CN221009294U - 一种叠层铜排连接的功率组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种叠层铜排连接的功率组件，包括上端开口的壳体、薄膜电容，薄膜电容设置于壳体的开口内；壳体外侧面设置有功率模块，壳体的开口的两端设置有与功率模块电连接的多个DC端子组、多个AC端子；任一DC端子组内包括以一DC铜排连接的DC正极端子、DC负极端子，具有相同电流相位的多个AC端子以一AC铜排连接；多个AC铜排与多个DC铜排平行于壳体的开口，且多个AC铜排位于多个DC铜排的上方，使多个AC铜排与所多个DC铜排于射影方向上部分重合。采用上述技术方案后，能够实现AC铜排与DC铜排的叠层平铺，降低折弯路径设计成本，减小功率组件所需的安装空间。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车电机控制器技术领域，尤其涉及一种叠层铜排连接的功率组件。
背景技术
电机控制器是实现电池的直流电供电与电机的交流电用电变换、实现电机的驱动运行的关键部件，属于电动汽车的核心功率部件，它必须能够持续可靠的运行。
目前的电动汽车开发，不断的对动力总成系统提出更紧凑的布局，更轻的质量，更好动态性能。电机控制器作为动力总成的重要组成部分，布置边界及布线方式等限制较多，还提出重量小，功率大，可靠性好，散热好等越来越严苛的要求。
电机控制器主要包括电容，功率模块，高压连接铜排及其他诸多部件。该主要零件集成度不高，冷却效果差等多种因素，导致控制器体积大，重量重，内部温高等缺陷。使得控制器在平台化产品设计面临诸多挑战，并且影响到电动汽车动力总成及整车的性能。
电机控制器和电机之间的三相高压连接，其AC交流侧的UVW三相是结合在一起的，为了便于整车接口的布置，双电控三相需要导向同侧。现有的设计通常使用铜排来解决AC端子两侧交错汇总导向一侧的问题，这种设计通过螺钉连接，空间利用率低，铜排刚度差，铜排转接考虑结构避让路径较长，故铜排用量较大，材料利用率低。
实用新型内容
为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种叠层铜排连接的功率组件。
本实用新型公开了一种叠层铜排连接的功率组件，包括上端开口的壳体、薄膜电容，所述薄膜电容设置于所述壳体的开口内；
所述壳体外侧面设置有功率模块，所述壳体的开口的两端设置有与所述功率模块电连接的多个DC端子组、多个AC端子；
任一所述DC端子组内包括以一DC铜排连接的DC正极端子、DC负极端子，具有相同电流相位的所述多个AC端子以一AC铜排连接；
所述多个AC铜排与所述多个DC铜排平行于所述壳体的开口，且所述多个AC铜排位于所述多个DC铜排的上方，使所述多个AC铜排与所述多个DC铜排于射影方向上部分重合。
优选地，具有相同电流相位的所述多个AC端子与所述AC铜排之间为激光焊接；
任一所述DC端子组内的所述DC正极端子与所述DC铜排之间为激光焊接，所述DC负极端子与所述DC铜排之间为激光焊接。
优选地，还包括由绝缘材料组成的固定件，所述固定件的两端与所述壳体固定连接；
所述固定件内具有多个贯通的空腔，任一所述AC铜排穿设于任一所述空腔内，使所述固定件支撑所述多个AC铜排。
优选地，还包括电流传感器，所述电流传感器设置于所述壳体的开口的一端；
所述电流传感器上设置有多个测量端子，所述多个测量端子分别与所述多个AC铜排接触，用于测量任一所述AC铜排中通过的交流电流。
优选地，所述固定件设置于所述电流传感器的上方，所述固定件的两端分别穿过所述电流传感器与所述壳体固定连接。
优选地，所述固定件上开设有多个散热孔。
优选地，所述壳体于所述多个DC铜排与所述多个AC铜排之间设置有绝缘层。
优选地，所述壳体于所述功率模块的外侧设置有水道部件，以对所述功率模块进行散热。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
符合电机控制器的高功率密度需求和发展趋势，替代了螺栓和螺母连接的形式，解决了传统螺栓连接形式的螺栓规格多，不易管控且应用效率低的问题，避免螺栓长期耐久振动后松动导致的电气连接失效风险问题。通过平铺铜排直接横跨功率组件两端连接电流相位相同的AC端子，减少折弯路径设计，使AC铜排与DC铜排实现扁平化叠层，材料利用率高，空间利用率高。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种功率组件的结构示意图；
图2为本实用新型提供的一种功率组件中AC铜排与固定件的结构示意图；
图3为本实用新型提供的一种功率组件的结构示意图。
附图标记：1-壳体，2-薄膜电容，3-DC端子组，4-AC端子，5-DC铜排，6-AC铜排，7-固定件，71-空腔，8-电流传感器，81-测量端子，9-绝缘层，10-水道部件。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。
在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本实用新型的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
如图1～图3所示，本实用新型公开了一种叠层铜排连接的功率组件，包括上端开口的壳体1、薄膜电容2，薄膜电容2设置于所述壳体1的开口内；
壳体1外侧面设置有功率模块，壳体1的开口的两端设置有与功率模块电连接的多个DC端子组3、多个AC端子4；
任一DC端子组3内包括以一DC铜排5连接的DC正极端子、DC负极端子，具有相同电流相位的多个AC端子4以一AC铜排6连接；
多个AC铜排6与多个DC铜排5平行于所述壳体1的开口，且多个AC铜排6位于多个DC铜排5的上方，使多个AC铜排6与所述多个DC铜排5于射影方向上部分重合。
通过本实用新型中的AC铜排直接横跨功率组件两端连接电流相位相同的AC端子，能够减少折弯路径设计，并且形成AC铜排6与DC铜排5的扁平化叠层，提升了功率组件内的空间利用率。
功率组件可以理解为集成有薄膜电容2与功率模块的一种集成组件。功率模块通常采用IGBT模块，IGBT(英文全名Insulated Gate Bipolar Transistor)是指绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)、以及MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的特点。功率模块也可以是其他与之实现相同功能的电气元件构成的模块或电路。
本实用新型的功率组件集成有直流和交流两种导通功能，直流母排即DC铜排5与薄膜电容2连接，交流母排即AC铜排6与功率模块(通常选用IGBT模块，但不限于此，也可以是SiC的Mosfet)的交流侧连接，由电池而来的直流电经过DC铜排5总成依次流经薄膜电容2、IGBT模块的交流侧，经过IGBT模块实现直流电至交流电的逆变，通过IGBT模块的交流侧与AC铜排6相连进而向电机输出三相交流电。
优选地，具有相同电流相位的多个AC端子4与AC铜排6之间为激光焊接；
任一DC端子组3内的DC正极端子与DC铜排5之间为激光焊接，DC负极端子与所述DC铜排5之间为激光焊接。
采用激光焊接实现连接，能够实现非接触式连接组装，无需采用螺栓对铜排与各端子进行固定，使AC铜排6与DC铜排5形成叠层设计，减小功率组件安装空间。并且形成了材料之间的共价键，连接更加可靠且无接触电阻，降低了功率装系统的杂散电感。
如图2所示，优选地，还包括由绝缘材料组成的固定件7，固定件7的两端与壳体1固定连接；
固定件7内具有多个贯通的空腔71，任一AC铜排6穿设于任一空腔71内，使固定件7支撑多个AC铜排6。
如图1、图3所示，优选地，还包括电流传感器8，电流传感器8设置于壳体1的开口的一端；
电流传感器8上设置有多个测量端子81，多个测量端子81分别与多个AC铜排6接触，用于测量任一AC铜排6中通过的交流电流，以监测功率组件输出的交流电流的大小，及时获取功率组件的工作状态。
如图1所示，优选地，固定件7设置于电流传感器8的上方，固定件7的两端分别穿过电流传感器8与壳体1固定连接，使固定件7、固定件7内穿设的AC铜排6与电流传感器8均固定于壳体1上，提高功率组件的元件稳定。
如图1～2所示，优选地，固定件7上开设有多个散热孔。散热孔一方面用于散热，另一方面也可以作为开窗，方便观察固定件7下的零件。
如图1所示，优选地，壳体于所述多个DC铜排与所述多个AC铜排之间设置有绝缘层9，以避免不同铜排之间的功能干扰。
如图1、图3所示，优选地，壳体1于功率模块的外侧设置有水道部件10，以对功率模块进行散热。功率组件具有水冷功能，具体通过壳体1外侧的水道部件10来实现水冷。壳体1的两个侧面都可以设有水道部件10，从而实现双面水冷。为了便于安装，水道部件10与壳体1为可拆连接。
应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种叠层铜排连接的功率组件，其特征在于，包括上端开口的壳体、薄膜电容，所述薄膜电容设置于所述壳体的开口内；
所述壳体外侧面设置有功率模块，所述壳体的开口的两端设置有与所述功率模块电连接的多个DC端子组、多个AC端子；
任一所述DC端子组内包括以一DC铜排连接的DC正极端子、DC负极端子，具有相同电流相位的所述多个AC端子以一AC铜排连接；
所述多个AC铜排与所述多个DC铜排平行于所述壳体的开口，且所述多个AC铜排位于所述多个DC铜排的上方，使所述多个AC铜排与所述多个DC铜排于射影方向上部分重合。
2.根据权利要求1所述的功率组件，其特征在于，
具有相同电流相位的所述多个AC端子与所述AC铜排之间为激光焊接；
任一所述DC端子组内的所述DC正极端子与所述DC铜排之间为激光焊接，所述DC负极端子与所述DC铜排之间为激光焊接。
3.根据权利要求1所述的功率组件，其特征在于，
还包括由绝缘材料组成的固定件，所述固定件的两端与所述壳体固定连接；
所述固定件内具有多个贯通的空腔，任一所述AC铜排穿设于任一所述空腔内，使所述固定件支撑所述多个AC铜排。
4.根据权利要求3所述的功率组件，其特征在于，
还包括电流传感器，所述电流传感器设置于所述壳体的开口的一端；
所述电流传感器上设置有多个测量端子，所述多个测量端子分别与所述多个AC铜排接触，用于测量任一所述AC铜排中通过的交流电流。
5.根据权利要求4所述的功率组件，其特征在于，
所述固定件设置于所述电流传感器的上方，所述固定件的两端分别穿过所述电流传感器与所述壳体固定连接。
6.根据权利要求4所述的功率组件，其特征在于，
所述固定件上开设有多个散热孔。
7.根据权利要求1所述的功率组件，其特征在于，
所述壳体于所述多个DC铜排与所述多个AC铜排之间设置有绝缘层。
8.根据权利要求1所述的功率组件，其特征在于，
所述壳体于所述功率模块的外侧设置有水道部件，以对所述功率模块进行散热。
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