CN218243356U - 一种车载逆变器和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载逆变器和车辆。车载逆变器包括IGBT模块、机壳和多个独立引针薄膜电容；所述IGBT模块和多个所述独立引针薄膜电容均设置在所述机壳内；所述IGBT模块上设有PN铜排，所述独立引针薄膜电容具有引针，所述PN铜排与多个所述独立引针薄膜电容的引针相对且相互接触；所述IGBT模块包括注塑外壳，所述注塑外壳与所述PN铜排一体成型注塑而成。通过采用上述方案，解决了设计尺寸变大、功率密度降低、耐久性差、直流电压利用率下降和性能差等问题。

Description

一种车载逆变器和车辆

技术领域

本实用新型实施例涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种车载逆变器和车辆。

背景技术

本世纪初伴随着新能源车发展和推广普及,电机驱动器以下简称逆变器成为了新能源车的三大器件之一备受瞩目。为了达到整车厂上的更高要求,对其性能以及功率密度也提出了更高要求。但是受限于分立元器件产品的局限性，在实际逆变器产品设计过程中各器件的安装脚空间，安装工具操作空间，电气连接空间，元器件壳体空间，以及组装时所需要的间隙等等，迫使现在的设计维持较大的体积。同时也因为体积较大，寄生的各种杂散参数也大，性能差。

如图1所示，现有的逆变器通常包括大型薄膜电容器5、IGBT模块3、机壳6和UVW三相铜排1，大型薄膜电容器5和IGBT模块3均设置在机壳6上，UVW三相铜排1与焊接在IGBT模块3上的引线2通过螺钉、电阻焊、激光焊等工艺连接，IGBT模块3和大型薄膜电容器5均自带外壳和铜排4，二者的铜排4通常在外部用螺钉、电阻焊、激光焊等工艺将铜排进行焊接。

上述方案有以下缺点：1、器件外部螺钉，电阻焊，激光焊需要足够的外部工艺加工空间，导致设计尺寸变大，功率密度降低。2、存在螺钉松动，焊接不可靠，耐振动冲击能力差等耐久性问题。3、由于需要外部进行电气连接，所以铜排需错开，同时铜排的宽度需较宽以供打螺钉，大型薄膜电容器和IGBT模块之间也需要有一定的空间供铜排进行连接，故铜排尺寸变长，导致流过的电阻增加发热严重；寄生电感增加，加在IGBT模块两端的电压上升，直流电压利用率下降，性能差等问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种车载逆变器和车辆，以解决设计尺寸变大、功率密度降低、耐久性差、直流电压利用率下降和性能差等问题。

根据本实用新型的一方面，提供了一种车载逆变器，包括IGBT模块、机壳和多个独立引针薄膜电容；

所述IGBT模块和多个所述独立引针薄膜电容均设置在所述机壳内；

所述IGBT模块上设有PN铜排，所述独立引针薄膜电容具有引针，所述PN铜排与多个所述独立引针薄膜电容的引针相对且相互接触；

所述IGBT模块包括注塑外壳，所述注塑外壳与所述PN铜排一体成型注塑而成。

在本实用新型的可选实施例中，所述PN铜排包括正极铜排、负极铜排和绝缘层，所述绝缘层位于所述正极铜排和所述负极铜排之间。

在本实用新型的可选实施例中，所述独立引针薄膜电容与所述机壳通过环氧树脂固定。

在本实用新型的可选实施例中，所述车载逆变器还包括连接引线，所述连接引线包括打扁端，所述打扁端的尺寸小于所述连接引线的另一端的尺寸，所述打扁端与所述IGBT模块焊接固定，所述连接引线背离所述IGBT模块的一端穿出所述机壳。

在本实用新型的可选实施例中，所述车载逆变器还包括磁屏蔽罩，所述连接引线穿过所述磁屏蔽罩。

在本实用新型的可选实施例中，所述连接引线处于所述机壳内部的部分注塑固定在所述注塑外壳内。

在本实用新型的可选实施例中，所述磁屏蔽罩的下端注塑固定在所述注塑外壳内。

在本实用新型的可选实施例中，所述磁屏蔽罩内设有电流检测件，所述电流检测件用于检测通过所述连接引线的电流。

在本实用新型的可选实施例中，所述电流检测件包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器位于所述连接引线的上方。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种车辆，车辆包括本实用新型任一实施例所述的车载逆变器。

本实用新型实施例的技术方案，通过将传统大型薄膜电容器用多个小型的独立引针薄膜电容替代里取消了传统大型薄膜电容器的壳体和安装脚等构造，比起使用大型薄膜电容器时，大型薄膜电容器构造设计受内部布局限制，可利用空间小布局灵活性受限，较难满足客户不同需求，以及大型薄膜电容器内部芯子无法标准化，研发耗时且复杂，同时铜排壳体每一款都需要单独模具和工装治具进行生产制造。采用多个小型的独立引针薄膜电容布局灵活，容易客制化，满足客户不同需求。同时多个小型的独立引针薄膜电容构造则容易实现芯子标准化，简化设计和验证时间，由于无外壳，不需要单独的模具和工装治具生产制造。此外，通过使所述PN铜排与多个所述独立引针薄膜电容的引针相对且相互接触；同时所述IGBT模块包括注塑外壳，所述注塑外壳与所述PN铜排一体成型注塑而成。从而器件外观无连接部位，构造紧凑，实现高功率密度。同时无螺丝连接焊接等工序，可靠性增加。最后，PN铜排尺寸缩短，发热问题缓解，同时电气寄生电感变小，直流电压利用率上升，性能得到提高。解决了设计尺寸变大、功率密度降低、耐久性差、直流电压利用率下降和性能差等问题。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

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，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是相关技术提供的一种逆变器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的一种车载逆变器的结构示意图。

其中，1、IGBT模块；11、PN铜排；111、正极铜排；112、负极铜排；113、绝缘层；12、注塑外壳；2、机壳；3、独立引针薄膜电容；31、引针；4、连接引线；41、打扁端；5、磁屏蔽罩。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图2为本实用新型实施例一提供的一种车载逆变器的结构示意图，如图2所示，该车载逆变器，包括IGBT模块1、机壳2和多个独立引针薄膜电容3。IGBT模块1和多个独立引针薄膜电容3均设置在机壳2内。其中，独立引针薄膜电容3是指无外壳和安装脚等构造的电容，独立引针薄膜电容3通常为小型电容。机壳2根据逆变器种类的不同可为不同的材质，在一个具体的实施例中，机壳2为铝制机壳2。

IGBT模块1上设有PN铜排11，独立引针薄膜电容3具有引针31，PN铜排11与多个独立引针薄膜电容3的引针31相对且相互接触；IGBT模块1包括注塑外壳12，注塑外壳12与PN铜排11一体成型注塑而成。其中，注塑外壳12是指通过注塑成型的外壳，注塑外壳12与PN铜排11一体成型注塑而成是指注塑外壳12在注塑成型时会将PN铜排11包裹在内部形成一个整体。PN铜排11与多个独立引针薄膜电容3的引针31相对且相互接触，从而独立引针薄膜电容3和IGBT模块1实现了电气连接。在注塑外壳12注塑成型时PN铜排11与多个独立引针薄膜电容3的引针31接触的部分便会被注塑固定在注塑外壳12内部，在一个具体的实施例中，PN铜排11与多个独立引针薄膜电容3的引针31也可焊接固定。

上述方案，通过将传统大型薄膜电容器用多个小型的独立引针薄膜电容3替代里取消了传统大型薄膜电容器的壳体和安装脚等构造，比起使用大型薄膜电容器时，大型薄膜电容器构造设计受内部布局限制，可利用空间小布局灵活性受限，较难满足客户不同需求，以及大型薄膜电容器内部芯子无法标准化，研发耗时且复杂，同时铜排壳体每一款都需要单独模具和工装治具进行生产制造。采用多个小型的独立引针薄膜电容3布局灵活，容易客制化，满足客户不同需求。同时多个小型的独立引针薄膜电容3构造则容易实现芯子标准化，简化设计和验证时间，由于无外壳，不需要单独的模具和工装治具生产制造。此外，通过使PN铜排11与多个独立引针薄膜电容3的引针31相对且相互接触；同时IGBT模块1包括注塑外壳12，注塑外壳12与PN铜排11一体成型注塑而成。从而器件外观无连接部位，构造紧凑，实现高功率密度。同时无螺丝连接焊接等工序，可靠性增加。最后，PN铜排11尺寸缩短，发热问题缓解，同时电气寄生电感变小，直流电压利用率上升，性能得到提高。解决了设计尺寸变大、功率密度降低、耐久性差、直流电压利用率下降和性能差等问题。

在本实用新型的可选实施例中，PN铜排11包括正极铜排111、负极铜排112和绝缘层113，绝缘层113位于正极铜排111和负极铜排112之间。其中，绝缘层113能够防止正极铜排111和负极铜排112接触短路，绝缘层113由绝缘材料制成，绝缘层113可在PN铜排11生产中置于正极铜排111和负极铜排112之间。在一个具体的实施例中，PN铜排11为复合铜排，中间自带绝缘层113构造。

在本实用新型的可选实施例中，独立引针薄膜电容3与机壳2通过环氧树脂固定。其中，环氧树脂是一种高分子聚合物，分子式为(C11H12O3)n，是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称。环氧树脂优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘接性能、以及其使用工艺的灵活性是其他热固性塑料所不具备的。因此它能制成涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料，在国民经济的各个领域中得到广泛的应用。在实际应用时，可在独立引针薄膜电容3安装在机壳2内部后，向机壳2内部的独立引针薄膜电容3区域灌注环氧树脂，当环氧树脂固化时，独立引针薄膜电容3与机壳2便可固定在一起。通过使独立引针薄膜电容3与机壳2通过环氧树脂固定，独立引针薄膜电容3与机壳2的固定较为方便。

在本实用新型的可选实施例中，车载逆变器还包括连接引线4，连接引线4包括打扁端41，打扁端41的尺寸小于连接引线4的另一端的尺寸，打扁端41与IGBT模块1焊接固定，连接引线4背离IGBT模块1的一端穿出机壳2。

其中，传统逆变器中，为了使IGBT模块1与外部连接，由于外部器件的连接尺寸大于IGBT模块1上的连接处，所以通过另外设置UVW三相铜排，UVW三相铜排与焊接在IGBT模块1上的引线通过螺钉、电阻焊、激光焊等工艺连接，UVW三相铜排的尺寸大于焊接在IGBT模块1上的引线的尺寸，然后，由于需要另外设置UVW三相铜排与焊接在IGBT模块1上的引线连接，器件外部螺钉，电阻焊，激光焊需要足够的外部工艺加工空间，导致设计尺寸变大，功率密度降低。同时存在螺钉松动，焊接不可靠，耐振动冲击能力差等耐久性问题。本方案通过将连接引线4的一端局部打扁形成打扁端41，使打扁端41与IGBT模块1焊接固定，所以无需额外连接UVW三相铜排，解决了螺钉松动，焊接不可靠，耐振动冲击能力差等耐久性问题，同时也节省了空间布局，减少了设计尺寸，提高了功率密度，实现了高度集成化。

在上述实施例的基础上，连接引线4处于机壳2内部的部分注塑固定在注塑外壳12内。即在注塑的时候，注塑形成的外壳会包裹住连接引线4处于机壳2内部的部分，从而便可将连接引线4固定在机壳2内部。

在上述实施例的基础上，车载逆变器还包括磁屏蔽罩5，连接引线4穿过磁屏蔽罩5。其中，磁屏蔽罩5是指能够进行磁屏蔽的罩体，在一个具体的实施例中，磁屏蔽罩5呈U型，连接引线4靠近IGBT模块1的部分穿过磁屏蔽罩5。示例性的，磁屏蔽罩5的下端注塑固定在注塑外壳12内，即在注塑的时候，注塑形成的外壳会包裹住磁屏蔽罩5的下端，从而便可将磁屏蔽罩5的下端固定在注塑外壳12内。

在上述实施例的基础上，磁屏蔽罩5内设有电流检测件(图中未示出)，电流检测件用于检测通过连接引线4的电流。其中，电流检测件是指能够检测到电流的部件，通过将电流检测件设置在磁屏蔽罩5内，能够防止外部磁通对电流检测件的干扰。

示例性的，电流检测件包括霍尔电流传感器，霍尔电流传感器位于连接引线4的上方。其中，霍尔电流传感器是按照霍尔效应原理制成，对安培定律加以应用，即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场，而霍尔器件则用来测量这一磁场。因此，使电流的非接触测量成为可能。因此，通过使电流检测件包括霍尔电流传感器，能够在不接触连接引线4的情况下测量到通过连接引线4的电流。实施例二

本发明实施例二提供了一种车辆，该车辆包括本实用新型任一实施例的车载逆变器。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种车载逆变器，包括IGBT模块(1)和机壳(2)，其特征在于，还包括多个独立引针薄膜电容(3)；

所述IGBT模块(1)和多个所述独立引针薄膜电容(3)均设置在所述机壳(2)内；

所述IGBT模块(1)上设有PN铜排(11)，所述独立引针薄膜电容(3)具有引针(31)，所述PN铜排(11)与多个所述独立引针薄膜电容(3)的引针(31)相对且相互接触；

所述IGBT模块(1)包括注塑外壳(12)，所述注塑外壳(12)与所述PN铜排(11)一体成型注塑而成。

2.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于，所述PN铜排(11)包括正极铜排(111)、负极铜排(112)和绝缘层(113)，所述绝缘层(113)位于所述正极铜排(111)和所述负极铜排(112)之间。

3.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于，所述独立引针薄膜电容(3)与所述机壳(2)通过环氧树脂固定。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车载逆变器，其特征在于，所述车载逆变器还包括连接引线(4)，所述连接引线(4)包括打扁端(41)，所述打扁端(41)的尺寸小于所述连接引线(4)的另一端的尺寸，所述打扁端(41)与所述IGBT模块(1)焊接固定，所述连接引线(4)背离所述IGBT模块(1)的一端穿出所述机壳(2)。

5.根据权利要求4所述的车载逆变器，其特征在于，所述车载逆变器还包括磁屏蔽罩(5)，所述连接引线(4)穿过所述磁屏蔽罩(5)。

6.根据权利要求4所述的车载逆变器，其特征在于，所述连接引线(4)处于所述机壳(2)内部的部分注塑固定在所述注塑外壳(12)内。

7.根据权利要求5所述的车载逆变器，其特征在于，所述磁屏蔽罩(5)的下端注塑固定在所述注塑外壳(12)内。

8.根据权利要求5所述的车载逆变器，其特征在于，所述磁屏蔽罩(5)内设有电流检测件，所述电流检测件用于检测通过所述连接引线(4)的电流。

9.根据权利要求8所述的车载逆变器，其特征在于，所述电流检测件包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器位于所述连接引线(4)的上方。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的车载逆变器。

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