CN215580872U - 电容模块、电力转换装置和车辆 - Google Patents

Abstract

一种电容模块、包括电容模块的电力转换装置以及包括电力转换装置的车辆，有助于改善电容元件的散热性能，防止电容元件因过热而损坏。本实用新型的电容模块包括：框体；收纳于所述框体的电容元件；以及与所述电容元件电连接的第一导体和第二导体，其中，所述第一导体、所述电容元件和所述第二导体依次层叠，在沿所述第一导体和所述第二导体的层叠方向观察时，所述第一导体和所述第二导体分别覆盖所述电容元件的面积的一半以上。

Description

电容模块、电力转换装置和车辆

技术领域

本实用新型涉及电容模块、包括所述电容模块的电力转换装置以及包括所述电力转换装置的车辆。

背景技术

以往，有一种可用于车辆的电力转换装置，其包括：具有将直流电转换成交流电的切换元件的功率模块；对切换元件的动作进行控制的控制电路部；以及使直流电流平滑的电容模块，并且，电容模块包括经由母线与功率模块电连接的多个电容元件以及收纳多个电容元件的框体(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开JP2009-261139A

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电容模块、电力转换装置和车辆，有助于改善电容元件的散热性能，防止电容元件因过热而损坏。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种电容模块，包括：框体；收纳于所述框体的电容元件；以及与所述电容元件电连接的第一导体和第二导体，其中，所述第一导体、所述电容元件和所述第二导体依次层叠，在沿所述第一导体和所述第二导体的层叠方向观察时，所述第一导体和所述第二导体分别覆盖所述电容元件的面积的一半以上。

根据本实用新型的电容模块，第一导体、电容元件和第二导体依次层叠，在沿第一导体和第二导体的层叠方向观察时，第一导体和第二导体分别覆盖电容元件的面积的一半以上，因此，通过将第一导体和第二导体连接至具有散热器的功率模块，容易使电容元件产生的热量经由第一导体和第二导体高效地传递至具有散热器的功率模块释放，从而改善电容元件的散热性能，防止电容元件因过热而损坏。

此外，在本实用新型的电容模块中，优选还包括温度检测元件，所述温度检测元件在所述框体内靠近所述电容元件地设置。

根据本实用新型的电容模块，还包括温度检测元件，温度检测元件在框体内靠近电容元件地设置，因此，与将温度检测元件设置在框体外的情况相比，能更准确地检测出电容元件的温度，由此，在将电容模块应用于电力转换装置时，更容易通过电力转换装置的控制电路部对功率模块的控制(逆变器控制)使电容元件的温度不超过允许温度(额定温度)。

此外，在本实用新型的电容模块中，优选所述电容元件呈轴线沿所述层叠方向延伸的柱状，所述第一导体是板状部件，且具有以厚度方向与所述层叠方向一致的方式与所述电容元件的一端面重叠并抵接的第一板部以及相对于所述第一板部折弯而与所述电容元件的侧面抵接的折弯板部，在所述折弯板部卡定有所述温度检测元件，所述第二导体是板状部件，且具有以厚度方向与所述层叠方向一致的方式与所述电容元件的另一端面重叠并抵接的第二板部。

根据本实用新型的电容模块，第一导体具有以厚度方向与层叠方向一致的方式与电容元件的一端面重叠并抵接的第一板部，第二导体具有以厚度方向与层叠方向一致的方式与电容元件的另一端面重叠并抵接的第二板部，因此，更容易利用第一导体和第二导体将电容元件产生的热量传递至外部，从而进一步改善电容元件的散热性能；并且，第一导体具有供温度检测元件卡定的折弯板部，因此，与另外设置专门用于固定温度检测元件的部件的情况相比，能简化结构；并且，第一导体是板状部件，因此，容易通过折弯加工在折弯板部形成温度检测元件的卡定结构。

此外，在本实用新型的电容模块中，优选所述电容元件具有绕轴线卷绕的层状结构，所述轴线的延伸方向与所述层叠方向一致。

此外，在本实用新型的电容模块中，优选在所述框体内，以沿着与所述层叠方向垂直的方向排列的方式设置有多个所述电容元件，所述第一导体从所述层叠方向的一侧覆盖所述电容元件的端面整体，所述第二导体从所述层叠方向的另一侧覆盖所述电容元件的端面整体。

根据本实用新型的电容模块，第一导体从层叠方向的一侧覆盖电容元件的端面整体，第二导体从层叠方向的另一侧覆盖电容元件的端面整体，因此，更容易经由第一导体和第二导体将电容元件产生的热量传递至外部，从而进一步改善电容元件的散热性能。

此外，在本实用新型的电容模块中，优选所述第一导体具有以厚度方向与所述层叠方向一致的方式与所述电容元件重叠并抵接的第一板部，在所述第一板部设置有沿所述层叠方向贯穿所述第一板部的多个第一通孔，所述电容元件经由设置于所述第一通孔内的第一端子连接部与所述第一导体电连接，所述第二导体具有以厚度方向与所述层叠方向一致的方式与所述电容元件重叠并抵接的第二板部，在所述第二板部设置有沿所述层叠方向贯穿所述第二板部的多个第二通孔，所述电容元件经由设置于所述第二通孔内的第二端子连接部与所述第二导体电连接。

在上述情况下，可采用以下结构：所述第一端子连接部是与所述第一导体连续的部件，所述第二端子连接部是与所述第二导体连续的部件。并且，所述第一端子连接部存在于所述第一通孔的边缘，所述第二端子连接部存在于所述第二通孔的边缘。

此外，在本实用新型的电容模块中，优选多个所述第一通孔散布于整个所述第一板部，多个所述第二通孔散布于整个所述第二板部。

根据本实用新型的电容模块，多个第一通孔散布于整个第一板部，多个第二通孔散布于整个第二板部，因此，与多个第一通孔集中设置于第一板部的一部分、多个第二通孔集中设置于第二板部的一部分的情况相比，容易确保从第一导体和第二导体经由第一端子连接部和第二端子连接部流向电容元件的电流的平衡性。

此外，在本实用新型的电容模块中，优选多个所述第一通孔以等间隔的方式设置于所述第一板部，多个所述第二通孔以等间隔的方式设置于所述第二板部。

根据本实用新型的电容模块，多个第一通孔以等间隔的方式设置于第一板部，多个第二通孔以等间隔的方式设置于第二板部，因此，与多个第一通孔和多个第二通孔非等间隔设置的情况相比，容易确保从第一导体和第二导体经由第一端子连接部和第二端子连接部流向电容元件的电流的平衡性。

此外，为了实现上述目的，本实用新型提供一种电力转换装置，其包括：上述任一项所述的电容模块；以及功率模块，该功率模块具有经由所述电容模块的所述第一导体及所述第二导体而与所述电容元件电连接，且具有散热器。

此外，为了实现上述目的，本实用新型提供一种车辆，其包括上述的电力转换装置。

(实用新型效果)

根据本实用新型，第一导体、电容元件和第二导体依次层叠，在沿第一导体和第二导体的层叠方向观察时，第一导体和第二导体分别覆盖电容元件的面积的一半以上，因此，通过将第一导体和第二导体连接至具有散热器的功率模块，容易使电容元件产生的热量经由第一导体和第二导体高效地传递至具有散热器的功率模块释放，从而改善电容元件的散热性能，防止电容元件因过热而损坏。

附图说明

图1是表示本实用新型实施方式的电力转换装置的示意图。

图2是示意表示本实用新型实施方式的电力转换装置中的电容模块的立体图，其中省略了框体的图示。

图3是示意表示本实用新型实施方式的电力转换装置中的电容模块的剖视图，其中省略了框体的图示。

图4是示意表示本实用新型实施方式的电力转换装置中的电容模块所包括的电容元件的立体图。

(符号说明)

1 电力转换装置

10 电容模块

11 框体

12 电容元件

13A 第一导体

131A 第一板部

1311A 第一通孔

132A 折弯板部

13B 第二导体

131B 第二板部

1311B 第二通孔

14 温度检测元件

20 功率模块

21 散热器

30 冷却部

O 轴线

具体实施方式

下面，结合图1至图3对本实用新型实施方式的电力转换装置进行说明，其中，图1是表示本实用新型实施方式的电力转换装置的示意图，图2是示意表示本实用新型实施方式的电力转换装置中的电容模块的立体图，其中省略了框体的图示，图3是示意表示本实用新型实施方式的电力转换装置中的电容模块的剖视图，其中省略了框体的图示，图4是示意表示本实用新型实施方式的电力转换装置中的电容模块所包括的电容元件的立体图。

(电力转换装置的整体结构)

如图1所示，电力转换装置1包括电容模块10和功率模块20，其中，功率模块20与电容模块10电连接，且具有散热器21。

此处，如图1所示，电力转换装置1还包括冷却部30，冷却部30对功率模块20进行冷却。并且，虽未图示，但电力转换装置1例如还包括对功率模块20的动作进行控制的控制电路部。

(电容模块的结构)

如图1和图2所示，电容模块10包括：框体11；收纳于框体11的电容元件12；以及与电容元件12电连接的第一导体13A和第二导体13B。并且，如图2和图3所示，第一导体13A、电容元件12和第二导体13B依次层叠，并且，在沿第一导体13A和第二导体13B的层叠方向(与图2和图3中的上下方向一致)观察时，第一导体13A和第二导体13B分别覆盖电容元件12的面积的一半以上。

此处，如图2和图3所示，电容模块10还包括温度检测元件14，该温度检测元件14在框体11内靠近电容元件12地设置。

此外，框体11例如呈长方体盒状，具有供电容元件12收纳的收纳腔。

此外，如图1所示，电容元件12经由第一导体13A及第二导体13B而与功率模块20电连接。并且，如图2和图3所示，在框体11内，以沿着与上述层叠方向垂直的方向排列的方式设置有多个(在图示的例子中是四个，但并不局限于此)电容元件12。并且，功率模块20与第一导体13A及第二导体13B在多处接触即可，并不局限于图1所示的两处。并且，如图2至图4所示，电容元件12整体呈轴线O沿上述层叠方向延伸的柱状。具体而言，电容元件12例如具有绕沿着上述层叠方向延伸的轴线卷绕的层状结构。更具体而言，电容元件12例如是将作为电介质的薄膜卷绕成卷状的薄膜电容元件(在图4中，虚线表示电容元件12的由树脂形成的壳体)。

此外，如图2和图3所示，第一导体13A从上述层叠方向的一侧(图2和图3中的上侧)覆盖各电容元件12的端面(图2和图3中的上端面)整体。具体而言，第一导体13A是板状部件，例如构成交流母线，且具有以厚度方向与上述层叠方向一致的方式与电容元件12的一端面(图2和图3中的上端面)重叠并抵接的第一板部131A以及相对于第一板部131A折弯而与电容元件12的侧面抵接的折弯板部132A，在折弯板部132A卡定有温度检测元件14(温度检测元件14例如由热敏电阻构成，由设于折弯板部132A的钩部卡住，且通过填充到框体11内的树脂与框体11等固定在一起)。并且，在第一板部131A设置有沿上述层叠方向贯穿第一板部131A的多个第一通孔1311A，电容元件12经由设置于第一通孔1311A内的第一端子连接部(未图示，第一端子连接部与第一导体13A连续，且存在于第一通孔1311A的边缘)与第一导体13A电连接，多个第一通孔1311A散布于整个第一板部131A(在图示的例子中呈阵列状排列)，且相邻的第一通孔1311A之间的间隔相等。

此外，如图2和图3所示，第二导体13B从上述层叠方向的另一侧(图2和图3中的下侧)覆盖各电容元件12的端面(图2和图3中的下端面)整体。具体而言，第二导体13B是板状部件，例如构成交流母线，且具有以厚度方向与上述层叠方向一致的方式与电容元件12的另一端面(图2和图3中的下端面)重叠并抵接的第二板部131B。并且，在第二板部131B设置有沿上述层叠方向贯穿第二板部131B的多个第二通孔1311B，电容元件12经由设置于第二通孔1311B内的第二端子连接部(未图示，第二端子连接部与第二导体13B连续，且存在于第二通孔1311B的边缘)与第二导体13B电连接，多个第二通孔1311B散布于整个第二板部131B(在图示的例子中呈阵列状排列)，且相邻的第二通孔1311B之间的间隔相等。

(功率模块的结构)

功率模块20具有用于将交流电转换成直流电的切换元件(未图示，例如由IGBT、MOSFET构成)，切换元件在控制电路部(未图示)的控制下进行通断切换，从而向外部(例如马达)输出所需的电力。

此外，如图1所示，在功率模块20的下部具有散热器21(在图示的例子中，散热器21是从功率模块20主体的下表面突出的翅片)。

(冷却部的结构)

如上所述，冷却部30与功率模块20接触，从而对功率模块20进行冷却。具体而言，冷却部30例如为水套，设置于功率模块20的下方，且具有流路(例如由设置于电力转换装置1的外壳的一部分的凹陷构成)，在流路中流动的制冷剂与功率模块20的散热器21接触，从而对功率模块20进行冷却。更具体而言，冷却水套包括形成有流路的壳体以及在流路中流动的冷却水。

(本实施方式的主要效果)

根据本实施方式的电力转换装置1，在电容模块10中，第一导体13A、电容元件12和第二导体13B依次层叠，在沿第一导体13A和第二导体13B的层叠方向观察时，第一导体13A和第二导体13B分别覆盖电容元件12的面积的一半以上，因此，通过将第一导体13A和第二导体13B连接至具有散热器21的功率模块20，容易使电容元件12产生的热量经由第一导体13A和第二导体13B高效地传递至具有散热器21的功率模块20释放，从而改善电容元件12的散热性能，防止电容元件12因过热而损坏。

此外，根据本实施方式的电力转换装置1，在电容模块10中，还包括温度检测元件14，温度检测元件14在框体11内靠近电容元件12地设置，因此，与将温度检测元件14设置在框体11外的情况相比，能更准确地检测出电容元件12的温度，由此，更容易通过电力转换装置1的控制电路部对功率模块20的控制(逆变器控制)使电容元件12的温度不超过允许温度(额定温度)。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型的具体实现并不受上述实施方式的限制。

例如，在上述实施方式中，电力转换装置1也可应用于车辆，以对车辆的运转进行控制。

此外，在上述实施方式中，电容模块10应用于电力转换装置1，但并不局限于此，电容单元10还可应用于其它装置，此时可将电容元件12产生的热量经由第一导体13A和第二导体13B传递至其它装置的散热器。

此外，在上述实施方式中，温度检测元件14设置于第一导体13A的折弯板部132A，但并不局限于此，根据情况，也可将温度检测元件14设置成与电容元件12直接接触。

此外，在上述实施方式中，电容模块10还包括温度检测元件14，但并不局限于此，也可不包括温度检测元件14。

此外，在上述实施方式中，电容元件12呈轴线沿第一导体13A、电容元件12和第二导体13B的层叠方向延伸的柱状，但并不局限于此，电容元件12也可形成为其它形状。

此外，在上述实施方式中，在框体11内，以沿着与上述层叠方向垂直的方向排列的方式设置有多个电容元件12，但并不局限于此，多个电容元件12的排列方式可根据需要适当变更，根据情况，也可仅设置一个电容元件12。

此外，在上述实施方式中，多个第一通孔1311A散布于整个第一板部131A，且相邻的第一通孔1311A之间的间隔相等，但并不局限于此，第一通孔1311A的设置方式可根据需要适当变更。

此外，在上述实施方式中，多个第二通孔1311B散布于整个第二板部131B，且相邻的第二通孔1311B之间的间隔相等，但并不局限于此，第二通孔1311B的设置方式可根据需要适当变更。

此外，在上述实施方式中，第一导体13A是包括第一板部131A和折弯板部132A的板状部件，但并不局限于此，第一导体13A的具体结构可根据需要适当变更。

此外，在上述实施方式中，第二导体13B是包括第二板部131B的板状部件，但并不局限于此，第二导体13B的具体结构可根据需要适当变更。

此外，在上述实施方式中，冷却部30采用与功率模块20接触的水冷式结构，但并不局限于此，也可采用风冷式结构等。

应当理解，本实用新型在其范围内，能将实施方式中的各个部分自由组合，或是将实施方式中的各个部分适当变形、省略。

Claims (10)

1.一种电容模块，包括：框体；收纳于所述框体的电容元件；以及与所述电容元件电连接的第一导体和第二导体，其特征在于，

所述第一导体、所述电容元件和所述第二导体依次层叠，

在沿所述第一导体和所述第二导体的层叠方向观察时，所述第一导体和所述第二导体分别覆盖所述电容元件的面积的一半以上。

2.如权利要求1所述的电容模块，其特征在于，

还包括温度检测元件，

所述温度检测元件在所述框体内靠近所述电容元件地设置。

3.如权利要求2所述的电容模块，其特征在于，

所述电容元件呈轴线沿所述层叠方向延伸的柱状，

所述第一导体是板状部件，且具有以厚度方向与所述层叠方向一致的方式与所述电容元件的一端面重叠并抵接的第一板部以及相对于所述第一板部折弯而与所述电容元件的侧面抵接的折弯板部，在所述折弯板部卡定有所述温度检测元件，

所述第二导体是板状部件，且具有以厚度方向与所述层叠方向一致的方式与所述电容元件的另一端面重叠并抵接的第二板部。

4.如权利要求1所述的电容模块，其特征在于，

所述电容元件具有绕轴线卷绕的层状结构，

所述轴线的延伸方向与所述层叠方向一致。

5.如权利要求4所述的电容模块，其特征在于，

在所述框体内，以沿着与所述层叠方向垂直的方向排列的方式设置有多个所述电容元件，

所述第一导体从所述层叠方向的一侧覆盖所述电容元件的端面整体，所述第二导体从所述层叠方向的另一侧覆盖所述电容元件的端面整体。

6.如权利要求1所述的电容模块，其特征在于，

所述第一导体具有以厚度方向与所述层叠方向一致的方式与所述电容元件重叠并抵接的第一板部，在所述第一板部设置有沿所述层叠方向贯穿所述第一板部的多个第一通孔，所述电容元件经由设置于所述第一通孔内的第一端子连接部与所述第一导体电连接，

所述第二导体具有以厚度方向与所述层叠方向一致的方式与所述电容元件重叠并抵接的第二板部，在所述第二板部设置有沿所述层叠方向贯穿所述第二板部的多个第二通孔，所述电容元件经由设置于所述第二通孔内的第二端子连接部与所述第二导体电连接。

7.如权利要求6所述的电容模块，其特征在于，

多个所述第一通孔散布于整个所述第一板部，

多个所述第二通孔散布于整个所述第二板部。

8.如权利要求7所述的电容模块，其特征在于，

多个所述第一通孔以等间隔的方式设置于所述第一板部，

多个所述第二通孔以等间隔的方式设置于所述第二板部。

9.一种电力转换装置，其特征在于，包括：

权利要求1至8中任一项所述的电容模块；以及

功率模块，该功率模块经由所述电容模块的所述第一导体及所述第二导体而与所述电容元件电连接，且具有散热器。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的电力转换装置。

Images