【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)實(shí)施例涉及電力，并且更具體地，涉及一種功率模塊、功率端子和功率變換器。
技術(shù)介紹
1、隨著電動(dòng)汽車和新能源發(fā)電的迅猛發(fā)展，電力電子設(shè)備的性能獲得越來越多重視。功率模塊作為設(shè)備核心部件，其性能直接決定了整個(gè)設(shè)備的能力表現(xiàn)。目前，研究表明，溫度過熱是功率器件乃至電力電子設(shè)備可靠性核心挑戰(zhàn)。
2、特別地，新能源發(fā)展對(duì)電力電子設(shè)備的過載運(yùn)行需求急劇升高，例如電動(dòng)汽車坡路爬升或平路加速時(shí)，電機(jī)電力電子驅(qū)動(dòng)器需要短時(shí)提供更大的輸出功率，支持汽車換擋/提速/提功率；或者電力系統(tǒng)發(fā)生故障及負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，新型電力系統(tǒng)中電力電子設(shè)備需向系統(tǒng)提供額外功率，支撐電網(wǎng)動(dòng)態(tài)變化。上述所提供的過載功率甚至遠(yuǎn)超電力電子設(shè)備額定功率的2-3倍，甚至以上，容易導(dǎo)致流通功率模塊以及功率端子的電流在短時(shí)間內(nèi)急劇升高。
3、隨著設(shè)備過載導(dǎo)致的功率端子通流增大，功率模塊極大影響了功率端子溫度，功率端子溫控能力直接影響了與功率端子直接相連的母線電容壽命、以及其他與功率端子連接的元器件(如電阻)及設(shè)備的壽命。因此，如何更有效緩解功率端子溫度升高，從而實(shí)現(xiàn)更高效的熱管理成為目前亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種功率模塊、功率端子和功率變換器，能夠有效緩解功率端子處溫度急劇升高的狀況，實(shí)現(xiàn)更高效的熱管理，從而提高功率模塊、與功率端子相連的母線電容以及其他與功率端子連接的元器件(如電阻)及設(shè)備的壽命，有助于減少維護(hù)成本和故障率。
2、第一方面，提供了一種功率模塊，包括：第一
3、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的功率端子能夠有效緩解其溫度急劇升高的狀況，實(shí)現(xiàn)更高效的熱管理，從而提高了功率模塊以及與功率端子相連的元器件或設(shè)備的使用壽命和穩(wěn)定性，有助于減少維護(hù)成本和故障率。
4、結(jié)合第一方面，在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述第二殼體還包括分隔結(jié)構(gòu)，所述分隔結(jié)構(gòu)用于將所述第一空間分成多個(gè)腔體，所述相變材料包含多個(gè)相變材料單元，多個(gè)所述相變材料單元對(duì)應(yīng)設(shè)置于多個(gè)所述腔體中。
5、結(jié)合第一方面，在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一空間呈多凹槽狀或蜂窩狀。
6、本申請(qǐng)實(shí)施例將多個(gè)相變材料對(duì)應(yīng)設(shè)置于第二殼體內(nèi)部多個(gè)凹槽內(nèi)，有利于增大相變材料與第二殼體的接觸面積，而且相變材料的內(nèi)部到外部的距離因此縮短，進(jìn)而縮短了完全融化所需要的時(shí)間，使得相變材料在發(fā)生相變時(shí)更加完全，吸收更多的潛熱，從而可以對(duì)功率端子實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)時(shí)間的溫度控制。另一方面，相變材料在發(fā)生相變?nèi)诨癁橐合嗪螅瑢?dǎo)熱性能會(huì)進(jìn)一步下降，通過分隔結(jié)構(gòu)也能夠幫助相變材料導(dǎo)熱，有效提高其導(dǎo)熱性能，使得相變發(fā)生更加完全。
7、結(jié)合第一方面，在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述分隔結(jié)構(gòu)與所述底板或側(cè)板相連。
8、可選地，分隔結(jié)構(gòu)與底板或側(cè)板之間可以是焊接，或者一體成型加工。
9、本申請(qǐng)實(shí)施例的分隔結(jié)構(gòu)與第二殼體的底板或者側(cè)板相連時(shí)，能夠通過相變材料、分隔結(jié)構(gòu)及第二殼體之間相互接觸有效傳遞熱量，從而提高功率端子溫度控制效果。
10、結(jié)合第一方面，在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一連接部包括多個(gè)觸點(diǎn)，所述多個(gè)觸點(diǎn)固定連接在功率模塊內(nèi)部。
11、可選地，第一連接部也可以不包括多個(gè)觸點(diǎn)，即以整塊的方式固定連接在功率模塊內(nèi)部。
12、結(jié)合第一方面，在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述第二連接部包括圓孔結(jié)構(gòu)，所述圓孔結(jié)構(gòu)與外部電路電氣連接。
13、本申請(qǐng)實(shí)施例通過第一連接部和第二連接部分別與內(nèi)外部形成緊密的連接，提高了功率端子在設(shè)備中的使用可靠性。
14、結(jié)合第一方面，在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一蓋板包括第一安裝孔，所述第二殼體還包括第二安裝孔，所述第一安裝孔與所述第二安裝孔對(duì)應(yīng)設(shè)置；所述功率端子還包括第一固定件，設(shè)置于所述第一安裝孔和所述第二安裝孔之間，用于將所述第一蓋板和所述第二殼體緊密連接。
15、本申請(qǐng)實(shí)施例通過安裝孔和第一固定件，可以將相變材料封裝在第二殼體內(nèi)部，防止相變材料在發(fā)生相變以后，變成液體隨意流動(dòng)，或者液體相變材料流出，導(dǎo)致相變溫度控制失效。
16、結(jié)合第一方面，在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述相變材料為低溫金屬相變材料。
17、本申請(qǐng)實(shí)施例的相變材料是低溫金屬相變材料時(shí)，相較于傳統(tǒng)相變材料，能夠擁有更好的傳熱和導(dǎo)電性能，有助于提升傳熱效率并減小功率端子的通態(tài)電阻。
18、結(jié)合第一方面，在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述襯底包括第一層板、中間層以及第二層板，所述第一層板、所述中間層與所述第二層板依次層疊連接；其中，所述第一層板用于與所述芯片、所述第一連接部電氣連接，所述中間層用于絕緣和支撐，所述第二層板與所述第一殼體相連。
19、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的襯底用于在芯片底部建立通暢的熱通道，消除功率模塊運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱結(jié)，起到電氣絕緣和導(dǎo)熱作用，同時(shí)還能夠電流傳輸。
20、結(jié)合第一方面，在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一連接部包括多個(gè)觸點(diǎn)，所述多個(gè)觸點(diǎn)與所述第一層板焊接。
21、結(jié)合第一方面，在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述功率模塊還包括鍵合線，所述芯片與所述第一層板焊接，所述芯片通過所述鍵合線與所述第一層板電氣連接。
22、可選地，功率模塊包括多個(gè)芯片，成列排列設(shè)置在襯底的表面。
23、結(jié)合第一方面，在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述功率模塊還包括第二蓋板，所述第二蓋板蓋設(shè)于所述第一殼體上。
24、結(jié)合第一方面，在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述功率模塊包括多個(gè)所述功率端子，多個(gè)所述功率端子分別用作所述功率模塊的輸入端和輸出端。
25、示例性地，功率模塊包含三個(gè)功率端子，三個(gè)功率端子分別作為功率模塊正、負(fù)極輸入端和輸出端，第一功率端子和第二功率端子用于直流輸入，第三功率端子用于交流輸出。
26、第二方面，提供了一種功率端子，包括：第二殼體，所述第二殼體包括底板和四周側(cè)板，所述底板和所述側(cè)板圍合成第一空間，所述第二殼體具有導(dǎo)電能力；相變材料，設(shè)置于所述第一空間內(nèi)；第一蓋板，蓋設(shè)于所述第二殼體上，用于將所述相變材料封裝于所述第一空間內(nèi)。
27、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的功率端子能夠有效緩解其溫度急劇升高的狀況，實(shí)現(xiàn)更高效的熱管理，從而提高了功率模塊和母線電容的使用壽命和穩(wěn)定性，有助于減少維護(hù)成本和故障率。
28、結(jié)合第二方面，在第二方面的一種實(shí)現(xiàn)方本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種功率模塊，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述第二殼體還包括分隔結(jié)構(gòu)，所述分隔結(jié)構(gòu)用于將所述第一空間分成多個(gè)腔體，所述相變材料包含多個(gè)相變材料單元，多個(gè)所述相變材料單元對(duì)應(yīng)設(shè)置于多個(gè)所述腔體中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率模塊，其特征在于，所述第一空間呈多凹槽狀或蜂窩狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率模塊，其特征在于，所述分隔結(jié)構(gòu)與所述底板或側(cè)板相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述第二殼體還包括第一連接部和第二連接部，所述第一連接部和所述第二連接部設(shè)置于所述第一空間外，所述第一連接部用于與所述襯底電氣連接，所述第二連接部用于與外部電路電氣連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率模塊，其特征在于，所述第一連接部包括多個(gè)觸點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的功率模塊，其特征在于，所述第一蓋板包括第一安裝孔，所述第二殼體還包括第二安裝孔，所述第一安裝孔與所述第二安裝孔對(duì)應(yīng)設(shè)置；
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的功率模塊，其特征在于，
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的功率模塊，其特征在于，所述襯底包括第一層板、中間層以及第二層板，所述第一層板、所述中間層與所述第二層板依次層疊連接；
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率模塊，其特征在于，所述功率模塊還包括鍵合線，所述芯片通過所述鍵合線與所述第一層板電氣連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率模塊，其特征在于，所述功率模塊還包括第二蓋板，所述第二蓋板蓋設(shè)于所述第一殼體上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述功率模塊至少包括三個(gè)所述功率端子，分別用于所述功率模塊的正極輸入端、負(fù)極輸入端及輸出端。
13.一種功率端子，其特征在于，包括：
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的功率端子，其特征在于，所述第二殼體還包括分隔結(jié)構(gòu)，所述分隔結(jié)構(gòu)用于將所述第一空間分成多個(gè)腔體，所述相變材料包含多個(gè)相變材料單元，多個(gè)所述相變材料單元對(duì)應(yīng)設(shè)置于多個(gè)所述腔體中。
15.一種功率變換器，其特征在于，包括濾波器和如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的功率模塊，所述濾波器的輸入端與所述功率模塊的輸出端相連，所述濾波器的輸出端向負(fù)載輸出電能。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種功率模塊，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述第二殼體還包括分隔結(jié)構(gòu)，所述分隔結(jié)構(gòu)用于將所述第一空間分成多個(gè)腔體，所述相變材料包含多個(gè)相變材料單元，多個(gè)所述相變材料單元對(duì)應(yīng)設(shè)置于多個(gè)所述腔體中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率模塊，其特征在于，所述第一空間呈多凹槽狀或蜂窩狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率模塊，其特征在于，所述分隔結(jié)構(gòu)與所述底板或側(cè)板相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率模塊，其特征在于，所述第二殼體還包括第一連接部和第二連接部，所述第一連接部和所述第二連接部設(shè)置于所述第一空間外，所述第一連接部用于與所述襯底電氣連接，所述第二連接部用于與外部電路電氣連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率模塊，其特征在于，所述第一連接部包括多個(gè)觸點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的功率模塊，其特征在于，所述第一蓋板包括第一安裝孔，所述第二殼體還包括第二安裝孔，所述第一安裝孔與所述第二安裝孔對(duì)應(yīng)設(shè)置；
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的功率模塊，其特征在于，所述相變材料為低溫金屬相變材料。<...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅皓澤，屈子森，石磊，辛凱，師行健，向鑫，王偉烈，李武華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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