CN114364205B - 一种电力变换装置的散热结构及电力变换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力变换装置的散热结构及电力变换装置。散热结构用于为第一功率器件、第二功率器件和第三功率器件散热，包括第一散热器和第一风机，第一散热器包括本体和第一散热齿，本体沿第一方向延伸并设有第一安装槽和第一散热基板，第一散热齿包括第一齿和第二齿，第一齿包括前齿和后齿，后齿的齿高低于前齿以形成凹陷区，第一功率器件至少部分装设于第一安装槽内，第二功率器件贴设于第一散热基板，第三功率器件装设于凹陷区内。本发明的散热结构及电力变换装置，部件布局合理，散热效率高，且可提高第一散热齿后端的散热效率，从而改善了风道末端的散热效率。

Description

一种电力变换装置的散热结构及电力变换装置

技术领域

本发明涉及散热技术领域，具体涉及一种电力变换装置的散热结构及电力变换装置。

背景技术

电力变换装置中，如逆变装置，由于含有大量的功率器件，在运行过程中产生的热量大，尽管现有技术中呈现出了多种散热结构来对功率器件散热，但仍然难以解决现有的逆变装置散热能力和散热效率较低的缺陷，尤其是对于风道末端的功率器件。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种电力变换装置的散热结构及电力变换装置，其布局合理，具有较好的散热能力且能改善风道末端的散热效率。

为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

技术方案一，一种电力变换装置的散热结构，用于为第一功率器件、第二功率器件和第三功率器件散热，包括第一散热器，其包括本体和第一散热齿，所述本体沿第一方向延伸并设有第一安装槽和自第一安装槽的槽口的周沿延伸的第一散热基板；所述第一散热齿包括若干沿第三方向间隔排布并沿第二方向凸设于第一散热基板的第一齿和第二齿，所述第一齿和第二齿分别位于所述第一安装槽沿第三方向的两侧，所述第一齿还沿第一方向形成有前齿和后齿，所述后齿的齿高低于前齿以形成凹陷区；所述第一方向、第二方向和第三方向彼此正交；和第一风机，其靠近所述第一齿的前齿设置并用于沿第一方向为第一散热器散热；所述第一功率器件至少部分装设于第一安装槽内，所述第二功率器件贴设于所述第一散热基板背离所述第一散热齿的表面，所述第三功率器件装设于所述凹陷区内。

基于技术方案一，还设有技术方案二，技术方案二中，还包括与第一散热基板平行的挡板；所述本体还设有沿第二方向凸设于第一散热基板的第一壁和分隔所述第一安装槽和第一齿的第三壁，所述第一齿位于第一壁和第三壁之间，所述第一壁和第三壁分别对应所述凹陷区设有第一缺口和第二缺口，所述挡板沿第三方向的两端分别装设于第一缺口和第二缺口内，且挡板在第二方向的高度低于所述前齿的齿顶在第二方向的高度；所述第三功率器件朝向所述第一散热基板固设于所述挡板上。

基于技术方案二，还设有技术方案三，技术方案三中，所述挡板的前端抵接所述第一齿的前齿的后端；所述第三功率器件的前端与所述前齿的后端之间形成间隙。

基于技术方案三，还设有技术方案四，技术方案四中，所述第一散热器还包括若干沿第三方向间隔排布且沿第二方向凸设于第一安装槽的槽底的外表面的第二散热齿。

基于技术方案四，还设有技术方案五，技术方案五中，所述本体还设有沿第二方向凸设于第一散热基板的第二壁，所述第二齿位于第一安装槽和第二壁之间，所述第一壁、第二壁和第一散热基板还于第一散热齿的前方形成第一安装区，所述第一风机装设于所述第一安装区内；所述第一齿和第二齿与第一风机的距离均小于第一安装槽与第一风机的距离。

基于技术方案五，还设有技术方案六，技术方案六中，所述第一散热基板与所述第一散热齿前端的衔接处朝向所述第一风机设有相对第一方向倾斜的第一导风面。

技术方案七，一种电力变换装置，包括壳体，其沿第一方向开设有进风口和出风口；第一散热结构，其装设于壳体内，其如技术方案一至六中任一项所述；所述第一风机靠近壳体的进风口处；逆变模块，其装设于所述壳体内并包括所述第一功率器件和第二功率器件；升压模块，其装设于所述壳体内，其与逆变模块电连接；电容模块，其并联于逆变模块和升压模块之间并装设于所述壳体内；和第三功率器件，其为与电容模块并联的放电电阻。

基于技术方案七，还设有技术方案八，技术方案八中，所述第一散热器的本体设有沿第二方向凸设于第一散热基板的第一壁，所述第一齿位于第一壁和第一安装槽之间，所述电容模块位于第一壁的外侧；所述第一壁还于第一齿的前方开设有过风口以使第一风机向电容模块送风。

基于技术方案八，还设有技术方案九，技术方案九中，还包括第二散热结构，其装设于壳体内并与第一散热结构沿第三方向并排设置，其包括第二散热器和第二风机；第二散热器包括基体、第三散热齿和第四散热齿，所述基体沿第一方向延伸并设有第二安装槽、自第二安装槽的槽口周沿延伸的第二散热基板、于第二安装槽的两侧沿第二方向凸设于第二散热基板的第五壁和第六壁，所述第五壁和第六壁形成第二散热器的外壁；所述第三散热齿包括若干沿第三方向间隔排布并沿第二方向凸设于第三壁和第二安装槽之间的第二散热基板的第三齿和若干沿第三方向间隔排布并沿第二方向凸设于第四壁和第二安装槽之间的第二散热基板的第四齿；所述第四散热齿沿第三方向间隔排布且沿第二方向凸设于第一安装槽的槽底的外表面；所述第五壁、第六壁和第二散热基板还于所述第三散热齿的前方形成第二安装区；第二风机装设于第二安装区内并用于沿第一方向向第二散热器送风；所述升压模块包括至少部分位于第二安装槽内的第四功率器件和贴设于第二散热基板上的第五功率器件；所述第一安装槽和所述第二安装槽内均灌封有绝缘导热材料；所述第二散热基板与所述第二散热齿前端的衔接处朝向所述第二风机设有相对第一方向倾斜的第二导风面。

基于技术方案九，还设有技术方案十，技术方案十中，还包括直流滤波电感、交流滤波电感、第三风机、第四风机和四个电磁隔离罩；所述直流滤波电感、升压模块、逆变模块和交流滤波电感依次电连接；所述壳体内设有垂直于第二方向的隔板，所述隔板将壳体分隔为第一层区和第二层区；所述交流滤波电感和直流滤波电感均装设于第一层区；所述第一散热结构、第二散热结构和电容模块位于第二层区内；所述逆变模块还包括用于承载第二功率器件的第一功率板，所述第一功率板装设于第一散热基板和隔板之间；所述第一功率器件沿第二方向凸伸有第一连接柱，所述第一功率板上对应第一连接柱设有与第一连接柱适配的第一定位孔，所述第一功率器件通过所述第一连接柱与第一定位孔的插接实现与第一功率板的电连接；所述升压模块包括用于承载第五功率器件的第二功率板，所述第二功率板装设于第二散热基板和隔板之间；所述第四功率器件沿第二方向凸伸有第二连接柱，所述第二功率板上对应第二连接柱设有与第二连接柱适配的第二定位孔，所述第四功率器件通过所述第二连接柱与第二定位孔的插接实现与第二功率板的电连接；所述第三风机装设于第一散热基板和隔板之间并用于为逆变模块散热；所述第四风机装设于第二散热基板和隔板之间并用于为升压模块散热；所述四个隔离罩分别罩设于第一功率板及第三风机、第二功率板及第四风机、直流滤波电感和交流滤波电感上。

由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：

1、技术方案一中，第一功率器件至少部分装设于第一安装槽内，第一功率器件的热量可传导至第一散热基板后再由第一散热齿带走，也可传导至第一安装槽的槽壁和槽底被经过的风流带走；第二功率器件贴设于第一散热基板背离第一散热齿的表面，第二功率器件的热量传导至第一散热基板后再由第一散热齿带走；第一齿的后齿的齿高低于前齿形成凹陷区，第三功率器件装设于凹陷区内，第三功率器件的热量可由前齿的齿间间隙内的风流带走，前齿的齿间间隙内的风流在后齿对应的区域内过风面积减小，风流流速加快，从而提高后齿区域的散热效率，加快流速的风流被第三功率器件阻挡并流向第一散热基板从而促进第一散热基板的散热，也促进了第二功率器件的散热，还有部分加快流速的风流会在凹陷区的前端形成湍流，湍流经过第三功率器件的表面并带走第三功率器件的热量；可知，采用本技术方案，部件布局合理，散热效率高，且可提高第一散热齿后端的散热效率，从而改善了风道末端的散热效率。

2、技术方案二中，挡板沿第三方向的两端装设于第一缺口和第二缺口内，第三功率器件朝向第一散热基板固设于挡板上，使得第三功率器件的安装简单稳固；挡板的设置使得风流在后齿对应的区域内过风面积进一步减小，从而进一步加快了风流流速，提高了后齿区域的散热效率；挡板在第二方向的高度低于前齿的齿顶在第二方向的高度，使得前齿齿间间隙内的齿顶过来的风流流过挡板的表面并带走挡板表面的热量，也即带走第三功率器件表面的热量，同时由于前齿的齿顶与挡板之间的高度差，风流的流速较快；此外挡板的设置更利于将风流导向第一散热基板和第三功率器件，从而带走第一散热基板、第二功率器件和第三功率器件的热量。

3、技术方案三中，挡板的前端抵接第一齿的前齿的后端，挡板将前齿齿间间隙内的风流阻挡使风流流向第二功率器件和第一散热基板，第二功率器件的前端与前齿的后端之间形成间隙，风流在该间隙内形成湍流且流速加快，从而有利于带走第三功率器件的热量，且间隙内的湍流还流向第一散热基板并带走第一散热基板的热量，也带走了第二功率器件的热量，使得第一散热器的散热效率大大提高。

4、技术方案四中，第二散热齿的设置有利于带走第一安装槽的槽底的热量，从而有利于对第一安装槽内的第一功率器件散热。

5、技术方案五中，第一风机装设于第一安装区内，不仅使得第一风机的风流集中吹向第一壁和第二壁之间的区域，从而更有利于为第一功率器件、第二功率器件和第三功率器件的散热，且使得第一风机和第一散热器组装在一起，更有利于维护；第一齿和第二齿与第一风机的距离均小于第一安装槽与第一风机的距离，不仅减轻了第一散热器的热量，还减小了第一风机与第一安装槽之间的风阻，且使得风流流向第一安装槽时更容易流向第二散热齿，从而有利于对第一安装槽内的第一功率器件散热。

6、技术方案六中，第一导风面的设置有利于将第一风机的风流引入第一散热齿间的间隙，尤其是将贴着第一安装区内的第一散热基板的风流导向第一散热齿的间隙内。

7、技术方案七中，本发明同时提供一种电力变换装置，其采用上述技术方案中的散热结构，部件布局合理，散热效率大大提高，且改善了风道末端的散热效率。

8、技术方案八中，过风口的设置有利于使第一风机向电容模块送风，从而提高电容模块的散热效率。

9、技术方案九中，第四功率器件至少部分装设于第二安装槽内，第四功率器件的热量可传导至第二散热基板后再由第三散热齿带走，也可传导至第二安装槽的槽壁和槽底被经过的风流带走，第四散热齿的设置有利于带走第二安装槽的槽底的热量，从而有利于对第二安装槽内的第四功率器件散热；由于第一安装槽和第二安装槽内均灌封有绝缘导热材料，绝缘导热材料既可以对第一功率器件和第四功率器件缓震，还可以将第一功率器件和第四功率器件的热量分别传导至第一安装槽的槽壁和第二安装槽的槽壁，从而提高第一功率器件和第四功率器件的散热效率；第五功率器件贴设于第二散热基板上，第五功率器件的热量传导至第二散热基板后再由第三散热齿带走；第二风机装设于第二安装区内，使得第二风机的风流集中吹向第五壁和第六壁之间的区域，从而更有利于为第四功率器件和第五功率器件的散热，且使得第二风机和第二散热器组装在一起，更有利于维护；第二导风面的设置有利于将第二风机的风流引入第二散热齿的间隙，尤其是将贴着第二安装区内的第二散热基板的风流导向第三散热齿的间隙内。

10、技术方案十中，直流滤波电感和交流滤波电感分别形成电力变换装置的输入端和输出端，将直流滤波电感和交流滤波电感置于第一层区，有利于电力变换装置的接线操作；隔板的设置还使得升压模块、逆变模块位于第二层区，也即发热量大的部件集中在第一散热器和第二散热器上，其中，第一散热器、第一风机、第三风机、逆变模块、第三功率器件及罩设于第三风机和第一功率板外侧的电磁隔离罩形成一个模块，第二散热器、第二风机、第四风机、升压模块及罩设于第四风机和第二功率板外侧的电磁隔离罩形成一个模块，模块化的组装更有利于拆装和维护，且热流不会相互窜动，也避免了电磁干扰；电容模块位于第一壁的外侧，也即，电容模块、逆变模块和升压模块沿第三方向排布，由于电容模块并联于升压模块和逆变模块之间，从而便于电容模块的接线，第三功率器件靠近第一壁，与电容模块的距离也较近，有利于接线；第一功率器件通过第一连接柱与第一定位孔的插接实现与第一功率板的电连接，第四功率器件通过第二连接柱与第二定位孔的插接实现与第二功率板的电连接，第一连接柱不仅可对第一功率板定位，且还能作为电连接的部件使用，结构巧妙，省去了线缆，线路更为简洁；第二连接柱不仅可对第二功率板定位，且还能作为电连接的部件使用，结构巧妙，省去了线缆，线路更为简洁。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，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为本发明实施例电力变换装置的整体示意图；

图2为本发明实施例电力变换装置隐藏壳体的底壁和侧壁后的示意图；

图3为本发明实施例电力变换装置隐藏壳体的顶壁和侧壁后的示意图；

图4为本发明实施例电力变换装置的剖视图；

图5为本发明实施例第一散热结构、第二散热结构、第三风机和第四风机的示意图；

图6为本发明实施例第一散热结构、第三风机和逆变模块的示意图；

图7为本发明实施例第一散热结构和第三功率器件的示意图；

图8为本发明实施例第一散热器的示意图；

图9为本发明实施例第二散热结构、第四风机和升压模块的示意图；

图10为本发明实施例第二散热器的示意图。

主要附图标记说明：

壳体10；进风口11；出风口12；隔板13；

逆变模块20；第一功率板21；第一定位孔2011；第二功率器件22；第一功率器件23；第一连接柱231；升压模块30；第二功率板31；第二定位孔311；第五功率器件32；第四功率器件33；第二连接柱331；电容模块40；第三功率器件50；直流滤波电感60；交流滤波电感70；电磁隔离罩80；第一散热结构100；第一散热器110；本体111；第一安装槽1111；第一散热基板1112；第一导风面11121；第一壁1113；第一缺口11131；过风口11132；第二壁1114；第三壁1115；第二缺口11151；第四壁1116；第一散热齿112；第一齿1121；前齿11211；后齿11212；第二齿1122；第二散热齿113；第一风机120；挡板130；第二散热结构200；第二散热器210；基体211；第二安装槽2111；第二散热基板2112；第二导风面21121；第五壁2113；第六壁2114；第三散热齿212；第三齿2121；第四齿2122；第四散热齿213；第二风机220；第三风机300；第四风机400；第五风机500。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，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或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

参见图1-10，图1-10示出了一种电力变换装置，包括壳体10、逆变模块20、升压模块30、电容模块40、第三功率器件50、直流滤波电感60、交流滤波电感70、第一散热结构100、第二散热结构200、第三风机300、第四风机400、第五风机500和电磁隔离罩80。

如图1-4所示，壳体10大致为长方体结构，其长度方向为第一方向，其高度方向为第二方向，其宽度方向为第三方向，也即第一方向、第二方向和第三方向彼此正交。壳体10沿第一方向开设有进风口11和出风口12，本实施例中，进风口11所在的一端为前端，出风口12所在的一端为后端。壳体10内设有垂直于第二方向的隔板13，隔板13将壳体10分隔为第一层区和第二层区。直流滤波电感60和交流滤波电感70位于第一层区内，其余部件均位于第二层区内。应理解，隔板13并非将第一层区和第二层区完全隔离，以使得第一层区和第二层区间的线缆可通过。在本实施例中，隔板13与壳体10的后壁之间形成间隙以供线缆穿过。

本实施例中电力变换装置的电连接关系如下：

直流滤波电感60、升压模块30、逆变模块20和交流滤波电感70依次电连接。

升压模块30包括第二功率板31、承载于第二功率板31上的第五功率器件32和与第二功率板31电连接的第四功率器件33，在本实施例中，第二功率板31主要为升压PCB板，第五功率器件32主要为半导体开关器件，如IGBT等，第四功率器件33主要为升压功率电感。

逆变模块20包括第一功率板21、承载于第一功率板21上的第二功率器件22和与第一功率板21电连接的第一功率器件23，在本实施例中，第一功率板21主要为逆变PCB板，第二功率器件22主要为半导体开关器件，如IGBT等，第一功率器件23主要为逆变功率电感。

电容模块40并联于逆变模块20和升压模块30之间，第三功率器件50为与电容模块40并联的放电电阻。

本实施例中，第一散热结构100用于为第一功率器件23、第二功率器件22和第三功率器件50散热，第二散热结构200用于为第四功率器件33和第五功率器件32散热。第三风机300用于为逆变模块20散热，第四风机400用于为升压模块30散热。

以下将详细介绍第一散热结构100和第三风机300的散热。

第一散热结构100装设于壳体10内并位于第二层区内，包括第一散热器110、第一风机120和挡板130。

如图8所示，第一散热器110包括本体111、第一散热齿112和第二散热齿113。本体111沿第一方向延伸并设有第一安装槽1111、自第一安装槽1111的槽口的周沿延伸的第一散热基板1112、于第一安装槽1111沿第三方向的两侧沿第二方向凸设于第一散热基板1112的第一壁1113和第二壁1114，第一壁1113和第二壁1114形成第一散热器110的外壁。第一散热齿112包括沿第三方向间隔排布并沿第二方向凸设于第一散热基板1112的第一齿1121和第二齿1122，第一齿1121位于第一壁1113和第一安装槽1111之间，第二齿1122位于第一安装槽1111和第二壁1114之间；第一壁1113、第二壁1114和第一散热基板1112还于第一散热齿112的前方形成第一安装区。本体111还设有分隔第一安装槽1111和第一齿1121的第三壁1115以及分隔第一安装槽1111和第二齿1122的第四壁1116。第一齿1121包括靠近壳体10前端的前齿11211和靠近壳体10后端的后齿11212，后齿11212的齿高低于前齿11211以形成凹陷区，具体实施中，前齿11211沿第一方向的长度大于后齿11212沿第一方向的长度。第一壁1113和第三壁1115分别对应凹陷区设有第一缺口11131和第二缺口11151。第二散热齿113沿第三方向间隔排布且沿第二方向凸设于第一安装槽1111的槽底的外表面。第一散热器110中，第一散热基板1112靠近隔板13，第一散热齿112位于远离隔板13的一侧。应理解，第一壁1113、第二壁1114、第三壁1115和第四壁1116也可作为散热齿使用。

第一风机120装设于第一安装区内并用于沿第一方向为第一散热器110散热，也即前齿11211靠近第一风机120，后齿11212远离第一风机120。本实施例中，第一风机120的数量为两个并靠近壳体10的进风口11。

如图2、图6和图8所示，挡板130与第一散热基板1112平行，其沿第三方向的两端分别装设于第一缺口11131和第二缺口11151内，且挡板130在第二方向的高度低于前齿11211的齿顶在第二方向的高度；参见图7，第三功率器件50朝向第一散热基板1112固设于挡板130上，也即第三功率器件50装设于凹陷区内，第三功率器件50的安装简单稳固；挡板130的前端抵接第一齿1121的前齿11211的后端；第三功率器件50的前端与前齿11211的后端之间形成间隙。

第一功率器件23至少部分装设于第一安装槽1111内，本实施例中，如图6所示，第一功率器件23的磁性部分完全位于第一安装槽1111内，第一功率器件23安装好之后在第一安装槽1111灌封绝缘导热材料，随后在第一功率器件23的环氧板上贴覆EMC隔板以实现对第一功率器件23的电磁隔离，绝缘导热材料既可以对第一功率器件23缓震，还可以将第一功率器件23的热量传导至第一安装槽1111的槽壁，从而提高第一功率器件23的散热效率。第二功率器件22贴设于第一散热基板1112背离第一散热齿112的表面。

本实施例中，如图8所示，第一齿1121和第二齿1122与第一风机120的距离均小于第一安装槽1111与第一风机120的距离，也即第一散热齿112的前端与第一风机120的距离小于第一安装槽1111的前端与第一风机120的距离，如此设置不仅减轻了第一散热器110的热量，还减小了第一风机120与第一安装槽1111之间的风阻，且使得风流流向第一安装槽1111时更容易流向第二散热齿113，从而有利于对第一安装槽1111内的第一功率器件23散热。

第一散热基板1112与第一散热齿112前端的衔接处朝向第一风机120设有相对第一方向倾斜的第一导风面11121，第一导风面11121的设置有利于将第一风机120的风流引入第一散热齿112间的间隙，尤其是将贴着第一安装区内的第一散热基板1112的风流导向第一散热齿112的间隙内。

第一功率板21装设于第一散热基板1112和隔板13之间；如图5-6所示，第一功率器件23沿第二方向凸伸有第一连接柱231，第一功率板21上对应第一连接柱231设有与第一连接柱231适配的第一定位孔2011，第一功率器件23通过第一连接柱231与第一定位孔2011的插接实现与第一功率板21的电连接，第一连接柱231不仅可对第一功率板21定位，且还能作为电连接的部件使用，结构巧妙，省去了线缆，线路更为简洁。具体实施中，第一连接柱231设于第一功率器件23的环氧板上，EMC隔板上开设有供第一连接柱231穿过的通孔。

第三风机300靠近进风口11装设于第一散热基板1112和隔板13之间并用于为逆变模块20散热，具体地，第三风机300固接于第一散热基板1112的前端，第三风机300的风流可吹向第一功率板21、承载于第一功率板21上的第二功率器件22以及第一散热基板1112远离第一散热齿112的表面。

可知，采用第一散热结构100，第一功率器件23的热量可传导至第一散热基板1112后再由第一散热齿112带走，也可传导至第一安装槽1111的槽壁和槽底被经过的风流带走，第二散热齿113的设置有利于带走第一安装槽1111的槽底的热量；第二功率器件22贴设于第一散热基板1112背离第一散热齿112的表面，第二功率器件22的热量传导至第一散热基板1112后再由第一散热齿112带走；第一齿1121的后齿11212的齿高低于前齿11211形成凹陷区，第三功率器件50装设于凹陷区内，第三功率器件50的热量可由前齿11211的齿间间隙内的风流带走，前齿11211的齿间间隙内的风流在后齿11212对应的区域内过风面积减小，风流流速加快，从而提高后齿11212区域的散热效率，加快流速的风流被第三功率器件50阻挡并流向第一散热基板1112从而促进第一散热基板1112的散热，也促进了第二功率器件22的散热，还有部分加快流速的风流会在凹陷区的前端形成湍流，湍流经过第三功率器件50的表面并带走第三功率器件50的热量；更优地，第一风机120装设于第一安装区内，不仅使得第一风机120的风流集中吹向第一壁1113和第二壁1114之间的区域，从而更有利于为第一功率器件23、第二功率器件22和第三功率器件50的散热，且使得第一风机120和第一散热器110组装在一起，更有利于维护；可知，采用本技术方案，部件布局合理，散热效率高，且可提高第一散热齿112后端的散热效率，从而改善了风道末端的散热效率。

更优地，挡板130的设置使得风流在后齿11212对应的区域内过风面积进一步减小，从而进一步加快了风流流速，提高了后齿11212区域的散热效率；挡板130在第二方向的高度低于前齿11211的齿顶在第二方向的高度，使得前齿11211齿间间隙内的齿顶过来的风流流过挡板130的表面并带走挡板130表面的热量，也即带走第三功率器件50表面的热量，同时由于前齿11211的齿顶与挡板130之间的高度差，风流的流速较快；此外挡板130的设置更利于将风流导向第一散热基板1112和第三功率器件50，从而带走第一散热基板1112、第三功率器件50和第二功率器件22的热量。

更优地，挡板130的前端抵接第一齿1121的前齿11211的后端，挡板130将前齿11211齿间间隙内的风流阻挡使风流流向第三功率器件50和第一散热基板1112，第三功率器件50的前端与前齿11211的后端之间形成间隙，风流在该间隙内形成湍流且流速加快，从而有利于带走第三功率器件50的热量，且间隙内的湍流还流向第一散热基板1112并带走第一散热基板1112的热量，也带走了第二功率器件22的热量，使得第一散热器110的散热效率大大提高。

可知，采用本技术方案，部件布局合理，散热效率高，且可提高第一散热齿112后端的散热效率，从而改善了风道末端的散热效率。

以下将详细介绍第二散热结构200和第四风机400的散热。

第二散热结构200装设于壳体10内并与第一散热结构100沿第三方向并排设置，其包括第二散热器210和第二风机220，也即第二散热结构200也位于第二层区内。

如图10所示，第二散热器210包括基体211、第三散热齿212和第四散热齿213，基体211沿第一方向延伸并设有第二安装槽2111、自第二安装槽2111的槽口周沿延伸的第二散热基板2112、于第二安装槽2111沿第三方向的两侧沿第二方向凸设于第二散热基板2112的第五壁2113和第六壁2114，第五壁2113和第六壁2114形成第二散热器210的外壁；第三散热齿212包括若干沿第三方向间隔排布并沿第二方向凸设于第五壁2113和第二安装槽2111之间的第二散热基板2112的第三齿2121和若干沿第三方向间隔排布并沿第二方向凸设于第六壁2114和第二安装槽2111之间的第二散热基板2112的第四齿2122；第四散热齿213沿第三方向间隔排布且沿第二方向凸设于第二安装槽2111的槽底的外表面；第五壁2113、第六壁2114和第二散热基板2112还于第三散热齿212的前方形成第二安装区。其中，第二散热基板2112靠近隔板13，第三散热齿212位于远离隔板13的一侧。应理解，第五壁2113和第六壁2114也可作为第二散热器210的散热齿使用。

如图9所示，第二风机220装设于第二安装区内并用于沿第一方向向第二散热器210送风。

第四功率器件33至少部分位于第二安装槽2111内，具体实施中，如图9所示，第四功率器件33的磁性部分完全位于第二安装槽2111内，第四功率器件33安装好之后，在第二安装槽2111内灌封绝缘导热材料，随后在第四功率器件33的环氧板上贴覆EMC隔板以实现对第四功率器件33的电磁隔离。绝缘导热材料既可以对第四功率器件33缓震，还可以将第四功率器件33的热量传导至第二安装槽2111的槽壁，从而提高第四功率器件33的散热效率。第五功率器件32贴设于第二散热基板2112背离第三散热齿212的表面。

如图10所示，第二散热基板2112与第三散热齿212前端的衔接处朝向第二风机220设有相对第一方向倾斜的第二导风面21121。第二导风面21121的设置有利于将第二风机220的风流引入第三散热齿212的间隙，尤其是将贴着第二安装区内的第二散热基板2112的风流导向第三散热齿212的间隙内。

升压模块30的第二功率板31装设于第二散热基板2112和隔板13之间；如图5和图9所示，第四功率器件33沿第二方向凸伸有第二连接柱331，第二功率板31上对应第二连接柱331设有与第二连接柱331适配的第二定位孔311，第四功率器件33通过第二连接柱331与第二定位孔311的插接实现与第二功率板31的电连接。第二连接柱331不仅可对第二功率板31定位，且还能作为电连接的部件使用，结构巧妙，省去了线缆，线路更为简洁。具体实施中，第二连接柱331设于第四功率器件33上，EMC隔板上开设有供第二连接柱331穿过的通孔。

第四风机400装设于第二散热基板2112和隔板13之间并用于为升压模块30散热，具体地，第四风机400装设于第二散热基板2112的前端，第四风机400的风流可吹向第二功率板31、承载于第二功率板31上的第五功率器件32和第二散热基板2112。

可知，采用第二散热结构200，第四功率器件33的热量可传导至第二散热基板2112后再由第三散热齿212带走，也可传导至第二安装槽2111的槽壁和槽底被经过的风流带走，第四散热齿213的设置有利于带走第二安装槽2111的槽底的热量，从而有利于对第二安装槽2111内的第四功率器件33散热；第五功率器件32贴设于第二散热基板2112上，第五功率器件32的热量传导至第二散热基板2112后再由第三散热齿212带走；第二风机220装设于第二安装区内，使得第二风机220的风流集中吹向第五壁2113和第六壁2114之间的区域，从而更有利于为第四功率器件33和第五功率器件32的散热，且使得第二风机220和第二散热器210组装在一起，更有利于维护。

电容模块40位于第二层区内并位于第一散热器110的第一壁1113的外侧，如此，电容模块40、第一散热器110和第二散热器210沿第三方向依次布设，本实施例中，电容模块40的电容板垂直于第二方向，也即，电容模块40的电容沿第二方向放置。第一壁1113还于第一安装区的位置开设有过风口11132以使第一风机120向电容模块40送风，从而提高电容模块40的散热效率。为了进一步提高电容模块40的散热效率，将第五风机500装设于壳体10内并靠近进风口11设置以沿第一方向向电容模块40送风。

本实施例中，第一散热基板1112背离第一散热齿112的表面和第二散热基板2112背离第三散热齿212的表面基本齐平。第一散热器110的两端和第二散热器210的两端均分别与壳体10的前端和后端抵接以提高抗震性能。具体实施中，主要为第一壁1113、第二壁1114、第五壁2113和第六壁2114的两端均与壳体的前端和后端抵接。

如图4所示，电磁隔离罩80大致为U形槽结构，U形槽的一端封闭，另一端开口。本实施例中，四个隔离罩分别罩设于第一功率板21及第三风机300、第二功率板31及第四风机400、直流滤波电感60和交流滤波电感70上。具体地，一个电磁隔离罩80将第一功率板21和第三风机300罩设于内并与第一散热基板1112固定，其开口朝向出风口12；一个电磁隔离罩80将第二功率板31和第四风机400罩设于内并与第二散热基板2112固定，其开口朝向出风口12；一个电磁隔离罩80将直流滤波电感60罩设于内并与隔板13固定，其开口朝向壳体10的输入端口；一个电磁隔离罩80将交流滤波电感70罩设于内并与隔板13固定，且开口朝向壳体10的输出端口。

本实施例中，直流滤波电感60和交流滤波电感70分别形成电力变换装置的输入端和输出端，将直流滤波电感60和交流滤波电感70置于第一层区，有利于电力变换装置的接线操作；隔板13的设置还使得升压模块30、逆变模块20位于第二层区，也即发热量大的部件集中在第一散热器110和第二散热器210上，其中，第一散热器110、第一风机120、第三风机300、逆变模块20、第三功率器件50及罩设于第三风机300和第一功率板21外侧的电磁隔离罩80形成一个模块，第二散热器210、第二风机220、第四风机400、升压模块30及罩设于第四风机400和第二功率板31外侧的电磁隔离罩80形成一个模块，模块化的组装更有利于拆装和维护，且热流不会相互窜动，也避免了电磁干扰；电容模块40位于第一壁1113的外侧，由于电容模块40并联于升压模块30和逆变模块20之间，从而便于电容模块40的接线，第三功率器件50靠近第一壁1113，与电容模块40的距离也较近，有利于接线。可知，本实施例的电力变换装置，接线操作便捷，易于拆装和维护，部件布局合理，散热效率大大提高，且改善了风道末端的散热效率。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力变换装置的散热结构，用于为第一功率器件、第二功率器件和第三功率器件散热，其特征是，包括

第一散热器，其包括本体和第一散热齿，所述本体沿第一方向延伸并设有第一安装槽和自第一安装槽的槽口的周沿延伸的第一散热基板；所述第一散热齿包括若干沿第三方向间隔排布并沿第二方向凸设于第一散热基板的第一齿和第二齿，所述第一齿和第二齿分别位于所述第一安装槽沿第三方向的两侧，所述第一齿还沿第一方向形成有前齿和后齿，所述后齿的齿高低于前齿以形成凹陷区；所述第一方向、第二方向和第三方向彼此正交；和

第一风机，其靠近所述第一齿的前齿设置并用于沿第一方向为第一散热器散热；

所述第一功率器件至少部分装设于第一安装槽内，所述第二功率器件贴设于所述第一散热基板背离所述第一散热齿的表面，所述第三功率器件装设于所述凹陷区内。

2.如权利要求1所述的一种电力变换装置的散热结构，其特征是，还包括与第一散热基板平行的挡板；

所述本体还设有沿第二方向凸设于第一散热基板的第一壁和分隔所述第一安装槽和第一齿的第三壁，所述第一齿位于第一壁和第三壁之间，所述第一壁和第三壁分别对应所述凹陷区设有第一缺口和第二缺口，所述挡板沿第三方向的两端分别装设于第一缺口和第二缺口内，且挡板在第二方向的高度低于所述前齿的齿顶在第二方向的高度；所述第三功率器件朝向所述第一散热基板固设于所述挡板上。

3.如权利要求2所述的一种电力变换装置的散热结构，其特征是，所述挡板的前端抵接所述第一齿的前齿的后端；所述第三功率器件的前端与所述前齿的后端之间形成间隙。

4.如权利要求3所述的一种电力变换装置的散热结构，其特征是，所述第一散热器还包括若干沿第三方向间隔排布且沿第二方向凸设于第一安装槽的槽底的外表面的第二散热齿。

5.如权利要求4所述的一种电力变换装置的散热结构，其特征是，所述本体还设有沿第二方向凸设于第一散热基板的第二壁，所述第二齿位于第一安装槽和第二壁之间，所述第一壁、第二壁和第一散热基板还于第一散热齿的前方形成第一安装区，所述第一风机装设于所述第一安装区内；所述第一齿和第二齿与第一风机的距离均小于第一安装槽与第一风机的距离。

6.如权利要求5所述的一种电力变换装置的散热结构，其特征是，所述第一散热基板与所述第一散热齿前端的衔接处朝向所述第一风机设有相对第一方向倾斜的第一导风面。

7.一种电力变换装置，其特征是，包括

壳体，其沿第一方向开设有进风口和出风口；

第一散热结构，其装设于壳体内，其由权利要求1-6中任一项所述的电力变换装置的散热结构形成；所述第一风机靠近壳体的进风口处；

逆变模块，其装设于所述壳体内并包括所述第一功率器件和第二功率器件；

升压模块，其装设于所述壳体内，其与逆变模块电连接；

电容模块，其并联于逆变模块和升压模块之间并装设于所述壳体内；和

第三功率器件，其为与电容模块并联的放电电阻。

8.如权利要求7所述的一种电力变换装置，其特征是，所述第一散热器的本体设有沿第二方向凸设于第一散热基板的第一壁，所述第一齿位于第一壁和第一安装槽之间，所述电容模块位于第一壁的外侧；所述第一壁还于第一齿的前方开设有过风口以使第一风机向电容模块送风。

9.如权利要求8所述的一种电力变换装置，其特征是，还包括第二散热结构，其装设于壳体内并与第一散热结构沿第三方向并排设置，其包括第二散热器和第二风机；

第二散热器包括基体、第三散热齿和第四散热齿，所述基体沿第一方向延伸并设有第二安装槽、自第二安装槽的槽口周沿延伸的第二散热基板、于第二安装槽的两侧沿第二方向凸设于第二散热基板的第五壁和第六壁，所述第五壁和第六壁形成第二散热器的外壁；所述

第三散热齿包括若干沿第三方向间隔排布并沿第二方向凸设于第三壁和第二安装槽之间的第二散热基板的第三齿和若干沿第三方向间隔排布并沿第二方向凸设于第四壁和第二安装槽之间的第二散热基板的第四齿；所述第四散热齿沿第三方向间隔排布且沿第二方向凸设于第一安装槽的槽底的外表面；所述第五壁、第六壁和第二散热基板还于所述第三散热齿的前方形成第二安装区；第二风机装设于第二安装区内并用于沿第一方向向第二散热器送风；

所述升压模块包括至少部分位于第二安装槽内的第四功率器件和贴设于第二散热基板上的第五功率器件；所述第一安装槽和所述第二安装槽内均灌封有绝缘导热材料；

所述第二散热基板与所述第三散热齿前端的衔接处朝向所述第二风机设有相对第一方向倾斜的第二导风面。

10.如权利要求9所述的一种电力变换装置，其特征是，还包括直流滤波电感、交流滤波电感、第三风机、第四风机和四个电磁隔离罩；所述直流滤波电感、升压模块、逆变模块和交流滤波电感依次电连接；

所述壳体内设有垂直于第二方向的隔板，所述隔板将壳体分隔为第一层区和第二层区；所述交流滤波电感和直流滤波电感均装设于第一层区；所述第一散热结构、第二散热结构和电容模块位于第二层区内；

所述逆变模块还包括用于承载第二功率器件的第一功率板，所述第一功率板装设于第一散热基板和隔板之间；所述第一功率器件沿第二方向凸伸有第一连接柱，所述第一功率板上对应第一连接柱设有与第一连接柱适配的第一定位孔，所述第一功率器件通过所述第一连接柱与第一定位孔的插接实现与第一功率板的电连接；

所述升压模块包括用于承载第五功率器件的第二功率板，所述第二功率板装设于第二散热基板和隔板之间；所述第四功率器件沿第二方向凸伸有第二连接柱，所述第二功率板上对应第二连接柱设有与第二连接柱适配的第二定位孔，所述第四功率器件通过所述第二连接柱与第二定位孔的插接实现与第二功率板的电连接；

所述第三风机装设于第一散热基板和隔板之间并用于为逆变模块散热；

所述第四风机装设于第二散热基板和隔板之间并用于为升压模块散热；

所述四个隔离罩分别罩设于第一功率板及第三风机、第二功率板及第四风机、直流滤波电感和交流滤波电感上。