CN115148709B - 电池组的电子式初始充电用功率模块及其的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池组的电子式初始充电用功率模块及其的制造方法。根据本发明的一个实施例的电池组的电子式初始充电用功率模块,作为一种电池组的电子式初始充电用功率模块,包括:底板;DBC基板,其接合于底板的上面;电阻部,其设置于DBC基板的上面,包括多个电阻,为了限制随着与电池组相连接的转换器内的电容器电压值和电池组的输出电压值的不同而产生的高电流,多个电阻以SMD形态串联连接;以及电子式继电器,其设置于DBC基板的上面,并与电阻部并联连接,随着一个以上的电力半导体元件以电子的方式进行切换,使得电池组初始充电。

Description

电池组的电子式初始充电用功率模块及其的制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于电池组的初始充电用功率模块,更加详细地涉及一种功率模块,其通过将场效应晶体管(FET,Field Effect Transistor)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET,Metal Oxide Semiconductor FET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT,InsulatedGate Bipolar Mode Transistor)等电力半导体元件和表面贴装器件(SMD,Surface MountTechnology)形态的电阻封装成一个后制造出来,而不是现有的由机械式继电器和一个水泥电阻构成的功率模块。
背景技术
通常,在电动汽车(EV,Electric Vehicle)、储能系统(ESS,Energy StorageSystem)等领域中经常使用将锂离子电池或与之类似的电池集成在一起,输出所需电压的电池组。
连接到这种电池组的产品大部分是活用电力电子技术的装置,例如,连接DC-AC转换器、DC-DC转换器等,像这样的转换器大部分内置有以平滑为目的的电容器。
此时,在将电池组与上述的装置相连接的状态下,在转换器内部的电容器电压值和电池组的电压值不同时会产生高电流,并且在电池组需要初始充电电路(Pre-ChargeCircuitry)来限制这种高电流。为此,以往主要使用机械式继电器和一个外部的水泥电阻来限制电流及初始充电。
【先行技术文献】
【专利文献】
(专利文献0001)韩国公开专利公报第10-2019-0065768号(2019.06.12)
发明内容
本发明通过并联连接电力半导体器件和SMD形态的电阻而一体化,从而将电池组的电子式初始充电电路配置为一个功率模块。
根据示例的实施例,提供一种电池组的电子式初始充电用功率模块,作为一种电池组(Battery Pack)的电子式初始充电(Pre-Charge)用功率模块,包括:底板;DBC(DirectBonding Cooper,直接键合铜)基板,其接合于底板的上面;电阻部,其设置于DBC基板的上面,并且包括多个电阻,为了限制随着与电池组相连接的转换器内的电容器电压值和电池组的输出电压值的不同而产生的高电流,多个电阻以SMD(Surface Mounted Devices,表面贴装器件,Surface Mount Technology元器件的一种)形态串联连接;以及电子式继电器,其设置于DBC基板的上面,并与电阻部并联连接,随着一个以上的电力半导体元件以电子的方式进行切换,使得电池组初始充电。
电子式继电器包括多个端子,并且多个端子中的一个与包含在电阻部的多个电阻中的一个相连接,多个端子中除与电阻相连接的端子以外的剩下的端子分别与引线框架相连接。
在电子式继电器的栅端子可连接有栅极驱动芯片,底板、DBC基板、电阻部、电子式继电器及栅极驱动芯片集成于一个功率模块,构成电池组的电子式初始充电电路。
在底板的下面附着有散热板,并且随着电池组的电子式初始充电电路内的电阻部和电子式继电器因发热而温度上升,包括发热体即电阻部和电子式继电器在内的电池组的电子式初始充电电路通过一个散热板冷却。
根据本发明的实施例,散热板包括金属导热板,金属导热板接合于所述底板的下面,所述金属导热板的上面与所述底板之间填充有导热硅脂层。
根据本发明的实施例,散热板还包括第一导热层、第二导热层,第一导热层接合于金属导热板的下面,第二导热层接合于第一导热层的下面。
根据本发明的实施例,第一导热层、第二导热层之间是间隔设计的,二者之间设置有多个吸热包球部,并且相邻的两个吸热包球部之间设置有排气部,通过排气部将热量向外排出,以起到冷却散热的作用。
根据本发明的实施例,吸热包球部包括球皮本体、吸热膨胀液体,第一导热层、第二导热层相对的内面设置有球槽,球皮本体呈圆柱状的,其接合于两个球槽内,所述球皮本体内填充有吸热膨胀液体,球皮本体的柱状壁内设置有内撑孔,内撑孔中设置有内撑架,内撑架具有较好的弹性支撑能力,球皮本体的圆弧端部边缘处接合有耐磨套,使得球皮本体内吸热膨胀液体在吸热膨胀时将球皮本体的圆弧端向外膨胀。
根据本发明的实施例,排气部包括伸缩管、弹性件、排气筒,伸缩管接合于两个球皮本体的圆弧端之间,伸缩管呈波纹状的,弹性件设置于伸缩管中,弹性件的端部抵顶于球皮本体的圆弧端,第二导热层内设置有多个排气孔,排气筒设置于排气孔内,排气筒的上端位于伸缩管中,下端位于第二导热层的下方,排气筒中具有朝向第二导热层下方的单向膜片,第二导热层的下面通过多个帽体连接有外遮挡板,使得外遮挡板与第二导热层之间具有供空气流动的空间层,帽体的两端设置有锥形导孔,帽体内设置有U型杆,在U型杆上设置有转片轮,外遮挡板的上面设置有T型导流座,T型导流座与排气筒的下端相对应,T型导流座的上面设置有第一通孔,内部设置有导流槽,在导流槽的上缘部位设置有多个第二通孔,T型导流座的外周面上设置有多个软管,软管接合于第二通孔的出气端上。
根据另一个示例的实施例,提供一种电池组的电子式初始充电用功率模块的制造方法,作为一种电池组的电子式初始充电用功率模块的制造方法,包括以下步骤:设置底板;将DBC基板接合于底板的上面;将电阻部设置于DBC基板的上面,电阻部包括多个电阻,为了限制随着与电池组相连接的转换器内的电容器电压值和电池组的输出电压值的不同而产生的高电流,多个电阻以SMD形态串联连接;以及将电子式继电器以与电阻部并联连接的形式设置于DBC基板的上面,随着一个以上的电力半导体元件以电子的方式进行切换,电子式继电器使得电池组初始充电;电子式继电器与引线框架相连接;底板、DBC基板、电阻部及电子式继电器借助于密封材料成型,从而制造出功率模块;以及在底板的下面附着散热板,从而通过一个散热板同时冷却功率模块中包含的每个发热体。
根据本发明的实施例,底板、DBC基板、电阻部、电子式继电器及栅极驱动芯片集成在一个功率模块中,从而用一个模块就可构成电池组的电子式初始充电电路,在这种情况下,可实现用于电子式初始充电的一个功率模块的单一封装,在这点上,与根据现有技术的功率模块相比,其尺寸和性能方面具有优秀的优点。另外,在这种情况下,也能提高功率模块的价格竞争力。
另外,根据本发明的实施例,在初始充电电路中包含的发热体构成为一个功率模块的状态下,将散热板附着到功率模块的下面,从而仅用一个散热结构就可一次性冷却所有发热体,因此可改善功率模块的冷却性能,并且解决因发热引起的电阻及电力半导体元件破损等质量问题。
附图说明
图1是示出根据本发明的一个实施例的功率模块及其的制造方法的示例。
图2是示出根据本发明的一个实施例的功率模块及其的制造方法的示例。
图3是示出根据本发明的一个实施例的功率模块及其的制造方法的示例。
图4是示出根据本发明的一个实施例的功率模块及其的制造方法的示例。
图5是示出根据本发明的一个实施例的安装于DBC基板的部件的平面图。
图6是根据本发明的一个实施例的电子式初始充电电路的电路图示例。
图7是根据本发明的一个实施例的散热板的图示例。
图8是根据本发明的一个实施例的图7中A部分的放大图示例。
图9是根据本发明的一个实施例的图7中B部分的放大图示例。
标号说明
100:电子式初始充电用功率模块;102:底板;104:DBC基板;106:电阻部;
108:电子式继电器;110:引线框架;112:金属丝;114:密封材料;
116:热敏电阻;117:散热板;118:金属导热板;119:导热硅脂层;
120:第一导热层;121:第二导热层;122:球槽;123:排气孔;
200:吸热包球部;201:球皮本体;202:吸热膨胀液体;203:内撑孔;
204:内撑架;205:耐磨套;
300:排气部;301:伸缩管;302:弹性件;303:排气筒;304:单向膜片;
305:帽体;306:外遮挡板;307:空间层;308:锥形导孔;309:U型杆;
310:转片轮;311:T型导流座;312:第一通孔;313:导流槽;
314:第二通孔;315:软管。
具体实施方式
以下,决定参照附图对本发明的具体实施形态进行说明。以下的详细说明是为了帮助全面理解本说明书中所记述的方法、装置及/或系统而提供的。但这只是示例,本发明不受此限制。
在说明本发明的实施例时,如果认为与本发明相关的公知技术的具体说明可能不必要地模糊本发明的要旨,则省略其详细的说明。另外,后述的术语是考虑到本发明中的功能而定义的术语,其可随着用户、操作者的意图或惯例等而变化。因此,其定义应以本说明书的整体内容为基础。在详细的说明中所使用的术语只是用于记述本发明的实施例,并且决不能有限制。除非明确地另外使用,否则单数形态的表达包括复数形态的含义。在本说明中,“包含”或“具备”等表达是用于指某些特性、数字、步骤、动作、要素、它们的一部分或组合,除所记述的内容之外,不应被解释为排除一个或一个以上的其他特性、数字、步骤、动作、要素、它们的一部分或组合的存在或可能性。
图1至图4是示出根据本发明的一个实施例的功率模块100及其的制造方法的示例。根据本发明的一个实施例的功率模块100是用于限制随着内置于连接到电池组的DC-AC转换器、DC-DC转换器等的电容器的电压值和电池组的电压值的不同而产生的高电流的模块。
如图1至图4所示,根据本发明的一个实施例的功率模块100包括底板102、DBC基板104、电阻部106、电子式继电器108、引线框架110、金属丝112、密封材料114及热敏电阻116。
底板102是位于功率模块100的最下端的板,用于构成后述的电子式初始充电电路。底板102作为绝缘体基板,例如,可以是陶瓷基板。
DBC基板104是在底板102的上面通过DBC工艺接合而制造的基板。DBC基板104将铜作为电极体来使用。
电阻部106设置于DBC基板104的上面,并且限制随着与电池组相连接的转换器内的电容器电压值和电池组的输出电压值的不同而产生的高电流。为此,电阻部106可包括以SMD形态串联连接的多个电阻。参考图1至图4,电阻部106可包括三个电阻(例如,第一电阻至第三电阻)。但是,这只是一个示例,并且电阻部106中包含的电阻的个数会随着电池组的输出电压值、充电时间等而变化。
电子式继电器108设置于DBC基板104的上面,并与电阻部106并联连接。电子式继电器108包括一个以上的电力半导体元件,并且随着电力半导体元件以电子的方式进行切换,可使得电池组初始充电。此时,电力半导体元件可以是例如,场效应晶体管(FET,FieldEffect Transistor)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET,Metal OxideSemiconductor FET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT,Insulated Gate Bipolar ModeTransistor)或与之类似的其他电力用半导体。
另外,电子式继电器108可分别与多个引线框架110相连接。例如,电子式继电器108可通过金属丝112分别与多个引线框架110相连接。但是,这只是一个示例,电子式继电器108不仅可通过引线键合的方式,还可通过夹子(Clip)结构等分别与多个引线框架110相连接。引线框架110作为一种将电源源头供给的电源供给至电子式继电器108的装置,可在DBC基板104的上面一侧以隔开规定距离的形式分别设置。
电子式继电器108具有一个以上的电力半导体元件,由此可包括多个端子。此时,多个端子中的一个与电阻部106中包含的多个电阻中的一个相连接,并且多个端子中除了与电阻相连接的端子之外剩余的端子可分别与引线框架110相连接。例如,当第一电阻至第三电阻串联连接时,第一电阻的一端可与电子式继电器108的多个端子中的一个相连接,第二电阻的一端可连接到第一电阻的另一端,第三电阻的一端可连接到第二电阻的另一端,第三电阻的另一端可与引线框架110相连接。即,电阻部106的一端可与电子式继电器108相连接,电阻部106的另一端可与引线框架110相连接。另一方面,在图1至图4中,示出了功率模块100具有七个引线框架110,但这只是一个示例,并且引线框架110的数量和位置可随着电力半导体元件的种类和数量等而变化。
另外,虽然附图中未示出,但可将栅极驱动芯片连接到电子式继电器108的栅端子。上述的底板102、DBC基板104、电阻部106、电子式继电器108及栅极驱动芯片可集成于一个功率模块100,在这种情况下,用一个模块就可完成电池组的电子式初始充电电路。
根据本发明的实施例,底板102、DBC基板104、电阻部106、电子式继电器108及栅极驱动芯片集成于一个功率模块100,从而可用一个模块来构成电池组的电子式初始充电电路,在这种情况下,可实现用于电子式初始充电的一个功率模块100的单一封装,在这点上,与根据现有技术的功率模块相比,其尺寸和性能方面具有优秀的优点。另外,在这种情况下,也能提高功率模块100的价格竞争力。
另外,在初始充电电路中,因电阻部106中包含的电阻限制电流峰值(peak)的结构而产生发热,并且由于发热的累积,可能会导致初始充电电路的温度上升。在这种情况下,可能会因温度上升而损坏电阻,并且电力半导体元件也可能因发热的累积而温度上升并损坏。对此,在本发明中,提出了一种用于防止发热体即电阻部106中包含的电阻及电力半导体元件的发热、温度上升及因此导致的损坏的冷却结构。具体地,散热板可附着到功率模块100的下面,即底板102的下面。如上所述,底板102、DBC基板104、电阻部106、电子式继电器108及栅极驱动芯片集成在一个功率模块100上,从而用一个模块就可构成电池组的电子式初始充电电路。此时,当散热板附着于底板102的下面时,可通过一个散热板同时冷却发热体,即电阻部106和电子式继电器108。
换句话说,根据本发明的实施例,在初始充电电路中包含的发热体构成为一个功率模块100的状态下,将散热板附着到功率模块100的下面,从而仅用一个散热结构就可一次性冷却所有发热体,因此可改善功率模块100的冷却性能,并且解决因发热引起的电阻及电力半导体元件破损等质量问题。
另外,根据本发明的实施例,散热板117是复合式的冷却结构,可以增加散热板117的冷区散热功能,例如,该散热板117包括金属导热板118,金属导热板118则首要地接合于在底板102的下面,将电力半导体元件产生的发热热量散失到空气中,一般地,为了增加导热的效率,在金属导热板118的上面与底板102之间填充有导热硅脂层119,由此,通过导热硅脂层119起到增加热传导的作用。
根据本发明的实施例,由于散热板117是复合式的冷却结构,由此对散热板117的冷却结构继续以说明,在散热板117中还设计了第一导热层120、第二导热层121。示例地,将第一导热层120接合于金属导热板118的下面,第二导热层121接合于第一导热层120的下面,由此,通过第一导热层120、第二导热层121继续增加热量传导效率。
另外,上述的第二导热层121可以是直接接合于第一导热层120上的,但是,这只是一个示例。根据本发明的实施例,以提供二者的另一种结构。示例地,此时,第一导热层120、第二导热层121之间是间隔设计的,在二者之间设置有多个吸热包球部200,并且在相邻的两个吸热包球部200之间设计有排气部300,所以当第一导热层120传导热量至吸热包球部200时,由此热量已经传递到吸热包球部200周围的空气中,则空气此时为热空气,吸热包球部200吸收热量后发生体积膨胀,两个吸热包球部200对位于二者之间的排气部300产生向内的推动挤压,则排气部300将热空气向外排出,也增加了热量传导的效率。即,通过排气部300将热量向外排出,以起到冷却散热的作用。
根据本发明的实施例,吸热包球部200包括球皮本体201、吸热膨胀液体202,为了固定住吸热包球部200,在第一导热层120、第二导热层121相对的内面,即,第一导热层120的下面,第二导热层121的上面,在两个面上设计相对的球槽122,两个球槽122将球皮本体201固定住,此时将球皮本体201的形状设计为呈现出圆柱状的,球皮本体201的柱状壁则接合于球槽122内,在球皮本体201内填充有吸热膨胀液体202,示例地,吸热膨胀液体202为酒精液、水银等吸热膨胀的液体,但以安全性为首先要求,则本发明中吸热膨胀液体202为酒精液最为适宜;
在球皮本体201的圆弧端部边缘处接合有耐磨套205,耐磨套205则隔绝了球皮本体201的圆弧端部边缘处直接接触到球槽122,以此防止圆弧端部边缘处与球槽122发生摩擦而损坏;同时,在球皮本体201的柱状壁内设置有内撑孔203,内撑孔203中设计内撑架204,内撑架204具有较好的弹性支撑能力,并通过该内撑架204使得球皮本体201的柱状壁具有一定的强度,这样当吸热膨胀液体202吸热膨胀时,球皮本体201的体积主要由圆弧端向外膨胀以补充吸热膨胀液体202的膨胀,由此,两个球皮本体201的圆弧端则向外推动排气部300将热量向外排出,以起到冷却散热的作用。
根据本发明的实施例,排气部300包括伸缩管301、弹性件302、排气筒303,将伸缩管301接合于两个球皮本体201的圆弧端之间,示例地,伸缩管301的形状设计为呈现出波纹状的,所以球皮本体201的圆弧端则推动伸缩管301进行体积收缩,伸缩管301内部的热空气则需要向外排出,由此,在第二导热层121内设计了多个排气孔123,将排气筒303接合于排气孔123内,其中,示例地,为了实现热空气向外排出,排气筒303的上端位于伸缩管301中,下端位于第二导热层121的下方,伸缩管301向内体积收缩后则内部的热空气通过排气筒303的上端排出至外部,但随着温度的下降,球皮本体201内的吸热膨胀液体202则会收缩到原状,使得伸缩管301向两侧展开,由此,外部的冷空气则经过排气筒303回流到伸缩管301内,以备后续工作。但,外部的冷空气直接通过排气筒303回流到伸缩管301内的话,则会有灰尘杂质也进入到伸缩管301内,为了防止这种情况的产生,所以在排气筒303中设计单向膜片304,单向膜片304是朝向第二导热层121下方开合的,所以热空气推开单向膜片304向外排出。但是单向膜片304不会完全是单向,外部的冷空气可以缓慢地通过单向膜片304进入到伸缩管301内,以使得伸缩管301展开到原状。
在伸缩管301中配置弹性件302,使得弹性件302的端部抵顶于球皮本体201的圆弧端,这样弹性件302则有助于伸缩管301展开到原状,为了实现弹性件302可以在球皮本体201膨胀时收缩,由此,弹性件302的弹力小于球皮本体201膨胀时的推力,示例地,弹性件302设为弹簧。
由于多个排气筒303的下端位于第二导热层121的下面,则较为严重地影响该功率模块的整体美观性,由此,在第二导热层121的下面配置外遮挡板306,但,为了外遮挡板306不影响到热空气、冷空气在排气筒303中的流动,所以在第二导热层121、外遮挡板306二者配置多个帽体305,使得外遮挡板306与第二导热层121之间具有空间层307,热空气、冷空气则可以在空间层307中流动;其中,在帽体305的两端开设锥形导孔308,以此,锥形导孔308有助于空气的流动,在帽体305的锥形导孔308内设置有U型杆309,在U型杆309上配置有转片轮310,所以空气通过锥形导孔308是可以驱动转叶轮310转动,以增加空气的流动速度;
另外,为了实现上述目的,示例地,在外遮挡板306的上面配置多个T型导流座311,使得T型导流座311与排气筒303的下端相对应的,则排气筒303排出的热空气通过第一通孔312进入到T型导流座311内,而T型导流座311的内部具有导流槽313,在导流槽313的上缘部位开设有多个第二通孔314,所以热空气则经过导流槽313的弧形面进入到第二通孔314内向外排出,在T型导流座311的外周面上配置有多个软管315,使得软管315接合于第二通孔314的出气端上,所以热空气则通过第二通孔314、软管315吹到帽体305处,进而可以在空间层307内形成多股的热空气气流排出到外部。
以下,决定对这种功率模块100的制造方法进行依次说明。以下为了方便说明,将功率模块100的制造方法分为多个步骤进行记载,但至少一部分的步骤可通过改变顺序来进行,或者通过与其它步骤相结合来同时进行,或者省略,或者通过分为详细步骤来进行,或者通过添加未记载的一个以上的步骤来进行。
首先,设置底板102。
接下来,将DBC基板104接合到底板102的上面。
再接下来,将电阻部106设置于DBC基板104的上面,电阻部106包含多个电阻,为了限制随着与电池组相连接的转换器内的电容器电压值和电池组的输出电压值的不同而产生的高电流,多个电阻以SMD形态串联连接。
然后,将电子式继电器108以和电阻部106并联连接的形式设置于DBC基板104的上面,随着一个以上的电力半导体元件以电子的方式进行切换,电子式继电器108使得电池组初始充电。
再然后,电子式继电器108与引线框架110相连接。另外,如上所述,栅极驱动芯片可连接到电子式继电器108的栅端子。
再接下来,借助于密封材料114使得底板102、DBC基板104、电阻部106和电子式继电器108成型,从而制造出功率模块100。在此,密封材料114,例如,可以是环氧树脂模塑料(EMC,Epoxy Molding Compound)。EMC是使用二氧化硅、环氧树脂、酚醛树脂、碳黑、阻燃剂等10多种原料的复合材料。但是,密封材料114的种类并不限于此,底板102、DBC基板104、电阻部106及电子式继电器108也可借助于粘合剂从外部组装塑料盒来密封。另外,在如上所述制造出来的功率模块100的内部可注入用于绝缘或防水的凝胶(Gel)。
最后,散热板附着于底板102的下面,从而通过一个散热板同时冷却功率模块100中包含的每个发热体。
上述的功率模块100的制造方法在图1至图4依次示出,最终制造出来的功率模块100的立体图如图4所示。
图5是示出根据本发明的一个实施例的安装于DBC基板104的部件的平面图,图6是示出根据本发明的一个实施例的电子式初始充电电路的电路图示例。
参照图5,在DBC基板104的上面可安装有电阻部106、电子式继电器108、引线框架110、热敏电阻116等。另外,图5和图6中示出的1~7表示七个引线框架110的引脚(pin)。
另外,由电阻部106、电子式继电器108及热敏电阻116等构成的电子式初始充电电路的电路图可如图6所表现。另一方面,在图5和图6中,示出了电阻部106包括三个电阻,并且功率模块100包括七个引线框架110,但这只是一个示例,并且电阻部106中包含的电阻的数量、引线框架110的数量和形成位置可随着电池组的输出电压值、充电时间、电力半导体元件的种类和数量等而变化。
以上,通过代表性的实施例对本发明进行了详细的说明,但可以理解为在本发明所属的技术领域中具有一般知识的人在不脱离本发明的范畴的限度内可对前述的实施例进行多种变更。因此,本发明的权利范围不能局限于所说明的实施例来确定,不仅要根据专利权利要求书,还要根据与该专利权利要求书均等的事项来确定。

Claims (9)

1.一种电池组的电子式初始充电用功率模块,作为一种电池组的电子式初始充电用功率模块,其特征在于,包括:
底板;
DBC基板,其接合于所述底板的上面;
电阻部,其设置于所述DBC基板的上面,并且所述电阻部包括多个电阻,为了限制随着与电池组相连接的转换器内的电容器电压值和电池组的输出电压值的不同而产生的高电流,多个所述电阻以SMD形态串联连接;以及
电子式继电器,其设置于所述DBC基板的上面,并与所述电阻部并联连接,随着一个以上的电力半导体元件以电子的方式进行切换,使得电池组初始充电,其中,在所述电子式继电器的栅端子连接有栅极驱动芯片,所述底板、DBC基板、电阻部、电子式继电器及栅极驱动芯片集成于一个功率模块,构成电池组的电子式初始充电电路。
2.根据权利要求1所述的电池组的电子式初始充电用功率模块,其特征在于,所述电子式继电器包括多个端子,
多个所述端子中的一个与包含在所述电阻部的多个电阻中的一个相连接,
多个所述端子中除与所述电阻相连接的端子以外的剩下的端子分别与引线框架相连接。
3.根据权利要求1所述的电池组的电子式初始充电用功率模块,其特征在于,在所述底板的下面附着有散热板,
随着所述电池组的电子式初始充电电路内的电阻部和电子式继电器因发热而温度上升,包括发热体即电阻部和电子式继电器在内的电池组的电子式初始充电电路通过一个散热板冷却。
4.根据权利要求3所述的电池组的电子式初始充电用功率模块,其特征在于,所述散热板包括金属导热板,所述金属导热板接合于所述底板的下面,所述金属导热板的上面与所述底板之间填充有导热硅脂层。
5.根据权利要求4所述的电池组的电子式初始充电用功率模块,其特征在于,所述散热板还包括第一导热层、第二导热层,所述第一导热层接合于所述金属导热板的下面,所述第二导热层接合于所述金属导热板的下面。
6.根据权利要求5所述的电池组的电子式初始充电用功率模块,其特征在于,所述第一导热层、第二导热层之间是间隔设计的,二者之间设置有多个吸热包球部,并且相邻的两个所述吸热包球部之间设置有排气部,通过排气部将热量向外排出,以起到冷却散热的作用。
7.根据权利要求6所述的电池组的电子式初始充电用功率模块,其特征在于,所述吸热包球部包括球皮本体、吸热膨胀液体,所述第一导热层、第二导热层相对的内面设置有球槽,所述球皮本体呈圆柱状的,其接合于两个球槽内,所述球皮本体内填充有吸热膨胀液体,所述球皮本体的柱状壁内设置有内撑孔,内撑孔中设置有内撑架,内撑架具有弹性支撑能力,球皮本体的圆弧端部边缘处接合有耐磨套,使得所述球皮本体内吸热膨胀液体吸热膨胀时将球皮本体的圆弧端向外膨胀。
8.根据权利要求7所述的电池组的电子式初始充电用功率模块,其特征在于,所述排气部包括伸缩管、弹性件、排气筒,所述伸缩管接合于两个球皮本体的圆弧端之间,伸缩管呈波纹状的,弹性件设置于伸缩管中,弹性件的端部抵顶于球皮本体的圆弧端,所述第二导热层内设置有多个排气孔,所述排气筒设置于排气孔内,所述排气筒的上端位于伸缩管中,下端位于第二导热层的下方,所述排气筒中具有朝向第二导热层下方的单向膜片,所述第二导热层的下面通过多个帽体连接有外遮挡板,使得外遮挡板与第二导热层之间具有供空气流动的空间层,所述帽体的两端设置有锥形导孔,所述帽体内设置有U型杆,在U型杆上设置有转片轮,所述外遮挡板的上面设置有T型导流座,所述T型导流座与排气筒的下端相对应,所述T型导流座的上面设置有第一通孔,内部设置有导流槽,在导流槽的上缘部位设置有多个第二通孔,所述T型导流座的外周面上设置有多个软管,所述软管接合于所述第二通孔的出气端上。
9.一种电池组的电子式初始充电用功率模块的制造方法,作为一种电池组的电子式初始充电用功率模块的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
设置底板;
将DBC基板接合于所述底板的上面;
将电阻部设置于所述DBC基板的上面,所述电阻部包括多个电阻,为了限制随着与电池组相连接的转换器内的电容器电压值和电池组的输出电压值的不同而产生的高电流,多个所述电阻以SMD形态串联连接;
将电子式继电器以与电阻部并联连接的形式设置于所述DBC基板的上面,随着一个以上的电力半导体元件以电子的方式进行切换,电子式继电器使得电池组初始充电;
所述电子式继电器与引线框架相连接;
所述底板、DBC基板、电阻部及电子式继电器借助于密封材料成型,从而制造出功率模块;以及
在所述底板的下面附着散热板,从而通过一个散热板,同时冷却功率模块中包含的每个发热体,其中,在所述电子式继电器的栅端子连接有栅极驱动芯片,所述底板、DBC基板、电阻部、电子式继电器及栅极驱动芯片集成于一个功率模块,构成电池组的电子式初始充电电路。
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