一种DCDC转换器及车辆

技术领域

本申请属于DCDC转换器的技术领域，尤其涉及一种DCDC转换器及车辆。

背景技术

DCDC转换器(DC-to-DC converter)是一种电能转换电路或机电设备，可以将直流电源转换为不同电压的直流电源。DCDC转换器分为三类：升压型DCDC转换器、降压型DCDC转换器以及升降压型DCDC转换器。

相关技术中，DCDC转换器内部器件布局不合理，导致占用空间大，安装、调试、维修不便。

发明内容

本申请旨在至少能够在一定程度上解决相关技术中DCDC转换器内部器件布局不合理的技术问题。为此，本申请提供了一种DCDC转换器及车辆。

第一方面，本申请实施例提供的一种DCDC转换器，包括：壳体以及设于壳体内的控制单元、电抗、第一电容和第二电容，还包括设于壳体上的第一接插件和第二接插件；所述控制单元、所述电抗、所述第一电容和所述第二电容均与所述壳体连接；所述电抗、所述第一电容和所述第二电容均与所述控制单元电性连接，所述电抗还与所述第二电容电性连接，所述第一电容还与所述第一接插件电性连接，所述第二电容还与第二接插件电性连接；所述控制单元、所述电抗、所述第一电容和所述第二电容呈阵列分布，且所述第一电容和所述第二电容位于同一侧。

在一些实施例中，所述控制单元包括上下堆叠设置的控制板和功率模块；所述第一电容和所述电抗均与所述功率模块电性连接；所述功率模块、所述第一电容、所述第二电容和所述电抗均与所述控制板电性连接；所述壳体内设有隔板，所述隔板位于所述控制板和所述功率模块之间。

在一些实施例中，所述隔板与所述壳体的底壁间隔设置且固定连接；所述功率模块位于所述隔板和所述底壁之间，并与所述底壁固定连接；所述控制板与所述隔板固定连接。

在一些实施例中，所述隔板上设置有用于固定电线的固线结构。

在一些实施例中，所述DCDC转换器还包括第一叠母，通过所述第一叠母电性连接所述第一电容和所述功率模块、电性连接所述第二电容和所述电抗；所述第一叠母上设有第一直流连接端子和第二直流连接端子；所述第一直流连接端子位于所述第一叠母远离所述功率模块的一侧，所述第一直流连接端子和所述第一接插件电性连接；所述第二直流连接端子位于所述第一叠母远离所述电抗的一侧，所述第二直流连接端子和所述第二接插件电性连接。

在一些实施例中，所述第一叠母位于所述第一电容和所述第二电容的上方或下方。

在一些实施例中，所述第一叠母和所述第一电容之间，以及所述第一叠母和所述第二电容之间通过紧固件电性连接且固定连接。

在一些实施例中，所述DCDC转换器还包括第二叠母，通过所述第二叠母电性连接所述功率模块和所述电抗；所述第二叠母、所述电抗和所述第二电容依次设置。

在一些实施例中，所述DCDC转换器还包括电流传感器，所述电流传感器与所述控制板电性连接，所述电流传感器设置在所述功率模块用于与电抗电性连接的连接端。

在一些实施例中，所述壳体的底壁设置有冷却水道，所述壳体上还设有与所述冷却水道连通的水口；所述电抗、所述第一电容、所述第二电容和所述功率模块均与所述冷却水道的位置对应且导热接触。

在一些实施例中，所述壳体包括壳体本体和封板，所述壳体本体的外表面和/或所述封板的内表面设有沟槽，所述封板和所述壳体本体的底壁固定且密闭连接，以使所述壳体本体和所述封板合围形成所述冷却水道。

在一些实施例中，所述壳体本体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体可拆卸连接，所述下壳体的底壁与所述封板合围形成所述冷却水道，所述下壳体的底壁设置有多个呈阵列分布的散热凸起，所述散热凸起位于所述冷却水道内。

第二方面，本申请实施例提供一种车辆，其特征在于，包括上述第一方面所提供的DCDC转换器。

本发明至少具有以下有益效果：

本申请所提供的DCDC转换器包括壳体以及设置在壳体内的控制单元、电抗、第一电容和第二电容，还包括设于壳体上的第一接插件和第二接插件，控制单元、电抗、第一电容、第二电容、第一接插件和第二接插件之间相互电性连接，以实现将低压直流电转换为高压直流电或者将高压直流电转换为低压直流电的功能。

本申请DCDC转换器中，控制单元、电抗、第一电容和第二电容均与壳体连接，且控制单元、电抗、第一电容和第二电容在壳体内呈阵列分布，第一电容和第二电容位于同一侧。这样设计后，第一电容和第二电容位于同一侧、控制单元和电抗位于同一侧、第一电容和控制单元位于同一侧、第二电容和电抗位于同一侧，使得第一电容、第二电容、控制单元和电抗之间更加紧凑，减小了占用空间，有助于减小各个电器件之间的距离，便于各个电子器件之间电性连接。同时，这样设计后，控制单元、电抗、第一电容和第二电容均平铺排布在壳体内，而非层叠排布，便于了DCDC转换器整机的安装、调试和维修。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请一种或多种实施例中DCDC转换器的结构示意图。

图2示出了图1隐藏上壳体后的俯视示意图。

图3示出了本申请一种或多种实施例中DCDC转换器的爆炸示意图1。

图4示出了图3中A处放大示意图。

图5示出了本申请一种或多种实施例中DCDC转换器中隔板的结构示意图。

图6示出了图2隐藏控制板和隔板后的结构示意图。

图7示出了本申请一种或多种实施例中DCDC转换器中第一叠母的结构示意图。

图8示出了本申请一种或多种实施例中DCDC转换器中第二叠母的结构示意图。

图9示出了图2隐藏控制板和第一叠母后的结构示意图。

图10示出了本申请一种或多种实施例中DCDC转换器的爆炸示意图2。

附图标记：1000-DCDC转换器，100-壳体，110-隔板，111-固线结构，112-第二支撑柱，120-第一接插件，130-第二接插件，140-冷却水道，141-水口，150-壳体本体，151-上壳体，152-下壳体，1521-散热凸起，160-封板，170-第一支撑柱，200-控制单元，210-控制板，220-功率模块，300-电抗，400-第一电容，500-第二电容，600-第一叠母，610-第一直流连接端子，620-第二直流连接端子，630-紧固件，700-第二叠母，800-电流传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

DCDC转换器(DC-to-DC converter)是一种电能转换电路或机电设备，可以将直流电源转换为不同电压的直流电源。DCDC转换器分为三类：升压型DCDC转换器、降压型DCDC转换器以及升降压型DCDC转换器。

相关技术中，DCDC转换器存在内部器件布局不合理的技术问题，导致DCDC转换器占用空间大，安装、调试、维修不便。本申请实施例提供一种DCDC转换器及车辆，至少能够在一定程度上解决上述的技术问题。

下面结合附图并参考具体实施例描述本申请：

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种DCDC转换器1000，包括：壳体100以及设于壳体100内的控制单元200、电抗300、第一电容400和第二电容500，还包括设于壳体100上的第一接插件120和第二接插件130。控制单元200、电抗300、第一电容400和第二电容500均与壳体100连接。电抗300、第一电容400和第二电容500均与控制单元200电性连接，电抗300还与第二电容500电性连接，所述第一电容(400)还与所述第一接插件(120)电性连接，所述第二电容(500)还与所述第二接插件(130)电性连接。控制单元200、电抗300、第一电容400和第二电容500呈阵列分布，且第一电容400和第二电容500位于同一侧。

壳体100内设置有腔室，控制单元200、电抗300、第一电容400和第二电容500位于腔室中且和壳体100连接，可以是和壳体100固定连接，例如螺栓连接、粘接等，也可以是活动连接等，例如卡接，在本申请中不做限定。电抗300、第一电容400、第二电容500均和控制单元200电性连接，电抗300还和第二电容500电性连接，第一电容400还与第一接插件120电性连接，第二电容500还与第二接插件130电性连接，以使的DCDC转换器1000能将低压直流电转换为高压直流电，或者将高压直流电转换为低压直流电。第一接插件120和第二插接件130用于直流电输入或输出。

第一接插件120和第二插接件130可以设置在壳体100的侧壁也可以是设置在壳体100的底壁，在本申请中不做限定。

本申请这样设计后，第一电容400和第二电容500位于同一侧、控制单元200和电抗300位于同一侧、第一电容400和控制单元200位于同一侧、第二电容500和电抗300位于同一侧，使得第一电容400、第二电容500、控制单元200和电抗300之间更加紧凑，减小了占用空间，有助于减小各个电器件之间的距离，便于各个电器件之间电性连接。同时，这样设计后，控制单元200、电抗300、第一电容400和第二电容500均平铺排布在壳体100内，而非层叠排布，便于了DCDC转换器1000整机的安装、调试和维修。

具体的是，如图3和图4所示，控制单元200包括控制板210和功率模块220，第一电容400和电抗300均与功率模块220电性连接，第二电容500和电抗300电性连接；同时，功率模块220、第一电容400、第二电容500和电抗300还均与控制板210电性连接，第一电容400还与第一接插件120电性连接，第二电容500还与第二接插件130电性连接。

功率模块220也被称为主电路，是DCDC转换器1000的主体部分，它主要负责将输入的直流电压转换成输出所需的直流电压，这个过程是通过功率开关管的开启和关闭来完成的。控制板210主要由采样电路、控制逻辑电路和保护电路等组成，其中，采样电路负责采集功率模块220的电压和电流的反馈信息，并将这些信息传递给控制逻辑电路。控制逻辑电路根据这些信息来控制功率开关管的开启和关闭时间，以实现输出电压和电流的稳定，调整输出电压的大小。保护电路则负责检测功率模块220的工作状态，当出现异常情况时，保护电路会自动切断功率开关管的电源，以保护整个DCDC转换器1000不受损坏。

在DCDC转换器1000中，当电流增加时，电抗300会储存能量，当电流减小时，电抗300会释放能量，有助于平滑电流，减少电路中的电压波动，电抗300滤除电路中的谐波，减少对其他设备的影响，电抗300具有储能、滤波和升压的作用。

第一电容400和第二电容500在DCDC转换器1000中起到储能和滤波的作用。第一电容400和第二电容500能够存储电能，并在需要时释放出来，以保持输入和输出电压的稳定。同时，第一电容400和第二电容500还能减小输入和输出之间的电压波动，提高转换器的性能。控制板210通过与第一电容400和第二电容500电性连接，具有保持输出电压稳定、滤除噪声和优化效率等重要作用。

电抗300、第一电容400、第二电容500、控制板210和功率模块220的具体结构，它们之间具体的电性连接关系，为本领域技术人员所知悉，在此不做赘述。

本申请DCDC转换器1000可以用作降压型转换器，也可以用作为升压型转换器，在本申请中不做限定。若本申请DCDC转换器1000用作升压型转换器时，低压直流电从第一接插件120输入，进入到第一电容400，然后传输到功率模块220，接着传输到电抗300，接着传输到第二电容500，最后从第二接插件130输出高压直流电。若本申请DCDC转换器1000用作降压型转换器时，高压直流电源从第二接插件130输出，进入到第二电容500，然后传输到电抗300，接着传输到功率模块220，接着传输到第一电容400，最后从第一接插件120输出低压直流电。

在一些实施例中，如图4所示，控制板210和功率模块220堆叠设置，在壳体100内设置有隔板110，隔板110位于控制板210和功率模块220之间。通过隔板110的设置将控制板210和功率模块220分割开，有助于降低本申请DCDC转换器1000的电磁兼容风险。若将控制板210和功率模块220并列平铺设置，会导致本申请DCDC转换器1000在平铺方向的尺寸变大，不利于减小DCDC转换器1000的尺寸。第一电容400、第二电容500和电抗300在壳体100高度方向的尺寸较大，而控制板210和功率模块220的厚度较小，将控制板210和功率模块220堆叠设置，有助于充分利用壳体100高度方向的空间，有助于使得本申请DCDC转换器1000的结构更加紧凑，减小占用空间。

隔板110结构和材质是多样的，一些实施例中，隔板卡接固定在壳体100的侧壁上，隔板110的材质可以是铜、铝、银等。

在一些实施例中，隔板110与壳体100的底壁间隔设置且固定连接；功率模块220位于隔板110和底壁之间，并与底壁固定连接；控制板210与隔板110固定连接。这样设计后，隔板110不仅可以降低本申请DCDC转换器1000的电磁兼容风险，同时还可以支撑、固定控制板210，便于了控制板210的安装。一些实施例中，在壳体100的底壁间隔设置有多个第一支撑柱170，隔板110位于第一支撑柱170上方，并与第一支撑柱170通过螺钉固定连接，以使隔板100和底壁之间间隔。

在一些实施例中，在隔板110的上表面间隔设置有多个第二支撑柱112，如图5所示，控制板210位于第二支撑柱112上方，并与第二支撑柱112通过螺钉固定连接。

在一些实施例中，如图5所示，在隔板110上设置有用于固定电线的固线结构111。功率模块220和控制板210附近会分布较多电线，通过在隔板110上设置固线结构111，将这些电线固定，避免了这些电线晃动损坏或相互缠绕，有助于保证本申请DCDC转换器1000持续稳定运行。固线结构111是多样的，可以是开设在隔板110上的通孔，用于电线穿过，以对电线进行定位；固线结构111还可以是线槽等，通过将电线卡在线槽内，对电线进行定位。一些实施中，如图5所示，固线结构111为开设在隔板110靠近电抗300一侧和开设在隔板110远离第一电容400一侧的多个腰形孔。

在一些实施例中，如图6和图7所示，DCDC转换器1000还包括第一叠母600，通过第一叠母600电性连接第一电容400和功率模块220、电性连接第二电容500和电抗300。第一叠母600上设有第一直流连接端子610和第二直流连接端子620。第一直流连接端子610位于第一叠母600远离功率模块220的一侧，第一直流连接端子610和第一接插件120电性连接。第二直流连接端子620位于第一叠母600远离电抗300的一侧，第二直流连接端子620和第二接插件130电性连接。通过第一叠母600一体式电性连接第一电容400和功率模块220、第二电容500和电抗300，相比于采用电线等方式，第一叠母600采用的是多层复合结构，其结构紧凑，集成度高，不需要像传统的配线方法那样需要大量的空间来布置线路，有助于使得本申请DCDC转换器1000的结构更加紧凑，减小空间占用。同时，第一叠母600的安装和拆卸更加方便，便于本申请DCDC转换器1000安装和维修。第一直流连接端子610和第一插接件120电性连接，第二直流端子620和第二插接件130连接，以使本申请DCDC转换器1000能与外部电器或直流电源通过第一插接件120和第二插接件130电性连接。

一些实施例中，如图6所示，第一接插件120和第二接插件130均设置在壳体100靠近第一叠母600的侧壁上，第一接插件120和第一直流连接端子610相对设置，第二接插件130和第二直流连接端子620相对设置。壳体100的侧壁上开设有通孔，第一接插件120和第二接插件130通过通孔伸出壳体100。同时，第一接插件120和第一直流连接端子610之间，第二接插件130和第二直流连接端子620之间，均通过紧固件固定连接，同时电性连接。

在一些实施例中，第一叠母600位于第一电容400和第二电容500的上方或下方。为了方便描述，下面将第一电容400和第二电容500统称为电容，这样设计后，第一叠母600和电容在盒体的高度方向堆叠设置，而非平铺设置，充分利用了壳体100高度方向的空间。一些实施例中，如图2所示，一些实施例中，第一叠母600位于第一电容400和第二电容500的上方，有助于第一叠母600安装和拆卸。

在一些实施例中，第一叠母600和第一电容400之间，以及第一叠母600和第二电容500之间通过紧固件630电性连接且固定连接，如图6所示。第一电容400和第二电容500上设置有电性连接孔，第一叠母600上也设置有电性连接孔，紧固件630穿过第一叠母600上的电性连接孔，并与第一电容400和第二电容500上的电性连接孔紧固，使得第一叠母600、第一电容400和第二电容500固定连接在一起，同时使得第一叠母600和第一电容400电性连接，第二叠母700和第二电容500电性连接，第一叠母600安装更为方便。

在一些实施例中，如图6和图8所示，DCDC转换器1000还包括第二叠母700，通过第二叠母700电性连接功率模块220和电抗300；第二叠母700、电抗300和第二电容500依次设置。也就是说，第二叠母700位于控制板210、电抗300和壳体100的侧壁之间，如图6所示。电抗300、控制板210和壳体100连接后，为了便于电抗300和控制板210拆卸、安装，通常在电抗300和壳体100侧壁之间、以及电抗300和壳体100侧壁之间设置有间隙。本申请这样设计后，将第二叠母700安装在电抗300和壳体100侧壁之间的间隙中，以及电抗300和壳体100侧壁之间的间隙中，对间隙的空间进行了利用，使得本申请DCDC转换器1000内的各个部件的布局更加紧凑，有助于减小DCDC转换器1000的体积。通过第二叠母700电性连接功率模块220和电抗300，相比于采用电线等方式，第二叠母700采用的是多层复合结构，其结构紧凑，集成度高，不需要像传统的配线方法那样需要大量的空间来布置线路，有助于使得本申请DCDC转换器1000的结构更加紧凑，减小空间占用。同时，第二叠母700的安装和拆卸更加方便，便于本申请DCDC转换器1000安装和维修。

如图9所示，在一些实施例中，设置有三个并列设置的电抗300、两个第一电容400和两个第二电容500，功率模块220为三合一功率模块，第二叠母700为三合一叠母，三合一叠母分别电性连接对应的功率模块220和电抗300。

在一些实施例中，如图6所示，DCDC转换器1000还包括电流传感器800，电流传感器800与控制板210电性连接，电流传感器800设置在功率模块220用于与电抗300电性连接的连接端。通过电流传感器800检测功率模块220与电抗300电性连接的连接端的电流信号，并将检测到的电流信号传输给控制板210，以使控制板210根据电流信号调控功率模块220。

在一些实施例中，如图10所示，壳体100的底壁设置有冷却水道140，壳体100上还设有与冷却水道140连通的水口141；电抗300、第一电容400、第二电容500和功率模块220均与冷却水道140的位置对应且导热接触。冷却水道140通常设有两个水口141，一个是进水口，一个是出水口，冷却液通过进水口进入到冷却水道内，吸收电抗300、第一电容400、第二电容500和功率模块220工作发出的热量后，从出水口排出。电抗300、第一电容400、第二电容500和功率模块220均与水道的位置对应是指，电抗300、第一电容400、第二电容500和功率模块220位于冷却水道140的路径上。导热接触可以是电抗300、第一电容400、第二电容500和功率模块220直接接触，也可以是通过导热垫等方式间接导热接触。

在一些实施例中，如图10所示，壳体100包括壳体本体150和封板160，壳体本体150的外表面和/或封板160的内表面设有沟槽，封板160和壳体本体150的底壁固定且密闭连接，以使壳体本体150和冷却水板合围形成冷却水道140。一些实施例中，沿封板160边沿设置有一圈密封胶圈，封板160和壳体本体150通过螺栓固定连接，螺栓连接过程中压紧密封胶圈，以实现密封。

在一些实施例中，如图10所示，壳体本体150包括上壳体151和下壳体152，上壳体151和下壳体152可拆卸连接，下壳体152的底壁与封板160合围形成冷却水道140，下壳体152的底壁设置有多个呈阵列分布的散热凸起1521，散热凸起1521位于冷却水道140内。控制板210、功率模块220、第一电容400、第二电容500和电抗300位于上壳体151和下壳体152围合形成的腔体内。在下壳体152的底壁设置散热凸起1521，有助于增加底壁与冷却液接触面积，进而有助于功率模块220、第一电容400、第二电容500和电抗300快速散热，保证本申请DCDC转换器1000正常运行。

综上，本申请提供的DCDC转换器1000包括壳体100以及设置在壳体100内的控制单元200、电抗300、第一电容400和第二电容500，控制单元200、电抗300、第一电容400和第二电容500之间相互电性连接，以实现将低压直流电转换为高压直流电或者将高压直流电转换为低压直流电的功能。本申请DCDC转换器1000中，控制单元200、电抗300、第一电容400和第二电容500均与壳体100连接，且控制单元200、电抗300、第一电容400和第二电容500在壳体100内呈阵列分布，第一电容400和第二电容500位于同一侧。这样设计后，第一电容400和第二电容500位于同一侧、控制单元200和电抗300位于同一侧、第一电容400和控制单元200位于同一侧、第二单元和电抗300位于同一侧，使得第一电容400、第二电容500、控制单元200和电抗300之间更加紧凑，减小了占用空间，有助于减小各个电器件之间的距离，便于各个电子器件之间电性连接。同时，这样设计后，控制单元200、电抗300、第一电容400和第二电容500均平铺排布在壳体100内，而非层叠排布，便于了DCDC转换器1000整机的安装、调试和维修。通过将控制板210和功率模块220堆叠设置，有助于充分利用壳体100高度方向的空间，使得本申请DCDC转换器1000的结构更加紧凑，减小占用空间。通过隔板110的设置，有助于降低本申请DCDC转换器1000的电磁兼容风险。由于第一叠母600和第二叠母700集成度高，不需要像传统的配线方法那样需要大量的空间来布置线路，第一叠母600和第二叠母700有助于使得本申请DCDC转换器1000的结构更加紧凑，进一步减小空间占用。

基于相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种车辆，包括本申请上述所提供的DCDC转换器1000。在一些实施例中，DCDC转换器1000安装在车辆的三合一电驱动中，与电池包电性连接，将电池包的高压直流电降压后传输给三合一电驱动的电机控制器使用。

由于该车辆包括本申请所提供的DCDC转换器1000，因此其自然具有本申请DCDC转换器1000所具有的所有有益效果，在此不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。