CN117320345A - 功率模块及充电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种功率模块及充电设备，功率模块包括壳体、散热板和电路板组件。散热板位于壳体的底端，电路板组件包括功率电路板和多个元器件。多个元器件包括多个第一元器件，多个第一元器件位于功率电路板朝向散热板的表面。壳体内具有多个导热容纳腔，第一元器件位于导热容纳腔内，且与散热板以及导热容纳腔的内侧壁均相连。

Description

功率模块及充电设备

本申请要求于2023年2月17日提交中国专利局、申请号为202320361799.1、申请名称为“功率模块及充电设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请实施例涉及充电设备技术领域，特别涉及一种功率模块及充电设备。

背景技术

功率模块是充电设备中的重要组成部件之一，随着用户对快速充电需求的不断提高，功率模块的功率密度也在不断地提高，导致了功率模块的发热量也越来越大。

通常，功率模块包括散热板、各种元器件和多个功率电路板，每个功率板上设置有元器件，各功率电路板之间通过导线等电连接。其中，功率板或者元器件和散热板连接，以实现各个元器件的散热。

然而，上述功率模块组装复杂，各功率电路板之间的连接稳定性较差而使得功率模块的工作性能较差。

发明内容

本申请实施例提供一种功率模块及充电设备，功率模块中所有的元器件集中在一个功率电路板上且能确保元器件良好散热的作用，简化了功率模块的组装工艺，避免了多个功率板功率电路板之间的连接稳定性较差的问题，提高了功率模块的工作性能以及功率模块的生产效率。

本申请实施例的第一方面提供一种功率模块，包括壳体、以及位于壳体内的散热板和电路板组件，散热板位于壳体的底端，电路板组件包括功率电路板和多个元器件，多个元器件设在功率电路板上，多个元器件包括多个第一元器件，功率电路板包括相对的第一面和第二面，功率电路板的第一面朝向散热板，且多个第一元器件位于功率电路板的第一面；壳体内包括多个相互分隔的导热容纳腔，第一元器件位于导热容纳腔内，第一元器件与散热板以及导热容纳腔的内侧壁均相连。

本申请通过在壳体内设置一个功率电路板，并将所有元器件均设置于该一个功率电路板上，实现了在一个功率电路板上设置所有元器件，简化了功率模块的组装工艺，避免多个功率电路板之间的连接稳定性较差的问题，提高了功率模块的工作性能以及功率模块的生产效率。另外，将多个元器件中的多个第一元器件设置于导热容纳腔内，使第一元器件朝向散热板的一侧与散热板相连，以及将第一元器件的外周面与导热容纳腔的内侧壁相连，提高了第一元器件的导热速度，实现了对功率电路板上的第一元器件的良好散热。

在一种可能的实现方式中，功率模块还包括第一导热件；第一元器件通过第一导热件与散热板以及导热容纳腔的内侧壁均相连。

通过将第一导热件设置于第一元器件上朝向散热板的一面与散热板的表面之间，第一元器件通过第一导热件与散热板接触，从而能够将第一元器件工作时产生的热量更快地传递至散热板上，进而提高第一元器件的散热效率。

在一种可能的实现方式中，导热容纳腔内填充导热胶以形成第一导热件，第一元器件的至少部分位于导热胶内。

在一种可能的实现方式中，多个元器件还包括第二元器件，第二元器件位于功率电路板的第一面，散热板与第二元器件对应的位置包括凸起，第二元器件朝向散热板的一端与凸起相连。

第二元器件的高度小于第一元器件的高度，因此第二元器件不能直接连接到散热板。因此，为了能够实现散热板对第二元器件的散热，在散热板上设置了凸起，第二元器件朝向散热板的表面能够通过凸起与散热板的表面间接接触。当第二元器件工作时，通过凸起将工作产生的热量传递至散热板，从而解决了第二元器件散热的问题。

在一种可能的实现方式中，凸起包括散热侧板和散热顶板，散热侧板的一端与散热板相连，散热侧板的另一端与散热顶板相连；第二元器件朝向散热板的一端通过散热顶板与凸起相连；散热顶板的导热系数大于散热侧板的导热系数。

通过凸起包括散热顶板和散热侧板，这样第二元器件通过散热顶板与凸起连接，通过将散热顶板的导热系数大于散热侧板的导热系数，从而提高第二元器件工作时产生的热量传递至凸起上的散热效率，从而进一步提高第二元器件的散热效果。

在一种可能的实现方式中，凸起还包括散热底板，散热底板与散热侧板朝向散热顶板的一端相连，且散热顶板与散热底板之间具有间隙以形成第一散热通道。通过设置散热底板，这样凸起内部可以形成散热通道，散热通道内的冷却介质可以对散热顶板进行热交换，以便散热顶板对第二元器件实现良好的散热。

在一种可能的实现方式中，散热板的内部具有第二散热通道，第二散热通道用于设置冷却介质；且壳体上设有进口和出口，进口与第二散热通道连通且用于向第二散热通道输入冷却介质，出口与第二散热通道连通且用于将换热后的冷却介质从第二散热通道排出。

通过设置第二散热通道，一方面第二散热通道内的冷却介质可以对第一元器件传递至散热板上的热量进行及时散热，另一方面第二散热通道内的冷却介质还可以对凸起进行散热，从而使得第二元器件传递至凸起上的热量被及时散去，实现了对第一元器件和第二元器件及时的散热。

在一种可能的实现方式中，散热板的内部具有第二散热通道，第二散热通道用于设置冷却介质，第二散热通道与凸起内的第一散热通道连通；且壳体上设有进口和出口，进口与凸起内的第一散热通道连通，出口与第二散热通道连通。

通过第一散热通道和第二散热通道的连通，这样冷却介质通过进口和出口在散热板和凸起内形成循环回路，在冷却介质在该循环回路上可以实现对散热板和凸起吸收的热量进行良好散热，确保了散热板和凸起对第一元器件和第二元器件的良好散热效果。

在一种可能的实现方式中，功率模块还包括第二导热件；第二导热件位于散热顶板与第二元器件之间，散热顶板与第二元器件通过第二导热件相连。

通过在第二元器件与散热顶板之间设置第二导热件，避免了第二元器件与散热顶板之间由于固体与固体结合而使得第二元器件与散热顶板之间的空隙内存在的空气造成热阻较大，从而影响热量的传递速率。而在第二元器件与散热顶板之间设置第二导热件，第二导热件可以对第二元器件与散热顶板之间的空隙进行填充，且第二导热件的热阻较小，例如小于空气的热阻，这样能够提高第二元器件上的热量传递至凸起上的传递效率，进而提高功率模块的散热效果。

在一种可能的实现方式中，多个第一元器件包括电感、电容和变压器，第二元器件包括功率半导体组件；电感、电容、变压器和功率半导体组件通过功率电路板电连接形成AC-DC电路或者DC-DC电路。

在一种可能的实现方式中，电路板组件还包括信号电路板，信号电路板位于功率电路板的第一面；

信号电路板包括驱动电路和控制电路，控制电路的输出端连接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端连接功率半导体组件的控制端。

在一种可能的实现方式中，电路板组件还包括驱动电路板和控制电路板，控制电路板的输出端连接驱动电路板的输入端，驱动电路板的输出端连接功率半导体组件的控制端。

在一种可能的实现方式中，功率模块还包括位于壳体内的导热分隔板，导热分隔板将壳体内的空间分隔为多个导热容纳腔；

导热分隔板的一端与散热板相连，导热分隔板的另一端抵接于功率电路板的第一面。

在一种可能的实现方式中，壳体包括盖板和多个侧板，多个侧板相连形成壳体的侧壁，多个侧板的底端与散热板相连，且多个侧板的顶端围成开口，盖板盖设于开口；功率电路板的第二面朝向盖板。

在一种可能的实现方式中，散热板上设置有支撑结构，支撑结构由散热板朝向盖板延伸，支撑结构朝向盖板的一端穿过功率电路板与盖板相连。

通过在散热板上设置支撑结构，当功率模块中设置有功率电路板时，支撑结构朝向盖板的一端需要穿过功率电路板并与盖板相连，能够使盖板得到支撑结构的支撑，降低盖板因发生变形而导致功率电路板损坏的几率。

在一种可能的实现方式中，功率模块还包括第三导热件，第三导热件设置于功率电路板的第二面与盖板之间。

通过在功率电路板的第二面上设置第三导热件，以将功率电路板工作时产生的热量由第三导热件传递至壳体的盖板上，并进一步由盖板将热量传递至壳体的外部，提高了功率电路板的散热效果。

在一种可能的实现方式中，功率模块还包括绝缘层，绝缘层位于第三导热件和盖板之间。

通过在盖板与功率电路板之间设置绝缘层，能够降低功率电路板与盖板之间漏电或者导电的几率，提高了功率模块使用安全性。

在一种可能的实现方式中，电路板组件还包括第三元器件，第三元器件设置在功率电路板的第一面和第二面中的至少一面上，且第三元器件和散热板不接触。

功率模块中还包括不需要通过散热板散热的第三元器件，这类元器件可以设置在功率电路板的第一面或者第二面。

本申请实施例的第二方面提供一种充电设备，包括AC-DC功率模块、功率分配单元和至少一个充电接口，AC-DC功率模块采用上述的功率模块，AC-DC功率模块的输入端用于接收交流电，AC-DC功率模块的输出端与功率分配单元的输入端相连，功率分配单元的输出端连接充电接口的输入端，充电接口的输出端用于输出直流电。

通过将AC-DC功率模块设置成上述的功率模块，能够简化充电设备的组装工艺，降低充电设备发生故障的几率，且能够提高充电设备的生产效率。通过将第一元器件设置于导热容纳腔内，并使第一元器件朝向散热板的一侧与散热板相连，第一元器件的外周面与导热容纳腔的内侧壁相连，从而能够提高功率模块的散热性能，进而能够提高充电设备的散热性能，以及提高充电设备的工作效率。

本申请实施例的第三方面提供一种充电设备，包括AC-DC功率模块、至少一个DC-DC功率模块、功率分配单元和至少一个充电接口，AC-DC功率模块和DC-DC功率模块均采用上述的功率模块，AC-DC功率模块的输入端用于接收交流电，AC-DC功率模块的输出端连接充电设备的直流母线，DC-DC功率模块的输入端连接充电设备的直流母线，DC-DC功率模块的输出端连接功率分配单元的输入端，功率分配单元的输出端连接充电接口的输入端，充电接口的输出端用于输出直流电。

通过将AC-DC功率模块以及至少一个DC-DC功率模块的设置成上述的功率模块，能够简化充电设备的组装工艺，降低充电设备发生故障的几率，且能够提高充电设备的生产效率。通过将第一元器件设置于导热容纳腔内，并使第一元器件朝向散热板的一侧与散热板相连，第一元器件的外周面与导热容纳腔的内侧壁相连，从而能够提高功率模块的散热性能，进而能够提高充电设备的散热性能，以及提高充电设备的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术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为一种功率模块的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种功率模块的立体示意图；

图3为图2所示的功率模块拆分结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种功率模块中电路板组件与壳体的结构示意图；

图5A为本申请实施例提供的一种功率模块中电路板组件与壳体的装配结构示意图；

图5B为本申请实施例提供的一种功率模块另一方向的拆分结构示意图；

图5C为本申请实施例提供的一种功率模块中散热板、侧板以及电路板组件的拆分结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种散热顶板的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的另一种功率模块中电路板组件的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种功率模块的拆分结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种功率模块的壳体的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的又一种功率模块的立体示意图；

图11为图10所示的功率模块拆分结构示意图；

图12为本申请实施例提供的一种充电设备的框图；

图13为本申请实施例提供的另一种充电设备的框图。

附图标记说明：

100-壳体；

110-导热容纳腔；120-盖板；130-侧板；131-进口；132-出口；140-开口；150-固定结构；160-导光件；170-通流端子；180-功率端子；

200-散热板；

201-上散热板；202-下散热板；203-散热翅；210-凸起；210a-散热底板；210b-散热侧板；220-散热顶板；221-鳍片式散热结构；230-支撑结构；2021-避让口；

300-元器件；

310-第一元器件；320-第二元器件；330-第三元器件；

400-功率电路板；400a-电路板组件；

410-第一面；420-第二面；430-握持部；431-开孔；440-信号电路板；

500-导热分隔板；

600-绝缘层；

700-防水层；

800-第二导热件；

900-第三导热件；

1200、1300-充电设备；1201、1301-AC-DC功率模块；1203、1305-功率分配单元；1205、1307-充电接口；1303、DC-DC功率模块。

具体实施方式

功率模块是一种集成多个功率电子器件及其驱动电路的模块化设备,用于实现功率电能的控制、放大和调节，功率模块广泛用于各种电力转换和控制系统，例如功率模块可以应用充电桩或者储能设备中。在一种实施方式中，参见图1所示，功率模块包括壳体10，壳体10内设有冷板20、多个元器件以及多个功率电路板，例如，图1中示出3个功率电路板，分别功率电路板30a、功率电路板30b和功率电路板30c，多个元器件包括需要散热的元器件，例如元器件40a、元器件40b以及元器件40c，以及不需要散热的元器件，例如元器件50a和元器件50b。

其中，功率模块中的各元器件在功率电路板上分布时，往往将需要散热的元器件设置在功率电路板朝向冷板20的一面上，由于需要散热的元器件高度不同，为了实现良好的散热，便将需要散热的元器件分布在不同功率电路板上。例如，将元器件40a设在功率电路板30a的背面，元器件40b设在功率电路板30b，元器件40c设在功率电路板30c上，这样，需要散热的各个元器件可以与冷板20接触以实现散热。其中，不需要散热的元器件可以设置在功率电路板背向冷板20的一面，例如元器件50a设在功率电路板30a背向冷板20的一面，元器件50b设在功率电路板30c背向冷板20的一面。这样在组装过程中，功率电路板30a和功率电路板30c可以采用正装的方式装配在壳体10内，功率电路板30b采用倒装方式装配在壳体10内。

需要说明的是，功率电路板倒装是指元器件在功率电路板的一面设置后，将设有元器件的功率电路板在装配过程中翻转使得设有元器件的一面朝下的一种装配方式。功率电路板正装是相对于功率电路板倒装而言的一种不同的装配方式，功率电路板正装是指元器件在电路板上装配后，设有元器件的功率电路板在装配过程中不进行翻转的一种装配方式。但是，上述实施方式中的功率模块中，需要设置多个功率电路板，且多个功率电路板之间需要线缆进行电连接，会影响各功率电路板之间的连接稳定性，进而影响功率模块的工作性能。另外，多个功率电路板中采用正装(例如功率电路板30a和30c)和倒装(例如功率电路板30b)不同的装配方式，导致功率模块的组装工艺复杂化，影响功率模块的生产效率，且复杂化的组装工艺也会增加功率模块组装过程中出现问题的几率，进而影响功率模块的成品率以及功率模块的工作性能。例如，在组装功率模块时，需要区分发热量不同的元器件并将其分别安装在对应的功率电路板上，从而导致整个功率模块的组装过程复杂。另外，由于功率模块中的功率电路板存在倒装和正装的情况，也会导致各功率电路板之间高低不平，影响各功率电路板的安装稳定性。

又比如，在另一种实施方式中，为了能够提高发热量较大的元器件的散热速度，会使用导热的金属壳将该需要散热的元器件罩扣在金属壳内，并在金属壳的内壁与元器件之间的缝隙中添加导热材料。在功率电路板倒扣在液冷板上时，金属壳与液冷板的抵接面再通过导热垫或者导热硅脂等间接接触。元器件工作时产生的热量先通过导热胶传递至金属壳上，然后热量通过金属壳、以及金属壳与液冷板之间的导热材料传递至液冷板上。但是，由于元器件发出的热量需要依次经过导热胶以及金属壳才能传递至液冷板上，使元器件产生的热量需要经过多次热量传递才能到达液冷板，降低了元器件上热量的传递效率，导致元器件的散热效果较差。

针对上述技术问题，本申请实施例提供一种功率模块，实现了在一个功率电路板上设置所有元器件，并将功率电路板的第一面上的元器件倒装于散热板上，简化了功率模块的组装工艺，避免多个功率电路板之间的连接稳定性较差的问题，提高了功率模块的工作性能以及功率模块的生产效率。另外，将多个元器件中的多个第一元器件设置于导热容纳腔内，使第一元器件朝向散热板的一侧与散热板相连，以及将第一元器件的外周面与导热容纳腔的内侧壁相连，缩短了热量从第一元器件到散热板的传递路径，提高了第一元器件的散热效率，实现了对功率电路板上的第一元器件的良好散热。因此，本申请实施例提供的功率模块，实现了所有元器件集中在一个功率电路板上且能确保元器件良好散热的作用，简化了功率模块的组装工艺，避免多个功率板功率电路板之间的连接稳定性较差的问题，提高了功率模块的工作性能以及功率模块的生产效率。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种功率模块，功率模块可以为AC-DC功率模块，也可以为DC-DC功率模块。

下面首先以功率模块为AC-DC功率模块为例进行说明。

参考图2和图3，功率模块可以包括壳体100、以及设在壳体100内的散热板200和电路板组件400a，其中，壳体100内部具有安装空间，散热板200和电路板组件400a均安装于该壳体100内的安装空间中。壳体100可以采用金属材料制备，例如钢材料、铜材料或者铝合金材料。采用金属材料制备壳体100，使得电路板组件400a工作时产生的热量能够通过散热板200传递至壳体100外部，还能够通过金属材料的壳体100将电路板组件400a工作时产生的热量传递至壳体100的外部，提高了功率模块的散热效率，保证功率模块具有稳定的工作性能。在一些示例中，壳体100可以为正方体、长方体等形状的结构。

其中，散热板200可以位于壳体100的底端，例如，散热板200与壳体100的底端相连。在一些示例中，壳体100的一端可以具有开口，电路板组件400a可以由此开口安装于壳体100的安装空间内，并通过一盖板120(具体见下文)覆盖在该开口上，以打开或者关闭开口。在另一些示例中，壳体100的两端均具有开口，散热板200由其中一个开口设置于壳体100的底端，电路板组件400a可以由另外一个开口安装于壳体100的安装空间内，并通过一盖板120(具体见下文)覆盖在该另一个开口上，以打开或者关闭该另一个开口。

散热板200可以采用金属材料制备，例如铜、铜合金或者铝合金材料。散热板200与壳体100可以为一体成型结构，能够降低功率模块的组装工艺的复杂度，避免将散热板200与壳体100进行连接的工艺过程，提高了功率模块的生产效率。例如，散热板200可以一体成型于壳体100的底端，若散热板200与壳体100均为金属材料制备，则散热板200与壳体100可以通过压铸成型或者浇铸成型等一体成型方式进行制备。

本申请实施例中，散热板200可以为液冷散热结构(例如液冷板)，该液冷散热结构内具有供冷却液循环流动的流道，通过冷却液的流动以将元器件工作时传递至液冷散热结构上的热量输送至壳体100外部，以实现对功率模块进行散热。应理解的是，散热板200还可以其他的散热结构，例如散热板200还可以为内部具有散热介质的热管。本申请实施例中，具体以散热板200为液冷板为例进行说明。

参见图3和图4，电路板组件包括功率电路板400和多个元器件300，其中，本申请实施例中，壳体100内设置一个功率电路板400，该功率电路板400可以包括相对的第一面410和第二面420(如图3所示)，功率电路板400的第一面410朝向散热板200，功率电路板400的第二面420背向散热板200。功率模块中的所有元器件300均设置于功率电路板400上，从而可以实现在一个功率电路板400上完成功率模块中所有元器件300的安装，能够避免多个功率电路板400线缆连接时，因线缆连接松动或者脱落导致的各功率电路板400之间的连接稳定性较差的问题，同时简化了元器件300与功率电路板400的组装工艺，从而提高了功率模块的工作稳定性，且简化了功率模块的组装工艺，提高了功率模块的生产效率。

其中，多个元器件300在功率电路板400上设置时，例如多个元器件300中需要散热的元器件可以设在功率电路板400的第一面410，多个元器件300中散热需求小的元器件可以设在功率电路板400的第二面420上。当然，一些示例中，为了降低电路板组件400a的高度，也可以将多个元器件300均设在功率电路板400的第一面410上。

其中，本申请实施例中，多个元器件300包括多个第一元器件310，多个第一元器件310可以为功率电路板400上需要通过散热板散热的元器件，多个第一元器件310位于功率电路板400的第一面410，功率电路板400通过倒装方式安装在壳体100内，这样可以使多个第一元器件310位于功率电路板400和散热板200之间。因此，本申请实施例中，功率电路板400的第一面410与散热板200之间应具有一定距离的间隔，以便于放置多个第一元器件310。

其中，多个第一元器件310设在功率电路板400的第一面410时，为了对多个第一元器件310进行散热，参考图3所示，功率模块的壳体100内包括多个相互分隔的导热容纳腔110。多个第一元器件310位于导热容纳腔110内，第一元器件310朝向散热板200的一侧与散热板200相连，第一元器件310(例如第一元器件310的外周面)与导热容纳腔110的内侧壁相连。

这样，功率电路板400倒装在散热板200上时，第一元器件310朝向散热板200的表面与散热板200相连，第一元器件310的外周面与导热容纳腔110的内侧壁相连，从而能够使第一元器件310工作时产生的热量通过第一元器件310朝向散热板200的表面以及导热容纳腔110的侧壁传递至散热板200进行散热，从而提高了第一元器件310上的热量的传递效率，进而提高了功率模块的散热效果。

需要说明的是，在一些示例中，多个第一元器件310位于导热容纳腔110内时，可以是每个第一元器件310放置于一个导热容纳腔110中，或者也可以是多个第一元器件310共用一个导热容纳腔110。

应理解的是，由于多个第一元器件310的形状或大小不同，故多个导热容纳腔110中的至少一部分导热容纳腔110的俯视角度的形状不同。导热容纳腔110的内侧壁的形状与放置于该导热容纳腔110内的第一元器件310的外周面的形状相匹配，以便于第一元器件310安装在导热容纳腔110内，且能够提高第一元器件310的外周面与导热容纳腔110的内侧壁的贴合度，以增加第一元器件310的外周面与导热容纳腔110的内侧壁的接触面积，有利于将第一元器件310工作时产生的热量传递至该导热容纳腔110的侧壁。

本申请实施例中，散热板200的表面能够与第一元器件310直接接触，或者散热板200的表面与第一元器件310通过导热材料间接接触。同理，第一元器件310放置于导热容纳腔110内时，第一元器件310的外周面与导热容纳腔110的内侧壁相连，其中，第一元器件310的外周面能够与导热容纳腔110的内侧壁直接接触，或者第一元器件310的外周面与导热容纳腔110的内侧壁通过导热材料间接接触，并将第一元器件310上的热量传递至导热容纳腔110的侧壁。由于导热容纳腔110的侧壁与散热板200相连，因此，导热容纳腔110的侧壁上的热量还能够进一步传递至散热板200上，从而进一步提高了第一元器件310的散热速度。当功率电路板400倒装在散热板200上时，功率电路板400朝向散热板200的第一面410能够与导热容纳腔110朝向功率电路板400的一端连接，例如，功率电路板400能够与导热容纳腔110之间通过螺钉连接固定。

其中，本申请实施例中，功率电路板400可以为印制电路板(Printed CircuitBoard，PCB)、陶瓷电路板、氧化铝陶瓷电路板、氮化铝陶瓷电路板、线路板、铝基板、高频板、厚铜板、阻抗板、超薄电路板、印刷(铜刻蚀技术)电路板等。本申请实施例中，具体以功率电路板为印制电路板为例进行说明。

其中，功率电路板400在壳体100内设置时，为了避免功率电路板400在壳体100内晃动，因此，将功率电路板400与壳体100的内侧壁连接或者与散热板200连接。例如，功率电路板400与散热板200连接，散热板200上朝向功率电路板400的一侧可以具有连接结构，功率电路板400与散热板200通过连接结构进行连接。

本申请实施例提供的功率模块，通过包括壳体、散热板和电路板组件，散热板位于壳体的底端，电路板组件包括功率电路板和多个元器件，多个元器件设在功率电路板上，多个元器件包括多个第一元器件。壳体内具有多个相互分隔的多个导热容纳腔，第一元器件位于导热容纳腔内。这样，通过在壳体内设置一个功率电路板，并将所有元器件均设置于该一个功率电路板上，实现在一个功率电路板上设置所有元器件，并将功率电路板的第一面上的元器件倒装于散热板上，简化了功率模块的组装工艺，避免多个功率电路板之间的连接稳定性较差的问题，提高了功率模块的工作性能以及功率模块的生产效率。另外，将多个元器件中的多个第一元器件设置于导热容纳腔内，使第一元器件朝向散热板的一侧与散热板相连，以及将第一元器件的外周面与导热容纳腔的内侧壁相连，提高了第一元器件的导热速度，实现了对功率电路板上的第一元器件的良好散热。

应理解的是，本申请实施例中，第一元器件的外周面与导热容纳腔的内侧壁相连可以包括第一元器件的外周面与导热容纳腔的内侧壁直接或者间接接触。同理，第一元器件朝向散热板的一侧与散热板相连可以包括第一元器件朝与散热板直接或间接接触。

在一些示例中，导热容纳腔110的壁面可以采用金属材料制备，例如铝合金、铜合金或者铜材料等。若导热容纳腔110的壁面与散热板200均采用金属材料制备，则导热容纳腔110的壁面与散热板200可以采用焊接的方式进行连接。导热容纳腔110的壁面与散热板200还可以为一体成型结构，若导热容纳腔110的壁面的材料与散热板200的材料采用相同的金属材料，散热板200与导热容纳腔110的壁面可以采用压铸一体成型工艺或者浇铸一体成型工艺制备。

参见图3和图8，壳体100可以包括盖板120和多个侧板130，多个侧板130共同用于形成壳体100的侧壁，壳体100的侧壁的一端与散热板200相连，壳体100的侧壁的另一端形成开口140(参见图8)，盖板120盖设于开口140。盖板120与开口140为可拆卸连接结构，例如盖板120可以与侧板130之间通过螺栓或者螺钉连接。通过盖板120与侧板130的可拆卸连接，从而方便打开或者封闭开口140。功率电路板400、元器件300通过开口140设置于壳体100内，功率电路板400的第二面420朝向开口140。

在一些示例中，散热板200可以设置于壳体100的底端，该壳体100的底端还可以具有底壁，散热板200设置于该底壁上，或者，该壳体100的底端为开口状，散热板200安装于壳体100底端的开口。例如，壳体100可以包括盖板120、多个侧板130和散热板200，盖板120、多个侧板130和散热板200相连形成壳体100。

在一些示例中，散热板200与多个侧板130为一体成型结构。若散热板200与壳体100的所有侧板130均为金属材料制成，则散热板200与壳体100的所有侧板130可以采用压铸一体成型或者浇铸一体成型的方式形成。通过采用一体成型的方式制备散热板200与壳体100的所有侧板130，能够简化功率模块的组装工艺，提高功率模块的生产效率。

在一种可能的实现方式中，参考图3，功率模块还可以包括第一导热件(图中未示出)，第一元器件310与导热容纳腔110的内侧壁之间，以及第一元器件310与散热板200之间均设有第一导热件，第一元器件310通过第一导热件与散热板200以及导热容纳腔110的内侧壁均相连。其中，第一元器件310安装于导热容纳腔110内时，第一元器件310的外周面与导热容纳腔110的内侧壁之间较难以实现紧密接触，导致第一元器件310的外周面与导热容纳腔110的内侧壁之间存在一定间隙，而空隙中的空气往往热阻较大，从而使第一元器件310工作时产生的热量无法快速传递至导热容纳腔110的侧壁。而本申请实施例中，通过将第一导热件设置在第一元器件310的外周面与导热容纳腔110的内侧壁之间，这样第一元器件310通过第一导热件与导热容纳腔110的内侧壁之间实现紧密接触。例如，第一导热件与导热容纳腔110的内侧壁之间的间隙由第一导热件填充，而第一导热件的热阻较小，小于空气的热阻，从而使得第一元器件310上的热量能够更好的通过第一导热件传递至导热容纳腔110的侧壁上。

同理，第一元器件310朝向散热板200的表面与散热板200的表面之间也难以实现紧密接触，从而影响第一元器件310上的热量传递至散热板200上的效率，影响第一元器件310的散热效率。通过将第一导热件设置于第一元器件310与散热板200之间，第一元器件310与散热板200之间的间隙由第一导热件填充，而第一导热件的热阻较小，小于空气的热阻，使得第一元器件310通过第一导热件与散热板200紧密接触，提高了第一元器件310工作时产生的热量传递至散热板200的效率，进而提高第一元器件310的散热效率。

可以理解的是，第一导热件可以具有一定的柔韧性，当第一导热件设置于第一元器件310的外周面与导热容纳腔110的内侧壁之间时，第一导热件能够与第一元器件310的外周面紧密接触，且第一导热件能够与导热容纳腔110的内侧壁紧密接触。同理，当第一导热件设置于第一元器件310与散热板200之间时，第一导热件能够与第一元器件310朝向散热板200的表面紧密接触，且第一导热件能够与散热板200朝向第一元器件310的表面紧密接触。

在一种可能的实现方式中，第一导热件可以为导热胶，导热容纳腔110内填充导热胶以形成第一导热件，第一元器件310的至少部分位于导热胶内。例如，功率模块的组装过程中，可以将第一元器件310安装于对应的导热容纳腔110中，在第一元器件310与导热容纳腔110之间，以及第一元器件310与散热板200之间的缝隙中填充足够的导热胶，即，向导热容纳腔110内灌胶(例如灌封胶)，固化后形成第一导热件。通过将导热胶填充在第一元器件310的外周面与导热容纳腔110的内侧壁之间，能够使得第一元器件310的外周面与导热容纳腔110的内侧壁之间通过导热胶紧密接触。同理，通过将导热胶填充在第一元器件310与散热板200的表面之间，能够使得第一元器件310与散热板200之间通过导热胶紧密接触。

在一些示例中，第一元器件310安装于对应的导热容纳腔110，通过固定结构150(参考下述图8)对导热容纳腔110中的第一元器件310进行固定，避免第一元器件310从导热容纳腔110中脱出。在一些示例中，固定结构150可以为固定板，该固定板设置于导热容纳腔110朝向功率电路板400一端，以对导热容纳腔110内的第一元器件310进行固定。

需要说明的是，导热胶又称导热硅胶，是指以有机硅胶为主体，添加填充料、导热材料等高分子材料，混炼而成的硅胶，具有较好的导热、电绝缘性能。导热胶通过空气中的水分发生缩合反应放出低分子引起交联固化，而硫化成高性能弹性体。导热胶具有卓越的抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能，并具有优异的防潮、抗震、耐电晕、抗漏电性能和耐化学介质性能。可持续使用在-60℃～280℃且保持性能。不溶胀并且对大多数金属和非金属材料具有良好的粘接性。例如，超高温导热胶、有机硅导热胶、聚氨酯胶、聚氨酯导热导电胶。

参考图3和图4，功率模块中的多个元器件300中还可以包括第二元器件320，第二元器件320位于功率电路板400的第一面410，即，第一元器件310和第二元器件320位于功率电路板400的同一面。由于第二元器件320的高度小于第一元器件310的高度，且功率电路板400和散热板200之间的高度大致相同，因此，为了实现散热板200既能为第一元器件310散热，也能为第二元器件320件散热，散热板200与第二元器件320对应的位置包括凸起210(见图4)。第二元器件320朝向散热板200的一端与凸起210相连。这样，功率电路板400倒装在散热板200上，第二元器件320与散热板200的凸起210相连，使得第二元器件320工作时产生的热量传递至散热板200的凸起210上，从而确保第二元器件320的散热效果。在一些实施例中，第二元器件320可以为功率半导体组件。

在一些示例中，凸起210可以采用金属材料制成，例如，凸起210可以采用铝合金材料制成，凸起210的材料可以与散热板200的材料相同。凸起210与散热板200可以为分体式结构，例如凸起210与散热板200通过焊接的方式连接。或者，凸起210与散热板200可以为一体成型结构，若凸起210和散热板200为相同的铝合金材料，则凸起210与散热板200可以通过压铸或者浇铸的方式制备。

在一种可能的实现方式中，若散热板200为液冷板，则散热板200内部具有可供冷却液流动的流道。为了确保对第二元器件320的良好散热，该凸起210的内部设置有与散热板200内部的流道连通的冷却液流道，以使冷却液能够流经凸起210的内部，从而能够提高对第二元器件320的散热效率。

本申请实施例中，散热板200与凸起210通过冲压或压铸形成一体结构时，为了确保压铸或冲压过程中压力对成型材料的影响，往往会选择具有一定刚度的成型材料(例如铝)形成散热板200与凸起210。但是当成型材料的刚度大时，形成的散热板200和凸起210的导热性能略有降低。为了提升凸起210对第二元器件320的良好散热，本申请实施例中，参见图5A所示，凸起210包括散热顶板220和散热侧板210b。散热侧板210b的一端与散热板200相连，散热侧板210b的另一端与散热顶板220相连，这样凸起210朝向第二元器件320的端面为散热顶板220，第二元器件320朝向散热板200的一端通过与散热顶板220相连以实现与凸起210的相连。

其中，为了提高第二元器件320的散热，散热顶板220的导热系数大于散热侧板210b的导热系数。这样，散热顶板220的导热能力大于散热侧板210b的导热能力，从而在第二元器件320与散热顶板220相连时，散热顶板220可以实现对第二元器件320的良好散热。

本申请实施例中，散热顶板220和散热侧板210b的材料可以相同，例如散热顶板220和散热侧板210b可以采用金属材料制备，例如，散热顶板220和散热侧板210b可以采用导热性能较好的铝材料制备。但是散热顶板220和散热侧板210b选用不同导热系数的铝材料制成，确保散热顶板220的导热能力大于散热侧板210b的导热能力。

可以理解的是，散热板200和散热侧板210b可以选用导热系数相同的材料，制备时，可以将散热板200和凸起210的散热侧板210b通过压铸或冲压一体成型，成型后再将散热顶板220通过焊接或者卡接等方式与散热侧板210b相连，这样一方面确保了散热板200和凸起210的成型需求，另一方面提升了凸起210的导热和散热能力。

可以理解的是，在一些示例中，散热板200和凸起210的散热侧板210b成型后，散热侧板210b与第二元器件320相对应的一端形成开口，散热顶板220安装于该开口处，并将开口进行密封。

在一种可能的实现方式中，为了进一步提高凸起210对第二元器件320的散热效果，参见图5A所示，凸起210还包括散热底板210a，散热底板210a与散热侧板210b相连，且散热顶板220与散热底板210a之间具有间隙以形成第一散热通道。例如，散热顶板220、散热底板210a以及散热侧板210b的部分周壁围成第一散热通道。第一散热通道内可以设置冷却介质。这样，散热顶板220能够与凸起210内的第一散热通道中的冷却介质进行热量交换，以使第二元器件320工作时产生的热量传递至散热顶板220，传递至散热顶板220上的热量与凸起210内的第一散热通道中的冷却介质进行热交换，实现对散热顶板220的散热。

因此，通过包括散热底板210a，且散热底板210a与散热顶板220之间具有间隙以形成第一散热通道，实现了在凸起210内形成散热通道，通过第一散热通道内的冷却介质与散热顶板220之间热交换，实现了对散热顶板220的散热，从而使得散热顶板220可以对第二元器件320起到良好的散热效果，提高了第二元器件320的热量传递至凸起210上的散热效率，从而进一步提高第二元器件320的散热效果。

在一种可能的实现方式中，散热板200可以为液冷板，例如，散热板200的内部具有第二散热通道，第二散热通道与第一散热通道连通，第二散热通道用于设置冷却介质。壳体100的侧板130上开设有进口131和出口132(参见图5A所示)，进口131用于与第一散热通道连通并向第一散热通道输入冷却介质，出口132与第二散热通道连通并用于将换热后的冷却介质从第二散热通道排出。这样，通过第一散热通道和第二散热通道的连通，冷却介质通过进口和出口在散热板和凸起内的散热通道内形成循环回路，在冷却介质在该循环回路上可以实现与散热板200和凸起210吸收的热量进行热交换，确保了散热板200和凸起210对第一元器件310和第二元器件320的良好散热效果。

本申请实施例中，散热顶板220可以为散热铝板，也可以为散热器。

参考图5A所示，侧板130上的进口131和出口132上设有盖子，需要注液或冷却介质循环时，可以将进口131和出口132上的盖子打开，将进口131和出口132分别与外接冷却设备连通，实现注液或冷却介质的循环。

本申请实施例中，参见图5B所示，散热板200作为壳体100的底壁，散热板200的一面朝向壳体100的内部，散热板200的另一面裸露在壳体100外。为了在散热板200内部形成第二散热通道，参见图5C所示，散热板200包括上散热板201和下散热板202，上散热板201和下散热板202相连且上散热板201和下散热板202之间形成第二散热通道。例如可以参见图5C所示，在上散热板201朝向下散热板202的一面形成凹槽，下散热板202盖设在上散热板201上时，上散热板201和下散热板202之间形成第二散热通道。

这样，下散热板202的一面裸露在壳体100外，第二散热通道内的冷却介质也可以通过下散热板202将热量快速传递至壳体100外。

本申请实施例中，参见图5B所示，散热板200上与第一元器件310对应的区域设置第二散热通道，因此，散热板200的下散热板202的面积小于上散热板201的面积。参见图5C所示，散热板200的下散热板202与上散热板201的部分区域相连形成第二散热通道。

参见图5C所示，散热板200的下散热板202上与凸起210对应的位置具有避让口2021，通过设置避让口2021，这样凸起210的散热侧板210b和散热底板210a的一面通过避让口2021裸露在壳体100外(参见图5B所示)，这样散热板200的下散热板202、散热侧板210b和散热底板210a的一面均暴露在壳体100外，散热板200的下散热板202、散热侧板210b和散热底板210a可以将热量快速传递至壳体100外，实现对功率模块内的元器件产生的热量及时散发至壳体100外。

当然，在一些示例中，为了便于制作和装配，也可以在下散热板202上与凸起210对应的位置不设置避让口2021，下散热板202的盖设在凸起210对应的区域上，散热侧板210b和散热底板210a从壳体100外是不可见的。在散热板上与凸起210对应的位置也可以设置第二散热通道。例如凸起210内部可以不形成第一散热通道，散热板200的下散热板202与上散热板201之间形成第二散热通道，从而为凸起和第一元器件310散热。此时，进口131和出口132可以均与第二散热通道连通。

本申请实施例中，参见图5C所示，上散热板201上形成第二散热通道的区域设有散热翅203，可以将上散热板201上的热量传导至第二散热通道内，还可以增加第二散热通道内的冷却介质与上散热板201的换热面积，提高对第一元器件310的散热效果。

本申请实施例中，参见图5C所示，凸起210的散热侧板210b和散热底板210a可以与上散热板201一体成型。例如，上散热板201朝向壳体100表面突起以形成散热侧板210b和散热底板210a。

参考图6，散热顶板220上设置有鳍片式散热结构221，该鳍片式散热结构221朝向凸起210内的流道设置，以增加流道内的冷却介质与散热顶板220的换热面积，散热顶板220朝向功率电路板400的表面为平面，以增加散热顶板220与第二元器件320的接触面积，提高导热量导热效率。

参考图7所示，电路板组件400a还包括不需要通过散热板200散热的第三元器件330，第三元器件330设置在功率电路板400的第一面410和第二面420中的至少一面上。例如，可以在功率电路板400的第一面410上设置第三元器件330，也可以在功率电路板400的第二面420上设置第三元器件330，或者，还可以在功率电路板400的第二面420和第一面410上均设置第三元器件330。本申请实施例中，第三元器件330可以为输入熔丝、输出熔丝等不需要散热的器件。在功率电路板400倒装在壳体100内时，第三元器件330和散热板可以不接触，例如，第三元器件330和散热板200之间可以具有一定的间隔。

本申请实施例中，当功率模块为AC-DC功率模块时，参见图7所示，多个第一元器件310包括电感、电容和变压器，第二元器件320包括功率半导体组件。电感、电容、变压器和功率半导体组件通过功率电路板400电连接形成AC-DC电路(交流-直流电路)。需要说明的是，电感可以包括输入/输出共模电感，电容可以包括侧防爆电解电容。

本申请实施例中，参见图7所示，电路板组件400a还包括信号电路板440，信号电路板440位于功率电路板400的第一面410。信号电路板440包括驱动电路和控制电路，控制电路的输出端连接驱动电路的输入端，驱动电路的输出端连接功率半导体组件的控制端，这样控制电路可以控制驱动电路输出驱动信号至功率半导体组件，以控制功率半导体组件导通或关断。

其中，信号电路板440在功率电路板400上设置时，可以将信号电路板440在功率电路板400的厚度方向上与功率电路板400层叠设置；或者参见图7所示，信号电路板440的一端与功率电路板400的第一面410相连，信号电路板440的另一端朝向散热板延伸，这样信号电路板440不会过多占用功率电路板400的板面，从而利于其他部件的布局。

另外，如图7所示，为了便于装配，信号电路板440在功率电路板400上可以位于功率电路板400的外周边缘处。

在另一种可能的实现方式中，电路板组件400a还可以包括驱动电路板和控制电路板，驱动电路板和控制电路板独立设置在功率电路板400上。驱动电路板和控制电路板可以均设置在功率电路板400的第一面410上，控制电路板的输出端连接驱动电路板的输入端，驱动电路板的输出端连接功率半导体组件的控制端。驱动板用于接收控制板输出的控制信号，并根据控制信号输出驱动信号驱动功率半导体组件导通或关断。

参考图8，功率模块还可以包括第二导热件800，第二导热件800设置于散热顶板220与第二元器件320之间，这样散热顶板220与第二元器件320之间通过第二导热件800相连。在一些示例中，第二导热件800具有一定的柔韧性，从而使得第二导热件800朝向第二元器件320的一面能够与第二导热件800的表面紧密接触。同理，第二导热件800朝向凸起210的一面能够与散热顶板220的表面紧密接触，第二导热件800可以将散热顶板220与第二元器件320之间由于固体-固体结合而存在的空隙进行填充，以避免第二导热件800与散热顶板220之间存在间隙而导致热阻较大并影响导热，从而提高了第二导热件800向凸起210传递热量的效率。通过在第二元器件320与散热顶板220之间设置第二导热件800，能够提高第二元器件320上的热量传递至凸起210的效率。

参考图8，若凸起210上朝向功率电路板400的表面为散热顶板220时，则第二导热件800朝向凸起210的表面与散热顶板220朝向功率电路板400的表面紧密相连，第二导热件800朝向功率电路板400的表面与第二元器件320朝向散热板200的表面紧密相连，从而能够提高第二导热件800工作时产生的热量传递至散热顶板220上的传递效率，进一步提高了第二元器件320的散热效率。

其中，本申请实施例中，第二导热件800可以为导热硅脂或者导热垫。导热垫具有较好的柔韧性、优良的绝缘性、压缩性、表面天然的粘性。若将导热垫设置于第二元器件320与凸起210之间，能排出导热垫与凸起210之间的空气，且能够排出导热垫与第二元器件320之间的空气，以使导热垫与凸起210以及第二元器件320均紧密接触，从而提高第二元器件320的热量传递至凸起210的热传递效率。

导热硅脂是以有机硅酮为主要原料，添加耐热、导热性能优异的材料制成的导热型有机硅脂状复合物，能够用于第二元器件320与凸起210之间的导热及散热，从而保证第二元器件320的工作稳定性。

参考图8和图9所示，功率模块还可以包括导热分隔板500，导热分隔板500设置于散热板200朝向功率电路板400的表面，导热分隔板500将壳体100内的空间分隔为多个导热容纳腔110。其中，导热分隔板500朝向功率电路板400的一端与功率电路板400的第一面410相连，导热分隔板500的另一端与散热板200相连。在一些示例中，导热分隔板500可以用导热分隔筋替代。

通过设置导热分隔板500能够将壳体100内的空间分隔成多个导热容纳腔110，导热分隔板500与散热板200之间采用可拆卸的连接方式进行连接，例如焊接或者螺纹连接，以便于导热分隔板500和散热板200的单独维护。在另一些实施例中，导热分隔板500与散热板200还可以为一体成型结构，若导热分隔板500与散热板200均为金属材料制成，则导热分隔板500与散热板200可以采用压铸或者浇铸的方式形成。通过将导热分隔板500与散热板200设置为一体成型结构，能够简化功率模块的组装工艺，提高功率模块的组装效率以及生产效率。

此外，本申请实施例中，导热分隔板500为了实现导热的性能，导热分隔板500的材料为金属材料，这样，导热分隔板500分隔形成的导热容纳腔相当于为隔离腔或屏蔽腔。第一元器件310位于导热容纳腔后，可以提高第一元器件310的电磁兼容性(electromagneticmagnetic compatibility，EMC)，因此，通过导热容纳腔一方面实现对功率模块的第一元器件的散热，还提升了功率模块中的第一元器件的EMC性能。

需要说明的是，功率模块中包括导热分隔板500时，导热分隔板500、散热板200和壳体100的侧板130可以为一体成型结构。若导热分隔板500、散热板200和壳体100的所有侧板130均采用金属材料制备，例如导热分隔板500、散热板200和壳体100的所有侧板130均为铝合金材料，则导热分隔板500、散热板200和壳体100的所有侧板130可以采用压铸一体成型或者浇铸一体成型的方式进行制备。通过将导热分隔板500、散热板200和壳体100的所有侧板130设置为一体成型结构，能够进一步简化功率模块的组装工艺，并进一步提高功率模块的生产效率。

参考图8所示，散热板上设置有支撑结构230，支撑结构230由散热板200朝向开口140延伸，支撑结构230朝向开口140的一端与盖板120相连。通过在散热板200上设置支撑结构230，使支撑结构230朝向盖板120的一端需要穿过功率电路板400并与盖板120相连，能够使盖板120得到支撑结构230的支撑，降低盖板120因发生变形而导致功率电路板400损坏的几率。在一种可能的实现方式中，支撑结构230与散热板200、导热分隔板500为一体成型结构，支撑结构230可以采用金属材料制备。支撑结构230可以为支撑柱，通过使用螺钉等连接件将支撑柱朝向盖板120的一端与盖板120来进行连接固定。

参考图8，功率模块还可以包括第三导热件900，第三导热件900设置于功率电路板400的第二面420与盖板120之间。第三导热件900朝向功率电路板400的表面与功率电路板400的第二面420相连，第三导热件900朝向盖板120的表面与盖板120的内表面相连。通过在功率电路板400的第二面420上设置第三导热件900，以将功率电路板400工作时产生的热量由第三导热件900传递至壳体100的盖板120上，并进一步由盖板120将热量传递至壳体100的外部，提高了功率电路板400的散热效果。第三导热件900可以具有一定的柔韧性，以便于第三导热件900能够与功率电路板400的第二面420紧密接触，且能够使第三导热件900能够与盖板120的内表面紧密接触，以提高功率电路板400与盖板120之间的热量传递效率。其中，第三导热件900可以为导热硅脂或者导热垫。

参考图8，功率模块还可以包括绝缘层600，绝缘层600设置于功率电路板400的第二面420和盖板120之间。通过在盖板120与功率电路板400之间设置绝缘层600，能够降低功率电路板400与盖板120之间漏电或者导电的几率，提高了功率模块的使用安全性。

在一些示例中，绝缘层600可以设置于盖板120的内表面上，若功率电路板400的第二面420上设置有第三导热件900，则绝缘层600设置于第三导热件900与盖板120的内表面之间。绝缘层600至少能够完全覆盖功率电路板400的第二面420，且绝缘层600可以为绝缘纸。可以理解的是，绝缘纸是电绝缘用纸的总称，例如，制备绝缘纸的材料可以为芳香族聚酰胺。

参考图8，功率模块还可以包括防水层700，防水层700设置于盖板120朝向壳体100外部的表面。通过在盖板120上朝向壳体100外部的外表面上设置防水层700，能够降低盖板120被水渍腐蚀损坏的几率，提高了功率模块的使用寿命。

参考图8以及图3所示，功率电路板上设置有可供用户或者机械夹持功率电路板400的握持部430。通过在功率电路板400上设置握持部430，能够便于用户或者机械夹持功率电路板400。例如，用户在安装功率电路板400的过程中，能够通过夹持功率电路板400上的握持部430，将功率电路板400安装在壳体100内，降低用户在夹持安装功率电路板400的过程中，功率电路板400发生损坏的几率。

在一些示例中，握持部430可以为开设于功率电路板400上的开孔431，该开孔431可以至少具有一个，例如，功率电路板400上开设的开孔431的数量可以为1个、2个、3个、6个甚至更多个。开孔431的尺寸和开孔431的数量能够根据功率电路板400的夹持需求进行调整。

参考图8，功率模块还可以包括导光件160，导光件160设置于壳体100的外侧面，且导光件160与功率电路板400相连，导光件160用于将功率电路板400上的指示灯光引导至壳体100的外部。参考图9所示，功率模块还可以包括供功率电路板400进行数据信息传输的通流端子170，通流端子170设置于壳体100的外侧面，通流端子170电连接功率电路板400。功率模块还可以包括可供外部电源向功率电路板400输送电流的功率端子180，功率端子180设置于壳体100的外侧面，功率端子180与功率电路板400相连。在一些实施例中，功率端子180可以为用于输出经功率模块转换的电流的输出端子，功率端子180还可以为用于输入电流至功率模块的输入端子。

下面以功率模块为DC-DC功率模块为例进行说明。

参考图10所示，功率模块可以包括壳体100，参考图11所示，壳体100内设有散热板200和电路板组件400a，其中，电路板组件400a和散热板200的结构可以参考上述实施例的描述。本申请实施例与上述实施例的区别为：本申请实施例中，多个第一元器件310包括电感、电容和变压器，第二元器件320包括功率半导体组件，电感、电容、变压器和功率半导体组件通过功率电路板400电连接形DC-DC电路(直流-直流电路)。其中，DC-DC电路与信号电路板、驱动电路板、控制电路板之间的连接关系和控制关系可以参考上述实施例，本申请实施例不再赘述。

本申请实施例中，散热板200上与第二元器件320对应的区域包括凸起210，凸起210的结构可以参考上述凸起210的结构(例如图4-图5C的描述)，或者，本申请实施例中，凸起210可以为凸块，例如凸起210内部可以未设置散热通道，散热板200内设置的散热通道对凸起210进行散热。

参见图11所示，侧板130上开设有进口131和出口132，进口131和出口132均与散热板200内的第二散热通道连通。

本申请实施例的还提供一种充电设备，充电设备可以为用于为电动车/设备充电的充电桩。功率模块设置于充电桩内，充电桩的充电枪与功率模块的输出端连接，充电枪的输出端用于与电动车/设备连接。

如图12所示，充电设备1200包括至少一个AC-DC功率模块1201、功率分配单元1203和至少一个充电接口1205。AC-DC功率模块1201可以为上述的功率模块，AC-DC功率模块1201的输入端用于接收交流电，AC-DC功率模块1201的输出端连接功率分配单元1203的输入端，功率分配单元1203的输出端用于连接充电接口1205的输入端，充电接口1205的输出端用于输出直流电。其中，AC-DC模块1201用于将交流电转化为直流电，功率分配单元1203用于将AC-DC功率模块1201输出的直流电分配至其中一个充电接口1205，从而实现为待充电设备充电。

本申请实施例的还提供一种充电设备，参见图13所示，充电设备1300包括至少一个AC-DC功率模块1301、至少一个DC-DC功率模块1303、功率分配单元1305和至少一个充电接口1307。其中，AC-DC功率模块1301和DC-DC功率模块1303可以为上述的功率模块，具体结构和工作原理参考上述实施例的描述。

其中，AC-DC功率模块1301的输入端用于接收交流电，AC-DC功率模块1301的输出端连接充电设备的直流母线，DC-DC功率模块1303的输入端连接充电设备的直流母线，DC-DC功率模块1303的输出端连接功率分配单元1305的输入端，功率分配单元1305的输出端连接充电接口1307的输入端，充电接口1307的输出端用于输出直流电。AC-DC模块1301用于将交流电转化为直流电，DC-DC功率模块1303用于将输入的直流电压转化为特定的输出直流电压，功率分配单元1305用于将DC-DC功率模块1303输出的直流电分配至其中一个充电接口1307，从而实现为待充电设备充电。

本申请实施例提供的两种充电设备，通过使用上述的功率模块，能够简化充电设备的组装工艺，降低充电设备发生故障的几率，且能够提高充电设备的生产效率。通过将第一元器件310设置于导热容纳腔110内，并使第一元器件310朝向散热板200的一侧与散热板200相连，第一元器件310的外周面与导热容纳腔110的内侧壁相连，从而能够提高功率模块的散热性能，进而能够提高充电设备的散热性能，以及提高充电设备的工作稳定性。

本说明书中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本公开中的“在……上”、“在……以上”和“在……之上”，以使得“在……上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在……以上”或者“在……之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即，直接处于某物上)的含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (20)

1.一种功率模块，其特征在于，包括壳体、以及位于壳体内的散热板和电路板组件；

所述散热板位于所述壳体的底端；

所述电路板组件包括功率电路板和多个元器件，所述多个元器件设在所述功率电路板上；

所述多个元器件包括多个第一元器件，所述功率电路板包括相对的第一面和第二面，所述功率电路板的所述第一面朝向所述散热板，且所述多个第一元器件位于所述功率电路板的所述第一面；

所述壳体内包括多个相互分隔的导热容纳腔，所述第一元器件位于所述导热容纳腔内，所述第一元器件与所述散热板以及所述导热容纳腔的内侧壁均相连。

2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括第一导热件；

所述第一元器件通过所述第一导热件与所述散热板以及所述导热容纳腔的内侧壁均相连。

3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，所述导热容纳腔内填充导热胶以形成所述第一导热件，所述第一元器件的至少部分位于所述导热胶内。

4.根据权利要求1-3任一所述的功率模块，其特征在于，所述多个元器件还包括第二元器件，所述第二元器件位于所述功率电路板的所述第一面；

所述散热板对应所述第二元器件的位置包括凸起，所述第二元器件朝向所述散热板的一端与所述凸起相连。

5.根据权利要求4所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括第二导热件，所述第二元器件朝向所述散热板的一端通过所述第二导热件与所述凸起相连。

6.根据权利要求4或5所述的功率模块，其特征在于，所述凸起包括散热侧板和散热顶板，所述散热侧板的一端与所述散热板相连，所述散热侧板的另一端与所述散热顶板相连；

所述第二元器件朝向所述散热板的一端与所述散热顶板相连；

所述散热顶板的导热系数大于所述散热侧板的导热系数。

7.根据权利要求6所述的功率模块，其特征在于，所述凸起还包括散热底板，所述散热底板与所述散热侧板相连，且所述散热顶板与所述散热底板之间具有间隙以形成第一散热通道，所述第一散热通道用于设置冷却介质。

8.根据权利要求4-6任一所述的功率模块，其特征在于，所述散热板的内部包括第二散热通道，所述第二散热通道用于设置冷却介质；

所述壳体上设有进口和出口，所述进口与所述第二散热通道连通且用于向所述第二散热通道输入冷却介质，所述出口与所述第二散热通道连通且用于将换热后的冷却介质从所述第二散热通道排出。

9.根据权利要求7所述的功率模块，其特征在于，所述散热板的内部包括第二散热通道，所述第二散热通道用于设置冷却介质，所述第二散热通道与所述凸起内的第一散热通道连通；

所述壳体上设有进口和出口，所述进口与所述凸起内的第一散热通道连通，所述出口与所述第二散热通道连通。

10.根据权利要求1-9任一所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括位于所述壳体内的导热分隔板，所述导热分隔板将所述壳体内的空间分隔为多个所述导热容纳腔；

所述导热分隔板的一端与所述散热板相连，所述导热分隔板的另一端抵接于所述功率电路板的所述第一面。

11.根据权利要求1-10任一项所述的功率模块，其特征在于，所述壳体包括盖板和多个侧板；

所述多个侧板相连形成所述壳体的侧壁，所述多个侧板的一端与所述散热板相连，且所述多个侧板的另一端与所述盖板相连；

所述功率电路板的所述第二面朝向所述盖板。

12.根据权利要求11所述的功率模块，其特征在于，所述散热板上设置有支撑结构，所述支撑结构由所述散热板朝向所述盖板延伸，所述支撑结构朝向所述盖板的一端穿过所述功率电路板与所述盖板相连。

13.根据权利要求11或12所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括第三导热件，所述第三导热件设置于所述功率电路板的所述第二面与所述盖板之间。

14.根据权利要求13所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块还包括绝缘层，所述绝缘层位于所述第三导热件和所述盖板之间。

15.根据权利要求1-14任一所述的功率模块，其特征在于，所述电路板组件还包括第三元器件，所述第三元器件设置在所述功率电路板的第一面和第二面中的至少一面上，且所述第三元器件和所述散热板不接触。

16.根据权利要求4-15任一所述的功率模块，其特征在于，所述多个第一元器件包括电感、电容和变压器，所述第二元器件包括功率半导体组件；

所述电感、所述电容、所述变压器和所述功率半导体组件通过所述功率电路板电连接形成AC-DC交流-直流电路或者DC-DC直流-直流电路。

17.根据权利要求16所述的功率模块，其特征在于，所述电路板组件还包括信号电路板，所述信号电路板位于所述功率电路板的所述第一面；

所述信号电路板包括驱动电路和控制电路，所述控制电路的输出端连接所述驱动电路的输入端，所述驱动电路的输出端连接所述功率半导体组件的控制端。

18.根据权利要求16所述的功率模块，其特征在于，所述电路板组件还包括驱动电路板和控制电路板，所述控制电路板的输出端连接所述驱动电路板的输入端，所述驱动电路板的输出端连接所述功率半导体组件的控制端。

19.一种充电设备，其特征在于，包括AC-DC功率模块、功率分配单元和至少一个充电接口，所述AC-DC功率模块采用上述权利要求1-18任一所述的功率模块；

所述AC-DC功率模块的输入端用于接收交流电，所述AC-DC功率模块的输出端与所述功率分配单元的输入端相连，所述功率分配单元的输出端连接所述充电接口的输入端，所述充电接口的输出端用于输出直流电。

20.一种充电设备，其特征在于，包括AC-DC功率模块、至少一个DC-DC功率模块、功率分配单元和至少一个充电接口，所述AC-DC功率模块和所述DC-DC功率模块均采用上述权利要求1-18任一所述的功率模块；

所述AC-DC功率模块的输入端用于接收交流电，所述AC-DC功率模块的输出端连接所述充电设备的直流母线，所述DC-DC功率模块的输入端连接所述充电设备的直流母线，所述DC-DC功率模块的输出端连接所述功率分配单元的输入端，所述功率分配单元的输出端连接所述充电接口的输入端，所述充电接口的输出端用于输出直流电。