况反馈给 低压***模块5，实现整车BMS管理***对车载充电机输出电流通断情况监测。

作为优选地，在本发明实施例中，外壳1以及高低压金属屏蔽板4均由 铝合金制成，以实现双向车载充电机的轻量化。

作为优选地，外壳1设有用于固定双向车载充电机的安装脚11。

基于上述双向车载充电机，本发明实施例还提供了一种包括如上任意一 项的双向车载充电机的新能源汽车，由于该新能源汽车采用了上述双向车载 充电机，因此新能源汽车的技术效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都 是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种双向车载充电机，其特征在于，包括外壳、低压***模块、高低压金属屏蔽板、直流整流模块、交流滤波模块、功率模块、直流高压接插件、低压接插件以及交流高压接插件；所述直流整流模块以及所述交流滤波模块并排布置于所述外壳内腔的前侧底部，所述低压***模块通过所述高低压金属屏蔽板设置于所述直流整流模块以及所述交流滤波模块的上方，所述功率模块布置于所述外壳内腔的后侧，所述直流整流模块以及所述交流滤波模块分别与所述功率模块电连接，所述直流高压接插件、所述低压接插件以及所述交流高压接插件均设置于所述外壳外，所述直流高压接插件与所述直流整流模块电连接，所述低压接插件与所述低压***模块电连接，所述交流高压接插件与所述交流滤波模块电连接；至少在所述外壳与所述功率模块接触的壳壁内设置有冷却水道，所述外壳上设置有用于将所述冷却水道与外界连通的两个开口；

所述外壳内腔的前侧底部形成有安装槽，所述交流滤波模块设置于所述安装槽内以通过所述安装槽的侧壁实现所述交流滤波模块与所述直流整流模块之间以及所述交流滤波模块与所述功率模块之间的屏蔽。

2.根据权利要求1所述的双向车载充电机，其特征在于，所述高低压金属屏蔽板包括相互连接的横板以及竖板，所述横板用于在所述低压***模块与所述交流滤波模块之间以及所述低压***模块与所述直流整流模块之间形成屏蔽，所述竖板用于在所述功率模块与所述低压***模块之间形成屏蔽。

3.根据权利要求1所述的双向车载充电机，其特征在于，所述外壳包括上盖以及下壳，所述上盖与所述下壳密封配合连接围成所述外壳的内腔，所述直流整流模块、所述交流滤波模块以及所述功率模块均装配于所述下壳的容槽的底部，所述冷却水道设置于所述下壳底壁内。

4.根据权利要求3所述的双向车载充电机，其特征在于，所述下壳包括壳体以及水道盖板，所述壳体底部设置有水槽，所述水道盖板封盖于所述水槽上方并与所述水槽围成所述冷却水道。

5.根据权利要求4所述的双向车载充电机，其特征在于，所述水槽内沿冷却液流动方向设置有散热筋。

6.根据权利要求3所述的双向车载充电机，其特征在于，所述上盖与所述下壳内的各模块顶部的发热元器件之间设置有热传导介质。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的双向车载充电机，其特征在于，还包括NTC水温线，所述NTC水温线与所述低压***模块通信连接，所述NTC水温线用于测量所述冷却水道中的冷却液的温度，所述低压***模块在所述冷却液的温度超过预设值时控制所述双向车载充电机降额运行。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的双向车载充电机，其特征在于，所述外壳上设置有用于平衡内外气压的透气阀。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的双向车载充电机，其特征在于，所述功率模块包括PFC功率因数校正模块以及变压器模块，所述PFC功率因数校正模块的第一发热元器件压住热传导介质紧贴在所述PFC功率因数校正模块的壳体上，所述变压器模块的第二发热元器件压住热传导介质紧贴在所述变压器模块的壳体上。

10.根据权利要求1-6任意一项所述的双向车载充电机，其特征在于，所述外壳以及所述高低压金属屏蔽板均由铝合金制成。

11.根据权利要求1-6任意一项所述的双向车载充电机，其特征在于，所述外壳设有用于固定所述双向车载充电机的安装脚。

12.一种新能源汽车，其特征在于，包括如权利要求1-11任意一项所述的双向车载充电机。