一种新能源汽车功率模块的制作方法

本实用新型涉及新能源汽车动力相关技术领域，特别涉及一种新能源汽车功率模块。

背景技术：

新能源汽车行业中最核心的部件就是汽车的动力系统，即电驱系统总成；而作为电驱系统总成核心控制单元的电机控制器，是电驱系统的心脏。电机控制器中，功率模块性能的好坏直接影响到其是否能够正常工作。

目前，新能源汽车行业的国家补贴已经接近尾声，整车厂面临的零部件价格压力越来越大。同时，在这样的环境下，行业普遍使用的英飞凌模块价格在不断上涨，到目前为止，售价涨幅几乎接近翻倍。而在整个控制器中，功率模块的成本的比例，已经达到了的50％甚至更高的涨价幅度。所以，一款低成本高性能的功率模块，成了新能源汽车行业的一个迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的成本高的问题，本实用新型的目的在于提供一种新能源汽车功率模块。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种新能源汽车功率模块，包括冷却装置、若干封装电容、三组分离igbt模块、固定结构、驱动板和叠层母排；所述叠层母排包括直流母排和交流母排，所述直流母排包括正极母排和负极母排，所述交流母排包括u相母排、v相母排和w相母排，所述正极母排与所述负极母排上下重叠固定，所述正极母排与所述负极母排之间固定设置有绝缘结构，位于上层的直流母排为e字形，所述e字形的三条相互平行的边上分别固定设置有绝缘结构，所述绝缘结构上分别固定连接u相母排、v相母排和w相母排；若干所述封装电容和所述三组分离igbt模块分别固定设置于所述冷却装置上；所述固定结构上设有若干贯穿孔，所述固定结构固定设置于所述若干所述封装电容和所述三组分离igbt模块上方；若干所述封装电容的一极均与位于下层的直流母排电连接，若干所述封装电容的另一极均与位于上层的直流母排电连接；所述三组分离igbt模块均包括若干个igbt单元，所述三组分离igbt模块的输入端分别与所述e字形的三条相互平行的边电连接，所述三组分离igbt模块的输出端分别与所述u相母排、所述v相母排和所述w相母排电连接；所述驱动板固定设置于所述叠层母排上方，所述驱动板与若干个igbt单元分别信号连接。

进一步的，所述正极母排与所述负极母排及其中间的绝缘结构之间，所述e字形的三条相互平行的边分别与所述u相母排、所述v相母排和所述w相母排及各自中间的绝缘结构之间均压合封边形成一个整体。

进一步的，所述直流母排和所述交流母排的材质均为铜。

进一步的，所述电连接均为焊接连接。

进一步的，所述三组分离igbt模块均包括六个相互并联的igbt单元。

优选的，每个所述igbt单元与所述冷却装置之间均设置有陶瓷片；每个所述igbt单元、所述陶瓷片与所述冷却装置相互接触的面之间均涂敷有导热硅脂；每个所述igbt单元、所述陶瓷片与所述冷却装置均由固定螺栓通过压紧弹片固定连接。

进一步的，所述的固定结构为一体成型的塑料板，所述的塑料板与所述冷却装置通过螺栓固定连接。

进一步的，所述冷却装置为水冷板。

本实用新型具有如下优点：

1.使用电容为封装电容，相对定制薄膜电容在成本上有优势，因而，与目前市场上的封装模块相比，具有更大的成本优势；

2.使用叠层母排后，分离igbt的数量可以按照需要来安装，在成本压力大的时候，可以通过改变分离igbt的数量控制成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的新能源汽车功率模块的爆炸图；

图2为本实用新型中叠层母排的示意图；

图3为本实用新型中冷却装置、封装电容和分离igbt模块的安装示意图；

图4为本实用新型新能源汽车功率模块的总成图。

图中：1-冷却装置；2-封装电容；3-分离igbt模块；31-igbt单元；32-陶瓷片；33-压紧弹片；4-固定结构；5-叠层母排；51-直流母排；511-正极母排；512-负极母排；52-交流母排；521-u相母排；522-v相母排；523-w相母排；6-驱动板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“之间”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的示意图，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本实用新型的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1和4所示，一种新能源汽车功率模块，包括冷却装置1、若干封装电容2、三组分离igbt模块3、固定结构4、驱动板6和叠层母排5；

其中，如图2所示，叠层母排5包括直流母排51和交流母排52，其中，直流母排51具体包括正极母排511和负极母排512，交流母排52具体包括u相母排521、v相母排522和w相母排523，正极母排511与负极母排512上下重叠固定，正极母排511与负极母排512之间固定设置有绝缘结构，本实施例中，正极母排511位于下层，负极母排512位于上层，具体实施时也可以正极母排511位于上层，负极母排512位于下层，其中，位于上层的直流母排为e字形，e字形的三条相互平行的边的上方分别紧贴着固定设置有绝缘结构，绝缘结构上分别紧贴固定连接u相母排521、v相母排522和w相母排523；其中，u相母排521、v相母排522和w相母排523各自为一个整体，可以连接任意个igbt单元31，成本压力不大时可以多连接一些，成本压力大时可以少连接一些；

其中，如图3所示，若干个封装电容2和三组分离igbt模块3分别固定设置于冷却装置1上；

如图1所示，固定结构4上设有若干贯穿孔，固定结构4固定设置于若干封装电容2和三组分离igbt模块3的上方，该固定结构通过螺栓与冷却装置1固定连接，让若干个封装电容2和三组分离igbt模块3各自与冷却装置1紧密贴合，避免行车过程中的颠簸造成产品电路的松动；若干封装电容2的一极均与位于下层的直流母排51电连接，若干封装电容2的另一极均与位于上层的直流母排51电连接；三组分离igbt模块3均包括若干个igbt单元31，三组分离igbt模块3的输入端分别与e字形结构的三条相互平行的边电连接，三组分离igbt模块3的输出端分别与u相母排521、v相母排522和w相母排523电连接；驱动板6固定设置于叠层母排5上方，驱动板6与若干个igbt单元31分别信号连接。

本实用新型的新能源汽车功率模块中，直流电通过叠层母排5上的正极母排511进入封装电容2，经过封装电容2对电流进行过滤后，再经过负极母排512，经分离igbt模块3的输入端传输到分离igbt模块3中，分离igbt模块3在驱动板6的分配与控制下，将直流电转换成三相交流电，分别通过u相母排521、v相母排522和w相母排523输出做功；其中，冷却装置1除了为所有元器件提供安装载体，还对对整个模块总成起到支撑和散热的作用；而固定结构4上设置的若干贯穿孔中，分别贯穿封装电容2的正负极以及每个igbt单元31的输入端、输出端和信号连接端。

本实用新型用封装电容2代替定制薄膜电容，具有较大的成本优势；此外，叠层母排5的设计，满足于分离igbt的数量按照需要安装的要求，有效降低产品成本。以上为本实用新型的基本型，在基本型的基础上，为了进一步优化产品性能，还可以做如下改进，并且以下改进之间均可以相互结合，甚至所有改进合为一体。

为了加强叠层母排5的一体化结构，使得叠层母排5在使用中不容易松动，也使得叠层母排5可以作为单一的产品；正极母排511与负极母排512以及这二者中间的绝缘结构之间合封边形成一个整体；同时，e字形的三条相互平行的边分别与u相母排521、v相母排522和w相母排523及各自中间的绝缘结构之间也均压合封边形成一个整体。

为了在控制成本的基础上加强新能源汽车功率模块的导电性，直流母排51和交流母排52的材质均为铜。

为了避免新能源汽车功率模块电路连接的松动，实施例的基本型中提及的所有电连接部分均为焊接连接。

为了在控制成本与提高输出功率之间取得平衡，三组分离igbt模块3均包括六个相互并联的igbt单元31。

为了让igbt单元31相互之间有更好的绝缘效果并且更容易散热，每个igbt单元31与冷却装置1之间均设置有陶瓷片32；每个igbt单元31、陶瓷片32与冷却装置相互接触的面之间均涂敷有导热硅脂；每个igbt单元31、陶瓷片32与冷却装置均由固定螺栓通过压紧弹片33固定连接。

为了在确保固定效果的基础上降低成本，固定结构4为一体成型的塑料板，塑料板与冷却装置1通过螺栓固定连接，将位于两者之间的若干封装电容2和三组分离igbt模块3紧密固定。

在确保冷却效果的基础上控制产品成本，冷却装置1采用水冷板。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，在没有做出创造性劳动前提下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。