[發明專利]一種高功率密度水冷雙向充電機裝置

有效

• 申請號: 202011518896.4
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112706631B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 黃超;尚前博;胡明慶;李竹可;朱云鵬;李曉莉
• 申請（專利權）人: 中車永濟電機有限公司
• 主分類號: B60L53/20
• 分類號: B60L53/20;B60L53/22;B60L53/24;H02M1/00;H02M1/44;H05K7/20
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;侯小幸

1.一種高功率密度水冷雙向充電機裝置，其特征在于：包括柜體（1）和蓋板，所述柜體（1）通過不銹鋼板A（10）劃分為非屏蔽區Ⅰ和屏蔽區Ⅱ，所述非屏蔽區Ⅰ位于柜體（1）的左邊部分，所述屏蔽區Ⅱ位于柜體（1）的右邊部分，所述非屏蔽區Ⅰ和屏蔽區Ⅱ之間的不銹鋼板A（10）上還設置有兩個EMI濾波器（9），分別為EMI1和EMI2；

所述非屏蔽區Ⅰ通過不銹鋼板B（11）劃分為充電回路區域和控制區域，所述充電回路區域內設置有預充電回路單元（2），所述控制區域內設置有控制單元（3）；所述預充電回路單元（2）包括主接觸器、預充電接觸器、預充電電阻、熔斷器；所述控制單元（3）為TCU裝置；所述充電回路區域的左側柜體板上設有直流電輸入口X1與X2、直流電輸出口X3與X4以及控制接口（14），所述直流電輸出口X3與X4用于連接蓄電池；所述控制區域左側柜體板上設置有以太網接口（15）；

所述屏蔽區Ⅱ內設置有集成水冷電抗器單元（4）、集成電容單元（5）、功率模塊單元（6）、冷卻回路單元（7），所述集成水冷電抗器單元（4）位于集成電容單元（5）和功率模塊單元（6）的左側；所述冷卻回路單元（7）包括兩路水冷管路，其中一路水冷管路通過水冷基板對功率模塊單元（6）實施散熱，另外一路水冷管路通過內置水冷管路對集成水冷電抗器單元（4）實施散熱；所述冷卻回路單元（7）的右側柜體板上還設置有入水口（12）和出水口（13）；

所述集成水冷電抗器單元（4）集成了輸入直流電抗器DCL1與輸出直流濾波電抗器DCL2，所述內置水冷管路貼近環繞在集成水冷電抗器單元（4）的鐵心位置；所述輸入直流電抗器DCL1與輸出直流濾波電抗器DCL2及內置水冷管路均封裝于金屬箱體內，所述金屬箱體密封、且外部預留有電氣接口及水冷管路接口；所述電氣接口及水冷管路接口的布置采用水電分離、高低壓分離的方式；

所述集成電容單元（5）為環氧樹脂澆筑為一體的干式無殼電容器，所述集成電容單元（5）內集成了兩個輸入側電容DFC1、DFC2以及輸出側電容DFC3，輸入側電容DFC1、DFC2串聯，所述集成電容單元（5）外部也預留有電氣接口；

所述功率模塊單元（6）集成了功率元件IGBT1、IGBT2、 IGBT3、IGBT4、RD1、RD2、RD3、且各個元件對應與集成水冷電抗器單元（4）以及集成電容單元（5）中的各個元件對應分別連接；

所述集成水冷電抗器單元（4）、集成電容單元（5）、功率模塊單元（6）以及EMI濾波器（9）之間采用復合母排（8）連接；

所述柜體（1）的左右柜體板上均設有檢修窗口，所述檢修窗口有多個，所述預充電回路單元（2）、控制單元（3）與左側的檢修窗口對應，所述功率模塊單元（6）與右側的檢修窗口對應；

所述柜體（1）的上表面和蓋板之間設置有電磁屏蔽密封條（16）。

2.根據權利要求1所述的一種高功率密度水冷雙向充電機裝置，其特征在于：所述輸入直流電抗器DCL1為0.5mH，輸出直流濾波電抗器DCL2為2×0.5mH。

3.根據權利要求1所述的一種高功率密度水冷雙向充電機裝置，其特征在于：所述冷卻回路單元（7）的散熱功率：功率模塊單元（6）的水冷基板的散熱功率為2207W；集成水冷電抗器單元（4）的內置水冷管路的散熱功率為1050W。

4.根據權利要求1所述的一種高功率密度水冷雙向充電機裝置，其特征在于：所述集成水冷電抗器單元（4）的金屬箱體內的部件采用具有良好的絕緣性能和導熱性能的灌封材料進行實時灌封；所述集成水冷電抗器單元（4）的水冷管路接口采用同端快插式水連接口，電氣接口采用銅制連接端子。

5.根據權利要求1所述的一種高功率密度水冷雙向充電機裝置，其特征在于：所述主接觸器、預充電接觸器、控制單元（3）的TCU裝置以及功率模塊單元（6）均采用滑軌式安裝于對應的檢修窗口位置。

6.根據權利要求1所述的一種高功率密度水冷雙向充電機裝置，其特征在于：所述柜體（1）采用耐低溫鋼板一體化焊接。

7.根據權利要求1所述的一種高功率密度水冷雙向充電機裝置，其特征在于：所述復合母排采用三片多疊層復合母排。