[发明专利]一种矩形方块状有散热面的铝电解电容器模组及结构

说明书

技术领域：

本发明涉及电动车辆驱动用电力转换装置中，提供母线滤波和无功功率补偿作用的铝电解电容器一种并联组合模组结构。

背景技术：

低压(蓄电池电压100VDC以下)小功率电动车辆如电动叉车、电动高尔夫球车、电动场地车等等的驱动电力转换装置如斩波器、逆变器中，主电路通常都是有许多分立型MOSFET元件或低压IGBT模块和许多小型铝电解电容器并联连接所构成。这种分散并联结构复杂，组装工艺难度高，特别是数量众多元器件连接后，均压均流问题比较突出，电容器散热问题不易解决，造成可靠性不高、生产效率低等诸多问题。

由此人们对于产品组装的简易型；解决产品散热问题和提高可靠性的要求很强烈。

低电压大电流功率MOSFET模块产品已经面世，如日本三菱电机公司FM系列功率MOSFET模块产品，只有P极输入8A和N极输入8B及U极8C、V极8D、W极8E输出端子，极大简化功率开关元件的组装工作(如图1)，但功率MOSFET模块P极输入8A和N极输入8B与电容器的连接安装一直困扰着产品工程师。通常圆柱形铝电解电容器提高功率是通过增大圆柱体实现的，而电解电容器单体很难改变圆柱体的外形结构；并联模组化面临着铝电解电容器特殊的防爆设计问题，即铝电解电容器必须在顶部防爆阀处留出足够的压力释放空间以保证产品在极端情况下的安全性。

为使电容器成为方便安装的矩形方块状，有工程师尝试采用易于实现的薄膜电容器，例如日本东芝公司JP2008148530A专利公报公布的带有散热矩形方块状薄膜电容器结构，但薄膜电容器相比铝电解电容器较低的容量密度比以及较差产品高温特性，使得电力转换驱动装置体积较大且可靠性不高。

发明内容：

本发明解决的问题是通过设计空气导槽满足铝电解电容器防爆压力释放要求，配合适当的电容器与叠层母线排摆放排列结构，实现一种矩形方块状且有散热面的铝电解电容器并联模组结构产品。

本发明采用的技术方案如下：为便于与功率MOSFET模块8或低压IGBT模块以及其他类型开关管连接安装，以适当形状的母线排1为骨架支撑结构(图3)，铝电解电容器2分布在层叠母线排1两侧，为减小结构体积，电解电容器2“倒伏”在层叠母线排1平面上即铝电解电容器2圆柱体轴向平行于层叠母线排1平面(图4、图5)；封闭设计的空气导槽4有卡口4A使铝电解电容器2顶部防爆阀2A卡紧空气导槽4，空气导槽4有空气出口4B，可以将内部空气压力向电容器模组以外释放(图6)，为减小结构体积，空气导槽4有多个卡口4A，使得多个电容器2可以共用一支空气导槽4满足防爆压力释放要求(图7)；以上层叠母线排1、电解电容器2和空气导槽4用导热性较好的固定剂如灌封胶5封装在外壳6内，外壳6开口侧即固定剂外露灌封平面设计为散热面9，安装时与电力转换装置散热器7或外壳贴合，使电容器模组内部热量经由固定灌封胶散热面传导到散热器和外部空气中，提高装置整体可靠性。

附图说明：

图1：电力转换装置主电路结构图

图2：铝电解电容器功率模组分解图

图3：层叠母线排结构图

图4：层叠母线排、铝电解电容器位置图

图5：层叠母线排和铝电解电容器安装图

图6：空气导槽

图7：空气导槽、铝电解电容器卡紧安装图

图8：层叠母线排、空气导槽、铝电解电容器安装图

图9：电力转换装置中铝电解电容器功率模组安装截面图。

图中数字代表：

1-层叠母线排，其中1A-正极母线排，1B-负极母线排，1C-绝缘层，1D-层叠母线排引出端子，1E-层叠母线排接线柱。

2-铝电解电容器，其中2A-铝电解电容器顶部防爆阀，2B-电解电容器正极引线，2C-电解电容器负极引线。

3-铝电解电容器固定件。

4-空气导槽，其中4A-空气导槽电容器卡口，4B-空气导槽空气出口。

5-固定灌封胶。

6-外壳。

7-电力转换装置散热器。

8-功率MOSFET模块，其中8A-P极端子，8B-N极端子，8C-输出U极，8D-输出V极，8E-输出W极。

9-铝电解电容器功率模组散热面。

具体实施方式：

以下将参考附图描述本发明的优选实施例。