功率变换器和电动车辆的制作方法

1.本实用新型涉及一种功率变换器，其包括具有公共母线模块和适配母线模块的母线。本实用新型还涉及一种电动车辆，其包括这种功率变换器。


背景技术：

2.从现有技术已知功率变换器包括母线，母线例如由铜制成，并用于连接到外部连接单元以从外部连接单元接收外部电流。在现有技术中，母线一体制成，使得在需要以不同的取向连接到外部连接单元或连接到具有不同构造的外部连接单元时，需要设计完全不同的母线结构来实现与外部连接单元的连接。这主要导致了以下几个方面的问题：
3.需要根据与外部连接单元的连接要求设计不同的一体式母线，无法实现母线的模块化构造，提高了设计成本、模具成本和制造成本；
4.母线设计得通常较大较长，需要大量的铜材料，使得铜材料的有效利用率低，进一步增加母线的材料成本；
5.由于磁环的安装等原因，母线的结构被设计为例如必须能够确保磁环的后安装，使得不能够根据实际可用空间来灵活设计母线，使得母线占用空间过大，从而导致整个功率变换器笨重。
6.因此，需要包括改进的母线结构的功率变换器，其能够至少部分地克服以上问题。


技术实现要素：

7.为此，本实用新型提出一种功率变换器，其包括母线，用于接收输入电流，该母线包括：公共母线模块；和适配母线模块，与所述公共母线模块分立且能够连接至所述公共母线模块。
8.即在根据本实用新型提出的功率变换器中，母线被构造为包括彼此分立且能够相互连接的公共母线模块和适配母线模块，使得可以至少部分地实现母线的模块化构造，即至少实现其公共母线模块的模块化构造，同时可以通过根据实际应用来修改适配母线模块以便以不同的取向连接到外部连接单元或连接到具有不同构造的外部连接单元，由此降低设计成本、模具成本和制造成本。此外，可以在将磁环安装到公共母线模块或适配母线模块后再将公共母线模块和适配母线模块组装在一起，从而允许根据实际可用空间灵活地设计母线，并因此有利于实现功率变换器的紧凑构造；同时，这也允许根据母线的功能需要灵活地设计母线，从而使得可以实现小巧的母线，提高母线材料的利用率。
9.本实用新型提出的功率变换器还可以包括以下方面中的一项或多项，以下方面可以单独或组合地采用。
10.在一些实施方式中，所述适配母线模块包括：公共母线连接部，用于与所述公共母线模块连接；和外部电流接口。
11.在一些实施方式中，所述公共母线连接部具有第一连接孔，所述公共母线模块具有与所述第一连接孔对应的第二连接孔。
12.在一些实施方式中，所述功率变换器包括磁环，所述磁环穿过所述公共母线连接部套设在所述适配母线模块上。
13.在一些实施方式中，所述外部电流接口包括第一触头部和第二触头部。
14.在一些实施方式中，所述第一触头部具有第一接口孔，所述第二触头部具有第二接口孔。
15.根据第一实施例，所述第一触头部和所述第二触头部位于同一水平面上。
16.进一步根据第一实施例，所述第一触头部和所述第二触头部分别用于与水平延伸的第一外部连接件和第二外部连接件连接。
17.根据第二实施例，所述第一触头部和所述第二触头部位于同一竖直面上。
18.进一步根据第二实施例，所述第一触头部和所述第二触头部分别与第一l形外部连接件的竖直分支和第二l形外部连接件的竖直分支连接。
19.在一些实施方式中，上述功率变换器是dc-dc变换器或dc-ac变换器或ac-dc变换器。
20.本实用新型还涉及一种电动车辆，其包括根据如上所述的功率变换器。
附图说明
21.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。在附图中：
22.图1示出了根据本实用新型的功率变换器的母线的公共母线模块的立体示意图；
23.图2示出了根据第一变型的功率变换器的母线的适配母线模块的立体示意图；
24.图3示出了带有磁环的图2的适配母线模块的立体示意图；
25.图4示出了根据第一变型的功率变换器的母线的立体示意图；
26.图5示出了根据第一变型的功率变换器的母线在安装在位状态时的平面示意图；
27.图6示出了根据第二变型的功率变换器的母线的适配母线模块的立体示意图；
28.图7示出了带有磁环的图6的适配母线模块的立体示意图；
29.图8示出了根据第二变型的功率变换器的母线的立体示意图；和
30.图9示出了根据第二变型的功率变换器的母线在安装在位状态时的平面示意图。
31.应注意，各个附图只是示意性地示出功率变换器的母线的各个部件的位置和安装关系，而不是按精确实际比例绘制。
32.附图标记列表
33.10、20
ꢀꢀꢀꢀ
功率变换器
34.100、200
ꢀꢀ
母线
35.190
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公共母线模块
36.191
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二连接孔
37.120、220
ꢀꢀ
适配母线模块
38.130、230
ꢀꢀ
公共母线连接部
39.140、240
ꢀꢀ
外部电流接口
40.141、241
ꢀꢀ
第一触头部
41.142、242
ꢀꢀꢀ
第二触头部
42.143、243
ꢀꢀꢀ
第一接口孔
43.144、244
ꢀꢀꢀ
第二接口孔
44.145
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
基板
45.146
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一中间部段
46.147
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二中间部段
47.170、270
ꢀꢀꢀ
磁环
48.180
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
另一磁环
49.250
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一外部连接件
50.251
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一外部连接件的竖直分支
51.260
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二外部连接件
52.261
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二外部连接件的竖直分支
53.245
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一基板
54.246
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二基板
具体实施方式
55.下面，参照附图详细描述根据本公开的实施例的功率变换器。为使本实用公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。
56.因此，以下对结合附图提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
57.除非上下文另有定义，否则单数形式包括复数形式。在整个说明书中，术语“包括”、“具有”、等在本文中用于指定所述特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、元件、部件或其组合。
58.另外，即使包括诸如“第一”、“第二”等序数的术语可用于描述各种部件，但这些部件并不受这些术语的限制，并且这些术语仅用于区分一个元件与其他元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件可以被称为第一部件。
59.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该公开产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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公开的限制。
60.如图所示，本实用新型提出的功率变换器包括母线，用于接收输入电流，并根据实际应用需求而对所接收的电流进行变换。例如，该功率变换器可以是应用于电动车辆的功
率变换器。还例如，根据实际应用需要，功率变换器可以是dc-dc变换器、dc-ac变换器或ac-dc变换器，例如在车载充电器的情况下为ac-dc变换器。本实用新型提出的功率变换器的突出之处在于，其母线被构造为包括彼此分立且能够相互连接的公共母线模块和适配母线模块，使得可以至少部分地实现母线的模块化构造，即至少实现其公共母线模块的模块化构造，即公共母线模块对于不同的应用限制可共用；同时可以通过根据实际应用来修改适配母线模块以便以不同的取向连接到外部连接单元或连接到具有不同构造的外部连接单元，由此降低设计成本、模具成本和制造成本。
61.根据本实用新型的第一实施例，如图1-5所示，本实用新型提出的功率变换器10包括母线100，母线100包括彼此分立且能够相互连接的公共母线模块190和适配母线模块120。其中，公共母线模块190被构造为对于多种母线构造都可以是共用的，例如其同样可用于根据本实用新型的第二实施例(将在以下详述)。适配母线模块120一方面用于接收输入电流，另一方面则与公共母线模块190连接，以将所接收的输入电流(外部电流)传递到公共母线模块190。为此，如图2-5所示，适配模型模块120可以包括用于接收外部的输入电流的外部电流接口140和用于与公共母线模块190连接的公共母线连接部130。
62.在一种具体的实施方式中，如图2-4所示，适配母线模块120的外部电流接口140可以包括第一触头部141和第二触头部142，用于分别与第一外部连接件和第二外部连接件(未示出)连接并由此接收外部电流。更加具体地，第一触头部141可作为功率变换器的正极输入端子以与正极第一外部连接件连接，相应地，第二触头部142可作为功率变换器的负极输入端子以与负极第二外部连接件连接。可选地，第一外部连接件和第二外部连接件可以分别是dc连接器的正极输出端子和负极输出端子。更加具体地，第一触头部141可以设置有第一接口孔143，且第二触头部142可以设置有第二接口孔144，第一接口孔143和第二接口孔144例如是螺纹孔，以分别例如通过螺钉机械和电连接到第一外部连接件和第二外部连接件。
63.在一种更加具体的实施方式中，如图2-4所示，第一触头部141和第二触头部142可以设置为位于同一水平面上，在这种情况下，其可分别用于与水平延伸的第一外部连接件和第二外部连接件连接。更加具体地，外部电流接口140可以包括用于连接到功率转换器的其它部件的基板145，且第一触头部141和第二触头部142可以分别是相对于该基板145突出的凸片。且在如图所示的具体实施方式中，第一触头部141和第二触头部142与基板145位于不同的平面中，且分别通过横向于基板延伸的第一中间部段146和第二中间部段147连接到基板145。这样设置允许适应实际可用空间，以充分利用可用空间，从而实现更加紧凑的外部电流接口并因此实现更加紧凑的母线和功率变换器。
64.此外，如图2-3所示，适配母线模块120的公共母线连接部130可以不与外部电流接口140共面，并且更具体地不与外部电流接口140的基板145和/或第一触头部141和第二触头部142共面。这样设置进一步允许适应实际可用空间，以进一步充分利用可用空间，从而实现更加紧凑的外部电流接口并因此实现更加紧凑的母线和功率变换器。
65.在一种具体的实施方式中，如图2-4所示，为了以简单便捷且可拆卸的方式实现适配母线模块120的公共母线连接部130与公共母线模块190之间的连接，公共母线连接部130可设置有第一连接孔131，公共母线模块190则可设置有与第一连接孔131对应的第二连接孔191。第一连接孔131和第二连接孔191例如为螺纹孔，螺钉可插入第一连接孔131和第二
连接孔191中以同时实现公共母线连接部130与公共母线模块190之间的机械连接和电连接。在更加具体的实施方式中，公共母线模块190可以包括正极母线和负极母线，公共母线连接部130设置有两个第一连接孔131，公共母线模块190则相应地设置有两个第二连接孔191，以相应地实现适配母线模块120的外部电流接口140的第一触头部141和第二触头部142与公共母线模块190的正极母线和负极母线之间的连接。
66.在一种具体的实施方式中，如图3和4所示，功率变换器还可以包括磁环170，该磁环170例如用于过滤干扰电流，且可以穿过公共母线连接部130而套设在适配母线模块120上。即在该实施方式中，在将适配母线模块120与公共母线模块190连接在一起之前，可以事先将磁环170套设在是适配母线模块120的公共母线连接部130上，由此，相比于须将磁环套设在一体式母线的现有技术，这允许更加方便地安装磁环，并允许根据实际可用空间灵活地设计母线，进一步有利于实现功率变换器的紧凑构造；同时，这也允许根据母线的功能需要灵活地设计母线，从而使得可以实现小巧的母线，提高母线材料的利用率。
67.更加具体地，如图1和4所示，功率变换器还可以包括设置在公共母线模块190上的另一磁环180，且该另一磁环180可以方便地设置为靠近公共母线模块190的下游端(根据电流流动方向的下游端)。这样公共母线模块190只需要被构造为确保其接近下游端的部分允许套上另一磁环180即可，即该部分，而不必考虑其他部分的具体构造，这进一步允许灵活地设计母线，例如如图所示，允许公共母线模块190具有彼此大致横向延伸的部段，即允许根据实际需要将母线设计为具有更灵活的结构，同时进一步确保紧凑型。
68.应注意，上述根据图示出的公共母线模块190和适配母线模块120的具体构造仅仅是示意性的，并不能排除其他构造，而不是可以根据实际应用设计成具有相应的构造。
69.图6-9示出了根据本实用新型的第二实施例，该第二实施例与第一实施例的不同之处在于适配母线模块的构造不同，且更加具体地，在于适配母线模块的外部电流接口的构造不同，如以下详述；公共母线模块190对于第一实施例和第二实施例则是共用的，因此不再对其进行详述。
70.根据本实用新型的第二实施例，如图6-9所示，与第一实施例相似，本实用新型提出的功率变换器20包括母线200，母线200包括彼此分立且能够相互连接的公共母线模块190和适配母线模块220。公共母线模块190对于第一实施例和第二实施例是共用的，因此在此不再重复描述。第二实施例中的适配母线模块220同样一方面用于接收输入电流，另一方面则与公共母线模块190连接，以将所接收的输入电流(外部电流)传递到公共母线模块190。为此，如图6-9所示，适配模型模块220可以包括用于接收外部的输入电流的外部电流接口240和用于与公共母线模块190连接的公共母线连接部230。
71.在一种具体的实施方式中，如图6-9所示，适配母线模块220的外部电流接口240可以包括第一触头部241和第二触头部242，用于分别与第一外部连接件250和第二外部连接件260连接并由此接收外部电流。更加具体地，第一触头部241可作为功率变换器的正极输入端子以与正极第一外部连接件连接，相应地，第二触头部242可作为功率变换器的负极输入端子以与负极第二外部连接件连接。可选地，第一外部连接件250和第二外部连接件260可以分别是能源分配单元(pdu：power distribution unit)的正极输出端子和负极输出端子。更加具体地，第一触头部241可以设置有第一接口孔243，且第二触头部242可以设置有第二接口孔244，第一接口孔243和第二接口孔244例如是螺纹孔，以分别例如通过螺钉机械
和电连接到第一外部连接件和第二外部连接件。
72.在一种更加具体的实施方式中，如图7所示，第一触头部241和第二触头部242可以设置为位于同一竖直面上。在这种情况下，第一外部连接件250和第二外部连接件260可以均是l形的，且第一触头部241和第二触头部242可分别用于与第一外部连接件250的竖直分支251和第二外部连接件260的竖直分支261连接。更加具体地，在这种情况下，外部电流接口240可以包括至少部分地不共面的且大致水平延伸的第一基板245和第二基板246，且第一触头部241和第二触头部242可以分别是相对于第一基板245和第二基板246大致垂直突出的凸片的形式。这样设置允许适应实际可用空间，以充分利用可用空间，从而实现更加紧凑的外部电流接口并因此实现更加紧凑的母线和功率变换器。
73.此外，如图6-7所示，适配母线模块220的公共母线连接部230可以不与外部电流接口240共面，并且更具体地不与外部电流接口240的第一基板245和/或第二基板246共面。这样设置进一步允许适应实际可用空间，以进一步充分利用可用空间，从而实现更加紧凑的外部电流接口并因此实现更加紧凑的母线和功率变换器。
74.与第一实施例相似，如图6-9所示，为了以简单便捷且可拆卸的方式实现适配母线模块220的公共母线连接部230与公共母线模块190之间的连接，公共母线连接部230可设置有第一连接孔231，公共母线模块190则可设置有与第一连接孔231对应的第二连接孔191。第一连接孔231和第二连接孔191例如为螺纹孔，螺钉可插入第一连接孔231和第二连接孔191中以同时实现公共母线连接部230与公共母线模块190之间的机械连接和电连接。在更加具体的实施方式中，公共母线模块190可以包括正极母线和负极母线，公共母线连接部230设置有两个第一连接孔231，公共母线模块190则相应地设置有两个第二连接孔191，以相应地实现适配母线模块220的外部电流接口240的第一触头部241和第二触头部242与公共母线模块190的正极母线和负极母线之间的连接。
75.在根据第二实施例的更加具体的实施方式中，与第一实施例相似，如图7和8所示，功率变换器还可以包括磁环270，该磁环270可以穿过公共母线连接部230而套设在适配母线模块220上。即在该实施方式中，在将适配母线模块220与公共母线模块190连接在一起之前，可以事先将磁环270套设在是适配母线模块220的公共母线连接部230上，由此，相比于须将磁环套设在一体式母线的现有技术，这允许更加方便地安装磁环，并允许根据实际可用空间灵活地设计母线，进一步有利于实现功率变换器的紧凑构造；同时，这也允许根据母线的功能需要灵活地设计母线，从而使得可以实现小巧的母线，提高母线材料的利用率。
76.应注意，上述根据图示出的适配母线模块220的具体构造仅仅是示意性的，并不能排除其他构造，而不是可以根据实际应用设计成具有相应的构造。
77.上文中参照优选的实施例详细描述了本实用新型所提出的功率变换器示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本实用新型理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本实用新型提出的各种技术特征、结构进行多种组合，而不超出本实用新型的保护范围。
78.本公开的范围并非由上述描述的实施方式来限定，而是由所附的权利要求书及其等同范围来限定。