[实用新型]车用母线电容模块及逆变器

说明书

本实用新型提供了一种车用母线电容模块及逆变器。所述车用母线电容模块包括陶瓷电容器和印刷电路板，所述陶瓷电容器以印刷电路板为载体，所述印刷电路板的金属箔做叠层设计，相较于现有技术中的聚丙烯薄膜电容器，所述陶瓷电容器在满足设计需求下更小体积，并且不再需要对电容器做散热设计，有效的减少机械散热设计成本；本实用新型还提供了一种逆变器，所述逆变器包括所述车用母线电容模块、功率模块以及冷却装置，不同的所述陶瓷电容器并联组合方案使得所述车用母线电容模块的体积、形状根据实际应用做相应调整，所述车用母线电容模块和功率模块的布局方式更加灵活化，有效降低逆变器体积，提高电机控制器的功率密度。

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，尤其涉及一种车用母线电容模块及包含该车用母线电容模块的逆变器。

背景技术

近年来，汽车技术日益发展，汽车对相关系统零部件的要求也越来越高。同时，这些系统零部件也在影响和制约着汽车的发展，其中电机控制器的性能对汽车尤其是电动汽车起着非常重要的作用。逆变器作为电机控制器中不可或缺的部件，直接影响着电机控制器的性能。而母线电容模块和功率模块是逆变器的主要元件，起到储能和滤波的作用。

电容器是母线电容模块的核心部件。通常，业界多采用聚丙烯薄膜电容器作为逆变器的母线电容模块。参阅图1，大面积的铜排包裹聚丙烯薄膜芯子10，所述的聚丙烯薄膜芯子10一般是利用环氧树脂12塑封在塑料外壳13内，所述的聚丙烯薄膜芯子10是由聚丙烯薄膜制成。由于塑料外壳13的热阻较大，还需要利用铜排将聚丙烯薄膜芯子10的热量引出到聚丙烯薄膜电容器20的外部。其中，所述铜排可以分为正铜排11和负铜排16，所述绝缘纸15将正铜排11和负铜排16隔离开，由正铜排11和负铜排16作为聚丙烯薄膜电容器20的两极板。为了提高散热效果以及减小聚丙烯薄膜电容器的等效串联电感，所述铜排经常通过叠层工艺处理后再直贴水冷板布置。

由于电子装置迅速向短小轻薄的方向发展，因此电容器的材料和尺寸也会随之变化。现有工艺中，聚丙烯薄膜10的主流厚度为大于2微米，后续发展趋势为降低到2微米以下，但聚丙烯薄膜10厚度太低会带来耐压和等效串联电阻问题，这使得聚丙烯薄膜10的发展受到限制。当聚丙烯薄膜电容器的薄膜厚度大于2微米时，最大纹波电流为1.2A/mF，电容密度为0.72mF/cm³，因此，受限于薄膜厚度，聚丙烯薄膜电容器的耐纹波电流能力差，电容密度不高，需要使用高容值、大体积的电容器去满足设计需求；同时，聚丙烯薄膜电容器耐高温能力不强，考虑到内部等效串联电阻的影响，聚丙烯薄膜电容器的最高短时工作温度仅为115摄氏度，最高持续工作温度仅为105摄氏度，应用在诸如电动汽车等场合上时需着重考虑散热问题。

接着，参阅图2，逆变器通常包括聚丙烯薄膜电容器20和功率模块21，所述聚丙烯薄膜电容器20通过铜排201与所述功率模块21电连接，由于所述功率模块21和所述聚丙烯薄膜电容器20都需要采用水冷板14，限制了所述功率模块21和所述聚丙烯薄膜电容器20的布局方式，即所述功率模块21和所述聚丙烯薄膜电容器20一般为平铺设计(并排布置在水冷板14上)，导致所述由功率模块21和所述聚丙烯薄膜电容器20构成的逆变器体积较大，从而导致整个电机控制器体积较大，功率密度不高。

随着对电器的电机控制器的功率等级和功率密度要求越来越高，对其逆变器的母线电容模块提出了更高的要求，传统的聚丙烯薄膜电容器已经无法满足需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种车用母线电容模块，以解决现有技术中的车用母线电容模块体积过大的问题，同时减少机械散热设计成本，降低电容器的寄生电感。

本实用新型的又一目的在于提供一种逆变器，改善逆变器中母线电容模块和功率模块的布局方式，进一步降低逆变器体积，提高电机控制器的功率密度。