CN211791314U - 一种逆变器总成及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动汽车领域，公开了一种逆变器总成及电动汽车，逆变器总成包括主体箱，主体箱内部通过隔板形成两个腔体，还包括功率模块，设有两个且并联设置，每个腔体内设有一个功率模块；冷却组件，设于两个功率模块之间且关于垂直于隔板厚度方向的平面对称设置，用于对两个功率模块进行同步冷却。本实用新型将冷却组件设于两个功率模块之间且关于垂直于隔板厚度方向的平面对称设置，用于对两个功率模块进行同步冷却，使两个功率模块的冷却效果相近，而且冷却效果较好。

Description

一种逆变器总成及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电动汽车领域，尤其涉及一种逆变器总成及电动汽车。

背景技术

在电机驱动系统中，使用逆变器对驱动电机转速进行控制调节，逆变器的主要功能包括如下：

第一，作为动力电池与驱动电机之间的能量传输装置，其具有逆变功能，即DC-AC转换功能，例如，其可以将动力电池输入的高压直流电转换为三相高压交流电传输给驱动电机；

第二，作为控制信号接口电路与驱动电机控制电路，接收由整车控制器发送的信号以及电机温度、速度、功率等信号，做出相应反馈，再将信号反馈给整车控制器和驱动电机，从而起到驱动电机控制作用。

随着对大功率逆变器的需求不断增加且对逆变器要求越来越高，单个功率模块的输出参数往往不能满足要求，通常采用多个功率模块并联组合构成更高电流密度功率模块的方法来提高逆变器的功率等级。该方法不仅可提供所需的输出参数，且具有布局灵活及性价比较高等优势。

但功率模块工作过程中会产生热量，为了保证功率模块能够正常工作，通常需要对功率模块进行冷却。但现有的冷却方式多为对功率模块进行串联冷却，多个功率模块的冷却效果差异较大；少数并联冷却方案，又多采用同侧布置形式，冷却结构占用空间较大，且结构相对复杂的问题。

因此，亟需提供一种逆变器总成，来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种逆变器总成及电动汽车，能够在实现紧凑化设计、大输出功率的同时，实现多个功率模块进行同步冷却。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种逆变器总成，包括主体箱，所述主体箱内部通过隔板形成两个腔体，还包括：

功率模块，设有两个且并联设置，每个所述腔体内设有一个所述功率模块；

冷却组件，设于两个功率模块之间且关于垂直于所述隔板厚度方向的平面对称设置，用于对两个所述功率模块进行同步冷却。

作为上述逆变器总成的一种优选技术方案，所述冷却组件包括两个并联设置且与所述功率模块一一对应的散热水道，两个所述散热水道关于垂直于所述隔板厚度方向的平面对称设置且均流通有冷却液。

作为上述逆变器总成的一种优选技术方案，所述散热水道设于对应的功率模块上，或两个所述散热水道均设于所述隔板内部且沿所述隔板厚度方向分布。

作为上述逆变器总成的一种优选技术方案，所述冷却组件还包括进水水道和出水水道，所述进水水道和所述出水水道均关于所述隔板对称设置；

所述进水水道的下游端设有两个第一冷却水口，两个所述第一冷却水口分别与两个所述散热水道的进口连通；所述出水水道的上游端设有两个第二冷却水口，两个第二冷却水口分别与两个所述散热水道的出口连通。

作为上述逆变器总成的一种优选技术方案，所述冷却组件包括一个形成于所述隔板内部的散热水道，所述散热水道关于垂直于所述隔板厚度方向的平面对称设置。

作为上述逆变器总成的一种优选技术方案，所述隔板由电磁屏蔽材料制成，所述逆变器总成还包括：

控制板和两个驱动板，每个所述腔体内设有一个与所述功率模块对应的所述驱动板，所述控制板通过所述驱动板与对应的所述功率模块通讯；

屏蔽板，所述屏蔽板包括相连的平行于所述隔板的屏蔽部，及连接于所述主体箱内壁的连接部，其中一个所述功率模块设于所述屏蔽部和所述隔板之间，所述控制板设于所述屏蔽部背对所述隔板的一侧。

作为上述逆变器总成的一种优选技术方案，还包括依次电连接的高压直流接插件、直流母排组件和直流母线电容器组件，所述直流母线电容器组件同时与两个所述功率模块电连接；

还包括与所述功率模块一一对应且电连接的交流母排组件，两个所述交流母排组件中同相的交流母排电连接后连接有一个输出端子；

所述直流母排组件、所述直流母线电容器组件和两个所述交流母排组件均关于垂直于所述隔板厚度方向的平面对称设置。

作为上述逆变器总成的一种优选技术方案，每个所述输出端子均与其中一个所述交流母排组件中同相的所述交流母排一体设置。

作为上述逆变器总成的一种优选技术方案，还包括用于密封设有所述控制板的所述腔体的上盖，及用于密封未设所述控制板的所述腔体的下盖。

本实用新型还提供了一种电动汽车，包括如上任一所述的逆变器总成。

本实用新型的有益效果：本实用新型将冷却组件设于两个功率模块之间且关于垂直于隔板厚度方向的平面对称设置，用于对两个功率模块进行同步冷却，使两个功率模块的冷却效果相近，而且冷却效果较好，同时提高了逆变器总成的紧凑性；还能够通过两个功率模块并联设置实现大功率输出。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的逆变器总成的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的逆变器总成的爆炸图；

图3是本实用新型实施例提供的逆变器总成的局部结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的逆变器总成局部结构的俯视图；

图5是本实用新型实施例提供的逆变器总成局部结构的侧视图；

图6是本实用新型实施例提供的主体箱的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的滤波电路的原理图；

图8是本实用新型实施例提供的另一种滤波电路的原理图；

图9是本实用新型实施例提供的冷却组件的原理示意图。

图中：

11、主体箱；111、冷却水进口；112、冷却水出口；113、高压接插件安装口；114、低压接插件安装口；115、呼吸器安装口；116、接地点；12、隔板；13、上盖；14、下盖；141、安装柱；

2、高压直流接插件；

3、直流母排组件；30、直流母排接线端子；31、滤波电路；311、Y电容组一；312、Y电容组二；313、Y电容组三；314、X电容；315、差模磁环组一；316、差模磁环组二；317、接地端；

4、直流母线电容器；5、功率模块；

6、交流母排组件；61、交流母排；62、输出端子；

7、冷却组件；71、进水水道；72、出水水道；73、散热水道；731、第一冷却水口；732、第二冷却水口；74、进水管；75、出水管；

80、控制板；81、低压接插件；82、呼吸器；83、电流传感器；841、屏蔽部；842、连接部；85、驱动板。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

如图1至图6所示，本实施例提供了一种逆变器总成，包括主体箱11、两个并联设置的功率模块5、控制板80和两个驱动板85，其中，功率模块5与驱动板85一一对应设置，控制板80通过驱动板85与对应的功率模块5通讯。采用两个功率模块5并联的结构设计，保证了均流效果，提高了逆变器的功率输出和电流输出能力。

其中主体箱11内部通过由电磁屏蔽材料制成的隔板12形成两个腔体，每个腔体内设置一个功率模块5和与该功率模块5对应的驱动板85。通过隔板12对两个功率模块5之间进行电磁隔离，提高了功率模块5的抗电磁干扰的能力。

其中一个腔体内设有连接于主体箱11内壁的屏蔽板。屏蔽板和控制板80设于同一腔体内，控制板80和与其位于同一腔体内的功率模块5分别位于屏蔽板的两侧。利用屏蔽板对处于同一腔体的功率模块5和控制板80进行电磁隔离，进一步提高了功率模块5的抗干扰能力。

本实施例中，屏蔽板包括相连的平行于隔板12的屏蔽部841，及连接于主体箱11内壁的连接部842；其中一个功率模块5设于屏蔽部841和隔板12之间，控制板80设于屏蔽部841背对隔板12的一侧。采用上述结构的屏蔽板，进一步地提高了功率模块5和控制板80之间抗电磁干扰的能力。

具体地，主体箱11上设有接地点116，主体箱11内壁设有支撑点，连接部842通过压接螺母固定于支撑点，控制板80通过螺栓连接于屏蔽板，在实现电磁屏蔽的同时，利用屏蔽板为控制板80提供支撑。

进一步地，上述逆变器总成还包括依次电连接的高压直流接插件2、直流母排组件3和直流母线电容器组件，及与功率模块5一一对应且电连接的交流母排组件6。主体箱11上设有高压接插件安装口113，用于安装高压直流接插件2，高压直流接插件2用于连接外部电池分线盒，为输入外部直流高压的电源输入端口，直流母排组件3和直流母线电容器组件均设于主体箱11内，交流母排组件6和对应的功率模块5设于同一腔体内；直流母线电容器组件同时与两个功率模块5电连接，两个交流母排组件6的同相交流母排61电连接后伸出一个输出端子62。

直流母排组件3、两个功率模块5、两个交流母排组件6和直流母线电容器组件均关于垂直于隔板12厚度方向的平面对称设置。

具体地，如图1至图3所示，每个交流母排组件6包括三个表示不同相的交流母排，两个交流母排组件6设于不同的腔体中。一个交流母排组件6中的每个交流母排均连接于对应功率模块5的输出端，两个交流母排组件6中同相的交流母排电连接并关于垂直于隔板12厚度方向的平面对称设置。

本实施例将直流母排组件3、直流母线电容器组件、两个交流母排组件6和两个功率模块5均关于垂直于隔板12厚度方向的平面对称设置。采用上述的对称布置，从结构上保证双功率模块5并联的静态均流和动态均流效果。

上述直流母排组件3包括导电排、滤波电路31和与功率模块5一一对应且并联设置的直流母排接线端子30，导电排的一端与高压直流接插件2电连接，另一端通过滤波电路31同时与两个直流母排接线端子30电连接，每个直流母排接线端子30通过一个直流母线电容器4与对应的功率模块5电连接。通过设置滤波电路31对进行电磁干扰处理，提高了电磁抗干扰能力。

本实施例中，直流母线电容器组件包括两个直流母线电容器4，直流母线电容器4与功率模块5一一对应设置且电连接。直流母线电容器4与对应的功率模块5设于同一腔体中，两个直流母线电容器4关于垂直于隔板12厚度方向的平面对称设置。

每个直流母线电容器4设有一对电容输入端和N对电容输出端，每个直流母线电容器4的一对电容输入端分别与直流母排组件3的正、负输出端电连接，功率模块5上设有与对应的直流母线电容器4的电容输出端一一对应且电连接的功率输入端。

于其他实施例中，直流母线电容器组件还可以为一个一体式的直流母线电容器，此时直流母线电容器组件具有一对电容输入端、N对第一电容输出端和N对第二电容输出端，该对电容输入端分别与直流母排组件3的正、负输出端电连接，一功率模块5上设有与第一电容输出端一一对应且电连接的第一功率输入端，另一功率模块5上设有与第二电容输出端一一对应且电连接的第二功率输入端。需要说明的是，在采用一体式的直流母线电容器时，要求该直流母线电容器4的内部铜排及芯子进行对称结构设计，保证从直流母线电容器4输入端到两个功率模块5输入端的路径尽可能的一致。

其中，导电排包括正极导电排和负极导电排，正极导电排的一端与高压直流接插件2的正极电连接，另一端通过每个直流母排接线端子30的正极与对应的直流母线电容器4的正极电连接；负极导电排的一端与高压直流接插件2的负极电连接，另一端通过直流母排接线端子30的负极与对应的直流母线电容器4的负极电连接。

本实施例中，如图7所示，滤波电路31包括Y电容组一311、Y电容组二312、Y电容组三313、差模磁环组一315、X电容314和差模磁环组二316，其中，Y电容组一311、Y电容组二312、X电容314和Y电容组依次并联设置，Y电容组一311的两端通过一个差模磁环组一315与Y电容组二312连接，Y电容组二312的两端通过一个差模磁环组二316与Y电容组三313连接。其中，差模磁环组一315和差模磁环组二316均包括两个差模磁环，Y电容组一311的正极通过差模磁环组一315中的一个差模磁环电连接于Y电容组二312的正极，Y电容组一311的负极通过差模磁环组一315中的另一个差模磁环电连接于Y电容组二312的负极，Y电容组二312的正极通过差模磁环组二316中的一个差模磁环电连接于Y电容组三313的正极，Y电容组二312的负极通过差模磁环组二316中的另一个差模磁环电连接于Y电容组三313的负极。Y电容组一311、Y电容组二312、Y电容组三313均包括两个串联的电容，两个电容之间的电路连接有接地端317。

滤波电路31并不仅限于上述结构，于其他实施例中，还可以根据滤波效果和EMC要求，对滤波电路31进行调整，如图8所示，在本实施例滤波电路31的基础上去掉Y电容组一311，差模磁环组一315采用一个差模磁环，该差模磁环同时与高压直流接插件2的正极和负极电连接，且同时连接于Y电容组二312的两端。

进一步地，如图1所示，每个输出端子62均与其中一个交流母排组件6中同相的交流母排61一体设置。具体地，每个输出端子62均与同相的其中一个交流母排一体设置。优选地，其中一个交流母排组件6的三个交流母排分别与同相的输出端子62一体设置。采用上述设置，能够使交流母排组件6的结构更加紧凑，电流路径短，发热量小，产生的干扰少。

进一步地，上述逆变器总成还包括冷却组件7，冷却组件7设于两个功率模块5之间且关于垂直于隔板12厚度方向的平面对称设置，用于对两个功率模块5进行同步冷却。

具体地，冷却组件7包括两个并联设置且与功率模块5一一对应的散热水道73，两个散热水道73关于垂直于隔板12厚度方向的平面对称设置且均流通有冷却液。本实施例中，散热水道73设于对应的功率模块5上。

冷却组件7还包括进水水道71和出水水道72，进水水道71和出水水道72均关于隔板12对称设置；进水水道71的下游端设有两个第一冷却水口731，两个第一冷却水口731分别与两个散热水道73的进口连通；出水水道72的上游端设有两个第二冷却水口732，两个第二冷却水口732分别与两个散热水道73的出口连通。

采用本实施例提供的冷却组件7，可以实现两个功率模块5的同步冷却，使两个功率模块5的冷却效果相近。

更加具体地，如图6所示，主体箱11上设有冷却水进口111和冷却水出口112，冷却水进口111通过进水水道71与两个散热水道73连通，两个散热水道73通过出水水道72与冷却水出口112连通，其中，冷却水进口111连接进水管74，冷却水出口112连接出水管75。

于其他实施例中，还可以将两个散热水道73设于均设于隔板12内部且沿隔板12厚度方向分布。于其他实施例中，还可以将冷却组件7设置为仅包括一个形成于隔板12内部的散热水道73，散热水道73关于垂直于隔板12厚度方向的平面对称设置。

进一步地，上述逆变器总成还包括呼吸器82，用于调节主体箱11内外的气压平衡。具体地，主体箱11上设有呼吸器82安装口115，用于安装呼吸器82。

进一步地，上述交流母排组件6还包括电流检测组件，本实施例中，电流检测组件包括三个电流传感器83，其中一个交流母排组件6的三个交流母排61上分别设置一个电流传感器83，用于检测该交流母排61的电流。于其他实施例中，上述电流检测组件还可以采用两个电流传感器83，将两个电流传感器83设于其中一个交流母排组件6的两个交流母排61上，利用设有电流传感器83的交流母排61的电流计算该交流母排组件6中未设置电流传感器83的交流母排61的电流，至于电流计算方法为现有技术，在此不再赘叙。于其他实施例中，还可以采用可以同时测量两个交流母排61或者三个交流母排61中电流的集成电流传感器单元。

控制板80上设有电流信号接口，上述电流检测组件通过线束电连接于电流信号接口；主体箱11上设有低压接插件81安装口114，用于安装低压接插件81，控制板80上设有低压接插件81信号接口，低压接插件81通过线束电连接于低压接插件81信号接口。控制板80上设有高压互锁信号接口；两个驱动板85通过线束电连接于高压互锁信号接口。

进一步地，上述逆变器总成还包括上盖13和下盖14，其中上盖13为铝合金压铸件，上盖13和控制板80设于控制板80的同一侧，上盖13用于对设有控制板80的腔体进行密封。下盖14为铝合金压铸件，用于对未设控制板80的腔体进行密封。

优选地，上述上盖13和下盖14上均设有加强筋，以满足NVH要求。

下盖14上设有多个周向布设的安装柱141，安装柱141上设有安装孔，用于将上述逆变器总成连接于电驱系统上。

本实施例还提供了一种电动汽车，包括交流电机和上述的逆变器总成，每个输出端子62与交流电机上的同相端子电连接。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (10)

1.一种逆变器总成，包括主体箱(11)，其特征在于，所述主体箱(11)内部通过隔板(12)形成两个腔体，还包括：

功率模块(5)，设有两个且并联设置，每个所述腔体内设有一个所述功率模块(5)；

冷却组件(7)，设于两个功率模块(5)之间且关于垂直于所述隔板(12)厚度方向的平面对称设置，用于对两个所述功率模块(5)进行同步冷却。

2.根据权利要求1所述的逆变器总成，其特征在于，所述冷却组件(7)包括两个并联设置且与所述功率模块(5)一一对应的散热水道(73)，两个所述散热水道(73)关于垂直于所述隔板(12)厚度方向的平面对称设置且均流通有冷却液。

3.根据权利要求2所述的逆变器总成，其特征在于，所述散热水道(73)设于对应的功率模块(5)上，或两个所述散热水道(73)均设于所述隔板(12)内部且沿所述隔板(12)厚度方向分布。

4.根据权利要求3所述的逆变器总成，其特征在于，所述冷却组件(7)还包括进水水道(71)和出水水道(72)，所述进水水道(71)和所述出水水道(72)均关于所述隔板(12)对称设置；

所述进水水道(71)的下游端设有两个第一冷却水口(731)，两个所述第一冷却水口(731)分别与两个所述散热水道(73)的进口连通；所述出水水道(72)的上游端设有两个第二冷却水口(732)，两个第二冷却水口(732)分别与两个所述散热水道(73)的出口连通。

5.根据权利要求2所述的逆变器总成，其特征在于，所述冷却组件(7)包括一个形成于所述隔板(12)内部的散热水道(73)，所述散热水道(73)关于垂直于所述隔板(12)厚度方向的平面对称设置。

6.根据权利要求1所述的逆变器总成，其特征在于，所述隔板(12)由电磁屏蔽材料制成，所述逆变器总成还包括：

控制板(80)和两个驱动板(85)，每个所述腔体内设有一个与所述功率模块(5)对应的所述驱动板(85)，所述控制板(80)通过所述驱动板(85)与对应的所述功率模块(5)通讯；

屏蔽板，所述屏蔽板包括相连的平行于所述隔板(12)的屏蔽部(841)，及连接于所述主体箱(11)内壁的连接部(842)，其中一个所述功率模块(5)设于所述屏蔽部(841)和所述隔板(12)之间，所述控制板(80)设于所述屏蔽部(841)背对所述隔板(12)的一侧。

7.根据权利要求1所述的逆变器总成，其特征在于，还包括依次电连接的高压直流接插件(2)、直流母排组件(3)和直流母线电容器组件，所述直流母线电容器组件同时与两个所述功率模块(5)电连接；

还包括与所述功率模块(5)一一对应且电连接的交流母排组件(6)，两个所述交流母排组件(6)中同相的交流母排(61)电连接后连接有一个输出端子(62)；

所述直流母排组件(3)、所述直流母线电容器组件和两个所述交流母排组件(6)均关于垂直于所述隔板(12)厚度方向的平面对称设置。

8.根据权利要求7所述的逆变器总成，其特征在于，每个所述输出端子(62)均与其中一个所述交流母排组件(6)中同相的所述交流母排(61)一体设置。

9.根据权利要求6所述的逆变器总成，其特征在于，还包括用于密封设有所述控制板(80)的所述腔体的上盖(13)，及用于密封未设所述控制板(80)的所述腔体的下盖(14)。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的逆变器总成。

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