一种用于新能源电动汽车充电桩的充电模块的制作方法

本发明涉及充电模块领域，尤其是一种用于新能源电动汽车充电桩的充电模块。

背景技术：

汽车产业是国民经济的重要支柱产业，在国民经济和社会发展中发挥着重要作用。在今后较长一段时期汽车需求量仍将保持增长势头，由此带来的能源紧张和环境污染问题将更加突出。新能源电动汽车的出现既能有效缓解能源和环境压力，推动汽车产业可持续发展的紧迫任务，也是加快汽车产业转型升级、培育新的经济增长点和国际竞争优势的战略举措。

新能源电动汽车的充电需要配套的充电桩才能实现。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩的功能是将电网的电能转化为电动汽车车载蓄电池的电能。而充电桩的核心是充电模块，多个充电模块叠加在充电桩的机箱内。由于充电模块在工作上容易发热，因此，充电模块必须具备良好的通风结构，使得散热速度快，而现有的充电模块本身的体积大，元器件易发热，散热速度慢，存在容易造成元器件烧坏的隐患，减短充电模块的使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于新能源电动汽车充电桩的充电模块。

本发明解决的是现有的充电模块本身的体积大，元器件易发热，散热速度慢，存在容易造成元器件烧坏的隐患，减短充电模块使用寿命的问题。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：本发明包括箱体外壳和电路板，箱体外壳包括第一壳体、第二壳体和第三壳体；所述的第二壳体与第一壳体拼接构成一端为开口的箱体，所述第三壳体扣于箱体的开口处，所述的电路板包括第一电路板和第二电路板；所述的第一电路板和第二电路板分别利用压铆螺柱固定在第一壳体和第二壳体内侧；所述的第一电路板和第二电路板之间形成主通风道；所述的第一电路板和第二电路板相对的侧面上分别焊接散热片和元器件；所述的第二电路板上设有高频变压器和电感器；所述主通风道两端的箱体外壳上均设有通风散热孔。

进一步地，所述的第一壳体包括一体结构的底板、两第一侧板和端板；所述的第二壳体包括一体结构的盖板和两第二侧板；所述的第一侧板和第二侧板叠加连接；所述的第三壳体与所述的端板相对设置；所述的通风散热孔分布在端板和第三壳体上。

进一步地，所述的第一电路板的一端安装输入端子，第二电路板的一端安装输出端子；所述的端板上分别设有与输入端子、输出端子安装位置相适配的端子开孔；所述输入端子和输出端子分别置于端子开孔处，输入端子的一侧与第一电路板焊接，另一侧朝向箱体外侧；输出端子的一侧与第二电路板焊接，另一侧也朝向箱体外侧；所述的第一电路板和第二电路板之间的连接利用连接器插接。

进一步地，所述的第一电路板和底板之间形成第一次通风道，所述的第二电路板和盖板之间形成第二次通风道。

进一步地，所述第一电路板、第二电路板与第三壳体相邻的一侧形成安装缺口；所述的安装缺口处嵌有风机座，所述的风机座内装嵌风机；所述的风机座固定安装在第三壳体侧壁。

进一步地，所述第三壳体的侧壁上设有与所述风机座相邻的显示板固定架，所述的显示板固定架上安装有显示板，所述的显示板通过连接线与第二电路板连接，所述的显示板上还焊接显示灯，所述的显示灯设置于穿孔处。

进一步地，所述的第三壳体的两侧分别设有延伸板；所述的延伸板上安装提手和防脱螺丝；所述的第一壳体的侧板上设有可拆卸挡板，所述的可拆卸挡板的位置与连接器相对应。

进一步地，所述的散热片包括散热器主体和散热鳍片；所述的散热鳍片垂直于散热器主体相对的两侧壁上，构成第一组散热鳍片和第二组散热鳍片；第一组散热鳍片沿着散热器主体一侧壁的纵向等间距分布；所述第二组散热鳍片也沿着散热器主体另一侧壁纵向等间距分布在散热器主体的上端；所述的第二组散热片与所述散热器主体的侧壁构成侧通风道；所述相邻的两散热鳍片之间构成间隙通风道；所述的第一组散热鳍片和第二组散热鳍片沿着散热器主体的侧壁在横向上延伸，所述的第一组散热鳍片的长度与所述散热器主体侧壁的长度相同；所述的第二组散热鳍片的长度小于或等于第一组散热鳍片的长度。

进一步地，所述的电感器包括电感器绝缘板、电感器磁芯组件和电感器绕组线圈，所述的电感器磁芯组件安装在所述的电感器绝缘板上，包括第一磁芯和第二磁芯；所述的第一磁芯内侧设有第一半磁芯轴并与第一磁芯为一体，所述第二磁芯内侧设有第二半磁芯轴并与第二磁芯为一体；所述的第一磁芯和第二磁芯以第一半磁芯轴和第二半磁芯轴结合的接触平面为中心对称设置；所述第一半磁芯轴和第二半磁芯轴拼接构成电感器磁芯轴，所述的电感器绕组线圈缠绕在电感器磁芯轴上，所述电感器磁芯轴与绝缘板平行，其表面缠绕绝缘纸，绕卷后的绝缘纸成筒状，筒状结构的绝缘纸的两端分别绕卷第一挡墙结构；所述的电感器磁芯轴在轴向上开有一段缺口，所述的缺口处填充一填充块，所述的填充块分别与两侧的电感器磁芯轴之间形成第一气隙结构；所述的第一气隙结构将磁芯轴均匀分成三段。

进一步地，高频变压器包括变压器绝缘板、变压器磁芯组件和变压器绕组线圈；所述的变压器磁芯组件设于变压器绝缘板上，所述的变压器绕组线圈缠绕在变压器磁芯组件上；所述的变压器磁芯组件包括上磁芯和下磁芯，所述的上磁芯和下磁芯的中间分别设有上磁芯轴和下磁芯轴；所述的上磁芯和下磁芯叠加，以上磁芯和下磁芯接触平面为中心对称设置；所述的上磁芯轴和下磁芯轴拼接构成变压器磁芯轴，并且变压器磁芯轴与变压器绝缘板相互垂直；所述变压器磁芯轴的轴向上设有第二气隙结构；所述第二气隙结构沿着上磁芯轴和下磁芯轴接触平面为中心对称设置；所述变压器磁芯轴的表面也缠绕绝缘纸，绕卷后的绝缘纸成筒状，筒状结构的绝缘纸的两端分别绕卷第二挡墙结构。

本发明的有益效果是：

1、本发明设计的充电模块可单机或多台并机使用。

2、散热通道多，第一电路板和第二电路板之间的空隙为主通风道，第一电路板和箱体之间、第二电路板和箱体之间的空隙为次通风道，散热速度快，效果佳。

3、第一电路板和第二电路板之间的连接采用了拔插式的连接器，连接、拆卸速度快，接触效果好。

4、第三壳体上安装的防脱螺丝，能够避免拆卸时螺丝滚落、遗失；螺丝松动后直接被限位在了螺丝座上，并且在弹簧的作用下与螺纹孔自动分离；需要将螺丝拧入螺纹孔时，螺丝对准速度块，拧入方便，不用担心因为螺丝体积小、手易打滑而掉落、遗失。

5、散热片上的散热鳍片分布在散热器主体两侧，散热鳍片数量增多，相邻散热鳍片之间的间隙通风道多，侧通风道、间隙通风道与主通风道相通，散热效果好。

6.高频变压器和电感器均为无骨架设计，整体体积减少，绕组线圈存在的空间大，电感器和高频变压器的整体重量减轻，生产成本降低；减少了骨架，磁感应强大高，利用率提高。

7.高频变压器和电感器上的气隙结构能够减少电感器的损耗，减少线圈发热，延长电感器的使用寿命。

8.高频变压器和电感器上的挡墙结构具有束缚绕组线圈、增加绝缘距离的作用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的分解示意图之一。

图3是本发明的分解示意图之二。

图4是本发明之箱体内部通风道的结构示意图。

图5是本发明之散热片的结构示意图之一。

图6是本发明之散热片的结构示意图之二。

图7是本发明之电感器的结构示意图。

图8是本发明之电感器的剖面示意图。

图9是本发明之电感器磁芯轴的结构示意图。

图10是本发明之高频变压器的结构示意图。

图11是本发明之高频变压器磁芯轴结构示意图。

图12是本发明之第三壳体的结构示意图。

图中：1.第一壳体；10.底板；11.第一侧板；12.端板；120.端子开孔；2.第三壳体；20.通风散热孔；21.提手；22.防脱螺丝；23.风机座；24.穿孔；25.显示板固定架；3.第二壳体；30.盖板；31.第二侧板；4.电路板；40.第二电路板；400.输出端子；41.第一电路板；410.输入端子；42.第二次通风道；43.主通风道；44.第一次通风道；45.安装缺口；5.连接器；6.压铆螺柱；7.散热片；70.第二组散热鳍片；71.散热器主体；72.第一组散热鳍片；73.散热鳍片；74.间隙通风道；75.侧通风道；8.高频变压器；80.变压器绝缘板；81.下磁芯；810.下磁芯轴；82.变压器绕组线圈；83.绝缘纸；84.上磁芯；840.上磁芯轴；85.第二挡墙结构；86.第二气隙结构；9.电感器；90.电感器绝缘板；91.第一磁芯；910.第一半磁芯轴；92.第二磁芯；920.第二半磁芯轴；93.电感器绕组线圈；94.绝缘纸；95.第一挡墙结构；96.填充块；97.第一气隙结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明包括箱体外壳和电路板4。箱体外壳包括第一壳体1、第二壳体3和第三壳体2，第二壳体3与第一壳体1拼接构成一端为开口的箱体，第三壳体2扣于箱体的开口处。第一壳体1包括一体结构的底板10、两第一侧板11和端板12，第二壳体3包括一体结构的盖板30和两第二侧板31，第一侧板11和第二侧板31叠加连接，第三壳体2与端板12相对设置。

电路板4包括第一电路板41和第二电路板40，第一电路板41和第二电路板40分别利用压铆螺柱6固定在第一壳体1和第二壳体3内侧。第一电路板41的一端安装输入端子410，第二电路板40的一端安装输出端子400。端板12上分别设有与输入端子410、输出端子400安装位置相适配的端子开孔120，输入端子410和输出端子400分别置于端子开孔120处，输入端子410的一侧与第一电路板41焊接，另一侧朝向箱体外侧；输出端子400的一侧与第二电路板40焊接，另一侧也朝向箱体外侧。输入端子410和输出端子400朝向箱体外侧的端口用于连接其他控制电路板。利用输入端子410和输出端子400连接，固定效果好，连接方便。第一电路板41和第二电路板40之间的连接利用连接器5插接，连接器5采用拔插式的连接方式，安装拆卸速度快，接触效果好。

如图3和图4所示，第一电路板41和第二电路板40之间形成主通风道43，主通风道43两端的箱体外壳上均设有通风散热孔20。即通风散热孔20分布在端板12和第三壳体2上。第一电路板41和底板10之间形成第一次通风道44，第二电路板40和盖板30之间形成第二次通风道42。

第一电路板41和第二电路板40相对的侧面上分别焊接散热片7和元器件，第二电路板41上设有高频变压器8和电感器9。

如图5所示，散热片7包括散热器主体71和散热鳍片73。散热鳍片73垂直于散热器主体71相对的两侧壁上，构成第一组散热鳍片72和第二组散热鳍片70。第一组散热鳍片72沿着散热器主体71一侧壁的纵向等间距分布。第二组散热鳍片70也沿着散热器主体71另一侧壁纵向等间距分布在散热器主体71的上端。第二组散热片70与散热器主体71的侧壁构成侧通风道75，相邻的两散热鳍片73之间构成间隙通风道74。侧通风道75、间隙通风道74与主通风道43相贯通，分散在侧通风道75、间隙通风道74的热量能够扩散到主通风道43，随着空气流动的方向流出箱体。

如图6所示，第一组散热鳍片72和第二组散热鳍片70沿着散热器主体71的侧壁在横向上延伸，第一组散热鳍片72的长度与所述散热器主体71侧壁的长度相同。第二组散热鳍片70的长度小于或等于第一组散热鳍片72的长度。

如图7所示，电感器9包括电感器绝缘板90、电感器磁芯组件和电感器绕组线圈93。电感器磁芯组件安装在电感器绝缘板90上，包括第一磁芯91和第二磁芯92。第一磁芯91内侧设有第一半磁芯轴910并与第一磁芯91为一体，第二磁芯92内侧设有第二半磁芯轴920并与第二磁芯92为一体。

如图8所示，第一磁芯91和第二磁芯92以第一半磁芯轴910和第二半磁芯轴920结合的接触平面为中心对称设置。第一半磁芯轴910和第二半磁芯轴920拼接构成电感器磁芯轴，电感器绕组线圈93缠绕在电感器磁芯轴上，电感器磁芯轴与电感器绝缘板90平行，其表面缠绕绝缘纸94，绕卷后的绝缘纸94成筒状，筒状结构的绝缘纸94的两端分别绕卷第一挡墙结构95。

如图9所示，电感器磁芯轴在轴向上开有一段缺口，缺口处填充一填充块96。填充块96分别与两侧的电感器磁芯轴之间形成第一气隙结构97，第一气隙结构97将磁芯轴均匀分成三段。第一气隙结构97处利用固定胶连接填充块96和磁芯轴。

如图10所示，高频变压器8包括变压器绝缘板80、变压器磁芯组件和变压器绕组线圈82。变压器磁芯组件设于变压器绝缘板80上，变压器绕组线圈82缠绕在变压器磁芯组件上。变压器磁芯组件包括上磁芯84和下磁芯81，上磁芯84和下磁芯81的中间分别设有上磁芯轴840和下磁芯轴810。上磁芯84和下磁芯81叠加，以上磁芯84和下磁芯81接触平面为中心对称设置。

如图10所示，上磁芯轴84和下磁芯轴81拼接构成变压器磁芯轴，并且变压器磁芯轴与变压器绝缘板80相互垂直。变压器磁芯轴的轴向上设有第二气隙结构86。第二气隙结构86沿着上磁芯轴84和下磁芯轴81接触平面为中心对称设置。变压器磁芯轴的表面也缠绕绝缘纸84，绕卷后的绝缘纸83成筒状，筒状结构的绝缘纸83的两端分别绕卷第二挡墙结构85。

第一气隙结构97和第二气隙结构86能够减少电器件的损耗，减少线圈发热，延长电感器的使用寿命。第一挡墙结构95和第二挡墙结构85具有束缚绕组线圈、增加绝缘距离的作用。

如图3所示，第一电路板41和第二电路板40上相对于安装有输入端子410和输出端子400的与第三壳体2相邻的一侧形成安装缺口45，安装缺口45处嵌有风机座23，风机座23内装嵌风机，风机座23固定安装在第三壳体2侧壁。风机的转动，将空气带动起来，箱体内的热量顺着主通风道43、第一次通风道44、第二次通风道42、侧通风道75和间隙通风道74从通风散热孔20散发出去。

如图12所示，第三壳体2的侧壁上设有与风机座23相邻的显示板固定架25，显示板固定架25上安装有显示板，显示板通过连接线与第二电路板40连接，显示板上还焊接显示灯，显示灯设置于第三壳体2的穿孔24处。通过显示灯的指示了解充电模块的工作状态。

如图3所示，第三壳体2的两侧分别设有延伸板，延伸板上安装提手21和防脱螺丝22。提手21的作用是便于搬运充电模块；防脱螺丝22能够避免拆卸时螺丝滚落、遗失；螺丝松动后直接被限位在了螺丝座上，并且在弹簧的作用下与螺纹孔自动分离；需要将螺丝拧入螺纹孔时，螺丝对准速度块，拧入方便，不用担心因为螺丝体积小、手易打滑而掉落、遗失。

第一壳体1的侧板上设有可拆卸挡板，可拆卸挡板的位置与连接器相对应。可拆卸挡板的作用是方便插接连接器，又能便于检查充电模块的内部故障，及时检修和维护。