[发明专利]一种轨道交通用水冷散热功率模块

说明书

本发明公布了一种轨道交通用水冷散热功率模块，包括水冷板和分列所述水冷板两侧的两个逆变单元，所述逆变单元包括IGBT功率单元、复合母排、安装板、IGBT驱动板、光纤连接器；在所述IGBT功率单元的底面涂导热硅脂后安装于所述水冷板的表面上，所述IGBT功率单元与所述复合母排连接，所述安装板直接固定在水冷板的表面并起支撑作用，在安装板上安装有所述IGBT驱动板；所述光纤连接器安装在安装板上且光纤连接器采用多芯光电集成的连接器。该轨道交通用水冷散热功率模块具有轻量化、集成化的特点，可实现两个或者多个逆变单元集成在一个功率模块上，并具有较高的散热效率。

技术领域

本发明属于轨道交通系统散热技术领域，尤其涉及一种水冷式散热模块。

背景技术

永磁同步牵引传动系统在轨道交通车辆上逐渐开始得到应用，但永磁同步电机的控制一般只能采用轴控，即一个逆变单元只能控制一台永磁同步电机，这也导致了永磁同步牵引传动系统相比与异步电机牵引传动系统需要更多的逆变单元，造成永磁同步牵引传动系统重量和体积的增加。

传统的强迫风冷功率模块或者自然冷却功率模块只能利用散热器的一面进行功率器件布置，体积大而且笨重，如果永磁同步牵引系统采用强迫风冷或者自然冷却的功率模块，必将导致功率模块数量增加，系统的体积和重量也会大大增加。同时，由于逆变单元的增加，功率模块的整体散热功率也会增加，导致系统设计的难度的增加。

因此提供一种轻量化、集成化并且具有较高散热效率的的功率模块对于永磁同步牵引系统具有重大的意义，也是永磁牵引系统设计的关键和难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道交通用水冷散热功率模块，该轨道交通用水冷散热功率模块具有轻量化、集成化的特点，可实现两个或者多个逆变单元集成在一个功率模块上，并具有较高的散热效率，可有效解决多个逆变单元功率器件的散热难题。

本发明的技术方案如下：

一种轨道交通用水冷散热功率模块，包括水冷板和分列所述水冷板两侧的两个逆变单元，所述逆变单元包括IGBT功率单元、复合母排、安装板、IGBT驱动板、光纤连接器；在所述IGBT功率单元的底面涂导热硅脂后安装于所述水冷板的表面上，所述IGBT功率单元与所述复合母排连接，所述安装板直接固定在水冷板的表面并起支撑作用，在安装板上安装有所述IGBT驱动板；所述光纤连接器安装在安装板上且光纤连接器采用多芯光电集成的连接器。

优选地，还包括驱动保护板，所述驱动保护板安装在安装板上以对所述IGBT驱动板起保护作用。

优选地，功率模块的主电路对外输出接口通过一块低感复合母排实现，每块母排的前端通过相应的两个接口与支撑电容的DC+和DC-连接，每块母排的后端通过相应的四个接口实现相应电机UVW以及OVT的对外输出。

优选地，所述水冷板采用双面布置，水冷板的进出水口均连接有快速插头，且在出水口处的所述快速插头带有泄压阀。

优选地，所述水冷板的每一面上均安装有4个所述IGBT功率单元以及每个逆变单元的固定负载电阻。

优选地，所述IGBT功率单元与电源正负以及电机输出的连接采用低感复合母排连接。

优选地，每一个逆变单元包含若干个相同的驱动板，所有驱动板均单独通过导电柱集成在同一块驱动转接板上，所有驱动板的驱动信号由转接板上与驱动板数量一致的若干连接器对外输出。整个轨道交通用水冷散热功率模块集成后采用抽屉式结构安装在轨道车辆下方。

本发明的有益效果：本发明采用水冷功率模块实现了两个逆变单元集成在一个功率模块，并且水冷功率模块相比于传统功率模块重量减少至少30％，而散热效率提高至少20％。水冷功率模块采用抽屉式设计，系统采用低感母排进行连接，同时不集成支撑电容，并且采用快速插头以及光纤连接器等，使得维修维护极其方便。