[發(fā)明專利]用于逆變器的并聯(lián)型電力模塊的冷卻模塊

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910338547.5
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110729908A
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發(fā)明（設計）人: 李制桓;張漢根;李垠撤;李成民;金潤浩;申相哲
• 申請（專利權）人: 現(xiàn)代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;H05K7/20
• 代理公司: 11314 北京戈程知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 程偉;王錦陽

用于逆變器的并聯(lián)型電力模塊的冷卻模塊可以包括：并聯(lián)型電力模塊、第一冷卻水通道以及第二冷卻水通道，所述并聯(lián)型電力模塊配置成以三列或更多列和三排或更多排設置，其中三個并聯(lián)型電力模塊在三列或更多列的每一列中以三排或更多排設置從而對應于逆變器的U相、V相和W相；所述第一冷卻水通道具有冷卻水流過的通道并且配置成與設置在第一排處的電力模塊的上表面和下表面接觸；所述第二冷卻水通道具有冷卻水流過的通道并且配置成與安裝在第三排處的電力模塊的上表面和下表面接觸。

相關申請的交叉引用

本申請要求2018年7月17日提交的韓國專利申請第10-2018-0082858號的優(yōu)先權，該申請的全部內(nèi)容以引用的方式結(jié)合于此用于所有目的。

技術領域

本發(fā)明涉及用于冷卻車輛逆變器的電力模塊的冷卻模塊。更具體地，本發(fā)明涉及用于并聯(lián)型電力模塊的冷卻模塊。

背景技術

使用電機作為驅(qū)動源的諸如混合動力電動車(HEV)和電動車(EV)的環(huán)保型車輛通常使用高壓電池作為用于驅(qū)動電機的能源，并且需要為電機提供電力的逆變器作為電力轉(zhuǎn)換部件。

逆變器被設置成在電機和高壓電池之間將高壓電池的直流(DC)電力轉(zhuǎn)換成三相交流(AC)電力并向電機提供三相交流電力。

電力模塊設置在逆變器處并且配置有由絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和二極管制成的半導體開關，從而通過快速開關將高電壓和高電流傳輸?shù)诫姍C。目前，流動的高電流導致?lián)p耗，并且該損耗加熱半導體開關以產(chǎn)生高熱，增加半導體開關的結(jié)溫。

此外，逆變器可以包括冷卻器，用于冷卻由電力模塊的快速開關損耗引起的熱。

但是，為了防止半導體開關燒毀并保持其耐用壽命，半導體開關的最高溫度需要始終保持在175℃以內(nèi)。

因此，圖1所示的邏輯應用于HEV或EV，從而將半導體開關的溫度T__結(jié)精確控制在175℃以內(nèi)。

當確定了決定驅(qū)動條件的輸入?yún)?shù)值(負載電流、輸入電壓和可變頻率)時，根據(jù)輸入?yún)?shù)值發(fā)生功率損耗，并且通過將輸入?yún)?shù)值與熱阻值相乘來確定Δ結(jié)溫，并且通過將Δ溫度和從水溫傳感器讀取的水溫相加來獲得最終溫度，使得半導體開關的溫度T__結(jié)始終控制在175℃以內(nèi)。

即使在可變開關頻率、輸入電壓變化和負載電流變化的條件下，預測結(jié)溫的溫度偏差仍然在5℃內(nèi)。

如圖2所示，可以看出電力模塊的結(jié)溫由施加的電流決定。

近來，隨著環(huán)保車輛的陣容擴大，高性能車輛中的電流量迅速增加，使得傳統(tǒng)的電力模塊不能管理快速增加的電流量。

因此，可以通過電力模塊的并聯(lián)驅(qū)動來管理所需的電流。

圖3示意性地示出了并聯(lián)型電力模塊和并聯(lián)型冷卻模塊。

示例性并聯(lián)型電力模塊具有如下構(gòu)造：三排并聯(lián)電力模塊P1、P2和P3分別對應于逆變器的三個U、V和W相，并且示例性并聯(lián)型冷卻模塊具有如下結(jié)構(gòu)：入口和出口沿相反方向設置，并且冷卻通道L1、L2、L3和L4也并聯(lián)配置。

這種并聯(lián)型冷卻模塊有兩個問題。如圖4所示，第一個問題在于，每個冷卻通道L1、L2、L3和L4的流量LPM(L per minute)根據(jù)并聯(lián)冷卻通道的數(shù)量減少到1/n，使得熱阻降低；如圖5所示，第二個問題在于，當出口側(cè)(W相)的水溫上升時，W相的水溫不可避免地高于入口側(cè)(U相)的水溫。

由于決定逆變器規(guī)格的因素是最高溫度，因此逆變器規(guī)格受到W相的溫度的限制。

本發(fā)明的背景部分包括的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領域技術人員所公知的現(xiàn)有技術。

發(fā)明內(nèi)容