[发明专利]用于车辆的逆变器结构

说明书

本发明提供了一种用于车辆的逆变器结构。逆变器包括：电容器，用于接收从电池供应的直流电；功率模块组件，包括多个功率模块和多个冷却器；以及输出汇流条，连接至多个功率模块以将三相交流电输出至发动机。特别地，在功率模块内部，多个功率模块的功率模块连接至电容器，以将直流电转换为三相交流电，并且多个冷却器中的冷却器与功率模块彼此上下交替堆叠，使得每一个冷却器在其上表面和下表面处与相邻的功率模块接触以实现热传递。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的逆变器结构。

背景技术

本节中的说明仅提供与本发明相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

使用电动机作为驱动源的环保型车辆(例如，混合动力车辆或电动车辆)通常使用例如高压电池作为能量源以用于驱动电动机，还使用功率转换部件，即用于向电动机提供电压的逆变器和用于实现12V的车辆电压的低DC-DC转换器(LDC)。

这里，逆变器设置在电动机与高压电池之间，以将高压电池的DC电压转换为三相AC电压并将其提供给电动机。

传统电动车辆的主要目的是短距离驾驶和城市驾驶，因此通常它们的功能相对较低，输出功率约为100千瓦。也就是说，这样的电动车辆的动力源通常是用于前轮的单个电动机，这是因为电动车辆不需要高输出，因此也提供用于向电动机供应电流的逆变器以对应于相对较小的范围的输出。

然而，近来已经开发了例如运动型和SUV型电动车辆的各种电动车辆，因此电动车辆所需的输出规格多样化。由于电动机的尺寸和重量的限制，不可能仅使用单个电动机来满足增加的输出规格数量，因此，正在开发提供用于前轮和后轮的多个电动机的电动车辆模型。因此，向电动机供应电流的逆变器的规格多样化。例如，当在前轮上设置200kW电动机，并且在后轮上设置300kW电动机时，同一逆变器难以同时处理两个电动机。

同时，具有平面结构的逆变器配置为使得功率模块、电容器和LDC设置在壳体的底面上，并且控制板设置在其上端。为了抑制或防止由于过热导致的性能劣化或元件损坏，在产生大量的热量的功率模块和LDC下面形成冷却水流经的冷却路径。

一般的逆变器使用单个功率模块转换电流，并且需要使用高输出功率模块或具有增加数量的功率模块以具有增加的输出。由于构成功率模块的开关元件的特性，难以实现预定值的高输出，因此大多数逆变器采用并联连接多个功率模块以便处理高输出规格。然而，由于当功率模块数量增加时壳体和冷却路径需要改变，所以可能不能保持现有的逆变器概念，并且需要开发新的逆变器。

因此，可能增加开发满足相应输出规格的逆变器所需的费用和时间，并且需要能够改变逆变器的输出的通用结构。

本节披露的内容仅仅是为了加深对本发明的一般背景的理解，不应被视为承认或任何形式的暗示该内容形成本领域技术人员已知的相关技术。

发明内容

本发明提供了一种用于车辆的逆变器结构，其可处理各种电动机输出，同时具有一致的形状，这是因为即使当要应用的功率模块的数量改变时，也不需要改变冷却路径的形状。

在本发明的一个方面中，提供一种用于车辆的逆变器结构，包括：电容器，配置为接收从电池供应的直流电(DC)；功率模块组件，在该功率模块组件中，多个功率模块中的功率模块连接至电容器以将直流电转换为三相交流电(AC)，并且多个冷却器中的冷却器与多个功率模块中的功率模块彼此上下交替堆叠，使得多个冷却器中的每一个冷却器在其上表面和下表面处接触多个功率模块中的相邻功率模块，以用于在它们之间传递热量；以及输出汇流条(bus-bar)，连接至配置为将三相交流电输出至电动机的多个功率模块。

功率模块组件可配置为使得多个功率模块中的功率模块被划分为三列并彼此上下堆叠，并且多个冷却器中的冷却器以一列彼此上下堆叠，以便在水平方向上与多个功率模块中的功率模块接触。