電源模塊總成和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種電源模塊總成和方法。電源逆變器包括多個(gè)電源模塊，每個(gè)電源模塊具有限定空腔的框架和設(shè)置在空腔內(nèi)的功率級(jí)。每個(gè)框架具有一對(duì)接合面?？蚣懿贾贸啥咽沟帽舜肃徑慕雍厦驵徑?。多個(gè)密封件與電源模塊交錯(cuò)，使得每個(gè)密封件設(shè)置在框架的彼此鄰接的接合面之間。
【專利說(shuō)明】
電源模塊總成和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本公開(kāi)涉及用于自動(dòng)車(chē)輛的電源模塊總成。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如電池電動(dòng)車(chē)輛(BEV)、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛(PHEV)和全混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛(FHEV)的車(chē)輛包含牽引電池總成作為一個(gè)或更多個(gè)電機(jī)的能量源。牽引電池包括協(xié)助管理車(chē)輛性能和操作的組件和系統(tǒng)。電源逆變器被電連接在電池和電機(jī)之間以將來(lái)自電池的直流電轉(zhuǎn)換為與電機(jī)兼容的交流電。電源逆變器還可以充當(dāng)整流器以將來(lái)自電機(jī)的交流電轉(zhuǎn)換為與電池兼容的直流電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種電源逆變器包括多個(gè)電源模塊，每個(gè)電源模塊具有限定空腔的框架和設(shè)置在空腔內(nèi)的功率級(jí)。每個(gè)框架具有一對(duì)接合面?？蚣鼙徊贾贸啥咽沟帽舜肃徑慕雍厦驵徑?。多個(gè)密封件與電源模塊交錯(cuò)使得每個(gè)密封件設(shè)置在框架的彼此鄰接的接合面之間。
[0004]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，一種電源逆變器包括多個(gè)電源模塊，電源模塊具有框架和設(shè)置在框架內(nèi)的功率級(jí)。組裝電源逆變器的方法包括:將密封件放置在每個(gè)框架的接合面上；將電源模塊組裝成堆使得彼此鄰近的接合面鄰接并壓緊密封件而形成水密連接。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，提供一種組裝電源逆變器的方法，所述電源逆變器包括多個(gè)電源模塊，所述電源模塊具有框架和設(shè)置在框架內(nèi)的功率級(jí)，所述方法包括:將密封件放置在每個(gè)框架的接合面上;將電源模塊組裝成堆使得彼此鄰近的接合面鄰接并壓緊密封件而形成水密連接。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括:將端板安裝在所述堆的每一端上;將至少一個(gè)受拉構(gòu)件安裝在所述端板之間以將所述堆保持在一起。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)框架限定孔，每個(gè)端板限定孔，所述方法還包括:定位框架使得每個(gè)框架中的孔對(duì)齊以產(chǎn)生延伸穿過(guò)所述堆的孔洞;定位端板使得每個(gè)端板中的孔與所述孔洞對(duì)齊;穿過(guò)所述孔洞插入受拉構(gòu)件。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括:在每個(gè)框架的接合面上設(shè)置凹入;將密封件放置在凹入中。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括:將歧管安裝在所述堆中，使得歧管容納在由功率級(jí)和框架限定的空腔內(nèi)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，密封件是機(jī)械密封件。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，機(jī)械密封件是墊圈或O形環(huán)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，密封件是密封劑。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，密封劑包括環(huán)氧樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、粘合劑或者室溫硫化硅樹(shù)脂。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括:使密封劑固化。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述方法還包括:在每個(gè)框架的接合面上設(shè)置凹入;將密封劑施加在凹入中。
[0016]根據(jù)又一個(gè)實(shí)施例，一種車(chē)輛包括電連接到至少一個(gè)電機(jī)的牽引電池。車(chē)輛還包括被構(gòu)造為由所述至少一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車(chē)輪。電源逆變器電連接在所述電池和所述至少一個(gè)電機(jī)之間。電源逆變器包括多個(gè)電源模塊，每個(gè)電源模塊具有限定空腔的框架和設(shè)置在空腔內(nèi)的功率級(jí)。每個(gè)框架具有一對(duì)接合面?？蚣鼙徊贾贸啥咽沟帽舜肃徑慕雍厦驵徑?。多個(gè)密封件與電源模塊交錯(cuò)使得每個(gè)密封件設(shè)置在框架的彼此鄰接的接合面之間。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，提供一種車(chē)輛，所述車(chē)輛包括:至少一個(gè)電機(jī);牽引電池，電連接到所述至少一個(gè)電機(jī);車(chē)輪，被構(gòu)造為由所述至少一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；電源逆變器，電連接在所述電池和所述至少一個(gè)電機(jī)之間，所述電源逆變器包括多個(gè)電源模塊，每個(gè)電源模塊具有限定空腔的框架以及設(shè)置在空腔內(nèi)的功率級(jí)，每個(gè)框架具有一對(duì)接合面，框架被布置成堆使得彼此鄰近的接合面鄰接;多個(gè)密封件，與電源模塊交錯(cuò)，使得每個(gè)密封件設(shè)置在框架的彼此鄰接的接合面之間。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，每個(gè)密封件包括墊圈、密封劑或者粘合劑。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是示例性混合動(dòng)力車(chē)輛的示意圖。
[0020]圖2是可變電壓轉(zhuǎn)換器和電源逆變器的示意圖。
[0021]圖3是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的電源模塊總成的透視圖。
[0022]圖4是沿切割線4-4截取的圖3中示出的電源模塊總成的橫截面的側(cè)視圖。
[0023]圖5是圖3中示出的電源模塊總成的模塊中的一個(gè)的透視圖。
[0024]圖6是沿切割線6-6截取的圖5的模塊的橫截面的側(cè)視圖。
[0025]圖7是圖3中示出的電源模塊總成的歧管的俯視圖。
[0026]圖8是根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的模塊的前視圖。
[0027]圖9是根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的電源模塊總成的透視圖。
[0028]圖10是根據(jù)本公開(kāi)的又一實(shí)施例的電源模塊總成的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]在此描述本公開(kāi)的實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所公開(kāi)的實(shí)施例僅為示例，其它實(shí)施例可以采取各種和替代的形式。附圖不一定按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定組件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)該被解釋為限制，而僅為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的，參照任一附圖示出并描述的各種特征可與在一個(gè)或更多個(gè)其它附圖中示出的特征進(jìn)行組合以產(chǎn)生未明確示出或描述的實(shí)施例。示出的特征的組合為典型應(yīng)用提供代表性實(shí)施例。然而，與本公開(kāi)的教導(dǎo)一致的特征的各種組合與變型可被期望用于特定應(yīng)用或?qū)嵤┓绞健?br>[0030]PHEV的示例在圖1中示出，并總體上被稱為車(chē)輛16。車(chē)輛16包括傳動(dòng)裝置12，并在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)20的協(xié)助下通過(guò)至少一個(gè)電機(jī)18被推進(jìn)。電機(jī)18可以是交流(AC)電動(dòng)馬達(dá)，在圖1中被示為“馬達(dá)”18。電機(jī)18接收電力并提供扭矩用于車(chē)輛推進(jìn)。電機(jī)18還用作發(fā)電機(jī)，用于通過(guò)再生制動(dòng)將機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電力。
[0031]傳動(dòng)裝置12可以是動(dòng)力分配式配置。傳動(dòng)裝置12包括第一電機(jī)18和第二電機(jī)24。第二電機(jī)24可以是交流電動(dòng)馬達(dá)，在圖1中被示為“發(fā)電機(jī)”24。如同第一電機(jī)18，第二電機(jī)24接收電力并提供輸出扭矩。第二電機(jī)24還用作發(fā)電機(jī)，用于將機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電力并優(yōu)化通過(guò)傳動(dòng)裝置12的動(dòng)力流。在其它實(shí)施例中，傳動(dòng)裝置不具有動(dòng)力分配式配置。
[0032]傳動(dòng)裝置12包括行星齒輪單元26，其包括太陽(yáng)齒輪28、行星齒輪架30和環(huán)形齒輪32。太陽(yáng)齒輪28被連接到第二電機(jī)24的輸出軸用于接收發(fā)電機(jī)扭矩。行星齒輪架30連接到發(fā)動(dòng)機(jī)20的輸出軸用于接收發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。行星齒輪單元26將發(fā)電機(jī)扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩組合并圍繞環(huán)形齒輪32提供組合的輸出扭矩。行星齒輪單元26用作無(wú)級(jí)變速器，而沒(méi)有任何固定的傳動(dòng)比或“階梯”傳動(dòng)比。
[0033]傳動(dòng)裝置12還可包括單向離合器(0.W.C.)和發(fā)電機(jī)制動(dòng)器33 A.W.C.連接到發(fā)動(dòng)機(jī)20的輸出軸，只允許輸出軸沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。0.W.C.防止傳動(dòng)裝置12反向驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)20。發(fā)電機(jī)制動(dòng)器33連接到第二電機(jī)24的輸出軸。發(fā)電機(jī)制動(dòng)器33可以被激活以“制動(dòng)”第二電機(jī)24的輸出軸和太陽(yáng)齒輪28或防止第二電機(jī)24的輸出軸和太陽(yáng)齒輪28旋轉(zhuǎn)?；蛘?，0.W.C.和發(fā)電機(jī)制動(dòng)器33可以被去除并以用于發(fā)動(dòng)機(jī)20和第二電機(jī)24的控制策略代替。
[0034]傳動(dòng)裝置12包括具有中間齒輪的中間軸，所述中間齒輪包括第一齒輪34、第二齒輪36和第三齒輪38。行星輸出齒輪40連接到環(huán)形齒輪32。行星輸出齒輪40與第一齒輪34嚙合，用于在行星齒輪單元26和中間軸之間傳遞扭矩。輸出齒輪42連接到第一電機(jī)18的輸出軸。輸出齒輪42與第二齒輪36嗤合，用于在第一電機(jī)18和中間軸之間傳遞扭矩。傳動(dòng)裝置輸出齒輪44連接到傳動(dòng)軸46 ο傳動(dòng)軸46通過(guò)差速器50連接到一對(duì)驅(qū)動(dòng)輪48。傳動(dòng)裝置輸出齒輪44與第三齒輪38嚙合，用于在傳動(dòng)裝置12和驅(qū)動(dòng)輪48之間傳遞扭矩。傳動(dòng)裝置還包括用于冷卻傳動(dòng)裝置流體的熱交換器或自動(dòng)傳動(dòng)裝置流體冷卻器49。
[0035]車(chē)輛16包括用于存儲(chǔ)電能的能量存儲(chǔ)裝置，諸如牽引電池52。電池52是能夠輸出電力來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)第一電機(jī)18和第二電機(jī)24的高電壓電池。當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)18和第二電機(jī)24運(yùn)轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)時(shí)，電池52還接收來(lái)自它們的電力。電池52是由若干電池模塊(未示出)組成的電池組，其中每個(gè)電池模塊包含多個(gè)電池單元(未示出)。車(chē)輛16的其它實(shí)施例可設(shè)想不同類型的能量存儲(chǔ)裝置，諸如補(bǔ)充或代替電池52的電容器和燃料電池(未示出)。高電壓總線將電池52電連接到第一電機(jī)18和第二電機(jī)24。
[0036]車(chē)輛包括用于控制電池52的電池能量控制模塊(BECM)54AECM54接收指示車(chē)輛狀況和電池狀況的輸入，諸如電池溫度、電壓和電流。BECM 54計(jì)算并估計(jì)電池參數(shù)，諸如電池荷電狀態(tài)和電池功率容量。BECM 54將指示電池荷電狀態(tài)(BSOC)和電池功率容量(Pcap)的輸出(BSOC、Pcap )提供到其它車(chē)輛系統(tǒng)和控制器。
[0037]車(chē)輛16包括DC-DC轉(zhuǎn)換器或可變電壓轉(zhuǎn)換器(VVC) 10和逆變器56 JVC 10和逆變器56電連接在牽引電池52和第一電機(jī)18之間以及電池52和第二電機(jī)24之間。VVC 10“增壓”或使由電池52提供的電力的電壓電位增加。根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例，VVC 10還“降壓”或使提供給電池52的電力的電壓電位減小。逆變器56將主電池52(通過(guò)VVC 10)提供的直流(DC)電轉(zhuǎn)換為用于操作電機(jī)18、24的AC電。逆變器56還將由電機(jī)18、24提供的AC電整流成直流電用以給牽引電池52充電。傳動(dòng)裝置12的其它實(shí)施例包括多個(gè)逆變器(未示出)，諸如每個(gè)電機(jī)18、24與一個(gè)逆變器相關(guān)聯(lián)。VVC 10包括電感器組件14。
[0038]傳動(dòng)裝置12包括傳動(dòng)裝置控制模塊(TCM)58，用于控制電機(jī)18、電機(jī)24、VVC 10和逆變器56 JCM 58被配置為監(jiān)測(cè)電機(jī)18、24的位置、速度和功率消耗等。TCM 58還監(jiān)測(cè)VVC10和逆變器56內(nèi)各個(gè)位置處的電參數(shù)(例如，電壓和電流hTCM 58將對(duì)應(yīng)于該信息的輸出信號(hào)提供到其它車(chē)輛系統(tǒng)。
[0039]車(chē)輛16包括與其它車(chē)輛系統(tǒng)和控制器通信以協(xié)調(diào)它們的功能的車(chē)輛系統(tǒng)控制器(VSC)60。雖然被示為單個(gè)控制器，但是VSC 60可包括可用于根據(jù)整體車(chē)輛控制邏輯或軟件控制多個(gè)車(chē)輛系統(tǒng)的多個(gè)控制器。
[0040]車(chē)輛控制器(包括VSC 60和TCM 58)通常包括任意數(shù)量的微處理器、ASIC、1C、存儲(chǔ)器(例如，閃存、ROM、RAM、EPROM和/或EEPR0M)和軟件代碼以彼此協(xié)作來(lái)執(zhí)行一系列操作?？刂破鬟€包括預(yù)定數(shù)據(jù)或基于計(jì)算和試驗(yàn)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器內(nèi)的“查找表” oVSC 60使用共同的總線協(xié)議(例如，CAN和LIN)經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)有線或無(wú)線的車(chē)輛連接與其它車(chē)輛系統(tǒng)和控制器(例如，BECM 54和TCM 58)通信。VSC 60接收表示傳動(dòng)裝置12的當(dāng)前位置(例如，駐車(chē)、倒車(chē)、空擋或前進(jìn)W^IiA(PRND)t3VSC 60還接收表示加速踏板位置的輸入(APP) JSC60將表示期望的車(chē)輪扭矩、期望的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)制動(dòng)命令的輸出提供到TCM 58，并將接觸器控制提供到BECM 54。
[0041 ]車(chē)輛16包括用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)20的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)64。VSC 60將輸出(期望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩)提供到ECM 64，所述輸出基于多個(gè)輸入信號(hào)(包括APP)，并對(duì)應(yīng)于駕駛員對(duì)車(chē)輛推進(jìn)的請(qǐng)求。
[0042]如果車(chē)輛16是PHEV，則電池52可以經(jīng)由充電端口 66周期性地從外部電源或電網(wǎng)接收AC能量。車(chē)輛16還包括車(chē)載充電器68，它從充電端口 66接收AC能量。充電器68是AC/DC轉(zhuǎn)換器，它將所接收的AC能量轉(zhuǎn)換成適合給電池52充電的DC能量。進(jìn)而，在再充電期間，充電器68將DC能量提供給電池52。雖然在PHEV 16的背景下進(jìn)行示出和描述，但是應(yīng)理解，逆變器56可在其它類型的電動(dòng)車(chē)輛(諸如HEV或BEV)上實(shí)施。
[0043]參照?qǐng)D2，示出了VVC 10和逆變器56的電氣原理圖。VVC 10可包括第一開(kāi)關(guān)單元70和第二開(kāi)關(guān)單元72，用于使輸入電壓(Vbat)增壓以提供輸出電壓(Vd。)。第一開(kāi)關(guān)單元70可包括并聯(lián)連接到第一二極管76的第一晶體管74，但是第一二極管76和第一晶體管74的極性切換(反向并聯(lián))。第二開(kāi)關(guān)單元72可包括反向并聯(lián)連接到第二二極管80的第二晶體管78。每個(gè)晶體管74、78可以是任何類型的可控開(kāi)關(guān)(例如，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)或場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET))。此外，每個(gè)晶體管74、78可由TCM 58單獨(dú)控制。電感器組件14被示出為串聯(lián)連接在牽引電池52和開(kāi)關(guān)單元70、72之間的輸入電感器。當(dāng)提供電流時(shí)，電感器14產(chǎn)生磁通。當(dāng)流經(jīng)電感器14的電流變化時(shí)，產(chǎn)生時(shí)變磁場(chǎng)，并感應(yīng)出電壓。VVC 10的其它實(shí)施例包括替代的電路構(gòu)造(例如，兩個(gè)以上的開(kāi)關(guān))。
[0044]逆變器56可包括堆疊在總成中的多個(gè)半橋82。每個(gè)半橋可被封裝為功率級(jí)(powerstage)。在示出的實(shí)施例中，逆變器56包括六個(gè)半橋，三個(gè)用于馬達(dá)18，三個(gè)用于發(fā)電機(jī)24。每個(gè)半橋82可以包括連接到來(lái)自電池的正極DC節(jié)點(diǎn)的正極DC引線84和連接到來(lái)自電池的負(fù)極DC節(jié)點(diǎn)的負(fù)極DC引線86。每個(gè)半橋82還可以包括第一開(kāi)關(guān)單元88和第二開(kāi)關(guān)單元90。第一開(kāi)關(guān)單元88可包括并聯(lián)連接到第一二極管94的第一晶體管92。第二開(kāi)關(guān)單元90可包括并聯(lián)連接到第二二極管98的第二晶體管96。第一晶體管92和第二晶體管96可以是IGBT或FET。每個(gè)半橋82的第一開(kāi)關(guān)單元88和第二開(kāi)關(guān)單元90將電池的DC電轉(zhuǎn)換成AC引線100處的單相AC輸出。每個(gè)AC引線100被電連接到馬達(dá)18或發(fā)電機(jī)24。在示出的示例中，三個(gè)AC引線100被電連接到馬達(dá)18，其他三個(gè)AC引線100被電連接到發(fā)電機(jī)24。
[0045]參照?qǐng)D3至圖6，電源逆變器56可包括電源模塊總成57、電容器模塊(未示出)和柵極驅(qū)動(dòng)板(未不出)。電源模塊總成57包括布置成堆的多個(gè)電源模塊122。電源模塊總成57包括限定堆的一端的第一電源模塊124和限定堆的另一端的最后的電源模塊126。第一端板128被設(shè)置為抵靠第一模塊124，第二端板130被設(shè)置為抵靠最后的模塊126。所述端板協(xié)作以?shī)A住堆，并且可以提供壓縮以幫助將堆保持在一起。端板128、130可通過(guò)受拉構(gòu)件131被壓緊以將所述堆保持在一起。
[0046]例如，每個(gè)電源模塊可以包括孔141，每個(gè)端板可以包括孔139。電源模塊和端板可被對(duì)齊，使得孔139和孔141協(xié)作以限定延伸穿過(guò)總成57的孔洞143。受拉構(gòu)件131 (例如，螺栓)延伸穿過(guò)總成57的孔洞143。每個(gè)受拉構(gòu)件131可包括頭部133和接納螺母137的螺紋部135。
[0047]每個(gè)電源模塊122包括框架132，框架132具有相對(duì)的主側(cè)(major side) 134、136和在主側(cè)之間延伸的副側(cè)(minor side) 138。在示出的實(shí)施例中，框架132是中空的矩形體，所述矩形體包括左側(cè)140、右側(cè)142、頂部144和底部146，它們?nèi)w協(xié)作以限定外表面150、內(nèi)表面148以及前后接合面152。接合面設(shè)置在框架132的主側(cè)上。在其它實(shí)施例中，框架132可以具有不同的形狀。內(nèi)表面148限定用于容納功率級(jí)或半橋82的外殼。功率級(jí)82可包括如圖2中示出的半導(dǎo)體裝置。
[0048]功率級(jí)82包括相對(duì)的主側(cè)158和多個(gè)副側(cè)160。功率級(jí)82被容納在外殼內(nèi)，使得至少一些副側(cè)160被框架132包圍。功率級(jí)82包括正極直流電力端子162和負(fù)極直流電力端子164，每個(gè)端子延伸穿過(guò)在右側(cè)142中限定的一個(gè)或更多個(gè)孔。每個(gè)直流端子164可以連接到電容器模塊的相應(yīng)端子。功率級(jí)82的交流電力端子166延伸穿過(guò)在底部146中限定的孔。交流電力端子166被電連接到電機(jī)18、24中的一個(gè)或更多個(gè)。功率級(jí)82的第一信號(hào)針168和第二信號(hào)針170延伸穿過(guò)在左側(cè)140中限定的一個(gè)或更多個(gè)孔。信號(hào)針168、170可以電連接到柵極驅(qū)動(dòng)板。端子和信號(hào)針的位置可根據(jù)實(shí)施例而變化并且不限于示出的配置。第一板172被設(shè)置為抵靠功率級(jí)82的一個(gè)主側(cè)158，第二板174被設(shè)置為抵靠功率級(jí)82的另一主側(cè)。第一板172和第二板174被布置為使得板外側(cè)176暴露并且至少一些邊緣178接合框架132的內(nèi)表面148。第一板172和第二板174可以是金屬、塑料、復(fù)合材料或它們的組合。功率級(jí)82的半導(dǎo)體裝置可以填充有環(huán)氧樹(shù)脂156或其他填料以將功率級(jí)與板和其它組件電絕緣。注意:為了清楚，環(huán)氧樹(shù)脂沒(méi)有用交叉的平行線畫(huà)出陰影。
[0049 ] 框架132的副側(cè)138足夠厚以沿堆的縱向方向延伸超過(guò)板172、174的板外側(cè)176。框架132的延伸區(qū)域和板外側(cè)176協(xié)作以限定凹入于電源模塊122的主側(cè)的一對(duì)凹腔180。每個(gè)電源模塊122還包括限定在框架132和功率級(jí)82之間的開(kāi)口 184。
[0050]各個(gè)電源模塊122被布置成堆，其中，鄰近的框架132的前后接合面152彼此鄰接。當(dāng)被堆疊時(shí)，相鄰的電源模塊122的凹腔180協(xié)作限定與模塊122交錯(cuò)的冷卻劑室182。端板128、130和電源模塊122也可以協(xié)作以限定一些冷卻劑室182。例如，第一端板128與第一模塊124協(xié)作以限定外側(cè)冷卻劑室，第二端板130與最后的模塊126協(xié)作以限定另一外側(cè)冷卻劑室。外側(cè)冷卻劑室可以具有比內(nèi)部冷卻劑室小的容積，或者端板可具有凹入?yún)^(qū)域以提供與內(nèi)部冷卻劑室具有相同或相似容積的外側(cè)冷卻劑室?；蛘?，可以省略外側(cè)冷卻劑室。例如，端板128、130可分別包括容納在第一模塊124和最后的模塊126的外側(cè)凹腔內(nèi)以填充所述凹腔的突起面。每個(gè)冷卻劑室182可以在五側(cè)是封閉的并且可以具有敞開(kāi)的頂部。每個(gè)冷卻劑室182可以包括槽路或其它特征以弓I導(dǎo)冷卻劑在室內(nèi)循環(huán)。
[0051]多個(gè)密封件183設(shè)置在框架132的鄰近的接合面152之間以防止冷卻劑從冷卻劑室182漏出。每個(gè)密封件183可在鄰近的框架132之間被壓緊?？蚣?32可包括限定在接合面152中用于容納密封件183的一部分的凹入。密封件183可以是機(jī)械密封件或者可以是密封劑。例如，機(jī)械密封件可以是墊圈(由彈性體或金屬制成)或O形環(huán)。密封劑可以是環(huán)氧樹(shù)脂、硅樹(shù)脂(例如，室溫硫化硅樹(shù)脂)或粘合劑。
[0052]參照?qǐng)D4、圖5和圖7，每個(gè)模塊122中的開(kāi)口184協(xié)作形成沿堆的長(zhǎng)度方向延伸的空腔186。每個(gè)冷卻劑室182的頂部通向空腔186。歧管188容納在空腔186內(nèi)并沿堆的長(zhǎng)度方向延伸。歧管188可以包括供給室190和返回室192。在示出的實(shí)施例中，供給室和返回室并排定位，但是可以設(shè)想其它構(gòu)造。供給室190包括與供給管路連接的端口 194，返回室192包括與返回管路連接的端口 196。供給管路和返回管路是熱管理系統(tǒng)(未示出)的一部分，該熱管理系統(tǒng)可以包括栗、散熱器、其它管路、閥門(mén)和其它組件。歧管188的底表面202設(shè)置在每個(gè)冷卻劑室182的頂部的上方。歧管188的底表面202可以作為冷卻劑室182的頂部。供給室190的底表面202可包括多個(gè)入口 198，所述入口連接供給室190并與每個(gè)冷卻劑室182流體連通。返回室192的底表面可包括多個(gè)出口 200，所述出口連接返回室并與每個(gè)冷卻劑室182流體連通。入口 198和出口 200可各自包括從歧管188的底表面202向下突出的延伸區(qū)域。每個(gè)延伸區(qū)域可容納在一個(gè)冷卻劑室182內(nèi)?？商娲兀绻?88的底表面202可包括容納在一個(gè)冷卻劑室182內(nèi)的突出部。這里，入口 198和出口 200可位于突出部?jī)?nèi)。在操作期間，供給室190中的加壓冷卻劑循環(huán)進(jìn)入每個(gè)冷卻劑室182中以冷卻電源模塊122。冷卻劑從冷卻劑室182離開(kāi)，經(jīng)由出口 200進(jìn)入返回室192。每個(gè)冷卻劑室182內(nèi)的槽路(如果包括的話)在入口198和出口 200之間引導(dǎo)流體。
[0053]冷卻劑室182被連接到歧管188使得所述室以平行流路徑布置。平行流路徑布置沿堆的長(zhǎng)度方向提供更均勻的溫度梯度，這是因?yàn)楣┙o室190內(nèi)的冷卻劑的溫度相對(duì)均勻。串聯(lián)布置的冷卻劑室可具有相對(duì)大的溫度梯度，其中，堆的出口端處的冷卻劑比堆的入口端處的冷卻劑熱得多。
[0054]參照?qǐng)D8，示出了另一電源模塊總成220的剖視圖。電源模塊總成220包括多個(gè)電源模塊222，電源模塊222具有框架224，框架224具有前接合面226和后接合面(不可見(jiàn))。在示出的實(shí)施例中，框架224還包括左側(cè)230、右側(cè)232、頂部234和底部236。上突出部238從頂部234向上延伸并限定空腔240。下突出部242從底部236向下延伸并限定空腔244。
[0055]功率級(jí)246被容納在框架224內(nèi)。功率級(jí)包括未被框架覆蓋的主側(cè)和被框架224的內(nèi)表面包圍的副側(cè)。功率級(jí)246包括延伸穿過(guò)左側(cè)230的一對(duì)正極和負(fù)極直流端子248以及延伸穿過(guò)左側(cè)230的交流端子252。所述一對(duì)正極和負(fù)極直流端子248彼此相鄰地堆疊，其中只有一個(gè)在圖8中可見(jiàn)。功率級(jí)246的信號(hào)針250延伸穿過(guò)右側(cè)232。在其它實(shí)施例中，端子和信號(hào)針可以放置在不同的位置。板251被設(shè)置在功率級(jí)246的每個(gè)主側(cè)上?？蚣?24的尺寸被形成為延伸超過(guò)板以形成凹腔。如上所述，相鄰的凹腔協(xié)作以形成冷卻劑室。入口歧管254設(shè)置在上空腔240內(nèi)，出口歧管256設(shè)置在下空腔244內(nèi)。歧管可以比空腔稍小(如圖所示)或者可以具有基本相同的尺寸。入口歧管和出口歧管經(jīng)由入口 258和出口 260與每個(gè)冷卻劑室流體連通。在冷卻系統(tǒng)的操作期間，流體從入口歧管254流動(dòng)跨過(guò)功率級(jí)246，并且經(jīng)由出口歧管256流出，以冷卻功率級(jí)246。如示出的，上突出部和下突出部以及上歧管和下歧管集中在框架224的中心線上。但是，在其它實(shí)施例中，突出部和歧管可以向中心線的左側(cè)或右側(cè)偏置。類似于電源模塊122，密封件(未示出)設(shè)置在前接合面226和后接合面之間以防止冷卻劑從冷卻劑室泄漏。
[0056]參照?qǐng)D9，示出了另一電源模塊總成270。電源模塊總成270包括布置成堆的多個(gè)電源模塊272。一對(duì)端板274夾住所述堆。電源模塊272和端板274可通過(guò)一對(duì)夾持板276被保持在一起。至少兩個(gè)受拉構(gòu)件278連接在一對(duì)夾持板276之間以壓緊電源模塊272和端板274。受拉構(gòu)件278可以是具有頭部280和螺紋部282的螺栓。螺母284被接納在螺紋部282上。多個(gè)密封件286設(shè)置在鄰近的電源模塊272之間以防止冷卻劑泄漏。密封件286還設(shè)置在端板274和鄰近的電源模塊272之間。如上所述，密封件286可以是機(jī)械密封件或者是密封劑。
[0057]參照?qǐng)D10，另一電源模塊總成290包括布置成堆的多個(gè)電源模塊292。一對(duì)端板294夾住所述堆。密封劑296設(shè)置在鄰接的電源模塊292之間以防止冷卻劑從電源模塊總成290泄漏。在本實(shí)施例中，密封劑296用作粘合劑將電源模塊292結(jié)合在一起。因?yàn)槊芊鈩?96將電源模塊保持在一起，所以不需要外部夾持機(jī)構(gòu)。密封劑296還用于將端板294結(jié)合并密封到相應(yīng)的電源模塊292。在密封劑296固化時(shí)，電源模塊總成290可以被放置成形或被夾緊。在一些實(shí)施例中，總成290可被放置在烘箱中以促進(jìn)固化。
[0058]雖然上面描述了示例性實(shí)施例，但是并不意味著這些實(shí)施例描述了權(quán)利要求所包含的所有可能的形式。說(shuō)明書(shū)中使用的詞語(yǔ)為描述性詞語(yǔ)而非限制性詞語(yǔ)，并且應(yīng)理解的是，在不脫離本公開(kāi)的精神和范圍的情況下，可作出各種改變。如之前所描述的，可組合各個(gè)實(shí)施例的特征以形成本發(fā)明的可能未被明確示出或描述的進(jìn)一步的實(shí)施例。雖然各個(gè)實(shí)施例可能已被描述為提供優(yōu)點(diǎn)或在一個(gè)或更多個(gè)期望的特性方面優(yōu)于其他實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，根據(jù)特定應(yīng)用和實(shí)施方式，一個(gè)或更多個(gè)特征或特性可被折衷以實(shí)現(xiàn)期望的整體系統(tǒng)屬性。這些屬性可包括但不限于成本、強(qiáng)度、耐久性、生命周期成本、市場(chǎng)性、外觀、包裝、尺寸、可維護(hù)性、重量、可制造性、易組裝性等。因此，被描述為在一個(gè)或更多個(gè)特性方面不如其他實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式合意的實(shí)施例并不在本公開(kāi)的范圍之外，并且可以期望用于特定應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電源逆變器，包括: 多個(gè)電源模塊，每個(gè)電源模塊包括限定空腔的框架和設(shè)置在空腔內(nèi)的功率級(jí)，每個(gè)框架具有一對(duì)接合面，框架被布置成堆使得彼此鄰近的接合面鄰接； 多個(gè)密封件，與所述電源模塊交錯(cuò)，使得所述密封件中的每個(gè)密封件設(shè)置在框架的彼此鄰接的接合面之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源逆變器，其中，每個(gè)密封件是墊圈、密封劑或粘合劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源逆變器，其中，每個(gè)框架還包括限定在所述接合面中的至少一個(gè)中的凹入，且其中，每個(gè)密封件的至少一部分設(shè)置在所述凹入中的至少一個(gè)內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源逆變器，還包括被布置為夾住所述堆的一對(duì)端板。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源逆變器，還包括受拉構(gòu)件，所述受拉構(gòu)件連接在所述端板之間并被構(gòu)造為將所述堆和所述端板保持在一起。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源逆變器，其中，所述接合面中的每個(gè)延伸超過(guò)功率級(jí)并與功率級(jí)協(xié)作以在電源模塊的相對(duì)側(cè)限定凹腔，且其中，電源模塊被布置成堆使得彼此鄰近的凹腔協(xié)作以形成與電源模塊交錯(cuò)的冷卻劑室。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源逆變器，還包括歧管，所述歧管延伸跨過(guò)所述堆并設(shè)置在每個(gè)框架的空腔內(nèi)。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK106042949SQ201610235550
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年4月15日
【發(fā)明人】雷光寅, 邁克爾·W·德格內(nèi)爾, 紀(jì)昌俊, 安德里亞斯·斯卡模爾
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司