充电机的制作方法

本发明涉及一种列车上用的充电机，具体是涉及一种小型化、低重量、高散热效率的充电机。

背景技术：

充电机用于所有高铁、动车、车辆及用到蓄电池供电的相关设施，是重要的供电设备。充电机通常包括输入电路、全桥逆变电路、输出电路及控制电路等充电电路，涉及到整流桥模块、输入接触器、滤波器、限流电阻、放电电阻、输入滤波电容、IGBT模块、IGBT吸收电容，电压电流传感器、驱动板、主控板、接线端子、高频变压器、输出滤波电感、滤波电容、EMI滤波器等多个器件，参见图8，由于部分器件不能放置在潮湿的环境工作，通常需要借助外壳进行封闭的腔体，以达到高防护等级的需要，由于部分器件有散热需求，通常需要设计散热结构，因此，现有的充电机结构是将众多器件布置在整体的一个壳体里面，并在壳体的背面安装散热器，采取自然冷却，所以散热器就比较大，充电机的体积也较大，致使充电机的整体重量较重，由于充电机的壳体多为高IP防护等级要求的壳体，特别是用于高铁、动车等列车上的充电机，由于功率较大，其体积大，重量重、散热慢等问题更为突出，造成列车运行能耗较大，因此，剖切需要设计一种新的充电机结构，以达到降低充电机的体积及重量、有利于列车设备的减重、降低列车运行能耗的目的。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出一种小型化、低重量、高散热效率的充电机，有利于列车设备的减重、降低列车运行能耗。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种充电机，包括前仓室、后仓室和将所述前仓室和所述后仓室分割开的分隔板，还包括散热器，所述散热器安装于所述分隔板上预留的安装口处，所述散热器主要由安装面和若干自所述安装面延伸出的散热翅片组成，所述散热器与所述分隔板之间密封连接，所述安装面设置于所述前仓室内，所述散热翅片设置于所述后仓室内，围成所述前仓室的壳体及所述分隔板具备IP防护等级要求，围成所述后仓室的壳体上设有进风口和出风口，所述进风口处安装有风机；组成所述充电机的充电电路的器件中需要IP防护的器件安装于所述前仓室内，组成所述充电机的充电电路的器件中不需IP防护的器件安装于所述后仓室内。

进一步的，所述后仓室的壳体包括与所述散热器相对的第一后仓面和连接于所述第一后仓面与所述分隔板之间的相对设置的第二后仓面和第三后仓面，所述进风口位于第一后仓面上并与所述散热器正对，设有两个所述出风口，一个所述出风口设于所述第二后仓面上，另一个所述出风口设于所述第三后仓面上，两个所述出风口相对设置，且靠近所述分隔板与所述散热器的散热翅片正对。

进一步的，所述不需IP防护的器件包括高频变压器、输出滤波电感、输出滤波电容和输出滤波器。

进一步的，所述需要IP防护的器件包括输入整流桥、输出整流桥、IGBT模块、驱动板、充电电阻、放电电阻、电流互感器、接线端子、主控板、电源板、控制电源变压器、输入滤波器、输入滤波电容、输入电感、放电辅助触头、电机保护器、充电接触器、主接触器、连接器和电压传感器。

进一步的，所述输入整流桥、所述输出整流桥、所述IGBT 模块、所述驱动板、所述充电电阻和所述放电电阻安装于所述散热器的安装面上。

本发明的有益效果是：本发明提供一种充电机，将充电机分为前仓室和后仓室，其中，前仓室设计成具备高IP防护等级要求的密闭腔室，用于安装充电机的充电电路中需要IP防护的器件，即在前仓室内放置不能在潮湿及灰尘等环境工作的器件；后仓室不做IP防护等级要求，用于安装充电机的充电电路中不需IP防护的器件，即后仓室所安装的所有器件均为防水的器件。这样，可以实现对充电机的充电电路所涉及的多个器件进行结构优化，从而缩小充电机的整体体积，即减轻高IP防护等级要求的壳体的重量，进而达到降低了充电机的整体重量的目的。特别的，在前仓室和后仓室之间的分隔板上安装散热器，将散热器的安装面置于前仓室，散热器的散热翅片置于后仓室，并在后仓室内安装风机及进出风口，这样，通过散热翅片及风机的配合进行高效散热，可以大大提高散热效率，减小散热器本身体积，即减小了散热器的空间占用体积，进而达到减小充电机整体体积的目的，也可以将一些防水的发热器件放置在后仓室，从而降低了充电机所需的散热功率。因此，本发明是一种小型化、低重量、高散热效率的充电机，有利于列车设备的减重、降低列车运行能耗。

附图说明

图1为本发明充电机的外形一视图；

图2为本发明充电机的外形另一视图；

图3为本发明充电机去除前侧板和右侧板后的立体视图；

图4为本发明充电机去除前侧板后的前视图；

图5为本发明中充电机去除顶板后的上视图；

图6为本发明充电机去除底板后下视图；

图7为本发明充电机去除底板及其上安装的部件后的下视图；

图8为本发明充电机的充电电路的主回路图。

具体实施方式

为使本发明能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

如图1、图3和图4所示，一种充电机，包括前仓室1、后仓室2和将所述前仓室和所述后仓室分割开的分隔板3，还包括散热器4，所述散热器安装于所述分隔板上预留的安装口处，所述散热器主要由安装面401和若干自所述安装面延伸出的散热翅片402组成，所述散热器与所述分隔板之间密封连接，较佳的，散热器与分隔板之间的间隙用密封胶进行密封；所述安装面设置于所述前仓室内，所述散热翅片设置于所述后仓室内，围成所述前仓室的壳体及所述分隔板具备IP防护等级要求，围成所述后仓室的壳体上设有进风口201和出风口 202，所述进风口处安装有风机30；组成所述充电机的充电电路的器件中需要IP防护的器件安装于所述前仓室内，组成所述充电机的充电电路的器件中不需IP防护的器件安装于所述后仓室内。

上述结构中，将充电机分为前仓室和后仓室，其中，前仓室设计成具备高IP防护等级要求的密闭腔室，用于安装充电机的充电电路中需要IP防护的器件，即在前仓室内放置不能在潮湿及灰尘等环境工作的器件；后仓室不做IP防护等级要求，用于安装充电机的充电电路中不需IP防护的器件，即后仓室所安装的所有器件均为防水的器件。这样，可以实现对充电机的充电电路所涉及的多个器件进行结构优化，从而缩小充电机的整体体积，即减轻高IP防护等级要求的壳体的重量，进而达到降低了充电机的整体重量的目的。特别的，在前仓室和后仓室之间的分隔板上安装散热器，将散热器的安装面置于前仓室，散热器的散热翅片置于后仓室，并在后仓室内安装风机及进出风口，这样，通过散热翅片及风机的配合进行高效散热，可以大大提高散热效率，减小散热器本身体积，即减小了散热器的空间占用体积，进而达到减小充电机整体体积的目的，也可以将一些防水的发热器件放置在后仓室，从而降低了充电机所需的散热功率。因此，本发明是一种小型化、低重量、高散热效率的充电机，有利于列车设备的减重、降低列车运行能耗。

参见图1、图2和图3，示例出了本发明充电机整体外形的一种优选结构，基于该图例，充电机的整体外形呈长方体状，包括前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、顶板及底板。具体实施时，可通过构造长方体的框架，然后将前侧板、后侧板、左侧板、右侧板、顶板及底板固定在框架上，形成充电机的方形箱体结构，分隔板设于长方体的中部，将长方体内空间分割成方形的前仓室和方形的后仓室，以在围成前仓室及后仓室的各面上安装组成充电机的充电电路的器件。

优选的，参见图5，后仓室的壳体包括与所述散热器相对的第一后仓面、连接于所述第一后仓面与所述分隔板之间的相对设置的第二后仓面及第三后仓面和连接于所述第一后仓面与所述分隔板之间的相对设置的第四后仓面及第五后仓面，所述进风口及所述风机位于第一后仓面上并与所述散热器正对，设有两个所述出风口，一个所述出风口设于所述第二后仓面上，另一个所述出风口设于所述第三后仓面上，两个所述出风口相对设置，且靠近所述分隔板与所述散热器的散热翅片正对。也就是说后仓室从后方进风，从上下出风口出风，通过风机与两个出风口的配合，以及出风口与散热器的散热翅片的位置相对，实现高效的散热。

参见图4和图5，后仓室用于安装不需IP防护的器件，包括高频变压器5、输出滤波电感6、输出滤波电容7和输出滤波器8。优选的，将输出滤波器安装于壳体的第一后仓面上，位于风机的一侧，将高频变压器安装于第四后仓面上，将输出滤波电感及输出滤波电容安装于第五后仓面上，这样，可以达到接线方便，走线较短的目的，但不限于此，其他排布设置方式也可以。

参见图4、图6和图7，前仓室用于安装需要IP防护的器件，包括输入整流桥9、输出整流桥10、IGBT模块11、驱动板12、放电电阻13、充电电阻14、电流互感器15、接线端子 16、主控板17、电源板18、控制电源变压器19、电压传感器 20、输入滤波器21、输入滤波电容22、输入电感23、放电辅助触头24、电机保护器25、充电接触器26、主接触器27、连接器28等。优选的，将输入整流桥9、输出整流桥10、IGBT 模块11、驱动板12、放电电阻13和充电电阻14等需散热的器件安装于所述散热器的安装面上；优选的，前仓室呈方形箱体结构，除分隔板及散热器所在的面外，后仓室的壳体包括与所述散热器相对的第一前仓面、连接于所述第一前仓面与所述分隔板之间的相对设置的第二前仓面及第三前仓面和连接于所述第一前仓面与所述分隔板之间的相对设置的第四前仓面及第五前仓面，优选的，将电流互感器15、接线端子16(比如端子排)安装于第四前仓面上，将主控板17及电源板18 安装于第一前仓面上，将控制电源变压器19、电压传感器20 安装于第五前仓面上，将输入滤波器21、输入滤波电容22、输入电感23、放电辅助触头24、电机保护器25、充电接触器 26、主接触器27和连接器28等安装于第二前仓面及第三前仓面上，这样，可以达到接线方便，走线较短的目的，但不限于此，其他排布设置方式也可以。前仓室的防护等级可根据需要设置，比如为IP55，前仓室所有的进出线均通过防水接头进出。

参见图8，示出了本发明充电机的充电电路的主回路图，由图可以看出，主回路图中涉及的多个器件均被合理安装于充电机的前仓室及后仓室中。

综上，本发明将充电机分为前仓室和后仓室，将一些可以防水的发热器件放置在后仓室，降低了充电机所需的散热功率，并对充电机的散热结构进行了改进设计，是一种结构更紧凑，散热效率更高的充电机。

以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。