[实用新型]紧凑型逆变器

说明书

技术领域

本实用新型涉及驱动逆变器技术，尤其属于一种适用于电动汽车（包括纯电动汽车和混合动力电动汽车）的紧凑型逆变器以及这种逆变器的制造方法。

背景技术

目前，电动汽车及混合动力汽车中使用的逆变器体积功率密度要求非常高，逆变器的体积已成为整个产品的关键竞争力，目前先进的逆变器能达到12KW/L。功率越来越高，体积越来越小，成本越来越低，这已经成为逆变器结构的最重要要求，因此紧凑型逆变器的研究备受关注。

在国产的电动汽车中，逆变器的体积很大，但功率密度一般小于5KW/L，放置在车内的难度较大，如图2示出了传统的逆变器单相组件的结构，其中IGBT模块10、冷却板20和DC-Link电容30自上而下平铺，三相组件也采用平面布置的方式。而国际上的高功率密度（最高15KW/L）的逆变器都需要定制电子器件，如IGBT模块和DC-Link电容，这些定制的器件不但价格昂贵，而且变形设计非常困难，普遍适用性较差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种紧凑型逆变器，无需特别定制电子器件，可以有效减小逆变器的体积，提高逆变器的功率密度，同时显著降低成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的紧凑型逆变器，包括一个DC-Link电容和三个单相全桥模块，所述三个单相全桥模块分别为U相全桥模块、V相全桥模块和W相全桥模块；所述三个单相全桥模块围成一个内腔，所述DC-Link电容固定在该内腔中，且DC-Link电容的正负极对应地连接在三个单相全桥模块上。

其中，每个单相全桥模块包括冷却板、上半桥IGBT芯片、下半桥IGBT芯片、直流母线正极铜排、直流母线负极铜排、相线铜排、导热绝缘垫片和驱动控制板；所述直流母线正极铜排、直流母线负极铜排和相线铜排固定在冷却板上，三个铜排与冷却板之间设有导热绝缘垫片；所述上半桥IGBT芯片固定在直流母线正极铜排上，下半桥IGBT芯片固定在相线铜排上，上半桥IGBT芯片的发射极与相线铜排连接，下半桥IGBT芯片的发射极与直流母线负极铜排连接，上半桥IGBT芯片的其它极和下半桥IGBT芯片的其它极均与驱动控制板连接；三个单相全桥模块的冷却板端部相互靠近，形成所述内腔。

其中，DC-Link电容的一端具有三个正极引脚，另一端具有三个负极引脚，DC-Link电容与冷却板固定，DC-Link电容的每个正极引脚与一个单相全桥模块的直流母线正极铜排连接，每个负极引脚与一个单相全桥模块的直流母线负极铜排连接。

其中，所述每个单相全桥模块的相线铜排位于直流母线正极铜排和直流母线负极铜排之间。

在上述结构中，所述U相全桥模块的冷却板靠近直流母线负极铜排的一端与V相全桥模块的冷板却靠近直流母线正极铜排的一端相邻，U相全桥模块的冷却板靠近直流母线正极铜排的一端与W相全桥模块的冷板却靠近直流母线负极铜排的一端相邻，V相全桥模块的冷板却靠近直流母线负极铜排的一端与W相全桥模块的冷板却靠近直流母线正极铜排的一端相邻。

或者，所述U相全桥模块的冷却板靠近直流母线负极铜排的一端与W相全桥模块的冷板却靠近直流母线正极铜排的一端相邻，U相全桥模块的冷却板靠近直流母线正极铜排的一端与V相全桥模块的冷板却靠近直流母线负极铜排的一端相邻，W相全桥模块的冷板却靠近直流母线负极铜排的一端与V相全桥模块的冷板却靠近直流母线正极铜排的一端相邻。

较佳的，所述三个单相全桥模块围成的内腔截面为六边形或圆形或三角形或带圆角的三角形。

其中，所述DC-Link电容的两端分别具有一铜排，一端的铜排形成有三个正极引脚，另一端的铜排形成有三个负极引脚。

优选的，所述驱动控制板固定在单相全桥模块的IGBT芯片上。

进一步地，所述冷却板具有冷却流道，所述冷却流道可通过搅拌摩擦焊形成。

与现有大体积的平铺式逆变器结构相比，本实用新型的有益之处在于：

1）从三维方向布置三个单相全桥模块，充分利用空间，减小了逆变器的体积；

2）对IGBT芯片的要求较低，可以直接采用目前常见的标准封装的IGBT芯片进行组合，提高了可扩展性，同时不同的逆变器只需要根据功率要求增加或者减少IGBT芯片的数量即可，不需要像传统IGBT模块那样更改或定制特殊结构或形状的IGBT芯片；

3）针对每相全桥模块单独设计冷却板，使得冷却板的尺寸减小为原来的1/3，并将冷却板与IGBT设计成一体组件，三相采用完全相同的组件进行装配，减少了冷却板的成本；