[发明专利]车用电力变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及新能源汽车驱动技术领域，具体涉及一种车用电力变换装置。

背景技术

新能源汽车(包括混合动力汽车和纯电动汽车)因不同的设计考虑对其功率变换装置的要求不一致。针对采用低电池电压，高电机电压的新能源汽车，在电机驱动器前级的直流部分需设置升压变换器，将较低的电池电压升压至足够驱动电机的高压直流电。针对采用双驱动电机或双绕组电机的新能源汽车通常需要两个电机控制器，以驱动不同电机或绕组。针对安装有大功率电机的新能源汽车，通常采用驱动器并联的方式以增加其输出功率。对于上述需要两个变换器/驱动器的应用，采用单独的变换装置或单面集成布置的方式不利于减小体积和提升功率密度。

技术领域

为了满足新能源汽车电机控制器和电压变换器高功率密度、低制造成本的要求，本发明提供了一种车用电力变换装置。

本发明的技术方案是：

所述电力变换装置包含两套功率变换单元，所述两套功率变换单元分别布置在液冷散热器两侧，共用一个液冷散热器；所述每套功率变换单元配置为将直流电流转换为交流电流的直流-交流功率单元、将直流电进行升压或降压变换的直流-直流功率单元和将交流电流转换为直流电流的交流-直流功率单元中的任意一种。

每套所述功率变换单元均包含电容元件、功率半导体元件和驱动电路板，功率半导体元件安装在液冷散热器侧面，驱动电路板连接功率半导体元件，功率半导体元件连接电容元件。

所述的功率半导体元件采用Si材料或SiC材料的IGBT管和MOSFET管。

两套所述功率变换单元的组合配置为一台将直流电流转换为交流电流的直流-交流变换单元和一台将直流电进行升压或降压变换的直流-直流变换单元的串联组合，或配置为两台将直流电流转换为交流电流的直流-交流变换单元的并联组合或者端接组合。

所述液冷散热器中设有用于冷却功率半导体元件的水道，水道中间设置可拆卸薄板，可拆卸薄板置于两个功率变换单元的两个功率半导体元件散热结构之间，将冷却液水道分成上、下两部分，上、下两部分相通，其中一个部分作为水流入口，另一个部分作为水流出口。

所述液冷散热器两侧分别安装有密封外壳，两个密封外壳的内部分别作为电力变换装置的两个腔室，使得所述两套功率变换单元分别布置于两个腔室中。

所述电力变换装置包括电气功率接口，电气功率接口连接两套功率变换单元，所述电气功率接口为至少一组直流端子和至少一组交流端子。

当两套功率变换单元的组合配置为一套直流-直流变换单元和一套直流-交流变换单元的组合时，电气功率接口配置为一组直流端子和一组交流端子；当两套功率变换单元的组合配置为两套直流-交流变换单元的组合时，电气功率接口配置为一组直流端子和一组交流端子，或者一组直流端子和两组交流端子。

所述功率变换单元连接若干功率母排，功率母排用于连接或断开两套功率变换单元的直流端或交流端与电气功率接口的直流端子或交流端子之间。功率母排分为直流母排和交流母排，直流母排用于连接或断开功率变换单元的直流端与直流端子，交流母排用于连接或断开功率变换单元的交流端与交流端子。直流端子和交流端子用于外部连接电池和电机绕组。

作为一种实施方式，当两套功率变换单元的组合配置为一套直流-交流变换单元和一套直流-直流变换单元的组合时，一对直流母排连接直流端子和直流-直流变换单元的输入端之间，另一对直流母排连接直流-直流变换单元的输出端和直流-交流变换单元的直流端之间，一组交流母排连接直流-交流变换单元的交流端和交流端子之间。

作为另一种实施方式，当两套功率变换单元的组合配置为两套直流-交流变换单元的组合时，一对直流母排连接直流端子和两个直流-交流变换单元的直流端之间，一组或两组交流母排分别连接两组直流-交流变换单元的交流端和交流端子之间。

所述液冷散热器上设置有穿通结构，位于不同腔室的功率母排穿设过穿通结构后互相连接。

所述两套功率变换单元共用一个电容元件或者各自使用一个电容元件：

共用一个电容元件的情况：两套功率变换单元公共的直流端共同连接到同一个电容元件；并且所述液冷散热器上布置有穿通结构，穿通结构用于安装和放置共用的电容元件；

各自使用一个电容元件的情况：两套功率变换单元的直流端分别连接到各自的一个电容元件，两个电容元件分别布置在液冷散热器，两个电容元件之间液冷散热器中设置水道，以辅助电容散热。