本技術(shù)涉及充電設(shè)備散熱，并且更具體地，涉及一種功率模組和充電設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、目前，隨著電動(dòng)車輛的普及率不斷提高，越來(lái)越多的城市開始建設(shè)超充之城，以能夠通過大功率的超充型充電設(shè)備對(duì)電動(dòng)車輛實(shí)現(xiàn)一秒一公里的快速補(bǔ)能。

2、然而，當(dāng)充電設(shè)備對(duì)電動(dòng)車輛進(jìn)行大功率的超充時(shí)，充電設(shè)備內(nèi)的功率器件產(chǎn)生的熱量大幅增加。這些熱量若不能及時(shí)排出，易影響充電設(shè)備對(duì)電動(dòng)車輛大功率超充的正常進(jìn)行。但現(xiàn)有充電設(shè)備中的散熱系統(tǒng)對(duì)功率器件的散熱效果不佳，且散熱系統(tǒng)的成本較高，難以滿足功率器件在大功率工作時(shí)的散熱需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種功率模組和充電設(shè)備，能夠提高功率模組中的功率器件的散熱效果并降低功率模組的散熱成本，從而能夠滿足功率器件在大功率工作時(shí)的散熱需求，提高功率模組在大功率工作時(shí)的使用壽命和可靠性。這有利于使充電設(shè)備實(shí)現(xiàn)一秒一公里的充電速度，即實(shí)現(xiàn)1秒鐘對(duì)電動(dòng)車輛充進(jìn)行駛1公里的電能，進(jìn)而為用戶帶來(lái)“一杯咖啡，滿電出發(fā)”的充電體驗(yàn)。

2、第一方面，提供了一種功率模組，該功率模組包括底殼、電路板組件和液冷板組件，電路板組件固定于底殼內(nèi)部，液冷板組件固定于底殼外部。其中，電路板組件包括電路板和多個(gè)功率器件，多個(gè)功率器件固定于電路板的表面。液冷板組件位于多個(gè)功率器件背離電路板的一側(cè)，液冷板組件用于通過底殼與多個(gè)功率器件導(dǎo)熱連接。

3、在本技術(shù)實(shí)施例中，固定于底殼外部的液冷板組件通過底殼與固定于底殼內(nèi)部的電路板組件導(dǎo)熱連接。一方面，液冷板組件中的冷卻介質(zhì)可以通過底殼與功率器件進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)功率器件的液冷散熱。相比于傳統(tǒng)的風(fēng)冷散熱，液冷散熱的效率更高，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)功率器件的良好散熱。另一方面，底殼作為液冷板組件和電路板組件之間的隔離結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)液冷板組件和電路板組件之間的水電隔離，從而避免液冷板組件中的冷卻介質(zhì)泄露對(duì)電路板組件的影響，確保液冷板組件對(duì)功率器件進(jìn)行液冷散熱的安全性和穩(wěn)定性。進(jìn)而，提高了功率器件的散熱效果，有利于滿足功率器件在大功率工作時(shí)的散熱需求，提高功率模組在大功率工作時(shí)的使用壽命和可靠性。

4、由此，當(dāng)功率模組應(yīng)用于充電設(shè)備時(shí)，有利于使充電設(shè)備實(shí)現(xiàn)一秒一公里的充電速度，進(jìn)而為用戶帶來(lái)“一杯咖啡，滿電出發(fā)”的充電體驗(yàn)。并且，功率模組采用液冷散熱的方式也有利于使充電設(shè)備滿足全液冷超充充電場(chǎng)站的建設(shè)需求，即有利于滿足充電場(chǎng)站中的每個(gè)充電設(shè)備的功率模組、以及充電槍均采用液冷散熱的需求。

5、此外，功率模組的底殼在起到外殼防護(hù)作用的同時(shí)，還用于支撐固定電路板、實(shí)現(xiàn)液冷板組件和電路板組件之間的水電隔離，從而使功率模組可以不單獨(dú)設(shè)置電路板組件的支撐結(jié)構(gòu)、以及實(shí)現(xiàn)水電隔離的隔離結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，簡(jiǎn)化了底殼以及液冷板組件構(gòu)成的散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少了功率模組中的零部件使用，從而降低功率模組的散熱成本。

6、一種實(shí)現(xiàn)方式中，液冷板組件包括液冷頂板和液冷底板。沿由電路板指向多個(gè)功率器件的方向，液冷頂板和液冷底板依次排列。液冷頂板朝向電路板的表面與底殼的外表面導(dǎo)熱連接，液冷頂板背離電路板的表面與液冷底板固定連接，且液冷頂板和液冷底板之間形成液冷通道，液冷通道用于容納冷卻介質(zhì)。也就是說(shuō)，用于形成液冷通道的液冷頂板和液冷底板之間固定連接的位置、以及液冷頂板與底殼之間固定連接的位置均位于底殼的外部，從而通過底殼可以隔離液冷通道中的冷卻介質(zhì)和底殼內(nèi)部的電路板組件，實(shí)現(xiàn)電路板組件和液冷板組件的水電隔離。

7、一種實(shí)現(xiàn)方式中，多個(gè)功率器件包括第一功率器件，液冷頂板與第一功率器件對(duì)應(yīng)的位置向電路板的方向凹陷以形成凹槽結(jié)構(gòu)，凹槽結(jié)構(gòu)的槽底伸入底殼內(nèi)部并與第一功率器件朝向液冷頂板的一端導(dǎo)熱連接。

8、應(yīng)理解，由于多個(gè)功率器件中的第一功率器件的高度較小，第一功率器件與底殼之間的距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致底殼外部的液冷頂板難以通過底殼與第一功率器件導(dǎo)熱連接。因此在本技術(shù)實(shí)施例中，通過在液冷頂板上設(shè)置向電路板方向凹陷的凹槽結(jié)構(gòu)，且凹槽結(jié)構(gòu)的槽底伸入底殼內(nèi)部，能夠使第一功率器件直接與液冷頂板導(dǎo)熱連接。這不僅可以實(shí)現(xiàn)液冷板組件對(duì)第一功率器件的液冷散熱，而且由于第一功率器件直接與液冷頂板導(dǎo)熱連接，因此可以提高第一功率器件的熱量傳遞至冷卻介質(zhì)的傳遞效率，從而加快液冷板組件對(duì)第一功率器件的散熱進(jìn)程，提高第一功率器件的散熱效果。

9、一種實(shí)現(xiàn)方式中，功率模組還包括導(dǎo)熱件，凹槽結(jié)構(gòu)的槽底通過導(dǎo)熱件與第一功率器件朝向液冷頂板的一端導(dǎo)熱連接。

10、在本技術(shù)實(shí)施例中，通過將導(dǎo)熱件設(shè)置在凹槽結(jié)構(gòu)的槽底和第一功率器件之間，可以使第一功率器件通過導(dǎo)熱件與凹槽結(jié)構(gòu)的槽底緊密接觸，從而使第一功率器件與凹槽結(jié)構(gòu)的槽底具有相對(duì)較多的接觸面積。這有利于提高第一功率器件的熱量傳遞至液冷頂板的凹槽結(jié)構(gòu)的傳遞效率，從而加快液冷板組件對(duì)第一功率器件的散熱進(jìn)程，提高第一功率器件的散熱效果。

11、一種實(shí)現(xiàn)方式中，液冷板組件還包括凸臺(tái)結(jié)構(gòu)和擾流齒。凸臺(tái)結(jié)構(gòu)固定于液冷底板朝向電路板的表面并向電路板的方向延伸，凸臺(tái)結(jié)構(gòu)與凹槽結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)設(shè)置，且凸臺(tái)結(jié)構(gòu)和凹槽結(jié)構(gòu)之間具有間隔以形成液冷通道。擾流齒位于液冷通道內(nèi)并固定于凸臺(tái)結(jié)構(gòu)朝向電路板的端面。

12、在本技術(shù)實(shí)施例中，通過在液冷底板與凹槽結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，有利于減小液冷頂板在凹槽結(jié)構(gòu)位置處與液冷底板之間的距離，從而減小凹槽結(jié)構(gòu)位置處形成的液冷通道尺寸。這有利于提高擾流齒在凹槽結(jié)構(gòu)位置處的液冷通道中對(duì)冷卻介質(zhì)進(jìn)行反復(fù)擾動(dòng)的能力，從而增強(qiáng)液冷通道中與第一功率器件對(duì)應(yīng)的位置處形成冷卻介質(zhì)散熱的局部強(qiáng)化的效果，提高液冷板組件對(duì)第一功率器件的散熱效率。

13、一種實(shí)現(xiàn)方式中，功率模組還包括隔板，隔板位于底殼內(nèi)部，隔板用于將底殼內(nèi)部的空間分隔為多個(gè)容納腔。多個(gè)功率器件包括多個(gè)第二功率器件，第二功率器件位于容納腔內(nèi)，第二功率器件與容納腔的內(nèi)側(cè)壁、以及底殼導(dǎo)熱連接。也就是說(shuō)，隔板形成容納腔的側(cè)壁，底殼形成容納腔的底部。

14、在本技術(shù)實(shí)施例中，將多個(gè)功率器件中的高度較大的第二功率器件設(shè)置于容納腔中，并使第二功率器件與容納腔的內(nèi)側(cè)壁、以及底殼導(dǎo)熱連接。這能夠使第二功率器件的熱量不僅能夠直接通過底殼傳遞至液冷頂板，而且能夠通過容納腔的內(nèi)側(cè)壁先傳遞至底殼再傳遞至液冷頂板，從而提高第二功率器件的熱量傳遞至液冷頂板的傳遞效率，加快液冷板組件對(duì)第二功率器件的散熱進(jìn)程，提高第二功率器件的散熱效果。

15、一種實(shí)現(xiàn)方式中，容納腔容納有導(dǎo)熱膠，第二功率器件埋設(shè)于導(dǎo)熱膠內(nèi)并通過導(dǎo)熱膠與容納腔的內(nèi)側(cè)壁、以及底殼導(dǎo)熱連接。這樣，能夠使第二功率器件與底殼、以及容納腔的內(nèi)側(cè)壁之間緊密接觸。這可以提高第二功率器件上的熱量傳遞至液冷頂板的傳遞效率，進(jìn)而提高功率模組的散熱效率。

16、一種實(shí)現(xiàn)方式中，底殼包括底板和圍板，底板位于電路板和液冷頂板之間，底板背離電路板的表面與液冷頂板朝向電路板的表面導(dǎo)熱連接，圍板固定于底板朝向電路板的表面，且圍板和底板圍合形成底殼內(nèi)部的空間。隔板的一端固定于底板朝向電路板的表面，隔板的另一端向電路板的方向延伸，且隔板的另一端與電路板不接觸。也就是說(shuō)，隔板的另一端和電路板用于排布功率器件的表面之間具有間隙。這樣，能夠避免由于隔板的另一端與電路板的表面接觸而占用電路板表面的空間，從而便于功率模組中的多個(gè)功率器件在電路板的表面排布。

17、一種實(shí)現(xiàn)方式中，功率模組還包括緊固件，緊固件的一端固定于電路板，緊固件的另一端固定于底板。沿電路板和多個(gè)功率器件設(shè)置的方向，緊固件與隔板的投影不重疊。

18、在本技術(shù)實(shí)施例中，電路板組件通過緊固件固定于底殼的內(nèi)部，也就是說(shuō)，底殼也用于支撐固定電路板組件。這可以使功率模組中不單獨(dú)設(shè)置電路板組件的支撐結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，簡(jiǎn)化了功率模組的結(jié)構(gòu)，減少了功率模組中零部件的使用，從而降低了功率模組的成本。

19、一種實(shí)現(xiàn)方式中，第一功率器件包括功率開關(guān)管，多個(gè)第二開關(guān)器件包括電感、電容和變壓器。功率開關(guān)管、電感、電容和變壓器通過電路板電連接，以形成交流轉(zhuǎn)直流ac-dc轉(zhuǎn)換電路或直流轉(zhuǎn)直流dc-dc轉(zhuǎn)換電路。即是說(shuō)，本技術(shù)實(shí)施例提供的功率模組可以是ac-dc功率模組或者是dc-dc功率模組。

20、一種實(shí)現(xiàn)方式中，液冷板組件還包括進(jìn)液接頭和出液接頭。進(jìn)液接頭和出液接頭固定于液冷頂板朝向電路板的表面且分別連通液冷通道。進(jìn)液接頭用于供冷卻介質(zhì)流入液冷通道，出液接頭用于供液冷通道中的冷卻介質(zhì)流出液冷通道。

21、在本技術(shù)實(shí)施例中，液冷通道中的冷卻介質(zhì)吸收功率器件產(chǎn)生的熱量后，攜帶熱量的冷卻介質(zhì)可以通過出液接頭流出液冷通道，進(jìn)而流入外部冷卻系統(tǒng)，以使外部冷卻系統(tǒng)可以對(duì)攜帶熱量的冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻，冷卻后的冷卻介質(zhì)通過進(jìn)液接頭再次流入液冷通道。由此，實(shí)現(xiàn)冷卻介質(zhì)的循環(huán)使用，從而實(shí)現(xiàn)液冷板組件對(duì)多個(gè)功率器件的持續(xù)散熱。

22、一種實(shí)現(xiàn)方式中，底殼、液冷頂板和液冷底板均采用鈑金材料通過沖壓成型工藝制備，且底殼和液冷頂板之間通過焊接的方式固定連接。

23、在本技術(shù)實(shí)施例中，采用鈑金材料通過沖壓成型工藝制備底殼、液冷頂板和液冷底板，一方面，鈑金材料的導(dǎo)熱性較高，且相較于壓鑄成型工藝，通過沖壓成型的底殼、液冷底板和液冷頂板不易產(chǎn)生氣孔，從而有利于使底殼、液冷底板和液冷頂板具有良好的導(dǎo)熱性。這樣，多個(gè)功率器件在工作時(shí)產(chǎn)生的熱量既能夠通過底殼較快地傳遞至底殼外部的液冷板組件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路板組件的液冷散熱。進(jìn)而，提高了功率模組的散熱效果。

24、另一方面，相較于壓鑄成型工藝，鈑金材料沖壓成型工藝可以不使用壓鑄模具，工藝更加簡(jiǎn)單，且成本更低。并且，相較于壓鑄成型工藝，通過鈑金材料沖壓成型制備的底殼的韌性較高，有利于降低底殼的結(jié)構(gòu)調(diào)整的加工難度，減小加工成本。

25、此外，液冷頂板與底殼之間固定連接的焊縫位于底殼的外部，這可以使底殼有效隔離底殼內(nèi)部的電路板組件和底殼外部的液冷通道，從而實(shí)現(xiàn)電路板組件和液冷組件的水電隔離。并且，相比于液冷頂板和底殼之間通過螺釘?shù)染o固件進(jìn)行機(jī)械固定，本技術(shù)實(shí)施例通過焊接的方式固定液冷頂板和底殼，可以減少功率模組中的零部件的使用，從而降低功率模組的散熱成本。

26、第二方面，提供了一種充電設(shè)備，充電設(shè)備包括交流轉(zhuǎn)直流ac-dc功率模組和至少一個(gè)充電接口。ac-dc功率模組電連接至少一個(gè)充電接口，ac-dc功率模組用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電并輸出至至少一個(gè)充電接口，至少一個(gè)充電接口用于向電動(dòng)車輛提供直流電。其中，ac-dc功率模組包括電路板組件、液冷板組件和底殼，電路板組件設(shè)置于底殼內(nèi)部，液冷板組件設(shè)置于底殼外部。電路板組件包括電路板和多個(gè)功率器件，多個(gè)功率器件固定于電路板表面。液冷板組件位于多個(gè)功率器件背離電路板的一側(cè)，且液冷板組件固定于底殼的外表面，液冷板組件用于通過底殼與多個(gè)功率器件導(dǎo)熱連接。

27、第三方面，提供了一種充電設(shè)備，充電設(shè)備包括交流轉(zhuǎn)直流ac-dc功率模組、直流轉(zhuǎn)直流dc-dc功率模組、直流母線和至少一個(gè)充電接口，ac-dc功率模組通過直流母線電連接dc-dc功率模組的輸入端，dc-dc功率模組的輸出端電連接至少一個(gè)充電接口，ac-dc功率模組用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電后輸出至直流母線，dc-dc功率模組用于對(duì)從直流母線獲取的直流電進(jìn)行功率轉(zhuǎn)換并輸出至至少一個(gè)充電接口，至少一個(gè)充電接口用于向電動(dòng)車輛提供功率轉(zhuǎn)換后的直流電。其中，ac-dc功率模組和dc-dc功率模組中的每個(gè)功率模組包括電路板組件、液冷板組件和底殼，電路板組件設(shè)置于底殼內(nèi)部，液冷板組件設(shè)置于底殼外部。電路板組件包括電路板和多個(gè)功率器件，多個(gè)功率器件固定于電路板表面。液冷板組件位于多個(gè)功率器件背離電路板的一側(cè)，且液冷板組件固定于底殼的外表面，液冷板組件用于通過底殼與多個(gè)功率器件導(dǎo)熱連接。

28、關(guān)于第二方面和第三方面未詳盡的有益效果可以參見上述第一方面該的有益效果，此處不再贅述。