电力转换器装置制造方法及图纸

一种电力转换器装置(1)，包括：具有电力输入端(3)和电力输出端(4)的电力电子器件单元(2)；具有流体入口(6)和流体出口(7)的至少一个流体室(5)，其中，流体室(5)与电力电子器件单元(6)热耦合，使得由电力电子器件单元(6)产生的废热被用于加热流过流体室(5)的流体，其中，电力转换器装置(1)具有第一运行模式和第二运行模式，其中，与第一运行模式相比，在第二运行模式下由电力电子器件单元(2)产生的废热的量增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换器装置本专利技术涉及电力转换器装置以及在车辆中使用该电力转换器装置的方法。现代车辆的运行需要设置预定量热能的电加热装置。热能可以用于为车辆中的乘客提供舒适的空气温度、加热高压电池单元或者在寒冷条件下为挡风玻璃除霜。在具有传统内燃机的车辆的情况下，通常在冷启动阶段期间使用这种电加热装置，在该冷启动阶段中，内燃机产生的废热不足以产生所需的热量。在混合动力车辆或全电动车辆中，即使在启动阶段之后，所需的热量也由电加热装置产生。这种仅用于加热的电加热装置被设计为单独的模块，其需要车辆中的额外安装空间并且增加了车辆的重量。这种单独的模块可包括由电力电子器件驱动的PTC加热器元件。PTC表示正温度系数或导热系数。PTC元件是一种当电流流过它时产生热量的半导体，其中，PTC元件的电阻取决于温度。因此，PTC元件或PTC加热器是自调节加热元件。这种PTC元件也能够称为热敏电阻。PTC加热器产生的热量被用于提高HVAC系统中冷却剂的温度。在US2010/0315780A1中描述了利用冷却流体对车辆的电力电子器件单元进行冷却。当冷却流体流出电力电子器件单元时，通过在散热器中散热来使冷却流体冷却，之后冷却流体循环回到电力电子器件单元中以对该电力电子器件进行冷却。本专利技术基于指定一种电加热装置的任务，该电加热装置与现有技术中已知的电加热装置相比，在车辆中需要更少的额外安装空间。根据本专利技术，该问题通过从属权利要求的主题来解决。有利的实施例是从属权利要求的主题。本专利技术基于的一般概念，即车辆中的至少电力转换器被用于加热车辆的一部分。该创新的电力转换器装置包括被电连接到电力输入端和电力输出端的至少一个电力电子器件单元。电力输入端和电力输出端可以电连接到电源。该电力转换器装置具有至少一个流体室，所述至少一个流体室流体地连接到流体入口和流体出口。所述流体入口和流体出口可以流体地连接到流体回路，所述流体回路可以包括用于在流体回路中输送流体的流体输送单元。流体室与电力电子器件单元热耦合，使得由电力电子器件单元产生的废热用于加热流过流体室的流体。当流体流出流体室时，该流体被用于加热车辆的一部分。电力电子器件单元或电力转换器装置可以包括由板分隔开的第一壳体和第二壳体。第一壳体和板可以形成第一空间区域，而第二壳体和板形成具有第二空间区域的流体室。该板可以是导热板，该导热板对于流体回路中的给定流体压力尽可能地薄。电力电子器件单元可以布置在第一空间区域中。第一空间区域的容积可以为2升至3升，优选地为2.6升。第二空间区域的容积可以高达1升，优选地为0.4升。该电力转换器装置具有第一运行模式和第二运行模式，其中，与第一运行模式相比，在第二运行模式下由电力电子器件单元产生的废热的量增加。在第一运行模式下，由于电力电子器件单元的主要任务是控制和转换电力，所以由电力电子器件单元产生的废热是副产品。在第二运行模式下，增加了电力电子器件单元的运行，使得所产生的废热的量增加。第二运行可以包括增加电力电子器件单元的部件的开关频率。电力转换器装置和/或车辆中可以包括控制单元，该控制单元可以被形成和/或编程为对电力转换器装置的运行模式进行切换。在车辆的冷启动阶段期间，电力转换器装置可以在第二运行模式下运行预定时间段。可以预期，功率转换器装置在第一运行模式下运行第一预定时间段，随后运行第二预定时间段，在所述第二预定时间段中，功率转换器装置在第二运行模式下运行。所述第一预定时间段和第二预定时间段可以被周期性地重复。可以预期，电力转换器装置的温度由控制单元连续地测量和/或监测。可以包括ASIL(汽车安全完整性等级)相关对策以避免电力转换器装置中的过多的热量。由于电力转换器装置用作功率转换器和电加热装置，所以不需要单独的电加热装置。由此，节省了车辆中的安装空间，并且减轻了车辆的重量。通过共享现有的电子部件，能够节省车辆的生产成本。在根据本专利技术的解决方案的另一有利实施例中，电力转换器装置包括电连接至电力输入端和电力输出端的至少一个加热单元。流体室与加热单元热耦合，其中，加热单元用于加热流过流体室的流体。在电力电子器件单元不提供所需量的热能的情况下，加热单元提供能够传递到流体的附加量的热能。当电力电子器件单元在第一运行模式和/或第二运行模式下运行时，加热单元可以与电力电子器件单元同时运行。加热单元可以由功率转换器装置和/或车辆的控制单元控制。可以预期，加热单元具有第一运行模式和第二运行模式，其中，与第一运行模式相比，在第二运行模式下由加热单元产生的热量增加。在根据本专利技术的解决方案的另一有利实施例中，电力电子器件单元形成DC至DC转换器单元或AC至AC转换器单元或AC至DC转换器单元或AC至DC转换器单元。电力电子器件单元可以形成车载充电器或牵引逆变器。可以形成DC至DC转换器单元的电力电子器件单元可以将400V的高电压转换为12V的低电压，其中提供3kW至4kW、优选3.6kW的加热功率。另外，加热单元可以提供2kW至4kW、优选2.5kW至3kW的加热功率。在根据本专利技术的解决方案的另一有利实施例中，加热单元包括PTC元件和/或厚膜电阻器和/或感应模块。PTC元件可以用作将电能转换为热能的加热电阻器。PTC元件是具有正温度系数(PTC＝正温度系数)的温度相关电阻器，从而提供PTC热敏电阻元件的电阻与温度之间的非线性相关。如果超过极限温度，则PTC热敏电阻元件的电阻随着温度的增加而非线性地增加。在根据本专利技术的解决方案的另一有利实施例中，电力电子器件单元的开关频率在第二运行模式下增加，以便增加热能的量。在根据本专利技术的解决方案的另一有利实施例中，电力转换器装置包括第一壳体和第二壳体，其中，所述第一壳体和第二壳体由流体不可渗透的板分隔开，其中，所述第一壳体和板形成第一空间区域，电力电子器件单元和加热单元布置在该第一空间区域中，其中，所述板和第二壳体形成具有第二空间区域的流体室。所述第一空间区域的容积可以大于第二空间区域的容积。所述第一空间区域的容积可以为2升至3升、优选为2.6升。所述第二空间区域的容积可以高达1升，优选地为0.4升。在根据本专利技术的解决方案的另一有利实施例中，电力电子器件单元形成车载充电器或牵引逆变器，和/或电力电子器件单元形成DC至DC转换器，所述DC至DC转换器将400V的高电压转换成12V的低电压，其中，提供3kW至4kW、优选3.6kW的加热功率，和/或加热单元提供2kW至4kW、优选2.5kW至3kW的加热功率。本专利技术还涉及一种加热车辆的一部分的方法。设置至少一个电力转换器装置和在流体回路中循环的流体，其中，该流体由电力转换器装置的废热加热。流体回路可以包括用于在流体回路中输送流体的流体输送单元。电力转换器装置和/或车辆中可以包括控制单元，该控制单元可以被形成和/或编程为控制和/或执行该方法。在根据本专利技术的解决方案的另一有利实施例中，电力转换器装置形成根据本专利技术的具有第一运行模式和第二运行模式的电力转换器装置。在根据本专利技术的解决方案的另一有利实施例中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力转换器装置(1)，其包括：/n-至少一个电力电子器件单元(2)，其被电连接到电力输入端(3)和电力输出端(4)，/n-至少一个流体室(5)，其流体地连接到流体入口(6)和流体出口(7)，/n-其中，所述流体室(5)与电力电子器件单元(6)热耦合，使得由所述电力电子器件单元(6)产生的废热用于加热流过流体室(5)的流体，/n-其中，所述电力转换器装置(1)具有第一运行模式和第二运行模式，/n-其中，与所述第一运行模式相比，在所述第二运行模式下由电力电子器件单元(2)产生的废热的量增加。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181026 EP 18202899.31.一种电力转换器装置(1)，其包括：
-至少一个电力电子器件单元(2)，其被电连接到电力输入端(3)和电力输出端(4)，
-至少一个流体室(5)，其流体地连接到流体入口(6)和流体出口(7)，
-其中，所述流体室(5)与电力电子器件单元(6)热耦合，使得由所述电力电子器件单元(6)产生的废热用于加热流过流体室(5)的流体，
-其中，所述电力转换器装置(1)具有第一运行模式和第二运行模式，
-其中，与所述第一运行模式相比，在所述第二运行模式下由电力电子器件单元(2)产生的废热的量增加。


2.根据权利要求1所述的电力转换器装置(1)，
其还包括：
-至少一个加热单元(8)，其被电连接至电力输入端(3)和电力输出端(4)，
-所述流体室(5)与加热单元(8)热耦合，
-其中，所述加热单元(8)用于加热流过流体室(5)的流体。


3.根据权利要求1或2所述的电力转换器装置(1)，
其中，所述电力电子器件单元(2)形成DC至DC转换器单元或AC至AC转换器单元或AC至DC转换器单元或AC至DC转换器单元。


4.根据前述权利要求中任一项所述的电力转换器装置(1)，
其中，所述加热单元(8)包括PTC元件和/或厚膜电阻器和/或感应模块。


5.根据前述权利要求中任一项所述的电力转换器装置(1)，
其中，所述电力电子器件单元(2)的开关频率在第二运行模式下增加。


6.根据前述权利要求中任一项所述的电力转换器装置(1)，
-其中，电力转换器装置(1)包括第一壳体(12)和第二壳体(13)，
-其中，所述第一壳体(12)和第二壳体(13)由流体不可渗透的板(14)分隔开，
-其中，所述第一壳体(12)和板(14)形成第一空间区域，所述电力电子器件单元(2)和加热单元(...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟·安东尼奥·卡斯蒂略，托比约恩·哈尔伯格，多纳托·约旦·埃雷罗，阿尔弗雷多·佩雷斯，克里斯托夫·沃尔特，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE