一种功率模组和储能变流器制造技术

本发明专利技术提供了一种功率模组和储能变流器，涉及储能变流器技术领域，功率模组包括：液冷板，具有第一、第二、第三、第四侧；功率半导体模块，设于液冷板的第三侧，具有与液冷板连接的散热基板；驱动板，设于液冷板的第三侧，与功率半导体模块连接；第一铜排，一端与功率半导体模块连接，另一端形成有交流侧接口，交流侧接口设于液冷板的第一侧；叠层母排，包括：第一段，设于液冷板的第三侧，一端与功率半导体模块连接；第二段，设于液冷板的第二侧，一端与第一段的另一端连接；第三段，设于液冷板的第四侧，一端与第二段的另一端连接，第三段的另一端形成有直流侧接口，直流侧接口设于液冷板的第一侧；电容组，设于液冷板的第四侧，与第三段连接。连接。连接。

【技术实现步骤摘要】
一种功率模组和储能变流器


[0001]本专利技术涉及储能变流器
，具体而言，涉及一种功率模组和一种储能变流器。

技术介绍

[0002]目前，市场上主流的机架式储能变流器的功率密度不是很高，其功率模组也多采用大尺寸设计。随着一体化储能系统的大量应用，提供给储能变流器的空间越来越小，对单位能量密度提出更高的要求。对于储能变流器而言，功率模组所占的尺寸较大，空间有进一步压缩的可能，亟需开发一种结构紧凑且功率密度高的功率模组。

技术实现思路

[0003]为了解决或改善传统的功率模组结构不够紧凑且功率密度不高的技术问题，本专利技术的一个目的在于提供一种功率模组。
[0004]本专利技术的另一个目的在于提供一种具有上述功率模组的储能变流器。
[0005]为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种功率模组，包括：液冷板，液冷板沿第一方向具有相对设置的第一侧和第二侧，液冷板沿第二方向具有相对设置的第三侧和第四侧，第二方向与第一方向垂直，液冷板具有液冷接口，液冷接口设于液冷板的第一侧；功率半导体模块，设于液冷板的第三侧，功率半导体模块与液冷板连接；驱动板，设于液冷板的第三侧，功率半导体模块靠近液冷板的一侧具有散热基板，散热基板与液冷板连接；驱动板，设于液冷板的第三侧，驱动板与功率半导体模块背离散热基板的一侧连接；第一铜排，第一铜排的一端与功率半导体模块连接，第一铜排的另一端形成有交流侧接口，交流侧接口设于液冷板的第一侧；叠层母排，包括：第一段，设于液冷板的第三侧，第一段的一端与功率半导体模块连接；第二段，设于液冷板的第二侧，第二段的一端与第一段的另一端连接；第三段，设于液冷板的第四侧，第三段的一端与第二段的另一端连接，第三段的另一端形成有直流侧接口，直流侧接口设于液冷板的第一侧；电容组，设于液冷板的第四侧，电容组与叠层母排的第三段连接。
[0006]根据本专利技术提供的功率模组的技术方案，通过将功率半导体模块设于液冷板的第三侧，电容组设于液冷板的第四侧，交流侧接口和直流侧接口设于液冷板的第一侧，叠层母排依次绕设于液冷板的第三侧、第二侧以及第四侧，一方面，能够优化功率模组的空间布局，各个结构之间以及各个元器件之间更加紧凑，有利于减小功率模组的总体体积，提高单位体积的功率密度；另一方面，可以充分利用液冷板的热交换能力，确保功率模组的各个结构或各个元器件在适宜的温度下工作，有利于延长使用寿命。
[0007]具体而言，功率模组包括液冷板、功率半导体模块、驱动板、第一铜排、叠层母排和电容组。其中，液冷板沿第一方向具有相对设置的第一侧和第二侧。液冷板沿第二方向具有相对设置的第三侧和第四侧。第二方向与第一方向垂直。可选地，液冷板的第一方向为液冷板的长度方向或宽度方向。可选地，液冷板的第二方向为液冷板的厚度方向。液冷板具有液
冷接口。液冷接口设于液冷板的第一侧。可选地，液冷接口的数量为两个，其中一个液冷接口为进口侧接口，另外一个液冷接口为出口侧接口。通过设置液冷接口，冷却液可在外部冷却系统的驱动下从进口侧接口进入液冷板，吸收液冷板上从功率半导体模块或其它元器件传导过来的热量，然后从出口侧接口流出。液冷板主要用于对功率半导体模块进行冷却降温，并用于对周围其它的元器件进行冷却降温。
[0008]进一步地，功率半导体模块设于液冷板的第三侧。可选地，功率半导体模块设于液冷板的厚度方向上的一侧。功率半导体模块靠近液冷板的一侧具有散热基板。散热基板与液冷板连接。功率半导体模块散发的热量通过底部的散热基板与液冷板进行热量交换。可选地，功率半导体模块的散热基板采用导热材料与液冷板接触。
[0009]进一步地，驱动板设于液冷板的第三侧。驱动板与功率半导体模块背离散热基板的一侧连接。可选地，驱动板与功率半导体模块顶部的插针进行连接。
[0010]进一步地，第一铜排的一端与功率半导体模块连接。第一铜排的另一端形成有交流侧接口。交流侧接口设于液冷板的第一侧。
[0011]进一步地，叠层母排包括第一段、第二段和第三段。具体地，第一段设于液冷板的第三侧。第一段的一端与功率半导体模块连接。第二段设于液冷板的第二侧。第二段的一端与第一段的另一端连接，即第二段的一端与第一段远离功率半导体模块的一端连接。第三段设于液冷板的第四侧。第三段的一端与第二段的另一端连接，即第三段的一端与第二段远离第一段的一端连接。第三段的另一端(第三段远离第二段的一端)形成有直流侧接口。直流侧接口设于液冷板的第一侧。叠层母排绕设于液冷板的第二侧、第三侧以及第四侧，叠层母排产生的热量可以通过空气的自然对流与液冷板进行热量交换，以确保叠层母排的工作性能。叠层母排又称复合母排、层叠母排、层叠母线排或复合铜排，是一种多层复合结构的连接排。
[0012]进一步地，电容组设于液冷板的第四侧。电容组与第三段连接。电容组产生的热量可以通过空气的自然对流与液冷板进行热量交换，以确保电容组的工作性能。通过设置电容组，能够稳定直流电压，减小直流侧的电压波动。另外，由于交流侧接口和直流侧接口均设于液冷板的第一侧，液冷板也可以对交流侧接口以及直流侧接口进行冷却降温。通常各类接口都需要预留足够的空间进行组装操作，因此为了减少机柜的操作空间，功率模组的交流侧接口、直流侧接口以及液冷板的液冷接口全部设于液冷板的第一侧，这种设计方式可以最大化利用机柜的空间。
[0013]本专利技术限定的技术方案中，通过将功率半导体模块设于液冷板的第三侧，电容组设于液冷板的第四侧，交流侧接口和直流侧接口设于液冷板的第一侧，叠层母排依次绕设于液冷板的第三侧、第二侧以及第四侧，一方面，能够优化功率模组的空间布局，各个结构之间以及各个元器件之间更加紧凑，有利于减小功率模组的总体体积，提高单位体积的功率密度；另一方面，可以充分利用液冷板的热交换能力，确保功率模组的各个结构或各个元器件在适宜的温度下工作，有利于延长使用寿命。
[0014]另外，本专利技术提供的上述技术方案还可以具有如下附加技术特征：
[0015]在上述技术方案中，还包括：导热层，设于功率半导体模块的散热基板与液冷板之间。
[0016]在该技术方案中，功率模组还包括导热层。具体地，导热层设于功率半
[0017]导体模块的散热基板和液冷板之间。通过设置导热层，能够填充功率半导5体模块的散热基板与液冷板之间微小的间隙，进一步提高换热效率。可选地，导热层采用硅脂等材料，用于填补散热基板与液冷板之间的缝隙。
[0018]在上述技术方案中，还包括：电流传感器，第一铜排穿设于电流传感器。
[0019]在该技术方案中，功率模组还包括电流传感器。具体地，第一铜排穿设于电流传感器。电流传感器用于获取交流侧接口的电流值。
[0020]0在上述技术方案中，还包括：吸收电容，与第一段连接，吸收电容与功率半导体模块连接。
[0021]在该技术方案中，功率模组还包括吸收电容。具体地，吸收电容与叠层母排的第一段连接。吸收电容与功率半导体模块连接。吸收电容在电路中起的作用类似于低通滤波器，可以吸收掉尖锋电压。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率模组，其特征在于，包括：液冷板(110)，所述液冷板(110)沿第一方向具有相对设置的第一侧(111)和第二侧(112)，所述液冷板(110)沿第二方向具有相对设置的第三侧(113)和第四侧(114)，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述液冷板(110)具有液冷接口(115)，所述液冷接口(115)设于所述液冷板(110)的所述第一侧(111)；功率半导体模块(120)，设于所述液冷板(110)的所述第三侧(113)，所述功率半导体模块(120)靠近所述液冷板(110)的一侧具有散热基板(124)，所述散热基板(124)与所述液冷板(110)连接；驱动板(190)，设于所述液冷板(110)的所述第三侧(113)，所述驱动板(190)与所述功率半导体模块(120)背离所述散热基板(124)的一侧连接；第一铜排(180)，所述第一铜排(180)的一端与所述功率半导体模块(120)连接，所述第一铜排(180)的另一端形成有交流侧接口(181)，所述交流侧接口(181)设于所述液冷板(110)的所述第一侧(111)；叠层母排(130)，包括：第一段(131)，设于所述液冷板(110)的所述第三侧(113)，所述第一段(131)的一端与所述功率半导体模块(120)连接；第二段(132)，设于所述液冷板(110)的所述第二侧(112)，所述第二段(132)的一端与所述第一段(131)的另一端连接；第三段(133)，设于所述液冷板(110)的所述第四侧(114)，所述第三段(133)的一端与所述第二段(132)的另一端连接，所述第三段(133)的另一端形成有直流侧接口(134)，所述直流侧接口(134)设于所述液冷板(110)的所述第一侧(111)；电容组(140)，设于所述液冷板(110)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：官二勇，王东阳，
申请(专利权)人：京清数电北京技术有限公司，
类型：发明
国别省市：