CN206117273U - 一种基于igbt的大功率acdc快速充电模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块，核心器件采用IGBT功率模块，单个充电模块功率等级高达60kw。功率模块对外功率接口包括：交流输入端子和直流输出端子；充电模块采用强弱电单元隔离设计，核心功率模块采用独立风道设计，较重的器件都螺栓安装到钣金件上，主回路走线多采用大功率PCB板载方式，与常规快速直流充电机模块设计相比，本实用新型提供的充电模块，具有功率等级高、集成度高、结构紧凑、可靠性高、成本低、散热好等优点，同时扩展性好，可满足未来更大功率充电机设计需求。

Description

一种基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块

技术领域

本实用新型属于新能源电动汽车领域，具体涉及一种快速充电模块。

背景技术

电能是清洁、高效、便捷的二次能源，终端利用效率高，使用过程清洁、零排放。实施电能替代对于推动能源消费革命、落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大。电动汽车作为未来电能消费的重要应用，其发展对电能替代战略的落实具有重大意义。

充电机作为电动汽车发展的关键配套设备，其发展近年来也存在一定的问题。一方面，充电设备的可靠性问题，基于传统通信电源技术的充电设备在户外复杂环境存在损坏率高的问题；另一方面，随着对续航里程及应急快速充电的需求，未来的发展趋势是充电功率越来越大，而在现有的充电模块功率等级下存在并联数量多的问题。

而目前的充电模块由于体积较大，在随着需要充电模块并联数量多的环境下，即需要占据充电机中大量的空间，不利于充电机的小型化。

故需要一种新的技术方案以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块，采用标准化、模块化设计，能够解决充电模块小型化的问题，同时具有散热好等优点。

技术方案：为达到上述目的，本实用新型可采用如下技术方案：

一种基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块，包括长方体形的机箱外壳，该外壳同一个侧面上设置有交流输入端子、直流输出端子；

还包括位于机箱外壳内且位于交流输入端子下方的散热器、贴靠在散热器上方的IGBT模块、位于散热器一侧并位于直流输出端子下方交流电抗器、位于散热器另一侧的轴流风机、位于交流电抗器上方且电连接交流电抗器的交流滤波器、位于IGBT模块上方的功率适配板、位于功率适配板上的驱动板、位于驱动板上的数字控制器及采样板；交流输入端子电连接交流电抗器；功率适配板通过IGBT模块ACDC整流输出直流，最终连接到直流输出端子。

有益效果：实现了电动汽车充电机大功率快速充电模块的标准化和模块化设计，具备层次设计合理、对机箱外壳内部的空间利用率高的优势，能够实现整体充电模块的小型化，更加有利于数量较多的该充电模块的并联设置，从而具有集成度高、结构紧凑、散热合理、可靠性高和成本低等优点。同时本模块设计安装方式灵活，根据不同的充电机整机设计需求可以采取多种安装方式。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块内部结构的三维图。

图2是本实用新型提供的一种基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块强电单元三维结构图。

图3是本实用新型提供的一种基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块弱电单元三维结构图。

图4是本实用新型提供的一种基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块以横放左右风道安装的示意图。

图5是本实用新型提供的一种基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块以横放前后风道安装的示意图。

图6是本实用新型提供的一种基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块以竖放前后风道安装的示意图。

附图的标记含义如下：

交流输入端子1；直流输出端子2；数字控制器3；采样板4；交流滤波器5；功率适配板6；驱动板7；IGBT模块8；交流电抗器9；散热器10；轴流风机11；12：模块把手12；二次器件支撑钣金13；一次器件支撑钣金14；走线孔15。

具体实施方式

请参阅图1至图3所示，一种基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块，包括长方体形的机箱外壳，该机箱外壳同一个侧面上设置有交流输入端子1、直流输出端子2。还包括位于机箱外壳内且位于交流输入端子下方的散热器10、贴靠在散热器10上方的IGBT模块8、位于散热器10一侧并位于直流输出端子2下方交流电抗器9、位于散热器10另一侧的轴流风机11、位于交流电抗器9上方且电连接交流电抗器9的交流滤波器5、位于IGBT模块8上方的功率适配板6、位于功率适配板6上的驱动板7、位于驱动板7上的数字控制器3及采样板4。交流输入端子1电连接交流电抗器9。功率适配板6通过IGBT模块整流输出直流，最终连接到直流输出端子2。

在本实施方式中，模块散热部分采用左右抽风设计，风从交流电抗器9进入，经过散热器10，最后由轴流风机11抽出，散热器10为独立风道设计。所述轴流风机11、IGBT模块8、功率适配板6、驱动板7均安装在散热器10上。其中轴流风机11安装在散热器10出风口；IGBT模块8直接安装在散热器10上方；功率适配板6通过IGBT模块7安装在散热器上。

请再结合图2及图3所示，请再结合图2及图3所示，基于高频功率变换时EMI考虑，模块内采用强弱电单元隔离设计，模块从结构上分为两个单元，上层为二次弱电单元，下层一次强电单元，具体的设置为：机箱外壳内还包括一次器件支撑钣金14、二次器件支撑钣金13，所述散热器10、IGBT模块8、交流电抗器9、轴流风机11、交流滤波器5、功率适配板6、驱动板7等强电单元均位于二次器件支撑钣金13的下方，所述数字控制器3及采样板4等弱电单元位于二次器件支撑钣金13的上方。所述交流电抗器9、散热器10、交流滤波器5均安装在一次器件支撑钣金上。本实施方式中，数字控制器3及采样板4通过压铆螺钉安装于二次器件支撑钣金14上，驱动排线(未图示)及采样线(未图示)等通过过线孔15与IGBT模块中内设的驱动及采样回路连接。

再参阅图4至图6所示，本实用新型快速充电模块可行摆放方式，其摆放方式灵活，根据充电机整柜设计需求，可以设计为左右风道横放，或者前后风道横、竖摆放。机箱外壳上设有模块把手12以方便提拉摆放。

本实施方式总公开的该基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块，核心器件采用IGBT功率模块，单个充电模块功率等级可以高达60kw，采用标准化、模块化设计，具有功率等级高、集成度高、结构紧凑、可靠性高、成本低、散热好等优点。

Claims (5)

1.一种基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块，其特征在于：包括长方体形的机箱外壳，该外壳同一个侧面上设置有交流输入端子、直流输出端子；

还包括位于机箱外壳内且位于交流输入端子下方的散热器、贴靠在散热器上方的IGBT模块、位于散热器一侧并位于直流输出端子下方交流电抗器、位于散热器另一侧的轴流风机、位于交流电抗器上方且电连接交流电抗器的交流滤波器、位于IGBT模块上方的功率适配板、位于功率适配板上的驱动板、位于驱动板上的数字控制器及采样板；交流输入端子电连接交流电抗器；功率适配板通过IGBT模块整流输出直流，最终连接到直流输出端子。

2.根据权利要求1所述的基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块，其特征在于：还包括二次器件支撑钣金，所述散热器、IGBT模块、交流电抗器、轴流风机、交流滤波器、功率适配板、驱动板均位于二次器件支撑钣金的下方，所述数字控制器及采样板位于二次器件支撑钣金的上方。

3.根据权利要求1或2所述的基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块，其特征在于：轴流风机、IGBT模块、功率适配板、驱动板均安装在散热器上，其中轴流风机安装在散热器出风口，IGBT模块直接安装在散热器上方，功率适配板通过IGBT模块安装在散热器上。

4.根据权利要求3所述的基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块，其特征在于：机箱外壳上还包括模块把手。

5.根据权利要求4所述的基于IGBT的大功率ACDC快速充电模块，其特征在于：还包括一次器件支撑钣金；所述交流电抗器、散热器、交流滤波器均安装在一次器件支撑钣金上。