CN110739863A - 电力转换器 - Google Patents

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Abstract

一种电力转换器，绝缘构件在突出方向上介于近DC母线的第一重叠部与远DC母线的第二重叠部之间。第一重叠部定位成在突出方向上比第二重叠部更靠近转换器部件。近DC端子配置成在垂直于堆叠方向和突出方向的布置方向上比远DC端子更靠近第一重叠部和第二重叠部。近DC母线和远DC母线接合于相应的近DC端子和远DC端子。远DC母线接合于相应半导体模块的远DC端子，同时绕过相应半导体模块的近DC端子。

Description

电力转换器
技术领域
本发明涉及电力转换器，每个电力转换器包括成对直流(DC)母线以及具有内置半导体元件的半导体模块。
背景技术
在日本专利申请公开第2011-114193号中公开了一种已知的电力转换器的示例，该电力转换器包括多个半导体模块，在每个半导体模块中结合有诸如IGBT之类的一个或多个半导体元件、多个冷却管以及成对DC母线。具体地，半导体模块和冷却管例如交替堆叠，以构成堆叠半导体组件。
每个半导体模块包括转换器部件以及从转换器部件突出的成对DC端子，在转换器部件中结合一个或多个半导体元件。DC母线配置成彼此面对，并且连接于每个半导体模块的相应DC端子。DC电源连接于DC母线，使得DC电源经由DC母线向每个半导体模块供给DC电力。上面描述的电力转换器构造成对半导体元件的接通/断开操作进行控制，从而将从DC电源供给来的DC电力转换为交流(AC)电力。
每根DC母线在其突出方向、即其长度方向上包括重叠部，并且该DC母线的重叠部在垂直于它们的长度方向的方向上彼此重叠，同时绝缘构件介于这些重叠部之间(参见图12和图13)。
DC母线包括近母线和远母线，近母线定位成在其突出方向上比转换器部件的远母线更接近、即更靠近转换器部件，并且远母线定位成在其突出方向上比近母线更加远离转换器部件。
DC端子包括近端子和远端子，近端子定位成在其突出方向上比远端子更接近相应DC母线的重叠部，并且远端子定位成在其突出方向上比近端子更远离相应DC母线的重叠部。近母线连接于远端子，并且远母线连接于近端子。
近母线具有穿过其形成的通孔。近母线的通孔布置成面向相应半导体模块的近端子，使得每个近端子已经穿过近母线的对应通孔。
穿过近母线形成的通孔的存在可能导致近母线的面向远母线的对应区域的区域变小。这会导致DC母线有可能在至少近母线中具有较大的寄生电感。穿过近母线形成的通孔的存在还可能需要增加相邻的半导体模块的相邻近端子之间的距离，即，在堆叠半导体模块和冷却管的堆叠方向上，相邻的半导体模块之间的距离增加。这旨在防止用于相应的相邻近端子的两个相邻通孔在堆叠方向上彼此被接合。遗憾的是，这会导致电力转换器有可能具有更大的尺寸。
此外，上述已知的电力转换器构造成使得每个近端已经穿过了穿过近母线形成的通孔中的对应一个，以接合于远母线，从而导致近端子比远端子更长(参见图12)。这会导致近端子有可能具有更大的寄生电感。
发明内容
从这些观点来看，本公开寻求提供一种电力转换器，每个电力转换器能够具有较小尺寸的DC端子和/或具有较小寄生电感的DC母线。
根据本公开的第一示例性方面，提供了一种包括堆叠组件的电力转换器。该堆叠组件包括多个半导体模块以及用于冷却半导体模块的多个冷却管。半导体模块和冷却管在作为堆叠方向的预定的第一方向上堆叠，以构成堆叠组件。该堆叠组件包括直流母线组件。
每个半导体模块包括转换器部件，该转换器部件包括用于电力转换的至少一个半导体元件，以及成对直流端子，成对所述直流端子连接于所述至少一个半导体元件并且构造成在作为突出方向的预定的第二方向上从转换器部件突出。
直流母线组件包括：成对的近直流母线和远直流母线，成对的所述近直流母线和所述远直流母线起到直流电源与半导体模块之间的电流路径的作用；以及绝缘构件，所述绝缘构件在突出方向上介于近直流母线的第一部分与远直流母线的第二部分之间。相应的近直流母线的第一部分和远直流母线的第二部分分别起到在突出方向上经由绝缘构件彼此重叠的第一重叠部和第二重叠部的作用。近直流母线的第一重叠部定位成在突出方向上比远直流母线的第二重叠部更靠近转换器部件。
直流端子包括近直流端子和远直流端子。近直流端子布置成在同时垂直于堆叠方向和突出方向的作为布置方向的预定的第三方向上，比远直流端子更靠近第一重叠部和第二重叠部。近直流母线和远直流母线接合于相应的近直流端子和远直流端子。
远直流母线构造成接合于相应的半导体模块的远直流端子，同时绕过相应半导体模块的近直流端子。
这一构造避免了在近母线中形成供近端子插入的通孔的需要。因此，这使得可以增加成对直流母线中的一根面向另一根的面积，从而导致直流母线中的寄生电感更低。
附图说明
参照附图，本公开的其它方面将从实施例的以下说明中变得明确，其中：
图1是根据本发明第一实施例的电力转换器的沿图4的线I-I剖取的剖视图；
图2是图1中所示的电力转换器的主要部件的放大图；
图3是图1中所示的电力转换器的主要部件的放大立体图；
图4是沿着图1中的线IV-IV剖取的剖视图；
图5是对应于图4的视图，从图4中已将远母线移除；
图6是对应于图5的视图，从图5中已将近母线移除；
图7是图1中所示的电力转换器的主要部件的放大平面图；
图8是图1中所示的电力转换器的电路图；
图9是根据本公开第二实施例的电力转换器的主要部件的放大剖视图；
图10是根据本公开第三实施例的电力转换器的主要部件的放大剖视图；
图11是根据本公开第四实施例的电力转换器的主要部件的放大剖视图；
图12是根据比较例的电力转换器的主要部件的剖视图；以及
图13是沿着图12中的线XIII-XIII剖取的剖视图。
具体实施方式
以下参照附图描述作为本公开的实施例的电力转换器。在实施例中，省略或简化了实施例之间分配有相同的附图标记的类似或等同的部分以避免多余的描述。
第一实施例
以下参照图1至图8以及图12和图13，描述根据本公开第一实施例的电力转换器1。
第一实施例的电力转换器1起到例如安装在诸如电动车辆或混合动力车辆之类的车辆中的电力转换器的作用。
例如，如图1和图6所示，电力转换器1包括堆叠组件10、具有成对DC母线3(3A和3B)的DC母线组件3BA、AC母线3B、控制电路板19、平滑电容器12和壳体13。注意，DC母线3(3A和3B)可以统称为“DC母线3”或“DC母线3(3A和3B)”，或者在下文中也单独地称为“DC母线3A和3B”。
堆叠组件10包括多个半导体模块2和多个冷却管11。堆叠组件10构造成使得半导体模块2和冷却管11在预定方向上交替堆叠，以具有堆叠结构，所述预定方向将被称为X方向。堆叠组件10在X方向上具有相反的第一端面ES1和第二端面ES2。
平滑电容器12具有相反的正电极121和负电极122，这两个电极彼此面对且在其间具有预定的空间。
壳体13具有大致长方体的形状，其具有相对的第一成对侧壁13A1和13A2、第二成对侧壁13B1和13B2、以及第三成对侧壁13C1和13C2。例如，堆叠组件10设置在壳体13中，使得堆叠组件10的第一表面ES1和第二表面ES2面向相应的侧壁13A1和13A2，并且设置成垂直于X方向(堆叠方向)(参见例如图1和图4)。
堆叠组件10和平滑电容器12配置成在与X方向垂直的方向上对准，该方向将被称为Y方向。垂直于X方向和Y方向的方向在下文中将被定义为Z方向，上述X方向、Y方向、Z方向的这一关系例如在图1中示出。
每个半导体模块2在其中结合多个半导体元件20(参见图1和图8)。冷却管11对半导体模块2进行冷却。DC母线3起到DC电源8与半导体模块2之间的电流路径的作用。
具体地，DC电源8具有相反的正端子8a和负端子8b，DC电源8的正端子8a连接于平滑电容器12的正电极120，而平滑电容器12的正电极120连接于DC母线3中的一根(参见图8)。此外，DC电源8的负端子8b连接于平滑电容器12的负电极121，并且平滑电容器12的负电极121连接于DC母线3中的另一根。
堆叠组件10、DC母线3、平滑电容器12和控制电路板19安装在壳体13中(参见例如图1)。
如图1和图2所示，每个半导体模块2包括转换器部件21和成对DC端子22(22A和22B)，在所述转换器部件21中结合有半导体元件20，所述成对DC端子22(22A和22B)从转换器部件21突出并连接于相应的DC母线3(3A和3B)。注意，DC端子22(22A和22B)可以统称为“DC端子22”或“DC端子22(22A和22B)”，或者在下文中单独地称为“DC端子22A和22B”。
每个DC端子22具有大致矩形薄板的形状，并且具有成对相反的主侧面22s1、成对相反的副侧面22s2以及端侧面22s3(参见图2)。与端侧面22s3相交的每个副侧面22s2构成对应的一个角、即角部221。
具体地，每个半导体模块2的转换器部件21包括大致长方体的外壳21a，半导体元件20安装在所述外壳21a中。转换器部件21的壳体21a具有相反的主表面、相反的主侧面即纵向侧面21b1和21b2，并具有相反的副侧面即横向侧面21b3和21b4。例如，转换器部件21的外壳21a配置成使得：
(1)主侧面21b1和21b2面对壳体13的相应侧壁13B1和13B2；
(2)副侧面21b3和21b4面对壳体13的相应侧壁13C1和13C2。
主侧面21b1在Y方向上具有相反的第一端和第二端以及位于第一端与第二端之间的中间部分。
DC端子22A例如构造成从主侧面21b1的第一端突出，以在起到例如突出方向的作用的Z方向上从主侧面21b1的第一端朝向壳体13的侧壁13B1延伸预定长度，第一端比第二端更靠近平滑电容器12。DC端子22B例如构造成从主侧面21b1的中间部分突出，以在Z方向上朝向壳体13的侧壁13B1延伸预定长度。
此外，AC端子23例如构造成从主侧面21b1的第二端突出，以在Z方向上朝向壳体13的侧壁13B1延伸预定长度。
母线组件3BA布置成在Y方向上在半导体模块2的DC端子22与平滑电容器12之间延伸，以将DC端子22与平滑电容器12电耦合。
具体地，母线组件3BA包括母线3A和母线3B，每个母线具有板状的形状并且在Y方向上具有相反的第一端和第二端，使得母线3A和3B中每一个的第一端比其第二端更靠近平滑电容器12。DC母线组件3BA还包括介于母线3A的第一端的一部分与母线3B的第一端的一部分之间的绝缘构件4，使得母线3A的第一端的该部分与母线3B的第一端的该部分在Z方向上彼此重叠。母线3A的第一端的上述部分和母线3B的第一端的上述部分在Z方向上彼此重叠的部分将被称为例如重叠部30(30A和30B)。即，母线3A和3B的重叠部30配置成比起靠近每个半导体模块2的DC端子22B来说更加靠近每个半导体模块2的DC端子22A。注意，重叠部30(30A和30B)可以统称为“重叠部30”或“重叠部30(30A和30B)”，或者在下文中单独地称为“重叠部30A和30B。”
即，每个半导体模块2的、在Y方向上比DC端子22B更加靠近、即更加接近重叠部30的DC端子22A起到近端子22A的作用，并且每个半导体模块2的、在Y方向上比DC端子22A更加远离重叠部30的DC端子22B起到远端子22B的作用。
DC母线3A和3B相对于转换器部件21、即外壳21a的主侧面21b1布置，使得：
(1)DC母线3A的重叠部30A在Z方向上比DC母线3B的重叠部30B更靠近、即更接近转换器部件21，DC母线3A起到近母线3A的作用；
(2)DC母线3B的重叠部30B在Z方向上比DC母线3A的重叠部30A更远离转换器部件21，DC母线3B起到远母线3B的作用。
近母线3A的第二端连接于相应的半导体模块2的近端子22A，并且远母线3B的第二端连接于相应的半导体模块2的远端子22B(例如，参见图4)。
具体地，远母线3B包括重叠部30、倾斜部36、平板部31、倾斜部32和连结部33。平板部31和倾斜部36起到例如覆盖部的作用。
如上所述，远母线3B的重叠部30B是远母线3B的第一端的一部分，并且远母线3B的第一端连接于平滑电容器12。
倾斜部36在其长度方向上、即Y方向上具有相反的第一端和第二端。倾斜部36的第一端连续地接合于重叠部30B，使得倾斜部36从重叠部30B连续地延伸，从而随着倾斜部36接近相应的半导体模块2的近端子22A，倾斜部36以远离主转换器部分21、即与主转换器部分21分离的方式倾斜。
平板部31具有预定的厚度，并且在其长度方向上、即Y方向上具有相反的第一端和第二端。平板部31的第一端连续地接合于倾斜部36的第二端，使得平板部31大致平行于Y方向从倾斜部36连续地延伸，同时平板部31的厚度方向与Z方向一致。平板部31延伸以定位成面对相应的半导体模块2的近端子22A，从而从Z方向的更靠近侧壁13B1的一侧覆盖相应的半导体模块2的近端子22A，而不是Z方向的更靠近侧壁13B2的另一侧。
即，远母线3B由重叠部30B与平板部31之间的倾斜部36折叠。
倾斜部32在其长度方向上、即Y方向上具有相反的第一端和第二端。倾斜部32的第一端连续地接合于平板部31的第二端，使得倾斜部32从平板部31连续地延伸，从而随着倾斜部32接近相应的半导体模块2的远端子22B，倾斜部32以靠近主转换器部分21的方式倾斜。
构成远母线3B的第二端的连结部33在其长度方向上、即Y方向上具有相反的第一端和第二端。连结部33的第一端连续地接合于倾斜部32的第二端，使得连结部33从倾斜部32连续地延伸，以定位成面对相应的半导体模块2的远端子22B。连结部33连接于、即接合于相应的半导体模块2的远端子22B。
即，远母线3B由平板部31与连结部33之间的倾斜部32折叠。
此外，每个半导体模块2包括控制端子24，每个控制端子24具有第一端，该第一端连接于安装在对应的半导体模块2中的对应一个半导体元件20。每个控制端子24具有与第一端相反的第二端，该第二端例如构造成从对应的外壳21a的主侧面21b2突出，以在Z方向上朝向壳体13的侧壁13B2延伸预定长度。每个半导体模块2的控制端子24的第二端连接于控制电路板19。即，安装在堆叠组件10中的相应半导体元件20的控制端子连接于控制电路板19。
例如，如图8所示，半导体模块2的数量设定为12，并且每个半导体模块2包括：
(1)第一半导体元件20，该第一半导体元件20包括诸如IGBT之类的上臂半导体开关和与其反向并联连接的续流二极管；
(2)第二半导体元件20，该第二半导体元件20包括诸如IGBT之类的下臂半导体开关和与其反向并联连接的续流二极管，第一半导体元件20和第二半导体元件20彼此串联连接。
十二个半导体模块2包括用于第一三相AC电动发电机(MG)82A的第一组半导体模块2，以及用于第二三相AC电动发电机82B的第二组半导体模块2。即，第一组的各个半导体模块2的AC端子23经由AC母线连接于第一三相AC电动发电机82A(参见图8中的“ABB”)。类似地，第二组的各个半导体模块2的AC端子23经由AC母线连接于第二三相AC电动发电机82B(参见图8中的“ABB”)。
即，控制电路板19构造成控制
(1)包括在第一组半导体模块2中的每个半导体开关的接通/断开操作，从而使得电力转换器1能够将从DC电源8供给的DC电力转换为AC电力，并且向第一三相AC电动发电机82A供给AC电力；
(2)包括在第二组半导体模块2中的每个半导体开关的接通/断开操作，从而使得电力转换器1能够将从DC电源8供给的DC电力转换为AC电力，并且向第二三相AC电动发电机82B供给AC电力。
向第一三相AC电动发电机82A和第二三相AC电动发电机82B中的每一个供给AC电力导致车辆行驶。
如上所述，如图6所示，堆叠组件10构造成使得半导体模块2和冷却管11在X方向、即堆叠方向上交替堆叠，以具有堆叠结构。
即，电力转换器1包括冷却机构CM，该冷却机构CM包括冷却管11和连结管16，用于对半导体模块2进行冷却。
具体地，每个冷却管11具有类似于大致矩形板的形状，并且在Y方向上的纵向长度比每个半导体模块2在Y方向上的纵向长度更长。参照图6，半导体模块2和冷却管11在X方向上交替布置以构成堆叠组件10，使得两个冷却管11a和11b在X方向上位于堆叠组件10的两端处。
每个冷却管11在其纵向方向、即Y方向上具有相反的第一端和第二端。连结管16包括可连通地连接冷却管11的第一端的第一连结管16a以及可连通地连接冷却管11的第二端的第二连结管16b。冷却机构CM布置成使得冷却管11的通过连结管16b接合的第二端定位为比冷却管11的第一端更靠近电容器12。
参照图6，电力转换器1包括引入管14和排出管15。冷却管11a位于比冷却管11b更靠近壳体13的侧壁13A1的位置。冷却管11a具有相反的第一端和第二端，冷却管11a的第二端定位成比冷却管11a的第一端更靠近电容器12。具体地，冷却管11a与壳体13的侧壁13A1直接接触。
引入管14气密地穿过壳体13的侧壁13A1，以可连通地连接于冷却机构CM的冷却管11a的第二端。排出管15气密地穿过壳体13的侧壁13A1，以可连通地连接于冷却机构CM的冷却管11a的第一端。当预定的制冷剂17、即冷却剂被引入到引入管14中时，制冷剂17从引入管11的第二端经由第二连结管16b流入所有冷却管11中，并到达所有冷却管11的第一端。之后，制冷剂17流过第一连结管11a，以从排出管15排出。即，重复进行制冷剂17向冷却管11的引入以及制冷剂17从冷却管11的排出，从而导致半导体模块2的冷却。
电力转换器1包括按压构件18，该按压构件15位于冷却机构CM的冷却管11b与壳体13的侧壁13A2的内表面之间。例如，将片簧用作按压构件18。具体地，按压构件18在X方向、即半导体模块2的堆叠方向上将冷却管11b弹性地按压至壳体13的相反侧壁13A1，从而将堆叠组件10固定地紧固至壳体13，同时确保每个半导体模块2与邻近该半导体模块2的对应成对冷却管11之间的接触压力。
接下来，参照例如图2至图5以及图7来详细描述远母线3B和近母线3A中的每一个。
如上所述，远母线3B包括重叠部30、倾斜部36、平板部31、倾斜部32和连结部33。
远母线3B的第一端和近母线3A的第一端经由绝缘构件4在Z方向上彼此重叠，如上所述地构造的远母线3B和近母线3A构成母线组件3BA。例如，第一实施例的绝缘构件4由绝缘纸制成。绝缘构件4的厚度比每个DC母线3的厚度薄。
具体地，如图3、图4和图7所示，远母线3B包括在Z方向上穿过其形成的狭缝34，每个狭缝34具有例如矩形形状，该矩形形状在X方向上具有预定最小宽度L1、即最小长度L1。狭缝34在X方向上以狭缝之间的预定间隔布置，使得狭缝34在Y方向上与相应的近端子22A相邻。
注意，近端子22A的角部221中的、定位成比另一个角部更靠近远端子22B的一个角部将被称为近角221a。
每个狭缝34在Y方向上从平板部31的第二端延伸至倾斜部32的第二端，使得每个狭缝34的位于平板部31的第二端处的部分34A定位成在Z方向上面对远端子22B中对应的一个(参见图2和图7)。
从Z方向的每一侧看，这使得每个近端子22A的角部221中的一个能够通过对应狭缝34的上述部分34A可视地识别，该一个角部221在Y方向上比另一个角部221更靠近远端子22B。
即，位于平板部31的第二端处的相应的狭缝34的部分34A与相应的近端子22A的近角221a对准。
远母线3B还包括通孔35，该通孔35在Z方向上穿过连结部33形成，并且可连通地接合于相应的狭缝34。
每个通孔35包括沿着X-Y平面的横截面中具有矩形形状的第一部分35a，该矩形形状的第一部分35a的纵向方向沿着Y方向(参见图7)。第一部分35a具有例如相同的宽度L1并且穿过连结部33的第一端形成，以可连通地接合于对应的狭缝34。
每个通孔35还包括沿着X-Y平面的横截面中具有矩形的薄形状的第二部分35b，该矩形的薄形状的第二部分35b的纵向方向沿着Y方向(参见图7)。第二部分35b从第一部分35a朝向连结部33的第二端连续地延伸。第二部分35b在X方向上具有宽度L2、即长度L2，该宽度L2短于第一部分35a的宽度L1。
每个通孔35还包括沿着X-Y平面的横截面中具有矩形形状的第三部分35c，该矩形形状的第三部分35c的纵向方向沿着Y方向(参见图7)。第三部分35c穿过连结部33的第二端形成，以从第二部分35b连续地延伸。第三部分35c在X方向上具有宽度L3、即长度L3，该宽度L3短于第一部分35a的宽度L1，并长于第二部分35b的宽度L2。
即，相应的半导体模块2的远端子22B被填充到、即进入连结部33的通孔35。由于位于连结部33处的通孔35与相应的远端子22B对准，因此，可以容易地将相应的半导体模块2的远端子22B插入到连结部33的通孔35中。具体地，每个填充在对应的一个通孔35中的远端子22B从第一部分35a延伸至第三部分35c。进入对应孔35的第二部分35b的每个远端子22B的一部分被紧固至、例如焊接至连结部33的第二部分35b的内壁。附图标记38表示远端子22B与连结部33之间的焊接部。
此外，近母线3A在Z方向上包括穿过其形成的通孔39。
每个通孔39包括沿着X-Y平面的横截面中具有矩形形状的第一部分39a，该矩形形状的第一部分39a的纵向方向沿着Y方向(参见图7)。第一部分39a的宽度设定为例如与第一部分35a的宽度L1相同，并且第一部分39a穿过近母线3A的第一端形成。
每个通孔39还包括沿着X-Y平面的横截面中具有矩形的薄形状的第二部分39b，该矩形的薄形状的第二部分39b的纵向方向沿着Y方向(参见图7)。第二部分39b从第一部分39a朝向近母线3A的第二端连续地延伸。第二部分39b在X方向上具有一宽度、即长度，该宽度短于第一部分39a的宽度。
每个通孔39还包括沿着X-Y平面的横截面中具有矩形形状的第三部分39c，该矩形形状的第三部分39c的纵向方向沿着Y方向(参见图7)。第三部分35c穿过近母线3A的第二端形成，以从第二部分39b连续地延伸。第三部分39c在X方向上具有一定宽度、即长度，该宽度短于第一部分39a的宽度，并长于第二部分39b的宽度。
即，相应的半导体模块2的近端子22A被填充到、即进入近母线3A的通孔39。由于位于近母线3A的第二端处的通孔39与相应的近端子22A对准，因此，可以容易地将相应的半导体模块2的近端子22A插入到近母线3A的相应通孔39中。具体地，每个被填充在对应的一个通孔39中的近端子22A从第一部分39a延伸至第三部分39c。进入对应通孔39的第二部分39b的每个近端子22A的一部分被紧固至、例如焊接至对应通孔39的第二部分39b的内壁。附图标记38表示远端子22B与连结部33之间的焊接部。
此外，如图2所示，绝缘构件4在Y方向上具有相反的第一端和第二端，第一端比第二端更靠近近端子30B。绝缘构件4的第一端构造成从重叠部30(30A和30B)朝向近端子22A延伸。这增加了近母线3A与远母线3B之间的爬电距离，从而导致DC母线3A与DC母线3B之间的电绝缘更高。
以下描述第一实施例的电力转换器1如何工作并获得技术益处。
如图2所示，第一实施例的电力转换器1构造成，使得近母线3A连接于相应半导体模块2的近端子22A，并且远母线3B连接于相应半导体模块2的远端子22B，而不在近母线3A中形成供近端子插入的通孔。
该构造消除了在至少近母线3A中形成供相应的半导体模块2的近端子22A插入的通孔的需要。因此，这使得可以增加成对DC直流母线3A和3B中每一根面向另一根的面积，从而使得DC直流母线3A和3B中的寄生电感更低。
具体地，图12示意性地示出了根据第一实施例的比较例的电力转换器1X。与第一实施例类似，绝缘构件104介于近母线103A的第一端的重叠部130与远母线103B的第一端的重叠部130之间。远母线103B的第二端接合于每个半导体模块102的近DC端子122A。此外，近母线103A包括穿过位于第一端与第二端之间的中间部分形成的通孔109，该通孔109用于相应的半导体模块102的相应近DC端子122A。这导致了
(1)相应的半导体模块102的远DC端子122B接合于近端子103A的第二端；
(2)相应的半导体模块102的近DC端子122A穿过近母线103A的中间部分的相应通孔109。
对于比较例，近母线103A的每个通孔109的尺寸需要足够大，以与被填充在对应的一个通孔109中的近DC端子122A电绝缘。
经由近母线103A形成的通孔109的存在可能导致近母线103A的面向远母线103B的相应区域的区域变小，从而因例如近母线103A与远母线103B之间的互感减小，导致了近母线103A和远母线103B中的寄生电感。
相反地，如上所述，第一实施例的电力转换器1构造成使得近母线3A简单地连接于相应半导体模块2的近端子22A，并且远母线3B构造成绕过或避开相应半导体模块2的近端子22A、例如延伸超出近端子22A，以便连接于相应半导体模块2的远端子22B。这一构造防止在近母线3A中形成供近端子插入的通孔。因此，这使得可以增加成对DC直流母线3A和3B中每一根面向另一根的面积，从而使得DC直流母线3A和3B中的寄生电感更低。
如上所述，图12和图13中所示的比较例构造成使得近母线103A包括穿过位于第一端与第二端之间的中间部分形成的通孔109，该通孔109用于相应的半导体模块102的相应近DC端子122A。这需要在堆叠方向上增加相邻半导体模块102的相邻近端子122A之间的距离，以防止用于相应的相邻近端子122A的两个相邻通孔109在堆叠方向上彼此接合。遗憾的是，这会导致比较例的电力转换器1X有可能具有更大的尺寸。
相反地，如上所述，电力转换器1的、防止在近母线3A中形成用于供近端子22A插入的通孔的上述构造使得相邻半导体模块的每个成对相邻近端子22A之间在堆叠方向上的距离变短，从而导致电力转换器1的尺寸更小。
此外，例如，如图2所示，远母线3B构造成使得
(1)平板部31延伸超出相应半导体模块2的近端子22A；
(2)倾斜部32从平板部31的第二端、即延伸端朝向相应半导体模块2的主转换器部分21倾斜向外延伸。
这一构造使得连续地接合于倾斜部32的第二端的连结部33能够更靠近主转换器部分21，从而导致每个远端子22B的长度更短。这使得至少一个远端子22B中的寄生电感能够更小，从而防止每次当半导体开关20中的至少一个接通或断开时由寄生电感引起的大浪涌。
如图3和图7所示，远母线3B的倾斜部32包括在Z方向上穿过其形成的狭缝34，狭缝34与相应的远端子22A对准并相邻。这一构造使得远母线3B的刚度更小，从而使得当外部振动施加于电力转换器1时远母线3B可以弯曲。因此，这一构造防止高应力施加于远母线3B与相应的远端子22B之间的焊接部38。
此外，穿过远母线3B形成的倾斜部32的狭缝34导致倾斜部32相对于每个近端子22A的最短距离增加。即，穿过远母线3B形成的倾斜部32的每个狭缝34使得从对应的狭缝34与相邻的狭缝34之间的部分320到在X方向上面对对应的狭缝34的近端子22A的最小距离能够成为倾斜部32相对于对应近端子22A的最短距离。这使得倾斜部32相对于每个近端子22A的最短距离更长，从而导致倾斜部32与每个近端子22A之间的电绝缘得到进一步改进。
如图3和图7所示，第一实施例的狭缝34从倾斜部32延伸至平板部31。从Z方向的一侧看，电力转换器1构造成使得通过形成在平板部31中的对应狭缝34的部分34A，能够看到每个近端子22A的、在Y方向上定位成更靠近与对应近端子22A相邻的对应远端子22B的角部221a。
这使得能够增加从每个近端子22A的角部221a至远母线3B的最短距离。由于每个近端子22A的角部221a可能很高，因此，从角部221a到远母线3B的最短距离的增加使得能够在角部221a与远母线3B之间高度地建立电绝缘。
此外，如图7所示，远母线3B的连结部33包括通孔35，该通孔35在Z方向上穿过连结部33形成，并且可连通地接合于相应的狭缝34。
与其中端子插入孔35和狭缝34彼此分开形成的构造相比，这一构造能够进一步降低远母线3B的刚度。这一构造使得远母线3B的刚度更小，从而使得当外部振动施加于电力转换器1时，远母线3B可以弯曲。因此，这一构造防止高应力施加于远母线3B与相应的远端子22B之间的焊接部38。
如图7所示，每个狭缝34在X方向上的最小宽度L1大于每个通孔35在X方向上的最小宽度L2。
这使得能够充分增加每个狭缝34在X方向上的最小宽度L1。这一构造使得远母线3B的刚度更小，从而使得当外部振动施加于电力转换器1时，远母线3B可以弯曲。因此，这一构造防止高应力施加于远母线3B与相应的远端子22B之间的焊接部38。
图2示意性地示出了绝缘构件4在Z方向上的厚度L4小于每根DC母线3的厚度。
这一构造使得DC母线3A和3B能够彼此更靠近，从而使得可以进一步减小DC母线3A与3B之间的寄生电感。
绝缘构件4的比第二端更靠近近端子30B的第一端构造成从重叠部30(30A和30B)朝向近端子22A延伸。这增加了近母线3A与远母线3B之间的爬电距离，以使DC母线3A与3B彼此绝缘。这增加了近母线3A与远母线3B之间的爬电距离，从而导致DC母线3A与3B之间的电绝缘更高。
如上所述，第一实施例提供了具有较小尺寸的电力转换器1，该电力转换器1具有DC端子和/或具有较小寄生电感的DC母线。
第二实施例
以下参照图9描述本公开的第二实施例。根据第二实施例的电力转换器1A的构造和功能与根据第一实施例的电力转换器1的构造和功能的不同之处主要在于以下几点。因此，以下主要描述不同点。
如图9所示，根据第二实施例的电力转换器1A构造成使得每根DC母线3的形状改变。
具体地，远母线3B的重叠部30B的位置在Z方向上与平板部31的位置对准。即，远母线3B在重叠部30B与平板部31之间未折叠。
与第一实施例的电力转换器1相比，电力转换器1A的这一构造减少了远母线3B折叠的次数。因此，可以更容易地制造远母线3B。
第三实施例
以下参照图10描述本公开的第三实施例。根据第三实施例的电力转换器1B的构造和功能与根据第一实施例的电力转换器1的构造和功能的不同之处主要在于以下几点。因此，以下主要描述不同点。
如图10所示，根据第三实施例的电力转换器1B构造成使得每个DC端子22(22A和22B)的形状改变。
具体地，每个DC端子22(22A和22B)的角部221从端侧面22s3朝向相应的副侧面22s2渐缩。远母线3B的形状可以构造成使得
(1)平板部31的长度短于第一实施例的平板部31的长度；
(2)面向每个DC端子22(22A和22B)的相应角部221的倾斜表面36和32与相应的锥渐缩角221一致地朝向平板部31渐缩。
这使得能够抑制每个角部221处的电场集中，从而使得可以在每个角部221与远母线3B之间更高度地建立电绝缘。
第四实施例
以下参照图11描述本公开的第四实施例。根据第四实施例的电力转换器1C的构造和功能与根据第一实施例的电力转换器1的构造和功能的不同之处主要在于以下几点。因此，以下主要描述不同点。
如图11所示，根据第四实施例的电力转换器1C构造成使得每个DC端子22(22A和22B)的角部221是圆形的，以便从端侧面22s3朝向相应的副侧面22s2弯曲地渐缩。远母线3B的形状可以构造成使得
(1)平板部31的长度短于第一实施例的平板部31的长度；
(2)面向每个DC端子22(22A和22B)的相应角部221的倾斜表面36和32朝向平板部31渐缩。
这使得能够抑制每个角部221处的电场集中，从而使得可以在每个角部221与远母线3B之间更高度地建立电绝缘。
虽然本文已经描述了本公开的说明性实施例，但本公开并不限于本文所描述的实施例，而是包括具有变形、省略、(例如，跨越不同实施例的方面的)组合、添加和/或本领域技术人员基于本公开内容能够领会到的替代。权利要求书中的限制基于权利要求书中所采用的语言被宽泛地理解，而不限于本说明书中或者在本申请的审查期间描述的示例，这些示例被理解为非排它性的。

Claims (10)

1.一种电力转换器，所述电力转换器包括：
堆叠组件，所述堆叠组件包括多个半导体模块和多个冷却管，其中，
多个所述冷却管用于对所述半导体模块进行冷却，所述半导体模块和所述冷却管在作为堆叠方向的预定的第一方向上堆叠，以构成所述堆叠组件；以及
直流母线组件，
每个所述半导体模块包括：
转换器部件，所述转换器部件包括用于电力转换的至少一个半导体元件；以及
成对的直流端子，成对的所述直流端子连接于所述至少一个半导体元件并且构造成在起到突出方向的作用的预定的第二方向上从转换器部件突出，
所述直流母线组件包括：
成对的近直流母线和远直流母线，所述近直流母线和所述远直流母线起到直流电源与所述半导体模块之间的电流路径的作用；以及
绝缘构件，所述绝缘构件在所述突出方向上介于所述近直流母线的第一部分与所述远直流母线的第二部分之间，相应所述近直流母线的所述第一部分和所述远直流母线的所述第二部分分别起到第一重叠部和第二重叠部的作用，所述第一重叠部和所述第二重叠部在突出方向上经由所述绝缘构件彼此重叠，
所述近直流母线的所述第一重叠部定位成在所述突出方向上比所述远直流母线的所述第二重叠部更靠近所述转换器部件，
所述直流端子包括：
近直流端子；以及
远直流端子，
所述近直流端子配置成在同时垂直于所述堆叠方向和所述突出方向的作为布置方向的预定的第三方向上，比所述远直流端子更靠近所述第一重叠部和所述第二重叠部，
所述近直流母线和所述远直流母线接合于相应所述近直流端子和所述远直流端子，
所述远直流母线构造成接合于相应所述半导体模块的所述远直流端子，同时绕过相应所述半导体模块的所述近直流端子。
2.如权利要求1所述的电力转换器，其特征在于，
所述远直流母线构造成延伸超出相应所述半导体模块的所述近直流端子，以便接合于相应所述半导体模块的所述远直流端子。
3.如权利要求1或2所述的电力转换器，其特征在于，
所述远直流母线包括：
所述第二重叠部；
覆盖部，所述覆盖部构造成从所述第二重叠部连续地延伸，以从所述突出方向的一侧覆盖相应所述半导体模块的所述近直流端子，并且在所述突出方向上具有预定的厚度；
倾斜部，所述倾斜部构造成从平板部连续地延伸，使得随着所述倾斜部接近相应所述半导体模块的所述远直流端子时，所述倾斜部以更靠近主转换器部分的方式倾斜；以及
连结部，所述连结部构造成从待接合的所述倾斜部连续地延伸至相应所述半导体模块的所述远直流端子。
4.如权利要求3所述的电力转换器，其特征在于，
所述远直流母线的所述倾斜部包括多个狭缝，多个所述狭缝在所述突出方向上穿过所述倾斜部形成，所述倾斜部布置成使得所述狭缝在所述布置方向上与相应所述近直流端子相邻。
5.如权利要求4所述的电力转换器，其特征在于，
所述倾斜部的每个所述狭缝构造成从所述倾斜部延伸至所述平板部，使得每个所述狭缝具有位于所述平板部的延伸部分，
每个所述近直流端子在所述突出方向上至少具有端侧面和相反的两个侧面，所述端侧面和两个所述侧面构成第一角部和第二角部，
每个所述近直流端子的所述第一角部定位成比所述第二角部更靠近对应远端子，
每个所述狭缝构造成使得每个所述近直流端子的所述第一角部能够通过对应所述狭缝的所述延伸部分可见。
6.如权利要求4或5所述的电力转换器，其特征在于，
所述远直流母线的所述连结部包括在所述突出方向上穿过所述连结部形成的多个通孔，所述通孔布置成与相应的所述狭缝连续地连通。
7.如权利要求6所述的电力转换器，其特征在于，
每个所述狭缝在所述堆叠方向上具有最小宽度，
每个所述通孔在所述堆叠方向上具有最小宽度，
每个所述狭缝的所述最小宽度长于所述通孔中对应一个的所述最小宽度。
8.如权利要求3所述的电力转换器，其特征在于，
所述覆盖部包括：
第二倾斜部，所述第二倾斜部构造成从所述第二重叠部连续地延伸，使得随着所述第二倾斜部接近相应所述半导体模块的所述近直流端子时，所述倾斜部以更远离所述主转换器部分的方式倾斜；以及
平板部，所述平板部构造成从所述第二倾斜部基本平行于所述布置方向连续地延伸，以便接合于所述倾斜部。
9.如权利要求5所述的电力转换器，其特征在于，
每个所述近直流端子的所述第一角部和所述第二角部从所述端侧面朝向相应的两侧渐缩。
10.如权利要求5所述的电力转换器，其特征在于，
每个所述近直流端子的所述第一角部和所述第二角部是圆形的，以便从所述端侧面朝向相应的两侧弯曲地渐缩。
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