CN205230832U - 车辆用逆变器的薄膜电容器模块 - Google Patents

车辆用逆变器的薄膜电容器模块 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了车辆用逆变器的薄膜电容器模块。其薄膜电容器模块,包括:多个薄膜电容器单位元件,在被一对金属化薄膜缠绕的形状下,在其两端面形成P极电极与N极电极;P极母线,紧固于在所述多个薄膜电容器单位元件的一侧端面形成的所述P极电极;N极母线,紧固于在所述多个薄膜电容器单位元件的另一侧端面形成的所述N极电极;上侧散热片,形成在所述P极母线上;及下侧散热片,形成在所述N极母线上。

Description

车辆用逆变器的薄膜电容器模块
技术领域
本实用新型涉及薄膜电容器模块,更详细地说涉及使用为车辆用逆变器的DC-母线电容器的薄膜电容器模块。
背景技术
最近,正在急速开发利用电来行驶的电动汽车的技术。电动汽车包括:产生旋转力的电机;将电源提供给电机的电池;用于控制电机的旋转数的逆变器;将为了电力储存于电池的充电器;及用于产生车辆用12V电源的低DC逆变器。
上述零部件的特征为起到按照目的变换电能的形态的作用,将交流电源变换为直流、将低电压直流变换为高电压直流,或以相反的形态将高电压直流变换为低电压直流。
在这一过程中产生的电压纹波能够给周边的电器元件带来坏影响,为了削弱这种影响,会使用直流母线电容器(LINKCAPACITOR),而作为DC-母线电容器正在广泛使用薄膜电容器。
其薄膜电容器为不仅在工业方面也是在逆变器系统领域广泛使用的零部件,在控制电动汽车的驱动电机的逆变器中,将薄膜电容器使用为直流输入端,用于去除直流母线电压(DClinkvoltage)的脉动电压(ripplevoltage),并根据平滑及切换操作吸收产生的高频纹波电流。
但是,因为高频纹波电流(high-frequencyripplecurrent),薄膜电容器会在使用中发热,这使薄膜电容器的内部温度上升导致缩短寿命,最终会降低整个逆变器系统的性能。
为了改善上述问题,现有的薄膜电容器具有如图1所示的冷却构造。
具体地说,将上下配置的两个薄膜电容器单位元件124构成一组,来构成一个薄膜电容器元件模块126。这时,由(+)、(-)极母线(busbar)125连接上下两个薄膜电容器单位元件124的两端来构成一个薄膜电容器元件模块126。
如上所述在组装由两个单位元件124构成的薄膜电容器元件模块126之后,组装成多个组来构成具有必要容量的薄膜电容器,并由隔壁122区划的外壳121的各个收纳空间123收纳所需个数的薄膜电容器元件模块126。在这里,所述外壳121由导热性好且散热性能好的诸如铝的金属材料制作,并且由将其内部空间区划成多个收纳空间123的多个隔壁122间隔固定距离形成一体。
在如上所述构造的外壳121内部空间中被隔壁122区划的各个收纳空间123收纳由母线125组装的薄膜电容器元件模块126,之后以在外壳121的各个收纳空间123收容的元件模块126之间注入环氧树脂之后进行硬化,以其硬化方法在外壳121的内部空间成型元件模块126。如此可在外壳121内部空间绝缘及固定各个薄膜电容器单位元件124。
之后,为了覆盖外壳121的内部空间的上面,将(+)极的主线板127A与(-)极的主线板127B熔化或焊接(钎焊)于外壳121的上面,这时由插入于两个主线板127A、128B之间的绝缘纸128绝缘两个主线板127A、128B。
各个主线板127A、128B作为铜合金(copperalloy)材质的导电板(conductiveplate),使相同极的母线125与主线板127A、127B相互接触,而以介入绝缘材料(未图示)的状态绝缘各个主线板与不同极的母线125。
如上所述若将主线板127A、128B覆盖外壳121上面,则完成薄膜电容器模块120的组装。
以上现有技术的薄膜电容器为,为了通过外壳121向散热板(未图示)传达产生的热来进行散热,通过散热板的冷却销(未图示)在内部直接接收薄膜电容器元件模块的热并向外部排出的冷却构造,具有更加优秀的冷却性能的同时能够延长电容器的寿命及确保逆变器性能稳定,其中所述散热板通过外壳121的隔壁122内部空间插入到薄膜电容器元件模块126之间。
但是,这种现有技术的薄膜电容器的构造,因为在用于导热的金属材料的外壳121的内部空间形成隔壁122,因此具有整体重量及体积变大的缺点。
实用新型内容
(要解决的问题)
因此,本实用新型的目的在于,为了减少整体重量及体积,提供无需用于导热的金属材料的外壳与隔壁构造也能够提高冷却性能的薄膜电容器模块。
(解决问题的手段)
为了达成上述目的的车辆用逆变器的薄膜电容器模块,作为在车辆用逆变器使用为DC-母线电容器的薄膜电容器模块,包括:多个薄膜电容器单位元件,在被一对金属化薄膜缠绕的形状下,在其两端面形成P极电极与N极电极;P极母线,紧固于在所述多个薄膜电容器单位元件的一侧端面形成的所述P极电极;N极母线,紧固于在所述多个薄膜电容器单位元件的另一侧端面形成的所述N极电极;上侧散热片,形成在所述P极母线上;及下侧散热片,形成在所述N极母线上。
(实用新型的效果)
根据本实用新型,由在薄膜电容器单位元件的上、下部紧固母线(busbar)的构造来进行固定,因此无需用于导热的金属材料的外壳及充填环氧树脂等,因此可减少成本、整体重量及体积,并且将组装工序简单化,进而可大幅度提高产品的生产性。
附图说明
图1是用于说明现有的薄膜电容器模块的构造与制造过程的图面。
图2是立体地示出根据本实用新型一实施例的车辆用逆变器的薄膜电容器模块的构造的立体图。
图3是沿着图2的剖面线A-A’切割的剖面图。
具体实施方式
如上所述,现有的薄膜电容器模块中,在其内部空间形成隔壁,而被其隔壁区分的外壳的各个收纳空间收纳薄膜电容器单位元件,并且为了固定并绝缘在各个收纳空间收纳的单位元件而装饰了环氧树脂,但是这种构造因为在外壳内部空间形成的隔壁构造,存在增加重量及体积的缺点。
因此,为了减少电容器的体积与重量,提出了无需具有导热性的金属材料的外壳与隔壁构造的设计,也能够提高冷却性能的双面冷却方式的电容器模块。
以下,参照附图详细记述本实用新型的优选实施例。
图2是立体地示出根据本实用新型一实施例的车辆用逆变器的薄膜电容器模块的构造的立体图。图3是沿着图2的剖面线A-A’切割的剖面图。
参照图2及图3,根据本实用新型一实施例的车辆用逆变器的薄膜电容器模块包括多个薄膜电容器单位元件110、P极母线120、N极母线130、绝缘纸140及散热片(heatsink)150-1、150-2。
多个薄膜电容器单位元件110可分别构成为,将一对金属化薄膜卷曲,并在其两端面形成电极。金属化薄膜(metalizedfilms)为,在由聚丙烯构成的介电膜的一面(片面)或两面形成金属电极。由P极电极与N极电极被提取成一对的形态构成在所述两面形成的电极。
在本实施例中,将共8个薄膜电容器单位元件110分为两个构成一组来构成一个薄膜电容器模块,从而示例了4个薄膜电容器模块。当然,本实用新型并不限定于由共八个薄膜电容器单位元件110构成的构造,而是可被多样地变更实施。
将共八个薄膜电容器单位元件110放置在中间,在各个单位元件110的上侧电气性地紧固P极母线120,而在各个单位元件110的下侧紧固N极母线130。
所述P极母线120具有板形状,并且可以是铜合金材质的导电体,在P极母线120的一端形成用于连接外部的P极端子部120A。
在紧密地罗列八个薄膜电容器单位元件110的状态下,所述P极母线120分别与在各个单位元件110的一侧端面形成的P极电极分别电气性地紧固。这时,所述P极母线120覆盖各个单位元件110的一侧端面。
所述N极母线130也具有板形状,并且可以是铜合金材质的导电体,并且在N极母线130的一端形成用于连接外部的N极端子部130A。
在紧密地罗列八个薄膜电容器单位元件110的状态下,所述N极母线120分别与在各个单位元件110的一侧端面形成的N极电极分别电气性地紧固。这时,所述N极母线130覆盖各个单位元件110的另一侧端面。
如上所述,将八个薄膜电容器单位元件110放置于中间,在各个单位元件110的上侧及下侧,根据分别电气性紧固的P极母线120与N极母线130可并列连接八个薄膜电容器单位元件110。
尤其是,所述单位元件110的一侧端面被所述P极母线120覆盖,而所述单位元件110的另一侧端面被所述N极母线120覆盖,但是所述单位元件110侧面则暴露在外部。
在这种构造中,被薄膜电容器单元的上面及下面分别电气性紧固P极母线与N极母线的构造来进行固定,因此可省略单独的塑料或诸如现有技术在金属材料的外壳或其在外壳内部空间充填环氧树脂的工序。
另外,如上所述的构造为,薄膜电容器单元元件110的侧面暴露在外部,因此具有易受到周围温度的影响或散热差的特征,因此在本实用新型一实施例中,P极母线120与N极母线130上分别配置散热片150-1、150-2,进而能够向外部容易地排出在薄膜电容器单位元件100产生的热。
具体地说,在所述P极母线120上形成上侧散热片150-1,其散热片150-1之间放置绝缘纸140-1,并且在所述N极母线130上形成下侧散热片150-2,并且在其散热片150-2之间放置下侧绝缘纸140-2。即,所述P极母线120与所述N极母线130执行分别向所述上侧散热片150-1与所述下侧散热片150-2传达在多个薄膜电容器单位元件产生的热。
据此,能够将在薄膜电容器单位元件110产生的热容易地向外部排出,并且在P极母线120与N极母线130直接接收所述热(实际上通过绝缘纸接收)并向外部排出,因此能够具有更加优秀的冷却性能。
如上所述,在车辆用逆变器薄膜电容器模块中,无需可向外部散热的单独的金属材料的外壳,而是板形状的母线120、130直接连接于散热片,进而通过在流路部流动的冷却水进行迅速地散热,因此可将冷却性能最大化。
从而,将薄膜电容器模块的冷却性能最大化,进而能够有效抑制因逆变器的高频纹波电流导致薄膜电容器的温度上升,并且据此能够延长薄膜电容器模块的寿命及能够确保逆变器性能稳定。
并且,因无需充填环氧树脂及单独的外壳的构造,因此可缩小体积与重量,因为提高了散热性能,进而可缩小薄膜电容器单位元件的大小。
如上所述,本实用新型的薄膜电容器模块为,并不能限定地适用如上述所述的实施例的构成与方法,而是也可选择性地组合各个实施例的全部或一部分来构成实施例,以使实施各种变形。

Claims (10)

1.一种薄膜电容器模块,作为在车辆用逆变器使用为DC-母线电容器的薄膜电容器模块,其特征在于,包括:
多个薄膜电容器单位元件,在被一对金属化薄膜缠绕的形状下,在其两端面形成P极电极与N极电极;
P极母线,紧固于在所述多个薄膜电容器单位元件的一侧端面形成的所述P极电极;
N极母线,紧固于在所述多个薄膜电容器单位元件的另一侧端面形成的所述N极电极;
上侧散热片,形成在所述P极母线上;及
下侧散热片,形成在所述N极母线上。
2.根据权利要求1所述的薄膜电容器模块,其特征在于,
所述P极母线为板形状,覆盖所述多个薄膜电容器单位元件的一侧端面。
3.根据权利要求1所述的薄膜电容器模块,其特征在于,
所述N极母线为板形状,覆盖所述多个薄膜电容器单位元件的另一侧端面。
4.根据权利要求1所述的薄膜电容器模块,其特征在于,
所述P极母线将在所述多个薄膜电容器单位元件产生的热传达到所述上侧散热片。
5.根据权利要求1所述的薄膜电容器模块,其特征在于,
所述N极母线将在所述多个薄膜电容器单位元件产生的热传达到所述下侧散热片。
6.根据权利要求1所述的薄膜电容器模块,其特征在于,
在所述P极母线与所述上侧散热片之间还包括使得所述P极母线与所述上侧散热片绝缘的上侧绝缘纸。
7.根据权利要求1所述的薄膜电容器模块,其特征在于,
在所述N极母线与所述下侧散热片之间还包括使得所述N极母线与所述下侧散热片绝缘的下侧绝缘纸。
8.根据权利要求1所述的薄膜电容器模块,其特征在于,
在所述P极母线的一端形成用于连接外部的P极端子部,
在所述N极母线的一端形成用于连接外部的N极端子部。
9.根据权利要求1所述的薄膜电容器模块,其特征在于,
所述多个薄膜电容器单位元件的侧面由所述P极母线与所述N极母线露在外部。
10.根据权利要求1所述的薄膜电容器模块,其特征在于,
所述多个薄膜电容器单位元件被P极母线与N极母线固定。
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