CN108616220A - 电源转换设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电源转换设备，其包括壳体和多相输出母线，所述壳体中安装电源模块。所述多相输出母线具有电连接至电源模块的一端以及穿过壳体从而直接暴露于外部的另一端。

Description

电源转换设备
技术领域
本发明涉及一种电源转换设备，更具体地，涉及一种可以通过改进连接器的结构从而简化壳体的电源转换设备。
背景技术
近年来，由于对绿色能源的关注，混合动力车辆、电动车辆和燃料电池车辆作为代替内燃机车辆的下一代车辆引起人们的关注。
这些混合动力车辆和电动/燃料电池车辆采用发动机和高输出电机作为动力源。
混合动力车辆和电动/燃料电池车辆采用逆变器系统作为电源转换设备，所述逆变器系统将电池组或燃料电池中产生的高压直流电转换成包括U相、V相和W相的三相交流电。
常规的逆变器系统包括例如电源模块、电容模块和电感器，所述电源模块具有绝缘栅双极晶体管(IGBT)，所述电容模块用于吸收由IGBT的切换产生的脉动电流，所述电感器用于使电机以驱动力发生源的形式运行或者用于过滤输出电压。当使用时，系统的组成元件封装在壳体中。
在上述逆变器系统中，设置杠杆联接式高压三相连接器，所述高压三相连接器包括用于与其它组成元件电连接的阳部和阴部。例如，连接器的阳部组装在封装逆变器系统的壳体中，并且连接器的连接至高压线圈的阴部在车辆组装阶段进行组装。连接器阴部是使用杠杆与阳部进行组装的类型。
在常规的壳体结构中，连接器阳部被螺栓连接并组装至壳体，并经由输出母线连接至电源模块。输出母线螺栓连接至电源模块和连接器阳部并且与电源模块和连接器阳部组装。此外，包括三种母线(即U相母线、V相母线和W相母线)的三相输出母线配置成允许两相或三相穿过电流传感器。
本发明通过整合连接器阳部和壳体从而减少了车辆部件的数量和相关成本。在本发明中，连接器阳部具有与三相输出母线相同的功能，区别在于其连接至阴部。
公开于本部分的信息仅用于加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员公知的现有技术。
发明内容
因此，本发明致力于上述问题，本发明的目的是提供一种电源转换设备，该电源转换设备通过采用省掉连接器阳部并且直接暴露输出母线的结构，而提供具有简化结构和减小尺寸的壳体。
根据本发明的一个方面，可以通过提供一种电源转换设备实现上述和其它目的，所述电源转换设备包括：壳体，所述壳体中安装电源模块；以及多相输出母线，所述多相输出母线具有电连接至电源模块的一端以及穿过壳体从而直接暴露于外部的另一端。
壳体可以包括壳体主体，所述壳体主体具有包括开口的顶侧的容纳空间，电源模块设置在所述容纳空间中。壳体可以进一步包括盖体，所述盖体用于覆盖壳体主体的开口的顶侧，多相输出母线穿过所述盖体。
电源转换设备可以进一步包括固定装置，所述固定装置容纳在壳体主体内并且用于固定多相输出母线。固定装置可以具有上端，所述上端设置成压配至盖体的下表面并且固定至盖体的下表面。
固定装置可以具有多个通孔和多个固定突出部，多相输出母线穿过所述通孔，所述固定突出部从每个通孔的边缘向上突出并且被设置成围绕输出母线。每个突出部的内侧表面与输出母线的侧表面接触。
被设置成围绕输出母线的固定突出部可以设置成与输出母线形成预定间隙。每个固定突出部可以具有倾斜的外侧表面。盖体的下表面可以设置有引入凹部，各个固定突出部引入并且固定至所述引入凹部。固定突出部可以在被引入所述引入凹部的同时与输出母线弹性紧密接触。
固定装置可以由塑料材料制成。
电源转换设备可以进一步包括电流传感器，所述电流传感器容纳在壳体主体内并且被安装成允许多相输出母线穿过所述电流传感器，使得电流传感器电连接至多相输出母线的选定的输出母线。固定装置可以置于电流传感器的上表面上。
附图说明
通过下文结合附图所呈现的详细描述将会更为清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征以及其它优点。
图1为显示根据本发明的一个实施方案的电源转换设备的立体图。
图2为显示根据本发明的一个实施方案的电源转换设备的主要部件的放大立体图。
图3为显示根据本发明的一个实施方案的电源转换设备的主要部件的放大侧视图。
图4为显示根据本发明的一个实施方案的固定装置的立体图。
图5(a)和图5(b)为显示根据本发明的一个实施方案的电源转换设备的组装过程的视图。
图6为显示另一个连接器和根据本发明的一个实施方案的电源转换设备的连接关系的视图。
具体实施方式
下面将参考附图对本发明的实施方案进行更详细的描述。然而，本发明不限于下文描述的实施方案，而是可以以各种不同形式实施。提供本文的实施方案仅用于使本发明的公开完整，并且完整地教导本领域技术人员本发明的范围。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
正如附图所显示的，根据本发明的实施方案的电源转换设备包括壳体10和多相输出母线20，所述壳体10中安装电源模块1，所述多相输出母线20具有电连接至电源模块1的一端以及穿过壳体10从而直接暴露于外部的另一端。此外，电源转换设备进一步包括固定装置30和电流传感器40，所述固定装置30容纳在壳体主体11中并且用于固定多相输出母线20，所述电流传感器40容纳在壳体主体11中。电流传感器40被安装成允许多相输出母线20穿过电流传感器40，使得电流传感器40电连接至多相输出母线20的选定的输出母线20。
本发明的一个实施方案采用包括U相、V相和W相三个母线的三相输出母线(下文统称为“输出母线”)。
在壳体10中安装电源模块1、输出母线20、固定装置30和电流传感器40。因此，壳体10限定了安装上述元件的容纳空间。当然，壳体10的容纳空间中的元件不限于上述元件，也可以安装有各种其它元件，例如电容模块和电感器。
壳体10包括壳体主体11，所述壳体主体11具有带开口的顶侧的容纳空间以及用于覆盖壳体主体11的开口的顶侧的盖体13。
此时，输出母线20的端部穿过盖体13从而直接暴露于壳体10的外部。
固定装置30用于固定输出母线20的位置并且允许输出母线20与壳体主体11和盖体13隔开预定距离从而实现其间的绝缘。当然，绝缘体可以介于输出母线20、壳体主体11和盖体13之间。
整个固定装置30制造成平面形状，并且配置成固定输出母线20的位置，所述输出母线20穿透所述固定装置30。在固定装置30中形成与输出母线20相同数目的通孔31，输出母线20穿透所述通孔31。如图中可见，固定装置30可以设置有三个通孔31从而容纳三相输出母线20。
同时，固定装置30还设置有多个固定突出部33。每个突出部从通孔31的边缘向上突出以围绕输出母线20从而固定输出母线20。
围绕输出母线20的固定突出部33设置成与输出母线20形成预定间隙D2。此外，当固定装置30和盖体13彼此组装时，每个固定突出部33的内侧表面与输出母线20的侧表面接触并且固定至所述侧表面。
为了在组装时允许固定突出部33与输出母线20弹性紧密接触，固定突出部33的外侧表面可以倾斜。此时，外侧表面33a可以具有笔直形状从而具有恒定斜率，或者可以是具有恒定曲率的弯曲形状。在本发明的一个实施方案中，固定突出部33的外侧表面具有弯曲形状。
盖体13具有在其下表面中形成的引入凹部13a，使得固定突出部33引入各个引入凹部13a并且固定至各个引入凹部13a。同样地，固定装置30的上端(即固定突出部33)压配至在盖体13的下表面中形成的引入凹部13a并且固定至引入凹部13a。
由于每个固定突出部33压入盖体13中的引入凹部13a，固定突出部33由于其外侧表面的斜率使得其与输出母线20弹性紧密接触。为此，固定突出部33可以围绕输出母线20成对相对地形成。
同时，固定突出部33以一定形状形成从而在组装时与输出母线20紧密接触。设置有固定突出部33的固定装置30可以使用高弹性塑料材料制成。例如，固定装置30可以使用塑料材料经由注塑形成。
下文将参考附图描述根据本发明的实施方案的具有上述构造的电源转换设备的组装过程。
首先，如图2所示，电源模块1和电连接至电源模块1的输出母线20安装在壳体主体11内。同时，输出母线20设置成使得输出母线20的一端穿过壳体主体11的开口的顶侧从而暴露于壳体主体11的外部。
然后，电流传感器40连接至输出母线20的端部，并且固定装置30置于电流传感器40的上表面上从而固定输出母线20的位置。
图5(a)中显示了输出母线20被固定的状态。此时，输出母线20和固定装置30的固定突出部33保持彼此隔开预定间隙D2。输出母线20和固定装置30的固定突出部33之间的预定距离可以保证容易组装固定装置30，并且可以避免输出母线20的侧表面上的任何损坏，例如划痕。
如图5(b)所示，壳体主体11的开口的顶侧被盖体13覆盖。因此，盖体13沿着固定突出部33的倾斜外侧表面组装，造成固定突出部33与输出母线20紧密接触。因此，输出母线20的方向和位置被固定。此时，输出母线20的端部穿过盖体13从而暴露于外部。
如图3所示，一旦输出母线20的端部被固定同时直接暴露于盖体13的外部，具有阴部结构的连接器2可以直接连接至暴露的输出母线20。
因此，由于除去了壳体10中的具有阳部的连接器，本发明简化了壳体10的结构并且减小了壳体10的尺寸。
此外，通过将盖体13与设置有固定装置30的壳体主体11组装，可以实现牢固固定输出母线20的效果。
正如通过上述描述显而易见的，根据本发明的实施方案，由于通过使电连接至电源模块的输出母线直接暴露至壳体外部，除去了连接器阳部，壳体可以实现简化的结构和减小的尺寸。
因此，可以节省连接器阳部的成本和紧固螺栓的成本。
此外，由于使用固定装置(所述固定装置为塑料注塑制品)代替此前用于固定输出母线的位置的连接器阳部，可以以简化方式组装输出母线并且可以通过与构成壳体的盖体组装而固定输出母线。有利地，这不需要借助于分离螺栓进行紧固。
此外，固定装置可以保证输出母线、壳体主体和盖体之间的足够的绝缘距离。
尽管上文参考附图描述了本发明的优选实施方案，本领域技术人员将理解本发明可以以各种其它实施方案实施而不改变其技术理念或特征。

Claims (7)

1.一种电源转换设备，包括：
壳体，所述壳体中安装电源模块；以及
多相输出母线，所述多相输出母线具有电连接至所述电源模块的一端以及穿过所述壳体从而直接暴露于外部的另一端。
2.根据权利要求1所述的电源转换设备，其中，所述壳体包括：
壳体主体，所述壳体主体具有包括开口的顶侧的容纳空间，所述电源模块设置在所述容纳空间中；以及
盖体，所述盖体用于覆盖所述壳体主体的开口的顶侧，所述多相输出母线穿过所述盖体。
3.根据权利要求2所述的电源转换设备，进一步包括固定装置，所述固定装置容纳在所述壳体主体内并且用于固定所述多相输出母线，
所述固定装置具有上端，所述上端设置成压配至所述盖体的下表面并且固定至所述盖体的下表面。
4.根据权利要求3所述的电源转换设备，其中，所述固定装置具有多个通孔，所述多相输出母线穿过所述通孔，
所述固定装置进一步具有多个固定突出部，所述固定突出部从每个通孔的边缘向上突出并且设置成围绕输出母线，每个突出部的内侧表面与输出母线的侧表面接触。
5.根据权利要求4所述的电源转换设备，其中，被设置成围绕输出母线的所述固定突出部设置成与输出母线形成预定间隙，
每个固定突出部具有倾斜的外侧表面，
所述盖体的下表面设置有引入凹部，各个固定突出部引入并且固定至所述引入凹部，
所述固定突出部在被引入所述引入凹部时与输出母线弹性接触。
6.根据权利要求5所述的电源转换设备，其中，所述固定装置由塑料材料制成。
7.根据权利要求3所述的电源转换设备，进一步包括电流传感器，所述电流传感器容纳在所述壳体主体内并且被安装成允许多相输出母线穿过所述电流传感器，使得所述电流传感器电连接至多相输出母线的选定的输出母线，
所述固定装置置于电流传感器的上表面上。
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