充电桩的制作方法

本案是关于一种电源供应装置，尤指一种充电桩。

背景技术：

随着汽车工业的发展，环境污染与能源短缺等问题已经逐渐成为当前急需克服的问题。由于电动车具有环保、节能等优势，因此已逐渐地被发展与推广以取代传统的燃油车。近年来，电动车的数量快速增加，使得电动车的地面充电装置或充电桩的需求也逐渐增大，因此充电桩遂成研发的重点。

目前，用于对电动车充电的充电桩是为一单体装置，其包含单一壳体以及一电路板总成，其中壳体具有容置空间，且壳体的两侧分别具有开口。电路板总成是经由前述开口而安装且固设于壳体的容置空间内。壳体还包括两组防泼水机构，其分别安装于壳体的对应开口处，以达到防水以及通风的目的。然而，现有的充电桩是将各功能电路整合为电路板总成，且将电路板总成安装于单一壳体的内部，因此若部分电路或电子元件损坏或故障而需维修或更换时，则需先将两侧的防泼水机构拆卸，并从开口处移出电路板总成，以进行维修或更换，因此维修及保养的工序复杂且需要耗费较长的时间，且于维修时可能需要对整个电路板总成进行更换，使维修成本增加。此外，现有的充电桩是为一无法扩充的单体装置，其可以输出的功率与规格于制造出厂时皆已预设且固定，因此仅能提供固定的输出功率，无法因应使用需求而扩充或变更，造成充电桩的应用受到限制。如欲提供不同输出功率的充电桩，则需要重新设计壳体以及电路板总成，因此将增加模具、治具以及生产制造成本，并且增加产品设计与生产的时间。再则，由于现今的充电桩是为单体装置，其体积较大且不易拆解运输，导致运输成本较高。

另一方面，目前的充电桩的防泼水结构包括多个通道以及挡板，其结构复杂、成本较高且防水效果较差。此外，防泼水结构是透过螺丝锁固方式安装于壳体的对应开口处，因此不只于生产组装时增加组装时间，且于日后维修时亦会增加维修的时间。再则，壳体于对应防泼水结构的组装处均需要额外设置锁固部及锁固孔，其不只使壳体结构设计较为复杂，且不易对位与定位而不利于组装作业，并且螺丝于长时间使用后易因生锈或疲劳而损坏，进而影响后续的拆卸作业。

此外，当充电桩于运作时，电路板总成于进行电源转换时会产生大量热能，由于现有的充电桩缺乏有效的散热机制，因此散热效率不佳，影响充电桩的运作效能。

有鉴于此，实有必要发展一种改良的充电桩以解决现有技术所面临的问题。

技术实现要素：

本案的目的在于提供一种充电桩，以解决习知技术的整体结构复杂、组装不易、生产与维修成本较高、维修作业时间较长、防水效率较差、无法依使用需求扩充以提高输出功率、散热不佳等问题。

本案的另一目的在于提供一种充电桩，其具有模组化的电源模组以及模组化的控制模组，借此可简化整体结构、降低生产与维修成本、减少生产、组装与维修时间、提升散热效能，并且可以因应使用功率需求而扩充，借此可避免重新设计的成本与时间，且提升应用的广度。此外，本案的充电桩更具有防水结构，夹设于电源模组与控制模组之间，且环设于电源模组与控制模组的各开口，借此可提升防水效果、简化结构以及降低组装与维修时间。

为达上述目的，本案的一较广义实施样态为提供一种充电桩，包含一支架、一控制模组以及至少一电源模组。控制模组固设于支架，且包含第一壳体、控制单元及至少一防水结构。第一壳体包含至少一第一开口，控制单元设置于第一壳体内，且该至少一防水结构环设于该至少一第一开口的周缘。该至少一电源模组是固设于支架，设置于控制模组上，且每一该电源模组包含第二壳体及电源供应单元。第二壳体包含至少一第二开口，且电源供应单元设置于第二壳体内。第二壳体的该至少一第二开口是连通第一壳体的该至少一第一开口，控制单元与该至少一电源模组的该电源供应单元电性连接，且该至少一防水结构夹设于第一壳体与第二壳体之间且环设于该第一壳体的该至少一第一开口的周缘及该第二壳体的该至少一第二开口的周缘。

在本实用新型的一实施例中，该控制模组与该电源模组分别为一模组化结构。

在本实用新型的一实施例中，所述的充电桩还包括至少一线缆，其中该控制单元通过该线缆经由该第一开口与该第二开口与该电源供应单元电性连接。

在本实用新型的一实施例中，该控制模组及该电源模组分别通过至少一固定元件固设于该支架。

在本实用新型的一实施例中，该防水结构为一挠性防水垫圈，其中该电源模组是以重力压合于该防水结构，使该防水结构压缩变形，且使该防水结构夹设固定于该第一壳体与该第二壳体之间。

在本实用新型的一实施例中，该第一壳体还包含一凸出部，该凸出部是沿该第一开口的该周缘环绕设置且从该第一壳体向外延伸，其中该凸出部具有一平台，且该防水结构设置于该凸出部的该平台上。

在本实用新型的一实施例中，该防水结构包含：

一固定部，与该凸出部的该平台相卡合组接；

一缓冲部，具有一中空结构，且因应该电源模组的重力压合而产生压缩形变；

至少一延伸部，是由该缓冲部的一顶部向外延伸，且架构于与该电源模组的该第二壳体接触；以及

一凹陷部，位于该缓冲部的该顶部，且邻近于该至少一延伸部。

在本实用新型的一实施例中，该支架包含：

一第一支柱；

一第二支柱；

一第一横梁，连接于该第一支柱及该第二支柱之间，且包含一第一凹部；以及

一第二横梁，连接于该第一支柱及该第二支柱之间，且包含一第二凹部，其中该第一横梁、该第一支柱、该第二横梁及该第二支柱定义形成一中空部，且该第一凹部及该第二凹部分别与该中空部相连通，

其中，该第一壳体的一背面与该第二壳体的一背面是与该中空部、该第一凹部及该第二凹部定义形成一气流通道。

在本实用新型的一实施例中，该电源模组还包含多个散热鳍片，设置于该第二壳体的该背面，且对位于该支架的该中空部。

在本实用新型的一实施例中，所述的充电桩还包含一风扇，设置于该第二壳体的该背面，且邻近于该多个散热鳍片，并且对位于该支架的该中空部。

在本实用新型的一实施例中，该至少一电源模组包括多个电源模组，且该多个电源模组是相邻且平行排列于控制模组上，其中该至少一防水结构包括多个防水结构，且该控制模组的该第一壳体包含多个第一开口，其中每一该电源模组的该第二壳体的该第二开口是连通于该第一壳体中所对应的该第一开口，且每一该电源模组的该第二壳体与该控制模组的该第一壳体之间夹设对应的该防水结构。

在本实用新型的一实施例中，该多个电源模组通过多个螺柱组接并一同固接于该支架，且任两相邻的该电源模组之间具有一间隙。

附图说明

图1为本案第一实施例的充电桩的外观示意图；

图2为图1所示充电桩的a-a截面结构示意图；

图3为本案第二实施例的充电桩的截面结构示意图；

图4a为图3所示充电桩的控制模组的一变化例的截面结构示意图；

图4b为图4a所示的防水结构于第一壳体与第二壳体组装后的截面结构示意图；

图5为图1所示充电桩的背面结构示意图；

图6为图5所示充电桩的b-b截面结构示意图；

图7为本案第三实施例的充电桩的外观示意图；

图8为图7所示充电桩的c-c截面结构示意图。

【符号说明】

100、100a、100b：充电桩

1：控制模组

10：第一壳体

10a：第一开口

10b：第一容置空间

11：防水结构

11a：固定部

11b：缓冲部

11c：延伸部

11d：凹陷部

12：控制单元

13：凸出部

13a：平台

2：电源模组

20：第二壳体

20a：第二开口

20b：第二容置空间

21：电源供应单元

22：散热鳍片

23：间隙

3：支架

31：第一支柱

32：第二支柱

33：第一横梁

34：第二横梁

35：中空部

36：第一凹部

37：第二凹部

4：线缆

5：固定元件

6：风扇

7：螺柱

a-a、b-b、c-c：截面

具体实施方式

体现本案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。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非架构于限制本案。

请参阅图1及图2，其中图1为本案第一实施例的充电桩的结构示意图，图2为图1所示充电桩的a-a截面结构示意图。本案的充电桩100包含控制模组1、电源模组2及支架3。控制模组1包含第一壳体10、防水结构11及控制单元12。第一壳体10包含第一开口10a，控制单元12设置于第一壳体10内，且防水结构11环设于第一壳体10的第一开口10a的周缘。电源模组2包含第二壳体20及电源供应单元21。第二壳体20包含第二开口20a，且电源供应单元21设置于第二壳体20内。于本实施例中，控制模组1与电源模组2是分别为模组化结构，控制模组1及电源模组2分别固设于支架3，且电源模组2设置于控制模组1上。电源模组2的第二壳体20的第二开口20a是连通控制模组1的第一壳体10的第一开口10a，控制模组1的控制单元12与电源模组2的电源供应单元21电性连接，且防水结构11夹设于第一壳体10与第二壳体20之间且环设于第一开口10a的周缘及第二开口20a的周缘。

于本实施例中，电源模组2是以重力压合的方式设置于控制模组1上，使电源模组2的第二壳体20的第二开口20a对位且连通控制模组1的第一壳体10的第一开口10a，并使控制模组1的控制单元12利用线缆4经由第一开口10a与第二开口20a而与电源模组2的电源供应单元21电性连接。由于电源模组2以重力压合的方式设置于控制模组1之上，因此控制模组1的防水结构11将因电源模组2的重力作用而夹设于第一壳体10与第二壳体20之间，借此防水结构11可环设于第一壳体10的第一开口10a的周缘以及第二壳体20的第二开口20a的周缘，以将第一壳体10的第一开口10a与第二壳体20的第二开口20a的组接处完成密封组接。于本实施例中，控制模组1及电源模组2是分别固设于支架3上。控制模组1及电源模组2可分别利用至少一固定元件5，例如但不限于螺丝，通过锁固方式而固定于支架3上。应强调的是，控制模组1及电源模组2固设于支架3的方式并不以前述实施例为限，其他固定方式，例如卡扣等方式，亦可并入参考。

于一些实施例中，防水结构11可为挠性防水垫圈，透过电源模组2以重力压合于控制模组1的防水结构11上，且将控制模组1与电源模组2皆固接于支架3使彼此的相对距离固定，如此可使防水结构11压缩变形并且将第一壳体10的第一开口10a与第二壳体20的第二开口20a的组接处密封组接，进而使控制模组1及电源模组2内部形成相互连通且整体密闭的防水空间。透过前述方式，本案的充电桩100可利用无螺丝方式将防水结构11固定于控制模组1及电源模组2之间，即可达到例如至少ip55的防水及外来物防护等级的效能，且无需于控制模组1的第一壳体10及电源模组2的第二壳体20上设置额外的锁固部及锁固孔来组装防水结构11，借此可达到简化结构、便于组装与拆卸维修、以及提升防水效能等功效。

于本实施例中，电源供应单元21包括一电路转换电路，该电源转换电路是包括一电路板以及多个电子元件，例如但不限于磁性元件、电感器、开关元件、电容器及电阻器等。电源供应单元21的电源转换电路是接收一输入电源，且将该输入电源转换为一输出电源，以提供一特定输出功率的电能。控制单元12是架构于控制电源供应单元21的运作。于本实施例中，控制模组1与电源模组2分别为模组化结构，且无须复杂的壳体结构设计，借此可简化整体结构、降低生产成本、降低生产与组装时间。此外，当控制模组1或电源模组2的部分电路或电子元件损坏或故障时，可容易地拆卸且仅需维修或更换故障或损坏的模组部分，借此可降低维修成本、减少维修时间。再则，控制模组1与电源模组2分别为模组化结构，因此可以因应使用功率需求而扩充，例如增加多个电源模组2，借此可避免重新设计的成本与时间，且提升应用的广度。

于一些实施例中，控制模组1的第一壳体10具有一第一容置空间10b以容置控制单元12，且第一开口10a是设置于第一壳体10的一侧面。电源模组2的第二壳体20具有一第二容置空间20b以容置电源供应单元21，且第二开口20a是设置于第二壳体20的一侧面。第一壳体10的第一开口10a相对于第二壳体20的该侧面所形成的投影区域是等于或涵盖于该第二开口20a的轮廓区域。于另一些实施例中，控制模组1的第一壳体10具有一第一开口10a，且电源模组2的第二壳体20具有多个第二开口20a，其中多个第二开口20a皆设置于第二壳体20的同一侧面。第一壳体10的第一开口10a相对于第二壳体20的该侧面的投影区域是等于或涵盖于多个第二开口20a的轮廓区域。因此，当电源模组2以重力压合的方式设置于控制模组1上时，电源模组2的第二壳体20的多个第二开口20a连通于控制模组1的第一壳体10的第一开口10a，借此使控制模组1及电源模组2内部形成相互连通的防水空间。透过多个第二开口20a的设置方式，当需使用多个线缆4来实现较复杂接线时，不同的线缆4可穿设于不同的第二开口20a中，借此可辅助使用者判断不同线缆4的用途，亦可于安装时达到辅助定位的效果。应强调的是，第一壳体10的第一开口10a的数量以及第二壳体20的第二开口20a的数量不以上述实施例为限，可依据实际应用需求调整变化。

请参阅图3，图3为本案第二实施例的充电桩的截面结构示意图。于本实施例中，充电桩100a的结构与图1及图2所示的充电桩100的结构相似，其中相同的元件标号代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。不同于第1及2图所示的充电桩100，于本实施例中，控制模组1的第一壳体10还包含凸出部13，凸出部13是沿第一壳体10的第一开口10a的周缘环绕设置，且从第一壳体10的该侧面向外延伸。于一些实施例中，凸出部13具有一平台13a，且防水结构11是设置于凸出部13的平台13a上。当控制模组1与电源模组2组装结合时，电源模组2是以重力压合位于控制模组1的凸出部13上的防水结构11，使防水结构11压缩变形并夹设于第一壳体10的凸出部13与第二壳体20之间，换言的，使防水结构11环绕设置于第一壳体10的第一开口10a的周缘与第二壳体20的第二开口20a的周缘，借此使第一壳体10的第一开口10a与第二壳体20的第二开口20a的组接处完成密封组接。此外，透过第一壳体10的凸出部13的设置，使电源模组2与控制模组1于组装过程中不易发生碰撞，借此可提升组装的便利性，且可避免元件于组装过程中因碰撞而导致损坏。

图4a为图3所示充电桩的控制模组的一变化例的截面结构示意图，图4b为图4a所示的防水结构于第一壳体与第二壳体组装后的截面结构示意图。如第4a及4b图所示并请参阅图3，于一些实施例中，防水结构11是为一挠性防水垫圈，其中挠性防水垫圈以橡胶垫圈为较佳，但不以此为限。防水结构11包含固定部11a、缓冲部11b、至少一延伸部11c以及凹陷部11d。防水结构11是设置于第一壳体10的凸出部13上，且防水结构11通过其固定部11a与凸出部13的平台13a相卡合而组接，借此使防水结构11固设于凸出部13上。缓冲部11b具有一中空结构，且缓冲部11b可因应电源模组2的重力压合而产生压缩形变。每一延伸部11c是从缓冲部11b的顶部向外延伸，用于与电源模组2的第二壳体20接触。于一些实施例中，至少一延伸部11c是以两个延伸部11c为较佳，但不以此为限。凹陷部11d是形成于缓冲部11b的顶部，且邻近于延伸部11c，其中凹陷部11d以位于两个延伸部11c之间为较佳。

于本实施例中，当电源模组2以重力压合于控制模组1时，防水结构11的缓冲部11b受重力挤压而产生压缩形变，以达到类似气垫的缓冲效果，借此可避免元件因直接碰撞而损坏。此外，由于电源模组2以重力压合于防水结构11上，使两个延伸部11c与电源模组2的第二壳体20接触，且使防水结构11的凹陷部11d的表面亦与电源模组2的第二壳体20接触，借此可避免电源模组2的第二壳体20与防水结构11间形成气隙，以提升防水效果。

图5为图1所示充电桩的背面结构示意图，以及图6为图5所示充电桩的b-b截面结构示意图。如图5及图6所示，于一些实施例中，支架3包含第一支柱31、第二支柱32、第一横梁33及第二横梁34，其中第一横梁33及第二横梁34是分别连接于第一支柱31及第二支柱32之间，且第一横梁33、第一支柱31、第二横梁34及第二支柱32所包围的空间定义形成一中空部35。此外，第一横梁33包含第一凹部36，第二横梁34包含第二凹部37，其中第一凹部36及第二凹部37分别与中空部35相连通。控制模组1的第一壳体10及电源模组2的第二壳体20皆锁固连接于支架3的第一支柱31及第二支柱32，且第一壳体10的背面与第二壳体20的背面是与支架3的中空部35、第一凹部36及第二凹部37之间定义形成气流通道，其中第一凹部36及第二凹部37的各开口可作为气流通道的出入口。

请再参阅图5及图6，于一些实施例中，电源模组2还包含多个散热鳍片22，设置于第二壳体20的背面。当电源模组2锁固连接于支架3时，位于第二壳体20的背面的多个散热鳍片22是对位于支架3的中空部35，因此透过散热鳍片22的设置，可大幅增加电源模组2的散热面积，以提升充电桩100的散热效率。于一些实施例中，充电桩100还包含风扇6，风扇6是设置于电源模组2的第二壳体20的背面，且邻近于多个散热鳍片22。当电源模组2锁固于支架3时，位于第二壳体20的背面的风扇6是对位于支架3的中空部35，透过风扇6产生气流，可使气流于前述气流通道中流动并加速流经多个散热鳍片22，以通过主动散热机制提升充电桩100的散热效能。应强调的是，风扇6的数量、设置位置以及驱动的气流方向等并不以前述实施例为限，可依实际应用需求而变化。于一些实施例中，充电桩100还包含一防火外壳或装饰外壳(未图示)，该防火外壳或装饰外壳是罩盖于控制模组1及电源模组2的外部，借此以达到防火或装饰的效果，亦即当充电桩100设置于户外且发生火灾或极端环境温度情况发生时，可避免充电桩100因高温或低温而受损。

图7为本案第三实施例的充电桩的外观示意图，以及图8为图7所示充电桩的c-c截面结构示意图。如图7及图8所示，于本实施例中，充电桩100b的结构与图1及图2所示的充电桩100的结构相似，其中相同的元件标号代表相似的元件结构与功能，于此不再赘述。不同于图1及图2所示的充电桩100，本案的充电桩100b包含多个模组化的电源模组2以及单一个模组化的控制模组1。多个电源模组2具有相同的结构、功能与尺寸，且分别可提供一特定输出功率。控制模组1包含多个防水结构11，且第一壳体10包含多个第一开口10a。于一些实施例中，电源模组2的数量、控制模组1的防水结构11的数量，以及第一壳体10的第一开口10a的数量相同。于本实施例中，充电桩100b包含两个电源模组2，控制模组1包括两个防水结构11，且第一壳体10具有两个第一开口10a。每一个电源模组2分别以重力压合的方式设置于控制模组1上，使每一个电源模组2的第二壳体20的第二开口20a分别对位且连通于控制模组1的第一壳体10的对应第一开口10a。每一个电源模组2的电源供应单元21是分别以各自的线缆4经由第一开口10a与第二开口20a而与控制模组1的控制单元12电连接。由于每个电源模组2皆以重力压合的方式设置于控制模组1之上，使控制模组1的对应防水结构11夹设于控制模组1的第一壳体10与电源模组2的第二壳体20之间，借此实现防水功效。于一些实施例中，两个电源模组2是相邻且平行排列于控制模组1之上。控制模组1是固设于支架3，而两个相邻且平行排列的电源模组2可利用例如但不限于多个螺柱7组接而一同固接于支架3。透过前述方式，本案的充电桩100b可利用无螺丝方式将两个防水结构11固定于控制模组1及两个电源模组2之间，即可达到例如至少ip55的防水及外来物防护等级的效能，且无需于控制模组1的第一壳体10及电源模组2的第二壳体20上设置额外的锁固部及锁固孔来锁固防水结构11，借此可达到简化结构、便于组装与拆卸维修、以及提升防水效能等功效。

于本实施例中，两个电源模组2皆可拆卸地连接至控制模组1，由于控制模组1与电源模组2为模组化的设计，使用者可依据使用功率需求，将两个具相同或不同输出功率的电源模组2组装于控制模组1上，借此可提供所需的输出功率。举例而言，当使用单一个电源模组2时，充电桩100可提供例如20w的输出功率，而当使用两个电源模组2时，充电桩100b可提供例如40w的输出功率，因此可依据使用需求扩充电源模组2的数量，以提供所需的输出功率。应强调的是，电源模组2的数量、控制模组1的防水结构11的数量以及第一壳体10的第一开口10a的数量不以前述实施例为限，可依据使用需求而变化。

于本实施例中，支架3的结构，以及控制模组1、电源模组2与支架3间所形成的气流通道、电源模组2的散热鳍片22、风扇6等结构与配置，与图5及图6所示实施例相似，于此不再赘述。于一些实施例中，相邻且平行排列的两个电源模组2是利用多个螺柱7相连接并一并固接于支架3，且两个电源模组2之间保持一间隙23，因此远离支架3的电源模组2的散热鳍片22以及风扇6可容置于间隙23中，借此可提升充电桩100b的散热效果。

综上所述，本案提供一种充电桩，其具有模组化的电源模组以及模组化的控制模组，借此可简化整体结构、降低生产与维修成本、减少生产、组装与维修时间、提升散热效能，且可以因应使用功率需求而扩充，借此可避免重新设计的成本与时间，且提升应用的广度。此外，本案的充电桩更具有防水结构，夹设于电源模组与控制模组之间，且环设于电源模组与控制模组的各开口，借此可提升防水效果、简化结构以及降低组装与维修时间。

本案得由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如所附权利要求书所欲保护的范围。