层叠端子的功率单元及车辆的制作方法

本发明涉及车辆，尤其涉及层叠端子的功率单元及车辆。

背景技术：

1、车辆的功率单元包括相互电连接的功率模块和电容器；其中，电容器能够进行充电放电；功率模块能够将来自电动车辆或混合动力车辆的电池源的直流电流转换为要在电动马达中使用的交流电流，从而驱动车辆的推进系统。

2、由于在功率单元工作的过程中，会在整个功率单元中存在较大的寄生电感，从而极大地限制了功率模块的最大可工作电压，因此需要降低整个功率单元的寄生电感。

3、在功率单元中，主要由电容器和功率模块两部分产生寄生电感，而电容器和功率模块两者又通过端子直接连接在一起，也即是说，整个功率单元产生的寄生电感主要集中在电容器与功率模块两者之间的端子连接处。

4、然而，由于在目前的功率单元中，功率模块与电容器之间的端子通常通过螺栓连接；而在螺栓连接中，为了给螺栓提供足够大的安装面，需要将端子的长度设置较长，从而导致寄生电感较大；并且，由于连接处的正极端子与负极端子位于同一水平面上，以使流过正极端子和负极端子的电流产生的磁场不能完全抵消，导致寄生电感仍然较大。

5、针对以上问题，亟需层叠端子的功率单元及车辆来解决以上问题。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提出一种层叠端子的功率单元，其寄生电感较小，以能够增大功率模块的最大可工作电压。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、层叠端子的功率单元，包括：

4、功率模块，包括第一端子、第一绝缘层及第二端子，所述第一端子与所述第二端子上下层设且间隔设置，所述第一绝缘层设置于所述第一端子与所述第二端子之间；

5、电容器，包括第三端子、第二绝缘层及第四端子，所述第三端子与所述第四端子上下层设且间隔设置，所述第二绝缘层设置于所述第三端子与所述第四端子之间，在靠近所述电容器的方向上，所述第三端子与所述第四端子之间的间距逐渐减小，且所述第三端子与所述第四端子之间未设置有所述第二绝缘层的部分形成间隙空间，所述第一端子和所述第二端子限位于所述间隙空间内，以使所述第一端子和所述第二端子分别与所述第三端子和所述第四端子电连接。

6、进一步地，所述第三端子与所述第四端子结构相同，所述第三端子具有相互连接的压紧部和连接部，所述连接部连接至所述电容器，在靠近所述电容器的方向上，所述第三端子的所述连接部与所述第四端子的所述连接部之间的间距逐渐减小，且所述第二绝缘层位于两个所述连接部之间，两个所述压紧部相互平行设置以形成所述间隙空间。

7、进一步地，所述第三端子包括多个间隔设置的弹性分指块，所述第一端子和所述第二端子过盈位于所述间隙空间内，以使各个所述弹性分指块能够分别弹性抵接至所述第一端子。

8、进一步地，所述第三端子包括第一抵接板，所述第一抵接板与所述第一端子激光焊接，以使所述第一抵接板能够抵接至所述第一端子。

9、进一步地，所述第三端子包括第二抵接板，所述第二抵接板上设置有焊接口，所述焊接口内用于放置焊接材料，以使所述第二抵接板与所述第一端子锡焊或者钎焊，使所述第二抵接板能够抵接至所述第一端子。

10、进一步地，所述功率模块还包括：

11、外壳，所述第一端子和所述第二端子的一部分位于所述外壳内，另一部分延伸至所述外壳的外侧；

12、第五端子以及功率芯片，所述功率芯片设置于绝缘衬板上端面的金属层上，所述第五端子连接至所述金属层上，以使所述第五端子与所述功率芯片电连接，且所述第一端子和所述第二端子能够分别与所述金属层连接，以使所述第一端子和所述第二端子分别与所述功率芯片电连接。

13、进一步地，所述第一端子和/或所述第二端子通过多个折弯分块与所述功率芯片电连接，且所述折弯分块与所述第一端子或所述第二端子一体成型，所述折弯分块上未与所述第一端子或者所述第二端子连接的一端与所述金属层超声键合连接。

14、进一步地，所述第一端子和/或所述第二端子通过金属垫块与所述功率芯片电连接，且所述金属垫块的一端与所述金属层钎焊或者烧结连接，所述金属垫块的另一端与所述第一端子或所述第二端子钎焊或者烧结连接。

15、进一步地，所述第一端子和/或所述第二端子通过折弯板与所述功率芯片电连接，且所述折弯板的一端与所述第一端子或所述第二端子钎焊或者烧结连接，所述折弯板的另一端与所述金属层钎焊或者烧结连接。

16、进一步地，所述第一端子和/或所述第二端子通过多个折弯引线与所述功率芯片电连接，且所述折弯引线的一端与所述第一端子或所述第二端子超声键合连接，所述折弯引线的另一端与所述金属层超声键合连接。

17、进一步地，所述层叠端子的功率单元为半桥结构或者三相六桥臂结构。

18、本发明的另一个目的在于提出一种车辆，其包括的功率模块具有较高的最大可工作电压，以能够提升整车的续航里程。

19、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

20、车辆，包括如上所述的层叠端子的功率单元。

21、本发明的有益效果为：

22、本发明的层叠端子的功率单元，通过使功率模块的第一端子与第二端子上下层设且间隔设置，并将第一绝缘层设置在第一端子与第二端子之间，以隔绝第一端子与第二端子；同时使电容器的第三端子与第四端子上下层设且间隔设置，并将第二绝缘层设置在第三端子与第四端子之间，以隔绝第三端子与第四端子；且在第三端子与第四端子之间未设置有第二绝缘层的部分形成间隙空间，将第一端子和第二端子整体限位在间隙空间内，以使第一端子和第二端子能够分别与第三端子和第四端子电连接，从而能够通过端子将功率模块与电容器之间进行电连接；且在靠近电容器的方向上，第三端子与第四端子之间的间距逐渐减小，以能够保证第一端子和第二端子整体较为紧密地限位在间隙空间内，从而保证功率模块与电容器之间电连接的可靠性；采用端子层叠设置的方式，不需要预留螺栓的安装面，以能够有效增大端子的层叠面积，缩短端子之间的距离，以使连接之后的整个端子的长度设置较短，从而能够降低寄生电感；并且，由于连接处的第一端子/第三端子与第二端子/第四端子均以叠设的方式设置，不再位于同一水平面上，以使流过第一端子/第三端子和第二端子/第四端子的电流产生的磁场能够完全抵消，进而能够更好地降低整个功率单元的寄生电感。

23、本发明的车辆，由于包括上述的层叠端子的功率单元，以使整个功率单元的寄生电感较小，从而不会对功率模块的最大可工作电压产生限制，以使功率模块具有较高的最大可工作电压以及具有较低的开关损耗，进而能够提升整个车辆的续航里程。

技术特征：

1.层叠端子的功率单元，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的层叠端子的功率单元，其特征在于，所述第三端子(21)与所述第四端子(22)结构相同，所述第三端子(21)具有相互连接的压紧部(211)和连接部(212)，所述连接部(212)连接至所述电容器(2)，在靠近所述电容器(2)的方向上，所述第三端子(21)的所述连接部(212)与所述第四端子(22)的所述连接部(212)之间的间距逐渐减小，且所述第二绝缘层(23)位于两个所述连接部(212)之间，两个所述压紧部(211)相互平行设置以形成所述间隙空间。

3.如权利要求2所述的层叠端子的功率单元，其特征在于，所述第三端子(21)包括多个间隔设置的弹性分指块(213)，所述第一端子(11)和所述第二端子(12)过盈位于所述间隙空间内，以使各个所述弹性分指块(213)能够分别弹性抵接至所述第一端子(11)。

4.如权利要求2所述的层叠端子的功率单元，其特征在于，所述第三端子(21)包括第一抵接板(214)，所述第一抵接板(214)与所述第一端子(11)激光焊接，以使所述第一抵接板(214)能够抵接至所述第一端子(11)。

5.如权利要求2所述的层叠端子的功率单元，其特征在于，所述第三端子(21)包括第二抵接板(215)，所述第二抵接板(215)上设置有焊接口(2151)，所述焊接口(2151)内用于放置焊接材料，以使所述第二抵接板(215)与所述第一端子(11)锡焊或者钎焊，使所述第二抵接板(215)能够抵接至所述第一端子(11)。

6.如权利要求1-5中任一项所述的层叠端子的功率单元，其特征在于，所述功率模块(1)还包括：

7.如权利要求6所述的层叠端子的功率单元，其特征在于，所述第一端子(11)和/或所述第二端子(12)通过多个折弯分块(18)与所述功率芯片(16)电连接，且所述折弯分块(18)与所述第一端子(11)或所述第二端子(12)一体成型，所述折弯分块(18)上未与所述第一端子(11)或者所述第二端子(12)连接的一端与所述金属层(171)超声键合连接。

8.如权利要求6所述的层叠端子的功率单元，其特征在于，所述第一端子(11)和/或所述第二端子(12)通过金属垫块(19)与所述功率芯片(16)电连接，且所述金属垫块(19)的一端与所述金属层(171)钎焊或者烧结连接，所述金属垫块(19)的另一端与所述第一端子(11)或所述第二端子(12)钎焊或者烧结连接。

9.如权利要求6所述的层叠端子的功率单元，其特征在于，所述第一端子(11)和/或所述第二端子(12)通过折弯板(191)与所述功率芯片(16)电连接，且所述折弯板(191)的一端与所述第一端子(11)或所述第二端子(12)钎焊或者烧结连接，所述折弯板(191)的另一端与所述金属层(171)钎焊或者烧结连接。

10.如权利要求6所述的层叠端子的功率单元，其特征在于，所述第一端子(11)和/或所述第二端子(12)通过多个折弯引线(192)与所述功率芯片(16)电连接，且所述折弯引线(192)的一端与所述第一端子(11)或所述第二端子(12)超声键合连接，所述折弯引线(192)的另一端与所述金属层(171)超声键合连接。

11.如权利要求1-5中任一项所述的层叠端子的功率单元，其特征在于，所述层叠端子的功率单元为半桥结构或者三相六桥臂结构。

12.车辆，其特征在于，包括如权利要求1-11中任一项所述的层叠端子的功率单元。

技术总结
本发明公开了层叠端子的功率单元及车辆，属于车辆技术领域。层叠端子的功率单元包括：功率模块，包括第一端子、第一绝缘层及第二端子，第一端子与第二端子上下层设且间隔设置，第一绝缘层设置于第一端子与第二端子间；电容器，包括第三端子、第二绝缘层及第四端子，第三端子与第四端子上下层设且间隔设置，第二绝缘层设置于第三端子与第四端子间，在靠近电容器的方向上，第三端子与第四端子之间的间距逐渐减小，且第三端子与第四端子之间未设置有第二绝缘层的部分形成间隙空间，第一端子和第二端子限位于间隙空间内。本发明的层叠端子的功率单元的寄生电感较小，以能够增大功率模块的最大可工作电压。

技术研发人员：朱占山,李敏,赵永强,咬皓程,张文博,高一
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15