CN103683996A - 一种逆变器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种逆变器，包括：散热器，具有冷却通道、以及与所述冷却通道连通的开口；变换器，安装于所述散热器，具有散热部，所述散热部通过所述开口伸入所述冷却通道，同时，所述变换器与所述散热器的接触面密封配合，形成环绕所述开口的密封区域；泄漏检测器，具有泄漏传感装置和监测装置，所述泄漏传感装置位于所述密封区域外侧，所述泄漏传感装置与所述监测装置信号连接。当冷却通道内的冷却剂通过密封区域泄漏，泄漏的冷却剂触及泄漏检测器的泄漏传感装置时会改变泄漏传感装置在泄漏检测器中的电阻，并通过泄漏检测器的监测装置对泄漏检测器的电流和或电压等进行监测，可以及时地发现冷却剂泄漏现象，从而提高逆变器工作时的安全性。

Description

一种逆变器

技术领域

本发明涉及电子器件技术领域，特别是一种逆变器。

背景技术

逆变器是由单个或多个换流桥组成的将直流电转换为交流电的电子器件设备。逆变器在工作过程中的发热量较大，为保证其正常工作，需要设置冷却系统对逆变器进行降温。

目前，逆变器中采用的冷却系统多为水冷系统，特别是在混合动力汽车以及电动车等技术领域。水冷系统对逆变器进行冷却的过程中，必须保证水冷系统的密封性，防止冷却剂发生泄漏，以保证逆变器工作的安全性。

但是，现有技术中的逆变器在设计水冷系统时考虑的多是如何防止水冷系统的冷却剂泄漏，而未考虑通过对冷却剂的泄漏进行检测来保证逆变器的工作安全性的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种逆变器，能够检测水冷系统内冷却剂的泄漏，提高逆变器使用时的安全。

因此，根据本发明一实施例，提供了一种逆变器，包括：

散热器，具有冷却通道、以及与所述冷却通道连通的开口；

变换器，安装于所述散热器，具有散热部，所述散热部通过所述开口伸入所述冷却通道，同时，所述变换器与所述散热器的接触面密封配合，形成环绕所述开口的密封区域；

泄漏检测器，具有泄漏传感装置和监测装置，所述泄漏传感装置位于所述密封区域外侧，所述泄漏传感装置与所述监测装置信号连接。

上述技术方案中的逆变器，散热器的冷却通道内通入冷却剂，对变换器通过开口伸入冷却通道的散热部进行冷却，以实现对变换器的降温；当冷却通道内的冷却剂通过密封区域泄漏时，泄漏的冷却剂触及泄漏检测器的泄漏传感装置，由于冷却剂具有良好的导电性，因此，泄漏的冷却剂在触及泄漏传感装置时会改变泄漏传感装置在泄漏检测器中的电阻，并通过泄漏检测器的监测装置对泄漏检测器的电流和或电压等进行监测，可以及时地发现冷却剂泄漏现象，从而提高逆变器使用时的安全。

优选地，所述变换器与所述散热器相对的两个面之间具有密封圈，以形成所述密封区域。

所述第一侧面与所述第二侧面之间具有密封圈，以形成所述密封区域。密封圈的密封效果好，且便于更换，当冷却剂泄漏发生时便于维修和更换。

优选地，所述泄漏传感装置为电缆型液体检测传感线。

所述泄漏传感装置为电缆型液体检测传感线。电缆型液体检测传感线，可以适用于多种轮廓的密封区域，易于放置，而且占用空间较小。

优选地，所述散热器中，所述开口的周边具有放置所述密封圈的第一安装槽，和放置所述电缆型液体检测传感线的第二安装槽；所述第一安装槽为环绕所述开口的封闭槽。第一安装槽的设置，便于对密封圈进行限位，同时第二安装槽的设置，便于对电缆型液体检测传感线进行安装限位。

优选地，所述第二安装槽为封闭槽，所述电缆型液体检测传感线放置于所述第二安装槽内，布置成封闭的环状。电缆型液体检测传感线布置成密闭的环状，可以对密封区域所有的潜在泄漏进行检测。

优选地，所述电缆型液体检测传感线具有沿其延伸方向并行布置的第一绝缘导线、第一感应线、第二绝缘导线和第二感应线；所述监测装置包括电源和一端与所述电源电连接的检测电阻；其中，

相同长度内所述第一感应线和所述第二感应线的电阻相等，所述检测电阻的另一端与所述第二感应线的第一端电连接，所述第二感应线的第二端通过第二绝缘导线与所述第一感应线中距离所述第二感应线的第一端较远的一端电连接，所述第一感应线的另一端通过第一绝缘导线与所述电源的另一极电连接。

首先，逆变器中冷却剂未发生泄漏时，第一感应线和第二感应线与检测电阻串联，即第一感应线的等效电阻和第二感应线的等效电阻全部串联入电路，而当冷却剂发生泄漏时，泄漏的冷却剂触及电缆型液体检测传感线，并行布置的第一感应线和第二感应线会在触及冷却剂处短路，第一感应线和第二感应线之间的电流会通过冷却剂进行传导，因此，冷却剂泄漏之后，第一感应线中只有部分接入电路，同时第二感应线也只有部分接入电路，而第一感应线和第二感应线接入电路部分的等效电阻与第一感应线以及第二感应线的等效电阻阻值相等，检测电阻两端的电压值与电源电压V之间的比值发生变化，由此可判断发生泄漏；冷却剂发生泄漏后，检测电阻两端的电压值为V1，检测第二感应线两端的电压V2，因为散热器中的冷却剂多采用水，因而泄漏的冷却剂的电阻可以忽略不计，第二感应线两端的电压值大体为第二感应线的第一端与短路位置之间等效电阻两端的电压值，根据第二感应线接入电路部分两端的电压V2，通过公式：

b=L*V2/(V-V1)

其中，b为第二感应线接入电路部分的长度，L为第二感应线的总长度。

可以确定第二感应线接入电路部分的长度与第二感应线总长度之间的比例关系，进而确定冷却剂泄漏的位置。

优选地，所述第二绝缘导线与所述第一感应线之间具有开关。在正常的检测过程中开关处于闭合状态，而当冷却剂发生泄漏后检测第二感应线两端的电压V2时，可以将开关打开，进而避免第一感应线和第二感应线其他部分对V2检测结果的影响。

优选地，所述第一感应线和所述第二感应线的规格相同。

优选地，所述电缆型液体检测传感线位于所述变换器与所述散热器的接触面之间。可以在泄漏的冷却剂在碰触到逆变器中需要保护的电器元件等部分之前，检测出泄漏，以便及时对泄漏位置进行处理。

优选地，上述的逆变器还包括报警装置，所述报警装置与所述监测装置信号连接，当冷却剂发生泄漏时，激活所述报警装置。报警装置激活后进行报警，可尽快提醒操作人员进行检修。

本发明的另一实施例中提供了一种混合动力汽车，包括上述技术方案中提到的任一种逆变器。采用上述逆变器的混合动力汽车，能够及时地发现散热器中冷却剂的泄漏，进而进行及时处理，提高了上述混合动力汽车的安全性。

本发明的另一实施例中提供了一种电动车，上述技术方案中提到的任一种逆变器。同理，电动车的安全性较好。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为本发明提供的逆变器中变换器与水冷系统的散热器的爆炸结构示意图；

图2为本发明提供的逆变器中变换器与散热器配合时的截面图；

图3为本发明提供的逆变器中确定冷却剂泄漏时一种电缆型液体检测传感线与监测装置的原理示意图；

图4为图3中所示电缆型液体检测传感线与监测装置中确定冷却剂泄漏位置时的原理示意图；

图5为本发明提供的逆变器中冷却剂泄漏时另一种电缆型液体检测传感线与监测装置的原理示意图；

图6为图5中所示电缆型液体检测传感线与监测装置中电缆型液体检测传感线的原理示意图。

其中，附图标号如下：

1-散热器                       2-变换器

3-电缆型液体检测传感线         31-第一感应线

32-第二感应线                  33-开关

34-第一绝缘导线                35-第二绝缘导线

4-密封圈                       5-冷却通道

51-开口                        6-第一安装槽

7-第二安装槽                   8-散热部

9-泄漏的冷却剂                 10-监测装置

11-检测电阻                    12-电压表

13-电源

具体实施方式

为了可以及时地发现冷却剂泄漏现象，从而提高逆变器的使用安全性，本发明的技术方案中的逆变器具有泄漏检测器，通过泄漏检测器对冷却剂的泄漏进行及时地监测，从而提高逆变器使用时的安全性。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

图1和图2示意性地显示了根据本发明一个实施例的一种逆变器，包括：

散热器1，具有冷却通道5、以及与所述冷却通道5连通的开口51；

变换器2，安装于所述散热器1，具有散热部8，所述散热部8通过所述开口51伸入所述冷却通道5，同时，所述变换器2与所述散热器1的接触面密封配合，形成环绕所述开口51的密封区域；

泄漏检测器，具有泄漏传感装置和监测装置10，所述泄漏传感装置位于所述密封区域外侧，所述泄漏传感装置与所述监测装置10信号连接。

上述技术方案中的逆变器，散热器1的冷却通道5内通入冷却剂，对变换器2通过开口伸入冷却通道5的散热部8进行冷却，以实现对变换器2的降温；当冷却通道5内的冷却剂通过密封区域泄漏时，泄漏的冷却剂触及位于密封区域外侧的泄漏检测器的泄漏传感装置，由于冷却剂具有良好的导电性，因此，泄漏的冷却剂在触及泄漏传感装置时会改变泄漏传感装置在泄漏检测器中的电阻，并通过泄漏检测器的监测装置对泄漏检测器的电流和或电压等进行监测，可以及时地发现冷却剂泄漏现象，从而提高逆变器使用时的安全性。

请继续参考图1，优选地，所述变换器2与所述散热器1相对的两个面之间具有密封圈4，以形成所述密封区域。密封圈4的密封效果好，且当冷却剂泄漏发生时便于维修和更换。

优选地，所述泄漏传感装置为电缆型液体检测传感线3。电缆型液体检测传感线3具有良好的柔性，可以适用于多种轮廓的密封区域，易于放置，而且占用空间较小。如密封区域的轮廓为圆形时，可以将电缆型液体检测传感线3布置成圆形；当密封区域的轮廓为正方形或者长方形时，也可以将电缆型液体检测传感线3沿密封区域的外缘弯折布置，以适应密封区域的轮廓形状。

请参考图1和图2，优选地，所述散热器1中，所述开口的周边具有放置所述密封圈4的第一安装槽6，和放置所述电缆型液体检测传感线3的第二安装槽7；所述第一安装槽6为环绕所述开口的封闭槽。第一安装槽6的设置，便于对密封圈4进行限位，同时第二安装槽7的设置，便于对电缆型液体检测传感线3进行安装限位。

当然，上述的第一安装槽6和第二安装槽7还可以设置于变换器2朝向散热器1的一面，具体结构这里不再描述。

优选地，所述第二安装槽7为封闭槽，所述电缆型液体检测传感线3放置于所述第二安装槽7内，布置成封闭的环状。电缆型液体检测传感线3布置成密闭的环状，可以对密封区域外侧进行全面的检测，进而可以实现对所有的潜在泄漏进行检测，以提高检测覆盖率。

请参考图3和图4，所述电缆型液体检测传感线3具有沿其延伸方向并行布置的第一绝缘导线34、第一感应线31、第二绝缘导线35和第二感应线32；所述监测装置10包括电源13和一端与所述电源13电连接的检测电阻11；其中，

相同长度内所述第一感应线31和所述第二感应线32的电阻相等，所述检测电阻11的另一端与所述第二感应线32的第一端电连接，所述第二感应线32的第二端通过第二绝缘导线35与所述第一感应线31中距离所述第二感应线32的第一端较远的一端电连接，所述第一感应线31的另一端通过第一绝缘导线34与所述电源13的另一极电连接。

首先，逆变器中冷却剂未发生泄漏时，第一感应线31和第二感应线32与检测电阻11串联，即第一感应线31的等效电阻和第二感应线32的等效电阻全部串联入电路；而当冷却剂发生泄漏时，泄漏的冷却剂9触及电缆型液体检测传感线3，并行布置的第一感应线31和第二感应线32会在触及冷却剂处短路，第一感应线31和第二感应线32之间的电流会通过冷却剂进行传导，因此，冷却剂泄漏之后，第一感应线31中只有部分接入电路，同时第二感应线32也只有部分接入电路，如图3所示，第一感应线31中R1接入电路，第二感应线32中R3部分接入电路，检测电阻11两端的电压值与电源13电压V之间的比值发生变化，由此可判断发生泄漏；冷却剂发生泄漏后，检测电阻11两端的电压值为V1，检测第二感应线32两端的电压V2，因为散热器中的冷却剂多采用水，因而泄漏的冷却剂9的电阻可以忽略不计，第二感应线32两端的电压值大体为第二感应线32的第一端与短路位置之间等效电阻两端的电压值，且由于相同长度内所述第一感应线31和所述第二感应线32的电阻相等，因此，第一感应线31中R1和第二感应线32中R3的等效电阻之和与第一感应线31的等效电阻以及第二感应线32的等效电阻阻值相等，因此，可以根据第二感应线32接入电路部分两端的电压V2，通过公式：

b=L*V2/(V-V1)

其中，b为第二感应线32接入电路部分的长度，L为第二感应线32的总长度。

可以确定第二感应线32接入电路部分的长度b与第二感应线32总长度L之间的比例关系，进而确定冷却剂泄漏的大体位置。

如图3和图4所示，优选地，所述第二绝缘导线35与所述第一感应线31之间具有开关33。在正常的检测过程中开关33处于闭合状态，而当冷却剂发生泄漏后检测第二感应线32两端的电压V2时，可以将开关33打开，进而避免第一感应线31中的R2和第二感应线32中的R4对V2检测结果的影响。

优选地，所述第一感应线31和所述第二感应线32规格相同。

当然，上述的电缆型液体检测传感线3与监测装置10还可以有其他形式，如图5和图6所示，优选地，所述电缆型液体检测传感线3具有沿其延伸方向并行布置的第一感应线31和第二感应线32，第一感应线31和第二感应线32中相邻的两个连接端电连接，且第一感应线31与第二感应线32规格相同；如图6所示；所述监测装置10包括电源13、一端与所述电源13电连接的检测电阻11、以及用于检测所述检测电阻11电压的电压表12，所述检测电阻11的另一端与第二感应线32的另一个连接端电连接，所述第一感应线31的另一连接端与所述电源13的另一极电连接。

如图5所示，当泄漏的冷却剂9触及电缆型液体检测传感线3时，两条并行布置的第一感应线31和第二感应线32会在触及泄漏的冷却剂9的位置短路，第一感应线31与第二感应线32之间的电流会通过泄漏的冷却剂9进行传导，位于短路位置之后的部分不会有电流通过；如图5和图6中所示，短路之后，长度为L的第一感应线31和第二感应线32只有长度为a的一段与检测电阻11串联，即，第一感应线31中只有R1串联入电路，而第二感应线32中R4串联入电路，而第一感应线31中的R2和第二感应线32中的R3，因为位于泄漏的冷却剂9之后而不能接入电路，进而第一感应线31和第二感应线32与监测装置10中的检测电阻11串联部分的电阻值会发生变化，因此，通过电压表12中的显示数值与电源13电压之间的比例关系，可以计算出检测电阻11与第一感应线31和第二感应线32串联的电阻值之间的关系，进而计算出第一感应线31和第二感应线32串联的电阻值，并根据第一感应线31和第二感应线32的电阻率计算出第一感应线31和第二感应线32串联的长度，从而确定短路位置，确定冷却剂泄漏的位置。

优选地，所述电缆型液体检测传感线3位于所述变换器2与所述散热器1的接触面之间。可以在泄漏的冷却剂9在碰触到逆变器中需要保护的电器元件等部分之前，检测出泄漏，以便及时对泄漏位置进行处理。

优选地，上述的逆变器还包括报警装置（图中未示出），所述报警装置与所述监测装置10信号连接，当冷却剂发生泄漏时，激活所述报警装置。报警装置激活后进行报警，可尽快提醒操作人员进行检修。

本发明的另一实施例中提供了一种混合动力汽车，包括上述技术方案中提到的任一种逆变器。采用上述逆变器的混合动力汽车，能够及时地发现散热器中冷却剂的泄漏，进而进行及时处理，提高了上述混合动力汽车的安全性。

本发明的另一实施例中提供了一种电动车，上述技术方案中提到的任一种逆变器。同理，电动车的安全性较好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种逆变器，其特征在于，包括：

散热器（1），具有冷却通道（5）、以及与所述冷却通道（5）连通的开口（51）；

变换器（2），安装于所述散热器（1），具有散热部（8），所述散热部（8）通过所述开口（51）伸入所述冷却通道（5），同时，所述变换器（2）与所述散热器（1）的接触面密封配合，形成环绕所述开口（51）的密封区域；

泄漏检测器，具有泄漏传感装置和监测装置（10），所述泄漏传感装置位于所述密封区域外侧，所述泄漏传感装置与所述监测装置（10）信号连接。

2.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述变换器（2）与所述散热器（1）相对的两个面之间具有密封圈（4），以形成所述密封区域。

3.根据权利要求2所述的逆变器，其特征在于，所述泄漏传感装置为电缆型液体检测传感线（3）。

4.根据权利要求3所述的逆变器，其特征在于，所述散热器（1）中，所述开口的周边具有放置所述密封圈（4）的第一安装槽（6），和放置所述电缆型液体检测传感线（3）的第二安装槽（7）；所述第一安装槽（6）为环绕所述开口的封闭槽。

5.根据权利要求4所述的逆变器，其特征在于，所述第二安装槽（7）为封闭槽，所述电缆型液体检测传感线（3）放置于所述第二安装槽（7）内，布置成封闭的环状。

6.根据权利要求5所述的逆变器，其特征在于，所述电缆型液体检测传感线（3）具有沿其延伸方向并行布置的第一绝缘导线（34）、第一感应线（31）、第二绝缘导线（35）和第二感应线（32）；所述监测装置（10）包括电源（13）和一端与所述电源（13）电连接的检测电阻（11）；其中，

相同长度内所述第一感应线（31）和所述第二感应线（32）的电阻相等，所述检测电阻（11）的另一端与所述第二感应线（32）的第一端电连接，所述第二感应线（32）的第二端通过第二绝缘导线（35）与所述第一感应线（31）中距离所述第二感应线（32）的第一端较远的一端电连接，所述第一感应线（31）的另一端通过第一绝缘导线（34）与所述电源（13）的另一极电连接。

7.根据权利要求6所述的逆变器，其特征在于，所述第二绝缘导线（35）与所述第一感应线（31）之间具有开关（33）。

8.根据权利要求7所述的逆变器，其特征在于，所述第一感应线（31）和第二感应线（32）的规格相同。

9.根据权利要求3~8任一项所述的逆变器，其特征在于，所述电缆型液体检测传感线（3）位于所述变换器（2）与所述散热器（1）的接触面之间。

10.根据权利要求9所述的逆变器，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置与所述监测装置（10）信号连接，当冷却剂发生泄漏时，激活所述报警装置。

11.一种混合动力汽车，其特征在于，包括如权利要求1~10任一项所述的逆变器。

12.一种电动车，其特征在于，包括如权利要求1~10任一项所述的逆变器。

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