CN1043564C - 电动车辆电池充电器中的冷却系统 - Google Patents

Abstract

用于电动车辆的电池充电器包括：一个内置的带有空气通道的散热器；以及一个内置的电池充电器冷却风扇，上述电池充电器冷却风扇通过散热器的空气通道产生气流，以便冷却散热器。这种散热器上不必安装散热片，因此使电池充电器能够有相对小的尺寸。

Description

电动车辆电池充电器中的冷却系统

本发明涉及一种用于冷却电动车辆电池充电器的冷却系统。

在日本专利公开(Kokai)No.5-83863中，本专利申请人曾提出过一种用于电动车辆的电池充电器，后面将称该专利公开为参考文献。如参考文献的图5所示，扼流线圈48和场效应管(FET)49所产生的热量由散热器43吸收，而散热器43由排气扇45产生的气流冷却，以便抑制扼流线圈48和场效应管49的温度上升。

如参考文献的图5所示，散热器43上装有具有较大高度的散热片。因此，参考文献中图4所示的电池充电器40具有相对大的高度和相对大的尺寸。

当电动车辆是一辆电动摩托车时，只有有限的空间可用于安装设备，电池充电器40必须具有相对小的尺寸。

因此，本发明的目的是提供一种具有较小尺寸、用于安装在电动车辆上的电池充电器。

为此，本发明提供一种内置在电池充电器中的冷却系统，此冷却系统包括：一个散热器，该散热器从充电器的壳体上分隔出一条空气通道；和一个电池充电器冷却风扇，电池充电器冷却风扇通过散热器的空气通道产生气流，以便冷却散热器。

散热器的一端布置在与电池充电器箱上的进气口相邻的位置，而电池充电器冷却风扇布置在靠近散热器另一端的位置，或者使散热器的长边沿电动车辆车体宽度方向延伸，而场效应管布置在紧靠散热器外表面的位置上。

由电池充电器冷却风扇排出的空气可以通过与电池充电器箱相连的排气管排出。排气管沿着电动车辆的纵向延伸，并由一个侧罩遮护而无法看到。

由于散热器具有中空的结构，且不需要安装散热片，所以装有冷却系统的电池充电器的结构可以比较紧凑。

空气按顺序先后流过进气口、散热器的空气通道和电池充电器冷却风扇。场效应管产生的热量由散热器吸收和散发，以便对场效应管进行强制冷却。

下面将通过参考附图对根据本发明优选实施例的冷却系统进行详细描述。其中：

图1是装有根据本发明电池充电器冷却系统的电动车辆的侧视图；

图2是图1所示的电动车辆中车架及相关部件的平面图；

图3是图1所示的电动车辆车体的断面视图；

图4是图1所示的电动车辆中车架、电池箱及有关部件的分解透视图；

图5是图1所示的电动车辆中控制器、后挡板及其它部件的分解透视图；

图6是图1所示的电动车辆在安装了挡板和外罩后的侧视图；

图7是用于遮护图1所示电动车辆前部的挡板和外罩的分解透视图；

图8是用于遮护图1所示电动车辆后部的挡板和外罩的分解透视图；

图9是图1所示电动车辆的部分部件的放大视图，这些部件布置在座位的后面(包括用于锁定座位和插销盒封盖的锁定机构)；

图10是沿图9中箭头10观察所得到的视图；

图11是与本发明有关的电池充电器的底视图；

图12是沿图11中箭头12观察所得到的视图；

图13是沿图11中箭头13观察所得到的视图；

图14是沿图11中箭头14观察所得到的视图；

图15是装有与本发明有关的电池充电器的电动车辆后部的平面图；

图16是沿图15中线16-16剖分所得到的视图；

图17是装有与本发明有关的电池充电器的电动车辆后部的侧视图。

图1是装有本发明电池单元冷却系统的电动车辆侧视图。称为电动摩托车的电动车辆1包括：由主架3、连接在主架3前端的前部支撑管4和从主架3的后端倾斜向上延伸的后架5组成的车架2；由前部支撑管4支撑的前叉7；连接在前叉7上端的车把手9；悬挂在主架3下的电池箱10；包括驱动电动机15的动力传动装置14，动力传动装置14的前端通过铰链轴13铰接在主架3的后端；安装在后架5上的储存箱16；安装在后架5上的座位17；上端与后架5铰接、下端与动力传动装置14的后端铰接的后部吸振器18；以及支撑在后轴19上的后轮21，后轴19又由动力传动装置14的后端支撑。

电池充电器的电子部件沿着后架5布置。车架2完全由将在后面描述的外罩和挡板所遮护。也用于锁定插销盒封盖的座位锁定机构布置在座位17之后，后面也将对座位锁定机构进行描述。

在图1中，数字22表示的是支腿，23表示的是滚轮，14a表示的是用于容纳滚轮23的凹槽，以及24表示的牌照安装板。

图2是装有本发明电池单元冷却系统的电动车辆的车架及相关部件的平面图。在平面图中，后架5基本为椭圆形。从后架5的后侧到前侧，按顺序布置着速度调节器27，用于电池充电操作的充电控制器28，用于控制驱动电动机和有关行走部件的电动机控制器29，电池冷却风扇30，以及保险盒31。电子部件由电气配线系统连接。

主架3是一个能够做为主通风道的空心管。主架3的一端与排气管33相连，排气管33的另一端与电池冷却风扇30相连。后面将对做为主通风道的主架3的结构进行详细说明。

在此实例中，主架3上装有六个电池单元35，三个电池单元35沿纵向布置在主架3的右侧，另外三个电池单元35沿纵向布置在主架3的左侧。电池单元35通过电池固定带36固定在相应位置上。

图3是从车架中部附近剖分的车架断面图。电池箱10的底板38布置在主架3的下方，电池单元35固定在底板38上。每个电池单元35都有一个与主架3的支流导管40连接的进气口35a。底板38是由波形板经过弯曲加工而制成的，并具有相对高的刚性。电池固定带36的下端连接到位于底板38左右两侧的铰链接头39上。

图4是车架、电池箱和电动车辆1上部分零件的分解透视图。桥架41、横管43和横板45横向延伸，并连接到椭圆形的后架5上，其中：横管43上具有一个与后部吸振器18的上端铰接的连接板42；横板45上具有若干个用于固定电池冷却风扇的螺纹孔44。横板45也在用于支撑铰接轴13的支架12之间延伸。

数字46和47表示的是用于支撑充电控制器28和电动机控制器29的耳轴。

基本为三角形的支撑板49,50和51悬挂在主架3下，支撑板49,50和51的下边与底板38连接。长销钉52插在位于底板38每侧上的铰接头39和位于电池固定带36下端的铰接头中，以便使电池固定带36铰接在底板38上。

下部侧罩54安装在电池箱10相对的两侧，而前罩55安装在电池箱10的前端。在图4中，数字56表示的是包括点火钥匙开关在内的总开关，57表示的是电池支撑板，以及数字58和59表示的是缓冲元件，用于防止电池单元35的横向移动。

图5是电动车辆1的控制器和后挡板部分的分解透视图。前控制器支撑板61通过螺钉固定到耳轴46上(图4)，而后控制器支撑板62通过螺钉固定到耳轴47上(图4)。

前控制器支撑板61的上表面装有用于连接电池冷却风扇的连接板63。充电控制器28的前端通过螺钉64固定在前控制器支撑板61上。前控制器支撑板61的相对两端有两个支腿61a，电动机控制器29通过螺拴65固定在支腿61a的末端。

充电控制器28的后端通过螺钉66固定在后控制器支撑板62上。后控制器支撑板62的相对两端有两个支腿62a，后挡板69的后端通过螺钉67固定在支腿62a上。后挡板69在图5未示出的后轮21的上方延伸，同时后挡板69也用做安装充电控制器28、电动机控制器29和有关零件的箱体。

在电池充电期间，充电控制器28的内部元件会产生热量。因此，必须对充电控制器28进行强制冷却。充电控制器28上装有充电器冷却风扇71，用于强制冷却的进气槽口72加工在充电控制器28的侧壁上。

带有插头74的充电电缆73存放在充电电缆盒76中，充电电缆盒76由树脂吹模加工而成，并带有与车架2固定的挂耳76a和76b。

电池充电器内部产生的热量通过图5中左下角所示的排气管77排出。后挡泥板78安装在支架79上。

图6是装有挡板和外罩的电动车辆的侧视图，图7是用于遮护车架前面部分的挡板和外罩的分解透视图，以及图8是用于遮护车架后面部分的挡板和外罩的分解透视图。

图7中所表示的是：前挡板80；前上部内罩81；与前挡板80上端相连的前上部罩82；与前挡板80下端相连的前挡泥板83；车把手外罩84；前下部内罩85；脚踏板86；以及侧踏板87。如图6所示，这些外罩部件组装在一起，以便遮护主架3和前部支撑管4。

参考图8，储存箱16由主罩90和中部罩91所包围。图8中所表示的是：安装在中部罩91上的、用于关闭保险盒的保险盒盖92，当更换保险丝时，从中部罩91上移去保险盒盖92；用于关闭充电电缆盒的第一封盖93和第二封盖94；行李架95；悬挂在脚踏板86上、用于遮护电池箱10下侧开口的踏板侧罩96；以及与主罩90下边缘的后部连接的侧罩97。如图6所示，这些外罩部件组装在一起，以便遮护主架3和后架5。

在图6中用虚线表示的零件在解释图1时已经进行了说明，这里不再描述。

图9是座位锁定机构部件的放大侧视图，座位锁定机构也起到封盖锁定机构的作用，在装有本发明电池冷却系统的电动车辆中，上述锁定机构用于锁定充电电缆盒的封盖，充电电缆盒布置在座位的后方。弯曲锁杆(或弯曲锁管)101安装在座位17的下表面的后部，座位17盖住了储存箱16的上开口，座位开关102布置在锁杆101的下方，并安装在开关支撑板103上，开关支撑板103又通过螺钉固定在桥架41上。

后面将对开关支撑板103进行详细描述。

电缆盒由第一封盖93和第二封盖94关闭。当从电缆盒中拉出充电电缆73(图1)时，首先开启座位17，打开第一封盖93，然后打开第二封盖94。与充电电缆73相连的插销由插销保持器105所保持。

杠杆107与钥匙筒106相连。当转动钥匙筒106时，杠杆107向上转动，使得座位17被释放。

图10是按图9中箭头10的方向观察所得到的视图。参考图10，开关支撑板103上有一个导向槽108，用于在上部为锁杆101导向，开关支撑板103下部相对的两端分别加工有圆弧形的槽孔109和110。

座位开关102通过螺钉111固定在小支架112上，小支架112焊接在开关支撑板103的前表面，使得座位开关102位于开关支撑板103下部的中间位置。

第一摆动板114可转动地支撑在开关支撑板103上，当锁杆101向下运动时，第一摆动板114触发座位开关102。

第二摆动板116也可转动地支撑在开关支撑板103上。

第一摆动板114受到弹簧117施加的逆时针方向的作用力，而第二摆动板116受到弹簧117施加的顺时针方向的作用力。

当乘客离开座位17时，在弹簧117的作用下，第一摆动板114将从图10所示的位置略微逆时针方向转动，直到它的臂118与加工在第二摆动板116上的凸轮119接触。

由于第二摆动板116是静止的，第一摆动板114不能进一步逆时针转动，因此，第一摆动板114限制了锁杆101进一步向上的运动，这样，座位17就被锁在其位置上而不能向上开启。

当乘客坐在座位17上时，可以得到图10所示的状态，第一摆动板114压迫着座位开关102。当乘客不坐在座位17上时，在弹簧117的作用下，第一摆动板114将从图10所示的位置略微逆时针方向转动，并使第一摆动板114与座位开关102分离。因此，当座位17处于锁定位置时，有可能用电的方法检测出乘客是否坐在座位17上。

下面将描述开启座位17的步骤。

首先，旋转图9所示的钥匙筒106，以便使杠杆107上升。这样，第二摆动板116(图10)便沿逆时针方向转动，并且第二摆动板116的凸轮119运动到低于第一摆动板114的臂118的位置，使臂118释放。然后，在弹簧117的作用下，第一摆动板114沿逆时针方向大幅度转动，使锁杆101能向上运动，使得可以用手开启座位17。

图11是与本发明有关的电池充电器的底视图。电池充电器(充电控制器)28包括：带有进气槽口72的电池充电器箱161；包括扼流线圈171、变压器172和电容器173在内的、内置的电气和电子元件；内置的印刷电路版；在充电电缆73附近具有空气通道163的、内置的散热器162；沿散热器162布置的场效应管164；以及沿散热器162纵轴布置的电池充电器冷却风扇71。进气槽口72加工在散热器162的纵轴线上。散热器162是一个热辐射部件，用于迅速吸收和散发由晶体管、集成电路块或诸如电阻等电气元件产生的热量。散热器162由具有高导热性能的材料制造，例如用铝制造。

数字165表示的是安装挂耳，166表示的是排气口。

图12是按图11中箭头12的方向观察所得到的视图。进气槽口72加工在电池充电器箱161的一个侧壁上，以便通过进气槽口72将新鲜空气吸进电池充电器箱161。

图13是按图11中箭头13的方向观察所得到的视图。在电池充电器箱161中，散热器162和电池充电器冷却风扇71串联布置。

图14是按图11中箭头14的方向观察所得到的视图。连接器支撑板168在靠近插销167的位置从电池充电器箱的端壁上伸出。

下面将对图11至图14所示的电池充电器的工作原理进行说明。

参考图11，当电池充电器冷却风扇71启动时，在电池充电器箱161中将产生负压，因此，新鲜空气通过进气槽口72被吸进电池充电器箱161。新鲜空气从散热器162上吸收热量，并变为热空气，热空气通过排气口166排出。

如图13所示，散热器162有足够大的尺寸和足够大的热交换能力，并能吸收场效应管164产生的热量，以便抑制场效应管164的温度升高。由于场效应管164在低于某个固定温度时才能发挥其能力，因此对场效应管进行有效的冷却是很重要的。

散热器162为圆柱形，其上没有任何散热片，所以装有散热器162的电池充电器28具有相对小的高度。

参考图14，电池充电器的特点是：从电池充电器的一端壁上伸出一个连接器支撑板168。如图12所示，电池充电器28有一个大的、平的上表面28a。

如图13和14所示，在将电池充电器28安装在电动车辆1之前，把电池充电器置于临时位置，即使其上表面28a朝下。图13和14所示的电池充电器28的临时位置与电池充电器28在电动车辆1上的工作位置相反。

将电池充电器28放置在临时位置上，用一个连接器(未示出)与插销167连接。连接器受到连接器支撑板168的可靠支撑，使得过大的力不能作用在连接器上。

图15是装有与本发明有关的电池充电器的电动车辆后部的平面图。电池充电器28布置在后挡板68的上方，排气管77与电池充电器28的排气口66相连，以便排气管77向前延伸，并偏离侧罩97向下倾斜伸出，如图17所示。

甚至当排气管77内溅有水和被水浸湿时，例如当冲洗电动车辆1时，因为排气管77是从排气口66向下倾斜延伸的，在重力作用下，水将从排气管77中流出。

图16是沿线16-16剖分的视图。电池充电器28的后部通过螺钉66与后控制器支撑板62固定，而后控制器支撑板62又通过螺钉固定在后架5上。排气管77由侧罩97遮盖而无法看到。

图17是装有与本发明有关的电池充电器的电动车辆后部的侧视图。主罩90上有一个倾斜的凸台169，用于使通过排气管77向下和向前排出的空气变向。

因此，排出的热空气按中空箭头所示的方向向下流动。

侧罩97上可以加工出排气槽，这样就可以省去倾斜的凸台169和排气管77。

散热器162上可以有多个与进气槽72对应的空气通道163。

从上述的描述可以知道，根据本发明，内置在电池充电器中的电池充电器冷却系统包括：一个带有空气通道的散热器和一个电池充电器冷却风扇，电池充电器冷却风扇通过散热器的空气通道产生气流，以便冷却散热器。因此，在这种散热器上不必安装散热片，使电池充电器能够具有紧凑的结构。

由于散热器的一端布置在与电池充电器箱上的进气槽口相邻的位置，而电池充电器冷却风扇布置在靠近散热器另一端的位置，新鲜空气能够通过散热器平稳地流动，以便有效地冷却散热器。

当把电池充电器冷却系统安装在电动车辆上时，如果使散热器的长边沿着电动车辆车体的宽度方向延伸，则进气槽口可以加工在电动车辆车体的侧表面，这将便于电动车辆的外罩设计。

因为电池充电器冷却风扇通过与电池充电器箱连接的排气管排放热气，所以从电动车辆中向外排放空气的位置是可以选择的。

由于场效应管布置在与散热器外表面接触的位置上，场效应管受到强制冷却，从而保证了场效应管令人满意的性能。

因为排气管沿着电动车辆车体的纵向延伸，并由侧罩遮护而无法看到，电动车辆车体的外观并不会因排气管而受到破坏。

Claims (4)

1．一种内置在安装置在电动车辆上的电池充电器中的冷却系统，上述冷却系统包括：一个散热器，该散热器从充电器的壳体上分隔出一条空气通道；以及一个电池充电器冷却风扇，上述电池充电器冷却风扇通过散热器的空气通道产生气充，以便冷却散热器，散热器的一端布置在与电池充电器箱上的进气口相邻的位置，而电池充电器冷却风扇布置在靠近散热器另一端的位置。

2．根据权利要求1的内置在安装在电动车辆上的电池充电器中的冷却系统，其特征在于，这样布置散热器，使其长边沿着电动车辆车体的宽度方向延伸。

3．根据权利要求1的内置在安装在电动车辆上的电池充电器中的冷却系统，其特征在于，电池充电器冷却风扇从电池充电器箱中排出的空气是通过与电池充电器箱连接的排气管排放到外面的。

4．根据权利要求2的内置在安装在电动车辆上的电池充电器中的冷却系统，其特征在于，场效应管布置在与散热器外表面接触的位置上。

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