一种叠层电路板布局的充电机和电动车的制作方法

本实用新型涉及新能源设备领域，尤其涉及一种叠层电路板布局的充电机和电动车。

背景技术：

电动车因其不燃烧汽油产生动力，具有环保、污染小的特点，在旅游景区等对环境要求较高的地方得到广泛的应用。现有的电动车设有一个交流电机控制器，用于将蓄电池输出的直流电源转换成三相交流电源并驱动电机转动。

随着电动车的电气设备集成化，车载obc充电机的集成化也需要进行优化，车载obc充电机不仅需要承担外部电源的转换，将外部能源能够快速对主电池进行快速充电，且要维持电动车上一些低压电器的正常运作，故需要将dcdc模块集成到车载obc充电机能够有效提高设备集成化程度。

技术实现要素：

本实用新型的第一目的是提供一种高度集成化且运行稳定的叠层电路板布局的充电机。

本实用新型的第二目的是提供一种安装有上述充电机的电动车。

为了实现本实用新型第一目的，本实用新型提供一种叠层电路板布局的充电机，包括基座、下电路板、电感安装板、中电路板、上电路板、屏蔽板和连接件，下电路板上设置有dcdc功率变换电路，下电路板设置在基座上，电感安装板设置在基座上，电感安装板上设置有电感，电感安装板位于下电路板的横向侧部，电感安装板位于电感的纵向上部，基座位于电感的纵向下部，电感与基座邻接，中电路板设置在基座上，中电路板位于下电路板和电感安装板的纵向上部，中电路板上设置有交流端口滤波电路、辅助电源电路和高压直流端口滤波电路，交流端口滤波电路与电感连接，高压直流端口滤波电路和辅助电源电路位于下电路板的纵向上部，上电路板设置在基座上，上电路板位于中电路板的纵向上部，上电路板设置有pfc主电路、pfc控制电路、高压充电功率变换电路和高压充电变换控制电路，pfc控制电路位于交流端口滤波电路的纵向上部，高压充电变换控制电路位于高压直流端口滤波电路和辅助电源电路的纵向上部，pfc主电路和高压充电功率变换电路均位于pfc控制电路和高压充电变换控制电路的横向侧部，屏蔽板与基座固定连接，屏蔽板位于下电路板和中电路板之间，连接件连接在上电路板和下电路板之间，交流端口滤波电路与pfc主电路连接，pfc主电路与高压充电功率变换电路连接，高压充电功率变换电路与高压直流端口滤波电路连接，高压充电功率变换电路通过连接件与dcdc功率变换电路连接，pfc控制电路与pfc主电路连接，高压充电变换控制电路与高压充电功率变换电路连接。

由上述方案可见，通过下电路板、电感安装板、中电路板、上电路板叠层布置，可大大提高空间利用率，提高设备的集成度，并且将具有dcdc功率变换电路设置位于下方的下电路板，由于下电路板的上方是高压电路，而dcdc功率变换电路属于低压电路，故通过设置屏蔽板在位于下电路板和中电路板之间，利用屏蔽板的隔绝作用，提高设备运行的稳定性，而连接方式则采用连接件穿过中电路板地连接在上电路板和下电路板之间，优化线路的布局，通过扁平叠层电路板设置实现高度集成化的车载obc充电机。

更进一步的方案是，屏蔽板包括横板部和纵板部，横板部位于下电路板和中电路板之间，纵板部位于电感和下电路板之间。

更进一步的方案是，屏蔽板还包括设置在外周的多个安装部，安装部与基座连接。

更进一步的方案是，屏蔽板上还设置有支撑柱，支撑柱的第一端固定在屏蔽板上，支撑柱的第二端设置有固定孔，充电机还包括间隔环和第一连接螺钉，间隔环邻接在上电路板和中电路板之间，第一连接螺钉依次穿过上电路板、间隔环和中电路板与固定孔连接。

更进一步的方案是，充电机还包括绝缘件，绝缘件铺设在横板部上。

由上可见，通过纵板部设置在位于电感和下电路板之间，利用纵板隔离来自于电感的干扰，并在横板部设置绝缘件，从而进一步提高设备的运行稳定性，而利用固定设置的屏蔽板上再设置有支撑柱，通过支撑柱再进一步对上电路板和中电路板，从而优化安装结构和器件布局。

更进一步的方案是，高压充电功率变换电路位于下电路板的横向侧部，连接件位于中电路板和高压充电功率变换电路之间。

更进一步的方案是，连接件包括导电片，导电片的第一端部与dcdc功率变换电路焊接，导电片的第二端部呈弯曲设置，导电片的第二端设置有连接孔，第二连接螺钉穿过上电路板与连接孔连接。

更进一步的方案是，导电片的中部设置有绝缘套。

更进一步的方案是，连接件包括两个导电片，两个导电片的第二端朝不同方向弯曲，绝缘套套在两个导电片的中部外侧。

由上可见，通过将导电片设置在位于中电路板和高压充电功率变换电路之间，且导电片连接在上电路板和下电路板之间，且是从中电路板的外侧穿过，利用优化布局的导电片方便地进行电流流向的调整，绝缘套能够提高设备的运行稳定性。

为了实现本实用新型第二目的，本实用新型提供一种电动车，包括如上述方案的充电机。

由上述方案可见，通过下电路板、电感安装板、中电路板、上电路板叠层布置，可大大提高空间利用率，提高设备的集成度，并且将具有dcdc功率变换电路设置位于下方的下电路板，由于下电路板的上方是高压电路，而dcdc功率变换电路属于低压电路，故通过设置屏蔽板在位于下电路板和中电路板之间，利用屏蔽板的隔绝作用，提高设备运行的稳定性，而连接方式则采用连接件穿过中电路板地连接在上电路板和下电路板之间，优化线路的布局，通过扁平叠层电路板设置实现高度集成化的车载obc充电机。

附图说明

图1是本实用新型充电机实施例的结构图。

图2是本实用新型充电机实施例在另一视角下的结构图。

图3是本实用新型充电机实施例的结构分解图。

图4是本实用新型充电机实施例中屏蔽板的分解图。

图5是本实用新型充电机实施例中省略上电路板和中电路板后的结构图。

图6是本实用新型充电机实施例中基座的结构图。

图7是本实用新型充电机实施例中省略上电路板后的结构图。

图8是本实用新型充电机实施例中变压器的结构图。

图9是本实用新型充电机实施例中变压器的分解图。

图10是本实用新型充电机实施例中电感的结构图。

图11是本实用新型充电机实施例中变压器与上电路板连接处的剖视图。

图12是本实用新型充电机实施例中电容插板与上电路板连接处的剖视图。

图13是本实用新型充电机实施例的俯视图。

图14是本实用新型充电机实施例省略上电路板后的俯视图。

图15是本实用新型充电机实施例的系统框图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参照图1至图3，充电机1包括基座11、下电路板2、电感安装板5、中电路板4、上电路板8、屏蔽板3、连接件21、变压器6、电感板7和电容插板9。参照图4至图7，并结合图13和图14，基座11上设置有容纳槽121和容纳槽13，容纳槽121和容纳槽13沿横向上部下部相邻设置，且共用一侧壁布置。

下电路板2设置在基座11上，下电路板2上设置有dcdc功率变换电路20，dcdc功率变换电路20在边缘处设置有低压直流端口101。

下电路板2位于容纳槽121的横向左侧，电感安装板5设置在基座11上，电感安装板5上设置有电感51和交流端口102，交流端口102位于边缘处，电感安装板5位于下电路板2的横向下部，且位于容纳槽13的横向左侧，电感安装板5位于电感51的纵向上部，基座11位于电感51的纵向下部，基座11向电感51的下方设置有配合槽113，两个电感51通过绝缘导热片与基座11的配合槽113邻接。

中电路板4支承在基座11的多个支撑柱111上，中电路板4设置在位于下电路板2和电感安装板5的纵向上部，中电路板4上设置有交流端口滤波电路401、辅助电源电路和高压直流端口滤波电路403，交流端口滤波电路401包括emc滤波电路，emc滤波电路与电感51连接，交流端口滤波电路401位于电感安装板5的纵向上部，高压直流端口滤波电路403和辅助电源电路位于下电路板2的纵向上部。

屏蔽板3采用片状金属冲压裁切成型，屏蔽板3包括横板部31、横板部32、纵板部34和纵板部33，纵板部34连接在横板部31和横板部32之间，横板部31和横板部32之间具有高低差，横板部32位于靠纵向上方位置，横板部31设置有开口，纵板部33与横板部31连接，横板部31、横板部32位于下电路板2和中电路板4之间，且在横板部31上铺设绝缘件36，在横板部32上铺设绝缘件37，使得绝缘件位于中电路板4上的器件和横板部之间，且绝缘件36覆盖横板部31的开口，开口用于避让器件的布置，而纵板部33位于电感51和下电路板2之间。在屏蔽板3还在外周设置有多个安装部35，安装部35与基座11的安装台143通过螺钉连接。

屏蔽板3上位于外侧处还设置有支撑柱142，支撑柱142的第一端固定在屏蔽板3上，支撑柱142的第二端设置有固定孔，充电机1还包括间隔环144和第一连接螺钉145，间隔环144邻接在上电路板8和中电路板4之间，第一连接螺钉145依次穿过上电路板8、间隔环和中电路板4与支撑柱142的固定孔连接。

参照图8和图9，高压充电功率变换电路802包括变压器6和电容电路，变压器6设置在容纳槽121中，变压器6和容纳槽121之间填充有灌封胶，具体地，变压器6包括连接板61、两个绕组、上磁芯62和下磁芯65，绕组包括骨架63和线圈64，骨架63中部贯穿空心设置，线圈64卷绕骨架53，线圈64的两端均位于上部引出，且在两个端部均设置有电连接片641，在电连接片641贯穿设置有线圈连接孔642，上磁芯62设置有两个柱体621和位于两个柱体621之间的间隔部622，柱体621的外周设置有槽体，下磁芯65设置有两个柱体651和位于两个柱体651之间的间隔部652，柱体651的外周设置有槽体，两个绕组分别设置在柱体621和柱体651的外侧，即柱体621和柱体651对接并伸入骨架53的空心位置，继而上磁芯62和下磁芯65可对两个绕组位置固定，连接板61盖合在上磁芯62的上方，连接板61设置有四个第一安装孔611，四个第一安装孔611分别位于边缘处，每个安装孔611的外周设置有定位槽612，电连接片641位于第一安装孔611的上部，且电连接片641弯曲嵌入定位槽612中，电连接片641的线圈连接孔642与第一安装孔611连通，上电路板8上在相应的位置贯穿设置有电连接孔872，电连接孔872与高压充电功率变换电路802连接，一个连接螺钉873穿过一个电连接孔872、一个第一线圈连接孔642与一个第一安装孔611连接，连接时，第一安装孔611内设置有螺母615，连接螺钉873与螺母615连接。

基座11在容纳槽121的开口外侧设置有两个安装端面123，两个安装端面123分别位于两侧侧壁125上，连接板61在相对的两外侧设置有承载板613，承载板613设置有多个第一定位孔614，承载板613位于安装端面123上，第一安装螺钉146穿过第一定位孔614与安装端面123连接。

基座11在两侧的安装端面123均设置有支撑柱147，支撑柱147呈对角设置，基座11还在容纳槽121的外侧设置有多个支撑柱111，上电路板8上设置有多个第二定位孔，上电路板8支承在多个不同的支撑柱147上，第二安装螺钉148穿过第二定位孔与支撑柱147连接。

高压充电功率变换电路802还包括原边开关管组件和副边开关管组件，原边开关管组件和副边开关管组件均包括多个开关管84，多个开关管84分别设置在与容纳槽121的两侧上，且分别与容纳槽121的外壁125邻接，且还可以在功率管84和外壁125之间增加设置导热陶瓷垫，对开关管84施加压持力，其主要通过压持件86和压片85进行，压片85呈弹片设置，压片85的压持端部抵接与功率管84，且压片85设置有施压斜面，压持件86也相应的设置有施压斜面，压持件86与压片85配合，压片85抵接在压持件86和开关管84之间，压持件86通过压片85向功率管84施加压力，且压持件86固定设置在基座11位于容纳槽121的两侧上。

参照图3，并结合图2和图12，电容电路设置在电容插板9上，多个电容器91均设置在电容插板9的表侧端面上，电容插板9位于容纳槽121的上方，且由于变压器6设置在上电路板8的底侧端面上，上电路板8位于容纳槽121外，故上电路板8在变压器6的位置处并没有多余的位置进行器件的设置，故将多个电容器91均位于电容插板9的表侧端面上，而变压器6位于上电路板8的底侧端面上，并且通过电容插板9上设置多个接口焊点，且接口焊点位于电容插板9的边缘，使得电容插板9的底侧端面与上电路板8的表侧端面焊接，继而形成电路的布置，利用电容器91和变压器6分别位于上电路板8相对的两侧上优化器件的布局。而电容插板9在两端分别外伸设置有定位部92，同侧的两个连接螺钉873之间形成限位部，定位部92位于两个连接螺钉873之间，两侧的定位部92分别与对应侧的限位部配合限位，定位部92位于限位部内，继而使电容插板9能够稳定地进行回流焊焊接工艺。

参照图10至图12，两个电感72设置在pfc电感板7的底侧端面上，两个电感72的电连接片721纵向延伸并延伸至pfc电感板7处与pfc电感板7焊接，电感72设置在容纳槽13中，电感72和容纳槽13之间填充有灌封胶，pfc电感板7盖合在容纳槽13的纵向上方，pfc电感板7贯穿设置有多个第一定位孔76，多个第一定位孔76位于边缘处，基座11在容纳槽13的开口外侧设置有安装端面134，第一安装螺钉穿过第一定位孔76与安装端面连接。基座11还在容纳槽13的外周设置有多个支撑柱77，上电路板8上在支撑柱77对应的位置上设置有定位孔，上电路板8支承在支撑柱77上，第二安装螺钉穿过定位孔与支撑柱77连接。

pfc主电路801还包括多个开关管81，多个开关管81设置在上电路板的底侧端面上，多个开关管81沿直线布置，容纳槽13在靠外侧具有外壁132，外壁132位于远离容纳槽121的一侧上，外壁132沿横向外伸于容纳槽13外，多个开关管81分别位于外壁132的外侧并与容纳槽13的外壁132邻接。对开关管81还通过压持件83和压片82进行压持，压持件83固定设置在基座11上，压片82抵接在压持件83和开关管81之间，压持件83固定在安装块115上，压持件83和压片82的结构与压持件86和压片85相同，故不再赘述。

充电机还包括电连接组件，电连接组件包括多个电连接片74、多个连接螺钉75和多个电连接柱73，上电路板8贯穿设置有操作孔871，电连接片74呈片状布置，电连接片74的固定端741与上电路板8焊接，电连接片74的固定端741位于操作孔871的一侧上，继而电连接片74与pfc主电路801电连接，电连接片74的自由端742呈横向弯曲延伸设置，电连接片74的自由端设置连接孔743，操作孔871位于连接孔743的纵向上方，操作孔871与连接孔743同轴连通设置。电连接柱73设置在pfc电感板7的表侧端面上，电连接柱73与电感72电连接，电连接柱73的端部上设置有电连接孔，多个电连接柱73呈直线布置。

在上电路板8盖合在pfc电感板7纵向上方，电连接片74的自由端742与电连接柱73的端部邻接，连接螺钉75位于操作孔871中穿过连接孔743与电连接孔连接，电连接组件位于pfc电感板7和上电路板8之间，继而实现pfc主电路和电感的连接。

参照图13至图15，下面结合充电机的系统框图以及结构布置图对电路位置进行说明，下电路板2上设置有dcdc功率变换电路20，dcdc功率变换电路20设置有低压直流端口101，低压直流端口101位于边缘位置处，电感安装板5上设置有交流端口102，电感安装板5位于dcdc功率变换电路20的横向下部。

中电路板4位于下电路板2和电感安装板5的纵向上部，中电路板4上设置有软启动电路402、辅助电源电路404、交流端口滤波电路401和高压直流端口滤波电路403，辅助电源电路404位于中部，辅助电源电路404位于高压直流端口滤波电路403的横向下部，软启动电路402和交流端口滤波电路401均位于辅助电源电路404的横向下部，交流端口滤波电路401位于电感安装板5的纵向上部，高压直流端口滤波电路403位于dcdc功率变换电路20的纵向上部，高压直流端口滤波电路403设置有高压直流端口103，高压直流端口103位于边缘位置处。

上电路板8位于中电路板4的纵向上部，上电路板8设置有pfc主电路801、pfc控制电路803、高压充电功率变换电路802和高压充电变换控制电路804，pfc控制电路803位于交流端口滤波电路401的纵向上部，高压充电变换控制电路位于高压直流端口103滤波电路403的纵向上部。

pfc主电路801包括电感72、pfc功率变换开关管组件8011和pfc母线电解电容组件8012，pfc功率变换开关管组件8011包括沿直线布置的多个开关管81，pfc母线电解电容组件8012包括多个pfc母线电解电容88，多个pfc母线电解电容88沿直线排布，并放置在放置槽114中定位。

pfc功率变换开关管组件8011位于pfc控制电路803的横向右部，高压充电功率变换电路802位于pfc功率变换开关管组件8011的横向上部，pfc母线电解电容组件8012位于高压充电功率变换电路802和pfc功率变换开关管组件8011的横向右部，高压充电变换控制电路804位于高压充电功率变换电路802的横向左部，高压充电功率变换电路802包括原边开关管组件8021、副边开关管组件8022和变压器6，原边开关管组件8021和副边开关管组件8022包括多个开关管84，原边开关管组件8021位于pfc母线电解电容组件8021的横向左侧，变压器6位于原边开关管组件8021的横向左侧，副边开关管组件8022位于变压器6的横向左侧，高压充电变换控制电路804位于副边开关管组件的横向左侧。

参照图14并结合图2，连接件21连接在上电路板8和下电路板2之间，连接件21包括两个导电片，导电片沿纵向延伸，连接件21位于中电路板4和高压充电功率变换电路802之间，导电片的第一端部与dcdc功率变换电路20焊接，导电片的第二端部呈弯曲设置，导电片的第二端设置有第一连接孔，上电路板8设置有与高压充电功率变换电路802连接的第二连接孔，连接螺钉23穿过第二连接孔与第一连接孔连接。而两个导电片的第二端朝不同方向弯曲，且绝缘套22套在两个导电片的中部外侧，利用不同方向的第二端进行固定，提高连接件21的连接稳定性。

交流端口102与交流端口滤波电路401的emc滤波电路连接，交流端口滤波电路401和软启动电路402相互连接配合使用，emc滤波电路与pfc主电路801连接，pfc主电路801与高压充电功率变换电路802连接，高压充电功率变换电路802与高压直流端口滤波电路403连接，高压充电功率变换电路802通过连接件21与dcdc功率变换电路20连接，pfc控制电路803与pfc主电路801连接并进行相应的控制，高压充电变换控制电路与高压充电功率变换电路802连接并进行相应的控制。

功率流向依次经过交流端口滤波电路401、pfc功率变换开关管组件、pfc母线电解电容和高压充电功率变换电路802后，功率流可从高压直流端口103滤波电路403输出或从dcdc功率变换电路20输出。

由上可见，通过下电路板、电感安装板、中电路板、上电路板叠层布置，可大大提高空间利用率，提高设备的集成度，并且将具有dcdc功率变换电路设置位于下方的下电路板，由于下电路板的上方是高压电路，而dcdc功率变换电路属于低压电路，故通过设置屏蔽板在位于下电路板和中电路板之间，利用屏蔽板的隔绝作用，提高设备运行的稳定性，而连接方式则采用连接件穿过中电路板地连接在上电路板和下电路板之间，优化线路的布局，通过扁平叠层电路板设置实现高度集成化的车载obc充电机。通过纵板部设置在位于电感和下电路板之间，利用纵板隔离来自于电感的干扰，并在横板部设置绝缘件，从而进一步提高设备的运行稳定性，而利用固定设置的屏蔽板上再设置有支撑柱，通过支撑柱再进一步对上电路板和中电路板，从而优化安装结构和器件布局。通过将导电片设置在位于中电路板和高压充电功率变换电路之间，且导电片连接在上电路板和下电路板之间，且是从中电路板的外侧穿过，利用优化布局的导电片方便地进行电流流向的调整，绝缘套能够提高设备的运行稳定性。

并且，通过在电路板相对的两侧上设置有变压器和电容电路，变压器是设置在容纳槽中并填充有灌封胶，而在电路板相对于变压器的表侧端面是不利于对多个电容器进行布置的，故通过将多个电容器设置在单独一块的电容插板的表侧端面上，并在电容插板上布置相关线路，再通过电容插板与电路板焊接，继而实现优化变压器和电容器的器件优化布置，提高器件空间利用率。通过连接螺钉穿过电连接孔、线圈连接孔与第一安装孔连接，从而方便变压器的安装连接固定。通过连接螺钉对电容插板限位固定，在回流焊工序中提高焊接的精度和稳定。通过容纳槽的安装端面对连接板进行安装固定，且不仅可以在基座上设置支撑柱，还可以在安装端面上设置支撑柱，通过不同的支撑柱对电路板进行安装固定，从而提高设备的装配稳定性。容纳槽不仅能够通过灌封胶对变压器进行导热散热，且还可以利用容纳槽的外壁对开关管进行导热散热，并利用压持件和压片对开关管保持压持力，从而优化充电机的散热结构布置，提高导热效率。

以及，通过将电感设置在pfc电感板的底侧端面上，并将电感设置在容纳槽中，在将pfc电感板盖合在容纳槽外，再将电路板盖合在pfc电感板的纵向上方处，以及利用电连接组件电连接在pfc电感板和电路板之间，通过纵向立体的叠层电路板布局，继而实现优化器件的优化布置，提高器件空间利用率。通过电连接片与电连接柱的设置，从而可提高装配的方便性和装配的冗余度，另外还利用贯穿设置的操作孔，可方便地在操作孔对连接螺钉进行操作安装。

另外，通过叠层电路板的布置，以及电路模块的有序设置各个电路模块，使得功率流向依次经过交流端口滤波电路、pfc功率变换开关管组件、pfc母线电解电容和高压充电功率变换电路后，功率流可从高压直流端口滤波电路输出或从dcdc功率变换电路输出，即功率流从左下部往横向右部、横向上部再到横向左部地传输，且从位于纵向下部的电感安装板进入，随后逐层电路板往上，再往下传输，最后可以从中电路板输出或从下电路板输出，优化后功率流的流向减少电路相互间的干扰，提高设备的运行稳定性。