CN113097172A - 具有直接冷却蒸气室系统的电子功率模块组件和控制逻辑 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有直接冷却蒸气室系统的电子功率模块组件、用于制造/使用这种功率模块组件的方法以及配备有这种功率模块组件的车辆。功率模块组件包括具有内部冷却剂室的外部壳体，冷却剂流体循环通过该内部冷却剂室。功率半导体开关装置安装到模块的壳体上，与冷却剂室分离并与冷却剂流体隔离。该功率装置选择性地改变在功率源和电气负载之间传输的电流。两相散热蒸气室装置包括具有壳体段的外部壳体，该壳体段安装到模块壳体、流体地密封到内部冷却剂室并且暴露于冷却剂流体。另一壳体段包括安装至功率装置的面向外侧的表面的面向内侧的壳体表面，以及安装至功率装置的面向内侧的表面的面向外侧的壳体表面。

Description

具有直接冷却蒸气室系统的电子功率模块组件和控制逻辑
技术领域
本公开总体地涉及高压电功率系统。更具体地，本公开的方面涉及用于电气化车辆动力系的牵引功率逆变器模块(TPIM)的热管理系统。
背景技术
当前生产的机动车辆（例如现代的汽车）最初配备有动力系，该动力系操作以推进车辆并为车辆的车载电子器件提供动力。例如，在汽车应用中，车辆动力系通常以原动机为代表，原动机通过自动或手动换档动力变速器将驱动动力传递到车辆的最终传动系统(例如，差速器、车轴、车轮等)。由于往复活塞式内燃发动机(ICE)组件的易得性和相对便宜的成本、轻的重量和总效率，所以历史上汽车一直由往复活塞式内燃发动机(ICE)组件提供动力。作为一些非限制性示例，这种发动机包括压缩点火(CI)柴油发动机、火花点火(SI)汽油发动机、二冲程、四冲程和六冲程架构以及旋转发动机。另一方面，混合动力电动和全电动(“电驱动”)车辆利用替代性功率源来推进车辆，并且因此最小化或消除对用于牵引功率的基于化石燃料的发动机的依赖。
被通俗地称为“电动汽车”的全电动车辆(FEV)是一种类型的电驱动车辆配置，其完全从动力系系统中去除了内燃发动机和附带的外围部件，仅依赖于用于推进和用于支撑附件负载的牵引电动马达。基于ICE的车辆的发动机组件、燃料供应系统和排气系统被FEV中的单个或多个牵引马达、牵引电池组和电池冷却和充电硬件代替。相反，混合动力电动车辆(HEV)动力系采用多个牵引功率源来推进车辆，最通常地是结合电池提供动力或燃料电池提供动力的牵引电动马达来操作内燃发动机组件。由于混合动力型电驱动车辆能够从发动机之外的源获得其功率，因此在车辆由电动马达推进时，混合动力电动车辆发动机可全部或部分地关闭。
高压(HV)电气系统管理每个牵引马达和可再充电牵引电池组(也称为“电动车辆电池”或“EVB”)之间的电力传输，该可再充电牵引电池组存储和供应用于操作许多混合动力和全电动动力系的必需功率。HV电气系统可以采用前端DC-DC功率转换器，其电连接到车辆的牵引电池组，以便增加对高压主直流(DC)总线和电子功率逆变器模块(PIM)的电压供应。高频大容量电容器可以被布置在主DC总线的正端子和负端子两端，以提供电气稳定性并存储补给电能。可以选择大容量电容器的大小(以总电容计)以在操作采用例如六步操作模式的逆变器时实现期望的DC总线电压范围、峰值电流和纹波电压。多相电动马达/发电机单元（例如永磁同步牵引马达）的操作和控制可以通过采用逆变器来实现，以使用从驻留车辆控制器输出的脉宽调制控制信号将DC电功率转换为交流(AC)功率。
已经开发了各种多速功率传动架构，用于将旋转功率从车辆的原动机选择性地传递到最终传动系统。一种可用类型的功率传动装置是电动变速电驱动单元(EDU)，其包括电动马达/发电机单元、行星齿轮系元件、离合器、动力电子器件以及可选的差速器和车轴部件。离合器管理齿轮系元件的接合/脱离接合，以提供电气可变模式、固定速度比模式和纯电动(“电池驱动”)操作模式。电子PIM组件被用于控制EDU的马达/发电机单元的操作。通常，功率逆变器、DC-DC功率转换器和其它必需的功率电子模块远离EDU组装，并随后安装到EDU。将各个功率电子模块组装到EDU上可能需要专用的安装硬件、电连接器、密封垫圈和壳体容器，以将每个模块固定到EDU上。为了调节各个功率电子模块的操作温度，EDU采用流体泵和专用管道来将冷却剂流体引导到每个模块的分立壳体中。
发明内容
本文提出了具有直接冷却蒸气室系统的电子功率模块组件、使用这种功率模块组件的扭矩传递动力系、用于制造和使用这种功率模块组件的方法、以及装备有这种功率模块组件的机动车辆。作为示例，提出了功率模块封装设计，其采用多个两相散热蒸气室，用于模块的各个功率装置的热管理。功率模块组件的功率装置可以具有功率半导体开关装置的性质，其夹在功率模块支架壳体的相对的内表面之间。冷却剂室被流体密封在支架壳体内，冷却剂流体循环通过冷却剂室；功率装置与该冷却剂流体流体隔离。分立的蒸气室被安装到每个功率装置的内侧和外侧表面，从而将这些表面与支架壳体的内部冷却剂室热力学连接。这样，蒸气室将装置产生的热量传输到冷却剂室，以实现对功率装置的双侧直接冷却。蒸气室装置可均被配置为具有流体密封壳体的独立单元，所述流体密封壳体具有基本L形或U形横截面。每个蒸气室可以延伸壳体侧壁的整个长度，或者替代地可以限定支架壳体的壁中的一个或多个。聚合物密封条可用于流体密封在蒸气室壳体之间和/或在壳体与支架壳体的壁之间的卷曲界面。
所公开的概念中的至少一些的附带益处可以包括新颖的功率模块封装设计，其向每个功率装置的相对侧提供有效的直接冷却，用于优化的热管理。这样，所公开的功率模块设计同时增加了HV电气系统的功率密度和预期使用寿命。所公开的直接冷却蒸气室系统使得功率模块能够使用高压绝缘栅双极晶体管(IGBT)和宽带隙(WBG)装置，这又有助于改进动力系性能。其它附带的好处可包括功率模块架构，其有助于最小化电气系统复杂性和相关成本，同时降低车辆总重并提供具有改进的车辆里程和燃料经济性的更有效的动力系系统。
本公开的方面涉及具有用于优化功率装置热管理的直接冷却蒸气室系统的电子功率模块组件。在示例中，提供了用于控制功率源(例如，一个或多个可再充电电池组)和电气负载(例如，一个或多个电动马达)之间的来回电功率传输的功率模块组件。该功率模块组件包括保护外壳，该保护外壳具有内部冷却剂室，冷却剂流体循环通过该内部冷却剂室。一个或多个功率装置(例如，半导体开关装置)至少部分地安装在模块壳体的内部，与内部冷却剂室物理地分离并且与冷却剂流体流体地隔离。每个功率装置选择性地可操作以修改在功率源和电气负载之间传输的电流。功率模块组件还包括一个或多个两相散热蒸气室装置，每个装置包括具有第一壳体段的外部壳体，第一壳体段安装到模块壳体、流体密封到内部冷却剂室、并且因此暴露于冷却剂流体。蒸气室外部壳体的第二壳体段的面向内侧的表面被安装到功率装置的面向外侧的表面，而面向外侧的壳体表面被安装到功率装置的面向内侧的表面。
本公开的附加方面涉及配备有具有直接冷却蒸气室系统的电子功率模块组件的机动车辆。如本文所使用的，术语“车辆”和“机动车辆”可以互换地使用并且同义地使用以包括任何相关的车辆平台，诸如客车(ICE、HEV、FEV、BEV、燃料电池、完全和部分自主的等)、商用车、工业用车辆、履带式车辆、越野和全地形车(ATV)、摩托车、农用设备、船舶、飞行器等。在示例中，机动车辆包括车身，具有多个车轮以及其他标准初始设备。安装在车身上的是一个或多个牵引电动马达，其单独操作(例如，用于FEV动力系)或与内燃发动机组件(例如，用于HEV动力系)结合操作，以选择性地驱动一个或多个车轮，从而推进车辆。一个或多个可再充电牵引电池组也安装在车身上，该可再充电牵引电池组选择性地存储和传输电流以向牵引马达提供功率。电池组和电动马达可以通过高压电路互连。
继续上述示例的讨论，车辆还包括一个或多个功率模块组件，其管理牵引电池组和马达之间的电气交换。功率模块组件包括模块壳体，该模块壳体附接到车身并且包括使冷却剂流体循环的内部冷却剂室。一个或多个功率半导体开关装置被安装到模块壳体，与内部冷却剂室分离并且与冷却剂流体流体隔离。每个功率装置可操作以改变在牵引电池组和牵引马达之间传输的电流。为了减轻装置产生的热量，功率模块组件包括具有外部壳体的第一两相散热蒸气室装置，所述外部壳体具有直接安装到模块壳体、流体密封到内部冷却剂室并且暴露于冷却剂流体的壳体段。第一蒸气室装置的另一壳体段具有面向内侧的表面，其直接安装到功率装置的面向外侧的表面。第二两相散热蒸气室装置包括外部壳体，该外部壳体具有直接安装到模块壳体、流体密封到冷却剂室并暴露于冷却剂流体的壳体段。第二蒸气室装置的外部壳体的另一壳体段具有面向外侧的表面，其被安装到功率装置的面向内侧的表面。所述外部壳体均限定模块壳体的相应外壁。值得注意的是，所公开的功率模块组件可以用于汽车和非汽车应用等。
本文还提出了用于制造任何所公开的功率模块组件、动力系和/或机动车辆的方法和用于操作任何所公开的功率模块组件、动力系和/或机动车辆的方法。在示例中，提供了用于配置功率模块组件的方法，该功率模块组件可操作以控制功率源和电气负载之间的电功率的传输。该代表性方法包括以任何顺序和与任何以上和以下公开的选项和特征的任何组合：接收具有内部冷却剂室的模块壳体，所述内部冷却剂室被配置成使冷却剂流体循环；将功率装置安装到所述模块壳体，使得所述功率装置与所述内部冷却剂室分离并且与所述冷却剂流体流体隔离，所述功率装置可操作以改变在所述功率源与所述电气负载之间传输的电流；将蒸气室的外部壳体的第一壳体段安装到所述模块壳体，使得所述第一壳体段流体密封到所述内部冷却剂室并且暴露于所述冷却剂流体；将所述外部壳体的第二壳体段的内侧壳体表面安装到所述功率装置的外侧表面；以及将外部壳体的第二壳体段的外侧壳体表面安装到功率装置的内侧表面。
本申请还包括下列技术方案。
1. 一种用于控制功率源和电气负载之间的电功率传输的功率源模块组件，所述功率源模块组件包括：
模块壳体，其包括被配置成使冷却剂流体循环的内部冷却剂室；
功率装置，其安装到所述模块壳体、与所述内部冷却剂室分离、并且与所述冷却剂流体流体隔离，所述功率装置可操作以改变在所述功率源和所述电气负载之间传输的电流；以及
蒸气室，其包括具有第一壳体段和第二壳体段的外部壳体，所述第一壳体段安装到所述模块壳体、流体密封到所述内部冷却剂室并且暴露于所述冷却剂流体，所述第二壳体段具有安装到所述功率装置的外侧表面的内侧壳体表面以及安装到所述功率装置的内侧表面的外侧壳体表面。
2. 根据方案1所述的功率模块组件，其中，所述模块壳体还包括多个壳体壁，所述多个壳体壁与所述蒸气室互连以协作地限定所述内部冷却剂室。
3. 根据方案2所述的功率模块组件，其中，所述壳体壁包括相对的第一端壁和第二端壁，并且其中，所述蒸气室的所述外部壳体在所述第一端壁和第二端壁之间延伸并且在所述外部壳体的第一端和第二端处分别邻接所述第一端壁和第二端壁，使得所述蒸气室限定所述模块壳体的外壁。
4. 根据方案3所述的功率模块组件，其中，由所述蒸气室限定的所述外壁包括所述模块壳体的一对大致正交的外壁。
5. 根据方案4所述的功率模块组件，其中，所述模块壳体的壳体壁还包括外部壳体壁，所述外部壳体壁在所述第一端壁和所述第二端壁之间延伸并且在所述外部壳体壁的第一端和第二端处分别邻接所述第一端壁和第二端壁，并且其中，所述蒸气室的所述第一壳体段包括安装到所述外部壳体壁的凸缘。
6. 根据方案4所述的功率模块组件，其中，所述蒸气室包括第一U形蒸气室和第二U形蒸气室，所述第一U形蒸气室和第二U形蒸气室均限定所述模块壳体的相应一对大致正交的外壁。
7. 根据方案1所述的功率模块组件，其中，所述蒸气室包括第一蒸气室和第二蒸气室，并且所述外部壳体包括所述第一蒸气室和所述第二蒸气室的相应第一外部壳体和第二外部壳体，所述第一外部壳体和所述第二外部壳体中的每个的所述第一壳体段被安装到所述模块壳体、被流体密封到所述内部冷却剂室并且被暴露于所述冷却剂流体。
8. 根据方案7所述的功率模块组件，其中，所述功率装置是第一功率装置，所述第一外部壳体的所述第二壳体段的所述内侧壳体表面安装到所述第一功率装置的所述外侧表面，并且所述第二外部壳体的所述第二壳体段的所述外侧壳体表面安装到所述第一功率装置的所述内侧表面，使得所述第一功率装置夹在所述第一蒸气室和所述第二蒸气室之间。
9. 根据方案8所述的功率模块组件，还包括第二功率装置，其中所述第一外部壳体和所述第二外部壳体均包括相应的第三壳体段，所述第一外部壳体的所述第三壳体段的外侧壳体表面安装到所述第二功率装置的所述内侧表面，并且所述第二外部壳体的所述第三壳体段的所述内侧壳体表面安装到所述第二功率装置的所述外侧表面，使得所述第二功率装置被夹在所述第一蒸气室和所述第二蒸气室之间。
10. 根据方案1所述的功率模块组件，其中，所述蒸气室还包括封装在所述外部壳体内部的工作流体、流体芯吸结构和支撑结构。
11. 根据方案10所述的功率模块组件，其中，所述流体芯吸结构限定蒸气芯，并且被配置成当所述工作流体蒸发时将所述工作流体从所述外部壳体的热侧通过所述蒸气芯抽吸到所述外部壳体的冷侧，并且当所述工作流体在所述外部壳体的冷侧处冷凝时将所述工作流体抽吸回到所述外部壳体的热侧。
12. 根据方案1所述的功率模块组件，还包括将所述蒸气室流体密封到所述模块壳体的第一聚合物密封条以及将所述功率装置与所述冷却剂流体流体隔离的第二聚合物密封条。
13. 根据方案1所述的功率模块组件，还包括将所述蒸气室流体密封到所述模块壳体的第一聚合物O形环和第二聚合物O形环，以及将所述功率装置与所述冷却剂流体流体隔离的第一聚合物密封条。
14. 一种电驱动车辆，包括：
车身，多个车轮附接到所述车身；
牵引马达，其附接到所述车辆主体并且被配置成驱动所述车轮中的一个或多个车轮以由此推进所述车辆；
牵引电池组，其被附接到所述车身并且被配置为利用所述牵引马达来传输电流；以及
功率模块组件，包括：
模块壳体，其附接到所述车身并且包括被配置成使冷却剂流体循环的内部冷却剂室；
功率半导体开关装置(功率装置)，其安装到模块壳体，与内部冷却剂室分离，并且与冷却剂流体流体隔离，所述功率装置可操作以改变在牵引电池组和牵引马达之间传输的电流；
第一两相散热蒸气室装置，其具有第一外部壳体，所述第一外部壳体具有第一壳体段和第二壳体段，所述第一壳体段安装到所述模块壳体、流体密封到所述内部冷却剂室并且暴露于所述冷却剂流体，所述第二壳体段具有安装到所述功率装置的外侧表面的内侧壳体表面，所述第一外部壳体限定所述模块壳体的第一外壁；以及
第二两相散热蒸气室装置，其具有第二外部壳体，所述第二外部壳体具有第一壳体段和第二壳体段，所述第一壳体段安装到所述模块壳体、流体地密封到所述冷却剂室并且暴露于所述冷却剂流体，所述第二壳体段具有安装到所述功率装置的内侧表面的外侧壳体表面，所述第二外部壳体限定所述模块壳体的第二外壁。
15. 一种用于配置用于控制功率源和电气负载之间的电功率传输的功率模块组件的方法，所述方法包括：
接收具有内部冷却剂室的模块壳体，所述内部冷却剂室被配置成使冷却剂流体循环；
将功率装置安装到所述模块壳体，使得所述功率装置与所述内部冷却剂室分离并且与所述冷却剂流体流体隔离，所述功率装置可操作以改变在所述功率源与所述电气负载之间传输的电流；
将蒸气室的外部壳体的第一壳体段安装到所述模块壳体，使得所述第一壳体段流体密封到所述内部冷却剂室并且暴露于所述冷却剂流体；
将所述外部壳体的第二壳体段的内侧壳体表面安装到所述功率装置的外侧表面；以及
将所述外部壳体的第二壳体段的外侧壳体表面安装到所述功率装置的内侧表面。
16. 根据方案15所述的方法，其中，所述模块壳体还包括多个壳体壁，并且其中将所述蒸气室的所述外部壳体安装到所述模块壳体包括：将所述壳体壁与所述蒸气室连接以协作地限定所述内部冷却剂室。
17. 根据方案16所述的方法，其中，所述壳体壁包括相对的第一端壁和第二端壁，并且其中，所述蒸气室的所述外部壳体在所述第一端壁和所述第二端壁之间延伸并且在其第一端和第二端处分别邻接所述第一端壁和所述第二端壁，使得所述蒸气室限定所述模块壳体的外壁。
18. 根据方案15所述的方法，其中，所述蒸气室包括第一蒸气室和第二蒸气室，并且所述外部壳体包括所述第一蒸气室和所述第二蒸气室的相应第一外部壳体和第二外部壳体，并且其中将所述外部壳体安装到所述模块壳体包括：将所述第一外部壳体和所述第二外部壳体中的每个的所述第一壳体段安装到所述模块壳体，使得所述第一壳体段被流体密封到所述内部冷却剂室并且被暴露于所述冷却剂流体。
19. 根据方案18所述的方法，其中，所述功率装置是第一功率装置，所述第一外部壳体的所述第二壳体段的所述内侧壳体表面被安装到所述第一功率装置的所述外侧表面，并且所述第二外部壳体的所述第二壳体段的所述外侧壳体表面被安装到所述第一功率装置的所述内侧表面，使得所述第一功率装置被夹在所述第一蒸气室和所述第二蒸气室之间。
20. 根据方案15所述的方法，其中，所述蒸气室还包括封装在所述外部壳体内部的工作流体、支撑结构和流体芯吸结构，并且其中所述流体芯吸结构限定蒸气芯并且被配置成在所述工作流体蒸发时将所述工作流体从所述外部壳体的热侧通过所述蒸气芯抽吸到所述壳体的冷侧，并且在所述工作流体在所述壳体的冷侧处冷凝时将所述工作流体抽吸回到所述外部壳体的热侧。
上述发明内容并不代表本公开的每个实施例或每个方面。相反，前述发明内容仅提供了本文所阐述的一些新颖概念和特征的示例。当结合附图和所附权利要求时，本公开的以上特征和优点以及其他特征和伴随的优点从对用于实施本公开的说明性示例和模式的以下详细描述将显而易见。此外，本公开明确地包括上文和下文呈现的要素和特征的任何和所有的组合和子组合。
附图说明
图1是根据本公开的方面的代表性电驱动车辆的部分示意性的侧视图，该电驱动车辆具有通过高压电气系统连接到可再充电牵引电池组的牵引马达。
图2是根据本公开的方面的代表性电气化动力系统的示意图，该电气化动力系统具有经由高压主DC总线、DC大容量电容器和牵引功率逆变器模块(TPIM)组件连接到电动马达/发电机单元的多个牵引电池组。
图3是根据所公开的概念的方面的具有用于功率装置热管理的直接冷却蒸气室系统的代表性高压功率模块组件的立面透视图。
图4是图3的代表性功率模块组件的局部分解透视图。
图5是根据所公开的概念的方面的具有用于功率装置热管理的另一直接冷却蒸气室系统的另一代表性高压功率模块组件的立面透视图。
图6是图5的代表性功率模块组件的局部分解透视图。
图7是图3的代表性功率模块组件的截面端视图。
图8是图5的代表性功率模块组件的截面端视图。
图9是图7和8的代表性蒸气室装置和功率装置的选定部分的放大截面图。
本公开可以修改为各种变化和替代形式，并且一些代表性实施例在附图中以示例的方式示出并且将在下面详细描述。然而，应当理解，本公开的新颖方面不限于以上列举的附图中示出的特定形式。相反，本公开将覆盖落入例如由所附权利要求涵盖的本公开的范围内的所有修改、等同物、组合、子组合、置换、分组和替代。
具体实施方式
本公开容许许多不同形式的实施例。本公开的代表性实施例在附图中示出，并且将在此详细描述，应理解，这些实施例是作为所公开的原理的范例而提供的，而不是对本公开的广泛方面的限制。在此方面，例如在摘要、背景技术、发明内容和具体实施方式部分中描述的但未在权利要求中明确阐述的要素和限制不应通过暗示、推断或其它方式单独或共同地并入权利要求中。
为了本详细描述的目的，除非特别地放弃：单数包括复数，反之亦然；词语“和”及“或”应既是连接性的又是分离性的；词语“任何”和“全部”都应表示“任何以及全部”；并且词语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”等应均表示“包括但不限于”。此外，近似词，例如“大约”、“几乎”、“基本上”、“一般地”、“近似/大致”等，均可以在例如“在、接近或几乎在”或“在0-5%内”或“在可接受的制造公差内”或其任何逻辑组合的意义上在本文中被使用。最后，方向形容词和副词，例如前、后、内（侧）、外（侧）、右舷、左舷、垂直、水平、向上、向下、前、后、左、右等，可以是相对于机动车辆，例如当车辆在水平驾驶表面上操作性地定向时机动车辆的向前驾驶方向。
现在参考附图，其中贯穿多个视图相同的附图标记表示相同的特征，在图1中示出了代表性汽车的示意图，该汽车总体上以10表示，并且为了讨论的目的在此描绘为轿车型的混合动力电动客车。封装在汽车10的车身12内（例如在乘客舱、行李舱或专用电池舱内）的是牵引电池组14，其为一个或多个电动马达-发电机单元16提供动力，该电动马达-发电机单元驱动车辆的车轮18中的一个或多个，从而推进车辆10。所示的汽车10（在此也简称为“机动车辆”或“车辆”）仅仅是可以实施本公开的特征的示例性应用。同样，附图中所示的具体电驱动动力系架构的本发明概念的实施也应当理解为所公开概念的示例性应用。因此，应当理解，本公开的方面和特征可以应用于其它动力系架构，并且可以实施用于任何逻辑相关类型的机动车辆。此外，仅示出了车辆、动力系和功率模块组件的选定部件，并且将在本文中对其进行更详细的描述。然而，下面讨论的车辆和系统可以包括许多附加和替代特征，以及其它商业上可获得的外围部件，例如，以执行本公开的各种协议和/或算法。
图1是对接在并可操作地联接到车辆充电站20以对诸如高压直流(DC)牵引电池组14的车载可再充电能量源进行充电的电驱动车辆10的简化图示。牵引电池组14可以采用许多合适的配置，包括铅酸、锂离子或其他可应用类型的可再充电电动车辆电池(EVB)的阵列。为了提供牵引电池组14和车辆充电站20之间的可操作联接，车辆10可以包括例如具有集成感应线圈的感应充电部件22，其被安装到车辆主体12的下侧。该感应充电部件22用作与车辆充电站20的例如内部EMF线圈的无线充电垫或平台24兼容的无线充电接口。在所示示例中，无线充电垫/平台24位于车辆充电站20的地板上，根据“目标位置”定位，该目标位置用作用于车辆10的高效和有效无线充电的目的期望停放位置。具体地，图1描绘了以适当的前后对准和适当的右舷-左舷对准停放的车辆10，这有助于确保感应充电部件22在横向和纵向维度上与无线充电垫/平台24基本上对准。
车辆充电站20可以采用任何迄今为止和此后开发的类型的有线和无线充电技术，作为一些非限制性示例，包括感应充电、无线电充电和谐振充电。根据电磁感应充电技术，图1的代表性无线充电垫24可以用电流激活以在感应充电部件22附近生成交变电磁场。该磁场进而在车辆10的感应充电部件22中感应电流。感应电流可以通过车载电气调制电路被滤波、逐步降低和/或相移，以对车辆10的牵引电池组14或其他能量源(例如，标准12V铅酸启动、照明和点火(SLI)电池、辅助功率模块等)充电。电池组冷却系统56可集成到牵引电池组14，以例如通过提供计量的冷却剂流体流来提供电池组内的模块的基本均匀的冷却。
牵引电池组14储存能量，该能量可用于由牵引马达16推进和用于操作其它车辆电气系统。牵引电池组14通过电子控制单元(ECU)26通信地连接(有线或无线)到在图1中表示的一个或多个车辆控制器，其调节各种车载车辆部件的操作。例如，由ECU 26控制的接触器可以在断开时将牵引电池组14与其它部件隔离，并且在闭合时将牵引电池组14连接到其它部件。ECU 26还通信地连接到每个电动马达-发电机单元(MGU)16，以控制例如牵引电池组14和MGU 16之间的双向能量传输。例如，牵引电池组14可以提供DC电压，而MGU 16可以使用三相AC电流操作；在这种情况下，ECU 26将DC电压转换成三相AC电流以由马达发电机16使用。在MGU 16用作发电机的再生模式中，ECU 26可将来自MGU 16的三相AC电流转换成与牵引电池组14兼容的DC电压。代表性ECU 26还示出为与充电部件22通信，例如，以调节从车辆充电站20供应到电池组14的功率，以帮助确保适当的电压和电流水平。ECU 26还可以与充电站20交接，例如，以协调用于向和从车辆10输送功率的定时、量和用户偏好。
图1的车辆充电站20还经由“插入式”电连接器32为电动车辆10提供有线充电，该电连接器可以是多种不同的商业上可获得的电连接器类型中的任何一种。作为非限制性示例，电连接器32可以是汽车工程师协会(SAE)J1772(类型1)或J1772-2009(类型2)电连接器，其具有用于感应车辆充电的在交流(AC)120至240伏(V)且在高达80安培(A)的峰值电流下操作的单相或分相模式。此外，充电连接器32还可被设计成满足国际电工委员会(IEC)62196-3 Fdis和/或IEC 62196-2中所阐述的标准，以及满足任何其它目前适用的或此后强制的标准。在车身12的外部上可接近的充电端口34是用作电气入口的有线充电接口，电连接器32可以插入或以其它方式配合到该电气入口中。该端口34使得用户能够经由充电站20容易地将车辆10连接到容易获得的AC或DC源（诸如公共公用事业电网），以及从其断开。图1的充电端口34不限于任何特定设计，并且可以是能够实现感应或其它类型的电连接的任何类型的入口、端口、连接、插座、插头等。车身12上的铰接的充电端口门(CPD)36可以选择性地打开和关闭以分别通达和覆盖充电口34。
作为车辆充电过程的一部分，电驱动车辆10可以监视有线/无线充电可用性、无线功率质量和可能影响充电的其他相关变量。根据所示示例，图1的车辆ECU 26与监测系统通信并从监测系统接收传感器信号，监测系统在此由车辆10的一个或多个车载“驻留”感测装置28和/或车辆充电站20的一个或多个车外“远程”感测装置30表示。在实践中，该监测系统可以包括单个传感器，或者其可以包括分布式传感器架构，该分布式传感器架构具有封装在与附图中所示的位置类似或替代的位置处的各种传感器。由充电端口34安装的CPD传感器38可感测并由车辆的ECU 26轮询或读取以确定CPD 36的门状态(打开/关闭)。另外，有助于将电连接器32物理地附接并固定到充电端口34的闭锁按钮40可包括内部开关(例如SAES3型开关)，该内部开关用作感测装置以检测电连接器32是否操作地连接到充电端口34。
图1的代表性车辆10最初可以配备有车辆远程通信和信息(“远程信息处理”)单元42，其与远程定位的或“车外”的云计算服务系统44无线通信(例如，经由手机信号塔、基站和/或移动交换中心(MSC)等)。用作用户输入装置和车辆输出装置两者，远程信息处理单元42可以配备有电子视频显示装置46和各种输入控制件48(例如，按钮、旋钮、开关、触控板、键盘、触摸屏等)。这些远程信息处理硬件部件可以至少部分地用作例如允许辅助和/或自动车辆导航的驻留车辆导航系统，以及用作例如允许用户与远程信息处理单元42和车辆10的其它系统和系统部件通信的人/机接口(HMI)。可选的外围硬件可以包括麦克风，其为车辆乘客提供输入口头或其它听觉命令的能力；车辆10可以配备有嵌入式语音处理单元，该语音处理单元被编程有计算语音识别软件模块。具有一个或多个扬声器部件的车辆音频系统可以向车辆乘客提供可听输出，并且可以是专用于远程信息处理单元42的独立装置，或者可以是通用音频系统的一部分。
继续参考图1，远程信息处理单元42是车载计算装置，其单独地和通过其与其它联网装置的通信来提供混合服务。远程信息处理单元42通常可以由一个或多个处理器组成，每个处理器可以实施为分立的微处理器、专用集成电路(ASIC)、专用控制模块等。车辆10可以通过ECU 26提供集中的车辆控制，该ECU可操作地连接到一个或多个电子存储装置50，每个电子存储装置可以采用具有实时时钟(RTC)的CD-ROM、磁盘、IC装置、半导体存储器(例如，各种类型的RAM或ROM)等的形式。与远程、车外联网装置的长距离车辆通信能力可以经由蜂窝芯片组/部件、导航和位置芯片组/部件(例如，全球定位系统(GPS)收发器)或无线调制解调器(所有这些都共同表示为52)中的一个或多个或全部来提供。近距离无线连接可以经由短距离无线通信装置(例如，BLUETOOTH®单元或近场通信(NFC)收发器)、专用短距离通信(DSRC)组件和/或双天线(所有这些都共同表示为54)来提供。上述通信装置可以提供数据交换作为车辆到车辆(V2V)或车辆到所有事物(V2X)通信系统(例如，车辆到基础设施(V2I)、车辆到行人(V2P)、车辆到装置(V2D)等)中的周期性广播的一部分。
接下来转到图2，示出了具有可再充电能量存储系统(RESS)115的代表性电气化动力系架构，所述RESS适于存储用于驱动电气负载(例如图1的车辆10的MGU 16)的高压、高安培-小时电能。RESS 115可以是额定为大约400至800VDC或更大的深循环、高安培容量电池系统，例如这取决于期望的车辆里程、车辆总重和从RESS 115汲取电功率的各种负载的额定功率。为此，RESS 115可以包括多个高压、可独立充电的电池组(B1)121A和(B2)121B，其选择性地电连接到多相电机，例如三相永磁体(PM)牵引马达(M)114。虽然为了说明的简单起见在图2中示出了两个牵引电池组121A、121B和一个牵引马达114，但是单个牵引电池组或三个或更多个牵引电池组可以用在RESS 115内以给任何数量的牵引电动马达提供功率。
第一和第二牵引电池组121A、121B可相对于高压主DC总线160和功率逆变器模块(PIM)162电并联，以用于管理电能到和从牵引电动马达114的传输。每个组121A、121B配备有相应的电池单元161A和161B的堆叠，包括锂离子电池单元、锂聚合物电池单元或提供足够高功率密度的任何其它可再充电电化学电池单元，以及任何必需的导电电池支撑结构、电池组冷却系统和电流调节硬件。每个组121A、121B中的电池单元161A、161B的数量和布置可以随着RESS 115的预期应用而变化，例如在某些高压应用中每个组使用96个或更多这样的单元。应当理解，图2的代表性动力系架构可以包括上面关于图1的车辆驱动系统描述的任何选项和特征，反之亦然。
DC-AC和AC-DC功率逆变器模块162可以是牵引功率逆变器模块(TPIM)的一部分，其经由多相绕组166连接到牵引马达114，以在马达114和电池组121A、121B之间传输电能。功率逆变器模块162可以包括多个功率逆变器和相应的电动马达控制模块，该电动马达控制模块可操作以接收马达控制命令并从其控制逆变器状态，以提供马达驱动或再生功能。功率逆变器模块162可以包括一组半导体开关SI1-SI6(这里也称为“逆变器开关”)，其将来自能量存储装置（电池组121A、121B）的直流功率协作地转换为交流电功率，用于经由高频切换为牵引马达114供电。每个半导体开关SI1-SI6可以被实施为电压控制双极开关装置，其形式为绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、宽带隙(WBG)装置或具有相应栅极的其他合适的开关，栅极信号被施加到所述相应栅极以改变给定开关的导通/断开状态。对于三相电机的每一相，通常存在至少一个半导体开关。
牵引电池组121A、121B包括固态继电器开关或接触器S1-S3的组168 (在此也称为“电池组接触器开关”)，其独立地响应来自合适的控制器或专用控制模块的信号以管理电池系统的电气输出。接触器/开关S1-S3适于在电气负载下闭合，以确保瞬时或接近瞬时地将电功率输送到例如车辆的推进系统并驱动任意数量的车载附件。如同PIM 162内的半导体逆变器开关一样，电池组接触器开关168可以由高效开关装置构成，例如宽能隙氮化镓(GaN)或碳化硅(SiC)MOSFET、IGBT或其他合适的电子装置。图2的牵引电池组121A、121B的相应实时电流可以分别使用专用的第一和第二电流传感器(A1)174A和(A2)174B来测量，第一和第二电流传感器可以集成在相应电池组的电池壳体内。
通过与牵引电池组121A、121B两者电并联地放置的固定型高频DC大容量电容器(C1)172，牵引电池组121A、121B的DC输出电压分别传输到正和负总线轨170A和170B两端。为了便于说明，在图2中将高频DC大容量电容器172描绘为单个装置。然而，应当理解，DC大容量电容器172可由多个电容器装置组成，这些电容器装置在电气上以串联、并联或任何其它合适的电气配置布置，以在高压主DC总线160的正导体与负导体之间的电路中提供电容。RESS感测系统(未示出)可以被布置成监测主DC总线160、PIM 162和大容量电容器172的操作参数，诸如在高压主DC总线160的正和负总线轨170A和170B两端测量的总线电势。
DC大容量电容器172的电容器大小可以以其总电容来描述，总电容可以基于任何数量的变量来选择，包括预期电压范围、峰值电流和主DC总线160两端的纹波电压幅度。在这点上，大容量电容器的电容也可关于诸如峰值电压、均方根(RMS)电流、最小和最大总线电流水平、操作温度和其它因素的参数来确定。这样，当操作采用例如六步操作模式功率的逆变器模块162时，DC大容量电容器172的大小（以其总电容计）可基于预期的DC总线电压纹波来选择。作为又一选项，DC大容量电容器172可采用任何合适的电容存储装置的形式，无论是电解装置、铝装置、陶瓷装置、塑料电容装置、缠绕膜装置等。此外，每个电容器装置所采用的导电材料可以包括任何合适的导电材料，例如铝、铜、金、锌或前述金属材料的合金或复合物。
图3和5均示出了一种新型的电子功率模块组件（图3的TPIM 210和图5的TPIM310），其配备有用于模块的各个功率装置的优化的热管理的直接冷却蒸气室系统。功率逆变器模块210、310可电气地插置在功率源与电气负载之间，用于通过平滑的AC/DC电流转换来保持高压、高频功率传输，功率源例如图1的牵引电池组14或图2的RESS 115，电气负载例如图1的MGU 16或图2的牵引马达114。在这点上，功率逆变器模块210、310中的任一个可结合到图1和2的代表性应用中，或者替代性地可实施到其它商业应用中，包括电功率公用电网、光伏平衡系统、燃料电池发电机等。同样，虽然示出和描述为牵引功率逆变器模块，但是可以设想，下面关于图3-9讨论的新颖特征可以实施用于其它功率模块组件，包括车载充电模块(OBCM)、单个功率逆变器模块(SPIM)、皮带-交流发电机-起动机(BAS)功率逆变器模块(BPIM)、后功率逆变器模块(RPIM)等。
共同参考图3和4，功率逆变器模块210组件配置有保护外壳212、一个或多个功率半导体开关装置214以及一个或多个两相散热蒸气室216A和216B装置，等等。同样，图5和6的功率逆变器模块310组件配置有保护外壳312、至少一个功率半导体开关装置314、以及至少一个两相散热蒸气室316A和316B装置。尽管示出为包括具有两个蒸气室216A-B、316A-B的三个功率装置214(图4)或六个功率装置314(图6)，但是可以设想，所公开的电子功率模块组件可以包括比所示数量更多或更少的功率装置和蒸气室。作为非限制性示例，模块壳体212的纵向长度可以延伸以容纳六(6)个或更多个功率装置。
模块壳体212和312的选定部分可以由电绝缘材料（例如塑料、环氧树脂和/或环氧树脂浸渍的玻璃纤维）形成，或者由金属材料形成，包括铸造或冲压的铝、钢等。如图所示，图3的模块壳体212被制造有多个外部壳体壁，包括第一(前端)外壁211、与第一外壁211纵向间隔开的第二(后端)外壁213、以及基本上垂直于第一和第二壁211、213的第三(顶部)外壁215。第三外壁215在第一和第二外壁211、213之间延伸并在其相对的纵向端部处与第一和第二外壁211、213邻接。这三个壳体外壁211、213、215可以形成为单件式整体结构。比较地，图5的模块壳体312被制造有第一(前端)外壁311和第二(后端)外壁313，该第二外壁基本上平行于第一外壁311并且与其纵向间隔开。壳体的外壁协作地限定内部冷却剂腔室217(图7)和317(图8)，散热冷却剂流体218和318(例如，基于乙二醇的冷却剂)循环通过所述内部冷却剂腔室。在这点上，每个壳体212、312具有冷却剂入口端口220和320，其提供到冷却剂源(例如，冷却剂馈送管线、电动泵和热交换器)的流体连接点，并且由此从冷却剂源接收冷却剂流体。冷却剂流体经由在入口端口220、320的相对侧上从壳体212、312突出的冷却剂出口端口222和322从功率逆变器模块210、310返回到冷却剂源(例如，冷却剂返回管线和冷却剂流体容积)。
除了提供用于热交换冷却剂流体的接口之外，功率逆变器模块的外壳212、312还为安装到其上的装置提供机械支撑、抗腐蚀、振动保护、热保护等。功率逆变器模块210、310可以包括多个可选特征，例如导电基板(未示出)，模块壳体212使用例如螺纹紧固件刚性地安装在该导电基板上。每个功率装置214、314的有源(漏极)端子可以电连接到该基板，而每个器件214、314的有源(源极)端子电连接到导电PIM接片，每个接片提供与多相绕组的端子连接点。如下面将进一步详细解释的，模块壳体的外壁中的任一个可以从散热蒸气室装置形成。替代性地，模块壳体可以是与蒸气室装置分开配置并随后与蒸气室装置组装的整体结构。应当理解，模块壳体的形状、大小和配置可以与附图中所示的不同，以适应其它应用的设计约束。
安装在PIM的外壳212、312内的是至少一个、或者如图所示的三个或六个功率装置214、314，其可单独地和共同地操作以调节在功率源和电气负载之间的电流传输。在代表性TPIM实施方式中，每个功率装置214、314是基于集成电路(IC)的半导体开关装置，例如IGBT装置、WBG装置、MOSFET装置等。一个例子是Infineon Technologies AG生产的HybridPACK™ DSC S2半桥功率模块。对于至少一些应用，可能希望给定PIM组件210、310内的所有功率装置214、314彼此基本相同。为了简洁和简洁，两组功率装置214、314将在下面关于图9中呈现的代表性半导体开关装置214进一步详细描述，如图7和8中的F9所示。尽管未示出，但是其他电子装置可以可操作地支撑在模块外壳212上，诸如接触电阻器板、马达控制单元等。
功率装置214、314例如经由压缩硬件、安装支架、机械紧固件、铜焊、焊接、粘合剂或其它合适的技术牢固地安装在PIM组件210、310的内表面上。特别地，所示功率装置214、312以共面对齐的方式并置，嵌套在凹穴219(图7)和319(图8)内部，所述凹穴在其至少三侧上由蒸气室216A-B、316A-B限定。PIM组件210、310可以包括如图8所示的沿模块壳体212的底侧纵向延伸的单个装置容纳凹穴219，或者如图8所示的设置在模块壳体312的相对侧上的多个离散凹穴319。以这种方式，相互平行的功率装置214、314夹在蒸气室216A-B、316A-B之间，并且与冷却剂室217、317物理隔离。功率装置214、314的电电气接片221、321从模块外壳212、312向外横向突出。可选的配置可以包括一系列纵向间隔开的凹穴，每个凹穴在其中接收和存储相应的功率装置。
对于每个功率装置214安装在单独的共享凹穴219中的PIM架构，单个(第一)聚合物密封条224A可以被压缩在蒸气室216A、216B的界面连接段之间，以将功率装置214与冷却剂室217流体隔离。一对水平间隔的聚合物密封条224B和224C被压缩在蒸气室216A、216B与模块壳体212之间，并因此将蒸气室216A、216B流体密封到模块壳体212。对于至少一些实施例可能优选的是，每个密封条224A-C是基本上在模块壳体212的整个长度上延伸的单件式连续结构。在这种情况下，密封条224A-C也可以加倍以流体密封冷却剂室317。虽然示出为具有圆形横截面的细长密封条，但是在不脱离本发明的预期范围的情况下，所公开的密封条可采用替代性的几何形状、材料和配置。
另一方面，所公开的具有多个分立的凹穴319的PIM架构(其中安装有单独的功率装置314)可以采用各种不同的流体密封件来可操作地互连壳体312、功率装置314和蒸气室316A-B。与图5和6中阐述的代表性示例一致，多个密封条324被压缩在蒸气室316A、316B的界面连接段之间，以将功率装置314与冷却剂室317流体隔离。对于任何所公开的PIM架构，矩形的聚合物O形环326可以被压缩在每个蒸气室316A-B与其相应的外壳端壁311、313之间，并且因此将每个蒸气室316A-B流体密封到其相应的外壳端壁311、313。类似于上述密封条224A-C，密封条324和O形环326可共同起作用以流体密封冷却剂室317。这样，如图7和8中最佳示出的，每个蒸气室216A-B、316A-B的一个或多个面向内侧的表面直接暴露于内部冷却剂室217、317内的冷却剂流体218、318。
继续参照图3-6，蒸气室216A-B、316A-B提供热力管道，所述热力管道将功率装置214、314的相对的面向内侧和面向外侧的表面与循环通过模块壳体的内部冷却剂室217、317的冷却剂流体218、318交接。根据所示的示例，功率逆变器模块210、310装置配置有两个气密密封的独立蒸气室216A-B、316A-B，它们中的每个物理邻接并由此冷却功率装置214、314中的一个或多个。然而可以设想，功率逆变器模块210、310可以包括多于或少于两个的蒸气室，其可以采用与所示配置不同的替代形状、大小和封装位置。例如，单独的蒸气室可专用于冷却功率装置中的单个功率装置。
比较图4和6的部分分解图揭示了，图3和4的蒸气室216A和216B装置具有L形几何形状，而图5和6的蒸气室316A和316B装置具有U形几何形状。尽管几何形状存在这种区别，但对于至少一些应用，可能期望所示蒸气室216A-B、316A-B的结构内容和整体操作基本上彼此相同。为了简明和清楚的目的，下面将参考图9中所示的代表性蒸气室216来描述所有四个蒸气室217A-B、316A-B。每个蒸气室216装置可包括：具有工作流体(填充的空心箭头230)的刚性导热外部壳体228(例如，由扁平的和带轮廓的铜管或卷曲的铜板形成)；流体芯吸结构232；以及封装在外部壳体228内部的支柱状内骨架支撑结构234。芯吸结构234可以由各种合适的材料制成，例如细纤维粗纱、缠绕织物、缠绕金属线、网筛、从用于带槽吸液芯的壳体228的内表面直接雕刻、用于烧结粉末吸液芯的铜颗粒等。工作流体230（无论是流体或气体形式）可以包括水和制冷剂的混合物。每个蒸气室216可以是气密密封的、分立的单元，其缺少用于与内部冷却剂室217交换冷却剂流体的流体端口。
转到图3、4和7，每个蒸气室216A、216B装置的L形外部壳体228由三个邻接部分组成：水平定向的底部(第一)壳体段223、垂直定向的侧部(第二)壳体段225和水平定向的带凸缘(第三)壳体段227。第一壳体段223与模块外壳的顶壁215垂直地间隔开并基本上平行。相比较地，第二壳体段225从第一壳体段223的侧边缘基本上垂直地突出。另一方面，第三壳体段227从第二壳体段225的上边缘横向突出，定向成基本上平行于第一壳体段223。外部壳体228的第一、第二和第三壳体段223、225、227的纵向端部在模块的外壳212的纵向隔开的端壁211、213之间延伸并与其邻接(例如，通过卷边、焊接、铜焊等)。同样，带凸缘的壳体段227的侧边缘与模块壳体的顶壁215的侧边缘邻接(例如，通过压接、焊接、钎焊等)。通过这种布置，两个蒸气室的壳体228和壳体的外壁211、213、215共同限定内部冷却剂室217。此外，第一蒸气室216A的水平壳体段223限定模块壳体212的最底部外壁，而第一和第二蒸气室216A、216B的竖直壳体段225均限定模块壳体212的侧向间隔的(左和右)侧壁中的一个。
共同参考图5、6和8，每个蒸气室316A、316B装置的U形外部壳体328由三个邻接部分组成：水平定向的底部(第一)壳体段323、垂直定向的中间(第二)壳体段325和水平定向的顶部(第三)壳体段327。第一壳体段323与第三壳体段327竖直地间隔开并且基本上平行于第三壳体段。在这点上，第二壳体段325在第一壳体段223和第二壳体段225的侧向边缘之间延伸并且从所述侧向边缘大致垂直地突出。第一和第二蒸气室316A、316B两者的第一和第三壳体段323、327基本上彼此平行。外部壳体的三个壳体段323、325、327的纵向端部在模块的端壁311、313之间延伸并且与其邻接(例如，经由上文描述的技术中的任何技术或容易适合的技术)。同样，第三壳体段327的侧向边缘与第二壳体段325的邻接内表面流体密封(例如，经由密封条324)。利用这种布置，蒸气室壳体328和端壁311、313共同限定内部冷却剂室317。此外，第一蒸气室316A的第一壳体段323限定模块壳体312的最底部外壁，第二蒸气室316B的第三壳体段327限定模块壳体312的最顶部外壁，并且蒸气室316A、316B的竖直壳体段325均限定模块壳体312的侧向间隔开的(左和右)侧壁中的一个。
如图7中最佳示出的，第一蒸气室216A的底部壳体段223的面向内侧的表面(“壳体表面”)直接安装到三个功率装置214的面向外侧的表面，而第二蒸气室216B的底部壳体段223的面向外侧的表面直接安装到功率装置214的面向内侧的表面。同样，第一蒸气室316A的底部壳体段323的面向内侧的壳体表面直接安装到底排功率装置314的面向外侧的表面，而第二蒸气室316B的底部壳体段323的面向外侧的壳体表面直接安装到底排功率装置314的面向内侧的表面。第二蒸气室316A的顶部壳体段327的面向内侧的表面被直接安装到顶排功率装置314的面向外侧的表面，而第一蒸气室316A的顶部壳体段327的面向外侧的表面被直接安装到顶排功率装置314的面向内侧的表面。对功率装置214、314和蒸气室216A-B、316A-B的界面连接表面进行铜焊、锡焊或焊接确保了最有效的热交换，同时可选地消除了对专用安装硬件、粘合剂、紧固件等的需要。
在功率逆变器模块210、310组件的操作期间，功率装置214、314将产生大量的热。功率装置214、314将通过其内侧表面和外侧表面将该热量的一部分直接对流至蒸气室216A-B、316A-B。该热量将传送通过蒸气室216的界面连接表面，从而使密封在外部壳体228内的工作流体230蒸发。当工作流体230由于吸收装置产生的热量而蒸发时，流体芯吸结构232将通过限定在芯吸结构232的中心处的蒸气芯236从外部壳体228的热侧(例如，最靠近并接触功率装置214的一侧)抽吸蒸发流体230。蒸发的工作流体230膨胀并扩散到壳体228的相邻段。在到达外部壳体228的冷侧(例如，离功率装置214最远的一侧和离功率装置314较远的段)时，工作流体230通过冷却剂流体218和接触外部壳体228的环境空气而冷凝。当冷凝时，流体芯吸结构232将工作流体230吸回到外部壳体228的热侧。
所公开的概念的方面还涉及用于制造所公开的车辆、动力系和功率模块中的任一个的方法和用于使用所公开的车辆、动力系和功率模块中的任一个的方法。下面进一步详细描述的一些或所有操作可以表示与处理器可执行指令相对应的算法或工作流过程，所述处理器可执行指令可以存储在例如主存储器、辅助存储器和/或远程存储器中，并且例如由驻留或远程控制器、处理单元、控制逻辑电路或其他模块或装置网络来执行，以执行与所公开的概念相关联的任何或所有上述或下述功能。应当认识到，这些操作的执行顺序可以改变，可以添加附加操作，并且可以修改、组合或消除所描述的操作中的一些。
组装功率模块组件（例如，图3和4的PIM 210或图5和6的PIM 310）的方法可以这样开始：制造、取回或装载(共同地“接收”)具有内部冷却剂室的模块壳体，例如保护外壳212，其中内部冷却剂室设计成使冷却剂流体在其中循环通过。一个或多个功率装置（例如功率半导体开关装置214、314）被安装到模块壳体的内表面。功率装置被封装，使得每个功率装置与内部冷却剂室物理分离，并且伴随地与冷却剂流体流体隔离。一个或多个蒸气室（例如两相散热蒸气室216A-B、316A-B）也被安装到模块壳体。这可包括：将蒸气室装置的外壳的一个或多个壳体段安装到模块壳体，使得至少一个壳体段流体地密封到内部冷却剂室并且暴露于冷却剂流体。在将蒸气室附接到模块壳体之前、同时或之后，将外部壳体的壳体段的内侧壳体表面安装到功率装置的外侧表面，并且将蒸气室的外部壳体的壳体段的外侧壳体表面安装到功率装置的内侧表面。
上述方法还可包括：形成具有邻接的壳体段的蒸气室的外部壳体，所述壳体段被确定形状和大小成适应功率装置的尺寸。然后，可将外部壳体弯曲成L形或U形结构。该方法可以可选地包括：将功率装置灌封在直接结合的铜(DBC)或直接结合的铝(DBA)的层中。例如，图9将功率装置214描绘为具有第一和第二衬底231和233(例如，由氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)或氮化硅(Si3N4)形成)的分层叠层结构，每个衬底夹在铜铝(CuAl)合金的两个DBC层235之间，并结合到碳化硅(CiC)IGBT功率装置芯片237的相对表面。在这种情况下，顶部和底部蒸气室216的邻接壳体段被示出为直接铜焊/焊接到外侧DBC层235。衬底231和233可以直接焊接或粘贴在IGBT功率装置芯片237的相对侧上。一旦蒸气室附接到功率装置，就可应用密封条、O形环和/或其它适当的密封机构来密封并形成内部冷却剂室。可选地，可以将银膏或热界面粘合剂施加到功率装置和蒸气室的选定部分上。同样，可沿着内部冷却剂室的选定部分、例如在支架壳体与蒸气室壳体之间的接合区域处施加粘合密封剂。该方法还可以包括：施加压缩结构或紧固件以将功率装置保持在适当位置。
已经参考所示实施例详细描述了本公开的方面；然而，本领域技术人员将认识到，在不偏离本公开的范围的情况下，可以对其作出许多修改。本公开不限于本文公开的确切配置和组成；从上述描述中显而易见的任何和所有修改、改变和变化都在由所附权利要求限定的本公开的范围内。此外，本概念明确地包括前述要素和特征的任何和所有组合和子组合。

Claims (10)

1.一种用于控制功率源和电气负载之间的电功率传输的功率源模块组件，所述功率源模块组件包括：
模块壳体，其包括被配置成使冷却剂流体循环的内部冷却剂室；
功率装置，其安装到所述模块壳体、与所述内部冷却剂室分离、并且与所述冷却剂流体流体隔离，所述功率装置可操作以改变在所述功率源和所述电气负载之间传输的电流；以及
蒸气室，其包括具有第一壳体段和第二壳体段的外部壳体，所述第一壳体段安装到所述模块壳体、流体密封到所述内部冷却剂室并且暴露于所述冷却剂流体，所述第二壳体段具有安装到所述功率装置的外侧表面的内侧壳体表面以及安装到所述功率装置的内侧表面的外侧壳体表面。
2.根据权利要求1所述的功率模块组件，其中，所述模块壳体还包括多个壳体壁，所述多个壳体壁与所述蒸气室互连以协作地限定所述内部冷却剂室。
3.根据权利要求2所述的功率模块组件，其中，所述壳体壁包括相对的第一端壁和第二端壁，并且其中，所述蒸气室的所述外部壳体在所述第一端壁和第二端壁之间延伸并且在所述外部壳体的第一端和第二端处分别邻接所述第一端壁和第二端壁，使得所述蒸气室限定所述模块壳体的外壁。
4.根据权利要求3所述的功率模块组件，其中，由所述蒸气室限定的所述外壁包括所述模块壳体的一对大致正交的外壁。
5.根据权利要求4所述的功率模块组件，其中，所述模块壳体的壳体壁还包括外部壳体壁，所述外部壳体壁在所述第一端壁和所述第二端壁之间延伸并且在所述外部壳体壁的第一端和第二端处分别邻接所述第一端壁和第二端壁，并且其中，所述蒸气室的所述第一壳体段包括安装到所述外部壳体壁的凸缘。
6.根据权利要求4所述的功率模块组件，其中，所述蒸气室包括第一U形蒸气室和第二U形蒸气室，所述第一U形蒸气室和第二U形蒸气室均限定所述模块壳体的相应一对大致正交的外壁。
7.根据权利要求1所述的功率模块组件，其中，所述蒸气室包括第一蒸气室和第二蒸气室，并且所述外部壳体包括所述第一蒸气室和所述第二蒸气室的相应第一外部壳体和第二外部壳体，所述第一外部壳体和所述第二外部壳体中的每个的所述第一壳体段被安装到所述模块壳体、被流体密封到所述内部冷却剂室并且被暴露于所述冷却剂流体。
8.根据权利要求7所述的功率模块组件，其中，所述功率装置是第一功率装置，所述第一外部壳体的所述第二壳体段的所述内侧壳体表面安装到所述第一功率装置的所述外侧表面，并且所述第二外部壳体的所述第二壳体段的所述外侧壳体表面安装到所述第一功率装置的所述内侧表面，使得所述第一功率装置夹在所述第一蒸气室和所述第二蒸气室之间。
9.根据权利要求8所述的功率模块组件，还包括第二功率装置，其中所述第一外部壳体和所述第二外部壳体均包括相应的第三壳体段，所述第一外部壳体的所述第三壳体段的外侧壳体表面安装到所述第二功率装置的所述内侧表面，并且所述第二外部壳体的所述第三壳体段的所述内侧壳体表面安装到所述第二功率装置的所述外侧表面，使得所述第二功率装置被夹在所述第一蒸气室和所述第二蒸气室之间。
10.根据权利要求1所述的功率模块组件，其中，所述蒸气室还包括封装在所述外部壳体内部的工作流体、流体芯吸结构和支撑结构。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11713803B1 (en) 2022-04-29 2023-08-01 GM Global Technology Operations LLC Carbon fiber composite drive unit housings for electric vehicles
DE102022206140A1 (de) 2022-06-20 2023-12-21 Mahle International Gmbh Fluidpumpe

Family Cites Families (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6146778A (en) 1997-07-25 2000-11-14 3M Innovative Properties Company Solid-state energy storage module employing integrated interconnect board
US6103075A (en) 1998-06-02 2000-08-15 Winsel; August Linear electrochemical conductor element
US6639385B2 (en) 2001-08-07 2003-10-28 General Motors Corporation State of charge method and apparatus
US7324902B2 (en) 2003-02-18 2008-01-29 General Motors Corporation Method and apparatus for generalized recursive least-squares process for battery state of charge and state of health
US7109685B2 (en) 2003-09-17 2006-09-19 General Motors Corporation Method for estimating states and parameters of an electrochemical cell
US7612532B2 (en) 2005-06-21 2009-11-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Method for controlling and monitoring using a state estimator having variable forgetting factors
US8054046B2 (en) 2006-12-06 2011-11-08 GM Global Technology Operations LLC Fast search algorithm for finding initial diffusion voltage in electro-chemical systems
US7768233B2 (en) 2007-10-04 2010-08-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Dynamically adaptive method for determining the state of charge of a battery
US8198864B2 (en) 2007-11-05 2012-06-12 GM Global Technology Operations LLC Method and system for determining a state of charge of a battery
US7928690B2 (en) 2007-11-29 2011-04-19 GM Global Technology Operations LLC Method and system for determining a state of charge of a battery
US8035986B2 (en) 2008-06-30 2011-10-11 Lg Chem, Ltd. Battery cell interconnect and voltage sensing assembly and method for coupling battery cell assemblies thereto
US8321164B2 (en) 2008-09-25 2012-11-27 GM Global Technology Operations LLC Method and system for determining a state of charge of a battery based on a transient response
US8108160B2 (en) 2008-09-25 2012-01-31 GM Global Technology Operations LLC Method and system for determining a state of charge of a battery
US8872519B2 (en) 2008-09-26 2014-10-28 GM Global Technology Operations LLC System and method to determine the state of charge of a battery using magnetostriction to detect magnetic response of battery material
US8059404B2 (en) 2008-10-09 2011-11-15 GM Global Technology Operations LLC Power inverters
US9337484B2 (en) 2009-05-13 2016-05-10 GM Global Technology Operations LLC Electrodes having a state of charge marker for battery systems
US9172118B2 (en) 2009-06-17 2015-10-27 Gm Global Technology Operations, Llc. Method and system for estimating battery life
US8170818B2 (en) 2010-03-10 2012-05-01 GM Global Technology Operations LLC Battery state estimator using multiple sampling rates
US9726732B2 (en) 2010-06-22 2017-08-08 GM Global Technology Operations LLC Adaptive battery parameter extraction and SOC estimation for lithium-ion battery
US9176194B2 (en) 2010-10-08 2015-11-03 GM Global Technology Operations LLC Temperature compensation for magnetic determination method for the state of charge of a battery
US9354277B2 (en) 2010-10-29 2016-05-31 Gm Global Technology Operatins Llc Apparatus of SOC estimation during plug-in charge mode
US8645088B2 (en) 2011-05-13 2014-02-04 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for determining the state of charge of a battery utilizing confidence values
US9178192B2 (en) 2011-05-13 2015-11-03 Lg Chem, Ltd. Battery module and method for manufacturing the battery module
US8871376B2 (en) 2011-08-31 2014-10-28 Lg Chem, Ltd. Interconnection assemblies and methods for forming the interconnection assemblies in a battery module
DE102011088636A1 (de) * 2011-12-15 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Hartschalengehäuse mit superhydrophoben Material
US20150318502A1 (en) 2013-01-07 2015-11-05 Fuji Electric Co., Ltd. Transparent organic thin-film transistor and method for manufacturing same
US9461490B2 (en) 2013-03-13 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for evaluating a rechargeable battery
KR101708885B1 (ko) 2013-10-14 2017-02-21 주식회사 엘지화학 혼합 양극재를 포함하는 이차 전지의 상태 추정 장치 및 그 방법
EP3058608B1 (en) 2013-10-16 2019-12-25 Lockheed Martin Energy, LLC Method and apparatus for measuring transient state-of-charge using inlet/outlet potentials
WO2015073286A1 (en) 2013-11-15 2015-05-21 Lockheed Martin Advanced Energy Storage, Llc Methods for determining state of charge and calibrating reference electrodes in a redox flow battery
JP6572211B2 (ja) 2013-12-02 2019-09-04 ユニバーシティ・オブ・リムリック バナジウムレドックスフロー電池の充電状態の判定方法
US20150162571A1 (en) 2013-12-10 2015-06-11 Encell Technology, Inc. Concave cell design for an alkaline battery with a comb spacer
US10288693B2 (en) 2014-04-21 2019-05-14 GM Global Technology Operations LLC State of charge estimator and methods of making and using the same
US10345385B2 (en) 2014-05-12 2019-07-09 Gm Global Technology Operations Llc. Battery state estimation systems and methods using a nonlinear resistance element
US20160077160A1 (en) 2014-09-17 2016-03-17 GM Global Technology Operations LLC Battery impedance and power capability estimator and methods of making and using the same
US10573856B2 (en) 2015-05-14 2020-02-25 GM Global Technology Operations LLC Barrier layer coatings for battery pouch cell seal
JP6594132B2 (ja) 2015-09-15 2019-10-23 株式会社東芝 電池用活物質、負極、非水電解質電池、電池パック及び車
EP3493317A1 (en) 2016-07-26 2019-06-05 Fujifilm Corporation Solid electrolyte composition, solid-electrolyte-containing sheet and all-solid-state secondary battery, production method for solid-electrolyte-containing sheet and all-solid-state secondary battery, segmented polymer, and non-aqueous-solvent dispersion of polymer and segmented polymer
WO2018237181A1 (en) 2017-06-21 2018-12-27 Unienergy Technologies, Llc VOLTAGE REFERENCE VOLTAGE CELL FOR OXIDIZED BATTERY
US10418622B2 (en) 2017-10-26 2019-09-17 GM Global Technology Operations LLC Battery state estimation control logic and architectures for electric storage systems
US10744682B2 (en) * 2017-12-01 2020-08-18 GM Global Technology Operations LLC Vascular channel manufacture by deflagration
US20190357386A1 (en) * 2018-05-16 2019-11-21 GM Global Technology Operations LLC Vascular polymeric assembly
US10923287B1 (en) * 2019-08-06 2021-02-16 GM Global Technology Operations LLC Vascular cooled capacitor assembly and method
US11207982B2 (en) * 2019-12-11 2021-12-28 GM Global Technology Operations LLC Electronic power module assemblies and control logic with direct-cooling heat pipe systems

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