CN211744370U - 一种逆变器总成及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动汽车领域，公开了一种逆变器总成及电动汽车，其中逆变器总成包括主体箱、高压直流接插件、直流母排组件、直流母线电容器组件、两个功率模块和与功率模块一一对应且电连接的交流母排组件，两个功率模块并联设置。本实用新型采用两个功率模块并联的结构设计，提高了逆变器的功率输出和电流输出能力,将直流母排组件、直流母线电容、两个交流母排组件和两个功率模块均关于垂直于隔板厚度方向的平面对称设置。采用上述的对称布置，从结构上保证双功率模块并联的静态均流和动态均流效果。

Description

一种逆变器总成及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电动汽车领域，尤其涉及一种逆变器总成及电动汽车。

背景技术

在电机驱动系统中，使用逆变器对驱动电机转速进行控制调节，逆变器的主要功能包括如下：

第一，作为动力电池与驱动电机之间的能量传输装置，其具有逆变功能，即DC-AC转换功能，例如，其可以将动力电池输入的高压直流电转换为三相高压交流电传输给驱动电机；

第二，作为控制信号接口电路与驱动电机控制电路，接收由整车控制器发送的信号以及电机温度、速度、功率等信号，做出相应反馈，再将信号反馈给整车控制器和驱动电机，从而起到驱动电机控制作用。

随着对大功率逆变器的需求不断增加且对逆变器要求越来越高，单个功率模块的输出参数往往不能满足要求，通常采用多个功率模块并联组合构成更高电流密度功率模块的方法来提高逆变器的功率等级。该方法不仅可提供所需的输出参数，且具有布局灵活及性价比较高等优势。但上述方法也存在一定的缺陷，多功率模块并联存在电流分配不均现象，各路不均流电流会导致各功率模块载荷有差异，有些功率模块负荷过轻，有些功率模块负荷过重，从而降低功率模块的可靠性及系统的稳定性，大大降低功率模块自身寿命，严重时造成功率模块及装置损坏。

多功率模块并联不均流的主要原因如下：

1、各功率模块自身参数不一致；2、各功率模块接收驱动信号不同步；3、结构布置不合理导致各功率模块电流差异较大。其中，各功率模块自身参数不一致问题，无法从根本上解决，只能尽量保证接近；针对各功率模块接收驱动信号不同步的问题，最好选用驱动能力强的驱动器。

但采用上述两种方式后均流效果还是不显著，因此，亟需提供一种逆变器总成，来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种逆变器总成及电动汽车，能够通过对逆变器中各个部件的合理布置，降低不同功率模块之间的电流差异，在允许范围内实现不同功率模块之间的均流。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种逆变器总成，包括主体箱、高压直流接插件、直流母排组件、直流母线电容器、两个功率模块和与所述功率模块一一对应且电连接的交流母排组件，两个所述功率模块并联设置；

所述高压直流接插件、所述直流母排组件和所述直流母线电容器依次电连接，所述直流母线电容器同时与两个功率模块电连接；两个所述交流母排组件的同相交流母排电连接后连接一个输出端子；

所述主体箱内部通过隔板形成两个腔体，每个所述腔体内设置一个所述功率模块及对应的所述交流母排组件，所述直流母排组件、所述直流母线电容器、两个所述功率模块和两个所述交流母排组件均关于垂直于所述隔板厚度方向的平面对称设置。

作为上述的逆变器总成的一种优选技术方案，每个所述输出端子均与其中一个所述交流母排组件中同相的所述输出端一体设置。

作为上述的逆变器总成的一种优选技术方案，其中一个所述交流母排组件中每个所述输出端分别与同相的所述输出端子一体设置。

作为上述的逆变器总成的一种优选技术方案，还包括冷却组件，用于对两个所述功率模块进行冷却。

作为上述的逆变器总成的一种优选技术方案，所述冷却组件包括两个并联设置的散热水道，两个所述散热水道均流通有冷却液，分别用于对两个所述功率模块进行冷却。

作为上述的逆变器总成的一种优选技术方案，所述直流母排组件包括与所述高压直流接插件电连接的滤波电路，所述滤波电路电连接有两个并联设置的直流母排接线端子，所述直流母排接线端子与所述直流母线电容器一一对应且电连接。

作为上述的逆变器总成的一种优选技术方案，所述直流母排组件还包括导电排，所述滤波电路设于所述导电排上。

作为上述的逆变器总成的一种优选技术方案，所述直流母线电容器组件为一体式的直流母线电容器；所述直流母线电容器组件设有一对电容输入端、N对第一电容输出端和N对第二电容输出端，一对所述电容输入端分别与所述直流母排组件的正、负输出端电连接，一所述功率模块上设有与所述第一电容输出端一一对应且电连接的第一功率输入端，另一所述功率模块上设有与所述第二电容输出端一一对应且电连接的第二功率输入端。

作为上述的逆变器总成的一种优选技术方案，所述直流母线电容器组件包括与所述功率模块一一对应且并联设置的两个直流母线电容器，所述直流母线电容器与对应的所述功率模块设于同一个所述腔体内；两个所述直流母线电容器关于所述垂直于隔板厚度方向的平面对称设置；

每个所述直流母线电容器设有一对电容输入端和N对电容输出端，每个所述直流母线电容器的一对所述电容输入端分别与所述直流母排组件的正、负输出端电连接，所述功率模块上设有与对应的所述直流母线电容器的电容输出端一一对应且电连接的功率输入端。

本实用新型还提供了一种电动汽车，包括如上所述的逆变器总成。

本实用新型的有益效果：本实用新型采用两个功率模块并联的结构设计，提高了逆变器的功率输出和电流输出能力；将直流母排组件、直流母线电容、两个交流母排组件和两个功率模块均关于垂直于隔板厚度方向的平面对称设置。采用上述的对称布置，从结构上保证双功率模块并联的静态均流和动态均流效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的逆变器总成的局部结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的逆变器总成局部结构的俯视图；

图3是本实用新型实施例提供的逆变器总成局部结构的侧视图；

图4是本实用新型实施例提供的主体箱的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的滤波电路的原理图；

图6是本实用新型实施例提供的冷却组件的原理示意图。

图中：

11、主体箱；111、冷却水进口；112、冷却水出口；113、高压接插件安装口；12、隔板；

2、高压直流接插件；

3、直流母排组件；30、直流母排接线端子；31、滤波电路；311、Y电容组一；312、Y电容组二；313、Y电容组三；314、X电容；315、差模磁环组一；316、差模磁环组二；317、接地端；

4、直流母线电容器；5、功率模块；

6、交流母排组件；61、交流母排；62、输出端子；

7、冷却组件；71、进水水道；72、出水水道；73、散热水道；731、第一冷却水口；732、第二冷却水口；74、进水管；75、出水管。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

如图1至图4所示，本实施例提供了一种逆变器总成，包括主体箱11、高压直流接插件2、直流母排组件3、直流母线电容器组件、两个功率模块5和与功率模块5一一对应且电连接的交流母排组件6。其中，主体箱11上设有高压接插件安装口13，用于安装高压直流接插件2，高压直流接插件2用于连接外部电池分线盒，为输入外部直流高压的电源输入端口。

两个功率模块5并联设置，高压直流接插件2、直流母排组件3和直流母线电容器组件依次电连接。直流母线电容器组件同时与两个功率模块5电连接，两个交流母排组件6的同相交流母排61电连接后伸出一个输出端子62。

本实施例采用两个功率模块5并联均流的结构设计，保证了均流效果；而且两个功率模块5并联能够提高逆变器的功率输出和电流输出能力。

主体箱11内部通过隔板12形成两个腔体，每个腔体内设置一个功率模块5和对应的交流母排组件6，直流母排组件3、两个功率模块5、两个交流母排组件6和直流母线电容器组件均关于垂直于隔板12厚度方向的平面对称设置。

具体地，如图1至图3所示，每个交流母排组件6包括三个表示不同相的交流母排，两个交流母排组件6设于不同的腔体中。一个交流母排组件6中的每个交流母排均连接于对应功率模块5的输出端，两个交流母排组件6中同相的交流母排电连接并关于垂直于隔板12厚度方向的平面对称设置。

本实施例将直流母排组件3、直流母线电容器组件、两个交流母排组件6和两个功率模块5均关于垂直于隔板12厚度方向的平面对称设置。采用上述的对称布置，从结构上保证双功率模块5并联的静态均流和动态均流效果。

本实施例中，直流母线电容器组件包括与功率模块5一一对应且并联设置的两个直流母线电容器4，直流母线电容器4与对应的功率模块5设于同一腔体中，两个直流母线电容器4关于垂直于隔板12厚度方向的平面对称设置。

每个直流母线电容器4设有一对电容输入端和N对电容输出端，每个直流母线电容器4的一对电容输入端分别与直流母排组件3的正、负输出端电连接，功率模块5上设有与对应的直流母线电容器4的电容输出端一一对应且电连接的功率输入端。

于其他实施例中，直流母线电容器组件还可以为一个一体式的直流母线电容器，此时直流母线电容器组件具有一对电容输入端、N对第一电容输出端和N对第二电容输出端，该对电容输入端分别与直流母排组件3的正、负输出端电连接，一功率模块5上设有与第一电容输出端一一对应且电连接的第一功率输入端，另一功率模块5上设有与第二电容输出端一一对应且电连接的第二功率输入端。需要说明的是，在采用一体式的直流母线电容器时，要求该直流母线电容器4的内部铜排及芯子进行对称结构设计，保证从直流母线电容器4输入端到两个功率模块5输入端的路径尽可能的一致。

进一步地，直流母排组件3包括导电排和滤波电路31，滤波电路31设于导电排上，导电排的一端与高压直流接插件2电连接，另一端通过滤波电路31同时与两个并联设置的直流母排接线端子30电连接，直流母排接线端子30与直流母线电容器4一一对应设置，每个直流母排接线端子30分别与对应的直流母线电容器4电连接。通过设置滤波电路31对进行电磁干扰处理，提高了电磁抗干扰能力。

如图5所示，本实施例中，滤波电路31包括Y电容组一311、Y电容组二312、Y电容组三313、差模磁环组一315、X电容314和差模磁环组二316，其中，Y电容组一311、Y电容组二312、X电容314和Y电容组依次并联设置，Y电容组一311的两端通过一个差模磁环组一315与Y电容组二312连接，Y电容组二312的两端通过一个差模磁环组二316与Y电容组三313连接。其中，差模磁环组一315和差模磁环组二316均包括两个差模磁环，Y电容组一311的正极通过差模磁环组一315中的一个差模磁环电连接于Y电容组二312的正极，Y电容组一311的负极通过差模磁环组一315中的另一个差模磁环电连接于Y电容组二312的负极，Y电容组二312的正极通过差模磁环组二316中的一个差模磁环电连接于Y电容组三313的正极，Y电容组二312的负极通过差模磁环组二316中的另一个差模磁环电连接于Y电容组三313的负极。Y电容组一311、Y电容组二312、Y电容组三313均包括两个串联的电容，两个电容之间的电路连接有接地端317。滤波电路31并不仅限于上述结构，还可以根据滤波效果和EMC要求，对滤波电路31进行调整，在此不再具体限定。

导电排包括正极导电排和负极导电排，正极导电排的一端与高压直流接插件2的正极电连接，另一端通过每个直流母排接线端子30的正极与对应的直流母线电容器4的正极电连接；负极导电排的一端与高压直流接插件2的负极电连接，另一端通过直流母排接线端子30的负极与对应的直流母线电容器4的负极电连接。

进一步地，如图1所示，每个输出端子62均与其中一个交流母排组件6中同相的交流母排61一体设置。具体地，每个输出端子62均与同相的其中一个交流母排一体设置。优选地，其中一个交流母排组件6的三个交流母排分别与同相的输出端子62一体设置。采用上述设置，能够使交流母排组件6的结构更加紧凑，电流路径短，发热量小，产生的干扰少。

进一步地，如图3、图4以及图6所示，隔板12上设有冷却组件7，用于对两个功率模块5进行同步冷却。在两个功率模块5之间设置冷却组件7，提高散热效果。具体地，冷却组件7包括进水水道71、出水水道72和两个并联设置的散热水道73，每个散热水道73内均流通有冷却液，用于同时对两个功率模块5进行冷却。现将两个散热水道73记为第一散热水道和第二散热水道，进水水道71的下游端设有两个第一冷却水口731，其中一个第一冷却水口731与第一散热水道的进口连通，另一个第一冷却水口731和第二散热水道的进口连通。出水水道72的上游端设有两个第二冷却水口732，其中一个第二冷却水口732与第一散热水道的出口连通，另一个第二冷却水口732与第二散热水道的出口连通。

优选地，上述散热水道73关于垂直于隔板12厚度方向的平面对称设置，可以利用散热水道73对功率模块进行散热，还将进水水道71和出水水道72设于两个功率模块5且关于垂直于隔板12厚度方向的平面对称设置，实现同时对两个功率模块5进行散热。

采用上述设置，可以使两个功率模块5共用进水水道71和出水水道72，每个功率模块5采用对应的散热水道73进行散热，保证两个功率模块5能够同时散热，而且两个功率模块5的冷却效果相近。

更加具体地，如图4所示，主体箱11上设有冷却水进口111和冷却水出口112，冷却水进口111通过进水水道71与两个散热通道连通，两个散热通道通过出水水道72与冷却水出口112连通，其中，冷却水进口111连接进水管74，冷却水出口112连接出水管75。

本实施例还提供了一种电动汽车，包括如上的逆变器总成。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (10)

1.一种逆变器总成，包括主体箱(11)、高压直流接插件(2)、直流母排组件(3)、直流母线电容器组件、两个功率模块(5)和与所述功率模块(5)一一对应且电连接的交流母排组件(6)，其特征在于，两个所述功率模块(5)并联设置；

所述高压直流接插件(2)、所述直流母排组件(3)和所述直流母线电容器组件依次电连接，所述直流母线电容器组件同时与两个功率模块(5)电连接；两个所述交流母排组件(6)的同相交流母排(61)电连接后连接一个输出端子(62)；

所述主体箱(11)内部通过隔板(12)形成两个腔体，每个所述腔体内设置一个所述功率模块(5)及对应的所述交流母排组件(6)，所述直流母排组件(3)、所述直流母线电容器组件、两个所述功率模块(5)和两个所述交流母排组件(6)均关于垂直于所述隔板(12)厚度方向的平面对称设置。

2.根据权利要求1所述的逆变器总成，其特征在于，每个所述输出端子(62)均与其中一个所述交流母排组件(6)中同相的所述交流母排(61)一体设置。

3.根据权利要求2所述的逆变器总成，其特征在于，其中一个所述交流母排组件(6)中每个所述交流母排(61)分别与同相的所述输出端子(62)一体设置。

4.根据权利要求1所述的逆变器总成，其特征在于，还包括冷却组件(7)，用于对两个所述功率模块(5)进行冷却。

5.根据权利要求4所述的逆变器总成，其特征在于，所述冷却组件(7)包括两个并联设置的散热水道(73)，两个所述散热水道(73)均流通有冷却液，分别用于对两个所述功率模块(5)进行冷却。

6.根据权利要求1所述的逆变器总成，其特征在于，所述直流母排组件(3)包括与所述高压直流接插件(2)电连接的滤波电路(31)，所述滤波电路(31)电连接有两个并联设置的直流母排接线端子(30)，所述直流母排接线端子(30)与所述直流母线电容器组件电连接。

7.根据权利要求6所述的逆变器总成，其特征在于，所述直流母排组件(3)还包括导电排，所述滤波电路(31)设于所述导电排上。

8.根据权利要求1所述的逆变器总成，其特征在于，所述直流母线电容器组件为一体式的直流母线电容器；所述直流母线电容器组件设有一对电容输入端、N对第一电容输出端和N对第二电容输出端，一对所述电容输入端分别与所述直流母排组件(3)的正、负输出端电连接，一所述功率模块(5)上设有与所述第一电容输出端一一对应且电连接的第一功率输入端，另一所述功率模块(5)上设有与所述第二电容输出端一一对应且电连接的第二功率输入端。

9.根据权利要求1所述的逆变器总成，其特征在于，所述直流母线电容器组件包括与所述功率模块(5)一一对应且并联设置的两个直流母线电容器(4)，所述直流母线电容器(4)与对应的所述功率模块(5)设于同一个所述腔体内；两个所述直流母线电容器(4)关于垂直于所述隔板(12)厚度方向平面对称设置；

每个所述直流母线电容器(4)设有一对电容输入端和N对电容输出端，每个所述直流母线电容器(4)的一对所述电容输入端分别与所述直流母排组件(3)的正、负输出端电连接，所述功率模块(5)上设有与对应的所述直流母线电容器(4)的电容输出端一一对应且电连接的功率输入端。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的逆变器总成。

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