一种汽车逆变器功率模组热阻及功率循环测试装置的制作方法

本发明涉及一种功率模组的测试装置，尤其是涉及一种汽车逆变器功率模组热阻及功率循环测试装置。

背景技术：

1、逆变器作为电动及混合动力汽车的核心部件，起着电流转换及控制整车等作用。随着市场的不断变化，逆变器内部功率模组的igbt/mosfet器件热流密度迅速上升，当igbt/mosfet器件的温度超过被允许的安全温度时，会导致其相关部件烧毁，因此，为了确保功率模块的可靠性，必须进行器件的热阻以及功率循环测试以判断器件热性能和热可靠性。

2、目前行业内功率模块一般由多个igbt/mosfet器件构成，往往进行热阻和功率循环测试时只是针对单个igbt/mosfet的测试，测试过程繁琐，且难以实现已经封装完成的功率模组所有igbt/mosfet器件的快速测试，另外单igbt/mosfet器件测试时多以冷板作为热沉模拟液冷散热器，而实际产品的散热器与冷板在散热效率上存在差异，因此开发一款适用于完整模组的热阻测试及功率循环测试装置是十分有必要的，可以有效降低测试装配难度，减少测试成本。

3、专利cn202111250841.4公开了一种用于igbt功率模块的通用测试平台及测试方法，该测试平台包括上位机软件系统，dsp控制板通过rs485总线受控于上位机，dsp控制板可以控制其外围陪测及配电系统，上位机通过通讯接口控制高压直流编程电源输出，上位机通过通讯接口控制程控加热台进行uut模块的加热，dsp控制板控制散热风机的启停，fpga驱动发波板通过光电隔离后接到uut模块驱动侧，温湿度采集器将采集到的信息通过通讯接口上传上位机，示波器将采集到的uut模块的电压及电流波形数据通过通讯接口上报上位机进行分析计算。但是测试成本高，而且主要解决的是对测试环境的调节和自动化控制。

4、专利cn202320189428.x公开了一种车载充电装置和器件功率测试系统，涉及充电技术领域，将功率模组安装在主板上，且功率模组内部贯通设置有散热风道，而功率分立器件设置在主板上，并通过限位压片压合在功率模组的侧壁上，通过内部设置风道的方式实现对功率模组和功率分立器件的散热，结构简单。同时，通过设置限位压片，能够快速地锁定或解锁功率分立器件，提升了功率分立器件的拆装速度，降低了器件更换的时间和难度。但是该专利在测试前，仍需要对功率器件进行拆装，测试成本和测试整体工作量都很大。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的只能针对单个igbt/mosfet器件测试、测试过程繁琐、以冷板作为间接测试对象导致测试不准确等缺陷而提供一种汽车逆变器功率模组热阻及功率循环测试装置。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本装置通过快速夹与压头将功率模块固定在装置上，连接外部水箱液冷介质流经功率模块散热器对固定在装置上的器件进行散热，通过连接铜排，为器件施加负载电流，实现给器件加热的目的，通过线束将信号端子与热阻测试仪t3ster连接进行信号采集，从而达到快速测试的目的。

4、本发明提供一种汽车逆变器功率模组热阻及功率循环测试装置，包括：装置底座、冷却液腔体、固定座、快速夹；

5、冷却液腔体、固定座均固定于装置底座上，快速夹固定于冷却液腔体上，两个固定座设于冷却液腔体两侧，冷却液腔体的一端设有进水口接头，另一端设有出水口接头，快速夹用于将功率模组固定于快速夹和述冷却液腔体之间；

6、固定座上设有信号端子侧压板、信号端子上压板、高压端子安装块、高压端子压板；

7、信号端子上压板用于固定功率模组的引脚，高压端子安装块上设有高压线束，高压端子压板用于固定高压端子安装块和高压线束，信号端子侧压板用于固定信号线束和信号端子。

8、进一步的，功率模组与冷却液腔体之间设有密封圈，密封圈用于防漏。

9、进一步的，冷却液腔体上设有定位销。定位销用于对功率模组安装时进行定位。

10、进一步的，信号端子上压板与功率模组的引脚通过螺栓固定。

11、进一步的，高压端子压板、高压线束、高压端子安装块通过螺栓固定连接。

12、进一步的，信号端子侧压板信号端子、信号线束通过螺栓固定连接。信号端子侧压板、信号端子、信号线束上均设有螺栓孔，信号端子侧压板、信号端子、信号线束通过螺栓孔和设于螺栓孔内的螺栓固定连接。

13、进一步的，高压端子安装块包括集电极/漏极高压端子和发射极/源极高压端子。

14、进一步的，集电极/漏极高压端子和发射极/源极高压端子分别设于两个固定座上的高压端子安装块上。

15、进一步的，信号端子包括依次排列的集电极/漏极信号端子、门极信号端子、发射极/源极信号端子。

16、进一步的，高压线束与外接tster电源相接，施加负载电流，信号线束与tster采集系统相连，进行信号采集。

17、测试时，将功率模组通过快速夹压装在装置主体上，并通过信号端子上压板进行螺栓固定，将高压线束与高压端子安装块通过高压端子压板进行螺栓连接，集电极/漏极高压端子对应igbt器件的集电极引脚或mosfet器件漏极引脚，发射极/源极高压端子对应igbt器件的发射极引脚或mosfet器件源极引脚，信号线束与信号端子通过信号端子侧压板螺栓连接，集电极/漏极信号端子对应igbt器件的集电极信号引脚或mosfet器件漏极信号引脚，门极信号端子对应igbt器件的门极引脚或mosfet器件门极引脚，发射极/源极信号端子对应igbt器件的发射极信号引脚或mosfet源极信号引脚，最后将高压线束与外接tster电源相接施加负载电流，将信号线束与tster采集系统相连进行信号采集，进行测试即可。

18、冷却液腔体内流通冷却液，冷却液由进水口接头流入，流经功率模组散热器，并由出水口接头流出，测试装置实现快速将功率模组上的各个器件加热电流以及信号采集连接，igbt/mosfet引脚固定在装置的信号端子上，由压板压紧接触实现电流流通，高压线束固定压装在集成线束端子端部，由电信号控制器实现测试顺序的切换，满足快速测试的要求。

19、工作原理：

20、热阻与功率循环测试时联合西门子t3ster设备，本装置可分别固定igbt(发射极与集电极)/mosfet(源极与漏极)并与外接高压线束相连，使得外接t3ster电源提供大电流对igbt/mosfet进行加热，固定器件信号采集引脚与装置信号端子13相连，进行器件停止加载大电流后降温阶段电压信号的采集，并转化为温度信号，得到igbt/mosfet降温阶段的实时结温，最终由igbt/mosfet器件施加大电流时的负载功率损耗，与igbt/mosfet降温阶段的实时结温数据，通过电子器件的热阻计算公式，得到igbt/mosfet的热阻。

21、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

22、(1)测试稳定性和准确率高，测试过程简单：通过此装置，经过大量测试验证，使用此装置进行热阻及功率循环测试，测试过程一致性较好，极大增强igbt/mosfet热阻测试的稳定性，能够在不拆装的情况下适用于完整模组的热阻测试及功率。

23、(2)使用范围广：在所有逆变器分离式双面水冷功率模组igbt/mosfet器件需要热阻测试都可以使用此装置。

24、(3)易于维护：此装置结构简单，功率模组易于快速安装，进出水口拆装方便，易于单独维护，另外大部分零件可拆卸与更换，零件损坏时方便进行更换。