[發明專利]一種充電模塊及使用該充電模塊的充電機

在審

• 申請號: 201710605827.9
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107492922A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 李建國;張小廣;房相成;陳偉明;劉增強;邵紅軍;王碩;王曉磊
• 申請（專利權）人: 許繼電源有限公司;許繼電氣股份有限公司;許繼集團有限公司;國網上海市電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H05K7/20
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 賈東東

技術領域

本發明涉及一種充電模塊及使用該充電模塊的充電機。

背景技術

為減少汽車尾氣動環境的污染，國家大力倡導發展新能源汽車，而充電設施是新能源汽車發展的基礎，目前，充電設備主要為直流充電設備，充電模塊是直流電設備的核心，充電模塊主要功能是進行AC/DC功率變換，在功率變換過程中會有部分能量損耗，其中損耗能量絕大部分轉換為熱量，熱量持續積累會造成局部溫度過高，進而影響充電模塊的運行效率及壽命，嚴重者會導致模塊死機，導致充電設備無法充電。而且，隨著充電設備向著小型化、大功率方向發展，其功率密度將會越來越高，產生熱量也越來越多。目前，充電機主要冷卻方式為風冷，但風冷過程中會吸入外部環境雜物，對模塊形成污染，對模塊壽命有較大影響，因此充電模塊的散熱是一個越來越嚴重的問題。

在申請公布號為CN102299539A的發明專利申請中公開了一種車載水冷充電系統，其包括車載水冷充電機、冷卻水箱及作為液體驅動部件的冷卻水泵，車載水冷充電機通過相應管路與冷卻水箱、冷卻水泵連通，由冷卻水泵驅動冷卻水流動，將充電機中的熱量帶出并通過冷卻水箱降溫，進而實現對充電機的水冷操作。液冷方式所采用的冷水管道通常位于充電機內，屬于封閉的散熱方式，與開放的風冷方式箱壁，液冷方式的散熱效率高，安全性好。但是，液冷散熱的方式也存在局限性，其散熱冷卻性能完全依賴于冷卻水道的布置，靠近冷卻水道的地方冷卻效果相對較好，遠離冷卻水道的地方冷卻效果相對較差，這就容易在封閉的環境內出現散熱不均、局部過熱的問題，特別是將這種液冷方式應用在功率元器件結構復雜的充電模塊中時，冷卻水道無法對應功率元器件均布，導致容易功率元器件的遠離冷卻水道的地方容易出現局部過熱，無法保證對充電模塊的有效散熱。

發明內容

本發明的目的在于提供一種充電模塊，以解決現有技術中液冷散熱的充電模塊容易出現局部過熱的技術問題；同時，本發明還提供一種使用上述充電模塊的充電機。

為實現上述目的，本發明所提供的充電模塊的技術方案1：一種充電模塊，包括模塊殼體，模塊殼體中設有用于實現充電功能的功率元器件，模塊殼體中或模塊殼體上設有用于對功率元器件進行液冷散熱的液冷結構，模塊殼體為封閉殼體，封閉殼體中設有用于對功率元器件進行風冷散熱的內風機。

本發明所提供的充電模塊中，模塊殼體為封閉結構，主要利用模塊殼體中的液冷結構實現冷卻散熱，實現全封閉條件下的散熱，完全解決了戶外灰塵對模塊內部的元器件的影響，并且，利用模塊殼體中的內風機實現模塊殼體內部的空氣流動，有效避免液冷結構所存在的容易出現散熱不均的問題，利用封閉條件下的液冷和風冷相配合的方式，實現對充電模塊的有效冷卻散熱，可有效控制充電模塊內部的溫度，保證充電模塊的正常工作，延長其使用壽命。

本發明所提供的充電模塊的技術方案2：作為對上述充電模塊技術方案1的進一步地改進，所述功率元器件包括至少一個功率模組，功率模組具有至少一個功率板，液冷結構包括模塊殼體中設有的與所述功率板對應絕緣導熱地貼合裝配在一起的液冷板，液冷板上設有供冷卻液流過的液冷通道。利用液冷板有效的貼合固定在功率板上，提高對功率板的液冷效果。

本發明所提供的充電模塊的技術方案3：作為對上述充電模塊技術方案2的進一步地改進，所述功率元器件包括至少兩個并列布置的功率模組，每個功率模組包括至少兩個并列布置的功率板，各功率板連同固定在該功率板上的液冷板形成功率板單元，相鄰功率模組和/或各功率模組中的相鄰功率板單元間隔布置以在所述模塊殼體中形成循環風道，所述內風機正對所述循環風道布置。利用設置有的循環風道有效提高風冷效果。

本發明所提供的充電模塊的技術方案4：作為對上述充電模塊技術方案6的進一步地改進，各功率模組分別具有兩個功率板，每個功率板上分別固定設置有一個所述的液冷板，對應同一功率模組中的兩功率板的兩液冷板設置在相應兩功率板的內側。

本發明所提供的充電模塊的技術方案5：作為對上述充電模塊技術方案2或3或4的進一步地改進，所述功率板上設有若干MOS管，固定在功率板上的相應液冷板對應各MOS管的位置處設有與MOS管絕緣緊貼配合的凸起部，各MOS管和相應的凸起部上夾裝有用于使兩者貼緊的U形卡。

本發明所提供的充電模塊的技術方案6：作為對上述充電模塊技術方案5的進一步地改進，所述各MOS管與相應的貼合部之間設有絕緣導熱布。

本發明所提供的充電模塊的技術方案7：作為對上述充電模塊技術方案2或3或4的進一步地改進，所述功率板上的發熱件與所述液冷板之間設有絕緣導熱貼。