電源模塊組件及歧管的制作方法
【專利摘要】本公開涉及一種電源模塊組件及歧管。提供一種電源模塊組件，所述車輛電源模塊組件包括：框架的陣列，所述框架中的每個(gè)限定通口和臺(tái)階。所述框架可被堆疊，使得所述通口至少彼此部分對準(zhǔn)并且所述臺(tái)階對齊以限定具有第一室和第二室的入口歧管，其中，第一室和第二室沿著所述陣列的長度方向延伸。第一室和第二室可部分通向彼此，使得所述臺(tái)階影響從第一室流向第二室的冷卻劑的動(dòng)量。一對端板可被設(shè)置在所述陣列的兩端部并且被構(gòu)造為保持所述端板之間的框架。所述框架中的每個(gè)可進(jìn)一步限定一對通道，并且可彼此布置在一起以限定所述一對通道之間的功率級腔。功率級可設(shè)置在所述功率級腔內(nèi)。
【專利說明】
電源模塊組件及歧管
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本公開涉及用于機(jī)動(dòng)車輛的電力逆變器和電源模塊組件。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如電池電動(dòng)車輛(BEV)、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEV)、輕度混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(MHEV)或全混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(FHEV)的電動(dòng)車輛包括能量存儲(chǔ)裝置(諸如，高電壓(HV)電池系統(tǒng))，以用作車輛的推進(jìn)源。HV電池系統(tǒng)可包括協(xié)助管理車輛性能和操作的組件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—種車輛電源模塊組件包括:框架的陣列，所述框架中的每個(gè)限定通口和第一臺(tái)階。所述框架被堆疊，使得所述通口至少彼此部分對準(zhǔn)并且第一臺(tái)階對齊以限定具有第一室和第二室的入口歧管，其中，第一室和第二室沿著所述陣列的長度方向延伸。第一室和第二室可部分通向彼此，使得第一臺(tái)階影響從第一室流向第二室的冷卻劑的動(dòng)量。一對端板可被設(shè)置在所述陣列的兩端部并且可被構(gòu)造為保持所述端板之間的框架。所述端板中的一個(gè)可限定通向第一室的入口。所述框架中的每個(gè)可進(jìn)一步限定第二通口和第二臺(tái)階，并且所述框架可被進(jìn)一步堆疊為使得第二通口彼此至少部分對準(zhǔn)并且第二臺(tái)階對齊以限定具有第三室和第四室的出口歧管，其中，第三室和第四室沿著所述陣列的長度方向延伸。第三室和第四室可部分通向彼此，使得第二臺(tái)階影響從第三室流向第四室的冷卻劑的動(dòng)量。所述端板中的一個(gè)可限定通向第四室的出口。所述框架中的每個(gè)可進(jìn)一步限定從所述框架延伸的一對通道，并且均可具有通向第二室的第一端口以及通向第三室的第二端口。所述一對通道可彼此被布置在一起以在所述一對通道之間限定功率級腔。所述框架中的每個(gè)可進(jìn)一步限定從所述框架延伸的一對通道，所述通道中的一個(gè)具有通向第二室的端口。所述車輛電源模塊組件還可包括一對導(dǎo)熱板，所述導(dǎo)熱板中的每個(gè)限定通向第二室的端口并且彼此被布置在一起以在所述導(dǎo)熱板之間限定功率級腔。功率級可被設(shè)置在所述功率級腔內(nèi)。
[0004]—種車輛電源模塊組件，包括:模塊框架的堆疊的陣列、歧管和一對端板。模塊框架的堆疊的陣列中的每個(gè)限定通口、功率級腔和多個(gè)出口，其中，通口彼此對準(zhǔn)以限定歧管腔，出口通向?qū)?yīng)的通口且相對于功率級腔進(jìn)行定向以在通口和出口之間傳輸冷卻劑。歧管設(shè)置在歧管腔內(nèi)并且限定通向入口室的歧管入口、用于與多個(gè)出口對準(zhǔn)的歧管端口以及通向出口室的歧管出口。端板中的一個(gè)限定通向歧管入口的入口，并且端板中的另一個(gè)限定通向歧管出口的出口。入口、出口和端口彼此被布置在一起，以在端板入口與端板出口之間提供冷卻劑路徑。所述車輛電源模塊組件可包括設(shè)在每個(gè)功率級腔內(nèi)的功率級。功率級彼此被布置在一起，從而在功率級之間限定冷卻劑通道。每個(gè)模塊框架可被構(gòu)造為保持在對應(yīng)的功率級腔的任一側(cè)上的導(dǎo)熱板的一部分，使得導(dǎo)熱板與鄰近的功率級熱連通。每個(gè)模塊框架可在對應(yīng)的功率級腔的任一側(cè)上限定多通路通道。每個(gè)通道可與歧管入口室以及歧管出口室流體連通。每個(gè)模塊框架可在各個(gè)多通路通道的相對兩側(cè)上進(jìn)一步限定彼此錯(cuò)開的多個(gè)橫檔。端板中的每個(gè)可進(jìn)一步限定大小可容納導(dǎo)熱板的一部分的凹入。模塊框架中的每個(gè)可進(jìn)一步限定針對DC引線框架、AC引線框架或通過其延伸的信號(hào)引腳而確定大小的槽。
[0005]—種車輛包括:電機(jī)、牽引電池、電力逆變器、電源模塊組件、歧管以及多個(gè)導(dǎo)熱板。牽引電池電連接至電機(jī)。電力逆變器電連接在牽引電池與電機(jī)之間，并且具有多個(gè)功率級。電源模塊組件支撐電力逆變器，并且具有被構(gòu)造為支撐功率級的多個(gè)模塊框架，并且每個(gè)模塊框架限定通口，從而當(dāng)所述多個(gè)模塊框架被堆疊時(shí)通口限定歧管腔。歧管設(shè)置在歧管腔內(nèi)，并且限定入口室和出口室。所述多個(gè)導(dǎo)熱板由所述模塊框架支撐，并且設(shè)置在功率級之間，以與功率級熱連通并且使得導(dǎo)熱板與入口室以及出口室流體連通。歧管可進(jìn)一步限定入口室的入口、入口室的出口以及臺(tái)階，其中，所述臺(tái)階隨入口室的入口布置以影響從入口室的入口流向入口室的出口的冷卻劑的動(dòng)量。歧管可進(jìn)一步限定出口室的入口、出口室的出口以及臺(tái)階，其中，所述臺(tái)階隨出口室的入口布置以影響從出口室的入口流向出口室的出口的冷卻劑的動(dòng)量。導(dǎo)熱板可隨歧管布置，使得冷卻劑在入口室的出口與出口室的入口之間沿著鄰近的功率級流動(dòng)。一對端板可設(shè)置在所述模塊框架的兩側(cè)并且可被構(gòu)造為保持端板之間的模塊框架。端板中的一個(gè)可限定入口室的入口。一對端板可設(shè)置在所述模塊框架中的兩側(cè)并且可被構(gòu)造為保持端板之間的模塊框架。端板中的一個(gè)可限定出口室的出口。
【附圖說明】
[0006]圖1是示例性混合動(dòng)力車輛的示意圖。
[0007]圖2是可變電壓轉(zhuǎn)換器和電力逆變器的電路圖。
[0008]圖3是電源模塊組件的一部分的示例的透視圖。
[0009]圖4是圖3的電源模塊組件的一部分的側(cè)視圖。
[0010]圖5A是示出從電源模塊的腔移除的功率級和導(dǎo)熱板的電源模塊的示例的透視圖。
[0011]圖5B是圖5A的電源模塊的截面形式的主視圖。
[0012]圖5C是圖5A的電源模塊的側(cè)視圖。
[0013]圖6是電源模塊組件的一部分的示例的部分分解透視圖。
[0014]圖7是移除電源模塊的部分以示出內(nèi)部部件的圖6的電源模塊組件的一部分的側(cè)視圖。
[0015]圖8是圖6的電源模塊組件的電源模塊的部分分解透視圖。
[0016]圖9是電源模塊組件的一部分的構(gòu)造的另一示例的截面形式的側(cè)視圖。
[0017]圖10是電源模塊組件的一部分的示例的透視圖。
[0018]圖11是圖10的電源模塊組件的一部分的局部截面形式的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]在此描述本公開的實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，所公開的實(shí)施例僅為示例，其它實(shí)施例可采取多種替代形式。附圖無需按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以示出特定組件的細(xì)節(jié)。因此，此處所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅僅作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式利用本公開的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，參照任一【附圖說明】和描述的各個(gè)特征可與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖中說明的特征組合以產(chǎn)生未明確說明或描述的實(shí)施例。說明的特征的組合提供用于典型應(yīng)用的代表性實(shí)施例。然而，與本公開的教導(dǎo)一致的特征的多種組合和變型可被期望用于特定的應(yīng)用或?qū)嵤┓绞健?br>[0020]在圖1中描述了 PHEV的示例，PHEV的示例在此籠統(tǒng)地被稱為車輛16。車輛16可包括變速器12，并且車輛16是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)20輔助的由電機(jī)18推進(jìn)的電動(dòng)車輛的示例。車輛16可連接到外部電網(wǎng)。電機(jī)18可以是在圖1中被描繪為馬達(dá)18的AC電動(dòng)馬達(dá)。電機(jī)18接收電力并提供用于車輛推進(jìn)的扭矩。電機(jī)18還可用作發(fā)電機(jī)，以用于通過再生制動(dòng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。
[0021 ] 變速器12可以是動(dòng)力分流式構(gòu)造(power-split configurat1n)。變速器12可包括第一電機(jī)18和第二電機(jī)24。第二電機(jī)24可以是在圖1中被描繪為發(fā)電機(jī)24的AC電動(dòng)馬達(dá)。與第一電機(jī)18類似，第二電機(jī)24可接收電力并提供輸出扭矩。第二電機(jī)24還可操作為發(fā)電機(jī)，以用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能并優(yōu)化通過變速器12的動(dòng)力流。在其它實(shí)施例中，變速器可不具有動(dòng)力分流式構(gòu)造。
[0022]變速器12可包括行星齒輪單元(未示出)，可作為無級變速器運(yùn)轉(zhuǎn)且不具有任何固定傳動(dòng)比或階梯傳動(dòng)比。變速器12還可包括單向離合器(0.W.C)和發(fā)電機(jī)制動(dòng)器33。0.評.C可連接到發(fā)動(dòng)機(jī)20的輸出軸，以控制輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向。0.W.C可防止變速器12反向驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)20。發(fā)電機(jī)制動(dòng)器33可連接到第二電機(jī)24的輸出軸。發(fā)電機(jī)制動(dòng)器33可被啟用而進(jìn)行“制動(dòng)”或者可防止第二電機(jī)24的輸出軸和中心齒輪28的旋轉(zhuǎn)?；蛘撸?.W.C和發(fā)電機(jī)制動(dòng)器33可由實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)20和第二電機(jī)24的控制策略來代替。變速器12可連接到驅(qū)動(dòng)軸46。驅(qū)動(dòng)軸46可通過差速器50連接到一對驅(qū)動(dòng)輪48 ο變速器的輸出齒輪(未示出)可輔助在變速器12和驅(qū)動(dòng)輪48之間傳輸扭矩。變速器12還可與熱交換器49或用于冷卻變速器流體的自動(dòng)變速器流體冷卻器(未示出)連通。
[0023]車輛16包括能量存儲(chǔ)裝置，諸如，用于存儲(chǔ)電能的牽引電池52。如下面進(jìn)一步描述的，電池52可以是能夠輸出電力以操作第一電機(jī)18和第二電機(jī)24的高電壓電池。當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)18和第二電機(jī)24作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電池52還可從第一電機(jī)18和第二電機(jī)24接收電力。電池52可以是由多個(gè)電池模塊(未示出)組成的電池組，其中，每個(gè)電池模塊包括多個(gè)電池單元(未示出)。車輛16的其它實(shí)施例考慮能量存儲(chǔ)裝置的替代類型，諸如，可補(bǔ)充或取代電池52的電容器和燃料單元(未示出)。
[0024]高電壓總線可將電池52電連接至第一電機(jī)18和第二電機(jī)24。例如，車輛16可包括用于控制電池(BAT)52的電池能量控制模塊(BECM)54。BECM 54可接收指示特定車輛狀況和電池狀況(諸如，電池溫度、電壓和電流)的輸入。B E CM 5 4可計(jì)算并估計(jì)電池5 2的參數(shù)，諸如，電池荷電狀態(tài)(BSOC)和電池功率容量(Pcap) AECM 54可向其它車輛系統(tǒng)和控制器提供指示BSOC和Pcap的輸出。
[0025]車輛16可包括DC-DC轉(zhuǎn)換器或可變電壓轉(zhuǎn)換器(VVC) 10和逆變器56 JVC 10和逆變器56可電連接在電池52與第一電機(jī)18以及第二電機(jī)24之間。VVC 10可“提升”或增大由電池52提供的電力的電壓(voltage potential) oVVC 10還可“拉低”或減小由電池52提供的電力的電勢。逆變器56可將經(jīng)由VVC 10由電池52供應(yīng)的DC電力轉(zhuǎn)換為用于操作電機(jī)18和24中的每個(gè)的AC電力。逆變器56還可對由電機(jī)18和24中的每個(gè)提供的AC電力進(jìn)行整流，以用于對電池52進(jìn)行充電。在其它示例中，變速器12可用多個(gè)逆變器(諸如，與電機(jī)18和24中的每個(gè)關(guān)聯(lián)一個(gè)逆變器)操作。VVC 10包括電感器組件14(參照圖2進(jìn)一步被描述)。
[0026]變速器12被示出為與用于控制電機(jī)18和24、VVC 10以及逆變器56的變速器控制模塊(TCM)58進(jìn)行通信。TCM 58可被配置為監(jiān)測電機(jī)18和24中的每個(gè)的狀況(諸如，位置、轉(zhuǎn)速和功率消耗)JCM 58還可監(jiān)測VVC 10和逆變器56內(nèi)的多個(gè)位置處的電參數(shù)(例如，電壓和電流)。TCM 58提供與該信息對應(yīng)的輸出信號(hào)，以供其它車輛系統(tǒng)使用。
[0027]車輛16可包括車輛系統(tǒng)控制器(VSC)60，VSC 60與其它車輛系統(tǒng)和控制器進(jìn)行通信，用于協(xié)調(diào)車輛16的操作。盡管示出為單個(gè)控制器，但是應(yīng)該考慮到的是，VSC 60可包括多個(gè)控制器，而根據(jù)總體車輛控制邏輯或軟件控制多個(gè)車輛系統(tǒng)和部件。
[0028]車輛控制器(諸如，VSC60和TCM 58)可包括彼此協(xié)作以執(zhí)行車輛操作的各種配置的微處理器、ASIC、IC、存儲(chǔ)器(例如，閃存、R0M、RAM、EPR0M和/或EEPR0M)以及軟件代碼?？刂破鬟€可包括預(yù)定數(shù)據(jù)或“查找表”，所述預(yù)定數(shù)據(jù)或“查找表”可從存儲(chǔ)器訪問并且可以是基于計(jì)算和測試數(shù)據(jù)的。該預(yù)定數(shù)據(jù)可由控制器使用，以便于控制車輛操作。VSC 60可通過使用總線協(xié)議(諸如，CAN和LIN)的一個(gè)或更多個(gè)有線或無線連接與其它車輛系統(tǒng)和控制器(例如，BECM 54和TCM 58)進(jìn)行通信。VSC 60可接收表示變速器12的當(dāng)前位置(例如，駐車擋，倒車擋，空擋或行駛擋)的輸入(PRND) οVSC 60可接收表示加速踏板位置的輸入(APP)。VSC 60可向TCM 58提供表示期望的車輪扭矩、期望的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)制動(dòng)器命令的輸出，并且可向BECM 54提供接觸器控制。
[0029]車輛16可包括用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)20的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)64 JSC 60向ECM 64提供輸出(諸如，期望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩)，所述輸出可以是基于包括APP的若干輸入信號(hào)的并且可與駕駛員的對車輛推進(jìn)的請求對應(yīng)。
[0030]電池52可經(jīng)由充電端口66周期性地從外部電源或電力網(wǎng)接收AC電能。車輛16還可包括從充電端口 66接收AC電能的車載充電器68。充電器68可具有AC/DC轉(zhuǎn)換能力，以將接收到的AC電能轉(zhuǎn)換為適合于在再充電操作期間對電池52進(jìn)行充電的DC電能。盡管按照PHEV的背景示出和描述，但是應(yīng)該考慮的是，逆變器56可與其它類型的電動(dòng)車輛(諸如，F(xiàn)HEV或BEV)的情況下實(shí)現(xiàn)。
[0031]參照圖2，示出了VVC 10和逆變器56的電路圖的示例。VVC 10可包括用于提升輸入電壓(V_bat)以提供輸出電壓(V_dc)的第一開關(guān)單元70和第二開關(guān)單元72。第一開關(guān)單元70被示出為具有以極性對調(diào)(在此稱作反并聯(lián))的方式并聯(lián)連接到第一二極管76的第一晶體管74。第二開關(guān)單元72被示出為具有反并聯(lián)連接到第二二極管80的第二晶體管78。晶體管74和78中的每個(gè)都可以是一種可控制的開關(guān)(例如，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)或場效應(yīng)晶體管(FET))。另外，晶體管74和78中的每個(gè)都可由TCM 58單獨(dú)控制。電感器組件14被描繪為串聯(lián)連接在電池52和開關(guān)單元70和72之間的輸入電感器。當(dāng)供應(yīng)電流時(shí)，電感器組件14可產(chǎn)生磁通。當(dāng)流過電感器組件14的電流變化時(shí)，產(chǎn)生隨時(shí)間變化的磁場并感應(yīng)出電壓。VVC 10的其它實(shí)施例可包括替代的電路配置(例如，多于兩個(gè)的開關(guān))。
[0032]逆變器56可包括堆疊在組件中的多個(gè)半橋82。半橋82中的每個(gè)可封裝為功率級(power stage)。在示出的示例中，逆變器56包括六個(gè)半橋(盡管圖2僅對一個(gè)完整的半橋82進(jìn)行了標(biāo)注)，三個(gè)用于馬達(dá)18，三個(gè)用于發(fā)電機(jī)24。半橋82中的每個(gè)可包括連接至來自電池52的正極DC節(jié)點(diǎn)的正極DC引線84以及連接至來自電池52的負(fù)極DC節(jié)點(diǎn)的負(fù)極DC引線86。半橋82中的每個(gè)還可包括第一開關(guān)單元88和第二開關(guān)單元90。第一開關(guān)單元88包括反并聯(lián)連接至第一二極管94的第一晶體管92。第二開關(guān)單元90包括反并聯(lián)連接至第二二極管98的第二晶體管96。第一晶體管92和第二晶體管96可以是IGBT或FET。半橋82中的每個(gè)的第一開關(guān)單元88和第二開關(guān)單元90將電池52的DC電力轉(zhuǎn)換為在AC引線100處的單相AC輸出。AC弓丨線100中的每個(gè)電連接至馬達(dá)18或發(fā)電機(jī)24。在該示例中，三個(gè)AC引線100中電連接至馬達(dá)18，另外三個(gè)AC引線100電連接至發(fā)電機(jī)24。
[0033]VVC和逆變器的部件可使用液體熱管理系統(tǒng)、空氣熱管理系統(tǒng)或本領(lǐng)域所公知的其它方法來加熱和/或冷卻。在液體熱管理系統(tǒng)的一個(gè)示例中，導(dǎo)熱板(thermal plate)可與VVC或逆變器的部件熱連通。系統(tǒng)(諸如，增壓系統(tǒng))可控制通過導(dǎo)熱板的冷卻劑的流動(dòng)，以協(xié)助消散來自部件的熱(諸如，在電壓轉(zhuǎn)換期間產(chǎn)生的熱)。熱管理系統(tǒng)可與電源模塊組件布置在一起和/或由電源模塊組件支撐，使得導(dǎo)熱板與部件熱連通，以便于通過冷卻劑來冷卻部件。
[0034]圖3和圖4示出了用于電動(dòng)車輛的電源模塊組件的一部分的示例(在此籠統(tǒng)地稱為電源模塊組件200)。電源模塊組件200可包括堆疊成陣列的多個(gè)電源模塊，每個(gè)電源模塊在此籠統(tǒng)地稱為電源模塊202。每個(gè)電源模塊202可包括通過框架206保持的功率級204。每個(gè)功率級204可包括半導(dǎo)體、直流(DC)端子和交流(AC)端子。功率級204可鄰近于一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)熱板208。導(dǎo)熱板208可與鄰近的功率級204熱連通?？蚣?06可使導(dǎo)熱板208定向于接近功率級204的位置，以提供用于冷卻劑的路徑，從而有助于管理功率級204的熱狀況。
[0035]可在電源模塊202的陣列的相對的端部設(shè)置一對端板210。端板210可被固定到框架206中的鄰近的框架，并且可協(xié)助保持其之間的電源模塊202。端板210中的一個(gè)可包括端板入口 214。端板210中的一個(gè)可包括端板出口 216。應(yīng)該考慮到的是，針對端板入口 214和端板出口 216的位置，多種構(gòu)造是可行的。例如，端板210中的一個(gè)可包括端板入口 214和端板出口 216兩者。作為另一示例，端板入口 214和端板出口 216可在不同的端板210上。端板入口214和端板出口 216用于電源模塊組件200的熱管理系統(tǒng)，以協(xié)助向電源模塊202輸送冷卻劑和從電源模塊202移除冷卻劑。端板210中的每個(gè)可限定大小可容納導(dǎo)熱板208中的一個(gè)的一部分的凹入。
[0036]現(xiàn)在再參照圖5A至圖5C，示出了電源模塊202中的一個(gè)的構(gòu)造的示例。電源模塊202包括框架220?？蚣?20可限定第一通口 224、第一臺(tái)階226、第二通口 228和第二臺(tái)階230。當(dāng)電源模塊202堆疊在一起時(shí)，第一通口 224可彼此至少部分對準(zhǔn)，并且第二通口 228可彼此至少部分對準(zhǔn)。另外，第一臺(tái)階226可彼此對準(zhǔn)以至少部分限定第一室234和第二室236，并且第二臺(tái)階230可彼此對準(zhǔn)以至少部分限定第三室238和第四室240。所述室和臺(tái)階可彼此布置在一起以限定整體的歧管，從而協(xié)助向?qū)岚?08傳輸冷卻劑和從導(dǎo)熱板208移除冷卻劑。
[0037]例如，室可通向入口和出口，諸如，端板入口 214和端板出口 216。在該示例中，第一室234可通向端板入口 214以從端板入口 214接收冷卻劑。對準(zhǔn)的臺(tái)階226可與端板入口 214一起被布置，使得臺(tái)階226影響在第一室234與第二室236之間流動(dòng)的冷卻劑的動(dòng)量。例如，在第一室234與第二室236之間流動(dòng)的冷卻劑可接觸對準(zhǔn)的第一臺(tái)階226。類似地，在第三室238與第四室240之間流動(dòng)的冷卻劑可接觸對準(zhǔn)的第二臺(tái)階230。這種接觸可干擾冷卻劑流的特性(諸如，速度)，以協(xié)助促進(jìn)冷卻劑更均勻地流動(dòng)進(jìn)入第二室236并隨后進(jìn)入導(dǎo)熱板208，從而協(xié)助管理如現(xiàn)在所描述的功率級204的熱狀況。
[0038]框架220中的每個(gè)可包括從框架220的上部延伸下來的一對延伸構(gòu)件242。延伸構(gòu)件242可在其之間限定功率級腔246。功率級腔246的大小可容納功率級204中的一個(gè)并且還可為功率級204的部件提供從功率級204延伸出去的間隙。例如，每個(gè)功率級204可包括兩組信號(hào)引腳250、DC電源端子252(正極端子和負(fù)極端子)以及AC電源端子254。信號(hào)引腳250可連接至柵極驅(qū)動(dòng)板(未示出)AC電源端子252可連接至電容器模塊(未示出)JC電源端子254可連接至電機(jī)(未示出)。在功率級204的部件的運(yùn)行期間，可產(chǎn)生熱，這可能對性能和運(yùn)行效率產(chǎn)生負(fù)面影響。導(dǎo)熱板208可協(xié)助消散所產(chǎn)生的熱，以促進(jìn)功率級204及其部件的始終如一的性能和輸出。
[0039]例如，延伸構(gòu)件242均可限定腔或切槽，所述腔或切槽的大小可容納導(dǎo)熱板208或?qū)岚?08的至少一部分。當(dāng)導(dǎo)熱板208和功率級204被設(shè)置在它們對應(yīng)的腔內(nèi)時(shí)，導(dǎo)熱板208可與鄰近的功率級204熱連通。導(dǎo)熱板208還可被構(gòu)造為與第二室236和第三室238流體地連通。所述室與導(dǎo)熱板208的布置為冷卻劑提供接近功率級204流動(dòng)的流動(dòng)路徑，以協(xié)助管理功率級204的熱狀況。在另一示例中，延伸構(gòu)件242可在延伸構(gòu)件242的腔的表面上限定特征，以協(xié)助引導(dǎo)流過延伸構(gòu)件242的冷卻劑，從而導(dǎo)熱板被框架220所限定。
[0040]圖6和圖7示出了電源模塊組件的一部分的另一示例(在此籠統(tǒng)地稱為電源模塊組件300)。電源模塊組件300可包括堆疊成陣列的多個(gè)電源模塊，每個(gè)電源模塊在此籠統(tǒng)地稱為電源模塊302。每個(gè)電源模塊302可包括由框架306保持的功率級304。每個(gè)功率級304可包括半導(dǎo)體、直流(DC)端子和交流(AC)端子。功率級304可與一個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)熱板308鄰近。導(dǎo)熱板308可與鄰近的功率級304熱連通?？蚣?06可使導(dǎo)熱板308定向于接近功率級304的位置，以提供冷卻劑的流動(dòng)路徑，從而協(xié)助管理功率級304的熱狀況。
[0041 ] 一對端板310可設(shè)置在電源模塊302的陣列的相對的端部。端板310可被固定在框架306中的鄰近的框架上，并且可協(xié)助保持端板310之間的電源模塊302。端板310中的一個(gè)可包括端板入口 314。端板310中的一個(gè)可包括端板出口 316。應(yīng)該考慮到的是，針對端板入口 314和端板出口 316的位置，多種構(gòu)造是可行的。例如，端板310中的一個(gè)可包括端板入口314和端板出口 316兩者。作為另一示例，端板入口 314和端板出口 316可在不同的端板310上。端板入口 314和端板出口 316用于電源模塊組件300的熱管理系統(tǒng)，以協(xié)助向電源模塊302傳輸冷卻劑和從電源模塊302移除冷卻劑。
[0042]例如，端板入口 314可通向歧管320。歧管320可包括入口室324和出口室326。端板出口 316可通向出口室326。歧管320可針對由電源模塊302的框架306限定的腔內(nèi)的布置來確定尺寸。例如并且如進(jìn)一步在圖8中示出的，每個(gè)框架306限定通口 330。當(dāng)電源模塊302堆疊在一起時(shí)，通口 330可彼此至少部分對準(zhǔn)，以限定用于容納歧管320的歧管腔334(在圖6中示出)，從而協(xié)助向?qū)岚?08傳輸冷卻劑。圖8中的方向箭頭示出了導(dǎo)熱板308內(nèi)冷卻劑的流型的示例。
[0043]例如，歧管320可在入口室324中限定多個(gè)歧管出口 336，在出口室326中限定多個(gè)歧管入口 338。歧管出口 336可通向?qū)岚?08的對應(yīng)的導(dǎo)熱板入口 335或者功率級304之間的冷卻劑通道，使得冷卻劑可流動(dòng)通過歧管出口 336。導(dǎo)熱板308可限定導(dǎo)熱板出口 340，以協(xié)助冷卻劑在流過導(dǎo)熱板308之后被傳輸?shù)匠隹谑?26。
[0044]圖9以截面形式示出了電源模塊組件的一部分的構(gòu)造的另一示例(籠統(tǒng)地被稱為電源模塊組件400)。歧管的入口室424可限定與在功率級434之間限定的通道430流體連通的開口 426，從而冷卻劑可進(jìn)入通道430。入口室424可僅沿著電源模塊組件400的長度的一部分延伸，從而開口 426相對于電源模塊組件400可設(shè)置在大致中心的位置。歧管的出口室(未示出)可容納流過通道430之后的冷卻劑。在該示例中，通道430可提供與如上所述的導(dǎo)熱板308的流動(dòng)路徑類似的流動(dòng)路徑(圖9僅僅示出通道430的一部分，但是應(yīng)該理解的是通道430可被構(gòu)造為提供與導(dǎo)熱板308的冷卻劑路徑類似的冷卻劑路徑)。另外，通道430可包括諸如突出物或臺(tái)階的特征，以引導(dǎo)通道430內(nèi)的冷卻劑的流動(dòng)，從而促進(jìn)與鄰近的功率級434的熱連通。例如，通道430可包括在對應(yīng)的通道430的相對的兩側(cè)上且彼此偏移且沿著通道430的長度方向間隔開的橫檔。通道430中的每個(gè)可以是多通路通道。
[0045]圖10和圖11示出了電源模塊組件的一部分的構(gòu)造的另一示例(在此籠統(tǒng)地稱為電源模塊組件500)。在該示例中，歧管被示出為在包括多個(gè)電源模塊組件506(以虛線被示出以說明其下方的部件)的電源模塊堆下面。歧管可限定或包括與第一室512和第二室514流體連通的入口 510。第一臺(tái)階518可設(shè)置在第二室514內(nèi)并且部分地分隔第二室514。第一濾網(wǎng)522可位于第二室514的上游。多個(gè)第一端口 526中的每個(gè)可以是第一濾網(wǎng)522的上游并且通向電源模塊組件506的通道(未示出)。所述通道可被構(gòu)造為引導(dǎo)與電源模塊組件506的功率級(未示出)鄰近的冷卻劑流。多個(gè)第二端口 530中的每個(gè)可以是對應(yīng)的通道的下游。第二濾網(wǎng)534可以是對應(yīng)的第二端口 530的下游并且通向第三室536。第二臺(tái)階538可設(shè)置在第三室536內(nèi)并且可至少部分分隔第三室536。第三室536可與可通向出口 546的第四室542流體連通。
[0046]盡管在上面描述了示例性實(shí)施例，但是這些實(shí)施例并不意在描述了權(quán)利要求所包含的所有可能的形式。在說明書中使用的詞語是描述性詞語而非限制性詞語，應(yīng)該理解的是，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，可進(jìn)行各種改變。如前所述，各個(gè)實(shí)施例的特征可被組合，以形成可能未被明確描述或示出的本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。盡管各個(gè)實(shí)施例可能已被描述為提供優(yōu)點(diǎn)或者在一個(gè)或更多個(gè)期望的特性方面優(yōu)于其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，一個(gè)或更多個(gè)特征或特性可被折衷，以實(shí)現(xiàn)期望的整體系統(tǒng)屬性，期望的整體系統(tǒng)屬性取決于具體的應(yīng)用和實(shí)施方式。這些屬性可包括但不限于成本、強(qiáng)度、耐久性、生命周期成本、可銷售性、外觀、包裝、尺寸、維護(hù)保養(yǎng)方便性、重量、可制造性、裝配容易性等。因此，被描述為在一個(gè)或更多個(gè)特性方面不如其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式合意的實(shí)施例并不在本公開的范圍之外，并且可被期望用于特定的應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種車輛電源模塊組件，包括: 框架的陣列，所述框架中的每個(gè)限定通口和第一臺(tái)階，并且所述框架被堆疊，使得所述通口至少彼此部分對準(zhǔn)并且第一臺(tái)階對齊以限定具有第一室和第二室的入口歧管，其中，第一室和第二室沿著所述陣列的長度方向延伸并且部分通向彼此，使得第一臺(tái)階影響從第一室流向第二室的冷卻劑的動(dòng)量。2.如權(quán)利要求1所述的車輛電源模塊組件，還包括:一對端板，設(shè)置在所述陣列的兩端部并且被構(gòu)造為保持所述端板之間的框架，其中，所述端板中的一個(gè)限定通向第一室的入□O3.如權(quán)利要求1所述的車輛電源模塊組件，其中，所述框架中的每個(gè)進(jìn)一步限定第二通口和第二臺(tái)階，并且，其中，所述框架被進(jìn)一步堆疊為使得第二通口彼此至少部分對準(zhǔn)并且第二臺(tái)階對齊以限定具有第三室和第四室的出口歧管，其中，第三室和第四室沿著所述陣列的長度方向延伸并且部分通向彼此，使得第二臺(tái)階影響從第三室流向第四室的冷卻劑的動(dòng)量。4.如權(quán)利要求3所述的車輛電源模塊組件，還包括:一對端板，設(shè)置在所述陣列的兩端部并且被構(gòu)造為保持所述端板之間的框架，其中，所述端板中的一個(gè)限定通向第四室的出□O5.如權(quán)利要求3所述的車輛電源模塊組件，其中，所述框架中的每個(gè)進(jìn)一步限定從所述框架延伸的一對通道，并且均具有通向第二室的第一端口以及通向第三室的第二端口，并且，其中，所述一對通道彼此被布置在一起以限定所述一對通道之間的功率級腔。6.如權(quán)利要求1所述的車輛電源模塊組件，其中，所述框架中的每個(gè)進(jìn)一步限定從所述框架延伸的一對通道，所述通道中的一個(gè)具有通向第二室的端口，并且，其中，所述一對通道彼此被布置在一起以在所述一對通道之間限定功率級腔。7.如權(quán)利要求1所述的車輛電源模塊組件，還包括: 一對導(dǎo)熱板，所述導(dǎo)熱板中的每個(gè)限定通向第二室的端口并且彼此被布置在一起以在所述導(dǎo)熱板之間限定功率級腔； 功率級，設(shè)置在所述功率級腔內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H01M10/42GK106042951SQ201610237528
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】雷光寅, 邁克爾·W·德格內(nèi)爾, 王天立, 紀(jì)昌俊
【申請人】福特全球技術(shù)公司