一种带Boost功能的薄膜电容结构及其使用方法与流程

一种带boost功能的薄膜电容结构及其使用方法
技术领域
1.本发明涉及薄膜电容技术领域，尤其涉及一种带boost功能的薄膜电容结构及其使用方法。


背景技术：

2.随着新能源汽车行业的日益发展，电机控制器作为新能源汽车驱动系统的关键零部件，为了满足整车越来越快的充电需求，800v平台的电机控制器逐渐被市场需求，由于市场上现有的800v平台的充电桩没有普及，为了让市场上400v平台的充电桩也能够为800v平台的整车充电，故需要整车中升压充电模块(booster)将400v电压升压到800v；并在降低成本的考量下，将booster负极线束集成到800v平台的电机控制器里，将booster正极线束连接到电机三相星形连接绕组中心点或电机三相绕组的u相。
3.薄膜电容作为驱动电机用控制器内部至关重要的零部件，承担着储能、缓冲、滤波、连接电池与igbt模块的作用。所以薄膜电容的结构对整体控制器的布局起到关键作用。目前汽车控制器中典型的薄膜电容只工作在放电模式下，电流从电池流过薄膜电容再到igbt模块，并由正负极铜排、薄膜芯子、塑料外壳、灌封胶、绝缘纸组成。因此，目前需要一种满足800v电压平台及带有boost功能、结构紧凑、散热性能好的薄膜电容来适用集成化与定制化的发展趋势。


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供一种带boost功能的薄膜电容结构及其使用方法，既可工作在放电模式下，也可工作在充电模式下的薄膜电容，同时满足800v电压平台及带有boost功能，提高薄膜电容的散热能力。
5.为实现上述目的，本发明提供一种带boost功能的薄膜电容结构：
6.包括壳体，所述壳体内设有薄膜芯子和正负极铜排，所述正负极铜排固定安装于所述薄膜芯子上，所述正负极铜排包括输入端、booster负极铜排和输出端，所述壳体上固定安装有磁环，远离所述壳体一端的所述输入端穿过所述磁环。
7.进一步的，所述输入端包括正极输入铜排和负极输入铜排，所述输出端包括正极输出铜排和负极输出铜排，
8.所述正极输入铜排和所述正极输出铜排为同一正极性，所述正极输入铜排、所述正极输出铜排与所述薄膜芯子之间采用物理连接，
9.所述负极输入铜排、所述booster负极铜排和所述负极输出铜排为同一负极性，所述负极输入铜排、所述负极输出铜排和所述booster负极铜排与所述薄膜芯子之间为物理连接。
10.进一步的，正极性铜排与负极性铜排之间设有绝缘纸一进行高压隔离。
11.进一步的，所述正负极铜排与所述薄膜芯子焊接后通过注入灌封胶一固定于所述壳体内部，且所述灌封胶一将所述薄膜芯子内部密封。
12.进一步的，所述磁环通过灌封胶二固定于所述壳体上。
13.进一步的，所述磁环形状为跑道型或者ei型或者ee型。
14.进一步的，所述磁环与所述壳体之间留有间隙或者通过安装塑料隔板进行隔热。
15.进一步的，所述壳体上表面设有通过灌封胶三固定的散热铝板。
16.进一步的，所述散热铝板表面上设有导热垫或导热填缝胶。
17.进一步的，所述散热铝板与所述正负极铜排之间设置有绝缘纸二进行高压隔离。
18.本发明还提供一种带boost功能的薄膜电容结构的使用方法，包括：
19.在放电模式下，电流通过正负极铜排的输入端流进壳体内的薄膜芯子后，从正负极铜排的输出端流出；
20.在充电模式下，电流通过正负极铜排的输出端和booster负极铜排流进壳体内的薄膜芯子后，从正负极铜排的输入端流出；
21.其中，所述壳体上固定安装有磁环，远离所述壳体一端的输入端穿过所述磁环。
22.进一步的，在放电模式下，电流通过正极输入铜排和负极输入铜排流进壳体内部的薄膜芯子后，从正极输出铜排和负极输出铜排流出；
23.在充电模式下，电流通过正极输出铜排和booster负极铜排流进壳体内的薄膜芯子后，从正极输入铜排和负极输入铜排流出。
24.本发明的技术效果和优点：薄膜电容既可工作在放电模式下，又可工作在充电模式下(放电模式是指电池放电，电流流过控制器再控制电机驱动整车；充电模式是指充电桩或电网放电，电流流过booster再到控制器给电池充电)。在充电模式下，薄膜电容支持boost功能将充电电压升高；为抑制充电和放电工作模式下emc电磁干扰的影响，薄膜电容集成磁环，同时满足800v电压平台及带有boost功能，也通过散热铝板和导热垫等的设置优化了薄膜电容的散热结构。
25.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
26.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
27.图1为本发明实施例中一种带boost功能的薄膜电容结构示意图；
28.图2为本发明实施例中的正负极铜排与薄膜芯子的示意图；
29.图3为本发明实施例中一种带boost功能的薄膜电容结构剖视图；
30.图中，1、壳体；2、薄膜芯子；3、正负极铜排；31、输入端；311、正极输入铜排；312、负极输入铜排；32、booster负极输入铜排；33、输出端；331、正极输出铜排；332、负极输出铜排；4、磁环；5、绝缘纸一；6、灌封胶一；7、散热铝板。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.为解决现有技术的不足，本发明公开了一种带boost功能的薄膜电容结构，如图1所示，包括壳体1，壳体1一般为塑料材质，壳体两端设有用于安装的安装块，安装块上开设有用于螺栓安装固定的安装孔；壳体1内部设置有薄膜芯子2和正负极铜排3，正负极铜排3与薄膜芯子2焊接固定，正负极铜排3位于薄膜芯子2上方。正负极铜排3包括输入端31、booster负极铜排32和输出端33，其中booster负极铜排32可以用于电流输入也可以用于电流输出；输入端31和booster负极铜排32一端固定于正负极铜排3上，另一端穿过壳体1位于壳体1外部。
33.输入端31包括正极输入铜排311和负极输入铜排312，输出端33包括正极输出铜排331和负极输出铜排332。正负极铜排3的一侧边缘上设置有绝缘纸一5，输入端31和booster负极铜排32设于正负极铜排3一侧，且输入端31和booster负极铜排32呈现l型，其中正极输入铜排311位于负极输入铜排312与booster负极铜排32之间；输出端33呈现倒l型，输出端33一端固定于正负极铜排3另一侧上，输出端33另一端弯折附到绝缘纸一5上；因此正极性铜排与负极性铜排之间通过绝缘纸一5进行高压隔离。
34.且正极输入铜排311和所述正极输出铜排331为同一正极性，正极输入铜排311、正极输出铜排331与薄膜芯子2之间采用物理连接，负极输入铜排32、booster负极铜排32和负极输出铜排332为同一负极性，负极输入铜排32、负极输出铜排332和booster负极铜排32与薄膜芯子2之间为物理连接。
35.壳体1上还设有磁环4，磁环4通过灌封胶二固定于壳体1上，且远离壳体1的输入端31一端穿过磁环4，磁环4形状可为跑道型或者ei型或者ee型，图1中磁环4为跑道型类似椭圆状，且磁环4与booster负极铜排32紧挨。在充电模式下，ac电流转化dc电流频率很高，800v电压平台充电频率大概在30khz左右，此时磁环4损耗相比放电模式更高，发热量更高，为了防止磁环4热传递到薄膜芯子2，影响薄膜芯子2使用寿命及可靠性；故在磁环4与壳体1之间留间隙或者采用塑料隔板进行隔热设计。
36.如图2所示，输入端31的正极输入铜排311和负极输入铜排312与booster负极铜排32设于正负极铜排3的同一侧，输出端33的正极输出铜排331和负极输出铜排332位于正负极铜排3的另一侧。正负极铜排3上设有三组并列的输出端33，每一组输出端33包括两个正极输出铜排331和一个负极输出铜排332，且一个负极输出铜排332位于两个正极输出铜排331之间；负极输出铜排332和正极输出铜排331之间均设有绝缘纸一5进行高压隔离。
37.该薄膜电容结构具有两种工作模式，一种为放电模式，电流从正极入铜排311和负极输入铜排312流出，然后通过内部的薄膜芯子2，再到正极输出铜排331和负极输出铜排332。另一种为充电模式，电流从正极输出铜排331和booster负极铜排32流进，通过内部的薄膜芯子2，再到正极输入铜排311和负极输入铜排312。
38.如图3所示，正负极铜排3与薄膜芯子2焊接后整体置于壳体1内部，然后通过注入灌封胶一6填充将其固定于壳体1内，并且灌封胶一6将薄膜芯子2密封在壳体1内部；壳体1上表面开设有方形安装槽孔，方形安装槽孔用于安装散热铝板7，散热铝板7与壳体1通过灌封胶三填充固定在一起，散热铝板7结构可减小薄膜芯子2到外表面的热阻，同时散热铝板7表面上可设置导热垫或导热填缝胶，进一步减小热阻；散热铝板7与正负极铜排3之间设置
绝缘纸二进行高压隔离。
39.本发明还公开了一种带boost功能的薄膜电容结构的使用方法：在放电模式下，电流通过正负极铜排3的输入端31流进壳体1内的薄膜芯子2后，从正负极铜排3的输出端33流出；在充电模式下，电流通过正负极铜排3的输出端33和booster负极铜排32流进壳体1内的薄膜芯子2后，从正负极铜排3的输入端31流出；其中，所述壳体1上固定安装有磁环4，远离所述壳体1一端的所述输入端31穿过所述磁环4。
40.具体为，在放电模式下，电流通过正极输入铜排311和负极输入铜排312流进壳体内部的薄膜芯子2后，从正极输出铜排331和负极输出铜排332流出；在充电模式下，电流通过正极输出铜排331和booster负极铜排32流进壳体内的薄膜芯子后，从正极输入铜排311和负极输入铜排312流出。
41.根据本发明的一种带boost功能的薄膜电容结构，既可工作在放电模式下，又可工作在充电模式下(放电模式是指电池放电，电流流过控制器再控制电机驱动整车；充电模式是指充电桩或电网放电，电流流过booster再到控制器给电池充电)。在充电模式下，薄膜电容支持boost功能将充电电压升高；为抑制充电和放电工作模式下emc电磁干扰的影响，薄膜电容集成磁环，同时满足800v电压平台及带有boost功能，也通过散热铝板和导热垫等的设置优化了薄膜电容的散热结构。
42.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。