CN219287358U - 功率模组 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种功率模组，所述功率模组包括模组外壳、三个单相功率单元和冷却单元，所述冷却单元包括冷却板，三个所述单相功率单元和所述冷却板均布置在所述模组外壳内；每个所述单相功率单元包括多个IGBT模块，其中一部分IGBT模块贴合所述冷却板的顶面布置，另一部分IGBT模块贴合所述冷却板的底面布置；三个所述单相功率单元的IGBT模块在所述冷却板的顶面和底面上依次排列。本方案提升了模组外壳的内部空间利用率，给模组外壳内的其他电器件留出了充足的布置空间，使功率模组的集成度提升，整机仅需要配置一个功率模组就能实现三相传输，相比配置三个独立的单相功率模组而言，体积减小。

Description

功率模组

技术领域

本申请涉及电子器件技术领域，特别涉及一种功率模组。

背景技术

传统的功率模组的外壳内设置一个单相功率单元，为单相功率模组，外壳内的器件布局分散，集成度不高。而且，整机需要配置三个单相功率模组方可实现三相传输，导致整机体积大。

因此，如何提升功率模组的集成度，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种功率模组，所述功率模组包括模组外壳、三个单相功率单元和冷却单元，所述冷却单元包括冷却板，三个所述单相功率单元和所述冷却板均布置在所述模组外壳内；每个所述单相功率单元包括多个IGBT模块，其中一部分IGBT模块贴合所述冷却板的顶面布置，另一部分IGBT模块贴合所述冷却板的底面布置；三个所述单相功率单元的IGBT模块在所述冷却板的顶面和底面上依次排列。

功率模组的一种实施方式，所述功率模组的电容池布置在所述模组外壳外，使所述单相功率单元与电容池分离布置。

功率模组的一种实施方式，所述模组外壳具有相对设置的两个端板，所述冷却板的两端分别与两个所述端板固定连接。

功率模组的一种实施方式，每个所述单相功率单元还包括交流输出模块，所述交流输出模块包括相互连接的第一交流铜排、第二交流铜排及输出端子，所述第一交流铜排与贴合所述冷却板顶面的IGBT模块连接，所述第二交流铜排与贴合所述冷却板底面的IGBT模块连接。

功率模组的一种实施方式，三个所述单相功率单元的三个所述交流输出模块均布置在所述冷却板的第一侧，且所述冷却板的第一侧固定有支架；三个所述交流输出模块的所述第一交流铜排和第二交流铜排均支撑固定于所述支架，且与所述支架之间设有交流侧绝缘纸。

功率模组的一种实施方式，所述第一交流铜排和所述第二交流铜排均具有：大致平行于所述冷却板的顶面或底面的本体部和自所述本体部向所述冷却板的第一侧折弯的折弯部，同一个所述单相功率单元的第一交流铜排的折弯部和第二交流铜排的折弯部相互贴合，且一者的折弯部连接所述输出端子，另一者的折弯部设有供所述输出端子穿过的过孔。

功率模组的一种实施方式，所述功率模组包括三个驱动板，每个所述驱动板各自负责驱动一个所述单相功率单元，其中，一个所述驱动板连于所述冷却板的顶面并大致平行于所述冷却板的顶面，另两个所述驱动板分别连于所述模组外壳的两个所述端板并贴合所述端板设置。

功率模组的一种实施方式，所述冷却单元包括进流管道和出流管道，所述进流管道和所述出流管道均连在所述冷却板的第一侧，所述模组外壳具有侧部盖板，所述侧部盖板布置在所述冷却板的第一侧，所述侧部盖板设有管道孔，所述进流管道和出流管道分别自相应的所述管道孔穿出。

功率模组的一种实施方式，所述侧部盖板包括分体设置的第一板体和第二板体，所述第一板体和所述第二板体的边缘设有凹槽，所述第一板体的凹槽和所述第二板体的凹槽对合形成所述管道孔。

功率模组的一种实施方式，所述功率模组包括直流母线单元，所述直流母线单元布置在所述冷却板的第二侧，所述直流母线单元与三个所述单相功率单元连接，所述直流母线单元的正极(201a)和负极之间设有直流侧绝缘纸。

本申请，三个单相功率单元的IGBT模块与同一冷却板高度集成，提升了模组外壳的内部空间利用率，给模组外壳内的其他电器件留出了充足的布置空间，使功率模组的集成度提升，整机仅需要配置一个功率模组就能实现三相传输，相比配置三个独立的单相功率模组而言，体积减小。

附图说明

图1为本申请提供的功率模组一种实施例的立体图；

图2为图1隐藏顶部盖板和侧部盖板状态下的前侧视角的立体图；

图3为图1中三个单相功率单元和冷却单元组装状态下立体图。

图4为图1隐藏顶部盖板、侧部盖板和端板状态下的右侧视角的立体图；

图5为图4中D部分的放大图；

图6为图1隐藏顶部盖板和侧部盖板状态下的后侧视角的立体图；

图7为图6中C部分的放大图。

附图标记说明如下：

100模组外壳，101端板，102侧部盖板，102a第一板体，102b第二板体，102c管道孔，103顶部盖板；

200单相功率单元，201IGBT模块，201a正极，201b负极，202交流输出模块，202a第一交流铜排，202b第二交流铜排，202c输出端子，A本体部，B折弯部；

300冷却单元，301冷却板，302进流管道，303出流管道；

400直流母线单元；

500驱动板；

600直流侧绝缘纸；

700支架；

800交流侧绝缘纸；

900连接架。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请的技术方案作进一步的详细说明。

本申请提供了一种功率模组，该功率模组具有较高的集成度，且维护成本较低。

如图1和图2，该功率模组包括模组外壳100、三个单相功率单元200和冷却单元300。

冷却单元300包括冷却板301、进流管道302和出流管道303。冷却板301布置在模组外壳100内。三个单相功率单元200也均布置在模组外壳100内并均贴合冷却板301表面布置。

冷却板301内部设有流道，冷媒通过进流管道302进入冷却板301的内部，与功率单元换热后，通过出流管道303排出。

如图3，每个单相功率单元200包括多个IGBT模块201，具体的，每个单相功率单元200的IGBT模块201的数量为偶数个，图中，每个单相功率单元设有四个IGBT模块201。

每个单相功率单元200的一部分IGBT模块201贴合冷却板301的顶面布置，另一部分IGBT模块201贴合冷却板301的底面布置。图中，每个单相功率单元200的两个IGBT模块201贴合冷却板301的顶面布置，另两个IGBT模块201贴合冷却板301的底面布置。

三个单相功率单元200的IGBT模块201在冷却板301的顶面和底面上依次排列，图中，六个IGBT模块201自冷却板301的顶面左端依次排列至冷却板301的顶面右端，六个IGBT模块201自冷却板301的底面左端依次排列至冷却板301的底面右端，左侧的四个IGBT模块201属于一个单相功率单元200，中间的四个IGBT模块201属于一个单相功率单元200，右侧的四个IGBT模块201属于一个单相功率单元200。

采用上述结构，三个单相功率单元200的IGBT模块201与同一冷却板301高度集成，提升了模组外壳100的内部空间利用率，给模组外壳100内的其他电器件留出了充足的布置空间，使功率模组的集成度提升，整机仅需要配置一个功率模组就能实现三相传输，相比配置三个独立的单相功率模组而言，体积减小。

具体的，图示实施例中，模组外壳100内不设电容池，也就是说，电容池布置在模组外壳100外。这样设置，实现了电容池和功率单元的分离布置。传统的功率模组将功率单元和电容池均布置在模组外壳内，一旦功率单元损坏就容易影响电容池电容，导致功率模组维护成本高，让电容池和功率单元的分离布置，这样，即便功率单元损坏也不影响电容池的电容，因此能够降低电容故障率，从而降低功率模组的维护成本。

如图1，图示实施例中，模组外壳100具有侧部盖板102，侧部盖板102设有管道孔102c，进流管道302和出流管道303分别自不同的管道孔102c穿出。图中，侧部盖板102包括分体设置的第一板体102a和第二板体102b，第一板体102a和第二板体102b的边缘设有凹槽，第一板体102a的凹槽和第二板体102b的凹槽对合形成上述管道孔102c。这样设置，在不拆卸冷却单元300的情况下，就能拆下第一板体102a对功率单元进行检修和维护，提升了检修维护效率，降低了检修维护成本。

如图1，图示实施例中，模组外壳100具有两个端板101，两个端板101相对设置，分别连在侧部盖板102的两端。模组外壳100还具有顶部盖板103，顶部盖板103固定在两个端板101和侧部盖板102顶部，与两个端板101和侧部盖板102共同围合形成模组外壳100的内部空间。

如图2，冷却板301的两端分别与两个端板101固定连接，这样，更方便在冷却板301顶面和底面上贴合布置IGBT模块201。图中，冷却板301的两端面和模组外壳100的两端板101相对应的位置设有接孔，冷却板301和端板101通过穿设于该接孔的紧固件实现固定连接，这样通过拆除紧固件即可实现冷却板301的拆卸。

如图2，图示实施例中，该功率模组还包括三个驱动板500，每个驱动板500上设有驱动电路，每个驱动板500各自负责驱动一个单相功率单元200。其中，一个驱动板500连于冷却板301的顶面并大致平行于冷却板301的顶面，图中，该驱动板500通过连接架900连于冷却板301的顶面。另两个驱动板500分别连于模组外壳100的两个端板101并贴合相应的端板101布置。这样设置，使得驱动板500占用的模组外壳100的内部空间较少，而且借助既有部件冷却板301、端板101实现了驱动板500的固定，使得功率模组的零部件少。

如图3，图示实施例中，单相功率单元200还包括交流输出模块202，单相功率单元200通过交流输出模块202实现电输出。

交流输出模块202包括第一交流铜排202a、第二交流铜排202b和输出端子202c，第一交流铜排202a、第二交流铜排202b和输出端子202c相互连接。第一交流铜排202a与贴合冷却板301顶面的IGBT模块201连接，第二交流铜排202b与贴合冷却板301底面的IGBT模块201连接，输出端子202c负责通过输出线束与外接电器设备连接。

三个单相功率单元200的三个交流输出模块202均布置在冷却板301的同一侧(图中前侧，以下将该侧称为第一侧)，这样便于连接输出线束，而且能将冷却板301的另一侧(图中后侧，以下将该侧称为第二侧)空出来，这样，如图4，设置直流母线单元400的情况下，可以将直流母线单元400布置在冷却板301的第二侧，从而能使冷却单元300、直流母线单元400和三个单相功率单元200达到较高的集成度。另外，冷却单元300的进流管道302和出流管道303也布置在冷却板301的第一侧，以便避让直流母线单元400。

如图4和图5，可以在冷却板301的第一侧固定支架700。三个交流输出模块202的第一交流铜排202a和第二交流铜排202b均支撑固定于支架700，也就是说，三个交流输出模块202的第一交流铜排202a和第二交流铜排202b均通过支架700与冷却板301固定。设置支架700，能够保障三个交流输出模块202的安装可靠性。图中，支架700为U形结构，开口位于远离冷却板301的第一侧侧面的位置，当然，实际实施中，支架700的结构不局限于此。

如图5，可以在第一交流铜排202a与支架700之间以及第二交流铜排202b与支架700之间设置交流侧绝缘纸800，交流侧绝缘纸800将第一交流铜排202a、第二交流铜排202b与支架700隔开，这样能增加IGBT模块201间的爬电距离，从而能保障IGBT模块201间的绝缘。交流侧绝缘纸800可以固定于冷却板301。

如图5，第一交流铜排202a和所述第二交流铜排202b均具有本体部A和折弯部B。第一交流铜排202a的本体部A位于冷却板301的顶面上方，大致平行于冷却板301的顶面，第一交流铜排202a的折弯部B自其本体部A向下折弯，弯向冷却板301的第一侧。第二交流铜排202b的本体部A位于冷却板301的底面下方，大致平行于冷却板301的底面，第二交流铜排202b的折弯部B自其本体部A向上折弯，弯向冷却板301的第一侧。第一交流铜排202a的折弯部B和第二交流铜排202b的折弯部B相互贴合，且一者的折弯部B连接输出端子202c，另一者的折弯部B设有供输出端子202c穿过的过孔。这种结构的交流输出模块202体积小，能充分利用冷却板301第一侧的空间，利于进一步提升模组外壳100的内部空间利用率。

如图6，图示实施例中，设有直流母线单元400，直流母线单元400与三个单相功率单元200连接，另外，直流母线单元400还负责与设置在模组外壳100外的电容池连接。

如图7，每个IGBT模块201具有一个正极201a和一个负极201b，其正极201a和负极201b与直流母线单元400连接。可以在每个IGBT模块201的正极201a和负极201b之间设置直流侧绝缘纸600。这样可解决IGBT模块201正负极201b对地和相间打火问题，从而能保障IGBT模块201间的绝缘。直流侧绝缘纸600可以固定于冷却板301，

综上，本申请通过合理地布局功率模组的各零部件的位置，提升了模组外壳100的内部空间利用率，提升了功率模组的集成度，还通过将功率单元和电容池分离布置，降低了功率模组的维护成本。

需说明，以上描述中，“上”、“下”“左”“右”“前”“后”等指示的方位或位置关系为基于附图中所指示的方位描述的，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

以上应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.功率模组，其特征在于，所述功率模组包括模组外壳(100)、三个单相功率单元(200)和冷却单元(300)，所述冷却单元(300)包括冷却板(301)，三个所述单相功率单元(200)和所述冷却板(301)均布置在所述模组外壳(100)内；每个所述单相功率单元(200)包括多个IGBT模块(201)，其中一部分IGBT模块(201)贴合所述冷却板(301)的顶面布置，另一部分IGBT模块(201)贴合所述冷却板(301)的底面布置；三个所述单相功率单元(200)的IGBT模块(201)在所述冷却板(301)的顶面和底面上依次排列。

2.根据权利要求1所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组的电容池布置在所述模组外壳(100)外，使所述单相功率单元(200)与电容池分离布置。

3.根据权利要求1所述的功率模组，其特征在于，所述模组外壳(100)具有相对设置的两个端板(101)，所述冷却板(301)的两端分别与两个所述端板(101)固定连接。

4.根据权利要求1所述的功率模组，其特征在于，每个所述单相功率单元(200)还包括交流输出模块(202)，所述交流输出模块(202)包括相互连接的第一交流铜排(202a)、第二交流铜排(202b)及输出端子(202c)，所述第一交流铜排(202a)与贴合所述冷却板(301)顶面的IGBT模块(201)连接，所述第二交流铜排(202b)与贴合所述冷却板(301)底面的IGBT模块(201)连接。

5.根据权利要求4所述的功率模组，其特征在于，三个所述单相功率单元(200)的三个所述交流输出模块(202)均布置在所述冷却板(301)的第一侧，且所述冷却板(301)的第一侧固定有支架(700)；三个所述交流输出模块(202)的所述第一交流铜排(202a)和第二交流铜排(202b)均支撑固定于所述支架(700)，且与所述支架(700)之间设有交流侧绝缘纸(800)。

6.根据权利要求5所述的功率模组，其特征在于，所述第一交流铜排(202a)和所述第二交流铜排(202b)均具有：大致平行于所述冷却板(301)的顶面或底面的本体部(A)和自所述本体部(A)向所述冷却板(301)的第一侧折弯的折弯部(B)，同一个所述单相功率单元(200)的第一交流铜排(202a)的折弯部(B)和第二交流铜排(202b)的折弯部(B)相互贴合，且一者的折弯部(B)连接所述输出端子(202c)，另一者的折弯部(B)设有供所述输出端子(202c)穿过的过孔。

7.根据权利要求3-6任一项所述的功率模组，其特征在于，所述模组外壳(100)具有相对设置的两个端板(101)，所述功率模组包括三个驱动板(500)，每个所述驱动板(500)各自负责驱动一个所述单相功率单元(200)，其中，一个所述驱动板(500)连于所述冷却板(301)的顶面并大致平行于所述冷却板(301)的顶面，另两个所述驱动板(500)分别连于所述模组外壳(100)的两个所述端板(101)并贴合所述端板(101)设置。

8.根据权利要求1-6任一项所述的功率模组，其特征在于，所述冷却单元(300)包括进流管道(302)和出流管道(303)，所述进流管道(302)和所述出流管道(303)均连在所述冷却板(301)的第一侧，所述模组外壳(100)具有侧部盖板(102)，所述侧部盖板(102)布置在所述冷却板(301)的第一侧，所述侧部盖板(102)设有管道孔(102c)，所述进流管道(302)和出流管道(303)分别自相应的所述管道孔(102c)穿出。

9.根据权利要求8所述的功率模组，其特征在于，所述侧部盖板(102)包括分体设置的第一板体(102a)和第二板体(102b)，所述第一板体(102a)和所述第二板体(102b)的边缘设有凹槽，所述第一板体(102a)的凹槽和所述第二板体(102b)的凹槽对合形成所述管道孔(102c)。

10.根据权利要求1-6任一项所述的功率模组，其特征在于，所述功率模组包括直流母线单元(400)，所述直流母线单元(400)布置在所述冷却板(301)的第二侧，所述直流母线单元(400)与三个所述单相功率单元(200)的正极(201a)和负极(201b)连接，所述单相功率单元(200)的正极(201a)和负极(201b)之间设有直流侧绝缘纸(600)。

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