CN205304308U - 一种新型的快速直流充电机功率模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型的快速直流充电机功率模块，包括两个用于快速直流充电的单体功率模块单元；所述单体功率模块单元的底部设置功率模块底板，两所述功率模块底板相隔离，并通过固定件背靠背固定连接。本实用新型采用交直流功率变换一体化设计，有效降低了模块的设计复杂度，具有可靠性高、集成度高和成本低的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型的快速直流充电机功率模块，属于充电机技术领域。
背景技术
随着石油资源的枯竭和汽车尾气大气污染的日趋严重，以电动汽车为代表的新一代节能与环保汽车是汽车工业发展的必然趋势。随着电动汽车的日益普及，配套充电设施不足严重制约了电动汽车产业的发展，而充电机作为电动汽车充电设施的核心装置，对电动汽车产业的发展具有决定性的影响。
电动汽车充电存在两种模式，交流慢速充电和直流快速充电。交流慢速充电功率小，充电时间长达7-8小时，不适合城市突发应急充电及城际间的长途行驶充电；直流快速充电功率等级高，功率范围从几十kW到几百kW，通常半小时即可充满80%的电量，是电动汽车充电未来的发展方向。
现有的快速直流充电机大多采用小功率充电模块并联的方式，存在功率密度低、散热困难、控制复杂和可靠性低等缺点，同时越来越不能满足未来更大的功率需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种新型的快速直流充电机功率模块，解决现有技术中快速直流充电机功率密度低、散热困难、控制复杂、可靠性低的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种新型的快速直流充电机功率模块，包括两个用于快速直流充电的单体功率模块单元，
所述单体功率模块单元的底部设置功率模块底板，两所述功率模块底板相隔离，并通过固定件背靠背固定连接。
所述单体功率模块单元与功率模块底板之间还设有散热风道；所述散热风道的出风口处覆盖有散热风道板，入风口处设有背靠背模块一体化风道板，
背靠背模块一体化风道板上开设有两个出风口，两出风口分别与两所述单体功率模块单元的散热风道相连通；所述背靠背模块一体化风道板上还连接有用于提供风冷的冷风机。
所述单体功率模块单元包括IGBT模块，所述IGBT模块包括共直流母线的交直功率变换单元和直直功率变换单元；
所述交直功率变换单元的输入端通过交流T型排连接三相交流电源，输出端与直直功率变换单元的输入端电连接，所述直直功率变换单元的输出端通过直流支撑电容阵列连接层叠母排。
所述交流T型排通过绝缘子支撑于交流排支撑板上，所述交流排支撑板固定于功率模块底板上，所述交流排支撑板上还与交流T型排相对应的设有电流传感器。
所述IGBT模块上还连接有高频吸收电容。
与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：快速直流充电机功率模块单元设计采用交直流功率变换一体化设计，有效降低了模块的设计复杂度，可靠性高、集成度度高和成本低；2个单体功率模块单元可采用背靠背结构设计，共用1个风道，结构紧凑，散热合理；根据功率需求，可选择相同封装不同功率等级的IGBT模块，同时配合热管散热设计，满足不同功率等级设计。本实用新型适用于大功率电动汽车及大巴快速充电。
附图说明
图1是本实用新型中单体功率模块单元对应的电气图。
图2是本实用新型提供的单体功率模块的结构示意图。
图3是本实用新型的结构示意图。
图中：1、IGBT模块；2、直流支撑电容阵列；3、层叠母排；4、功率模块底板；5、散热风道板；6、霍尔电流传感器；7、绝缘子；8、交流T型排；9、交流排支撑板；10、背靠背模块隔离板；11、固定件；12、背靠背模块一体化风道。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，是本实用新型中单体功率模块单元对应的电气图，快速直流充电机主回路拓扑由交直功率变换单元和直直功率变换单元两部分组成，其中交直功率变换单元拓扑为三相PWM整流，由3个IGBT桥臂模块组成。直直功率变换单元拓扑为Buck电路，由1个IGBT桥臂模块组成。交直功率变换单元的直流输出与直直功率变换单元的直流输入共直流母线，所以3个交流IGBT桥臂模块和1个直流IGBT桥臂模块可共直流侧层叠母排3设计，从而形成1个完整的单体功率模块单元。单体功率模块单元输入为交流A/B/C三相，输出为IGBT4交流端子D和层叠母排3DC端子。
如图2所示，单体功率模块单元的结构示意图，单体功率模块单元包括IGBT模块1、直流支撑电容阵列2、层叠母排3和功率模块底板4，IGBT模块1包括共直流母线的交直功率变换单元和直直功率变换单元，直流支撑电容阵列2正负极分别通过螺栓与层叠母排3的正负极电气连接。单体功率模块单元与功率模块底板4之间设有散热风道，散热风道的出风口处覆盖有散热风道板5。交直功率变换单元的输入端通过交流T型排8连接三相交流电源，输出端与直直功率变换单元的输入端电连接，直直功率变换单元的输出端通过直流支撑电容阵列2连接层叠母排3。交流T型排8通过绝缘子7支撑于交流排支撑板9上，交流排支撑板9固定于功率模块底板4上，交流排支撑板9上还与交流T型排8相对应的设有霍尔电流传感器6。IGBT模块1的正负端子上方可安装高频吸收电容（图中未示出）。
如图3所示，本实用新型的整体结构示意图，两单体功率模块单元通过固定件11背靠背固定连接，两单体功率模块单元的功率模块底板4之间设置背靠背模块隔离板10。
背靠背模块一体化风道12板与两功率模块底板4相对固定连接，背靠背模块一体化风道12板上开设有两个出风口，与两单体功率模块单元的散热风道的入风口相对应设置。背靠背模块一体化风道12板上还连接有用于提供风冷的冷风机，冷风机工作时，可同时为两个单体功率模块单元提供散热，两单体功率模块单元共用1个风道，结构紧凑，散热合理。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种新型的快速直流充电机功率模块，其特征在于，包括两个用于快速直流充电的单体功率模块单元；
所述单体功率模块单元的底部设置功率模块底板，两所述功率模块底板相隔离，并通过固定件背靠背固定连接。
2.根据权利要求1所述的新型的快速直流充电机功率模块，其特征在于，所述单体功率模块单元与功率模块底板之间还设有散热风道；所述散热风道的出风口处覆盖有散热风道板，入风口处设有背靠背模块一体化风道板，
背靠背模块一体化风道板上开设有两个出风口，两出风口分别与两所述单体功率模块单元的散热风道相连通；所述背靠背模块一体化风道板上还连接有用于提供风冷的冷风机。
3.根据权利要求1所述的新型的快速直流充电机功率模块，其特征在于，所述单体功率模块单元包括IGBT模块，所述IGBT模块包括共直流母线的交直功率变换单元和直直功率变换单元；
所述交直功率变换单元的输入端通过交流T型排连接三相交流电源，输出端与直直功率变换单元的输入端电连接，所述直直功率变换单元的输出端通过直流支撑电容阵列连接层叠母排。
4.根据权利要求3所述的新型的快速直流充电机功率模块，其特征在于，所述交流T型排通过绝缘子支撑于交流排支撑板上，所述交流排支撑板固定于功率模块底板上，所述交流排支撑板上还与交流T型排相对应的设有电流传感器。
5.根据权利要求3所述的新型的快速直流充电机功率模块，其特征在于，所述IGBT模块上还连接有高频吸收电容。
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|---|---|---|---|---|
| CN107839540A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-03-27 | 浙江零跑科技有限公司 | 高集成度车用多合一电机控制装置及控制方法 |
| CN113113923A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-07-13 | 南京工业职业技术大学 | 一种用于混合储能的双级储能系统主电路及其功率模块 |
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