逆变器及具有其的车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种逆变器及具有其的车辆。


背景技术：

2.车辆动力系统对电机控制器的成本以及功率密度比要求越来越严苛，汽车电机控制器正朝着高功率密度、低成本、高集成化方向发展，功率组件是逆变器的核心组件，是影响功率密度大小、散热性能以及成本的主要因素。
3.传统的igbt功率模块的封装结构以及高额成本严重制约了逆变器的设计，且针对某一型号的功率模块，功率等级较为固定，不利于功率拓展，结构布置难以实现平台化，因此考虑采用分立功率器件。分立器件具有价格便宜的优点，布置灵活，便于功率拓展等优点，但常规设计将直流母线电容、连接母排、分立器件及其电路板分别设计，集成度相对较低。
4.针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提供一种逆变器及具有其的车辆，以解决逆变器的功率组件集成度较低的技术问题。
6.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种逆变器，包括：直流母线电容，直流母线电容包括电容壳体和电容芯子，电容芯子封装在电容壳体内，电容壳体的至少部分壳壁内设有冷却部以形成冷却壁；分立功率器件，分立功率器件连接在冷却壁的外侧面上；电路板，电路板与电容壳体连接，电容芯子的接线端子穿过电容壳体与电路板电连接，分立功率器件的接线端子与电路板电连接。
7.进一步地，冷却部环绕电容芯子连续布置。
8.进一步地，冷却部为成型在电容壳体的壳壁内的冷却水道，冷却水道具有与外界连通的进水口和出水口。
9.进一步地，电容壳体具有第一安装面，电路板与第一安装面连接，电路板与第一安装面之间设有间隔空间。
10.进一步地，电容壳体的第一安装面上设有安装柱，电路板与安装柱连接。
11.进一步地，电路板为单层板，电路板的导电面背离电容壳体设置，电容芯子和分立功率器件的接线端子均穿过电路板后与导电面电连接。
12.进一步地，电路板上集成有交流端子，交流端子与电路板的导电面电连接。
13.进一步地，电容芯子和分立功率器件的接线端子与电路板的导电面焊接或过盈压接。
14.进一步地，电容壳体采用金属材质制成。
15.根据本实用新型的另一方面，提供了一种车辆，包括逆变器，逆变器为上述的逆变器。
16.应用本实用新型的技术方案，分立功率器件以及电路板与直流母线电容集成设计，通过电容壳壁内的冷却部实现电容芯子和分立功率器件的冷却，一个冷却部实现多个部件的冷却，提高冷却效率，将冷却部集成在电容壳壁内，不占用电容壳体的内部空间，上述部件的集成化设计，使逆变器的整体结构更加紧凑。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
18.图1示出了根据本实用新型的逆变器的实施例的结构示意图；
19.图2示出了本实用新型中直流母线电容与分立功率器件的安装关系示意图；
20.图3示出了本实用新型中直流母线电容的结构示意图；
21.图4示出了本实用新型中电容壳体的结构示意图；
22.图5示出了本实用新型中电容壳体的俯视示意图；
23.图6示出了本实用新型中电路板的结构示意图。
24.其中，上述附图包括以下附图标记：
25.10、直流母线电容；11、电容壳体；12、电容灌封面；13、冷却壁；14、第一安装面；15、第二安装面；16、安装柱；
26.20、分立功率器件；
27.30、电路板；31、u相交流端子；32、v相交流端子；33、w相交流端子；34、第一过孔；35、第二过孔；36、安装孔；
28.40、冷却水道；41、进水口；42、出水口；
29.50、耳板。
具体实施方式
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
31.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
32.需要说明的是，本技术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术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如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。
33.现在，将参照附图更详细地描述根据本技术的示例性实施方式。然而，这些示例性
实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
34.结合图1至图6所示，根据本技术的具体实施例，提供了一种逆变器。
35.如图1所示，逆变器包括：直流母线电容10、分立功率器件20和电路板30，直流母线电容10包括电容壳体11和电容芯子，电容芯子封装在电容壳体11内，电容壳体11的至少部分壳壁内设有冷却部以形成冷却壁13。分立功率器件20连接在冷却壁13的外侧面上，电路板30与电容壳体11连接，电容芯子的接线端子穿过电容壳体11与电路板30电连接，分立功率器件20的接线端子与电路板30电连接。
36.在本技术的实施例中，分立功率器件20以及电路板30与直流母线电容10集成设计，通过电容壳壁内的冷却部实现电容芯子和分立功率器件20的冷却，一个冷却部实现多个部件的冷却，提高冷却效率，将冷却部集成在电容壳壁内，不占用电容壳体11的内部空间，上述部件的集成化设计，使逆变器的整体结构更加紧凑。
37.进一步地，冷却部环绕电容芯子连续布置，以对电容芯子进行包围式冷却，并对设置在直流母线电容10周围的其他部件进行冷却，提高逆变器的整体散热效果。
38.在本技术的一个示范性实施例中，冷却部为成型在电容壳体11的壳壁内的冷却水道40，冷却水道40具有与外界连通的进水口41和出水口42。用冷却水道40作为冷却部，通过调节冷却水的温度，实现温控，操作方便。用冷却水道40作为冷却部，对电容壳壁进行材料去除，无需增设其他散热部件，在达到冷却效果的同时，减轻了逆变器的整体质量。
39.具体地，如图4、图5所示，电容壳体11为矩形结构，冷却水道40环绕电容壳体11的顶部设置，形成一个u形结构，进水口41和出水口42均设置在电容壳体11的底部，将电容壳体11的侧壁作为冷却壁13，该冷却壁13作为电容壳体11的第二安装面15，分立功率器件20连接在第二安装面15上。
40.作为可替代的实施方式，冷却壁13还有可以是连续布置的多个小型散热器或者填充在电容壳壁内的冷却材质。
41.进一步地，电容壳体11具有第一安装面14，电路板30与第一安装面14连接，电路板30与第一安装面14之间设有间隔空间。通过设置间隔空间，阻隔直流母线电容10与电路板30之间的热传递，同时利于直流母线电容10和电路板30分别进行独立散热。
42.需要说明的是，如图3、图4、图5所示，电容壳体11的腔体具有开口，该开口位于电容壳体11的顶部，该开口通过电容灌封面12进行封装。第一安装面14位于电容壳体11的开口侧，且第一安装面14环绕电容灌封面12设置，即电路板30设置在电容壳体11的上方。
43.具体地，电容壳体11的第一安装面14上设有安装柱16，电路板30上开设有安装孔36，电路板30通过安装孔36与安装柱16连接。通过设置安装柱16，使电容壳体11与电路板30之间形成间隔空间，结构简单，且间隔空间的垂直距离可控。
44.其中，电路板30为单层板，电路板30的导电面背离电容壳体11设置，电容芯子和分立功率器件20的接线端子均穿过电路板30后与导电面电连接。具体地，电路板30的导电面背离电容灌封面12设置，电路板30上开设有多个第一过孔34，电容芯子的接线端子依次电
容灌封面12和第一过孔34与导电面进行电连接。电路板30上还开设有多个第二过孔35，分立功率器件20的接线端子穿过第二过孔35与导电面进行电连接。电容芯子和分立功率器件20直接伸出接线端子与电路板30连接，无需额外设置连接铜排。
45.其中，电容芯子和分立功率器件20的接线端子与电路板30的导电面焊接或过盈压接，只要保证与电路板30实现稳定的电连接即可。
46.进一步地，电路板30上集成有交流端子，交流端子与电路板30的导电面电连接。具体的，交流端子分别为u相交流端子31、v相交流端子32和、w相交流端子33，将交流端子设置在电路板30上，通过交流端子直接将交流电可靠输出。
47.进一步地，电容壳体11采用金属材质制成。金属材质利用热传递，提高直流母线电容10的散热效率。
48.进一步地，电容壳体11的底部设有多个耳板50，通过耳板50实现对直流母线电容10的固定。
49.根据本技术的另一具体实施例，提供了一种车辆，包括逆变器，逆变器为上述实施例中的逆变器。
50.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
51.除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。
52.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
53.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种逆变器，其特征在于，包括：直流母线电容(10)，所述直流母线电容(10)包括电容壳体(11)和电容芯子，所述电容芯子封装在所述电容壳体(11)内，所述电容壳体(11)的至少部分壳壁内设有冷却部以形成冷却壁(13)；分立功率器件(20)，所述分立功率器件(20)连接在所述冷却壁(13)的外侧面上；电路板(30)，所述电路板(30)与所述电容壳体(11)连接，所述电容芯子的接线端子穿过所述电容壳体(11)与所述电路板(30)电连接，所述分立功率器件(20)的接线端子与所述电路板(30)电连接。2.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述冷却部环绕所述电容芯子连续布置。3.根据权利要求1或2所述的逆变器，其特征在于，所述冷却部为成型在所述电容壳体(11)的壳壁内的冷却水道(40)，所述冷却水道(40)具有与外界连通的进水口(41)和出水口(42)。4.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述电容壳体(11)具有第一安装面(14)，所述电路板(30)与所述第一安装面(14)连接，所述电路板(30)与所述第一安装面(14)之间设有间隔空间。5.根据权利要求4所述的逆变器，其特征在于，所述电容壳体(11)的所述第一安装面(14)上设有安装柱(16)，所述电路板(30)与所述安装柱(16)连接。6.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述电路板(30)为单层板，所述电路板(30)的导电面背离所述电容壳体(11)设置，所述电容芯子和所述分立功率器件(20)的接线端子均穿过所述电路板(30)后与所述导电面电连接。7.根据权利要求6所述的逆变器，其特征在于，所述电路板(30)上集成有交流端子，所述交流端子与所述电路板(30)的导电面电连接。8.根据权利要求6所述的逆变器，其特征在于，所述电容芯子和所述分立功率器件(20)的接线端子与所述电路板(30)的所述导电面焊接或过盈压接。9.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述电容壳体(11)采用金属材质制成。10.一种车辆，包括逆变器，其特征在于，所述逆变器为权利要求1-9中任一项所述的逆变器。

技术总结
本实用新型提供了一种逆变器及具有其的车辆，逆变器包括：直流母线电容，直流母线电容包括电容壳体和电容芯子，电容芯子封装在电容壳体内，电容壳体的至少部分壳壁内设有冷却部以形成冷却壁；分立功率器件，分立功率器件连接在冷却壁的外侧面上；电路板，电路板与电容壳体连接，电容芯子的接线端子穿过电容壳体与电路板电连接，分立功率器件的接线端子与电路板电连接。分立功率器件以及电路板与直流母线电容集成设计，通过电容壳壁内的冷却部实现电容芯子和分立功率器件的冷却，一个冷却部实现多个部件的冷却，提高冷却效率，将冷却部集成在电容壳壁内，不占用电容壳体的内部空间，上述部件的集成化设计，使逆变器的整体结构更加紧凑。紧凑。紧凑。


技术研发人员：刘金锋 苍衍 王斯博 靖旭 张颖 朱占山
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/9/3