具有水冷功能的电容模块、集成单元及装配方法.pdf

《具有水冷功能的电容模块、集成单元及装配方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《具有水冷功能的电容模块、集成单元及装配方法.pdf（11页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310454607.6(22)申请日 2023.04.25(71)申请人 臻驱科技（上海）有限公司地址 201203 上海市浦东新区(上海)自由贸易试验区郭守敬路498号8幢19号楼3层(72)发明人 陈尧任红卫李维(74)专利代理机构 上海雍灏知识产权代理事务所(普通合伙)31368专利代理师 沈汶波(51)Int.Cl.H01G 2/08(2006.01)H01G 2/04(2006.01)H01G 2/10(2006.01)H01G 13/00(2013.01)(54)发明名称具有水冷。

2、功能的电容模块、集成单元及装配方法(57)摘要本发明提供了具有水冷功能的电容模块、集成单元及装配方法，涉及电机控制技术领域，包括电容芯子和金属电容壳体；所述电容壳体包括主体和与所述主体连接以使电容壳体内形成封闭空腔的盖板；所述电容芯子灌封于所述封闭空腔内；在所述电容壳体背离所述盖板一侧开设有水槽；所述电容壳体上在所述水槽两侧分别延伸设有进水部和出水部，通过所述水槽、进水部、出水部形成冷却水道；所述电容壳体上通过连接件连接有螺母支架，用于固定与所述电容芯子连接的铜排；当电容模块位于工作状态下，冷却水经过冷却水道对电容芯子进行散热解决现有电机控制过程中电容模块散热效果不佳的问题。权利要求书1页 说。

3、明书6页 附图3页CN 116612981 A2023.08.18CN 116612981 A1.一种具有水冷功能的电容模块，其特征在于：包括电容芯子和金属电容壳体；所述电容壳体包括主体和与所述主体连接以使电容壳体内形成封闭空腔的盖板；所述电容芯子灌封于所述封闭空腔内；在所述电容壳体背离所述盖板一侧开设有水槽；所述电容壳体上在所述水槽两侧分别延伸设有进水部和出水部，通过所述水槽、进水部、出水部形成冷却水道；所述电容壳体上通过连接件连接有螺母支架，用于固定与所述电容芯子连接的铜排；当电容模块位于工作状态下，冷却水经过冷却水道对电容芯子进行散热。2.根据权利要求1所述的电容模块，其特征在于：所述盖。

4、板与所述主体通过点胶紧密连接或焊接。3.根据权利要求1所述的电容模块，其特征在于：在所述封闭空腔内设置周向包裹所述电容芯子的绝缘纸。4.根据权利要求1所述的电容模块，其特征在于：所述水槽对应覆盖所述封闭空腔所在的区域；所述进水部和出水部背离与所述水槽连接处分别设有朝向所述盖板一侧并延伸出所述电容壳体的进水口和出水口。5.根据权利要求1所述的电容模块，其特征在于：所述连接件包括设置在所述螺母支架上的第一连接部、设置在所述电容壳体上与所述第一连接部对应的第二连接部以及连接螺栓；所述连接螺栓穿过所述第一连接部与所述第二连接部固定。6.一种集成单元，其特征在于：包括权利要求15任一项所述的电容模块；还。

5、包括功率模块，连接在所述盖板背离所述电容壳体一侧，通过所述功率模块封闭所述水槽，使得通过水道形成的冷却水道两侧分别对电容芯子和功率模块散热；在所述功率模块上背离所述电容壳体一侧连接有电流传感器。7.根据权利要求6所述的集成单元，其特征在于：在所述水槽与所述功率模块连接处周向设置与所述功率模块配合的模块密封圈。8.根据权利要求6所述的集成单元，其特征在于：所述功率模块上设有若干延伸至所述冷却水道内的散热柱。9.一种集成单元的装配方法，其特征在于，应用于权利要求68任一所述的集成单元，包括以下：将连接铜排的电容芯子通过绝缘纸包裹后置于电容壳体的主体中，使得电容芯子灌封于电容壳体上通过盖板形成的封闭。

6、空腔内；所述铜排远离与所述电容芯子连接一端延伸出所述电容壳体并固定在螺母支架上；将电流传感器预先连接在功率模块上；通过模块密封圈将功率模块连接在电容壳体上背离所述盖板一侧，使得通过所述功率模块封闭所述水槽，通过水槽形成的冷却水道两侧分别对电容芯子和功率模块散热。权利要求书1/1 页2CN 116612981 A2具有水冷功能的电容模块、集成单元及装配方法技术领域0001本发明涉及电机控制器技术领域，尤其涉及具有水冷功能的电容模块、集成单元及装配方法。背景技术0002随着科技发展以及人们环保意识的调高，新能源车辆的保有量也越来越高。电机控制器作为新能源汽车中连接电池与电机的电能转换单元，是电机驱。

7、动及控制系统的核心，主要包含IGBT功率半导体模块及其关联电路等硬件部分以及电机控制算法及逻辑保护等软件部分。电机控制器运行过程中，往往含有数量较多散热源，需要对各个部件进行散热。目前较多的电机控制器散热大多考虑IGBT模块，而没有考虑电容的散热，或者只考虑在电容外壳外设置辅助结构，散热过程损耗较大，散热效果较差。发明内容0003为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供具有水冷功能的电容模块、集成单元及装配方法，解决现有电机控制过程中电容模块散热效果不佳的问题。0004本发明公开了一种具有水冷功能的电容模块，0005包括电容芯子和金属电容壳体；0006所述电容壳体包括主体和与所述主体连接以使。

8、电容壳体内形成封闭空腔的盖板；0007所述电容芯子灌封于所述封闭空腔内；0008在所述电容壳体背离所述盖板一侧开设有水槽；0009所述电容壳体上在所述水槽两侧分别延伸设有进水部和出水部，通过所述水槽、进水部、出水部形成冷却水道；0010所述电容壳体上通过连接件连接有螺母支架，用于固定与所述电容芯子连接的铜排；0011当电容模块位于工作状态下，冷却水经过冷却水道对电容芯子进行散热。0012优选地，所述盖板与所述主体通过点胶紧密连接或焊接。0013优选地，在所述封闭空腔内设置周向包裹所述电容芯子的绝缘纸。0014优选地，所述水槽对应覆盖所述封闭空腔所在的区域；0015所述进水部和出水部背离与所述水。

9、槽连接处分别设有朝向所述盖板一侧并延伸出所述电容壳体的进水口和出水口。0016优选地，所述连接件包括设置在所述螺母支架上的第一连接部、设置在所述电容壳体上与所述第一连接部对应的第二连接部以及连接螺栓；0017所述连接螺栓穿过所述第一连接部与所述第二连接部固定。0018本发明还提供一种集成单元，0019包括任一项所述的电容模块；0020还包括功率模块，连接在所述盖板背离所述电容壳体一侧，通过所述功率模块封说明书1/6 页3CN 116612981 A3闭所述水槽，使得通过水道形成的冷却水道两侧分别对电容芯子和功率模块散热；0021在所述功率模块上背离所述电容壳体一侧连接有电流传感器。0022优选。

10、地，在所述水槽与所述功率模块连接处周向设置与所述功率模块配合的模块密封圈。0023优选地，所述功率模块上设有若干延伸至所述冷却水道内的散热柱。0024本发明还提供一种集成单元的装配方法，应用于任一所述的集成单元，包括以下：0025将连接铜排的电容芯子通过绝缘纸包裹后置于电容壳体的主体中，使得电容芯子灌封于电容壳体上通过盖板形成的封闭空腔内；0026所述铜排远离与所述电容芯子连接一端延伸出所述电容壳体并固定在螺母支架上；0027将电流传感器预先连接在功率模块上；0028通过模块密封圈将功率模块连接在电容壳体上背离所述盖板一侧，使得通过所述功率模块封闭所述水槽，通过水槽形成的冷却水道两侧分别对电容。

11、芯子和功率模块散热。0029采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：0030在本申请中，通过设置包括主体和盖板以形成用于灌封电容芯子的金属的电容壳体，并在该电容壳体一侧外壁上开设水槽，形成集成在电容壳体上的冷却水道，实现对电容模块的直接散热，该冷却水道与电容壳体共用部分区域，当冷却水进入冷却水道时，可直接通过电容壳体对其中的电容芯子散热，冷却水与电容芯子之间除了电容壳体侧壁，热量传递效率较高，解决现有电机控制过程中电容模块散热效果不佳的问题，同时还可与功率模块集成以生成使得形成的冷却水道位于电容模块和功率模块之间，两侧分别对电容模块和功率模块进行散热的集成单元，提高整体散热效果。

12、。附图说明0031图1为本发明所述具有水冷功能的电容模块、集成单元及装配方法实施例一的结构示意图；0032图2为本发明所述具有水冷功能的电容模块、集成单元及装配方法实施例一中体现盖板的结构示意图；0033图3为本发明所述具有水冷功能的电容模块、集成单元及装配方法实施例一中体现进水部和出水部的结构示意图；0034图4为本发明所述具有水冷功能的电容模块、集成单元及装配方法实施例二的结构示意图；0035图5为本发明所述具有水冷功能的电容模块、集成单元及装配方法实施例二中体现模块密封圈的结构示意图；0036图6为本发明所述具有水冷功能的电容模块、集成单元及装配方法实施例二中体现散热柱的结构示意图。00。

13、37附图标记：00381电容壳体；11电容芯子；12主体；2水槽；21进水部；22出水部；3盖板；4螺母支架；41铜排；5连接件；51第一连接部；52第二连接部；53连接螺栓；6电流传感器；7绝缘纸；8功率模块；81散热柱9模块密封圈。说明书2/6 页4CN 116612981 A4具体实施方式0039以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。0040这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中。

14、所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。0041在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。0042应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于。

15、语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在时”或“当时”或“响应于确定”。0043在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，仅是为了便于描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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。0044在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，。

16、可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。0045在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。0046实施例一：本实施例公开了一种具有水冷功能的电容模块，参阅图1图3，包括电容芯子和包裹所述电容芯子的金属电容壳体，所述电容壳体包括主体和与所述主体连接以使电容壳体内形成封闭空腔的盖板，盖板也采用金属制成，主体与盖板可以采用同一金属材料也可以采用不同的金属材料。所述电容芯子灌封于所述封闭空腔内，在所述电容壳体背。

17、离所述盖板一侧开设有水槽，所述电容壳体上在所述水槽两侧分别延伸设有进水部和出水部，通过所述水槽、进水部、出水部形成冷却水道。在本实施方式中，所述盖板与所述主体通过点胶紧密连接或焊接，通过盖板与主体的设置使得整个电容壳体形成金属的封闭腔体，电容芯子灌封于其中的封闭腔体内，并在其上设置水槽，使得水冷集成于电容模块上，进水部和出水部可以是由电容壳体一部分实现，以对电容模块直接散热，同时水槽设置在电容壳体上，冷却水进入水槽可直接对电容壳体内的电容芯子冷却，区别于现有设置导热贴、或在电容壳体外壁添加水冷装置的设计。0047在本实施方式中，作为可选的设置，由于水槽设置在电容壳体上，其具有延伸出电说明书3/。

18、6 页5CN 116612981 A5容壳体表面的开口，可以设置一个用于覆盖所述水槽上开口的连接板，可将该电容模块与其他元件连接使用，盖板可以设置金属、注塑甚至是透明可视的，依据水槽形状对应设置。作为可选的，为减少使用过程中冷却水的溢出，所述连接板与所述冷却水道周向可对应设置连接密封圈。0048当电容模块位于工作状态下，冷却水经过由进水部、出水部、水槽以形成的冷却水道对电容芯子进行散热。在上述实施方式中，电容壳体为金属且一体成型集成水槽，由此在电容模块上集成水冷散热，且冷却水进入水槽通过电容壳体直接进行散热，减少散热过程损耗，有效提高散热效率。而金属导热率较高，热量还可沿整个电容壳体传递周向传。

19、递，进一步有效提高对电容模块的散热效果。0049进一步为了方便使用，所述电容壳体还通过连接件连接有螺母支架，用于固定与所述电容芯子连接的铜排，使得铜排一端连接至电容芯子，另一端通过螺母等固定在该螺母支架上，以便连接功率模块或其他部件，以便用于电机控制，通过在金属电容壳体上设置水槽，并设置盖板形成冷却水道，在电容模块上集成水冷，同时由于冷却水道底壁即为金属的电容壳体，电容模块产生的热量可直接通过电容壳体与冷却水接触，直接对电容芯子进行散热，有效提高散热效率，解决现有电机控制过程中电容模块散热效果不佳的问题。0050在上述实施方式中，可根据电容壳体或铜排的位置/尺寸调整该螺母支架的位置/尺寸，为了。

20、使得上述螺母支架稳定固定在电容壳体上，上述连接件包括设置在所述螺母支架上的第一连接部、设置在所述电容壳体上与所述第一连接部对应的第二连接部以及连接螺栓；所述连接螺栓穿过所述第一连接部与所述第二连接部固定。具体的，如图1或2所示，该螺母支架设置在电容壳体一侧，且用于固定铜排，可以设置水槽位于电容模块上方，该螺母支架置于电容模块的侧壁上，该螺母支架设置为长方体状，铜排远离与电容芯子连接一端置于该螺母支架顶端并通过螺母固定，第一连接部可以设置于两侧，以便于螺母支架的固定同时也不影响铜排使用，电容壳体上可对应设置第二连接部，除了上述连接螺栓外，现有其他可将该螺母支架固与电容壳体固定的连接件也可用于此，。

21、包括但不限于插销等。0051为了进一步增加散热效果，作为优选地，所述水槽对应(可完全)覆盖所述电容芯子所在的区域，使得冷却水进入水槽后，可充分对电容芯子进行散热，上述进水部和出水部分别向两侧延伸，可延伸出电容芯子所在区域，所述进水部和出水部背离与所述水槽连接处分别设有朝向所述盖板一侧并延伸出所述电容壳体的进水口和出水口。即形成由进水口进水部水槽出水部出水口形成包围电容芯子所在封闭空腔外近环形的冷却水道。作为优选地，水槽还可设置为不同形状或不同深度等，以改变冷却水的分布或流速；更进一步作为优选地，还可进水部和出水部还可设置为近似扇形或三角形，以调整冷却水流入或流出的状态，进而增加散热效率，具体的。

22、，所述进水部设有进水口，所述出水部设有出水口，设置由进水口至冷却水道内径逐渐增大，从而使得进水的过程中，水压逐渐减小，使得冷却水在冷却水道中流速较低，在冷却通道中保持较长时间。同时，由冷却水道至出水口内径逐渐减小，使得至出水口处水压逐渐增加，提高出水流速，使得接收到电容模块热量的冷却水从出水口尽快流出。除此之外，还可设置水槽、进水口至冷却水道、冷却水道至出水口深度、角度的变化等，以便调整进入到冷却水道内的冷却水的流速，以及冷却水位于冷却水道内的时间等，从而控制实现较佳的散热效果。0052除此之外，在本实施方式中，电容壳体采用金属壳体，可增加热量传递效率，水槽说明书4/6 页6CN 116612。

23、981 A6开设在电容模块的一外壁上，电容芯子会与所述冷却水道所在电容壳体侧壁直接接触或仅间隔很小，为了增加使用过程中的安全性，在所述封闭空腔内设置周向包裹所述电容芯子的绝缘纸，即所述电容芯子与电容壳体侧壁之间具有绝缘纸，绝缘纸一般厚度较小，不会占用较多空间。0053在本实施方式中，通过主体和盖板紧密连接设置用于灌封电容芯子的金属电容壳体，并在该电容壳体一侧外壁上开设水槽，形成集成在电容壳体上的冷却水道，实现对电容模块的直接散热，该冷却水道与电容壳体共用部分区域，当冷却水进入冷却水道时，可直接通过电容壳体对其中的电容芯子散热，冷却水与电容芯子之间除了电容壳体侧壁，没有其他结构，热量传递效率较高。

24、，同时，由于整个电容壳体均为金属，则电容模块产生的热量也可以周向传递至冷却水道，进一步增加散热效果，区别于现有在电容壳体外连接其他水冷装置，且散热效果较好。0054实施列二：本实施例还提供一种集成单元，参阅图16，包括上述实施例一中任一所述的电容模块；还包括功率模块，连接在所述盖板背离所述电容壳体一侧，通过所述功率模块封闭所述水槽，使得通过水道形成的冷却水道两侧分别对电容芯子和功率模块散热；在所述功率模块上背离所述电容壳体一侧连接有电流传感器，具体的，功率模块可通过上述螺钉支架与铜排电连接，实现功率模块、水冷以及电容的一体集成，通过功率模块封闭水槽形成冷却水道，被限制在功率模块和电容模块之间，。

25、实现功率模块和电容模块的同时散热，从而有利于电机控制器的整体但热，且基于上述，水槽设置在金属的电容模块外壁上，因此电容模块产生的热量直接通过电容模块侧壁到达冷却水，增加散热效果。同时可以使得功率模块与冷却水道部分共用，优选地，在所述水槽与所述功率模块连接处周向设置与所述功率模块配合的模块密封圈。基于此，冷却水道与功率模块之间不存在其他结构，功率模块产生的热量也可以直接通过其朝向电容壳体一侧的侧壁传递至冷却水。还需说明的是，使得功率模块封闭该水槽上延伸出电容壳体形成的开口，恰好对应形成冷却水道，功率模块可以设置多个，其可相互紧密连接为一整体即可，从而使得通过冷却水道对功率模块的散热面积充分。00。

26、55基于上述实施方式作为优选地，所述功率模块上还可设有若干延伸至所述冷却水道内的散热柱，散热柱设置在上述功率模块封闭所述开口一侧壁上，各个散热柱可均匀分布或不均匀分布，还可设置其分布组成冷却水通过的弯曲水道等，散热柱延伸至冷却水道内，功率模块的热量一方面通过散热柱，另一方面通过冷却水，提高该集成模块散热效果。0056在本实施方式中，该集成单元通过设有水槽的电容模块，功率模块覆盖在水槽上以形成冷却水道，使得冷却水道位于电容模块和功率模块之间，两侧分别对电容模块和功率模块进行散热，由于电容水槽设置在电容壳体上，可有效增加散热效果，解决现有电机控制过程中电容模块散热效果不佳的问题。同时还使得功率模块。

27、与冷却水道侧壁部分共用，减少散热过程的损耗，进一步增加对功率模块的散热效率，使得集成单元整体的散热性较好，有利于应用于电机控制中。功率模块上还设置电流传感器，从而实现功率模块、传感器、电容及水冷的多个集成。0057实施例三：本实施方式提供一种集成单元的装配方法，应用于实施例二所述的集成单元，参阅图36，包括以下：将连接铜排的电容芯子通过绝缘纸包裹后置于电容壳体的主体中，使得电容芯子灌封于电容壳体上通过盖板形成的封闭空腔内；所述铜排远离与所说明书5/6 页7CN 116612981 A7述电容芯子连接一端延伸出所述电容壳体并固定在通过连接件连接在电池壳体上的螺母支架上；将电流传感器预先连接在功率。

28、模块上；通过模块密封圈将功率模块连接在电容壳体上背离所述盖板一侧，使得通过所述功率模块封闭所述水槽，通过水槽形成的冷却水道两侧分别对电容芯子和功率模块散热。0058在本实施方式中，作为说明的是：上述装配顺序即：电容芯子、铜排和绝缘纸一起放入电容壳体(含电容盖板)环氧树脂灌封螺母支架安装连接件上螺钉拧紧安装模块密封圈安装功率模块(连接有电流传感器)。电流传感器/功率模块也可以通过螺钉安装，基于此，电流传感器和功率模块安装在一起，电容壳体是形成的冷却水道的一部分，电容不需要增加导热垫散热，减少元器件数量；铜排与电容壳体之间仅通过绝缘纸，直贴水道，热量传递速度较快，电容盖板(开盖)，使得电容壳体的加。

29、工深度减小(如图5所示，电容腔体(现有前后向)变为上下向加工即可)，方便后期量产时模具生产。0059应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。说明书6/6 页8CN 116612981 A8图1图2说明书附图1/3 页9CN 116612981 A9图3图4说明书附图2/3 页10CN 116612981 A10图5图6说明书附图3/3 页11CN 116612981 A11。