一种电感磁芯及液冷充电机的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子产品领域，尤其是指一种电感磁芯及液冷充电机。


背景技术：

2.功率电感被广泛应用于液冷充电机中，随着液冷充电机的功率提升，功率电感体积越来越大，本身损耗会越来越大，需要寻找更加优越的散热结构来解决液冷充电机的散热。传统方案中，为了让绕线方便，时常将绕线柱设计成圆柱体，但是该方案随着功率提升，需求的电感量越来越大，中柱的截面积需求越来越大，不满足利于高功率密度需求。将中柱设计成方形结构，不利于扁平线绕制，最终同等截面积条件下，使用方形结构作为中柱方案的磁性器件体积更大。
3.因此，有必要提供一种电感磁芯，提升磁芯的电感感量及散热效果。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种电感磁芯，解决现有的磁芯存在的问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：第一方面提供一种电感磁芯，包括至少一个磁芯中柱、及间隔固定于所述磁芯中柱两侧的两磁芯边柱；所述磁芯中柱的垂直于其轴线的截面外轮廓包括间隔设置的至少三个第一侧边以及将相邻所述第一侧边连接的第二侧边，所述第一侧边为直边，所述第二侧边为弧形边。
6.进一步的，所述弧形边的圆心角为72度、90度或120度中的任意一个。
7.进一步的，所述弧形边的半径≤r，其中，r为绕线绕制的弧度。
8.进一步的，所述磁芯边柱为矩形板，所述磁芯中柱间隔的设置两个，所述磁芯中柱长度相等且延伸方向相互平行。
9.进一步的，还包括多个散热板围合形成的容纳腔室，所述磁芯中柱及所述磁芯边柱放置所述容纳腔室内。
10.进一步的，还包括绕线，所述绕线环绕于所述磁芯中柱外且位于两所述磁芯边柱之间的间隔内。
11.进一步的，所述绕线为扁平铜线。
12.本实用新型第二方面提供一种液冷充电机，包括上述的电感磁芯。
13.本实用新型的有益效果在于：通过设置至少一个磁芯中柱、及间隔固定于所述磁芯中柱两侧的两磁芯边柱；所述磁芯中柱的垂直于其轴线的截面外轮廓包括间隔设置的至少三个第一侧边以及将相邻所述第一侧边连接的第二侧边，所述第一侧边为直边，所述第二侧边为弧形边。磁芯中柱拥有更大的有效截面积，扁平线绕组具有更加合理的散热形状，对应的散热板结构件结构更加简单，散热效率更高。在相同体积，相同匝数条件下，电感感量更高，散热更好，成本更低，损耗更低。
附图说明
14.图1为本实用新型的电感磁芯的结构示意图；
15.图2为本实用新型电感磁芯的图1中a-a向剖视图；
16.图3为本实用新型电感磁芯中磁芯中柱的结构示意图。
17.标号如下：
18.1-磁芯中柱；11-绕线；12-第一侧边；13-第二侧边；2-磁芯边柱；3-散热板。
具体实施方式
19.为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
20.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
21.功率电感被广泛应用于液冷充电机中，随着液冷充电机的功率提升，功率电感体积越来越大，本身损耗会越来越大，需要寻找更加优越的散热结构来解决液冷充电机的散热。传统方案中，为了让绕线方便，时常将绕线柱设计成圆柱体，但是该方案随着功率提升，需求的电感量越来越大，中柱的截面积需求越来越大，不满足高功率密度需求。将中柱设计成方形结构，不利于扁平线绕制，最终同等截面积条件下，使用方形结构作为中柱方案的磁性器件体积更大。为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种电感磁芯。
22.请参阅图1，图1为本实用新型的一种电感磁芯的结构示意图，本实用新型提供一种电感磁芯，包括至少一个磁芯中柱1、及间隔固定于所述磁芯中柱1 两侧的两磁芯边柱2；所述磁芯中柱1的垂直于其轴线的截面外轮廓包括间隔设置的至少三个第一侧边12以及将相邻所述第一侧边12连接的第二侧边13，所述第一侧边12为直边，所述第二侧边13为弧形边。
23.在本实施例中，通过将磁芯中柱1的横截面外轮廓分割为至少两个第一侧边12以及将相邻所述第一侧边12连接的第二侧边13，其中，所述第一侧边12 为直边，所述第二侧边13为弧形边。通过本实施例的实施提升磁芯中柱1的截面积，进而提升电感磁芯的电感感量。
24.请参阅图1及图2，图2为本实用新型电感磁芯的图1中a-a向剖视图。在本实施例中，第一侧边12的数量及第二侧边13的数量均为4个，即弧形边的圆心角为90度。4个间隔设置的第一侧边12分别通过4个第二侧边13连接为一个整体得到电感磁芯。或者可以将磁芯中柱1采取另一种划分方式即磁芯中柱1横截面外轮廓呈现为四个扇形和两个长方形构成，每个扇形的角度为90 度。四个扇形通过两个长方形连接在一起，最终构成一个整体。此外，第一侧边12的数量及第二侧边13的数量还可以均为3个，此时弧形边的角度为120 度。同样，第一侧边12的数量及第二侧边13的数量还可以均为5个，此时弧形边的角度为72度。
25.请参阅图3，图3为本实用新型电感磁芯中磁芯中柱的结构示意图。还包括绕线11，所述绕线11环绕于所述磁芯中柱1及所述磁芯中柱1与所述磁芯边柱2的间隙处。所述绕线11为扁平铜线。按照磁芯中柱1的形状将扁平铜线绕制在磁芯中柱1上，绕组绕制完成后，上
下左右四个面呈现平面结构。所述弧形边的半径≤r，其中，r为扁平铜线可以绕制的最小半径，例如这里扁平线的规格可以为1.8mm*6mm，r可以为10mm。磁芯中柱1中的扇形结构半径受控于选择的扁平线绕制允许最小弧度限制，磁芯中柱1的长/宽受制于磁芯最高允许高度h。磁芯中柱1的顶部的第一侧边12与磁芯中柱1的底部的第一侧边12之间的垂直间距≤l，其中，l为磁芯中柱1允许的最大长度、宽度，例如这里的l可以为25mm。所述磁芯边柱2为矩形板。该电感磁芯还包括多个散热板3围合形成的容纳腔室，所述磁芯中柱1及所述磁芯边柱2放置所述容纳腔室内。上述第一侧边及第二侧边的数量均不限于3个、4个或5个，可以根据绕线的不同种类或者具体的需要进行设置相对应的第一侧边12及第二侧边13的数量。
26.现有技术中功率电感方案的结构采用圆形中柱或者方形中柱方案，中柱和边柱的材质采用一致。采用圆形中柱方案，绕组四周呈现弧形结构，对应水冷散热板需要设计为弧形，结构复杂，成本较高。另外现有方案中柱和底柱材质使用一样，磁芯各个部分散热不均匀。采用方形中柱方案，由于扁平线绕组绕制工艺限制，还是需要绕制为圆形。同样匝数条件下，其感量低，同样，对应水冷散热板设计较复杂，成本较高，功率密度低。
27.在本实施例中，磁芯中柱1由四个第一侧边12和四个第二侧边13构成，在同样体积条件下，上述电感磁芯既可以满足扁平线绕组绕制工艺需求，同时磁芯中柱1可以获取最大的截面积，进而提升电感磁芯的电感感量。同时，本实施中的电感磁芯接近正方形，在上下左右四个面呈现平面，水冷散热板3可以直接设计为平面，结构简单，成本较低，另外散热板3与线包在同一平面面积较大，更利于散热。此外本实施例中的磁芯结构，采用2个磁芯中柱1和2 个磁芯边柱2的组合方式，磁芯中柱1和磁芯边柱2可以采用不同材质磁芯，磁芯中柱1采用偏置更强，损耗更低的磁芯材质，磁芯边柱2采用偏置较强，损耗可以略高的材质，在满足电路感量需求的同时，使电感磁芯的损耗根据散热路径来分配，磁性器件热分布更加均匀，成本更低。本实施例中的磁芯电感，在相同体积，相同匝数条件下，电感感量更高，散热更好，成本更低，损耗更低。
28.综上所述，本实用新型提供的电感磁芯，通过设置磁芯中柱1拥有更大的有效截面积，扁平线绕组具有更加合理的散热形状，对应的散热板3结构件结构更加简单，散热效率更高。在相同体积，相同匝数条件下，电感感量更高，散热更好，成本更低，损耗更低。
29.本实用新型第二方面提供一种液冷充电机，包括上述的电感磁芯。
30.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。