[发明专利]一种燃料电池汽车高速空压机用逆变器

说明书

本发明公开了一种燃料电池汽车高速空压机用逆变器，其用于将燃料电池提供的直流电转换为供高速空压机使用的交流电，包括：逆变单元，连接在可控制动单元与三相电源之间；可控制动单元，连接在直流母线与逆变单元之间；反馈采样单元，与三相电源中的两相连接，包括电流采样模块和温度采样模块，用于采集逆变单元的电流信号和温度信号；控制单元，设置在一控制板上，与反馈采样单元及一上位机连接；驱动单元，连接在逆变单元与控制单元之间；反激单元，包括反激电源和MOS驱动，反激电源用于产生多路电压，MOS驱动用于控制反激电源，反激单元通过连接端子连接至控制板，为控制单元和驱动单元提供电力；电解电容；功率板；屏蔽板；板外电容；水冷单元。

技术领域

本发明涉及逆变器领域，具体而言，涉及一种燃料电池汽车高速空压机用逆变器。

背景技术

传统逆变器中所采用的主流功率器件为硅材料，经过近60年的演进，硅基器件已经取得了长足的发展，其器件性能已经逐步逼近其材料的理论极限，但在应用于极限条件下时仍会出现开关频率低、效率低、耐受温度低等问题。

由于燃料电池汽车中各部件的要求较高：逆变器的工作电压在200V到700V之间变化，冷却水温度高达85℃，所需开关频率在30kHZ以上等。同时，为了将燃料电池系统应用于乘用车，所需空压机的各种要求更加严格：在达到指定进气压力、进气质量的同时，减小空压机体积，因此需要空压机转速有大幅度提升。由此对逆变器的开关频率也就提出了要求，同时为了给整个空压机减小体积，通过合理优化布局减小逆变器所用体积也是逆变器设计的要求之一。

发明内容

本发明提供一种燃料电池汽车高速空压机用逆变器，用以将燃料电池提供的直流电转换为供高速空压机使用的交流电。

为达到上述目的，本发明提供的燃料电池汽车高速空压机用逆变器包括：

逆变单元，用于将直流电转化为供电机使用的交流电；

可控制动单元，连接在直流母线与逆变单元之间，于电机出现异常时对逆变单元进行保护；

反馈采样单元，与三相电源中的两相连接，包括电流采样模块和温度采样模块，用于采集逆变单元的电流信号和温度信号；

控制单元，设置在一控制板上，与反馈采样单元及一上位机连接，用于接收上位机指令并发送控制指令以及接收反馈采样单元采集的逆变单元的电流信号和温度信号；

驱动单元，连接在逆变单元与控制单元之间，用于将接收到的控制指令转化为驱动信号；

反激单元，包括反激电源和MOS驱动，反激电源用于产生多路电压，MOS驱动用于控制反激电源，反激单元通过连接端子连接至控制板，为控制单元和驱动单元提供电力；

电解电容，用于滤波并储存电能；

功率板，逆变单元、反激单元、电解电容设置在功率板的背面，电解电容通过针脚焊接在功率板背面；

屏蔽板，设置在控制板与功率板之间，用于隔离信号干扰；

板外电容，内部包括多个并联的电容，与功率板以及直流母线连接，用于消除母线电压波动带来的影响；

水冷单元，设置在功率板背面的下方，包括一水冷板，水冷板上开设有相对的第一开孔和第二开孔，第一开孔设置在靠近逆变单元的一侧以供冷却水流入，第二开孔供冷却水流出，水冷单元用于对燃料电池汽车高速空压机用逆变器整体进行降温，

其中，温度采样模块设置在逆变单元与电解电容之间，电流采样模块设置在温度采样模块一侧，逆变单元连接在可控制动单元与三相电源之间。

在本发明的一实施例中，电流采样模块采集两相相电流。

在本发明的一实施例中，可控制动单元、逆变单元、控制单元和驱动单元中的开关管均采用碳化硅材料制造。