本發(fā)明涉及電驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電動(dòng)汽車用高性能逆變組件結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)用逆變裝置作為新能源汽車的關(guān)鍵部件，在車輛設(shè)計(jì)中具有重要作用。隨著新能源汽車技術(shù)的高速發(fā)展，驅(qū)動(dòng)電機(jī)用逆變裝置的功率密度也越來(lái)越高。傳統(tǒng)電機(jī)控制器大多選用封裝好的igbt功率模塊用螺栓固定在箱體上面，功率模塊底部帶有散熱針可以插入到箱體的水槽里面，這樣功率模塊就會(huì)有比較好的散熱效果，性能發(fā)揮更好，結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上也更加方便。但是，目前一些第三代半導(dǎo)體功率模塊沒(méi)有辦法做成這種全封裝的功率模塊結(jié)構(gòu)，更多地則是類似貼片式單芯片封裝管子，這種單芯片管子是通過(guò)回流焊貼片在pcb板上面，這個(gè)時(shí)候因?yàn)樾酒w積小、發(fā)熱量大，用很多管子并聯(lián)設(shè)計(jì)的高功率逆變裝置，就需要充分挖掘提升散熱能力，才可以發(fā)揮其性能。高功率逆變裝置產(chǎn)生的熱量，直接影響到逆變模塊的輸出性能。多方位高效散熱，是新能源汽車逆變裝置發(fā)展過(guò)程中不可回避的客觀問(wèn)題。

2、對(duì)用這種功率器件在pcb上面貼片式設(shè)計(jì)的逆變裝置，其散熱的方式，是在箱體上集成設(shè)計(jì)冷卻回路，通過(guò)將逆變功率器件覆蓋在冷卻回路的表面，從而將功率器件產(chǎn)生的熱量傳遞到冷卻回路中，保持功率器件的穩(wěn)定運(yùn)行。然而，隨著逆變裝置的快速發(fā)展，這種冷卻方案對(duì)于高集成大功率的功率器件，其散熱性能已逐漸接近飽和。業(yè)內(nèi)普遍的做法是在逆變裝置內(nèi)集成獨(dú)立的散熱器，把傳統(tǒng)集成在箱體內(nèi)部的散熱系統(tǒng)獨(dú)立出來(lái)，從而利用散熱器的上下端面同時(shí)進(jìn)行冷卻，進(jìn)一步提高散熱器表面的利用率，實(shí)現(xiàn)功率器件的冷卻。然而這種將功率芯片器件貼在散熱器上下表面進(jìn)行冷卻方式，對(duì)于散熱器而言是雙側(cè)冷卻，而從功率芯片器件的角度來(lái)看，則仍是單側(cè)冷卻，功率器件本身導(dǎo)熱面積依舊有限，不能最大程度上提高功率器件的散熱效率，這將導(dǎo)致功率逆變裝置的最佳性能也無(wú)法發(fā)揮出來(lái)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了提供一種電動(dòng)汽車用高性能逆變組件結(jié)構(gòu)，通過(guò)逆變功率板的兩個(gè)表面分別設(shè)置第一導(dǎo)熱絕緣片和第二導(dǎo)熱絕緣片，且兩者通過(guò)釬焊熱連接，一方面可以將逆變功率板下方的熱量傳遞至上方頂層散熱裝置，實(shí)現(xiàn)雙側(cè)高效散熱，另一方面可以起到固定作用，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械和熱聯(lián)合設(shè)計(jì)，有利于縮小體積節(jié)省空間。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

3、一種電動(dòng)汽車用高性能逆變組件結(jié)構(gòu)，包括控制驅(qū)動(dòng)邏輯板、頂層散熱裝置、逆變功率板和底層散熱裝置，所述逆變功率板設(shè)于頂層散熱裝置和底層散熱裝置之間并與控制驅(qū)動(dòng)邏輯板連接；

4、所述逆變功率板的底面設(shè)有第二導(dǎo)熱絕緣片和多組功率管，頂面設(shè)有第一導(dǎo)熱絕緣片，所述第一導(dǎo)熱絕緣片通過(guò)釬焊與第二導(dǎo)熱絕緣片熱連接，所述功率管上設(shè)有g(shù)an封裝殼，所述gan封裝殼上設(shè)有用于降低熱阻的導(dǎo)熱銅片，所述導(dǎo)熱銅片與第二導(dǎo)熱絕緣片熱連接。

5、所述底層散熱裝置的上表面一側(cè)設(shè)有底層散熱平面，所述底層散熱平面和第二導(dǎo)熱絕緣片熱連接，所述底層散熱裝置的上表面的另一側(cè)設(shè)有多個(gè)電壓補(bǔ)償模塊，所述底層散熱平面的兩端分別設(shè)有分水凸臺(tái)和匯水凸臺(tái)，所述底層散熱裝置的下表面設(shè)有底層散熱水槽，所述底層散熱水槽分別與分水凸臺(tái)和匯水凸臺(tái)連通，所述電壓補(bǔ)償模塊連接逆變功率板。

6、所述底層散熱平面和第二導(dǎo)熱絕緣片之間設(shè)有導(dǎo)熱硅脂。

7、所述底層散熱水槽中設(shè)有用于將底層散熱水槽內(nèi)腔體分隔為多個(gè)并聯(lián)流道的筋板，各流道內(nèi)均設(shè)有多個(gè)s形散熱筋。

8、所述底層散熱水槽內(nèi)腔體被分隔為兩個(gè)流道。

9、所有電壓補(bǔ)償模塊排列形成補(bǔ)償模塊陣列，所述補(bǔ)償模塊陣列的邊緣長(zhǎng)處設(shè)有dc動(dòng)力端子，所述dc動(dòng)力端子兩側(cè)設(shè)有安規(guī)電容。

10、所述頂層散熱裝置的下表面設(shè)有頂層散熱平面，所述頂層散熱平面與第一導(dǎo)熱絕緣片熱連接，且兩端分別設(shè)有分水凹槽和匯水凹槽，所述頂層散熱裝置的上表面設(shè)有頂層散熱水槽，所述頂層散熱水槽分別與分水凹槽和匯水凹槽連通。

11、所述頂層散熱裝置的下表面設(shè)有頂層散熱平面，所述頂層散熱平面與第一導(dǎo)熱絕緣片熱連接，且兩端分別設(shè)有分水凹槽和匯水凹槽，所述頂層散熱裝置的上表面設(shè)有頂層散熱水槽，所述頂層散熱水槽分別與分水凹槽和匯水凹槽連通；

12、所述分水凹槽與分水凸臺(tái)連通，所述匯水凹槽與匯水凸臺(tái)連通。

13、所述頂層散熱水槽內(nèi)設(shè)有用于將頂層散熱水槽內(nèi)腔體分隔為多個(gè)流道的隔離筋，各流道內(nèi)均設(shè)有多個(gè)波浪形散熱筋。

14、所述頂層散熱水槽內(nèi)腔體被分隔為3個(gè)流道。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

16、1、通過(guò)逆變功率板的兩個(gè)表面分別設(shè)置第一導(dǎo)熱絕緣片和第二導(dǎo)熱絕緣片，且兩者通過(guò)釬焊熱連接，一方面可以將逆變功率板下方的熱量傳遞至上方頂層散熱裝置，實(shí)現(xiàn)雙側(cè)高效散熱，另一方面可以起到固定作用，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械和熱聯(lián)合設(shè)計(jì)，有利于縮小體積節(jié)省空間。

17、2、頂層散熱裝置和底層散熱裝置采用并聯(lián)的多流道設(shè)計(jì)，提高了冷卻液流動(dòng)的均一性，有利于提高熱平衡，避免表面溫差過(guò)大導(dǎo)致的材料熱脹冷縮不一致，提高了壽命和安全性。

18、3、在流道內(nèi)設(shè)計(jì)了s形散熱筋，在流量和位移相同的情況下，有利于增加冷卻液的行程，從而提高冷卻效果。

19、4、將傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器中的核心器件集成到一個(gè)模塊化的逆變裝置中，取消了傳統(tǒng)控制器的箱體、箱蓋等零件，可以適配共殼體的新能源電驅(qū)系統(tǒng)總成。

技術(shù)特征：

1.一種電動(dòng)汽車用高性能逆變組件結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括控制驅(qū)動(dòng)邏輯板(1)、頂層散熱裝置(2)、逆變功率板(3)和底層散熱裝置(4)，所述逆變功率板(3)設(shè)于頂層散熱裝置(2)和底層散熱裝置(4)之間并與控制驅(qū)動(dòng)邏輯板(1)連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車用高性能逆變組件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述底層散熱裝置(4)的上表面一側(cè)設(shè)有底層散熱平面(41)，所述底層散熱平面(41)和第二導(dǎo)熱絕緣片(32)熱連接，所述底層散熱裝置(4)的上表面的另一側(cè)設(shè)有多個(gè)電壓補(bǔ)償模塊(42)，所述底層散熱平面(41)的兩端分別設(shè)有分水凸臺(tái)(43)和匯水凸臺(tái)(44)，所述底層散熱裝置(4)的下表面設(shè)有底層散熱水槽(45)，所述底層散熱水槽(45)分別與分水凸臺(tái)(43)和匯水凸臺(tái)(44)連通，所述電壓補(bǔ)償模塊(42)連接逆變功率板(3)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動(dòng)汽車用高性能逆變組件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述底層散熱平面(41)和第二導(dǎo)熱絕緣片(32)之間設(shè)有導(dǎo)熱硅脂。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動(dòng)汽車用高性能逆變組件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述底層散熱水槽(45)中設(shè)有用于將底層散熱水槽(45)內(nèi)腔體分隔為多個(gè)并聯(lián)流道的筋板(451)，各流道內(nèi)均設(shè)有多個(gè)s形散熱筋(452)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電動(dòng)汽車用高性能逆變組件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述底層散熱水槽(45)內(nèi)腔體被分隔為兩個(gè)流道。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動(dòng)汽車用高性能逆變組件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所有電壓補(bǔ)償模塊(42)排列形成補(bǔ)償模塊陣列，所述補(bǔ)償模塊陣列的邊緣長(zhǎng)處設(shè)有dc動(dòng)力端子(46)，所述dc動(dòng)力端子(46)兩側(cè)設(shè)有安規(guī)電容(47)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)汽車用高性能逆變組件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述頂層散熱裝置(2)的下表面設(shè)有頂層散熱平面(21)，所述頂層散熱平面(21)與第一導(dǎo)熱絕緣片(31)熱連接，且兩端分別設(shè)有分水凹槽(22)和匯水凹槽(23)，所述頂層散熱裝置(2)的上表面設(shè)有頂層散熱水槽(24)，所述頂層散熱水槽(24)分別與分水凹槽(22)和匯水凹槽(23)連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電動(dòng)汽車用高性能逆變組件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述頂層散熱裝置(2)的下表面設(shè)有頂層散熱平面(21)，所述頂層散熱平面(21)與第一導(dǎo)熱絕緣片(31)熱連接，且兩端分別設(shè)有分水凹槽(22)和匯水凹槽(23)，所述頂層散熱裝置(2)的上表面設(shè)有頂層散熱水槽(24)，所述頂層散熱水槽(24)分別與分水凹槽(22)和匯水凹槽(23)連通；

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種電動(dòng)汽車用高性能逆變組件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述頂層散熱水槽(24)內(nèi)設(shè)有用于將頂層散熱水槽(24)內(nèi)腔體分隔為多個(gè)流道的隔離筋(241)，各流道內(nèi)均設(shè)有多個(gè)波浪形散熱筋(242)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種電動(dòng)汽車用高性能逆變組件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述頂層散熱水槽(24)內(nèi)腔體被分隔為3個(gè)流道。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車用高性能逆變組件結(jié)構(gòu)，包括控制驅(qū)動(dòng)邏輯板、頂層散熱裝置、逆變功率板和底層散熱裝置，逆變功率板設(shè)于頂層散熱裝置和底層散熱裝置之間并與控制驅(qū)動(dòng)邏輯板連接；逆變功率板的底面設(shè)有第二導(dǎo)熱絕緣片和多組功率管，頂面設(shè)有第一導(dǎo)熱絕緣片，第一導(dǎo)熱絕緣片通過(guò)釬焊與第二導(dǎo)熱絕緣片熱連接，功率管上設(shè)有GaN封裝殼，GaN封裝殼上設(shè)有用于降低熱阻的導(dǎo)熱銅片，導(dǎo)熱銅片與第二導(dǎo)熱絕緣片熱連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)逆變功率板的兩個(gè)表面分別設(shè)置第一導(dǎo)熱絕緣片和第二導(dǎo)熱絕緣片，且兩者通過(guò)釬焊熱連接，一方面實(shí)現(xiàn)雙側(cè)高效散熱，另一方面可以起到固定作用，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械和熱聯(lián)合設(shè)計(jì)，有利于縮小體積節(jié)省空間。

技術(shù)研發(fā)人員：陳登峰,陳雷,周詩(shī)君
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海汽車電驅(qū)動(dòng)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2