[发明专利]一种水冷式薄膜电容器

说明书

本发明公开了一种水冷式薄膜电容器，其特征在于，包括壳体，壳体内设有冷却腔体及电容芯，电容芯通过设于壳体内的母线与直流输出端连接，直流输出端从冷却腔体开口处后侧的壳体露出；冷却腔体开口处的左右两侧分别设有与冷却腔体连通的液冷接口；壳体的前侧设有直流输入端。本发明在电容壳体上增加了水冷结构，用于连接电容和IGBT的母线内置于电容芯体，即对水冷板、机壳、母线进行了集成，既简化了驱动器的结构，又提高了单元的整体性能。本发明不仅具有电容的储能功能，也兼备绝缘栅双极型晶体管的散热功能，在驱动电路中，其不仅可以对绝缘栅双极型晶体管高频开关提供电流、电压支撑，也可以通过自身水路对绝缘栅双极型晶体管进行水冷散热。

技术领域

本发明涉及一种薄膜电容器，具体涉及一种具有水冷功能的薄膜电容器，属于电容器技术领域。

背景技术

新能源汽车(混合动力、氢动力、纯电动等)，其核心都是以电能作为驱动能源，而电能到机械能的转换，都需要电机，当然也要驱动模块。驱动模块的核心器件IGBT在逆变过程中，需要薄膜电容及水冷板来支持其运作(薄膜电容支撑电压电流的突变，水冷系统用于IGBT自身热量的冷却)，否则逆变电路无法运行。

众所周知，薄膜电容芯子是以有机薄膜作为绝缘介质，在有机薄膜表面蒸镀金属层作为电极，成对卷绕构成电容芯体。蒸镀金属薄膜作为导体，自身必然存在电阻，而薄膜电容充放电时必然伴随着电子的迁移(即形成电流)，依据电功定律可知，膜电容在充放电时会产生热量(能量损耗)。虽然膜电容产生的热量虽然不大，但伴随热量集聚，温度也会随之升高，直至达到热平衡。对电容的整体性能(寿命、安全等)而言，随着温度的升高其性能会随之降低。故此，将薄膜电容所产生的热量导出，是提升薄膜电容的整体性能的有效途径。

为实现上述要求，当下通用车载驱动器，一般采用水冷板为基底，IGBT、薄膜电容器固定其上。水冷型IGBT的散热翅片内嵌水道，并结合密封圈、紧固件构成完整散热通路。外接电源通过母线引入电容，电容输出端子与IGBT正负极相连接，通过IGBT逆变，交流输出端与交流裸铜板连接，穿过传感器，组成逆变器的基本强电框架。

综上，现行通用车载驱动器的结构的特点可归纳为：器件集成度低，各器件功能明确；器件连接点多，安装简便；集成度低，接线随意大；电容器与IGBT之间回路面积增加，寄生电感量大。

现行通用车载驱动器多采用单一功能器件装配而成。为便于安装，各器件必然预留安装空间，这样就很难做到布局的紧促。功能单一器件连接的驱动器，势必要牺牲单元的紧促性，造成同等功率的驱动器体积偏大。而驱动器的体积会影响整车系统的布局，造成车辆可利用空间的降低。

此外，大量选用单一功能器件组装驱动器，会导致直流侧各器件之间的回路面积增加，而增加的回路面积又会导致直流电路部分的寄生电感增大。对于驱动器而言，寄生电感不仅会造成动器的整体性能下降，甚至会干扰驱动器的控制电路，导致驱动器出现功能故障。

现有新能源汽车电机驱动器的强电部分结构如图1所示，即在水冷板1上装有IGBT3，IGBT3的一侧设有薄膜电容器2，另一侧设有传感器6，输入连接母线4安装在IGBT3、薄膜电容器2之上，输出连接铜板5穿过传感器6；输入连接母线4的正负极的其中一端与薄膜电容器2的三组端子连接，另一端与输入插接件固定端连接；输入连接母线4的一端与IGBT3的交流输出端连接，另一端与交流输出插接件端子连接。

发明内容

本发明所要解决的问题是现有车载驱动器体积较大的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种水冷式薄膜电容器，其特征在于，包括壳体，壳体内设有冷却腔体及电容芯，电容芯通过设于壳体内的母线与直流输出端连接，直流输出端从冷却腔体开口处后侧的壳体露出；冷却腔体开口处的左右两侧分别设有与冷却腔体连通的液冷接口；壳体的前侧设有直流输入端。

优选地，所述壳体上冷却腔体开口处的外围设有用于安装IGBT的IGBT固定螺孔。