CN210898961U - 一种电加热电源的功率变换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及新能源技术领域，公开一种电加热电源的功率变换装置，包括U型底板，侧挡板、顶挡板、位于前方的端子排安装板和位于后方的后挡板；底板上方通过螺栓固定设置有散热器，散热器上方从前往后依次设置有绝缘单元、电压型电流传感器、IGBT和层叠母排，竖直设置的铜排支撑板位于散热器的前端一侧边缘处，输入铜排通过绝缘端子固定在铜排支撑板上；层叠母排上方设置有薄膜电容和高频吸收电容；薄膜电容上方设置有薄膜电容安装板；电源板固定设置IGBT上方；控制板安装板固定设置在电源板上方。本实用新型设计紧凑，布局合理，正负极层叠母排接触面积大，可以广泛用于电加热电源领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源技术领域，具体涉及一种电加热电源的功率变换装置。
背景技术
随着新能源产业的蓬勃发展，新能源汽车驱动电机增长迅速，行业对产品的性能体系逐步完善，从而对电机的浸漆、滴漆设备需求日益旺盛，目前大多数电机定子采用传统浸漆工艺，伴随着电加热电源的需求随之增多，电加热电源是新能源汽车驱动电机的浸漆、滴漆设备的关键核心零部件，其用于给新能源汽车驱动电机定子，包括永磁同步电机定子和交流异步电机定子电加热。经研究发现，新能源汽车中，对功率为60kW～90kW，且输出电压输出频率分离的电加热电源的需求量较大，为加快电加热电源量产，如何将电加热电源的功率变换单元标准化，成为新能源领域急需要解决的问题。因此，提出一种电加热电源的功率变换装置，以适用于实际电加热电源的功率变换单元标准化和量产需求。
实用新型内容
为了适应新能源汽车领域的实际需求，本实用新型克服现有技术的不足，目的在提供一种的标准化的电加热电源的功率变换装置，以适应于功率为60kW～90kW，且输出电压输出频率分离的电加热电源的需求。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种电加热电源的功率单元变换装置，其特征在于，包括U型底板，侧挡板、顶挡板、位于前方的端子排安装板和位于后方的后挡板；所述U型底板上方通过螺栓固定设置有散热器，所述散热器上方从前往后依次设置有绝缘单元、电压型电流传感器、IGBT和层叠母排，竖直设置的铜排支撑板位于所述散热器的前端一侧边缘处，输入铜排通过绝缘端子固定在所述铜排支撑板上；层叠母排上方设置有薄膜电容和高频吸收电容，所述IGBT与薄膜电容、高频吸收电容之间通过层叠母排电连接；所述薄膜电容上方设置有薄膜电容安装板，输出铜排的一端通过螺栓固定在所述绝缘单元上，另一端穿过电压型电流传感器与IGBT电连接；电源板固定设置在所述绝缘单元、电压型电流传感器和IGBT上方；控制板安装板固定设置在所述电源板上方。
所述侧挡板固定在所述U型底板上方，所述端子排安装板和后挡板通过螺栓固定在侧挡板和U型底板之间，所述端子排安装板外侧面设置有端子排和第二线槽。
所述后挡板包括位于下方的风扇安装板和位于上方的指示灯安装板，所述风扇安装板上固定设置有风扇，所述指示灯安装板上安装有运行指示灯和故障指示灯，所述风扇安装板通过螺栓与所述U型底板固定连接，所述指示灯安装板通过螺栓与所述U型底板和侧挡板固定连接。
所述U型底板为U型钣金件，其一侧高，一侧低，所述铜排支撑板设置在U型底板较低一侧，且所述侧挡板位于所述铜排支撑板外侧。
所述U型底板较高一侧设置第一支撑板和第二支撑板，所述铜排支撑板上设置有第一支撑部和第二支撑部，所述电源板固定设置在所述第一支撑板和第一支撑部上，所述控制板安装板固定设置在所述第二支撑板和第二支撑部上。
所述层叠母排包括正极铜排、负极铜排和位于正极铜排和负极铜排之间的高耐压绝缘层，所述层叠母排为方形；所述薄膜电容安装板通过立柱层叠母排电连接。
所述输出铜排包括3根，其上分别穿有一个电压型电流传感器，电流传感器的型号为HAL200-S。
所述电源板上设置有220V/24V开关电源、220V/15V开关电源和风扇控制继电器。
所述散热器上设置有3只IGBT模块，3块门极板数量；所述高频吸收电容数量为3，所述薄膜电容安装板上设置有4只薄膜电容；所述IGBT的型号为FF300R12ME4，所述高频吸收电容的参数为：耐压1200V，容量luF，所述薄膜电容的参数为：耐压900V，容量300uF。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型提出了一种电加热电源的功率变换装置，其通过作为一个标准化的模块进行设计，模块设计紧凑，布局合理，正负极层叠母排接触面积大，可以更好的吸收高频杂波，方便生产，拆卸及维护，也利于后期电加热电源系统搭建整齐统一，因此，本实用新型可缩短电加热电源的量产周期。该模块适用于输出电压输出频率分离的电加热电源，在大量试验中验证，本实用新型的一种电加热电源的功率变换装置，满足电加热电源系统的性能要求。
附图说明
图1为本实用新型实施例提出的一种大功率的功率变换模块装置的背面外观示意图；
图2为本实用新型实施例提出的一种大功率的功率变换模块装置的正面外观示意图；
图3为本实用新型实施例提出的一种大功率的功率变换模块装置的爆炸图；
图4为去掉侧板、顶板、电源安装板和控制板安装板后的结构示意图；
图5为本实用新型实施例中U型底板的结构示意图。
图中，1、底板，2、散热器，3、输入铜排，4、侧挡板，5、铜排支撑板，6、直流熔断器，7、层叠母排，8、薄膜电容，9、薄膜电容安装板，10、高频吸收电容，11、风扇，12、运行指示灯，13、故障指示灯，14风扇安装板，15指示灯安装板，16、控制板，17、第一线槽，18控制板安装板，19、220V/24V电源，20、220V/15V电源，21、电源板，22、风扇控制继电器，23、顶挡板，24、IGBT，25、IGBT驱动板，26、LEM电压型电流传感器，27、绝缘单元，28、输出铜排，29、端子排，30、第二线槽，31、端子排安装板，32、立柱，33、第一支撑板，34、第二支撑板，35、第一支撑部，36、第二支撑部。
具体实施方式
为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1～4所示，本实用新型实施例提供了一种电加热电源的功率单元变换装置，包括U型底板1，侧挡板4、顶挡板23、位于前方的端子排安装板31和位于后方的后挡板；所述底板1上方通过螺栓固定设置有散热器2，所述散热器2上方从前往后依次设置有绝缘单元27、电压型电流传感器26、IGBT24和层叠母排7，竖直设置的铜排支撑板5位于所述散热器2的前端一侧边缘处，输入铜排3通过绝缘端子固定在所述铜排支撑板5上；层叠母排7上方设置有薄膜电容9和高频吸收电容10，所述IGBT24与薄膜电容9、高频吸收电容10之间通过层叠母排7电连接；所述薄膜电容9上方设置有薄膜电容安装板9，输出铜排28的一端通过螺栓固定在所述绝缘单元27上，另一端穿过电压型电流传感器26与IGBT24电连接；电源板21固定设置在所述绝缘单元27、电压型电流传感器26和IGBT24上方；控制板安装板18固定设置在所述电源板21上方；所述侧挡板4固定在所述U型底板1上方，所述端子排安装板31和后挡板通过螺栓固定在侧挡板4和U型底板1之间，所述端子排安装板31外侧面设置有端子排29和第二线槽30。
具体地，本实施例中，如图3所示，所述后挡板包括位于下方的风扇安装板14和位于上方的指示灯安装板15，所述风扇安装板14上固定设置有风扇11，所述指示灯安装板15上安装有运行指示灯12和故障指示灯13，所述风扇安装板14通过螺栓与所述U型底板固定连接，所述指示灯安装板15通过螺栓与所述U型底板1和侧挡板4固定连接。
具体地，如图5所示，所述U型底板1为U型钣金件，其一侧高，一侧低，所述铜排支撑板5设置在U型底板1较低一侧，且所述侧挡板4位于所述铜排支撑板5外侧。并且，U型底板1中，较高的侧板形状为L型，端子排安装板31安装在L型侧板的内侧处，便于输出铜排3和输出铜排28的伸出。
进一步地，如图4所示，本实施例中，所述U型底板1较高一侧设置第一支撑板33和第二支撑板34，所述铜排支撑板5上设置有第一支撑部35和第二支撑部36，所述电源板21固定设置在所述第一支撑板32和第一支撑部35上，所述控制板安装板18固定设置在所述第二支撑板34和第二支撑部36上。通过以上设置，可以合理利用壳体内空间，而且，各个模块设置合理，空间利用率高。
进一步地，本实施例中，所述层叠母排7包括正极铜排、负极铜排和位于正极铜排和负极铜排之间的高耐压绝缘层，所述层叠母排7为方形；所述薄膜电容安装板9通过立柱32层叠母排7电连接。所述层叠母排7为方形，便于吸收高频杂波。所述散热器2为长方体铸铝一体式散热器。其中，薄膜电容8的一端与层叠母排7的正极直接接触，另一端与薄膜电容安装板9连接，薄膜电容安装板9通过立柱与层叠母排8的负极连接，实现了薄膜电容8与层叠母排的两各极性之间的连接。
进一步地，本实施例中，所述输出铜排28包括3根，其上分别穿有一个电压型电流传感器26，电流传感器的型号为HAL200-S。
如图3所示，本实用新型中，所述电源板21设置有220V/24V开关电源19、220V/15V开关电源20、风扇控制继电器22。所述控制板安装板18上设置有控制板16和第一线槽17。
进一步地，本实施例中，所述散热器2上设置有3只IGBT模块，3块门极板数量；所述高频吸收电容11数量为3，所述薄膜电容安装板上10设置有4只薄膜电容9；所述IGBT24的型号为FF300R12ME4，所述高频吸收电容11的参数为：耐压1200V，容量1uF，所述薄膜电容9的参数为：耐压900V，容量300uF。上述设置使本实施例的功率变换装置可以应用于60kW～90kW功率范围。
进一步地，本实施例中，控制板17包括DSP主控板和信号板，DSP主控板中的主控芯片型号为TMS320F28335。DSP主控板和信号板的电路包括：24V转5V电路，5V转3.3V电路，5V转1.9V电路，模拟量采集基准参考电路，8路模拟量采集电路，8路数字量输入电路，8路数字量输出电路，1路485通讯，2路CAN通讯，1路SCI通讯，6路PWM输出电路。这些电路均为本领域的常规技术，因此在此不做赘述。
本实施例中，输入铜排3、输出铜排28以及端子排29均在装置的同一侧，便于安装接线调整。此外，仅在壳体一侧设置有侧板，有利于打开侧板对内部进行检修。因此，本实用新型提供了一种电加热电源的功率变换装置，设计紧凑，布局合理，正负极层叠母排接触面积大，可以更好的吸收高频杂波，方便生产，拆卸及维护，也利于后期电加热电源系统搭建整齐统一。因此，本实用新型可缩短电加热电源的量产周期。在大量试验中验证，所设置的一种电加热电源的功率变换装置，满足电加热电源系统的性能要求。
上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。本实用新型设计紧凑，布局合理，运行稳定，可以广泛应用于功率变换领域。
Claims (9)
1.一种电加热电源的功率单元变换装置，其特征在于，包括U型底板(1)，侧挡板(4)、顶挡板(23)、位于前方的端子排安装板(31)和位于后方的后挡板；所述U型底板(1)上方通过螺栓固定设置有散热器(2)，所述散热器(2)上方从前往后依次设置有绝缘单元(27)、电压型电流传感器(26)、IGBT(24)和层叠母排(7)，竖直设置的铜排支撑板(5)位于所述散热器(2)的前端一侧边缘处，输入铜排(3)通过绝缘端子固定在所述铜排支撑板(5)上；层叠母排(7)上方设置有薄膜电容(9)和高频吸收电容(10)，所述IGBT(24)与薄膜电容(9)、高频吸收电容(10)之间通过层叠母排(7)电连接；所述薄膜电容(9)上方设置有薄膜电容安装板，输出铜排(28)的一端通过螺栓固定在所述绝缘单元(27)上，另一端穿过电压型电流传感器(26)与IGBT(24)电连接；电源板(21)固定设置在所述绝缘单元(27)、电压型电流传感器(26)和IGBT(24)上方；控制板安装板(18)固定设置在所述电源板(21)上方。
2.根据权利要求1所述的一种电加热电源的功率单元变换装置，其特征在于，所述侧挡板(4)固定在所述U型底板(1)上方，所述端子排安装板(31)和后挡板通过螺栓固定在侧挡板(4)和U型底板(1)之间，所述端子排安装板(31)外侧面设置有端子排(29)和第二线槽(30)。
3.根据权利要求1所述的一种电加热电源的功率单元变换装置，其特征在于，所述后挡板包括位于下方的风扇安装板(14)和位于上方的指示灯安装板(15)，所述风扇安装板(14)上固定设置有风扇(11)，所述指示灯安装板(15)上安装有运行指示灯(12)和故障指示灯(13)，所述风扇安装板(14)通过螺栓与所述U型底板固定连接，所述指示灯安装板(15)通过螺栓与所述U型底板(1)和侧挡板(4)固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种电加热电源的功率单元变换装置，其特征在于，所述U型底板(1)为U型钣金件，其一侧高，一侧低，所述铜排支撑板(5)设置在U型底板(1)较低一侧，且所述侧挡板(4)位于所述铜排支撑板(5)外侧。
5.根据权利要求4所述的一种电加热电源的功率单元变换装置，其特征在于，所述U型底板(1)较高一侧设置第一支撑板(33)和第二支撑板(34)，所述铜排支撑板(5)上设置有第一支撑部(35)和第二支撑部(36)，所述电源板(21)固定设置在所述第一支撑板(33)和第一支撑部(35)上，所述控制板安装板(18)固定设置在所述第二支撑板(34)和第二支撑部(36)上。
6.根据权利要求1所述的一种电加热电源的功率单元变换装置，其特征在于，所述层叠母排(7)包括正极铜排、负极铜排和位于正极铜排和负极铜排之间的高耐压绝缘层，所述层叠母排(7)为方形；所述薄膜电容安装板通过立柱(32)层叠母排(7)电连接。
7.根据权利要求1所述的一种电加热电源的功率单元变换装置，其特征在于，所述输出铜排(28)包括3根，其上分别穿有一个电压型电流传感器(26)，电流传感器的型号为HAL200-S。
8.根据权利要求1所述的一种电加热电源的功率单元变换装置，其特征在于，所述电源板(21)上设置有220V/24V开关电源(19)、220V/15V开关电源(20)和风扇控制继电器(22)。
9.根据权利要求1所述的一种电加热电源的功率单元变换装置，其特征在于，所述散热器(2)上设置有3只IGBT模块，3块门极板数量；所述高频吸收电容(10)数量为3，所述薄膜电容安装板上设置有4只薄膜电容(9)；所述IGBT(24)的型号为FF300R12ME4，所述高频吸收电容(10)的参数为：耐压1200V，容量1uF，所述薄膜电容(9)的参数为：耐压900V，容量300uF。
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