[发明专利]具有冷却布置的功率电容器模块

说明书

本公开涉及一种功率电容器单元(1)，其包括：壳体(3)；第一层(7)电容器元件(7a)；第二层(9)电容器元件(9a)，其中第一层(7)电容器元件(7)堆叠在第二层(9)电容器元件(9a)上；第一母线组件(13)，连接到第一层(7)的电容器元件(7a)；第二母线组件(19)，连接到第二层(9)的电容器元件(9a)，其中第一母线组件(13)和第二母线组件(19)布置在第一层(7)电容器元件(7a)与第二层(9)电容器元件(9a)之间；导热层(17)，设置在第一母线组件(13)与第二母线组件(19)之间，其中导热层(17)与壳体(3)热接触，从而将热量从第一母线组件(13)和第二母线组件(19)传导到壳体(3)，并且其中壳体(3)与第一母线组件(13)和第二母线组件(19)电绝缘。

技术领域

本公开涉及包括多个电容器元件的功率电容器。

背景技术

功率电容器单元或高电压电容器单元通常包括壳体以及布置在壳体内并且连接到母线组件的多个电容器元件，母线组件又连接到套管，用于引导电流进出壳体。

每个电容器元件可以由几层绝缘膜(诸如聚丙烯)组成，绝缘膜用铝箔缠绕在一起。铝箔用作电极，并且膜层用作电介质。或者，电容器元件可以由几层金属化塑料膜组成。

当功率电容器正在工作时，壳体内生成大量的热。US2014/334105A1公开了一种电容器封装解决方案，其结合了热和电两种考虑因素。封装件可以包括电耦合到母线的电容器元件、以及在母线与壳体之间的热增强隔离层。隔离层设置在壳体基部和侧壁部分附近。母线设置在隔离层附近，并且被配置为沿着封装件侧并且沿着电容器元件下方的封装件长度延伸，以提供用于在母线与电容器元件接触之前从母线散热的延伸路径。增强的隔离层被配置为将热量从母线传导离开到壳体以避免电容器的热点温度。隔离层在母线与壳体之间提供电隔离，并且提供导热介质，导热介质可以改善从母线到壳体的热传递，并且因此减少传递到电容器元件的热量。隔离层包括被配置为改善散热的热增强物质。隔离层包括环氧物质，在该环氧物质中已经注入诸如氧化铝填料的导热填料。

发明内容

例如电容大小的电气特性是在设计功率电容器单元时考虑的典型性能参数。这些参数可以取决于电容器元件的大小或数目。

通过选择具有固定预定高度的合适数目的电容器元件层，可以提供更好的生产灵活性，因为与必须针对不同额定功率电容器单元生产不同大小的电容器元件的情况相比，只需要对组装线进行较少的修改。因此，可以将一种大小的电容器元件视为用于创建具有不同性能额定值的功率电容器单元的构建块。因此，代替扩大每个电容器元件的大小以获取更高性能的功率电容器(这需要对组装线进行实质性修改)，可以将另外的电容器元件堆叠成层以获取期望的功率电容器性能。

然而，设置有多于一层电容器元件的功率电容器单元由于布置在电容器元件层之间的母线组件所生成的附加热量而提供了挑战。

US2014/334105A1的公开内容仅公开了单层电容器，其在从母线朝向壳体的方向上提供热传导，但是没有在垂直于母线与壳体之间的热传递方向的横向方向上提供有效的热传导。

鉴于上述情况，本公开的总体目的是提供一种功率电容器单元，其解决或至少缓解了现有技术的问题。

因此提供了一种功率电容器单元，其包括：壳体；第一层电容器元件；第二层电容器元件，其中第一层电容器元件堆叠在第二层电容器元件上；第一母线组件，连接到第一层的电容器元件；第二母线组件，连接到第二层的电容器元件，其中第一母线组件和第二母线组件布置在第一层电容器元件与第二层电容器元件之间；导热层，设置在第一母线组件与第二母线组件之间，其中导热层与壳体热接触，从而将热量从第一母线组件和第二母线组件传导到壳体，并且其中壳体与第一母线组件和第二母线组件电绝缘。

由此可获取的效果是，在两层电容器元件之间生成的热量可以从该区域传导到壳体以冷却功率电容器单元。导热层在由导热层限定的平面内侧向地提供热传导，直到壳体。