CN218514293U - 塑封功率模块、功率模块连接结构、电驱动总成及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种塑封功率模块、功率模块连接结构、电驱动总成及车辆，塑封功率模块包括基板和塑封在所述基板外的塑封外壳；所述基板上设有至少三个功率接口区，所述塑封外壳上设有至少三个接口槽，每个所述接口槽对应设置在一个所述功率接口区上方，所述功率接口区在所述接口槽中露出。本申请通过在塑封外壳上开设接口槽，使基板上的功率接口区裸露在接口槽中，连接铜排可以直接焊接在基板上的功率接口区，减少了铜引线的设置，降低了功率回路中的寄生电感，同时也减少了塑封功率模块的占用空间，利于电控系统的结构优化。

Description

塑封功率模块、功率模块连接结构、电驱动总成及车辆

技术领域

本申请涉及功率模块技术领域，尤其涉及一种塑封功率模块、功率模块连接结构、电驱动总成及车辆。

背景技术

在车辆的电驱动总成中，为将蓄电池所提供的直流电转换为驱动电机供电的交流电，通过设置功率模块以实现直流到交流的转换，其设有三类功率接口，包括直流正极接口DC+、直流负极接口DC-和交流接口AC。现有的功率模块，如半桥塑封功率，其采用铜引线框架作为功率接口，这样导致DC+到DC-功率回路的寄生电感大，并且功率接口采用平铺式布置，占用空间较多，限制了电控系统的优化。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术中功率接口采用铜引线框架平铺式布置导致功率回路寄生电感大和占用空间多的不足，提供一种能够降低寄生电感，同时减少空间占用的塑封功率模块、功率模块连接结构、电驱动总成及车辆。

本申请的技术方案提供一种塑封功率模块，包括基板和塑封在所述基板外的塑封外壳；

所述基板上设有至少三个功率接口区，所述塑封外壳上设有至少三个接口槽，每个所述接口槽对应设置在一个所述功率接口区上方，所述功率接口区在所述接口槽中露出。

进一步地，所有所述接口槽设置在所述基板的同侧表面上。

进一步地，所述接口槽的边缘设有从所述基板的表面朝向所述塑封外壳的表面延伸的弧形过渡面。

进一步地，所述接口槽设置为圆角方形槽口，包括四条直线边和两条弧形边，相邻的两条所述直角边通过一条所述弧形边连接。

进一步地，所述功率接口区至少包括一个直流正极接口区、一个直流负极接口区和一个交流接口区。

进一步地，所述功率接口区包括至少两个沿第一直线设置的直流正极接口区、至少两个沿第二直线设置的直流负极接口区和至少两个沿第三直线设置的交流接口区，所述第一直线、所述第二直线和所述第三直线相互平行，并沿所述塑封外壳的宽度方向或长度方向设置。

本申请的技术方案还提供一种功率模块连接结构，包括如前所述的塑封功率模块和至少三个连接铜排，每个所述连接铜排与其中一个所述功率接口区连接；

所述连接铜排设有至少一个连接部，所述连接部伸入所述接口槽中焊接在所述功率接口区上。

进一步地，所述连接铜排还包括铜排主体，所述连接部从所述铜排主体上延伸出，所述铜排主体平行于所述塑封功率模块；

至少两个所述连接铜排层叠设置，相邻的两个连接铜排之间设置有绝缘层。

进一步地，所述功率接口区包括至少两个沿第一直线设置的直流正极接口区、至少两个沿第二直线设置的直流负极接口区和至少两个沿第三直线设置的交流接口区，所述第一直线、所述第二直线和所述第三直线相互平行；

所述连接铜排包括第一连接铜排、第二连接铜排和第三连接铜排，每个所述连接铜排设有至少两个所述连接部；

所述第一连接铜排的每个所述连接部分别与一个所述直流正极接口区连接，所述第二连接铜排的每个所述连接部分别与一个所述直流负极接口区连接，所述第三连接铜排的每个所述连接部分别与一个所述交流接口区连接。

本申请的技术方案还提供一种电驱动总成，包括蓄电池、驱动电机和三个如前所述的功率模块连接结构；

所述驱动电机的三相电源分别通过三个所述功率模块连接结构与所述蓄电池电连接；

每个所述功率模块连接结构中，所述塑封功率模块至少包括一个直流正极接口区、一个直流负极接口区和一个交流接口区，所述连接铜排包括第一连接铜排、第二连接铜排和第三连接铜排；

所述直流正极接口区通过所述第一连接铜排与所述蓄电池的正极电连接，所述直流负极接口区通过所述第二连接铜排与所述蓄电池的负极电连接，所述交流接口区通过所述第三连接铜排与所述驱动电机的相电源电连接。

本申请的技术方案还提供一种车辆，包括如前所述的电驱动总成。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

本申请通过在塑封外壳上开设接口槽，使基板上的功率接口区裸露在接口槽中，连接铜排可以直接焊接在基板上的功率接口区，减少了铜引线的设置，降低了功率回路中的寄生电感，同时也减少了塑封功率模块的占用空间，利于电控系统的结构优化。

附图说明

参见附图，本申请的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本申请的保护范围构成限制。图中：

图1是本申请一实施例中塑封功率模块的结构示意图；

图2是本申请一实施例中塑封功率模块的其中一个功率接口的结构示意图；

图3是本申请一实施例中功率模块连接结构的结构示意图。

附图标记对照表：

塑封功率模块100：

基板1：功率接口区01、直流正极接口区01a、两个直流负极接口区01b、三个交流接口区01c；

塑封外壳2：接口槽02、弧形过渡面21、直线边22、弧形边23；

第一连接铜排200a、第二连接铜排200b和第三连接铜排200c

连接部3、铜排主体4、绝缘层5、弧形过渡段6。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本申请的具体实施方式。

容易理解，根据本申请的技术方案，在不变更本申请实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本申请的技术方案的示例性说明，而不应当视为本申请的全部或视为对申请技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以可拆卸连接，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，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述属于在本申请中的具体含义。

塑封功率模块：

本申请实施例中的塑封功率模块，如图1、2所示，包括基板1和塑封在基板1外的塑封外壳2；

基板1上设有至少三个功率接口区01，塑封外壳2上设有至少三个接口槽02，每个接口槽02对应设置在一个功率接口区01上方，功率接口区01在接口槽02中露出。

具体来说，基板1为覆铜陶瓷基板，其上连接有功率回路以实现直流电到交流电的转换，塑封外壳2将基板1和功率回路进行塑封，使功率模块形成一个塑封体，既对内部功率回路起到保护作用，也实现了功率模块的整体性。现有技术中从基板1上引出铜引线框架，铜引线框架从塑封外壳2中延伸出功率接口，这种方式既增加了功率回路的寄生电感，又增大了功率模块的体积。

功率回路至少包括一个直流电正极输入端、一个直流负极输入端和一个交流电输出端，本申请实施例的基板上设置至少三个功率接口区01与功率回路上的两个输入端和一个输出端对应连接，功率接口区01具体至少包括一个直流正极接口区、一个直流负极接口区和一个交流接口区。三个功率接口区01之间相互绝缘，可以通过在基板1设置绝缘区将三个功率接口区01隔离开。

塑封外壳2在塑封过程中对应功率接口区01设置接口槽02，接口槽02区域不包覆塑封材料，使功率接口区01裸露在接口槽02中，接口槽02和功率接口区01形成塑封功率模块的功率接口。其中，接口槽02的数量与功率接口区01的数量相对应，基板1仅有功率接口区01露出在塑封功率模块的表面，其他区域都被包覆在塑封外壳2中。

本申请实施例的塑封功率模块，不需增设铜引线框架，减少了功率回路的寄生电感，同时也缩小了塑封功率模块的体积，方便外部连接件的布置。当外部连接件与塑封功率模块的功率接口连接时，将外部连接件伸入到接口槽02中与基板1上的功率接口区01电连接，即可完成连接，也不影响外部连接件的连接。

在其中一个实施例中，所有接口槽02设置在基板1的同侧表面上。

塑封外壳2塑封在基板1上使塑封功率模块形成扁平状结构，一般设置为扁平的长方体。本申请实施例中的所有接口槽02都设置在基板1的同侧表面，如图1所示，接口槽02都设置在塑封功率模块的上表面上，如此能够方便塑封功率模块的安装，外部连接件能够统一安装在塑封功率模块的一侧，有利于电控系统的整体布局。

在其中一个实施例中，如图2所示，接口槽02的边缘设有从基板1的表面朝向塑封外壳2的表面延伸的弧形过渡面21。

弧形过渡面21从接口槽02的边缘向外扩散，呈环状设置在接口槽02边缘。弧形过渡面21的设置提高了塑封材料对基板1上功率接口区01的抓附力，防止较厚的接口槽02使得接口槽02边缘在外力作用下容易与功率接口区01开裂的情况发生；同时弧形过渡面21的设置使得接口槽02的边缘平缓过渡，优化了功率模块的外观。

在其中一个实施例中，如图2所示，接口槽02设置为圆角方形槽口，包括四条直线边22和两条弧形边23，相邻的两条直角边22通过一条弧形边23连接。

具体来说，接口槽02设置为方形结构，能够与连接铜排等连接件相适应，便于连接。相邻的直角边22通过弧形边23连接使拐角处形成圆角，相较于直角拐角，圆角拐角也能进一步提高接口槽02拐角处塑封材料对功率接口区01的抓附力。

在其中一个实施例中，如图1所示，功率接口01区包括至少两个沿第一直线L1设置的直流正极接口区01a、至少两个沿第二直线L2设置的直流负极接口区01b和至少两个沿第三直线L3设置的交流接口区01c，第一直线L1、第二直线L2和第三直线L3相互平行，并沿塑封外壳2的宽度方向或长度方向设置。

具体来说，多个功率接口区01呈行列分布均匀布置在塑封功率模块的表面，其中同种类型的接口设置在同一列上，三列接口平行设置。不同类型的接口区可以设置不同的数量，例如，可以设置两个直流正极接口区01a、两个直流负极接口区01b和三个交流接口区01c。图1所示的塑封功率模块，从左至右的三列接口依次设置为直流正极接口区01a、直流负极接口区01b、交流接口区01c，根据需要，可以调整每种类型接口所在列的位置。

基板上同种类型的接口区可以电连接在一起，也可以相互绝缘隔离，具体根据实际需求设置，同种类型的功率接口可以与同一个外部连接件连接，也可以分别与不同的外部连接件连接，例如，可以设置一个连接铜排同时与两个直流正极接口区01a连接，也可以设置两个连接铜排分别与两个直流正极接口区01a连接。

根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。

功率模块连接结构：

本申请实施例中的功率模块连接结构，如图3所示，包括前述实施例中的塑封功率模块100和至少三个连接铜排200，每个连接铜排200与其中一个功率接口区01连接；

连接铜排200设有至少一个连接部3，连接部伸入接口槽2中焊接在功率接口区01上。

具体来说，外部设备通过连接铜排200与塑封功率模块100连接，功率接口区01至少包括直流正极接口区、直流负极接口区和交流接口区三种接口区，因此至少设置三个连接铜排分别与三种接口区连接。

其中，每个连接铜排200至少设置一个连接部3伸入接口槽02与功率接口区01焊接，连接部3和功率接口区01的焊接工艺包括但不限于激光焊接、超声焊接等。

在一个优选实施方式中，连接部3的形状和接口槽02的形状相同，连接部3的尺寸小于或等于接口槽02的尺寸，使连接部3与接口槽02相匹配，以加强连接部3和功率接口区01的连接稳定性，优化连接处的外观效果。

在其中一个实施例中，如图3所示，连接铜排200还包括铜排主体4，连接部3从铜排主体4上延伸出，铜排主体4平行于塑封功率模块100；

至少两个连接铜排4层叠设置，相邻的两个连接铜排4之间设置有绝缘层5。

具体来说，铜排主体4和连接部3平行，二者之间通过弧形过渡段6连接，当连接部3焊接在功率接口区01上时，铜排主体4与塑封功率模块100的表面保持平齐，在最大程度上节省安装空间。

每个塑封功率模块100至少连接三个连接铜排4，至少其中两个连接铜排4层叠设置，如图3所示，其中两个连接铜排4的铜排主体4至少部分区域层叠在一起，为了实现两个连接铜排4的绝缘，在相邻的两个连接铜排4之间设置绝缘层5，绝缘层5可以是夹在两个连接铜排4之间，也可以是包覆在至少其中一个连接铜排4外，能起到绝缘作用即可。

本申请实施例中连接铜排4的铜排主体4平行于塑封功率模块100的表面，至少两个连接铜排4层叠设置，减少了功率模块连接结构的占用空间，层叠设置也在连接铜排4之间起到相互支撑的作用，增强了连接稳定性。

在其中一个实施例中，如图2所示，功率接口区01包括两个沿第一直线L1设置的直流正极接口区01a、两个沿第二直线L2设置的直流负极接口区01b和两个沿第三直线L3设置的交流接口区01c，第一直线L1、第二直线L2和第三直线L3相互平行；

如图3所示，连接铜排200包括第一连接铜排200a、第二连接铜排200b和第三连接铜排200c，每个连接铜排200设有两个连接部3；

第一连接铜排200a的每个连接部3分别与一个直流正极接口区01a连接，第二连接铜排200b的每个连接部3分别与一个直流负极接口区01b连接，第三连接铜排200c的每个连接部3分别与一个交流接口区01c连接。

本申请实施例中，塑封功率模块100中每个类型的功率接口设置有两个，每个连接铜排200中设置两个连接部3与两个同类型的功率接口连接，提高了连接铜排200和塑封功率模块100之间的连接强度。

其中，每个连接铜排200中，两个连接部3分别从连接铜排200的端部两侧延伸出，并且二者位于同一直线上，两个连接部3之间能够保持一定的距离，方便焊接。

需要说明的是，塑封功率模块100中每个类型的功率接口还可以设置三个或三个以上，每个连接铜排200上连接部3的数量与对应类型的功率接口的数量相同。

根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。

电驱动总成：

本申请实施例中的电驱动总成，包括蓄电池、驱动电机和三个前述实施例中的功率模块连接结构；

驱动电机的三相电源分别通过三个功率模块连接结构与蓄电池电连接；

每个功率模块连接结构中，塑封功率模块至少包括一个直流正极接口区、一个直流负极接口区和一个交流接口区，连接铜排包括第一连接铜排、第二连接铜排和第三连接铜排；

直流正极接口区通过第一连接铜排与蓄电池的正极电连接，直流负极接口区通过第二连接铜排与蓄电池的负极电连接，交流接口区通过第三连接铜排与驱动电机的相电源电连接。

本申请实施例中的电驱动总成，驱动电机的三相电源分别通过一个功率模块连接结构与蓄电池连接，其中蓄电池的直流电源通过直流正极接口区和直流负极接口区输入塑封功率模块，塑封功率模块将直流电转化为交流电后从交流接口区输出到驱动电机的其中一项电源中，设置三个功率模块连接结构分别为驱动电机的三相电源提供交流电。

车辆：

本申请实施例中的车辆，包括前述实施例中的电驱动总成。本申请实施例中的车辆可以是轿车、SUV、卡车、货车等车辆，其具备前述实施例中的电驱动总成的技术效果，在此不再赘述。

以上所述的仅是本申请的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，将分别公开在不同的实施例中的技术方案适当组合而得到的实施方式也包括在本发明的技术范围内，在本申请原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种塑封功率模块，其特征在于，包括基板和塑封在所述基板外的塑封外壳；

所述基板上设有至少三个功率接口区，所述塑封外壳上设有至少三个接口槽，每个所述接口槽对应设置在一个所述功率接口区上方，所述功率接口区在所述接口槽中露出。

2.根据权利要求1所述的塑封功率模块，其特征在于，所有所述接口槽设置在所述基板的同侧表面上。

3.根据权利要求1所述的塑封功率模块，其特征在于，所述接口槽的边缘设有从所述基板的表面朝向所述塑封外壳的表面延伸的弧形过渡面。

4.根据权利要求1所述的塑封功率模块，其特征在于，所述接口槽设置为圆角方形槽口，包括四条直线边和两条弧形边，相邻的两条所述直线边通过一条所述弧形边连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的塑封功率模块，其特征在于，所述功率接口区至少包括一个直流正极接口区、一个直流负极接口区和一个交流接口区。

6.根据权利要求5所述的塑封功率模块，其特征在于，所述功率接口区包括至少两个沿第一直线设置的直流正极接口区、至少两个沿第二直线设置的直流负极接口区和至少两个沿第三直线设置的交流接口区，所述第一直线、所述第二直线和所述第三直线相互平行，并沿所述塑封外壳的宽度方向或长度方向设置。

7.一种功率模块连接结构，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的塑封功率模块和至少三个连接铜排，每个所述连接铜排与其中一个所述功率接口区连接；

所述连接铜排设有至少一个连接部，所述连接部伸入所述接口槽中焊接在所述功率接口区上。

8.根据权利要求7所述的功率模块连接结构，其特征在于，所述连接铜排还包括铜排主体，所述连接部从所述铜排主体上延伸出，所述铜排主体平行于所述塑封功率模块；

至少两个所述连接铜排层叠设置，相邻的两个连接铜排之间设置有绝缘层。

9.根据权利要求7或8所述的功率模块连接结构，其特征在于，所述功率接口区包括至少两个沿第一直线设置的直流正极接口区、至少两个沿第二直线设置的直流负极接口区和至少两个沿第三直线设置的交流接口区，所述第一直线、所述第二直线和所述第三直线相互平行；

所述连接铜排包括第一连接铜排、第二连接铜排和第三连接铜排，每个所述连接铜排设有至少两个所述连接部；

所述第一连接铜排的每个所述连接部分别与一个所述直流正极接口区连接，所述第二连接铜排的每个所述连接部分别与一个所述直流负极接口区连接，所述第三连接铜排的每个所述连接部分别与一个所述交流接口区连接。

10.一种电驱动总成，其特征在于，包括蓄电池、驱动电机和三个如权利要求7-9任一项所述的功率模块连接结构；

所述驱动电机的三相电源分别通过三个所述功率模块连接结构与所述蓄电池电连接；

每个所述功率模块连接结构中，所述塑封功率模块至少包括一个直流正极接口区、一个直流负极接口区和一个交流接口区，所述连接铜排包括第一连接铜排、第二连接铜排和第三连接铜排；

所述直流正极接口区通过所述第一连接铜排与所述蓄电池的正极电连接，所述直流负极接口区通过所述第二连接铜排与所述蓄电池的负极电连接，所述交流接口区通过所述第三连接铜排与所述驱动电机的相电源电连接。

11.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求10所述的电驱动总成。

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