逆变器以及具有此逆变器的电动马达的制作方法

本发明涉及一种逆变器。尤其涉及一种电动马达的逆变器。

背景技术：

1、近年随着科技进步，电动车已成为各国优先发展的产业。电动车一般利用电池组为电动车进行供电，并使用逆变器系统将直流电转换成频率和电流可变的交流电驱动电动车马达。根据不同的操作条件，能将逆变器操作于电动机模式与发电机模式。电动机模式下，逆变器输出交流电流带动力马达转动，而在发电模式下，消耗动能，将交流电转成直流给电池组充电，实现能量回收。

2、逆变器为电动车动力总成的重要组成部分，并在电动车动力总成中发挥关键作用，将电池中的直流电源转换为交流电源以驱动电动车动力马达，并通过定时开关责任周期的变化来调整交流充电的频率以控制电动马达的速度，就像燃料一样喷射和点火系统在内燃机中所起的作用。逆变器越快、越高效，车辆整体的效率就越高，可以从电池中获得的续驶里程也就越大。直流交流转换方式通过切换策略控制各相开关的切换时序，并利用频率与电流命令或是转矩命令来控制变流器输出大小，进而驱动动力马达提供转速与扭矩。频率越高，动力马达转速越快，输出电流提高，动力马达扭力越强，电动车能提供的动能就越大。因此，依照马达设计进行最佳效率点调整，车辆整体的效率就越高，电池组放电速度降低，获得的行驶里程也就越大。

3、一般而言，电动车马达驱动逆变器会依照操作电压与切换频率区间去选择适当的功率开关元件类型，如金属氧化物半导体场效晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor；mosfet)、绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolartransistor；igbt)或碳化硅(sic)功率元件。在考虑电压、电流及温度需求来决定功率开关元件，并设计适当的散热方式，来降低马达驱动逆变器在运作下，功率开关切换所产生的高热。

4、因此，如何整合逆变器以及电动马达，并提升马达以及逆变器的散热效率，实为电动车领域所迫切需要。

技术实现思路

1、技术实现要素：旨在提供本公开内容的简化摘要，以使阅读者对本公开内容具备基本的理解。此发明内容并非本公开内容的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。

2、本发明内容的一个目的是在于提供一种电动马达，可以简化逆变器与马达本体的组装结构，减轻电动马达整体重量，并整合逆变器与马达本体的冷却液流道，提升电动马达的工作效率与使用寿命。

3、为达上述目的，本发明内容的一技术方式关于一种逆变器包含有一逆变器壳体、多个功率模块以及多个散热鳍片。逆变器壳体包含有一环状部、一承载部以及一冷却液流道。环状部为一轴向贯穿的中空结构，承载部设置于环状部中空结构中，而冷却液流道为环状部与承载部中连通的一封闭通道，且冷却液流道两端于环状部分别形成一冷却液入口以及一逆变器壳体冷却液流道出口。各个功率模块分别包含一导热部，而各个散热鳍片分别包含一鳍片部与一接触部。功率模块设置于承载部，且散热鳍片设置于冷却液流道，各个散热鳍片中的鳍片部分别延伸设置于冷却液流道的内部，且各个散热鳍片中的接触部分别延伸接触所对应的功率模块的导热部。

4、在一些实施例中，逆变器进一步包含有一电容模块、一直流汇流排以及多个交流汇流排。功率模块则包含有多个交流输出端、多个直流输入端以及多个端子。功率模块中的交流输出端分别连接所对应的交流汇流排，功率模块与所对应的直流输入端环状排列围绕电容模块，且直流汇流排延伸并电气连接至所对应的直流输入端且电气连接电容模块，并使功率模块分别与电容模块并联。

5、在一些实施例中，逆变器壳体的承载部进一步包含有一容置区，且电容模块容置于容置区中。

6、在一些实施例中，冷却液流道对应功率模块的位置延伸。

7、在一些实施例中，冷却液流道进一步环绕容置区，且冷却液流道对应容置区处由热良导体所形成。

8、在一些实施例中，功率模块设置于承载部顶端，而承载部进一步包含上下贯穿承载部的多个通道，交流汇流排穿过通道并向下延伸。

9、根据本发明的另一实施方式，公开一种电动马达。电动马达包含有一马达本体以及一逆变器壳体。马达本体具有一马达壳体。而逆变器壳体包含有一环状部、一承载部以及一冷却液流道。环状部为一轴向贯穿的中空结构，承载部设置于环状部中空结构中，而冷却液流道为环状部与承载部中连通的一封闭通道，且冷却液流道两端于环状部分别形成一冷却液入口以及一逆变器壳体冷却液流道出口。各个功率模块分别包含有一导热部，各个散热鳍片分别包含有一鳍片部与一接触部。此外，逆变器轴向堆叠于马达本体的顶端，且逆变器壳体设置于马达壳体的马达壳体顶端，功率模块设置于承载部，而散热鳍片设置于冷却液流道，各个散热鳍片中的鳍片部分别延伸设置于冷却液流道的内部，且各个散热鳍片中的接触部分别延伸接触所对应的功率模块的该导热部。

10、在一些实施例中，逆变器进一步包含有多个交流汇流排，而交流汇流排更分别包含有一延伸交流汇流排。功率模块包含有多个交流输出端、多个直流输入端以及多个端子，而马达本体进一步包含有一马达线圈。此外，各个交流汇流排的一端分别电气连接所对应的交流输出端，且另一端电气连接对应的延伸交流汇流排。而些延伸交流汇流排分别向下延伸并电气连接至马达线圈，且延伸交流汇流排向上延伸并通过机械连接以形成电气连接至所对应的交流汇流排。

11、在一些实施例中，功率模块设置于承载部顶端，承载部进一步包含上下贯穿承载部的多个通道，延伸交流汇流排穿过通道并向上延伸，而延伸交流汇流排与交流汇流排机械连接的位置在承载部上方。

12、在一些实施例中，马达壳体顶端对应逆变器壳体的逆变器壳体底端，且包含有一冷却液出口。冷却液流道为环状部、承载部与马达壳体中连通的一封闭通道。其中，马达壳体进一步包含有一马达壳体冷却液流道入口，对应并密接于逆变器壳体冷却液流道出口。

13、在一些实施例中，冷却液流道进一步包含有一入水道、至少一环水道以及一出水道。入水道、环水道与出水道依序连通并形成于马达壳体中，马达壳体冷却液流道入口连通到入水道，出水道连通到冷却液出口。

14、在一些实施例中，电动马达进一步包含有多个环水道，环水道平行且环绕于马达壳体之中，而环水道两端分别连通于入水道与出水道，以及入水道与出水道相邻且隔离于冷却液入口导板的两侧。此外，冷却液流道的冷却液依序流经逆变器壳体、功率模块以及马达壳体。

15、在一些实施例中，逆变器壳体可拆卸的机械连接设置于马达壳体顶端。

16、在一些实施例中，逆变器进一步包含有一电容模块，而功率模块包含有多个交流输出端、多个直流输入端以及多个端子。其中，功率模块的交流输出端分别连接所对应的交流汇流排，功率模块与所对应的直流输入端环状排列围绕电容模块，而直流汇流排延伸并电气连接至所对应的直流输入端且电气连接电容模块，并使功率模块分别与电容模块并联。

17、在一些实施例中，逆变器壳体的承载部进一步包含一容置区，且电容模块容置于容置区中。

18、在一些实施例中，冷却液流道对应功率模块的位置延伸。

19、在一些实施例中，冷却液流道进一步环绕容置区，且冷却液流道对应容置区处由热良导体所形成。

20、在一些实施例中，功率模块设置于承载部顶端。而承载部进一步包含有上下贯穿承载部的多个通道，交流汇流排穿过通道并向下延伸。

21、因此，所述的逆变器可以通过逆变器壳体中的冷却液流道有效地进行功率模块以及电容模块的散热，并通过沿电路板周边环状排列的两相功率模块以及交流输出端，简化逆变器的电路布局，避免功率模块与交流输出端的热对电路板上电子元件的影响，同时改善控制信号的噪声影响。此外，马达本体以及逆变器共用冷却液，将逆变器冷却液出口与马达本体的冷却液入口紧密结合，减少结构的复杂性。再者，马达壳体的冷却液流道形成c字型路径，还可以降低阻力，方便冷却液的通过。因此，本发明所公开的电动马达还可以通过逆变器与马达本体轴向堆叠，减少了马达线圈从马达延伸到逆变器的距离，降低整体逆变器的体积，简化逆变器与马达本体的组装结构，进而减轻电动马达整体重量。