1.本实用新型涉及一种车辆的车辆车辆配电单元以及包括该配电单元的车辆。
背景技术：
2.如今，配电单的制越来越多的元及电动/插电式车辆使用集成电源单元对车辆进行供电和/或充电，集成电源单元通常由直流-直流电压转换器、作方车载充电器(obc，车辆车辆on board charger)和配电单元(pdu，配电单的制power distribution unit)中的元及至少两个组成。在配电单元内部，作方高压电池的车辆车辆电流通过母线被分配给不同的负载。在某些情况下，配电单的制电流的元及安培数可能非常高，这将导致配电单元的作方温度急剧上升，特别是车辆车辆配电单元中的一些发热电气部件，如保险丝、配电单的制继电器、元及铜母线等。如果热量不能迅速传导出去，将会导致元件烧毁、系统失效等严重后果。因此，需要对配电单元进行冷却散热。
3.目前，冷却配电单元的最常见方法是自然空气冷却，这意味着仅使用在配电单元内腔体滞留的空气进行热交换。这种散热方法的效率非常低，除非配电单元内腔体的尺寸非常大。其他可选方式包括强制空气冷却，例如使用风扇、自然/强制液体冷却等，但是它们都需要更复杂的结构，例如，对于使用液体冷却，需要冷却通道，对于使用强制空气冷却，需要额外的风扇，还需要在腔室上加工出用于空气的入口，这降低了整个产品的防护等级。
4.因此，需要一种新的配电单元，结构简单、具有高的散热效率和成本效益。
技术实现要素：
5.针对上文提到的问题和需求，本实用新型提出了一种新型的车辆的配电单元以及包括该配电单元的车辆，其由于采取了如下技术特征而解决了上述问题，并带来其他技术效果。
6.针对现有技术存在的问题，本实用新型创新地提供了一种配电单元，其采用了冷却发热电气元件(包括但不限于保险丝、继电器、母线)的新方式，具有高散热效率和一定的经济效益，其核心思想是使用配电单元的壳体作为散热器。此外，使用绝缘导热元件将热量从发热电气元件传导到壳体更有助于热量的传导和散发。
7.基于以上构思，一方面，本实用新型提供一种车辆的配电单元，包括：壳体以及至少一个发热元件，所述壳体限定内部腔室，所述至少一个发热元件容纳在所述内部腔室中，其中，所述壳体在与所述至少一个发热元件对应的位置处设置有朝向所述内部腔室凹入的散热特征部。
8.根据以上特征，本实用新型提出了一种新的冷却方式，即利用设置在配电单元的壳体的散热特征部对特定位置，例如发热元件对应位置进行散热。相较于现有技术的强制风冷或水冷散热方式，本实用新型提出的冷却方式不需要额外的散热元件，结构简单，具有显著的成本效益。
9.在一些示例中，所述散热特征部包括与所述至少一个发热元件对应的基部和从所述基部向外延伸的翅片。
10.示例性地，散热特征部可以采用翅片形式，包括基部和从基部向外延伸的翅片，基部作为凹入部分，配置为与对应的发热元件传热接触，而翅片作为散热结构，配置为将从基部传导的热量散发至外部环境。散热特征部可以与壳体一体成型，例如通过铸造，具体例如压力铸造或重力铸造。
11.在一些示例中，所述基部具有朝向所述内部腔室的内部面和背离所述内部腔室的外部面，所述翅片从所述外部面向外延伸，所述翅片的高度小于等于所述基部的深度。
12.根据以上特征，基部的内部面朝向内部腔室，例如朝向容纳在内部腔室的发热元件，而基部的外部面背离内部腔室，并与外界环境相通。翅片从外部面向外延伸，以将从基部传导的热量散发至外部环境。特别地，翅片的高度可以小于等于基部的深度。
13.需要说明的是，翅片的高度指的是翅片在竖直方向上的尺寸，或者是翅片沿垂直于基部的内部面和/或外部面的方向上的尺寸。基部的深度指的是从壳体的主平面到基部的外部面之间的距离，由于基部从壳体朝向内部腔室凹入，因此基部的外部面距离壳体的主平面之间存在一凹入深度。
14.考虑到配电单元的安装和尺寸限制，翅片的高度小于等于基部的深度，以防止翅片从壳体的主平面凸出。
15.在一些示例中，所述内部面与所述至少一个发热元件随形。
16.根据以上特征，内部面可以设置为与相应的发热元件随形。术语“随形(conform)”指的是遵循物体的形状，例如，发热元件的形状为圆柱形时，内部面可以是与圆柱形贴合的圆弧形。将内部面设置为与发热元件随形，可以增加内部面与发热元件的传热接触面积，提高散热效率。
17.在一些示例中，所述翅片包括多个彼此平行设置的翅片。
18.在一些示例中，所述翅片包括多个彼此交叉设置的翅片。
19.根据以上特征，多个翅片可以具有多种设置方式，例如彼此平行设置或交叉设置，取决于翅片的散热效率优化结果和尺寸设计。
20.在一些示例中，所述配电单元还包括绝缘导热元件，所述绝缘导热元件设置在所述散热特征部和所述至少一个发热元件之间，并且分别与所述散热特征部和所述至少一个发热元件接触。
21.根据以上特征，在散热特征部和相应的至少一个发热元件之间可以设置有绝缘导热元件，例如散热垫(thermal pad)，绝缘导热元件既具有电绝缘特性，又具有导热特性，因此既可以传导热量，又可以防止发热元件与壳体短路。
22.在一些示例中，所述壳体包括主体和盖，所述主体和所述盖合围所述内部腔室，所述散热特征部设置在所述盖上。
23.根据以上特征，将散热特征部设置在盖上，可以减少加工制造和维修成本，仅需要对盖加工出散热特征部即可。此外，散热特征部设置在盖上还可以提高配电单元的设计灵活性。如果内部腔室中的电路设计或结构发生改变，导致发热元件的结构和位置也发生改变时，仅需要对应地修改盖的设计即可适应新的电路设计，而无需对较复杂结构的壳体的主体重新设计和制造。
24.当然，可选地，散热特征部也可以根据需要设置在主体上。
25.在一些示例中，所述发热元件包括保险丝、铜排总线和继电器中的至少一个。
26.根据上述特征，发热元件可以是上述元件中的至少一个，这些元件，例如保险丝、铜排总线和继电器，通常是闭合电路中发热量较大的元件，如果不能及时将这些元件产生的热量散发出去，可能会导致元件的失效甚至危及电路安全，因此对这些元件进行散热是有必要的。
27.又一方面，本实用新型还提出一种车辆，该车辆包括如上文所述的配电单元。所述车辆由于包括上文所述的配电单元而因此具有相应配电单元的优点。
附图说明
28.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
29.图1示出了根据本公开至少一实施例的车辆的配电单元的立体图；
30.图2示出了图1所示的配电单元的俯视图，其中省略了盖；
31.图3示出了沿图1中的线a-a截取的局部剖视图。
具体实施方式
32.为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
34.将参照附图详细描述根据本实用新型的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。
35.与附图所展示的实施例相比，本公开保护范围内的可行实施方案可以具有更少的部件、具有附图未展示的其他部件、不同的部件、不同地布置的部件或不同连接的部件等。此外，在不脱离本公开的理念的情况下，附图中两个或更多个部件可以在单个部件中实现，或者附图中所示的单个部件可以实现为多个分开的部件。
36.配电单元(pdu)作为电动/插电式车辆的电气系统的重要组成部分之一，电连接至电池包(battery pack)、车载充电器obc和/或直流-直流电压转换器以从其获取电能，并
且，配电单元设有用于连接其他设备和负载的接口，用于为与其连接的部件供电。例如，配电单元可以与电机控制器(又称“逆变器”)、空调压缩机、正温度系数元件(positive temperature coefficient，ptc)、直流加热器等设备和负载连接。在配电单元内部，来自诸如高压电池之类的电流通过母线被分配给不同的负载。
37.在某些情况下，电流的安培数可能非常高，这将导致配电单元的温度急剧上升，特别是配电单元中的一些发热电气元件，如保险丝、继电器、铜母线等。为了解决这些元件的散热，本实用新型提出了一种新型的车辆的配电单元和包括这种配电单元的车辆。
38.需要说明的是，本实用新型所述的“车辆”包括电动车辆、机动车辆以及其他载具。电动车辆不限于插电式电动车辆、混合动力电动车辆、增程式电动车辆等。
39.如图1至图3所示，根据本公开至少一实施例的车辆的配电单元，包括壳体1和至少一个发热元件3，壳体1包括主体11和盖5，主体11和盖5合围形成内部腔室2，至少一个发热元件3，3’容纳在内部腔室2中。壳体1的周边还设置有多个电气接口12，这些电气接口12连接至电机控制器、空调压缩机、ptc、直流加热器等设备和负载中的至少一个。主体11呈箱体形状，并且具有开口，盖5与主体11配合，盖5与主体11之间通过多个螺钉7连接。可选地，盖5与主体11之间还可以设置有密封件和/或绝缘件(未示出，以确保配电单元的密封性和电气绝缘性能。
40.在本实施例中，示例性地示出了两个发热元件3，3’，分别是第一发热元件3和第二发热元件3’。因此，对应地，设置有两个散热特征部4，4’，分别是第一散热特征部4和第二散热特征部4’。在本实施例中，两个散热特征部4，4’设置在盖5上。
41.需要指出的是，图1至图3仅为本公开的一个示例性实施例，旨在揭露本公开的发明构思，而非限制本公开的范围。
42.第一发热元件3和第二发热元件3’可以是保险丝、铜排总线、继电器中的至少一个。例如，在本实施例中，第一发热元件3和第二发热元件3’都是保险丝。其中，如图2所示，第一发热元件3沿图2的上下方向放置，第二发热元件3’沿图2的左右方向放置。
43.第一发热元件3和第二发热元件3’可以接入配电单元中的电路中，以提供对电路的连接、保护和/或控制。这些发热元件属于电路中的电气元件，由于配电单元承载较高的电压和电流，因此这些元件在工作时会产生热量。配电单元中的具体电路结构不作为本实用新型的主要发明构思，因此在此省略描述。
44.在第一发热元件3和第二发热元件3’的对应位置，设置有相应的散热特征部4，4’。具体地，第一散热特征部4设置在盖5上，与第一发热元件3的位置对应，第二散热特征部4’也设置在盖5上，与第二发热元件3’的位置对应。不仅如此，第一散热特征部4和第二散热特征部4’的排列方向也分别与第一发热元件3和第二发热元件3’的排列方向保持一致。第一散热特征部4和第二散热特征部4’朝向内部腔室2凹入，以与对应的发热元件传热接触。
45.需要说明的是，本公开所述的“传热接触”指的是直接或间接接触以传递热量，因此可以不必要是直接接触，也可以通过中间件进行传热，中间件分别与传热接触的两个构件相接触。
46.下面将结合图1和图3描述第一散热特征部4和第二散热特征部4’。以下也可以将第一散热特征部4和第二散热特征部4’统称为散热特征部4，4’以描述它们的相似或相同特征。
47.如图3所示，散热特征部4，4’可以包括与发热元件3，3’对应的基部41，41’和从基部41，41’向外延伸的翅片42，42’。基部41，41’配置为与发热元件3，3’传热接触，而翅片42，42’则配置为将从基部41，41’传导的热量散发至外部环境。
48.因此，本公开提出的配电单元不需要设置额外的强制冷却组件，而是通过设置在现有壳体上特定位置的散热特征部来实现散热和冷却，结构简单且具有显著的成本效益，而且提供了更高的设计裕度。
49.具体地，基部41，41’作为凹入部分，可以具有朝向内部腔室2的内部面411和背离内部腔室2的外部面412。如图3所示，以基部41的内部面411为例，基部41的内部面411朝向内部腔室2，例如朝向容纳在内部腔室2的发热元件3，而基部41的外部面412背离内部腔室2，并与外界环境相通。相应地，散热特征部4的翅片42从外部面412向外延伸，以将从基部41传导的热量散发至外部环境。类似的，基部41’也可以具有相似的结构。
50.在本实施例中，翅片42包括多个彼此交叉设置的翅片，翅片42彼此交叉呈十字形状。此外，翅片42’包括多个彼此平行设置的翅片。翅片的间距、形状、排列方式可以根据实际需求或优化而选择，本公开不以此为限。
51.发热元件3，3’可能具有规则或不规则的形状，为了增加散热特征部4，4’和发热元件3，3’之间的有效传热面积，散热特征部4，4的内部面411与对应的发热元件3，3’随形，从而增加内部面411与发热元件3，3’的传热接触面积，提高散热效率。
52.此外，考虑到配电单元的安装和尺寸限制，翅片41’的高度h可以小于或等于基部41’的深度，以防止翅片41’从壳体1(或者更具体地说，是盖5的主平面51凸出。类似地，翅片41也可以满足这一尺寸关系。
53.为了更好地散热，配电单元还可以包括绝缘导热元件6，绝缘导热元件6设置在散热特征部4，4’和发热元件3，3’之间，并且分别与散热特征部4，4’和发热元件3，3’接触。绝缘导热元件6例如可以是散热垫，包括添加氧化铝的硅胶。因此，热量可以从发热元件3，3’传递到盖5，进而通过散热特征部4，4’散发到外部环境。
54.另一方面，本公开实施例还提供了一种车辆，包括如前所述的配电单元。
55.综上所述，本公开提供的车辆的配电单元以及包括该配电单元的车辆，使用配电单元的壳体作为散热器，将热量从发热电气元件传导到壳体，相较于现有技术的强制风冷或水冷散热方式，本实用新型提出的冷却方式不需要额外的散热元件，结构简单，具有显著的成本效益。
56.上文中参照优选的实施例详细描述了本实用新型所提出的车辆的配电单元以及车辆的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本实用新型理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型。另外，也可以对本实用新型各个方面提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。