电流变换模块的制作方法

本实用新型涉及电机控制的技术领域，具体说，是一种用于电动机辆内电流转换控制，特别是电机控制装置的电流变换模块。

背景技术：

电机控制是电动汽车的核心技术之一，生产者对于电机控制装置的结构设计方案一般有如下期望：

1、在满足功能、散热要求的前提下，体积尽可能小；对应的，功率密度是电机控制装置的一项重要指标，较大功率密度的电机控制装置具有更强的市场竞争力。

2、装配工艺简单，简单的装配工艺意味着较小的装配工作量和较低的装配失误率，可以带来更高的生产效率和更低的生产成本。

我们对现有技术进行了研究，典型的现有技术如下例：

中国专利，一种电机控制器，公开号：CN 203596780 U，公开了技术方案：控制器包括外壳和装于外壳内的屏蔽铁板、IGBT 驱动模块及驱动线路板、控制线路板、薄膜电容、电流传感器和无感吸收电容、汇流条支架和汇流条；所述的汇流条支架旁的外壳壳体上设有与无感吸收电容形状配合的凹槽，无感吸收电容位于该凹槽内，且汇流条支架上设有覆盖无感吸收电容的挡板。这一技术方案由于冷却流道举例功率半导体模块过远，对于IGBT大功率工作的条件下容易发生散热不足的情况，同时，将薄膜电容和IGBT并排设置，明显增加了在水平方向的面积，将会影响车内其它部件的安置。

中国专利，一种电机控制器，公开号：CN205212748U，公开了本实用新型公开了一种电机控制器，包括控制器箱体、DC一DC模块、电容模块、驱动线路板、控制线路板以及至少2个独立的功率模块，在控制器箱体中间设置有散热墙，散热墙把控制器箱体中间的空腔分割为位于上部的上空腔和位于下部的下空腔，在上空腔里面、散热墙的顶面上设置有凸起，电容模块安装在凸起一侧、散热墙的顶面上，多个功率模块并排地安装在凸起另一侧、散热墙的顶面上，驱动线路板和控制线路板均安装在上空腔里面，控制线路板控制驱动线路板驱动功率模块运行工作，DC一DC模块安装在下空腔里面、散热墙的底面上，在散热墙上开设有冷却水道并设置有与冷却水道连通的进水口和出水口，通过冷却水道对DC一DC模块、电容模块以及功率模块迸行统一散热。这一技术方案虽然解决了功率模块的散热问题，但同样存在水平方向面积大的问题，影响车内其它部件的安置。

中国专利，一种IGBT功率模块，公开号：CN 203368303 U，公开了一种IGBT功率模块，包括功率半导体模块、IGBT散热器、直流滤波薄膜电容、IGBT交流引出铜排、正负复合母排、模块底架和电容托板;IGBT散热器固装在所述模块底架上，功率半导体模块设置在所述工GBT散热器的内侧面上;正负复合母排固定设置在模块底架上;电容托板固装在模块底架上;直流滤波薄膜电容的一端与电容托板连接，另一端与正负复合母排连接;IGBT交流引出铜排固装在IGBT散热器的内侧面上，且该IGBT交流引出铜排与功率半导体模块交流输出端相连接。这一技术方案一定程度上解决了结构紧凑的问题，但在散热方面仍存在不足。

综上所述，现有技术普遍存在的问题有以下几点：

1、空间设计不好，结构紧凑性不足；

2、电流变换模块的布置依赖于控制器外壳，模块化程度低，装配工艺复杂；一些成型模块也是需要类似外壳或者支架的装置进行配合，其模块化在结构上存在缺陷；

3、散热结构设计不合理。

技术实现要素：

本实用新型是针对现有技术中的不足，设计一款汽车级的模块化的电流变换模块，解决结构紧凑性不足、模块化程度低、散热结构不合理的问题。

本实用新型采用了如下技术方案：

一种电流变换模块，包括驱动板、功率半导体模块、冷却结构和电容。

所述的功率半导体模块的一面设有散热面，功率半导体模块按照驱动板的命令对电流进行变换。

驱动板固定在功率半导体模块上并和功率半导体模块之间信号连接，驱动板控制功率半导体模块进行工作。

所述的冷却结构上设有和外部冷却系统进行热交换的接口，冷却结构的一面为冷却面，冷却面和功率半导体模块的散热面相配合，功率半导体模块通过冷却结构进行散热；

所述电容固定在冷却结构背向冷却面的一面，电容和功率半导体模块之间电连接。

优选的，可以采用如下方案：

功率半导体模块为IGBT模块或MOSFET模块。

功率半导体模块上设有三相交流铜排或正负直流铜排，电容上设有正负直流铜排；当功率半导体模块上的三相交流铜排或正负直流铜排为电流输入铜排时，电容上的正负直流铜排则为电流输出铜排；当功率半导体模块上的三相交流铜排或正负直流铜排为电流输出铜排时，电容上的正负直流铜排则为电流输入铜排。

所述的冷却结构为液冷结构，冷却结构内部设有冷却流道，冷却流道设置在冷却面的内侧。

所述的冷却结构内部分层设有冷却流道和送液流道，所述的冷却流道设置在冷却面一侧，送液流道设置在背向冷却面的一侧，送液流道和冷却流道之间串联连通。

所述的冷却结构上设有进液口和出液口，用于和外部冷却系统之间交换冷却液，所述的进液口和出液口均设置在冷却结构背向冷却面的一面，冷却流道和出液口相连通，送液流道和进液口相连通。

所述的冷却流道和出液口之间通过引流通道连通，引流通道穿过送液流道。

冷却流道和引流通道之间的连通口设置在冷却流道的一端，冷却流道和送液流道之间的连通口设置在冷却冷却流道的另一端。

所述的功率半导体模块的散热面上设有散热齿，冷却结构的冷却面上设有冷却槽口，散热齿穿过冷却槽口进入冷却流道，冷却槽口的边缘和散热面密封配合。

电容上和功率半导体模块之间通过连接铜排相连接，连接铜排的横截面呈“L”型。

所述的电容和连接铜排之间一体成型。

所述的冷却结构还包括工艺柱，工艺柱设置在冷却结构面向功率半导体模块的一面。

附图说明

图1是本实用新型电流变换模块的立体示意图。

图2是本实用新型电流变换模块的设有三相连接铜排一面的俯视示意图。

图3是本实用新型电流变换模块的电容的立体示意图。

图4是本实用新型电容转换结构的冷却结构的立体示意图。

图5是本实用新型电容转换结构的冷却结构的切面示意图。

附图标号：

1、驱动板；2、功率半导体模块；3、冷却结构；4、电容；5、对外信号模块；6、冷却槽口；7、第一流道；8、第二流道；9、引流通道；10、第一进出液口；11、第二进出液口；12、“L”型连接铜排；13、固定柱；14、三相连接铜排；15、正负连接铜排；16、工艺柱。

具体实施方式

为了便于描述，我们将冷却结构3面向功率半导体模块2的方向设为上，将功率半导体模块2设有三相连接铜排14的一面所对方向设为前，并对应设定其它方向。

为了更好地说明本实用新型技术方案，我们通过以下具体实施例进行描述。

电流变换模块，由上至下，依次设置驱动板1、功率半导体模块2、冷却结构3和电容4。

所述的驱动板1固定在功率半导体模块2背向冷却结构3的一面，并和功率半导体模块2信号连接，驱动板1上还设有对外信号模块5，用于和外部控制系统相连接。

所述的功率半导体模块2采用IGBT模块，功率半导体模块上设有散热齿并固定在冷却结构3上部。

所述的冷却结构3的上表面为冷却面，冷却面上设有冷却槽口6，冷却槽口的边缘和功率半导体模块的下表面密封配合，密封的方式可以采用密封圈。

所述的冷却结构3内部设有上下两层流道，我们将上层命名为第一流道7，将下层命名为第二流道8，在本实施例中，第一流道7相当于实用新型内容中的冷却流道，第二流道8相当于实用新型内容中的送液流道。

所述的冷却结构3的下表面的右端并排设有第一进出液口10和第二进出液口11，在本实施例中，第一进出液口10相当于实用新型内容中的出液口，对应连接外部的冷却液回收装置，第二进出液口11相当于实用新型内容中的进液口，对应连接外部的冷却液送液装置。

散热齿通过冷却槽6探入第一流道7内，第二流道8和第一流道7在双方左端相连通，第一流道7通过引流通道9和第一进出液口10相连通，引流通道9穿过第二流道8，第二流道8和第二进出液口11相连通。

这样，当冷却液进入冷却结构3内部后，首先经过第二流道8，并在第二流道8中对第一流道7内的高温冷却液进行辅助降温，之后通过左端的连通口到达第一流道7，并在第一流道7内对散热齿进行冷却，之后进入引流通道9，最终到达出液口，并被冷却液回收结构回收。所述的引流通道9为直管且不和第二流道8连通，因此，我们将引流通道9和第一流道7的连通口设在第一流道7的中轴线上，对应的第一进出液口10设在第二流道8的中轴线上。

电容4上设有 “L”型连接铜排12， “L”型连接铜排12的横截面为“L”型，有两排，每排三个，共六个，其一端和电容4一体成型连接，其另一端和功率半导体模块2相连接，电流可通过”L”型连接铜排12进行传递。

鉴于实施例中的驱动板1比功率半导体模块2略长，为了防止驱动板1抖动，在冷却结构3在面向功率半导体模块2的一面设有固定柱13，固定柱13将驱动板1固定。

功率半导体模块2在正面设有三相连接铜排14，分别对应外部的三相输出接头，电容4上设有正负连接铜排15，分别对应外部的双相输入接头。

为了便于安装，所述的冷却结构3的上表面还可拆卸地设置有工艺柱16，工艺柱16上设有装配螺孔，用于和装配工装之间的固定连接，便于电流变换模块各部件及和外部其它部件之间的装配安装操作。

实际工作时，启动外部冷却液的送液装置和回收装置，使冷却结构3具备开始工作，之后，启动外部双相电源（例如车载电池组）进行供电，电流经电容4到达功率半导体模块2，驱动板1根据外部控制信号对功率半导体模块2进行控制并将电流变换模块的工作状态等信息反馈给外部控制系统，功率半导体模块2根据驱动板1的控制信号输出所需的电流，并对外部需要电流控制的装备（例如驱动电机）进行控制。

需要说明的是，本实用新型的设计初衷虽然是围绕汽车级电机控制的需求进行设计，但设计完成的方案不仅仅适用于汽车级电机，对于其它类似的系统、装备或部件均适用。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，凡依本实用新型创造设计思想所做的任何改变都在本实用新型的保护范围之内。