[发明专利]三相逆变器

说明书

公开了一种三相逆变器。该逆变器包括冷却装置，该冷却装置具有主体和在该主体内部的冷却剂路径，该主体进一步包括：至少三个侧壁、第一侧表面、与该第一侧表面相对的第二侧表面、由这三个侧壁限定的中空部分、设置在该第一侧表面上的入口和设置在该第二侧表面上的出口，其中，该冷却剂路径连通该入口和该出口；设置在所述中空部分中的电容器；以及针对各相提供的三个功率模块，每个功率模块包括接触这些侧壁的晶体管对，这些晶体管对构成串联的上臂电路和下臂电路。该设计使得该逆变器变得更加紧凑。

技术领域

本发明涉及一种逆变器，尤其是使用高开关速度半导体器件的三相逆变器。

背景技术

常规地，逆变器的冷却系统1为板形，功率芯片2(诸如SiC器件)平行地固定在板的表面上(在图1中，示出了三相应用，31、32、33分别表示U相、V相和W相)。冷却剂通过入口11流入冷却系统，并且通过出口12流出冷却系统。参考图2和图3，使用了两个常规的蛇形冷却管，并且入口1和出口2设置在冷却系统的同一侧，并且功率芯片沿这些蛇形冷却管设置(在图2和图3中，冷却剂流如箭头所示)，因此，由功率芯片产生的热量通过冷却剂流3耗散。然而，由于冷却剂本身的温度在热交换过程期间升高，因此出口附近的温度高于入口附近的温度，这会导致温度不平衡。随着平行布置的功率芯片的数量增加，温度分布变得更加不均匀。一般来说，EV(电动车辆)将需要更大的电流并且使用多得多的SiC器件，如果这些SiC器件仍然平行布置，则会由于温度不平衡而产生不平衡的电流，这可能会导致一些SiC器件甚至被破坏。

另外，完全或部分由电动马达驱动的商用车辆(客车和卡车)变得越来越流行。商用车辆需要大电流。因此，需要针对每一相并联耦合更多个功率芯片(多于10个)。在这种情况下，对于平行布置，逆变器需要更多的安装空间。

发明内容

本发明的一方面提供了三相逆变器。该逆变器包括冷却装置，该冷却装置具有主体和在该主体内部的冷却剂路径，该主体进一步包括：至少三个侧壁、第一侧表面、与该第一侧表面相对的第二侧表面、由这三个侧壁限定的中空部分、设置在该第一侧表面上的入口和设置在该第二侧表面上的出口，其中，该冷却剂路径连通该入口和该出口；设置在所述中空部分中的电容器；以及针对各相提供的三个功率模块，每个功率模块包括接触这些侧壁的晶体管对，这些晶体管对构成串联的上臂电路和下臂电路。该设计使得该逆变器变得更加紧凑，这对于缩小EV的电子器件的尺寸是有利的。

附图说明

图1展示了三相应用中的平行功率芯片布置。

图2展示了传统的冷却剂流。

图3展示了另一传统的冷却剂流。

图4展示了根据本发明的一个实施例的逆变器的第一透视图。

图5展示了图4的前视图。

图6展示了图4的后视图。

图7展示了根据本发明的一个实施例的逆变器的第二透视图。

图8展示了根据本发明的一个实施例的逆变器的第三透视图。

图9展示了冷却装置中的冷却剂流。

图10展示了根据本发明的另一实施例的逆变器的透视图。

具体实施方式

参考图4至图9，详细公开了根据本发明的一个实施例的三相逆变器。逆变器包括冷却装置，该冷却装置具有主体10和在主体10内部的冷却剂路径。主体是由铝制成的中空三棱柱，并且包括三个侧壁11、12和13，第一侧表面21以及与第一侧表面21相对的第二侧表面22。中空部分101由三个侧壁11、12和13限定。中空部分101提供用于容纳电容器4的空间。冷却装置进一步包括入口31和出口32，入口和出口均与冷却剂路径连通。入口31被设置在第一侧表面21上，并且出口32被设置在第二侧表面22上。入口31低于出口32(在图9中以虚线示出)，因此整个侧壁均受冷却剂的影响。