CN102231542B

CN102231542B - 电动车的电池充电装置

Info

Publication number: CN102231542B
Application number: CN201110174078.1A
Authority: CN
Inventors: 尤培艾; 刘钢; 章进法
Original assignee: Delta Electronics Shanghai Co Ltd
Current assignee: Delta Electronics Shanghai Co Ltd
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2031-06-24
Also published as: US8749197B2; TW201300256A; CN102231542A; TWI461316B; US20120326663A1

Abstract

本发明为一种电动车的电池充电装置，至少包括：盒体，具有多个侧壁、底面及容置部；电路板总成，设置于盒体的容置部；以及至少一电子元件，包括：被动元件，包括多个导接线，电连接于电路板总成；以及固定装置，其架构于容置被动元件，且将被动元件固定于盒体的多个侧壁与底面的任一者上。

Description

电动车的电池充电装置

技术领域

本发明关于一种电动车的电池充电装置，尤指一种可降低冲击与震动影响以及可增加散热效率的电动车的电池充电装置。

背景技术

燃油式汽车的发明确实改善了人类行动上的方便与货物运送的问题，且随着制造技术的进步，燃油式汽车被大量生产，现今燃油式汽车己经成为人类生活中不可或缺的工具之一。燃油式汽车于运作时需燃烧汽油，其不仅会造成空气污染，使整个生态环境遭致破坏，且燃油也终将耗尽。近年来为了改善车辆对环境的破坏以及减少对燃油的使用，各车商都致力研发低污染的车辆，以保护环境。在各种新能源车辆中，电动车的技术背景相对比较成熟，且电网已经铺设到全球各地，可以很方便的获得稳定的电能，所以电动车(ElectricVehicle，EV)或者混合动力车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV)是新能源车辆发展的一个重要方向。

电动车或者混合动力车使用内置的可充电电池作为一个稳定的能量来源，以提供电能至车辆的相关控制电路以及产生动力的电机装置，且当电池的电量耗尽时，可使用充电系统对电池充电，以恢复电池的电量。在现有的充电系统中，充电系统的电路板设置许多大体积且较重的电子元件，例如：电容、电感或变压器，惯用充电系统内的电子元件使用电子元件本身所包含的接脚直接插设于电路板上并与电路板形成电连接，同时使电子元件固定在电路板上。

然而，充电系统设置于电动车或混合动力车内部，因此当电动车或混合动力车运转或行进时，会造成电动车或混合动力车振动，进而使电动车或混合动力车内的充电系统也随着振动。惯用充电系统的电子元件固定方式容易因振动而使得电子元件的接脚断裂，如此不只造成充电系统故障而无法运作，且会增加许多维修的成本。另外，充电系统中的电子元件于运作时会产生热量，若无法有效地将热量移除将导致充电系统的运作效率降低且会造成电子元件损坏而使充电系统无法运作。在目前的充电系统中，其电子元件仅能利用空气为热传媒介，因此无法有效率地对电子元件或充电系统进行散热。

此外，目前电动车或混合动力车的充电系统通过导流结构设置于风扇及散热鳍片之间，使风扇所驱动的气流能够经由导流结构导入散热鳍片之间，而达到对充电系统散热的目的。然而，设置导流结构会增加充电系统的整体体积，使其无法小型化，并且会造成成本的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动车的电池充电系统，其电子元件可利用导接线将其电连接于电路板总成，如此不只可避免电动车运转或行进时产生振动而造成电池充电装置内部的电子元件的损坏，且可增加连接的可靠度。

本发明的另一目的在于提供一种电动车的电池充电装置，其电子元件可利用固定装置将其固定于盒体的侧壁或底面，如此不只可以固定被动元件且可透过固定装置提供热传导路径以及增加接触面积而有效地降低被动元件与盒体间的热阻，进而提升散热效率。

本发明的另一目的在于提供一种电动车的电池充电装置，其内部空间配置较具灵活性且可进一步小型化。

本发明的另一目的在于提供一种电动车的电池充电装置的散热结构，其通过使用热导管设置于散热鳍片上，提升散热结构的散热效率，以及可以将风扇直接对散热鳍片进行散热，且不需通过导流结构便可达到散热的目的，更使其小型化并且降低成本。

为达上述目的，本发明的一较广义实施态样为提供一种电动车的电池充电装置，至少包括：盒体，具有多个侧壁、底面及容置部；电路板总成，设置于盒体的容置部；以及至少一电子元件，包括：被动元件，包括多个导接线，电连接于电路板总成；以及固定装置，其架构于容置被动元件，且将被动元件固定于盒体的多个侧壁与该底面的任一者上。

为达上述目的，本发明的另一较广义实施态样为提供一种电动车的电池充电装置，至少包括：盒体，具有多个侧壁、底面及容置部；电路板总成，设置于盒体的容置部；至少一电子元件，包括：被动元件，包括多个导接线，电连接于电路板总成；以及固定装置，其架构于容置被动元件，且将被动元件固定于盒体的多个侧壁与底面的任一者上；以及散热结构，设置于盒体的底面的外侧，且包括：多个散热鳍片，具有至少一个穿孔；以及多个热导管，每一热导管部分穿设于多个散热鳍片，且包括：至少一第一部件，分别穿设于该至少一个穿孔；以及第二部件，其连接于该至少一第一部件。

为达上述目的，本发明的另一较广义实施态样为提供一种电动车的电池充电系统，至少包括：盒体，具有一底面；以及散热结构，设置于盒体的底面的外侧，且包括：多个散热鳍片，具有至少一个穿孔；以及多个热导管，每一热导管部分穿设于多个散热鳍片，且包括：至少一第一部件，分别穿设于该至少一个穿孔；以及第二部件，其连接于该至少一第一部件。

附图说明

图1：为本发明较佳实施例的电动车的电池充电装置的电路方块图。

图2：为本发明电池充电装置的结构示意图。

图3A：为本发明图2所示的电子元件的一较佳实施例的结构爆炸图。

图3B：为图3A所示的电子元件的组合示意图。

图3C：为图3A所示的电子元件的另一较佳实施例的组合示意图。

图4：为本发明图2所示的电子元件的另一较佳实施例的结构爆炸图。

图5A：为图2所示的电池充电装置的散热结构的的结构示意图。

图5B：为图5A所示的热导管的结构示意图。

图6A：为本发明电池充电装置的另一散热结构的结构示意图。

图6B：为本发明充电装置的另一散热结构的组装完成图。

图7：为图5A所示的热导管的另一实施例的结构示意图。

图8A：为图2所示的散热结构的另一较佳实施例的散热鳍片结构分解示意图。

图8B：为图7所示的热导管安装至图8A的散热鳍片的组合图。

图8C：为图8B所示的散热结构与盒体组装的组合图。

图8D：为图8D所示的散热结构与盒体组装的组合完成图。

【主要元件符號說明】

车体：1

高压电池单元：10

整流电路：110

功率因数校正电路：111

直流-直流变换电路：112

电磁干扰滤波电路：113

电池充电装置：2

盒体：20

侧壁：201

容置部：202

底面：203

电路板总成：21

电子元件：22、32

被动元件：221

导接线：2211

连接端：2212

固定装置：222

夹持载体：2221、3321

夹持盖体：2222、3222

第二卡扣部：2222a

容置空间：2223、3324

第一侧壁：2224

第二侧壁：2225

第三侧壁：2220

第一卡扣部：2225a

轴部：2226

凸出部：2227

轴承部：2228

固定孔：2229、2323、2332、3223、3320、3331

延伸部：2230

绝缘层：223

散热结构：23

散热鳍片：231

卡扣部：2311

热导管：232、332

第一部件：2321

第二部件：2322

通孔：233

锁固组件：234、334

穿孔：2331

风扇组件：24

机壳：241

风扇：242

本体：242a

网罩：242b

板件：333

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图式在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

请参阅图1，其为本发明较佳实施例的电动车的电池充电装置的电路方块图。如图所示，电动车的电池充电装置嵌设于电动车的车体1内，且包括高压电池充电系统，用以接收交流输入电压Vin（市电）的电能且对高压电池单元10充电，该高压电池充电系统包含：整流电路110、功率因数校正电路111（Power Factor Correction circuit，PFC circuit）以及直流-直流变换电路112。

于本实施例中，电动车的高压电池充电系统更包含电磁干扰滤波电路113与整流电路110的输入侧连接，用以滤除交流输入电压Vin与交流输入电流Iin的突波和高频干扰，并减少直流-直流变换电路112与功率因数校正电路111中的开关电路运作时对交流输入电压Vin与交流输入电流Iin的电磁干扰。交流输入电压Vin与交流输入电流Iin通过电磁干扰滤波电路113滤除突波和高频干扰后，传送至整流电路110的输入侧，再通过整流电路110整流而产生整流电压。

功率因数校正电路111连接于整流电路110与直流-直流变换电路112之间，其作用为提高功率因数并产生总线电压。直流-直流变换电路112连接于功率因数校正电路111与高压电池单元10之间，用以将总线电压变换为高压充电电压以对高压电池单元10充电。

直流-直流变换电路112可为但不限于非隔离型直流-直流变换电路，例如降压式（Buck）、升降压式（Buck-Boost）、升压式（Boost）等。功率因数校正电路111可为但不限于连续式升压式（CCM Boost PFC）、临界连续模式升压式（DCMB Boost PFC）、降压式（Buck PFC）或升降压式（Buck-BoostPFC）等。高压电池单元10可以由一个或多个电池组成，例如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、磷酸锂铁电池或其组合等。

请参阅图2，其为本发明电动车的电池充电装置的结构示意图。本发明的电动车的电池充电装置2(以下简称电池充电装置)包含盒体20、电路板总成21、一或多个电子元件22以及散热结构23。盒体20具有多个侧壁201、容置部202及底面203，其中多个侧壁201及底面203定义形成该容置部202，用以容置电路板总成21。电子元件22电连接于电路板总成21，且电子元件22固定于盒体20的多个侧壁201与底面203的至少一者上。散热结构23设置于盒体20的底面203的外侧，以架构于对电池充电装置2散热。于一些实施例中，盒体20可由金属材质制成，例如铝，且不以此为限。于一些实施例中，电子元件22为电池充电装置2的功率因数校正电路111及/或直流-直流变换电路112及/或电磁干扰滤波电路113中所使用的电子元件。

请参阅图3A，其为本发明图2所示的电子元件的一较佳实施例的结构爆炸图。如图所示，电子元件22包括被动元件221以及固定装置222。被动元件221包括多个导接线2211及多个连接端2212，多个连接端2212的一端与多个导接线2211连接，而另一端连接于电路板总成21的对应连接部以完成电连接（如图2所示）。于本实施例中，多个导接线2211及多个连接端2212分别以两个为佳，且导接线2211可为软性或挠性导接线。另外，于一些实施例中，被动元件221可为例如变压器或电感等电感性元件或是例如电容等电容性元件。固定装置222架构于容置与固定被动元件221且将该被动元件221固定至盒体20的侧壁201或底面203。固定装置222包括夹持载体2221及夹持盖体2222，其中夹持载体2221与夹持盖体2222相组接以定义形成容置空间2223，用以容置与夹固被动元件221。电子元件22更包括一绝缘层223，设置于被动元件221与固定装置222之间。电子元件22组装时，先将绝缘层223套设于被动元件221的外周围，再将已套设绝缘层223的被动元件221放置于固定装置222的容置空间2223中，后续再将夹持载体2221与夹持盖体2222相组接与固定，以便夹固被动元件221而完成组装（如图3B所示）。于本实施例中，固定装置222的夹持载体2221与夹持盖体2222分别由具较高热传导系数的材料制成，例如金属材料。

于本实施例中，被动元件221可为变压器。固定装置222的夹持盖体2222枢接于夹持载体2221，使夹持盖体2222可相对于夹持载体2221轴转。如图3A所示，夹持载体2221具有一第一侧壁2224与第二侧壁2225，其中第一侧壁2224的一侧缘包括一轴部2226与夹持盖体2222的一轴承部2228相组接，使夹持盖体2222可枢接于夹持载体2221，藉此使夹持盖体2222可相对于夹持载体2221轴转而开启或闭合。另外，夹持载体2221的第二侧壁2225的一侧缘包括一第一卡扣部2225a，且夹持盖体2222包括一第二卡扣部2222a，当夹持盖体2222相对于夹持载体2221轴转而闭合时，第一卡扣部2225a与该第二卡扣部2222a相卡扣，以便使夹持盖体2222与夹持载体2221相组接且固定。

于一些实施例中，夹持盖体2222的内侧面及/或夹持载体2221的内侧面选择性地设置一或多个凸出部2227，用以增加被动元件221设置于容置空间2223内与夹持盖体2222及夹持载体2221之间的摩擦力，使被动元件221能稳固地容置且夹固于容置空间2223内，以避免因振动而造成被动元件221脱离固定装置222外，进而造成电池充电装置2损坏。

夹持载体2221更包括一固定孔2229，与一锁固元件（未图示）相配合，用以将组装完成的电子元件22固定于盒体20的侧壁201或底面203。较佳者，固定孔2229为螺孔，且锁固组件为螺丝，但不以此为限。于本实施例中，固定孔2229设置于夹持载体2221的任一侧壁的一延伸部2230上，例如与第一侧壁2224及第二侧壁2225相邻接的第三侧壁2220上（如图3B所示），藉此使电子元件22得以固定于盒体20的底面203上。于另一些实施例中，固定孔2229设置于第二侧壁2225的延伸部2230上（如图3C所示），藉此可将电子元件22固定于盒体20的侧壁201上。因此，电子元件22可利用被动元件221的导接线2211将其电连接于电路板总成21以及利用固定装置222将其固定于盒体20的侧壁201或底面203，如此不只可避免电动车运转或行进时产生振动而造成电池充电装置2内部的电子元件的损坏，且可透过固定装置222提供热传导路径以及增加接触面积而有效地降低被动元件221与盒体20间的热阻，进而提升散热效率。此外，电子元件22于固定至盒体20的侧壁201时，电子元件22与电路板总成21之间可存在间隙，该间隙可提供其他电子元件设置，因此使电池充电装置2的内部空间配置更具灵活性且可进一步小型化。

于一些实施例中，固定装置的形状及其容置空间的尺寸与轮廓可与被动元件的形状、外部轮廓与尺寸相配合。如图4所示，本实施例与上述实施例的差异在于夹持载体3321及夹持盖体3222实施方式不同，其中夹持载体3321及夹持盖体3222为一圆弧状，且夹持载体3321及夹持盖体3222所定义形成的容置空间3224为圆柱型，可用以容置电容性被动元件，例如电容。于此实施例中，电子元件32的结构与实施方式与上述实施例相仿，于此不再赘述。

图5A为图2所示的电池充电装置的散热结构的结构示意图；以及图5B为图5A所示的热导管的结构示意图。如图所示，本发明电池充电装置2的散热结构23设置于盒体20的底面203的一外侧上，且包括多个散热鳍片231以及多个热导管232。于本实施例中，盒体20的底面203架构为一散热冷板。多个散热鳍片231设置于底面203的外侧，每一热导管232部份穿设于多个散热鳍片231，且该多个散热鳍片231更具有多个通孔233。而多个通孔233包括至少一个穿孔2331及至少一个固定孔2332，其中该至少一个固定孔2332设置于最周边两侧的散热鳍片231上，以使热导管232得以部份贴附且固定于该最外侧的散热鳍片231上。

请参阅5B图，其为图5A所示热导管的结构示意图。如图所示，热导管232包括至少一第一部件2321及第二部件2322，于本实施例中，第一部件2321的数目为两个，但不以此为限。其中，第一部件2321与第二部件2322为一体成形且二个第一部件2321分别由第二部件2322的两端垂直延伸设置，以以形成一“ㄇ”字型结构。于本实施例中，第二部件2322可为扁平状，并可具有至少一个固定孔，其中于其两端分别设有一固定孔2323为较佳。热导管232可降低盒体20的底面203与多个散热鳍片231间的热阻(heat-resistance)以及提升散热鳍片231的热传效率。

请再参阅图5A，将热导管232固定于散热鳍片231上时，第一部件2321分别贯穿设置于该至少一个穿孔2331，第二部件2322的固定孔2323对应于散热鳍片231的固定孔2332设置，于本实施例中，第二部件2322的固定孔2323与散热鳍片231的固定孔2332之间使用锁固元件234，例如螺丝，使得热导管232固定在多个散热鳍片231上。于本实施例中，热导管可降低散热结构各点之间的热差异。另外，此热导管固定方式可使热导管牢固地锁扣在散热结构上，并能使整个散热结构小型化。

请参阅图6A及图6B，图6A为本发明电池充电装置的另一散热结构的结构示意图；图6B为本发明充电装置的另一散热结构的组装完成图。如图5A、图6A及图6B所示，本发明电池充电装置2的散热结构23更可包括一风扇组件24包括机壳241及至少一个风扇242，其中机壳241覆盖于散热鳍片231上方，该至少一个风扇242包括本体242a及网罩242b，网罩242b设置于本体242a的入风口，组装成至少一个风扇242。该至少一个风扇242嵌设于机壳241的一侧，以直接对多个散热鳍片231进行散热而增加散热效率，于本实施例中，至少一个风扇的数目以两个为佳，但不以此为限。

当然，本发明的热导管并不局限于上述实施态样。如图7、图8A、图8B、图8C及图8D所示，于一些实施例中，热导管332包括第一部件332a及第二部件332b，其中第一部件332a与第二部件332b为一体成形且形成一“L”字型结构。于本实施例中，多个散热鳍片231的每一个散热鳍片231于其两侧具有一卡扣部2311，且多个散热鳍片231可利用对应的卡扣部2311互相卡扣组合，使多个散热鳍片231彼此平行排列且整体垂直连接于板件333上（如图8A所示），其中板件333架构为一散热冷板。由于多个散热鳍片231的固定方式为公知技术，于此不再赘述。其中第一部件332a穿设于多个散热鳍片231上，第二部件332b的一端设有固定孔3320，可利用一锁固组件334将热导管332以固定于板件333的固定孔3331上（如图8B所示）。后续再将板件333固定于盒体20的底面203的外侧上（如图8C及图8D所示）。于此实于此实施例中，热导管332的散热方式与上述实施例相仿，于此不再赘述。

综上所述，本发明提供一种电动车的电池充电装置，其内部的电子元件可利用导接线将其电连接于电路板总成，如此不只可避免电动车运转或行进时产生振动而造成电池充电装置内部的电子元件的损坏，且可增加连接的可靠度。此外，电子元件可利用固定装置将其固定于盒体的侧壁或底面，如此不只可以固定被动元件且可透过固定装置提供热传导路径以及增加接触面积而有效地降低被动元件与盒体间的热阻，进而提升散热效率。再则，电子元件于固定至盒体的侧壁时，电子元件与电路板总成之间可存在间隙，该间隙可提供其他电子元件设置，因此使电池充电装置的内部空间配置更具灵活性且可进一步小型化。更甚者，本发明电池充电装置的散热结构通过使用热导管设置于散热鳍片上，提升散热结构的散热效率，以及可以将风扇直接对散热鳍片进行散热，且不需通过导流结构便可达到散热的目的，更使其小型化并且降低成本。

本发明得由熟习此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求所欲保护者。

Claims

1.一种电动车的电池充电装置，至少包括：

一盒体，具有多个侧壁、一底面及一容置部；

一电路板总成，设置于该盒体的该容置部；以及

至少一电子元件，包括：

一被动元件，包括多个导接线，电连接于该电路板总成；以及

一固定装置，其架构于容置该被动元件，且将该被动元件固定于该盒体的该多个侧壁与该底面的任一者上，该固定装置包括：

一夹持载体；

一夹持盖体，枢接于该夹持载体，以架构于使该夹持盖体可相对于该夹持载体轴转，且该夹持盖体与该夹持载体相组接以定义形成一容置空间，其中该容置空间架构于容置与夹固该被动元件；以及

一固定部，设置于该夹持载体，用于使该电子元件固定于该盒体的该多个侧壁与该底面的任一者上。

2.如权利要求1所述的电动车的电池充电装置，其特征在于，该电子元件更包括一绝缘层，设置于该被动元件与该固定装置之间。

3.如权利要求1所述的电动车的电池充电装置，其特征在于，该被动元件包括多个连接端，该多个连接端的一端与该多个导接线连接，该多个连接端的另一端电连接于该电路板总成。

4.如权利要求1所述的电动车的电池充电装置，其特征在于，该夹持载体具有一第一侧壁，该第一侧壁的一侧缘包括一轴部，且该夹持盖体包括一轴承部，该轴承部与该轴部相组接。

5.如权利要求1所述的电动车的电池充电装置，其特征在于，该夹持载体具有一第二侧壁，该第二侧壁的一侧缘具有一第一卡扣部，且该夹持盖体包括一第二卡扣部，该第一卡扣部与该第二卡扣部相卡扣。

6.如权利要求1所述的电动车的电池充电装置，其特征在于，该夹持盖体的内侧面及/或该夹持载体的内侧面设置一或多个凸出部。

7.如权利要求1所述的电动车的电池充电装置，其特征在于，该固定部设置于该夹持载体的任一侧壁的一延伸部上。

8.如权利要求1所述的电动车的电池充电装置，其特征在于，该夹持载体与该夹持盖体分别以一金属材料制成。

9.一种电动车的电池充电装置，至少包括：

一盒体，具有多个侧壁、一底面及一容置部；

一电路板总成，设置于该盒体的该容置部；

至少一电子元件，包括：

一固定装置，其架构于容置该被动元件，且将该被动元件固定于该盒体的该多个侧壁与该底面的任一者上；以及

一散热结构，设置于该盒体的该底面的外侧，且包括：

多个散热鳍片，具有至少一个穿孔；以及

多个热导管，每一该热导管部分穿设于该多个散热鳍片，且包括：

至少一第一部件，分别穿设于该至少一个穿孔；以及

一第二部件，其连接于该至少一第一部件。