本發(fā)明涉及電子電氣工程領(lǐng)域,并且更特別地涉及開關(guān)單元領(lǐng)域。
背景技術(shù):
1、開關(guān)單元是能夠從直流電產(chǎn)生交流電的電力電子器件。開關(guān)單元可以集成到機(jī)動車輛、特別是混合動力車輛或電動車輛中,以將電池供應(yīng)的直流電轉(zhuǎn)換成交流電來為電機(jī)供電。
2、開關(guān)單元通常包括在開關(guān)單元內(nèi)彼此連接的功率模塊和dc鏈路電容器。功率模塊包含各種功率部件,而dc鏈路電容器用作緩沖器并且可以平衡波動。
3、在一些開關(guān)單元中,功率模塊和dc鏈路電容器疊置,例如,當(dāng)開關(guān)單元集成在車輛中時,功率模塊被放置在dc鏈路電容器頂上。已經(jīng)開發(fā)了開關(guān)單元的更新版本,其中功率模塊和dc鏈路電容器并排定位,例如平行于車輛的底板定位。在這些實(shí)施例中,由于功率模塊相對于dc鏈路電容器的不同定位,必須找到連接開關(guān)單元的這兩個部件的新方法。
4、功率模塊的連接突片或連接端子通常定位成彼此相距一定距離,以維持間隙和爬電距離以及適應(yīng)制造操作(比如擰緊等)。由于連接突片之間的距離,磁場沒有得到正確的補(bǔ)償,這導(dǎo)致不想要的雜散電感水平。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明通過提供一種開關(guān)單元來適應(yīng)這種情況,在該開關(guān)單元內(nèi),連接器件插置在功率模塊與dc鏈路電容器之間,從而補(bǔ)償磁場并提供雜散電感受到限制的連接。
2、在這種背景下,本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動車輛的開關(guān)單元,該開關(guān)單元包括至少一個功率模塊、dc鏈路電容器、以及位于功率模塊與dc鏈路電容器之間的連接器件,功率模塊具有至少一個第一極性的連接突片和至少一個第二極性的連接突片,連接突片從功率模塊的面向dc鏈路電容器的一面延伸,連接突片位于同一連接平面中并且被空間分開,連接器件包括與第一極性的連接突片接觸的至少一個連接部分以及至少覆蓋連接突片之間的空間的覆蓋部分,覆蓋部分垂直于連接平面相對于連接部分偏移。
3、根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)單元指定在車輛(例如混合動力車輛或電動車輛)中實(shí)施,以便為其電機(jī)供電。開關(guān)單元包括至少一個功率模塊,該至少一個功率模塊經(jīng)由連接器件鏈接到dc鏈路電容器。開關(guān)單元是平坦的開關(guān)單元而非疊置式開關(guān)單元;這里,dc鏈路電容器和功率模塊并排,而在疊置式開關(guān)單元中,當(dāng)開關(guān)單元安裝在車輛中時,功率模塊疊置在dc鏈路電容器之上。
4、功率模塊具有至少與負(fù)端子和正端子相對應(yīng)的不同極性的連接突片。第一極性的連接突片可以是負(fù)極連接突片,而第二極性的連接突片可以是正極連接突片,反之亦然。連接突片被空間分開;換句話說,連接突片不鄰接。該空間位于連接突片之間,并且位于這些連接突片在其中延伸的同一連接平面中。
5、連接器件在功率模塊與dc鏈路電容器之間、在它們相應(yīng)的主體之間的空間中延伸。連接器件具有與第一極性的連接突片(這里為負(fù)極連接突片)接觸的連接部分。連接器件還具有覆蓋部分,該覆蓋部分從一個連接突片延伸到另一個連接突片,這意味著從第一極性的連接突片延伸到第二極性的連接突片;連接器件因此覆蓋這兩個連接突片之間的空間。連接突片之間所產(chǎn)生的增加的重疊提供了電流路徑,從而補(bǔ)償磁場以解決雜散電感問題。
6、連接器件不是平坦的,因為在連接部分與覆蓋部分之間存在偏移。因此,連接部分和覆蓋部分主要在兩個基本上平行的平面中延伸。
7、根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)單元內(nèi)的功率模塊和dc鏈路電容器的連接是安全的,從而限制了短路的風(fēng)險。
8、根據(jù)本發(fā)明的可選特征,dc鏈路電容器具有從其側(cè)面中的面向功率模塊的一個側(cè)面延伸的至少一個鏈接突片,該鏈接突片與功率模塊的第二極性的連接突片接觸。
9、換句話說,功率模塊和dc鏈路電容器經(jīng)由它們相應(yīng)的第二極性的連接突片和鏈接突片之間的接觸而直接彼此連接。這兩個突片都在功率模塊的主體與dc鏈路電容器的主體之間的空間中延伸。
10、根據(jù)本發(fā)明的可選特征,連接器件的覆蓋部分在距dc鏈路電容器的鏈接突片非零距離處。
11、這意味著連接器件和鏈接突片不接觸,以避免短路。
12、根據(jù)本發(fā)明的可選特征,鏈接突片層疊在第二極性的連接突片與連接器件之間。
13、換句話說,連接器件疊加在鏈接突片之上,鏈接突片本身疊加在第二極性的連接突片之上。
14、根據(jù)本發(fā)明的可選特征,功率模塊包括一個第一極性的連接突片和兩個第二極性的連接突片,第一極性的連接突片布置在兩個第二極性的連接突片之間。
15、因此,在連接平面中,正極連接突片被兩個負(fù)極連接突片圍繞。在這樣的實(shí)施例中,dc鏈路電容器的鏈接突片因此在兩個第二極性的連接突片(即,兩個負(fù)極連接突片)之間延伸。
16、根據(jù)本發(fā)明的可選特征,連接器件包括兩個連接部分,這兩個連接部分各自與第二極性的連接突片之一接觸,兩個連接部分從覆蓋部分的相反兩側(cè)延伸并且位于同一平面中。
17、連接器件具有與覆蓋部分相對應(yīng)的平坦中間部分,以及分別將每個連接部分連結(jié)到覆蓋部分的第一彎曲部分和第二彎曲部分。彎曲部分從平坦中間部分的相反兩側(cè)延伸,使得連接部分中的每一個與第二極性的連接突片之一接觸。由于這兩個第二極性的連接突片均位于連接平面中,為了保證它們與連接器件之間的連接,兩個連接部分也位于同一平面中,由于偏移,該平面與覆蓋部分延伸的平面不同。
18、根據(jù)本發(fā)明的可選特征,開關(guān)單元包括多個功率模塊,連接器件具有共用主體和從共用主體延伸的多個分支,每個分支與給定功率模塊的第一極性的連接突片接觸并且至少覆蓋給定功率模塊的連接突片之間的空間。
19、功率模塊在dc鏈路電容器的側(cè)面旁邊對齊,連接突片朝向該側(cè)面延伸。例如,存在面向dc鏈路電容器對齊的三個功率模塊。
20、連接器件具有沿著多個功率模塊延伸的共用主體,其中一個分支從該共用主體朝向每個功率模塊延伸;存在用于第一功率模塊的第一分支、用于第二功率模塊的第二分支和用于第三功率模塊的第三分支。連接器件的分支對應(yīng)于該連接器件包括連接部分和覆蓋部分的部分。
21、根據(jù)本發(fā)明的可選特征,開關(guān)單元包括至少一個絕緣裝置,該絕緣裝置覆蓋連接器件的覆蓋部分的至少一部分。
22、絕緣裝置用于防止開關(guān)單元內(nèi)的間隙和爬電問題。
23、根據(jù)本發(fā)明的可選特征,連接器件的覆蓋部分具有上側(cè)、下側(cè)、以及連結(jié)上側(cè)和下側(cè)的邊緣,該邊緣基本上平行于功率模塊的面,連接突片從該面延伸并且邊緣面向該面,絕緣裝置至少部分地覆蓋連接器件的覆蓋部分的下側(cè)、上側(cè)和邊緣中的每一個。
24、如此,絕緣裝置具有布置在連接器件與第二極性的連接突片之間的部分,以防止這兩個部件之間的短路。
25、根據(jù)本發(fā)明的可選特征,開關(guān)單元包括多個絕緣裝置,每個絕緣裝置覆蓋連接器件的分支之一的覆蓋部分的至少一部分。
26、當(dāng)存在多個功率模塊,每個功率模塊連接到連接器件的分支之一時,存在多個絕緣裝置。對于給定的分支,絕緣裝置覆蓋大部分覆蓋部分,但不覆蓋在其兩側(cè)的連接部分;覆蓋部分與連接部分之間的彎曲部分沒有絕緣裝置。這允許主要是平坦的絕緣裝置,從而有利于絕緣裝置的制造。
27、根據(jù)本發(fā)明的可選特征,絕緣裝置是絕緣層,例如絕緣紙、涂層等。
28、當(dāng)絕緣裝置是絕緣紙時,其可以在連接器件的邊緣之上彎曲。為了確保其在連接器件上保持就位,可以將絕緣裝置膠合至連接器件。
29、涂層是絕緣紙的替代方案,它允許更薄的絕緣裝置。
30、根據(jù)本發(fā)明的可選特征,dc鏈路電容器具有至少一個定位銷,連接器件具有至少一個定位孔,定位銷和定位孔配合在一起。
31、定位銷和定位孔配合以將連接器件固定在dc鏈路電容器上。定位銷位于dc鏈路電容器的主體上,而定位孔位于連接器件的共用主體上、在相對于分支自其延伸的一側(cè)相反的一側(cè)上。
32、在替代性實(shí)施例中,連接器件具有至少一個定位銷,dc鏈路電容器具有至少一個定位孔。
33、根據(jù)本發(fā)明的可選特征,連接器件由金屬制成。
34、用于制成連接器件的金屬可以是銅或鋁。
35、根據(jù)本發(fā)明的可選特征,連接器件具有在0.3毫米和0.9毫米之間的厚度。
36、優(yōu)選地,連接器件的厚度為0.6毫米。選擇這樣的厚度使得連接器件能夠容易地彎曲,以在需要補(bǔ)償突片之間的制造公差的情況下在連接部分與覆蓋部分之間呈現(xiàn)所需的偏移。
37、根據(jù)本發(fā)明的可選特征,連接器件焊接到功率模塊的連接突片中的至少一個。