多合一功率模块和电机驱动系统的制作方法

    专利2026-01-03  7


    本申请涉及功率器件,特别是涉及一种多合一功率模块和电机驱动系统。


    背景技术:

    1、功率模块在新能源汽车领域,主要用在电驱动系统中,完成电能转换的作用。功率模块产品可将电池的直流电转成三相交流电,驱动电机运转。当前电驱系统中使用的模块多为半桥模块或三相全桥模块。使用时将三个半桥组合成全桥或应用单个全桥模块为电驱系统中的永磁同步电机定子供电。当采用异步电机或双定子电机或双电机系统时,需使用6个半桥模块或2个三相全桥模块才能驱动电机运转,相应地,要为每一模块单独设置配套的散热器、控制器等,增加了电驱系统的生产制造成本。


    技术实现思路

    1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够降低生产制造成本的多合一功率模块和电机驱动系统。

    2、在一个实施例中,提供了一种多合一功率模块,包括:

    3、散热组件;

    4、两个功率组件,所述两个功率组件分别置于所述散热组件的相对两侧,其中,每一所述功率组件包括衬板、以及设于所述衬板上的多个igbt单元和一组功率端子;其中,所述一组功率端子分别与所述多个igbt单元对应连接,且多个所述igbt单元连接形成三相全桥模块。

    5、在其中一个实施例中,每一所述功率组件包括六个igbt单元,所述一组功率端子包括用于接收直流信号的三组直流端子和用于输出交流信号的三组交流端子,其中,三组所述直流端子分别和所述三相全桥模块的三个输入端对应连接,三组交流端子分别和所述三相全桥模块的三个输出端对应连接。

    6、在其中一个实施例中,各所述交流端子位于所述衬板的同一侧,各所述直流端子位于所述衬板的同一侧,且所述交流端子和所述直流端子位于所述衬板的相对两侧。

    7、在其中一个实施例中,每一所述功率组件还包括用于接收控制信号的三组信号端子,各所述信号端子位于所述衬板的同一侧,且所述信号端子和所述交流端子位于衬板的同一侧。

    8、在其中一个实施例中,所述散热组件包括:

    9、散热壳体,所述散热壳体设有容纳腔,所述散热壳体相对设置的第一侧和第二侧分别设有所述功率组件,所述散热壳体相对设置的第三侧和第四侧分别对应开设有进水口和出水口;

    10、散热结构,设置在所述容纳腔内。

    11、在其中一个实施例中,所述衬板包括:

    12、第一铜层,所述第一铜层设于所述散热组件上;

    13、绝缘层,设置在所述第一铜层上,用于隔离所述第一铜层和第二铜层;

    14、第二铜层,设置在所述绝缘层上,其中,多个所述igbt单元和所述功率端子设置在所述第二铜层上。

    15、在其中一个实施例中,所述绝缘层为dbc陶瓷层。

    16、在其中一个实施例中,所述第二铜层上还设有多个铜带,所述每一所述igbt单元包括2个igbt芯片和1个diode芯片;其中,所述铜带分别和所述igbt芯片的源极、所述第二铜层连接。

    17、上述多合一功率模块包括散热组件和两个功率组件,两个功率组件分别置于散热组件的相对两侧,可以理解,两个功率组件共用一个散热组件。每一功率组件包括衬板、以及设于衬板上的多个igbt单元和一组功率端子,一组功率端子分别与多个igbt单元对应连接,且多个igbt单元连接形成三相全桥模块。本申请的多合一功率模块,将多个igbt单元组装在一起,相较于两个单独的三相全桥模块或六个单独的单相半桥模块,由于不需要为每一模块单独设置散热组件,可以节约至少一散热组件的生产制造成本,并且,体积更小,可提升功率器件的功率密度。

    18、第二方面,本申请还提供了一种电机驱动系统,包括电机和上述任一实施例所述的多合一功率模块;其中,所述电机与所述多合一功率模块的功率端子连接。

    19、在其中一个实施例中,所述电机包括异步电机、双定子单转子永磁同步电机和双永磁同步电机中的一种,每一所述功率组件包括三组交流端子和三组直流端子;其中,

    20、当所述电机为所述异步电机时,一所述功率组件的三组交流端子分别和所述异步电机的定子绕组连接,另一所述功率组件的三组交流端子分别和所述异步电机的转子绕组连接;

    21、当所述电机为所述双定子单转子永磁同步电机时,一所述功率组件的三组交流端子分别和所述双定子单转子永磁同步电机的第一定子绕组连接,另一所述功率组件的三组交流端子分别和所述双定子单转子永磁同步电机的第二定子绕组连接;

    22、当所述电机为所述双永磁同步电机时,一所述功率组件的三组交流端子分别和一永磁同步电机的定子绕组连接,另一所述功率组件的三组交流端子分别和另一永磁同步电机的定子绕组连接。

    23、上述电机驱动系统中,采用本申请的多合一功率模块可实现同时输出两组三相交流信号,来控制电机驱动的功能。尤其是对于采用双定子单转子永磁同步电机或异步电机或双永磁同步电机的电机驱动系统,相较于传统的设置两个独立的三相全桥模块,并设置对应的两套散热器和控制器,来控制双定子单转子永磁同步电机或异步电机或双永磁同步电机驱动的方案,本申请仅设置一组散热组件即可满足多合一功率模块的散热需求,降低了电机驱动系统的生产制造成本,还提高了功率密度。



    技术特征:

    1.一种多合一功率模块,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的多合一功率模块,其特征在于,每一所述功率组件包括六个igbt单元,所述一组功率端子包括用于接收直流信号的三组直流端子和用于输出交流信号的三组交流端子,其中,三组所述直流端子分别和所述三相全桥模块的三个输入端对应连接,三组交流端子分别和所述三相全桥模块的三个输出端对应连接。

    3.根据权利要求2所述的多合一功率模块,其特征在于,各所述交流端子位于所述衬板的同一侧,各所述直流端子位于所述衬板的同一侧,且所述交流端子和所述直流端子位于所述衬板的相对两侧。

    4.根据权利要求2所述的多合一功率模块,其特征在于,每一所述功率组件还包括用于接收控制信号的三组信号端子,各所述信号端子位于所述衬板的同一侧,且所述信号端子和所述交流端子位于衬板的同一侧。

    5.根据权利要求1所述的多合一功率模块,其特征在于,所述散热组件包括:

    6.根据权利要求1所述的多合一功率模块,其特征在于,所述衬板包括:

    7.根据权利要求6所述的多合一功率模块,其特征在于,所述绝缘层为dbc陶瓷层。

    8.根据权利要求6所述的多合一功率模块,其特征在于,所述第二铜层上还设有多个铜带,所述每一所述igbt单元包括2个igbt芯片和1个diode芯片;其中,所述铜带分别和所述igbt芯片的源极、所述第二铜层连接。

    9.一种电机驱动系统,其特征在于,包括电机和如权利要求1-8任一项所述的多合一功率模块;其中,所述电机与所述多合一功率模块的功率端子连接。

    10.根据权利要求9所述的电机驱动系统,其特征在于,所述电机包括异步电机、双定子单转子永磁同步电机和双永磁同步电机中的一种,每一所述功率组件包括三组交流端子和三组直流端子;其中,


    技术总结
    本申请涉及一种多合一功率模块和电机驱动系统。所述多合一功率模块包括散热组件和两个功率组件,所述两个功率组件分别置于所述散热组件的相对两侧,其中,每一所述功率组件包括衬板、以及设于所述衬板上的多个IGBT单元和一组功率端子;其中,所述一组功率端子分别与所述多个IGBT单元对应连接,且多个所述IGBT单元连接形成三相全桥模块。本申请的多合一功率模块,将多个IGBT单元组装在一起,相较于两个单独的三相全桥模块或六个单独的单相半桥模块,由于不需要为每一模块单独设置散热组件,可以节约至少一散热组件的生产制造成本,并且,体积更小,具有更高的功率密度。

    技术研发人员:暴杰,许重斌
    受保护的技术使用者:中国第一汽车股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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