IT201800007387A1

IT201800007387A1 - Caricabatterie per veicoli

Info

Publication number: IT201800007387A1
Application number: IT102018000007387A
Authority: IT
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2020-01-20
Also published as: CN110733361A; EP3824704A1; US20210298209A1; JP7496346B2; JP2021530957A; WO2020016833A1; EP3824704B1; US11700715B2; CN110733361B

Description

Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: “CARICABATTERIE PER VEICOLI”.

DE SCR IZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un caricabatterie per veicoli.

Con riferimento in particolare al settore dei veicoli elettrici o ibridi, è indispensabile l’impiego di apparecchiature elettroniche di potenza installate a bordo dei veicoli per la conversione di una tensione/corrente in ingresso in una opportuna tensione/corrente di uscita, quali caricabatterie OBC (On-Board Charger) o convertitori DC-DC.

I caricabatterie per veicoli di tipo noto comprendono in genere una o più schede di potenza o di controllo, costituite da uno o più circuiti stampati. I circuiti stampati possono essere realizzati su di un supporto in materiale elettricamente isolante come la vetronite o su di un supporto metallico di tipo IMS (Insulated Metal Substrate).

Si sottolinea, in particolare, che nell’ambito della realizzazione di caricabatterie per veicoli l’impiego di circuiti stampati con supporto metallico è preferito in quanto consente di raggiungere un’elevata efficienza termica, dovuta appunto alle caratteristiche di dissipazione termica del metallo impiegato (in genere alluminio).

E’ noto, inoltre, l’impiego sulle schede elettroniche dei caricabatterie di tipo noto di cosiddette “busbar”, costituite da apposite barre metalliche che, collegate a differenti punti delle schede elettroniche e opportunamente dimensionate, consentono il trasporto e la distribuzione di elevate correnti. Le soluzioni di tipo noto presentano, tuttavia, alcuni inconvenienti.

Infatti, le busbar montate sui caricabatterie di tipo noto devono essere in grado di trasportare elevate correnti tra punti differenti delle schede elettroniche e, quindi, devono avere necessariamente dimensioni considerevoli se rapportate al resto dell’elettronica montata sulle schede. Di conseguenza, questo comporta un ingombro non trascurabile delle busbar utilizzate che, considerata la sempre maggiore esigenza di realizzare caricabatterie di ridotte dimensioni, crea complicazioni nella progettazione e disposizione dell’elettronica interna del caricabatterie.

Il compito principale della presente invenzione è quello di escogitare un caricabatterie per veicoli che risulti di dimensioni contenute e che risulti, al contempo, di semplice e rapido assemblaggio.

A ltro scopo della presente invenzione è quello di ideare un caricabatterie per veicoli che possa essere mantenuto ad una temperatura di lavoro ideale in modo efficace.

A ltro scopo del presente trovato è quello di escogitare un caricabatterie per veicoli che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nell’ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto.

Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dal presente caricabatterie per veicoli secondo le caratteristiche della rivendicazione 1.

A ltre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un caricabatterie per veicoli, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni in cui: la figura 1 è una vista generale di un possibile caricabatterie secondo il trovato;

la figura 2 è una vista in esploso del caricabatterie di figura 1;

la figura 3 è una vista di una scheda elettronica IMS (Insulated Metal Substrate) del caricabatterie secondo il trovato;

la figura 4 illustra un dettaglio della scheda elettronica IMS di figura 3. Con particolare riferimento a tali figure, si è indicato globalmente con 1 un caricabatterie per veicoli, in particolare del tipo installabile a bordo di veicoli elettrici, ibridi o simili ed atto alla ricarica della batteria del veicolo. Il caricabatterie 1 comprendente un contenitore 2 esterno, atto ad alloggiare e proteggere tutta l’elettronica del caricabatterie stesso ed atto a consentirne l’installazione ed il fissaggio all’interno del veicolo.

Il caricabatterie 1 comprende una apparecchiatura elettronica, indicata complessivamente nelle figure con il riferimento 3, alloggiata all’interno di del contenitore 2, operativamente collegabile ad una batteria elettrica di un veicolo e configurata per la ricarica della batteria stessa.

Il caricabatterie comprende, inoltre, un circuito di raffreddamento 4 per limitare la temperatura dell’apparecchiatura elettronica 3 durante l’utilizzo del caricabatterie 1.

Ad esempio, il circuito di raffreddamento 4 può essere costituito da un convenzionale circuito di raffreddamento a liquido.

Secondo la particolare ma non esclusiva forma di realizzazione illustrata nelle figure, il circuito di raffreddamento 4 è realizzato direttamente sul fondo del contenitore 2.

L’apparecchiatura elettronica 3 comprende almeno una scheda elettronica 5 provvista di un substrato metallico isolato 5a (IMS - Insulated Metal Substrate) associato al circuito di raffreddamento 4.

La scheda elettronica 5 comprende, inoltre, uno strato di materiale elettricamente isolante 5b realizzato su di almeno una porzione di detto substrato metallico isolato 5a, e almeno un circuito elettronico 5c realizzato sullo strato di materiale elettricamente isolante 5b.

L’apparecchiatura elettronica 3 può comprendere più schede elettroniche. Ad esempio, con riferimento alla particolare ma non limitativa forma di attuazione illustrata nelle figure, l’apparecchiatura elettronica 3 comprende due schede elettroniche 5 e 6 in cui, in particolare, la scheda elettronica 5 è di tipo IMS.

La scheda elettronica 5 comprende almeno una barra metallica conduttiva 7 per il trasporto e la distribuzione di corrente, elettricamente collegata al circuito elettronico 5c.

Tale barra metallica conduttiva 7 è del tipo di una cosiddetta “busbar”, impiegata per consentire il trasporto e la distribuzione di correnti elevati in più punti diversi di una scheda elettronica.

V antaggiosamente, la barra metallica conduttiva 7 è provvista di almeno una porzione disposta a contatto diretto con almeno una porzione di superficie della scheda elettronica 5.

In tal modo, la barra metallica conduttiva 5 può essere raffreddata e, quindi, mantenuta ad una temperatura di lavoro inferiore, durante l’utilizzo del caricabatterie 1. Infatti, il circuito di raffreddamento 4 consente il raffreddamento del substrato metallico solato 5a della scheda elettronica 5 e, per conduzione termica, consente il raffreddamento della barra metallica conduttiva 7.

Il posizionamento della barra metallica conduttiva 7 direttamente alla scheda elettronica 5, unitamente al fatto che la barra metallica conduttiva 7 viene raffreddata mediante il circuito di raffreddamento 4, per conduzione termica con il substrato metallico isolato 5a della scheda elettronica stessa, consentono l’utilizzo di una barra metallica conduttiva 7 di dimensioni ridotte rispetto alle barre di tipo noto.

In particolare, la barra metallica conduttiva 7 è provvista di una superficie inferiore disposta a contatto diretto con almeno una porzione di superficie della scheda elettronica 5.

Preferibilmente, la barra metallica conduttiva 7 è sostanzialmente piastriforme e comprende una superficie superiore opposta a detta superficie inferiore associata alla scheda elettronica 5.

Preferibilmente, inoltre, la barra metallica conduttiva 7 ha una conformazione sostanzialmente allungata.

Non si escludono, tuttavia, differenti conformazioni della barra conduttiva metallica 7.

Con riferimento alla particolare forma di attuazione illustrata nelle figure, la scheda elettronica 5 comprende una pluralità di barre metalliche conduttive 7, disposte in corrispondenza di differenti porzioni della scheda elettronica stessa ed atte a collegare differenti punti.

Ciascuna barra metallica conduttiva 7 si estende su di almeno una porzione della scheda elettronica 5, sullo strato di materiale elettricamente isolante V antaggiosamente, ciascuna barra metallica conduttiva 7 comprende mezzi di attacco e collegamento elettrico 8 di almeno un elemento di connessione elettrica. L’elemento di connessione elettrica, non illustrato nelle figure, può essere ad esempio costituito da un apposito cavo atto a portare una predefinita corrente elettrica sulla barra metallica conduttiva 7.

Ad esempio, i mezzi di attacco e collegamento elettrico 8 sono costituiti da un terminale elettrico realizzato in corrispondenza di almeno una porzione della barra metallica conduttiva 7.

Come illustrato nelle figure, il terminale si estende dalla superficie superiore della barra metallica conduttiva 7.

La scheda elettronica 5 descritta sopra è utilizzata all’interno di un caricabatterie 1 per veicoli elettrici.

Non si esclude, tuttavia, l’impiego in differenti applicazioni di una scheda elettronica analoga alla scheda elettronica 5 descritta sopra, provvista di almeno una barra metallica conduttiva 7.

Si è in pratica constatato come il trovato descritto raggiunga gli scopi proposti.

In particolare, si sottolinea il fatto che il caricabatterie secondo il trovato risulta di dimensioni contenute e, al contempo, di semplice e rapido assemblaggio.

Infatti, il posizionamento della barra metallica conduttiva direttamente alla scheda elettronica, unitamente al fatto che la barra metallica conduttiva viene raffreddata mediante il circuito di raffreddamento, per conduzione termica con il substrato metallico isolato della scheda elettronica stessa, consentono l’utilizzo di una barra metallica conduttiva di dimensioni ridotte rispetto alle barre di tipo noto.

Inoltre, la barra metallica conduttiva utilizzata, proprio perché raffreddata, consente il mantenimento di una temperatura di lavoro ideale in modo efficace.

Claims

RIV E NDICAZIONI 1) Caricabatterie (1) per veicoli, comprendente almeno un contenitore (2) esterno, almeno una apparecchiatura elettronica (3) alloggiata all’interno di detto contenitore (2), operativamente collegabile ad una batteria elettrica di un veicolo e configurata per la ricarica di detta batteria, ed almeno un circuito di raffreddamento (4) di detta apparecchiatura elettronica (3), in cui detta apparecchiatura elettronica (3) comprende almeno una scheda elettronica (5) provvista di un substrato metallico isolato (5a) associato a detto circuito di raffreddamento (4), di uno strato di materiale elettricamente isolante (5b) realizzato su di almeno una porzione di detto substrato metallico isolato (5a), e di almeno un circuito elettronico (5c) realizzato su detto strato di materiale elettricamente isolante (5b), caratterizzato dal fatto che detta scheda elettronica (5) comprende almeno una barra metallica conduttiva (7) per il trasporto e la distribuzione di corrente, elettricamente collegata a detto circuito elettronico (5c) e provvista di almeno una porzione disposta a contatto diretto con almeno una porzione di superficie di detta scheda elettronica (5), per il raffreddamento di detta barra metallica conduttiva (7) mediante detto circuito di raffreddamento (4).
2) Caricabatterie (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta barra metallica conduttiva (7) è provvista di una superficie inferiore disposta a contatto diretto con almeno una porzione di superficie di detta scheda elettronica (5).
3) Caricabatterie (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta barra metallica conduttiva (7) è sostanzialmente piastriforme.
4) Caricabatterie (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta barra metallica conduttiva (7) comprende una superficie superiore opposta a detta superficie inferiore associata a detta scheda elettronica (5).
5) Caricabatterie (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta barra metallica conduttiva (7) ha una conformazione sostanzialmente allungata.
6) Caricabatterie (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta barra metallica conduttiva (7) si estende su di almeno una porzione di detta scheda elettronica (5), su detto strato di materiale elettricamente isolante (5b).
7) Caricabatterie (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta barra metallica conduttiva (7) comprende mezzi di attacco e collegamento elettrico (8) di almeno un elemento di connessione elettrica.
8) Caricabatterie (1) secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di attacco e collegamento elettrico (8) comprendono almeno un terminale elettrico (8) realizzato in corrispondenza di almeno una porzione di detta barra metallica conduttiva (7).
9) Caricabatterie (1) secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto almeno un terminale elettrico (8) si estende da detta superficie superiore della barra metallica conduttiva (7).
10) Scheda elettronica (5) comprendente di un substrato metallico isolato (5a) associabile ad un circuito di raffreddamento (4), di uno strato di materiale elettricamente isolante (5b) realizzato su di almeno una porzione di detto substrato metallico isolato (5a), e di almeno un circuito elettronico (5c) realizzato su detto strato di materiale elettricamente isolante (5b), caratterizzata dal fatto che comprende almeno una barra metallica conduttiva (7) per il trasporto e la distribuzione di corrente, elettricamente collegata a detto circuito elettronico (5c) e provvista di almeno una porzione disposta a contatto diretto con almeno una porzione di superficie di detta scheda elettronica (5), per il raffreddamento di detta barra metallica conduttiva (7) mediante detto circuito di raffreddamento (4).