[发明专利]功率模块对称布置的功率换流器组件

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年7月30提交的编号60/952,765的美国临时专利申请 的权益(其全部内容在此引入作为参考)。

技术领域

本发明总体上涉及功率换流器，并且更具体地涉及一种在功率换流器内部 的功率模块呈对称布置的汽车功率换流器。

背景技术

近年来，技术上的进步以及在风格方面不断发展的品位，使得汽车设计已 经发生了本质的变化。变化之一涉及到汽车内部电力系统的复杂性，尤其是代 用燃料车辆，例如混合动力、电力、以及燃料电池车辆。这样的代用燃料车辆 典型地使用一台或多台电动机，可能与另一个致动器相结合，来驱动车轮。另 外，这样的汽车可能还包括其他的电机，以及其他高压组件，来运行汽车内部 的各种其他系统，例如空调机。

由于代用燃料汽车一般仅包括直流(DC)电源供给，因此要设置直流-交 流(DC/AC)逆变器(或功率逆变器)以将直流电转换为电机通常所需的交流 电(AC)。这样的车辆，尤其是燃料电池车辆，也经常使用两个分离的电压源， 比如电池组以及燃料电池，来给驱动车轮的电动机提供动力。因此，功率换流 器，比如直流-交流(DC/DC)换流器，典型地也设置来用以管理和传递来自两 个电压源的电力。

大功率密度逆变器经常使用液体冷却，其中附接于基片和/或底板上的开关 安装在液冷散热器上。传统的三相逆变器由三个半桥或引脚制成。用于汽车中 的牵引力使得很难将三个半桥装配到单个基片上。另外，将所有的开关都设于 单个基片之上会面临将大基片附接于底板或散热器上的挑战，因为其会对逆变 器的热性能以及可靠性产生负面影响。因此，将半桥装配于单独的的基片上， 然后将其用或不用底板进行封装以形成三相(例如相A、B及C)逆变器。

一般地，在A相和B相之间的电容耦合与在B相和C相之间的耦合或者 在C和A之间的耦合是不相同的，反之亦然。从开关到直流传输线电容器以及 交流输出端的母线长度也并非对于所有的相位都是一样的，因此这导致了三相 的不等寄生电感以及阻抗。三相中的不等寄生效应导致了三个基片上损失的不 平均分配，并对逆变器的长期可靠性产生负面影响。另外，如果对电流的需求 发生改变，则可能会需要将更多的开关添加到基片上。而且，如果需要双逆变 器，那么可能会要求封装上的改变，导致逆变器占地面积、体积及成本都增加。

因此，需要提供具有与上述特性有关的改进性能的同时能够允许先进热管 理的一种逆变器布置。此外，本发明的其他理想特征和特性将通过下面结合附 图以及上述的技术领域与背景所进行的描述而得到清楚的展现。

发明内容

提供了一种功率换流器。该功率换流器组件包括第一、第二以及第三功率 模块。第二功率模块与第一功率模块联接，这样第二功率模块与第一功率模块 间隔第一间距。第三功率模块与第一和第二功率模块联接，这样第三功率模块 与第二功率模块间隔第二间距并且与第一功率模块间隔第三间距。第一、第二 以及第三间距大致相等。

提供了一种汽车逆变器组件。汽车逆变器组件包括底板以及与底板联接的 多个大致相同的逆变器模块。该多个大致相同的逆变器模块包括多对相邻逆变 器模块。每一对都包括第一和第二逆变器模块。在每一对中，第一逆变器模块 的选取点与第二逆变器模块上的对应点间隔开一定间距。多个大致相同的逆变 器模块布置为使得每一对相邻逆变器模块的间距都基本相等。

提供了一种汽车驱动系统。汽车驱动系统包括电动机，直流(DC)电源， 电源逆变器，以及处理器。直流电源与电动机联接。逆变器与电动机和直流电 源联接，从而接收来自于直流电源的直流电并为电动机提供交流(AC)电。所 述逆变器包括底板；与底板联接的第一功率模块；与底板联接的第二功率模块， 其与第一功率模块间隔第一间距；以及与底板联接的第三功率模块，其与第二 功率模块间隔第二间距并且与第一功率模块间隔第三间距。第一、第二以及第 三间距大致相等。处理器设置为对电动机、直流电源以及逆变器进行控制并且 可操作地与它们相连通。

附图说明

下面将结合后面的附图对本发明进行说明，其中相同的标记表示相同的元 件，并且

图1为根据本发明一个实施例的示例性汽车示意图；

图2为图1中汽车上的电压源逆变器系统的框图；

图3为图1中汽车上的逆变器示意图；