一种基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块，核心器件采用IGBT功率模块，单个充电模块功率等级高达30kw。功率模块对外功率接口包括：直流输入正负端子和直流输出正负端子；充电模块采用强弱电单元隔离设计，核心功率模块采用独立风道设计，较重的器件都螺栓安装到钣金件上，主回路走线多采用大功率PCB板载方式，与常规快速直流充电机模块设计相比，本实用新型专利技术提供的充电模块，具有功率等级高、集成度高、结构紧凑、可靠性高、成本低、散热好等优点，同时扩展性好，可满足未来更大功率充电机设计需求。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于新能源电动汽车领域，具体涉及一种快速充电模块。
技术介绍
电能是清洁、高效、便捷的二次能源，终端利用效率高，使用过程清洁、零排放。实施电能替代对于推动能源消费革命、落实国家能源战略、促进能源清洁化发展意义重大。电动汽车作为未来电能消费的重要应用，其发展对电能替代战略的落实具有重大意义。充电机作为电动汽车发展的关键配套设备，其发展近年来也存在一定的问题。一方面，充电设备的可靠性问题，基于传统通信电源技术的充电设备在户外复杂环境存在损坏率高的问题；另一方面，随着对续航里程及应急快速充电的需求，未来的发展趋势是充电功率越来越大，而在现有的充电模块功率等级下存在并联数量多的问题。而目前的充电模块由于体积较大，在随着需要充电模块并联数量多的环境下，即需要占据充电机中大量的空间，不利于充电机的小型化。故需要一种新的技术方案以解决上述问题。
技术实现思路
本技术提供了一种基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块，采用标准化、模块化设计，能够解决充电模块小型化的问题，同时具有散热好等优点。技术方案：为达到上述目的，本技术可采用如下技术方案：一种基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块，其特征在于：包括长方体形的机箱外壳，该外壳同一个侧面上设置有直流输入端子、直流输出端子及信号端子，所述信号端子位于直流输入端子与直流输出端子之间；还包括位于机箱外壳内且位于直流输入端子下方的散热器、贴靠在散热器上方并与直流输入端子电连接的IGBT模块、高频变压器、轴流风机、原边功率板、副边功率板、与高频变压器电连接的整流二极管、与整流二极管电连接的直流电感、与直流电感及直流输出端子均电连接的副边功率板板载电容；所述高频变压器位于直流电感与散热器之间，所述原边功率板位于散热器上方且IGBT模块固定在原边功率板上；所述副边功率板位于原边功率板下方且位于直流输出端子及直流电感之间；所述轴流风机位于机箱外壳靠近直流电感一侧的侧面上。有益效果：实现了电动汽车充电机大功率快速充电模块的标准化和模块化设计，具备层次设计合理、对机箱外壳内部的空间利用率高的优势，能够实现整体充电模块的小型化，更加有利于数量较多的该充电模块的并联设置，从而具有集成度高、结构紧凑、散热合理、可靠性高和成本低等优点。同时本模块设计安装方式灵活，根据不同的充电机整机设计需求可以采取多种安装方式。附图说明图1是本技术提供的一种基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块内部结构的三维图。图2是本技术提供的一种基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块强电单元三维结构图。图3是本技术提供的一种基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块弱电单元三维结构图。图4是本技术提供的一种基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块以横放左右风道安装的示意图。图5是本技术提供的一种基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块以横放前后风道安装的示意图。图6是本技术提供的一种基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块以竖放前后风道安装的示意图。附图的标记含义如下：直流输入端子1；直流输出端子2；信号端子3；数字控制器4；驱动转接板5；驱动板6；散热器7；IGBT模块8；原边功率板9；隔直电容10；高频变压器11；副边功率板13；整流二极管12；直流电感14；铝壳电阻15；轴流风机16；把手17；一次器件支撑钣金18；二次器件支撑钣金19；过线孔20。具体实施方式请参阅图1至图3所示，一种基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块，包括长方体形的机箱外壳，该外壳同一个侧面上设置有直流输入端子1、直流输出端子2及信号端子3，所述信号端子3位于直流输入端子1与直流输出端子2之间。还包括位于机箱外壳内且位于直流输入端子下方的散热器7、贴靠在散热器7上方并与直流输入端子电连接的IGBT模块8、高频变压器11、轴流风机16、原边功率板9、副边功率板13、与高频变压器11电连接的整流二极管12、与整流二极管12电连接的直流电感14、与直流电感14及直流输出端子2均电连接的副边功率板板载电容(未标号)，该副边功率板板载电容集成在副边功率板13上。本实施方式中模块功率流向为，直流输入端子1输入直流，经过IGBT模块8逆变为高频交流电，然后经过高频变压器11进行隔离变压，再经过整流二极管12整流为直流电，直流电经过直流电感14及副边功率板板载电容进行滤波，最后连接到直流输出端子2。所述高频变压器11位于直流电感14与散热器7之间，所述原边功率板9位于散热器7上方且IGBT模块8固定在原边功率板9上；所述副边功率板13位于原边功率板9下方且位于直流输出端子2及直流电感14之间。所述轴流风机16位于机箱外壳靠近直流电感14一侧的侧面上，即轴流风机16安装于散热器7的出风侧，采用抽风设计，即模块散热通过散热器7形成独立风道设计。整流二极管12、原边功率板9和副边功率板13均连接在散热器7上，其中IGBT模块8和整流二极管12直接安装在散热器7上方，原边功率板9通过IGBT模块8安装在散热器7上方，副边功率板13通过整流二极管12安装在散热器7上方。请再结合图2及图3所示，充电模块在考虑到电磁兼容，采用强弱电单元隔离设计，模块从结构上分为两个单元，上层为二次弱电单元，下层一次强电单元，具体的设置为：还包括二次器件支撑钣金19。所述高频变压器11、副边功率板13、整流二极管12、直流电感14、轴流风机16、IGBT模块8、散热器7、副边功率板板载电容这些强电单元均位于二次器件支撑钣金19的下方，且这些强电单元承载于一次器件支撑钣金18上。所述二次器件支撑钣金19的上方设有弱点单元，包括驱动板6、驱动转接板5及数字控制器4。进一步的，如图1至图3所示，还包括隔直电容10和铝壳电阻15，所述隔直电容10、散热器7、高频变压器11、直流电感14、铝壳电阻15、轴流风机16均安装在机箱外壳钣金上。且机箱外壳外侧还设有把手17。原边功率板9上设有过线孔20。数字控制器4、驱动转接板5及驱动板6通过压铆螺钉安装于二次器件支撑钣金19上。驱动排线(未图示)及采样线(未图示)等通过过线孔20与IGBT模块8连接。原边功率板9、副边功率板13均通过螺栓与IGBT模块8及整流二极管12连接，原边功率板9、副边功率板13均通过焊接与副边功率板板载电容连接。再参阅图4至图6所示，本技术快速充电模块可行摆放方式，其摆放方式灵活，根据充电机整柜设计需求，可以设计为左右风道横放，或者前后风道横、竖摆放。本实施方式总公开的该基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块，核心器件采用IGBT功率模块，单个充电模块功率等级高达30kw，采用标准化、模块化设计，具有功率等级高、集成度高、结构紧凑、可靠性高、成本低、散热好等优点。另外，本技术的具体实现方法和途径很多，以上所述仅是本技术的优选实施方式。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块，其特征在于：包括长方体形的机箱外壳，该外壳同一个侧面上设置有直流输入端子、直流输出端子及信号端子，所述信号端子位于直流输入端子与直流输出端子之间；还包括位于机箱外壳内且位于直流输入端子下方的散热器、贴靠在散热器上方并与直流输入端子电连接的IGBT模块、高频变压器、轴流风机、原边功率板、副边功率板、与高频变压器电连接的整流二极管、与整流二极管电连接的直流电感、与直流电感及直流输出端子均电连接的副边功率板板载电容；所述高频变压器位于直流电感与散热器之间，所述原边功率板位于散热器上方且IGBT模块固定在原边功率板上；所述副边功率板位于原边功率板下方且位于直流输出端子及直流电感之间；所述轴流风机位于机箱外壳靠近直流电感一侧的侧面上。

【技术特征摘要】
1.一种基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块，其特征在于：包括长方体形的机箱外壳，该外壳同一个侧面上设置有直流输入端子、直流输出端子及信号端子，所述信号端子位于直流输入端子与直流输出端子之间；还包括位于机箱外壳内且位于直流输入端子下方的散热器、贴靠在散热器上方并与直流输入端子电连接的IGBT模块、高频变压器、轴流风机、原边功率板、副边功率板、与高频变压器电连接的整流二极管、与整流二极管电连接的直流电感、与直流电感及直流输出端子均电连接的副边功率板板载电容；所述高频变压器位于直流电感与散热器之间，所述原边功率板位于散热器上方且IGBT模块固定在原边功率板上；所述副边功率板位于原边功率板下方且位于直流输出端子及直流电感之间；所述轴流风机位于机箱外壳靠近直流电感一侧的侧面上。2.根据权利要求1所述的基于IGBT的大功率DCDC快速充电模块，其特征在于：还包括二次器件支撑钣金，所述高频变压器、副边功率板、整流二极管、直流电感、轴流风机、IGBT模块、散热器、副边功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶正华，尚效周，田炜，孙祖勇，封阿明，李盼盼，邵宜祥，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32