供電裝置的製作方法
2024-03-02 06:22:15
本公開涉及電動車輛和用於電動車輛的供電裝置。
背景技術：
電動車輛和混合動力車輛可包括電力模塊，所述電力模塊被配置為將來自牽引電池的直流(DC)電力轉換為交流(AC)電力，以向被配置為推進車輛的馬達供應交流電力。
技術實現要素：
一種車輛包括電機、電力模塊和電容器。電力模塊包括逆變電路並被配置為將電力輸送到電機。電容器被布置為吸收由電力模塊產生的紋波電流。逆變電路和電容器由整體非金屬絕緣材料包覆成型並被其封裝。
一種供電裝置包括電力模塊和電容器。電力模塊包括逆變電路並被配置為將電力輸送到電機。電容器被設置為鄰近於所述電力模塊並被布置為限制逆變電路輸入處由於紋波電流導致的電壓變化。逆變電路和電容器由在電力模塊和電容器之間提供電壓隔離的整體非金屬殼體包圍。
一種供電裝置包括逆變器、連接到電容器總線的多個電容單元、冷卻歧管和主總線。所述逆變器被配置為將電力輸送到電機。電容單元被布置為吸收由逆變器產生的紋波電流。冷卻歧管鄰近於逆變器和電容器總線。主總線將電容器總線連接到逆變器。逆變器、電容單元以及冷卻歧管由整體絕緣環氧樹脂包覆成型並被整體絕緣環氧樹脂封裝。整體絕緣環氧樹脂在逆變器和電容器之間提供電壓隔離。
根據本發明，提供一種供電裝置，包括：電力模塊，包括逆變電路並且被配置為將電力輸送至電機；電容器，被設置為鄰近於電力模塊並且被配置為限制在逆變電路的輸入處由於紋波電流導致的電壓變化，其中，所述逆變電路和所述電容器由在電力模塊和電容器之間提供電壓隔離的整體非金屬殼體包圍。
根據本發明的一個實施例，所述供電裝置還包括冷卻歧管，所述冷卻歧管由整體非金屬殼體包圍。
根據本發明的一個實施例，所述電容器包括被連接到逆變電路的多個電容單元。
根據本發明的一個實施例，所述供電裝置還包括電容器總線，所述電容器總線由整體非金屬殼體包圍，並且被配置為連接逆變電路和所述多個電容單元。
根據本發明的一個實施例，所述冷卻歧管被設置為鄰近於逆變電路和電容器總線。
根據本發明的一個實施例，所述多個電容單元包括第一單元組和第二單元組，並且其中所述冷卻歧管被設置在第一單元組和第二單元組之間。
根據本發明的一個實施例，所述電力模塊包括連接器，所述連接器從所述整體非金屬殼體延伸並且被配置為將逆變電路連接至柵極驅動板。
根據本發明的一個實施例，所述電力模塊包括連接器，所述連接器從所述整體非金屬殼體延伸並且被構造為將逆變電路連接至電機。
根據本發明的一個實施例，所述供電裝置還包括被配置為將逆變電路和電容器總線連接至電池的主總線。
根據本發明的一個實施例，所述主總線的一部分由所述整體非金屬殼體包圍。
根據本發明的一個實施例，所述電力模塊是逆變器。
根據本發明，提供一種供電裝置，包括：逆變器，被配置為將電力輸送到電機；多個電容單元，連接到電容器總線並且被布置為吸收由逆變器產生的紋波電流；冷卻歧管，鄰近於逆變器和電容器總線；主總線，將電容器總線連接到逆變器，其中，逆變器、電容單元和冷卻歧管是由在逆變器和電容器之間提供電壓隔離的整體絕緣環氧樹脂包覆成型並被其封裝。
附圖說明
圖1是示出了連接到電源和負載的供電裝置的電路圖；
圖2是供電裝置的等軸測主視圖；
圖3是在供電裝置的等軸測後視圖；
圖4是沿圖3中的線4-4剖開的供電裝置的剖視圖；以及
圖5是沿圖3中的線5-5剖開的供電裝置的剖視圖。
具體實施方式
在此描述本公開的實施例。然而，應理解公開的實施例僅為示例，其它實施例可以採用各種和替代的形式。附圖無需按比例繪製；可誇大或最小化一些特徵以顯示特定部件的細節。因此，在此所公開的具體結構和功能細節不應解釋為限定，而僅為用於教導本領域技術人員以多種形式利用本發明的代表性基礎。如本領域內的普通技術人員將理解的，參考任一附圖示出和描述的各個特徵可與一個或更多個其它附圖中示出的特徵組合以產生未明確示出或描述的實施例。示出的特徵的組合為典型應用提供代表性實施例。然而，與本公開的教導一致的特徵的各種組合和變型可以期望用於特定應用或實施方式。
參照圖1，示出了被連接到電源12和負載14的供電裝置10的電路圖。供電裝置10可用於車輛11(比如電動車輛或混合動力車輛)的電驅動系統中。電源12可被連接到供電裝置10以驅動負載14。在一些情況(包括電動車輛或混合動力車輛的情況)下，電源12可以是電池(比如牽引電池)，而負載14可以是電機(比如電動馬達或電動馬達/發電機)。電源12還可包括被連接到電壓轉換器的高壓電池。供電裝置10可包括電力模塊(power module)16。電力模塊16可被配置為將電力輸送至負載14。此外，電力模塊16可以是逆變器。
電力模塊16可包括逆變電路。逆變電路可包括開關單元18。開關單元18可各自包括與二極體22反並聯的電晶體20(諸如絕緣柵雙極電晶體(IGBT))。開關單元18可被配置為向負載14提供交流電流。電力模塊16還可被配置為將直流電流轉換為交流電流。供電裝置10可包括鏈式電容器(linking capacitor)24。鏈式電容器24可被設置在電源12和電力模塊16之間。鏈式電容器24可被配置為吸收在電力模塊16或電源12處產生的紋波電流並穩定直流鏈(DC-link)電壓Vo，以用於電力模塊16的控制。換句話說，鏈式電容器24可被布置為限制逆變電路的輸入處的電壓變化，所述電壓變化是由於電力模塊16或可包括電源12的電池(比如牽引電池)中的逆變電路所產生的紋波電流而導致的。
本公開不應被解釋為限於在圖1中的電路圖，而應包括供電裝置，所述供電裝置包括其他類型的電力模塊、逆變器、電容器或它們的組合。例如，電力模塊16可以是包括任何數量的開關單元並且不限於圖1所示的多個開關單元的逆變器。或者，鏈式電容器24可被配置為將一個或多個逆變器連接到電源。
參照圖2至圖4，示出了供電裝置10。鏈式電容器24被示為連接到被配置為將電力輸送至負載(電機)14的電力模塊16。電力模塊16和鏈式電容器24均可由在電力模塊16和鏈式電容器24之間提供電壓隔離的整體(monolithic，或稱為「單塊」)非金屬絕緣材料(或殼體)26包覆成型(over mold，包覆成型是將固體部件插入模具中並注入液體塑料，當塑料固化後圍繞固體部件的外部形成塑料層的工藝)並被其封裝。更具體地，電力模塊16的逆變電路和鏈式電容器24均可由整體非金屬絕緣材料26包覆成型並被其封裝，以在電力模塊16和鏈式電容器24之間提供電壓隔離。
整體非金屬絕緣材料26可包括非導電的環氧樹脂、樹脂、塑料或能夠對電力模塊16和鏈式電容器24包覆成型並封裝為單個封裝或組件的其它材料，使得在電力模塊16和鏈式電容器24之間提供電壓隔離。整體非金屬絕緣材料可以是整體式固體單件。整體非金屬絕緣材料可形成這樣的固體單件，所述固體單件圍繞電力模塊16和鏈式電容器24二者並且填充可能存在於電力模塊16和鏈式電容器24之間的任何空隙。整體非金屬絕緣材料26還可在電力模塊16和鏈式電容器24之間提供熱絕緣。
供電裝置10還可包括冷卻歧管28。冷卻歧管28也可由整體非金屬絕緣材料26包覆成型並被其封裝。冷卻歧管28可由整體非金屬絕緣材料26包覆成型並被其封裝，使得冷卻歧管28被設置為鄰近於電力模塊16和/或電力模塊16的逆變電路。冷卻歧管可被構造為除去來自電力模塊16和/或電力模塊16的逆變電路的餘熱。冷卻歧管28可包括埠30，所述埠30被用作通過冷卻歧管28循環的冷卻流體的入口和出口。冷卻歧管28也可由整體非金屬絕緣材料26包覆成型並被其封裝，使得冷卻歧管28被設置為鄰近於鏈式電容器24。冷卻歧管28還可被構造為除了除去來自電力模塊16的熱外，還除去來自鏈式電容器24的餘熱。
鏈式電容器24可包括被連接到電容器總線34的多個電容單元32。電容器總線34可包括正極連接36和負極連接38。電容器總線34的正極連接36和負極連接38可包括匯流條或板，所述匯流條或板包括正極端子40和負極端子42。電容單元32和/或電容器總線34也可由整體非金屬絕緣材料26包覆成型並被其封裝。
冷卻歧管28也可由整體非金屬絕緣材料26包覆成型並被其封裝，使得冷卻歧管28被設置為鄰近於電容單元32和/或電容器總線34。冷卻歧管28還可被構造為除去來自電容單元32和/或電容器總線34的餘熱。
多個電容單元32可包括第一單元組44和第二單元組46。第一單元組44和第二單元組46也可由整體非金屬絕緣材料26包覆成型並被其封裝。冷卻歧管28可由整體非金屬絕緣材料26包覆成型並被其封裝，使得冷卻歧管28被設置為鄰近於第一單元組44和第二單元組46或位於第一單元組44和第二單元組46之間。冷卻歧管還可被構造為除去來自第一單元組44和第二單元組46的餘熱。
電力模塊16可包括從整體非金屬絕緣材料26伸出或延伸的連接器48。連接器48被配置為將電力模塊16和電力模塊16的逆變電路連接至控制器50。控制器50可以是柵極驅動板，所述柵極驅動板被配置為當將電力輸送至負載14時，操作電力模塊(或逆變器)16的開關單元18的電晶體20，所述操作可包括將直流電流轉換為交流電流。
電力模塊16還可包括被配置為將電力模塊16和電力模塊16的逆變電路連接至負載14的連接器52。連接器52也可從整體非金屬絕緣材料26伸出。
鏈式電容器24(可以是多個電容單元32)可通過主總線54被連接到電力模塊16。主總線54可包括正極連接56和負極連接58。主總線54的正極連接56和負極連接58可包括匯流條或板，所述匯流條或板包括正極端子60和負極端子62。
如果鏈式電容器24包括多個電容單元32，那麼所述多個電容單元可經由電容器總線34連接到主總線54。此外，所述多個電容單元32可經由電容器總線34的正極端子40和負極端子42被連接到主總線54。電容器總線34的正極端子40可被連接到主總線54的正極連接56。電容器總線34的負極端子42可被連接到主總線54的負極連接58。
電力模塊16可包括被構造為將電力模塊16連接到主總線54的連接器64。連接器64可包括正極端子和負極端子。連接器64的正極端子可被連接到主總線54的正極連接。連接器64的負極端子可被連接到主總線54的負極連接58。主總線54可被配置為將電力模塊16(或電力模塊的逆變電路)和鏈式電容器24連接至電源12。主總線54或主總線54的一部分也可由整體非金屬絕緣材料26包覆成型並被其封裝。可替代地，電力模塊16的連接器64和鏈式電容器24(或電容器總線34)可被直接連接到電源12。
說明書中使用的詞語是描述性詞語而非限制性詞語，而且應該理解，在不脫離本公開的精神和範圍的情況下能夠進行各種變化。如前所述，各個實施例的特徵可組合以形成本發明可能沒有明確描述或說明的進一步的實施例。雖然各個實施例可能已被描述為提供優點或者在一個或更多個期望特性方面優於其它實施例或現有技術實施方式，但是本領域的普通技術人員認識到，根據具體應用和實施方式，一個或更多個特點或特性可被折衷以實現期望的總體系統屬性。這樣，在此討論的被描述為在一個或更多個特性方面不如其它實施例或現有技術實施方式合意的實施例不在本公開的範圍之外，且可期望用於特定應用。