CN116436318A - 逆变器单元 - Google Patents

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Abstract

一种逆变器单元(100)，包括逆变器(110)、逆变器壳体(120)和绝缘构件(130)。逆变器(110)驱动电机(200)并且包括用于将高电压(HV)直流电(DC)转换为驱动电机(200)的三相交流电(AC)的至少一个功率模块(112)。逆变器壳体(120)接纳逆变器(110)。功率模块(112)藉由螺栓(114)安装在逆变器壳体(120)的端壁(120a)上。对应于每个螺栓(114)的绝缘构件(130)设置在对应螺栓(114)的头部部分(114a)与功率模块(112)之间。

Description

逆变器单元
技术领域
本发明涉及一种逆变器单元，更具体地，本发明涉及一种车辆空气调节单元的压缩机用的逆变器单元。
背景技术
通常，车辆的空气调节系统用的电机驱动的压缩机包括用于压缩制冷剂的压缩单元、驱动压缩单元的电机、以及逆变器单元。电机驱动的压缩机进一步包括用于容纳压缩单元和电机的主壳体(也称为压缩机壳体)以及用于容纳逆变器单元的单独的逆变器壳体。压缩机壳体由比如铝等金属制成并且一般接地。
逆变器壳体也由比如铝等金属制成，并且包括端壁、从端壁的周边延伸以限定印刷电路板(PCB)容纳空间的周边壁、以及逆变器壳体的可被可移除盖件封闭的敞开端。逆变器壳体连接到压缩机壳体，并且直接接地或经由压缩机壳体接地。逆变器单元包括逆变器，该逆变器被配置有印刷电路板(以下称为PCB)和被接纳在逆变器壳体内的功率模块。PCB和功率模块在功能上联接到被接纳在主壳体中的电机，从而以受控方式驱动电机。具体地，当逆变器壳体组装到主壳体时，PCB容纳空间被设置成邻近于主壳体的电机接纳部分。功率模块在其操作期间产生热量。所产生的热量可能由于功率模块的关键元件的熔化而导致功率模块的损坏，由于功率模块的关键元件在升高的温度下的机械强度降低而导致功率模块的破损或故障。为了防止因功率模块发热而引起的问题，需要对功率模块散热，以防止功率模块的破损或故障，并保证功率模块的高效性能。由于主壳体的电机容纳空间所接纳的制冷剂与端壁接触而从端壁带走热量，所以功率模块被推靠在逆变器壳体的端壁上以对功率模块散热。PCB包括多个电子部件，这些电子部件用于执行逆变器操作并通过向电机提供受控输入而在各个方面控制电机。逆变器壳体的盖件也由金属材料制成。
参考附图中的图1，展示了固持在逆变器壳体内并安装在逆变器壳体的端壁4上的功率模块2。功率模块2包括在功率模块2的外壳中成型的多个开关元件。开关元件包括引线框架3，这些引线框架从功率模块的外壳伸出并且与PCB连接，使得可以将DC高电压功率、低电压信号和AC输出供应至PCB中的对应部分。因此，引线框架3中的一些引线框架可以是高电压部分。功率模块2藉由金属螺栓6和金属垫圈8安装在逆变器壳体的端壁4上并被推靠在逆变器壳体的端壁上。螺栓6是包括螺纹轴部分6a和螺栓头6b的螺纹螺栓。当螺纹轴部分6a与端壁4接合时，螺栓头6b连同垫圈8将功率模块2推靠在逆变器壳体的端壁4上。更具体地，垫圈8包括孔8a以允许螺纹轴部分6a穿其而过，而螺栓头6b搁置在垫圈8上。并且，功率模块2的外壳包括通孔2b以允许螺纹轴部分6a穿其而过。螺栓6的螺纹轴部分6a穿过分别形成在垫圈8和功率模块2上的孔8a和2b以与形成在端壁4上的盲孔接合。当螺纹轴部分6a与端壁4上的盲孔接合时，垫圈8和功率模块2设置在螺栓头6b与端壁4之间。结果是，功率模块2通过将螺栓6紧固而固定到逆变器壳体的端壁4。通过这种配置，功率模块2与端壁4保持不充分的接触以更好地散热。特别地，通过这种配置，功率模块2被压靠在端壁4上，旨在解决由于功率模块2与端壁4之间的任何气隙而引起的绝缘问题。
通过将垫圈8设置在螺栓头6b与功率模块2之间并且使螺纹轴部分6a与端壁4接合，功率模块2被螺栓头6b牢固地推靠在端壁4上，而不会被螺栓头6b划伤/损坏。通常，垫圈8用于保护功率模块2在螺栓6螺纹联接到端壁4期间免受螺栓头6b的损坏。进一步地，在示例性功率模块2中包括虚拟框架，这些虚拟框架设置在外壳中以中继引线框架中的一些引线框架与开关元件之间的导电连接。虚拟框架的边缘的一部分仍然从外壳的一侧露出。虚拟框架的露出部分2a不与任何电子部件连接，并且也用作高电压部分。高电压部分2a、3与其他导电/接地元件之间的爬电距离不足可能会引起它们之间的短路，爬电距离是电流到达导电/接地元件所沿着的最短路径的长度。在用于将功率模块2安装到端壁4的常规安装布置的情况下，逆变器壳体的端壁4接地，螺栓6与端壁4螺纹式地接合，并且金属垫圈8与金属螺栓6的螺栓头6b接触。相应地，垫圈8也通过螺栓6导电地连接到地。在这种情况下，由于垫圈8与高电压部分2a、3之间的爬电距离不足，所以垫圈8充当可能引起其自身与高电压部分2a、3之间短路的导电元件。图1描绘了高电压元件2a、3与垫圈8之间的爬电距离“d”。爬电距离是从垫圈8的外周边和最近的高电压部分2a、3测量的。针对爬电距离“d”的要求比针对空间距离的要求短得多。当高电压元件2a、3保持从功率模块2的至少一侧露出时，由功率模块2的高电压部分2a、3与垫圈8之间的爬电距离“d”不足而导致短路的问题加重。如果螺栓头6b与功率模块2之间没有设置垫圈8，则功率模块2的高电压(HV)元件2a与螺栓头6b之间仍然存在短路的风险。
相应地，常规布置未能在功率模块2的高电压(HV)部分与垫圈8和/或螺栓头6b之间提供足够的爬电距离“d”，从而引起问题。更具体地，在常规配置的情况下，功率模块2的高电压(HV)元件2a与垫圈8和/或螺栓头6b之间的爬电距离“d”低于功率模块2的高效且安全操作的标准安全要求。
相应地，需要一种逆变器单元，该逆变器单元被配置有用于增加功率模块的高电压元件与用于将功率模块安装到逆变器壳体的端壁的垫圈和/或螺栓的头部部分之间的爬电距离的布置。
目的
本发明的主要目的在于提供一种逆变器单元，该逆变器单元被配置有消除了常规逆变器单元由于逆变器单元的关键元件之间的爬电距离不足而面临的问题的布置。
本发明的另一个目的是提供一种逆变器单元，其中该逆变器单元的功率模块安装在逆变器壳体的端壁上并被推靠在逆变器壳体的端壁上，以实现由于主壳体中的制冷剂与端壁接触而对功率模块高效散热。
本发明的又一目的在于提供一种便于组装的逆变器单元。
在本描述中，一些元件或参数可以被索引，比如第一元件和第二元件。在这种情况下，除非另有说明，否则这种索引仅用于区分和命名相似但不相同的元件。不应从这种索引中推断出优先级的概念，因为这些术语可以在不背离本发明的情况下进行切换。此外，这种索引并不隐含安装或使用本发明的元件的任何顺序。
发明内容
根据本发明的实施例披露了一种逆变器单元。逆变器单元包括逆变器、逆变器壳体和绝缘构件。逆变器驱动电机并且包括用于将高电压(HV)直流电(DC)转换为驱动电机的三相交流电(AC)的至少一个功率模块。逆变器壳体接纳逆变器。功率模块藉由螺栓安装在逆变器壳体的端壁上。对应于每个螺栓的绝缘构件设置在螺栓的头部部分与功率模块之间。
通常，端壁限定了逆变器壳体的封闭端，该封闭端形成有孔以配置与对应螺栓的螺纹接合。
优选地，绝缘构件包括基部部分。功率模块藉由螺栓牢固地安装到基部部分和逆变器壳体的端壁。螺栓的螺纹轴部分轴向地穿过形成在基部部分上的孔和设置在功率模块上的挖空部并与端壁接合。螺栓的头部部分保持在基部部分上方，使得基部部分设置在螺栓的头部部分与功率模块之间并且将螺栓的头部部分与功率模块分开。
具体地，绝缘构件的基部部分的径向尺寸大于螺栓的头部部分的径向尺寸，以在该绝缘构件的基部部分与该螺栓的头部部分之间限定环形空间。
通常，孔相对于基部部分居中地设置。
进一步地，绝缘构件包括侧壁，该侧壁从基部部分并背离功率模块轴向地延伸，以增加螺栓的头部部分与功率模块的高电压元件之间的爬电距离。
进一步地，绝缘构件的侧壁的高度是螺栓的头部部分的高度至少两倍。
根据本发明的另一实施例，绝缘构件中的至少一个绝缘构件与对应的螺栓包覆成型并与对应的螺栓一体地形成。
根据本发明的一个实施例，侧壁沿基部部分的周边具有均匀的高度。
根据本发明的另一个实施例，绝缘构件的侧壁的至少一部分相对于中心轴线“C”倾斜。
进一步地，侧壁的内侧表面和外侧表面中的至少一者是不平整表面。
通常，绝缘构件是具有圆形截面的中空配置。
此外，逆变器单元的逆变器包括印刷电路板(PCB)和设置在功率模块与可移除盖件之间的分隔件。
通常，PCB包括安装在其上的多个电子部件，并且分隔件将电子部件分开。
并且，功率模块经由从其引出的引脚连接到PCB。
通常，PCB和分隔件包括供绝缘构件穿其而过的对应的第一开口和第二开口。
根据本发明的另一个实施例，分隔件包括与其一体地形成的绝缘构件。
此外，螺栓使用选自包括螺丝刀、内六角扳手的组中的部署工具来部署。
还披露了根据本发明的实施例的电机驱动的压缩机。电机驱动的压缩机包括压缩单元、电机和逆变器单元。压缩单元压缩流体。电机驱动压缩单元。如上所披露的逆变器单元驱动电机。
附图说明
本发明的其他特性、细节和优点可以从本发明以下的描述中推断出。对本发明及其许多伴随优点的更完整的认识将容易获得，因为其当结合附图考虑时通过参考以下的详细描述而变得更好理解，在附图中：
图1展示了用于将功率模块安装到逆变器单元的逆变器壳体的端壁的螺栓和垫圈的常规安装布置的示意图，还描绘了放大视图，该放大视图描述了垫圈与功率模块的高电压元件之间的爬电距离；
图2展示了本发明的空气调节系统用的电机驱动的压缩机的示意图；
图3展示了图2的电机驱动的压缩机的逆变器单元的分解视图，描绘了逆变器单元的功率模块、PCB、分隔件、绝缘构件和螺栓组件；
图4展示了逆变器单元沿穿过螺栓中的一个螺栓的剖切平面并描绘了图3的功率模块、绝缘构件和螺栓组件的截面的截面视图；
图5展示了图3的功率模块的等距视图，其中引脚从功率模块引出；
图6a展示了图3的绝缘构件的等距视图；
图6b展示了图3的绝缘构件的截面视图；
图7展示了根据本发明的另一个实施例的绝缘构件的等距视图，其中，绝缘构件与对应的螺栓包覆成型并与其一体地形成；
图8展示了配置有图3的绝缘构件的本发明的逆变器单元的安装布置的示意图，还描绘了放大视图，该放大视图描绘了螺栓头与功率模块的高电压元件之间的爬电距离；
图9展示了描绘了图3的功率模块、绝缘构件和螺栓组件与逆变器壳体的端壁之间的组装的分解视图，还描绘了放大视图，该放大视图描绘了形成在端壁上的平坦平台；
图10展示了描绘图3的逆变器单元沿穿过两个螺栓的剖切平面的截面视图；
图11展示了图3的逆变器单元用的印刷电路板(以下称为PCB)的等距视图；
图12展示了图3的逆变器单元用的分隔件的等距视图；
图13描绘了图3的功率模块、绝缘构件和螺栓组件的放大视图，其中从功率模块引出的引脚与PCB接合；
图14展示了绝缘构件的截面视图，绝缘构件的侧壁具有不平整的内侧表面；以及
图15展示了图10的逆变器单元的另一个实施例的截面视图，其中，分隔件与绝缘构件一体地形成，还描绘了爬电距离“P”。
必须注意的是，附图以足够详细的方式披露了本发明以便实施，如果需要，所述附图有助于更好地限定本发明。然而，本发明不应限于说明书中披露的实施例。
具体实施方式
本发明以车辆空气调节系统的电机驱动的压缩机用的逆变器单元为例进行描述。然而，本发明也适用于在车辆应用和非车辆应用中使用的任何电子系统。
图2展示了根据本发明实施例的车辆空气调节系统用的电机驱动的压缩机1000的示意图。电机驱动的压缩机1000包括逆变器单元100、电机200和由电机200驱动以用于压缩制冷剂的压缩单元300。电机驱动的压缩机1000进一步包括主壳体(也称为压缩机壳体210)和单独的逆变器壳体120。主壳体或压缩机壳体210容纳电机200和压缩单元300。逆变器壳体120容纳逆变器110。压缩机壳体210由比如铝等金属制成，并且通常经由安装部分(未示出)接地到车辆。
逆变器壳体120包括端壁120a、从端壁120a的周边延伸以限定PCB容纳空间的周边壁120b、以及逆变器壳体120的敞开端。逆变器壳体120连接到主壳体210并且还经由压缩机壳体210接地。逆变器壳体120的敞开端可由可移除盖件120c封闭。逆变器110在功能上联接到被接纳在主壳体210中的电机200，从而以受控方式驱动电机200。具体地，当逆变器壳体120组装到主壳体210并且逆变器110经由穿过端壁120a设置的电连接接口220在功能上连接到电机200时，PCB容纳空间被设置成邻近于主壳体210的电机接纳部分。通过PCB容纳空间和主壳体210的电机接纳部分彼此相邻设置的这种配置，因为逆变器壳体120的端壁120a与被制冷剂冷却的主壳体210接触，冷却流体、特别是被接纳在电机接纳部分中的制冷剂也冷却端壁120a。
附图中的图3展示了一个实施例的逆变器单元100的分解视图。逆变器单元100由逆变器壳体120和容纳在逆变器壳体120中的逆变器110构成。逆变器110包括至少一个功率模块112和PCB 116，PCB包括设置在其上的多个电子部件。进一步地，逆变器单元100包括高电压(HV)连接器230和低电压(LV)连接器240，该高电压连接器和该低电压连接器设置在逆变器壳体120的端壁120a上，以便接纳来自车辆系统的高电压功率供应和控制信号。逆变器110驱动电机200并且包括用于将高电压(HV)直流电(DC)转换成驱动电机200的三相交流电(AC)的功率模块112。
图4展示了截面视图，该截面视图描绘了功率模块112、绝缘构件130和螺栓114沿穿过螺栓114中的一个螺栓的剖切平面的组装。如图4所描绘的，功率模块112安装在逆变器壳体120的端壁120a上。逆变器壳体120的端壁120a形成有孔122a以接纳螺栓114的对应螺纹部分114b并配置与螺栓的对应螺纹部分的螺纹接合。在一个实施例中，孔122a是其上没有形成螺纹的盲孔，并且螺栓114是自攻螺栓，自攻螺栓在部署螺栓时在孔112a上形成螺纹。替代地，孔112a为螺纹孔，并且螺栓114螺纹联接到螺纹孔122a中以将功率模块112推靠在逆变器壳体120的端壁120a上，以改善功率模块112与端壁120a之间的表面接触，并增强对功率模块112的散热。螺栓114使用选自包括螺丝刀、内六角扳手或可以在螺栓头周围的有限空间中操作的任何其他装置的组中的部署工具来部署。进一步地，在本发明中，绝缘构件130设置在功率模块112与螺栓114的螺栓头114a之间。
图5展示了实施例的功率模块112的等距视图。功率模块112包括具有矩形盒形状的外壳112d。外壳112d由比如树脂等非导电材料制成。多个开关元件设置在功率模块112的外壳112d内部并被其遮盖。具体地，开关元件被成型在树脂外壳112d中。将开关元件导电地连接的多个引线框架或引脚112b从其矩形外壳112d的相反两个较长边延伸出外壳112d。引线框架或引脚112b由比如铜等导电材料制成。根据图5所描绘的一个实施例，六个引线框架112b从外壳112d的第一较长边延伸出，并且二十个引线框架或引脚112b从外壳112d的第二较长边延伸出，其中第二较长边与第一较长边相反。引线框架或引脚112b以直角弯曲以便能够连接到PCB 116。来自车辆电池的高电压功率经由引线框架或引脚112b中的一些引线框架或引脚供应至开关元件。进一步的控制信号经由引线框架或引脚112b中的另外的引线框架或引脚供应至开关元件，因此功率模块112可以将直流电(DC)转换为交流电(AC)。高电压功率从电池供应到的引线框架或引脚112b可以是高电压部分。
再次参考图5，功率模块112的外壳112d进一步包括形成在其相反两个较短边上的挖空部112c，以供螺栓114通过而将功率模块112安装在端壁120a上。通常，挖空部112c设置在外壳112d的较短边的中央。进一步地，在此示例中，在外壳112d中提供虚拟框架，以便中继引线框架或引脚112b中的一些引线框架或引脚与开关元件之间的导电连接。虚拟框架的边缘的一部分仍然从功率模块112的外壳112d的较短边露出并且用作高电压部分112a。虚拟框架的露出部分不连接到任何电子部件，但它们也可以是高电压部分112a。引线框架或引脚112b也可以被认为是高电压元件。
图6a和图6b描绘了实施例的绝缘构件130。绝缘构件130包括具有均匀厚度“t1”的基部130a。孔132a形成在基部130a的中心。优选地，绝缘构件130是具有一个封闭端和相反的敞开端的圆柱形元件。具体地，绝缘构件130呈杯的形式，其包括基部130a以及从基部130a延伸的侧壁130b。侧壁130b具有厚度“t2”。绝缘构件130由比如树脂等非导电材料制成。
根据如图7所示的本发明的另一实施例，绝缘构件130中的至少一个绝缘构件与对应的螺栓114包覆成型并与其一体地形成。在这种配置中，螺栓头114a保持在绝缘构件130的基部130a上方，而螺栓114的螺纹轴部分114b从绝缘构件130的基部130a悬垂。在这种配置中，当螺栓114被部署以与形成在端壁120a上的孔122a接合时，绝缘构件130随着螺栓114旋转。
如上所述，功率模块112藉由螺栓114安装在逆变器壳体120的端壁120a上。进一步地，当螺栓114与端壁120a接合以将功率模块112安装到端壁120a并将功率模块112推到端壁120a时，绝缘构件130设置在功率模块112与螺栓114的螺栓头114a之间。具体地，功率模块112藉由螺栓114牢固地安装到端壁120a，使得基部130a位于功率模块112的一侧，并且逆变器壳体120的端壁120a位于功率模块112的另一侧。具体地，螺栓114的螺纹轴部分114b轴向地穿过基部130a的孔132a和设置在功率模块112上的挖空部112c并与端壁120a接合，而螺栓114的头部部分114a保持在基部130a上方。由于基部130a设置在螺栓114的头部部分114a与功率模块112之间，因此螺栓114的头部部分114a与功率模块112彼此不接触。在此示例中，两个螺栓114将功率模块112的相反两侧安装到逆变器壳体120的端壁120a。然而，本发明不限于任何特定数量和安置的螺栓，只要对应的绝缘构件130设置在每个螺栓114的螺栓头114a与功率模块112之间即可。
如背景技术中所述，螺栓114与接地的端壁120a接合。如果设置在螺栓头114a与功率模块112之间的零件是金属垫圈8，如在常规布置的情况下，则要考虑的爬电距离是功率模块的高电压部分与接触螺栓114的头部部分114a的金属垫圈的外周边之间的距离。然而，在配置有绝缘元件的逆变器单元100的安装布置的情况下，由于绝缘元件130的特殊杯形配置，功率模块112的高电压部分112a与螺栓头114a之间的爬电距离“D”增加。
图8展示了配置有绝缘构件130的逆变器单元100的安装布置的示意图。还描绘了放大视图，该放大视图描绘了螺栓头114a与功率模块112的高电压部分112a之间的爬电距离“D”。如所描绘的，爬电距离D被计算为高电压部分112a与螺栓头114a之间的所有距离的总和。具体地，爬电距离是沿着功率模块112的外侧表面从高电压部分112a到绝缘构件130的距离“x”以及电流沿绝缘构件130的内侧表面、外侧表面从电流自功率模块112的外部离开的点到螺栓头114a所沿的路径的长度的总和。电流从功率模块112的外部到达螺栓头114a所沿的路径的长度包括基部部分130a(也称为基部130a)的第一厚度“t1”、沿侧壁130b的外侧表面的路径部分的长度(该长度等于侧壁130b的高度“H”)、侧壁130b的第二厚度“t2”、沿侧壁130b的内侧表面的路径部分的长度(该长度也等于侧壁130b的高度“H”)、以及侧壁130b的内侧表面与螺栓头114a之间的距离，特别地，爬电距离测量如下，
D＝x+t1+H+t2+H+y
在本发明的逆变器单元100具有绝缘构件130的安装布置的情况下的爬电距离D大于在常规逆变器单元没有绝缘构件的安装布置的情况下的爬电距离d，D>>d。基部130a与侧壁130b的接口形成有圆角。
在本发明的逆变器单元100、功率模块112(功率模块的虚拟框架在外壳112d的较短端上露出)的情况下，爬电距离“D”是从高电压部分112a沿绝缘构件130的侧壁130b到螺栓头114a计算的。如图8所展示和图8的描述中的爬电距离“D”包括沿绝缘构件130的内侧表面和外侧表面的电流流动路径的长度以及壁厚度，并且大于如图1所示的功率模块的高电压部分与常规逆变器单元的垫圈8的外周边之间的爬电距离“d”。
在将垫圈设置在螺栓头与端壁之间的逆变器单元的常规配置中，难以确保足够的爬电距离。然而，在本发明中，设置在螺栓114的头部部分114a与功率模块112之间的零件为绝缘构件130。由于绝缘构件130是非导电零件，所以爬电距离是从高电压部分112a、112b和功率模块112的自由表面的距离以及电流必须沿着绝缘构件130的表面穿过以到达螺栓头114a的距离。
功率模块112的高电压部分112a与螺栓头114a之间的爬电距离“D”可以通过修改绝缘元件130来增加。例如，用于将功率模块112安装到逆变器壳体120的端壁120a的对应螺栓114包括螺栓头114a和螺纹轴部分114b。基部130a的直径或由绝缘元件130的侧壁130b所限定的中空圆柱体的内径大于螺栓头114a的直径并且外接螺栓头114a以在其间限定环形空间。螺栓头114a与由侧壁130b限定的中空圆柱体的内径之间的环形空间与爬电距离直接相关。更具体地，爬电距离随着螺栓头114a与限定侧壁130b的中空圆柱体的内径之间的环形间距而增加。绝缘构件130的侧壁130b的高度是螺栓头114a的高度的至少两倍。再次参考附图中的图4，如果侧壁130b的高度用“H”表示，并且螺栓头114a的高度用“h”表示，则H＝4h。绝缘构件130的侧壁130b与螺栓114的螺栓头114a之间的高度差与爬电距离直接相关。更具体地，爬电距离随着侧壁130b与螺栓头114a之间的高度差的增加而增加。侧壁可以具有不同的配置以便增加爬电距离。根据实施例，侧壁130b沿着基部130a的周边具有均匀的高度。根据另一个实施例，绝缘构件130的侧壁130b的至少一部分相对于中心轴线“C”倾斜以增加功率模块112的高电压部分112a与螺栓头114a之间的爬电距离。根据一个实施例，侧壁130b的内侧表面和外侧表面均为平滑表面。
参考图9和图10，描述了藉由螺栓114和对应的绝缘构件130将功率模块112安装到端壁120a的布置。更具体地，螺栓114的螺纹轴部分114b轴向地穿过形成在绝缘构件130的基部130a上的孔132a并与形成在端壁120a上的孔122a接合，同时螺栓头114a保持在基部130a上方。螺栓114的螺纹轴部分114b穿过形成在功率模块112上的相应挖空部112c并被接纳在形成于端壁120a上的对应孔122a中以将功率模块112安装到端壁120a。更具体地，逆变器壳体120的端壁120a形成有孔122a以接纳对应螺栓114并配置与对应螺栓的螺纹接合。进一步地，使用螺栓114将功率模块112安装在逆变器壳体的端壁120a上的这种配置将功率模块112推靠在端壁120a上并且产生对功率模块112的改善的散热。这种配置解决了由于功率模块112与端壁120a之间的任何气隙而引起的绝缘问题。基部130a进一步为螺栓头114a提供足够的支撑和表面接触，由此改善螺栓114与端壁120a的螺纹接合。
图9展示了分解视图，该分解视图描述了功率模块112、绝缘构件130和螺栓114连同逆变器壳体120的端壁120a的组装。为了进一步改善功率模块112之间的表面接触以改善对功率模块112的散热，端壁120a包括形成在其上的平坦平台122b。图9还描绘了放大视图，该放大视图描绘了形成在端壁120a上的平坦平台122b。用于接纳螺栓114并与螺栓接合的孔122a沿平坦平台122b的周边设置，特别是设置在平坦平台的相反两个较短边上。平坦平台122b在形状和尺寸上与功率模块112互补，以增强端壁120a与功率模块112的表面接触。通常，在功率模块112与平坦平台122b之间设置有间隙填充物124，以在使用螺栓114将功率模块112安装在平坦平台122b上时进一步改善功率模块112与端壁120a之间的表面接触以及对功率模块112的散热。特别地，间隙填充物124填充小间隙，比如由于功率模块112和端壁120a的粗糙度以及几何缺陷造成的间隙。进一步地，由于间隙填充物124具有比空气更好的导热性，因此间隙填充物124允许改善功率模块112与端壁120a之间的热流动。图10展示了截面视图，该截面视图描绘了功率模块112、绝缘构件130和螺栓114沿穿过两个螺栓114的剖切平面的组装。还描绘了设置在形成于端壁120a上的平坦平台122b与功率模块112的底表面之间的间隙填充物124，以增加功率模块112与端壁120a之间的表面接触。通过这种配置，由于藉由螺栓114将功率模块112推靠在形成于端壁120a上的平坦平台122b上，实现了对功率模块112的改善的散热。通过这种配置，功率模块112与端壁120a之间的表面接触被改善，从而增强了散热。更具体地，通过这种配置，由功率模块112产生的热量被高效地排出到位于端壁120a的另一侧的制冷剂。根据实施例，凹槽122d设置在孔122a与平坦平台122b的对应较短边之间，以容纳当功率模块112被螺栓114推靠在平坦平台122b上时被向外推的任何多余的间隙填充物。
逆变器110进一步包括设置在功率模块112与可移除盖件120c之间的分隔件118。图3展示了绝缘构件130相对于PCB 116和分隔件118的相对位置和顺序，其中这些元件相对于彼此组装。图11展示了逆变器110用的PCB 116的等距视图。PCB 116还包括安装在其上的多个电子部件116a(图11中未展示)。图12所示的分隔件118将安装在PCB 116上的电子部件116a分开。图12展示了逆变器110用的分隔件118的等距视图。分隔件118由塑料材料形成并且在安装在PCB 116上的各种电子部件116a之间提供绝缘，从而防止由于电子部件意外地彼此接触或电子部件116a之间的间隙不足而引起的短路。分隔件118可以进一步包括用于将PCB 116定位在逆变器壳体120内的布置。PCB 116和分隔件118包括供绝缘构件130穿其而过的对应第一开口116b和第二开口118a。PCB 116上的第一开口116b的数量和安置对应于螺栓114的数量以及螺栓之间的间距，更具体地，对应于与螺栓114相对应的绝缘构件130的数量和间距。类似地，分隔件118上的第二开口118a的数量和安置对应于螺栓114的数量以及螺栓之间的间距，更具体地，对应于与螺栓114相对应的绝缘构件130的数量和间距。形成在PCB 116上的第一开口116b和形成在分隔件118上的第二开口118a相对于彼此对准，以允许绝缘构件130分别穿过第一开口116b和第二开口118a。当螺栓114的螺纹部分114b穿过形成在绝缘构件130上的对应孔132a并与端壁120a接合时，绝缘构件130在穿过第一开口116b和第二开口118a后搁置在功率模块112上并且将功率模块112推靠在逆变器壳体120的端壁120a上。塑料杯形式的绝缘构件130进一步充当防错特征，以有助于将功率模块112、分隔件118和PCB 116组装到逆变器壳体120的端壁120a。
图13描绘了功率模块112、绝缘构件130和螺栓114连同PCB 116的组装的放大视图。进一步地，图12展示了功率模块112与PCB 116之间经由从功率模块112引出的引脚112b的连接。参考图13，在螺栓114的螺纹轴部分114b与形成在功率模块112的外壳112d上的对应挖空部112c的内侧壁之间提供足够的间隙。进一步地，引线框架的末端插入到形成在PCB116上的对应孔中。通过引脚112b和PCB 116的这种连接，尽管螺栓114的螺纹轴部分114b与形成在功率模块112上的挖空部112c的内侧壁之间存在间隙，但实现了功率模块112相对于PCB 116的牢固定位和安装。这种配置防止了螺栓114的螺纹轴部分114b接触功率模块112的对应挖空部112c的内侧壁，从而避免了经由接触部分的爬电距离的短路。进一步地，这种配置允许功率模块112在螺栓114的部署的轴向方向上移动，以相对于PCB 116将功率模块112牢固地安装在轴向方向上的期望位置。更具体地，这种配置防止功率模块112相对于PCB116在侧向方向上的相对运动，但是当螺栓被部署以将功率模块112推靠在端壁120a上时允许沿着螺栓114的轴向运动方向的相对运动。
根据图14所示的另一实施例，侧壁130b的内侧表面和外侧表面中的至少一者是不平整表面，特别地设置有锯齿132b，以增加功率模块112的高电压部分112a与螺栓头114a之间的爬电距离。尽管在图13中，锯齿132b被描绘为位于侧壁130b的内侧表面上，然而，锯齿132b可以被配置在侧壁130b的外侧表面上。
然而，本发明不限于绝缘构件的特定形状、配置、数量、安置，侧壁130b的配置，侧壁与螺栓之间的环形空间，侧壁相对于螺栓头的高度，基部部分上供螺栓穿过的孔的位置。
根据如图15所示的又一实施例，分隔件118包括与其一体地形成的绝缘构件118b。在这种配置中，当螺栓114的螺纹部分114b穿过形成在绝缘构件118上的对应孔118a并与端壁120a接合时，绝缘构件118b穿过第一开口116b并且分隔件118搁置在功率模块112上并且将功率模块112推靠在逆变器壳体120的端壁120a上。更具体地，分隔件118包括平行于功率模块112延伸的唇缘部分118c。通过这种配置，功率模块112的高电压部分112a与螺栓头114a之间的爬电距离进一步增加，这是因为从功率模块112的高电压部分112a发出的电流必须沿着爬电路径“P”沿分隔件118的表面和与分隔件118一体地形成的绝缘构件118b到达螺栓头114a。
还披露了根据本发明的实施例的电机驱动的压缩机1000。再次参考图2，电机驱动的压缩机1000包括压缩单元300、电机200和逆变器单元100。压缩单元300压缩流体、特别是制冷剂，之后将制冷剂供应到空气调节回路的冷凝器。电机200驱动压缩单元300。如上所披露的逆变器单元100驱动电机200。
显然，根据上述教导，本发明的许多修改和变化是可能的。因此应当理解，本发明可以以不同于本文具体描述的方式实践。
在任何情况下，本发明不能也不应限于本文件中具体描述的实施例，因为可能存在其他实施例。本发明应扩展到任何等效手段和任何技术上操作的手段组合。

Claims (17)

1.一种逆变器单元(100)，所述逆变器单元包括：
·逆变器(110)，所述逆变器用于驱动电机(200)，所述逆变器(110)包括用于将高电压(HV)直流电(DC)转换为驱动所述电机(200)的三相交流电(AC)的至少一个功率模块(112)；
·逆变器壳体(120)，所述逆变器壳体用于接纳所述逆变器(110)；
其特征在于，所述功率模块(112)适于藉由螺栓(114)安装在所述逆变器壳体(120)的端壁(120a)上，并且绝缘构件(130，118b)设置在所述螺栓(114)的头部部分(114a)与所述功率模块(112)之间。
2.如前一权利要求所述的逆变器单元(100)，其中，所述端壁(120a)限定所述逆变器壳体(120)的封闭端，所述封闭端形成有孔(122a)以配置与对应的所述螺栓(114)的螺纹接合。
3.如前述权利要求中任一项所述的逆变器单元(100)，其中，所述绝缘构件(130)包括基部部分(130a)，所述功率模块(112)藉由螺栓(114)牢固地安装到所述基部部分(130a)和所述逆变器壳体(120)的端壁(120a)，其中，所述螺栓(114)的螺纹轴部分(114b)轴向地穿过形成在所述基部部分(130a)上的孔(132a)和设置所述在功率模块(112)上的挖空部(112c)并且与所述端壁(120a)接合，而所述螺栓(114)的头部部分(114a)保持在所述基部部分(130a)上方，使得所述基部部分(130a)设置在所述螺栓(114)的头部部分(114a)与所述功率模块(112)之间并且将所述螺栓的头部部分与所述功率模块分开。
4.如权利要求3所述的逆变器单元(100)，其中，所述绝缘构件(130)的基部部分(130a)的径向尺寸大于所述螺栓(114)的头部部分(114a)的径向尺寸，以在所述绝缘构件的基部部分与所述螺栓的头部部分之间限定环形空间。
5.如权利要求3所述的逆变器单元(100)，其中，所述孔(132a)相对于所述基部部分(130a)居中地设置。
6.如权利要求3所述的逆变器单元(100)，其中，所述绝缘构件(130)进一步包括从所述基部部分(130a)并背离所述功率模块轴向地延伸的侧壁(130b)。
7.如权利要求6所述的逆变器单元(100)，其中，所述绝缘构件(130)的侧壁(130b)的高度是所述螺栓(114)的头部部分(114a)的高度的至少两倍。
8.如权利要求6所述的逆变器单元(100)，其中，所述侧壁(130b)沿所述基部部分(130a)的周边具有均匀的高度。
9.如权利要求6所述的逆变器单元(100)，其中，所述绝缘构件(130)的侧壁(130b)的至少一部分相对于中心轴线“C”倾斜。
10.如权利要求6所述的逆变器单元(100)，其中，所述侧壁(130b)的内侧表面和外侧表面中的至少一者是不平整表面。
11.如前述权利要求中任一项所述的逆变器单元(100)，其中，所述绝缘构件(130)为具有圆形截面的中空配置。
12.如前述权利要求中任一项所述的逆变器单元(100)，其中，所述绝缘构件(130)中的至少一个绝缘构件与对应的所述螺栓(114)包覆成型并与对应的所述螺栓一体地形成。
13.如前述权利要求中任一项所述的逆变器单元(100)，其中，所述逆变器(100)进一步包括印刷电路板(PCB)(116)和设置在所述功率模块(112)与可移除盖件(120c)之间的分隔件(118)。
14.如权利要求13所述的逆变器单元(100)，其中，所述印刷电路板(PCB)(116)和所述分隔件(118)包括分别供所述绝缘构件(130)穿其而过的对应的第一开口(116b)和第二开口(118a)。
15.如前述权利要求中任一项所述的逆变器单元(100)，其中，所述分隔件(118)包括与其一体地形成的所述绝缘构件(118b)。
16.如前述权利要求中任一项所述的逆变器单元(100)，其中，所述螺栓(114)适于使用选自包括螺丝刀、内六角扳手的组中的部署工具来部署。
17.一种电机驱动的压缩机(1000)，所述电机驱动的压缩机包括：
·压缩单元(300)，所述压缩单元适于压缩流体；
·电机(200)，所述电机驱动所述压缩单元(300)；以及
·如前述权利要求中任一项所述的逆变器单元(100)，所述逆变器单元适于驱动所述电机(200)。
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