CN117440617A - 功率逆变器使用聚合物复合材料封装的经增强集成 - Google Patents

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Abstract

一种用于电动车辆的功率控制系统包括：功率逆变器，所述功率逆变器包括包括有多个电源开关的开关模块、控制器板以及与所述控制器板通信并且被配置成驱动所述多个开关的栅极的栅极驱动器板。第一壳体由聚合物复合材料制成，其封闭所述功率逆变器，限定与所述开关模块的第一表面热连通的第一冷却腔，并封装所述开关模块、所述控制器板和所述栅极驱动器板中的至少一者的一部分。

Description

功率逆变器使用聚合物复合材料封装的经增强集成
技术领域
在此部分中提供的信息是出于总体上呈现本公开的上下文的目的。在此部分中描述的范围内的目前命名的发明人的工作以及在申请时可能原本无法作为现有技术的本说明书的方面都既不明确地也不隐含地被承认为本公开的现有技术。
本公开涉及功率逆变器，并且更特定来说涉及用于电动车辆的功率逆变器的集成。
背景技术
诸如电池电动车辆(BEV)、混合动力车辆和/或燃料电池车辆等电动车辆(EV)包括一个或多个电机和包括一个或多个电池单元、模块和/或电池组的电池系统。功率控制系统用于在充电、推进和/或再生期间控制去往/来自电池系统的功率。
功率控制系统包括功率逆变器，所述功率逆变器包括直流电容器、栅极驱动器、控制器和包括有多个电源开关的开关模块。功率逆变器布置在电池系统与电机之间。直流电容器并联连接到电池系统和功率逆变器的输入。在电动车辆的操作期间，断开和闭合电源开关以在推进期间向电机输出功率和/或在再生期间从电机吸收功率。直流电容器帮助电池系统吸收和释放功率。
功率逆变器的部件布置在壳体内。所述部件接收控制信号并处理高直流和交流功率信号。在操作期间，所述部件产生热。壳体内的一些部件产生电磁干扰(EMI)。功率逆变器的部件通常螺栓连接在一起，这需要大量紧固件并增加组装成本。进一步，几乎没有结构和/或热耦接。
发明内容
一种用于电动车辆的功率控制系统包括功率逆变器，所述功率逆变器包括：包括有多个电源开关的开关模块、控制器板以及与所述控制器板通信并且被配置成驱动所述多个开关的栅极的栅极驱动器板。第一壳体由聚合物复合材料制成，封闭所述功率逆变器，限定与所述开关模块的第一表面热连通的第一冷却腔，并封装所述开关模块、所述控制器板和所述栅极驱动器板中的至少一者的一部分。
在其他特征中，导电层布置在所述第一壳体的外表面的大于80%上。所述聚合物复合材料包括包括有所述聚合物复合材料和填料的聚合物复合材料。所述第一壳体包括按体积计大于或等于50%的聚合物复合材料。所述聚合物复合材料具有在从10至30 ppm/°C的预先确定的范围内的热膨胀系数。所述聚合物复合材料具有大于20 kV/mm的介电强度。
在其他特征中，所述第一壳体限定第二冷却腔，其中所述第二冷却腔与所述开关模块的第二表面热连通。所述开关模块布置在所述第一冷却腔与所述第二冷却腔之间。
在其他特征中，直流大容量电容器组件包括大容量电容器以及第一和第二直流母线。所述大容量电容器以及所述第一和第二直流母线封装在由聚合物复合材料制成的第二壳体中。所述第二壳体在其外表面上限定与开关模块的第二表面热连通的第二冷却剂腔。
在其他特征中，直流大容量电容器组件包括大容量电容器以及第一和第二直流母线。所述大容量电容器以及所述第一和第二直流母线封装在所述第一壳体中。所述第一冷却腔和所述第二冷却腔中的至少一者在其内表面上包括涂层以减少所述第一壳体对冷却剂的渗透性。交流母线将开关模块连接到负载。所述第一壳体在其内表面上包括槽以接收所述交流母线。所述第一壳体包括维管通道。
一种用于电动车辆的功率控制系统包括壳体，所述壳体由聚合物复合材料制成并且包括布置在所述聚合物复合材料的外表面上的导电外涂层。大容量电容器组件布置在所述壳体中并且包括封装在聚合物复合材料中的大容量电容器以及第一和第二直流母线。功率逆变器布置在所述壳体中并且包括包括有多个开关的开关模块、控制器板以及与所述控制器板通信并且被配置成驱动所述多个开关的栅极的栅极驱动器板。交流母线将开关模块连接到负载。
在其他特征中，导电泡沫布置在聚合物复合材料的内表面上。所述导电泡沫在所述栅极驱动器板与所述大容量电容器组件之间向内延伸。所述导电泡沫在所述大容量电容器组件与所述控制器板之间向内延伸。所述壳体包括按体积计大于或等于50%的聚合物复合材料。所述聚合物复合材料具有在从10至30 ppm/°C的预先确定的范围内的热膨胀系数。所述聚合物复合材料具有大于20 kV/mm的介电强度。屏蔽件布置在以下中的至少一者之间：所述控制器板与所述交流母线之间，以及所述控制器板与所述大容量电容器之间。
一种用于电动车辆的功率控制系统包括功率逆变器，所述功率逆变器包括控制器板、栅极驱动器板、包括有多个开关的开关模块以及连接在所述栅极驱动器板与所述开关模块之间的栅极驱动器引脚。交流母线连接到所述开关模块。第一壳体至少部分由聚合物复合材料制成。所述第一壳体限定第一冷却腔和被配置成连接到外部冷却剂源的第一冷却通道。所述控制器板和所述栅极驱动器板中的至少一者封装在所述第一壳体中。所述开关模块包括与所述第一冷却腔热连通的第一表面。导电层布置在所述第一壳体的外表面的大于80%上。直流大容量电容器组件包括大容量电容器以及第一和第二直流母线。所述大容量电容器以及所述第一和第二直流母线封装在由聚合物复合材料制成的第二壳体中。所述第二壳体在其外表面上限定与所述开关模块的第二表面热连通的第二冷却剂腔。所述第一壳体包括按体积计大于或等于50%的聚合物复合材料。
在其他特征中，所述聚合物复合材料具有在从10至30 ppm/°C的预先确定的范围内的热膨胀系数，并且所述聚合物复合材料具有大于20 kV/mm的介电强度。
根据具体实施方式、权利要求书和附图，本公开的其他适用领域将变得显而易见。具体实施方式和特定示例仅旨在用于图示目的，并且并不旨在限制本公开的范围。
本发明还包括如下技术方案。
技术方案1. 一种用于电动车辆的功率控制系统，其包括：
功率逆变器，所述功率逆变器包括：
包括有多个电源开关的开关模块；
控制器板；以及
与所述控制器板通信并且被配置成驱动所述多个电源开关的栅极的栅极驱动器板；以及
第一壳体，所述第一壳体由聚合物复合材料制成，其封闭所述功率逆变器，限定与所述开关模块的第一表面热连通的第一冷却腔，并封装所述开关模块、所述控制器板和所述栅极驱动器板中的至少一者的一部分。
技术方案2. 根据技术方案1所述的功率控制系统，其进一步包括布置在所述第一壳体的外表面的大于80%上的导电层。
技术方案3. 根据技术方案1所述的功率控制系统，其中：
所述聚合物复合材料包括包括有所述聚合物复合材料和填料的聚合物复合材料；
所述第一壳体包括按体积计大于或等于50%的所述聚合物复合材料；
所述聚合物复合材料具有在从10至30 ppm/°C的预先确定的范围内的热膨胀系数；并且
所述聚合物复合材料具有大于20 kV/mm的介电强度。
技术方案4. 根据技术方案1所述的功率控制系统，其中，所述第一壳体限定第二冷却腔，其中，所述第二冷却腔与所述开关模块的第二表面热连通。
技术方案5. 根据技术方案4所述的功率控制系统，其中，所述开关模块布置在所述第一冷却腔与所述第二冷却腔之间。
技术方案6. 根据技术方案1所述的功率控制系统，其进一步包括直流大容量电容器组件，所述直流大容量电容器组件包括：
大容量电容器；以及
第一和第二直流母线，
其中，所述大容量电容器以及所述第一和第二直流母线封装在由聚合物复合材料制成的第二壳体中，并且
其中，所述第二壳体在其外表面上限定与所述开关模块的第二表面热连通的第二冷却剂腔。
技术方案7. 根据技术方案5所述的功率控制系统，其进一步包括直流大容量电容器组件，所述直流大容量电容器组件包括：
大容量电容器；以及
第一和第二直流母线，
其中，所述大容量电容器以及所述第一和第二直流母线封装在所述第一壳体中。
技术方案8. 根据技术方案6所述的功率控制系统，其中，所述第一冷却腔和所述第二冷却腔中的至少一者在其内表面上包括涂层以减少所述第一壳体对冷却剂的渗透性。
技术方案9. 根据技术方案1所述的功率控制系统，其进一步包括将所述开关模块连接到负载的交流母线，其中，所述第一壳体在其内表面上包括槽以接收所述交流母线。
技术方案10. 根据技术方案1所述的功率控制系统，其中，所述第一壳体包括维管通道。
技术方案11. 一种用于电动车辆的功率控制系统，其包括：
壳体，所述壳体由聚合物复合材料制成并且包括布置在所述聚合物复合材料的外表面上的导电外涂层，
大容量电容器组件，所述大容量电容器组件布置在所述壳体中并且包括封装在聚合物复合材料中的大容量电容器以及第一和第二直流母线；以及
功率逆变器，所述功率逆变器布置在所述壳体中并且包括：
包括有多个开关的开关模块；
控制器板；以及
与所述控制器板通信并且被配置成驱动所述多个电源开关的栅极的栅极驱动器板；以及
将所述开关模块连接到负载的交流母线。
技术方案12. 根据技术方案11所述的功率控制系统，其进一步包括布置在所述聚合物复合材料的内表面上的导电泡沫。
技术方案13. 根据技术方案12所述的功率控制系统，其中，所述导电泡沫在所述栅极驱动器板与所述大容量电容器组件之间向内延伸。
技术方案14. 根据技术方案12所述的功率控制系统，其中，所述导电泡沫在所述大容量电容器组件与所述控制器板之间向内延伸。
技术方案15. 根据技术方案11所述的功率控制系统，其中，所述壳体包括按体积计大于或等于50%的聚合物复合材料。
技术方案16. 根据技术方案15所述的功率控制系统，其中，所述聚合物复合材料具有在从10至30 ppm/°C的预先确定的范围内的热膨胀系数。
技术方案17. 根据技术方案15所述的功率控制系统，其中，所述聚合物复合材料具有大于20 kV/mm的介电强度。
技术方案18. 根据技术方案11所述的功率控制系统，其进一步包括布置在以下中的至少一者之间的屏蔽件：
所述控制器板与所述交流母线之间，以及
所述控制器板与所述大容量电容器之间。
技术方案19. 一种用于电动车辆的功率控制系统，其包括：
功率逆变器，所述功率逆变器包括控制器板、栅极驱动器板、包括有多个开关的开关模块以及连接在所述栅极驱动器板与所述开关模块之间的栅极驱动器引脚；
交流母线，所述交流母线连接到所述开关模块；
第一壳体，所述第一壳体至少部分由聚合物复合材料制成，其中：
所述第一壳体限定第一冷却腔和被配置成连接到外部冷却剂源的第一冷却通道；
所述控制器板和所述栅极驱动器板中的至少一者封装在所述第一壳体中；并且
其中，所述开关模块包括与所述第一冷却腔热连通的第一表面；以及
导电层，所述导电层布置在所述第一壳体的外表面的大于80%上；以及
直流大容量电容器组件，所述直流大容量电容器组件包括：
大容量电容器；以及
第一和第二直流母线，
其中，所述大容量电容器以及所述第一和第二直流母线封装在由聚合物复合材料制成的第二壳体中，并且
其中，所述第二壳体在其外表面上限定与所述开关模块的第二表面热连通的第二冷却剂腔，
其中，所述第一壳体包括按体积计大于或等于50%的聚合物复合材料。
技术方案20. 根据技术方案19所述的功率控制系统，其中：
所述聚合物复合材料具有在从10至30 ppm/°C的预先确定的范围内的热膨胀系数，并且
所述聚合物复合材料具有大于20 kV/mm的介电强度。
附图说明
根据具体实施方式和附图，将变得更充分地理解本公开，其中：
图1至图3是根据本公开的用于电动车辆的功率控制系统的功能框图和示意图；
图4是根据本公开的功率控制系统的壳体的示例的侧面透视横截面视图；
图5是根据本公开的功率控制系统的壳体的表面的示例的平面视图；
图6是根据本公开的功率控制系统的壳体的侧面透视横截面视图；
图7是根据本公开的功率控制系统的壳体的示例的透视图；
图8是根据本公开的省略壳体的功率控制系统的示例的透视图；
图9A是根据本公开的功率控制系统的壳体的示例的侧面透视横截面视图；
图9B是根据本公开的功率控制系统的壳体的另一示例的侧面透视横截面视图；并且
图10是根据本公开的功率控制系统的壳体的另一示例的侧视横截面视图。
在附图中，可以重复使用附图标记来标识类似和/或相同元件。
具体实施方式
用于电动车辆（或者其他车辆或非车辆应用）的功率控制系统包括在电池系统与负载（诸如电机）之间传送功率的功率逆变器。功率逆变器中的部件的高水平的功能集成减小质量、减小体积和/或提高性能。例如，功率逆变器的结构壳体使用聚合物复合材料形成。在一些示例中，聚合物复合材料封装功率控制系统的至少一些部件和/或为功率逆变器的部件提供安装表面和/或冷却。
结构壳体进一步在需要提供EMI屏蔽、EMI吸收和/或地面附接点的地方利用导电材料，诸如导电层、导电涂层和/或导电泡沫。在一些示例中，壳体的内表面和大容量电容器壳体的面向表面用于形成冷却通道以实施包括电源开关的开关模块的双面冷却。
在一些示例中，所使用的聚合物复合材料具有低吸湿性（例如，按质量计小于0.5%的吸湿性）。在一些示例中，聚合物复合材料具有低固化温度（例如，小于120 ºC的固化温度）。在一些示例中，聚合物复合材料具有低模制压力（例如，小于20 MPa的模制压力）和模制期间的高流动性（例如，在ASTM D3123螺旋流动测试中，大于80 cm的流动长度）。在聚合物复合材料中使用封装允许集成和/或消除诸如紧固件、壳体、电气隔离器、夹子等等部件。
在一些示例中，用于功率逆变器的壳体包括按体积计大于50%的聚合物复合材料。在一些示例中，所述聚合物与无机（陶瓷或矿物）填料混合。在一些示例中，由于其较高密度，无机填料可以按重量计占聚合物复合材料的高达85%。所述聚合物也可以与诸如玻璃纤维、碳纤维、聚芳基酰胺纤维等等结构纤维混合。
在一些示例中，所述壳体包括用于冷却功率逆变器的一个或多个集成冷却腔。在一些示例中，所述壳体在其外表面上包括导电涂层和/或导电层以实施EMI屏蔽。在一些示例中，壳体封装功率控制系统的至少一个电子部件，并且在其表面上安装有至少一个其他电子部件。在一些示例中，所述聚合物复合材料具有在10-30 ppm/°C之间的热膨胀系数和>20 kV/mm的介电强度。
在一些示例中，所述功率控制系统包括经封装的大容量电容器和功率逆变器。在一些示例中，所述经封装的电容器和功率逆变器包括为包括有多个电源开关的开关模块的至少两个表面提供冷却的一个或多个冷却腔。在一些示例中，用于大容量电容器的壳体的外表面形成至少一个冷却腔。在一些示例中，冷却腔的暴露至湿气的表面涂覆有低透湿性涂层（例如，金属或陶瓷）以减轻湿气的吸收。在一些示例中，聚合物复合材料增加系统的电容，并且从而减小专用大容量电容器所需的电容。
在一些示例中，控制器板和/或栅极驱动器板在其至少一侧上由聚合物复合材料封装。
在其他示例中，金属片/条/涂层附接到逆变器壳体的外表面以充当EMI屏蔽件和接地导体。在其他示例中，导电涂层形成在聚合物复合材料壳体的外表面上并覆盖聚合物复合材料壳体的外表面的至少80%或90%。所述导电涂层或层与地面或另一参考电位电接触以增加EMI屏蔽件的覆盖范围。
在一些示例中，所述壳体包括布置在其中以吸收EMI信号的导电泡沫。在一些示例中，所述壳体在聚合物复合材料内包括维管通道以减小聚合物复合材料质量或为诸如母线等电气部件提供冷却。
现在参考图1-3，示出功率控制系统的各种集成水平。在图1中，功率控制系统100包括功率逆变器102，其连接到电池系统112的第一和第二端子。电池系统112包括串联或并联连接的一个或多个电池单元、模块和/或电池组。电池系统112的第一和第二端子连接到开关模块120。
开关模块120包括2P个电源开关，其中P是相的数目。在此示例中，电机是三相电机(P=3)，并且开关模块120包括电源开关T1、T2、T3、T4、T5和T6。电源开关T1、T2和T3连接到电池系统112的第一端子和电容器C1的第一端子。电源开关T1、T2和T3的第二端子分别连接到电机124的第一、第二和第三相，并且分别连接到电源开关T4、T5和T6的第一端子。电源开关T4、T5和T6的第二端子连接到电池系统112的第二端子和电容器C1的第二端子。
栅极驱动器126针对电源开关T1、T2、T3、T4、T5和T6生成控制信号。栅极驱动器126与控制器130和电流传感器135通信。栅极驱动器126被配置成生成控制信号以根据需要断开和闭合电源开关T1、T2、T3、T4、T5和T6。电流传感器135感测通过交流母线流到电机124的电流。栅极驱动器126响应于所感测的电流控制电源开关T1、T2、T3、T4、T5和T6。控制器130被配置成响应于来自车辆总线的命令控制栅极驱动器126。
图1至图3中的功率控制系统具有增加的封装集成水平。在图1中，示出典型集成水平。电源开关对T1和T2、T3和T4以及T5和T6单独封装在聚合物复合材料136中。同样地，电容器C1单独封装在聚合物复合材料中，并且电流传感器135单独封装在聚合物复合材料136中。
在图2中，根据本公开使用增加的封装集成水平。在此示例中，电源开关T1、T2、T3、T4、T5和T6、栅极驱动器126和/或电流传感器135一起封装在聚合物复合材料136中。然而，所述部件的不同组合可以封装在一起。在其他示例中，电源开关T1、T2、T3、T4、T5和T6以及电流传感器135一起封装在聚合物复合材料136中，或者电源开关T1、T2、T3、T4、T5和T6以及栅极驱动器126封装在聚合物复合材料中。
在图3中，电源开关T1、T2、T3、T4、T5和T6、栅极驱动器126、电流传感器135和控制器130一起封装在聚合物复合材料中。如可以了解的，封装较多数目的部件减少部件的计数。
现在参考图4至图6，示出功率控制系统200的示例。在图4中，功率控制系统200包括至少部分由聚合物复合材料制成的壳体202。在一些示例中，壳体202包括嵌入聚合物复合材料中以实现额外强度的结构纤维。壳体202包括第一壳体部分202A（图5）和第二壳体部分202B，其连接以形成壳体202并封闭功率逆变器和相关部件。在一些示例中，凸缘203从第一壳体部分202A和第二壳体部分202B的侧面延伸并且包括用于接收紧固件的孔。
功率控制系统200包括将电源开关连接到电机124的交流母线204。第二壳体部分202B包括模制到第二壳体部分202B的内表面中的槽206。交流母线204安装在槽206中。功率控制系统200包括电流传感器208以感测流过交流母线204的电流。
大容量电容器组件210包括分别嵌入聚合物复合材料中的大容量电容器211以及直流母线214和216。位于直流母线214和216与大容量电容器211之间的额外聚合物复合材料增加大容量电容器211的电容，这可以减小大容量电容器211的大小。
大容量电容器组件210进一步包括形成在大容量电容器组件210的外下部分上的第一冷却腔222。冷却翅片223布置在冷却腔222中并且与开关模块225的第一或下表面热接触。开关模块225布置在第二壳体部分202B的第一或内表面与大容量电容器组件210的第一表面之间。
第二壳体部分202B的内表面限定第二冷却腔224，第二冷却腔224相邻于开关模块225布置并与开关模块225热接触。冷却翅片227布置在冷却腔224中。冷却流体经由冷却腔222通过壳体202中与冷却腔222和224流体连通的内部通路（未示出）供应。
屏蔽件226在开关模块225与第二壳体部分202B的外表面之间嵌入第二壳体部分202B中以提供屏蔽，从而减少电磁干扰(EMI)。在一些示例中，控制器228也在屏蔽件226与第二壳体部分202B的外表面之间嵌入第二壳体部分202B中。
在图4和图5中，屏蔽件234形成在第一壳体部分202A和第二壳体部分202B上方。在一些示例中，屏蔽件234包括凸缘262和孔264，孔264与形成在壳体202的凸缘203中的一些或全部孔对准。屏蔽件234包括布置在如下位置中的开口250：冷却导管220连接到壳体202的位置处和/或布置有连接到控制器板和/或栅极驱动器板的连接器254的位置处。屏蔽件234接地连接到底盘或另一参考电位。
在图4和图6中，进一步详细示出槽206。交流母线204布置和安装在槽206中。示出冷却腔224包括与电机相中的每一者相关联的多个冷却翅片227。可替代地，所述冷却翅片可以延伸冷却腔224的长度。
在图5和图6中，壳体202包括维管通道213。在图5中，示出维管通道213（用虚线示出）。维管通道213可以通过将可爆燃材料封装在预先确定的图案（或预成型件）中而形成，诸如聚合物复合材料中的通道。在封装之后，点燃可爆燃材料。爆燃将固体转化成气体。气体从壳体逸出，从而在聚合物复合材料中留下呈预先确定的图案或预成型件的形状的腔。在一些示例中，可爆燃材料具有对应于预先确定的图案的形状。可爆燃材料在封装期间附接到固体支撑件。可替代地，可以使用其他合适的牺牲材料来形成通道，包括可溶解或可分解的材料。
在一些示例中，维管通道213相邻于槽206和/或相邻于交流母线或其他部件布置以允许对交流母线进行冷却。在其他示例中，维管通道213布置在其他位置中，诸如大容量电容器组件的壳体。冷却母线允许减小母线的大小。换句话说，较低温度对应于因维管通道213去除热所致的较低电阻。
可以在以下内容中找到关于维管通道的额外细节：于2021年2月16日公开并且题为“Vascular Cooled Capacitor Assembly and Method”的共同受让的美国专利号10,923,827；于2021年10月12日公开并且题为“Vascular Cooling System for ElectricalConductors”的美国专利号11,147,193；于2019年11月21日公开并且题为“VascularPolymer Composite IC Assembly”的美国专利公开号2019/0357386；以及于2022年4月28日公开并且题为“Package for Power Semiconductor Device and Method ofManufacturing Same”的美国专利公开号2022/0130735，所述内容在此以全文引用方式并入。
现在参考图7至图9B，示出功率逆变器、冷却剂壳体和电容器系统300的额外细节。在图7中，功率逆变器、冷却剂壳体和电容器系统300封装在聚合物复合材料310中。功率逆变器的每一相包括从聚合物复合材料310延伸的第一和第二直流端子314-1和314-2以及交流端子316。栅极控制引脚320从栅极控制板（图7、图8和图9A中未示出）连接到包括有多个电源开关的开关模块342。可替代地，栅极控制板也是集成的，如图9B中所示。
冷却导管326将冷却流体供应到形成在聚合物复合材料310中的冷却腔。在图8中，直流母线330和332围绕大容量电容器340的侧面延伸。冷却腔344（图9）（形成在聚合物复合材料310中）和冷却翅片346布置在开关模块342的顶部表面上。冷却腔348（形成在聚合物复合材料310中）和冷却翅片349布置在开关模块342的底部表面上。在图9B中，栅极控制板360和栅极控制引脚362也集成在聚合物复合材料310中。
现在参考图10，示出功率控制系统600包括壳体640，壳体640包括施加到聚合物复合材料642的外表面的导电涂层641。在一些示例中，导电涂层641增加EMI信号的反射率。在一些示例中，导电涂层641通过电镀、化学镀、冷喷涂和/或其他涂覆技术形成。聚合物复合材料642可以以预先确定的图案模制以限定外表面和内表面、腔和/或被设计成接收或容纳功率控制系统的部件的其他附接特征的形状。
功率控制系统600进一步包括布置在壳体640中的大容量电容器组件610。大容量电容器组件610包括包封在聚合物复合材料615中的大容量电容器616以及直流母线612和614。开关模块620布置在大容量电容器组件610与聚合物复合材料642之间。开关模块620连接到交流母线618（其连接到电机124的相）、栅极驱动引脚630（其连接到栅极驱动器板650）以及直流母线612和614。冷却腔可以布置在开关模块620的相对表面上。
导电泡沫646布置在聚合物复合材料642的内表面上以吸收EMI。在一些示例中，导电泡沫646比导电涂层641更厚。导电泡沫646在栅极驱动器板650的外表面与聚合物复合材料642之间和/或在栅极驱动器板650与大容量电容器组件610之间延伸以充当吸收材料。在一些示例中，导电泡沫646具有“E”形横截面。在一些示例中，导电泡沫646和导电涂层641连接到地面。虽然导电泡沫646主要充当吸收层并且导电涂层641主要充当反射层，但是两者都提供反射和吸收功能。
腔652形成在外部壳体640的内部以接收部件。控制器板654相邻于屏蔽件660布置在腔652中。屏蔽件660布置在控制器654和/或交流母线618之间以及控制器654与大容量电容器组件610之间。在一些示例中，屏蔽件660是“L”形的。在一些示例中，间隔件662将屏蔽件660支撑在交流母线618上方和控制器654下方的位置中。
上述描述在本质上仅是说明性的，并且绝非旨在限制本公开、其应用或使用。本公开的广泛教导可以以多种形式实现。因此，虽然本公开包括特定示例，但本公开的真实范围不应受到如此限制，因为通过研究附图、说明书和以下权利要求，其它修改将变得显而易见。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法内的一个或多个步骤可以以不同的顺序（或同时）执行。此外，虽然以上将每个实施例描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个特征可以在任何其它实施例的特征中实现和/或与任何其它实施例的特征结合，即使没有明确描述这种组合。换句话说，所描述的实施例不是相互排斥的，并且一个或多个实施例彼此的排列仍然在本公开的范围内。
元件之间（例如，模块之间、电路元件之间、半导体层之间等）的空间和功能关系使用各种术语来描述，包括“连接”、“接合”、“联接”、“相邻”、“在……旁边”、“在……顶上”、“上面”、“下面”和“设置”。除非明确描述为“直接”，否则当第一和第二元件之间的关系在上述公开中描述时，该关系可以是第一和第二元件之间不存在其它中间元件的直接关系，但也可以是在第一和第二元件之间存在一个或多个中间元件（空间上或功能上）的间接关系。如本文所用，短语A、B和C中的至少一个应解释为表示逻辑（A或B 或C），使用非排他性逻辑“或”，而不应解释为表示“至少一个A，至少一个B，和至少一个C”。
在图中，如箭头所指示的，箭头的方向通常展示了对图示感兴趣的信息（诸如数据或指令）的流。例如，当元件A和元件B交换各种信息，但从元件A传递到元件B的信息与图示相关时，箭头可能从元件A指向元件B。该单向箭头并不意味着没有其它信息从元件B传递到元件A。此外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对该信息的请求或接收确认。
在本申请中，包括以下定义，术语“模块”或术语“控制器”可以替换为术语“电路”。术语“模块”可以指代、属于或包括：专用集成电路（ASIC）；数字、模拟或混合模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器电路（共享、专用或组）；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路（共享、专用或组）；提供所描述功能的其它合适的硬件部件；或以上部分或全部的组合，诸如在片上系统中。
模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接到局域网（LAN）、互联网、广域网（WAN）或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在另一个示例中，服务器（也称为远程或云）模块可以代表客户端模块完成某些功能。
如上所使用的术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路包含执行来自多个模块的部分或全部代码的单个处理器电路。术语组处理器电路包含与附加处理器电路结合执行来自一个或多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用包括分立芯片上的多个处理器电路、单个芯片上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个内核、单个处理器电路的多个线程或以上的组合。术语共享存储器电路包含存储来自多个模块的部分或全部代码的单个存储器电路。术语组存储器电路包含一种存储器电路，该存储器电路与附加存储器相结合地存储来自一个或多个模块的一些或全部代码。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文使用的术语计算机可读介质不包括通过介质（诸如在载波上）传播的瞬时电信号或电磁信号；因此，术语计算机可读介质可以被认为是有形的和非暂态的。非暂态有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路（诸如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路）、易失性存储器电路（诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路）、磁存储介质（诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器）和光存储介质（诸如CD、DVD或蓝光光盘）。
本申请中描述的装置和方法可以部分或完全由专用计算机实现，该专用计算机通过将通用计算机配置为执行包含在计算机程序中的一个或多个特定功能而产生。上面描述的功能块、流程图部件和其它元件用作软件规范，可以通过熟练的技术人员或程序员的日常工作将其翻译成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非暂态有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于存储的数据。计算机程序可以包括与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统 (BIOS)、与专用计算机的特定设备交互的设备驱动程序、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
计算机程序可以包括：(i)要解析的描述性文本，诸如HTML（超文本标记语言）、XML（可扩展标记语言）或JSON（JavaScript Object Notation）(ii)汇编代码，(iii)由编译器从源代码生成的目标代码，(iv)由解释器执行的源代码，(v)由即时编译器编译和执行的源代码等。仅作为示例，源代码可以使用以下语言的语法编写，包括C、C++、C#、Objective C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java®、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript®、HTML5（超文本标记语言第5版）、Ada、ASP（Active Server Pages）、PHP（PHP：超文本预处理器）、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash®、Visual Basic®、Lua、MATLAB、SIMULINK和Python®。

Claims (10)

1.一种用于电动车辆的功率控制系统，其包括：
功率逆变器，所述功率逆变器包括：
包括有多个电源开关的开关模块；
控制器板；以及
与所述控制器板通信并且被配置成驱动所述多个电源开关的栅极的栅极驱动器板；以及
第一壳体，所述第一壳体由聚合物复合材料制成，其封闭所述功率逆变器，限定与所述开关模块的第一表面热连通的第一冷却腔，并封装所述开关模块、所述控制器板和所述栅极驱动器板中的至少一者的一部分。
2.根据权利要求1所述的功率控制系统，其进一步包括布置在所述第一壳体的外表面的大于80%上的导电层。
3.根据权利要求1所述的功率控制系统，其中：
所述聚合物复合材料包括包括有所述聚合物复合材料和填料的聚合物复合材料；
所述第一壳体包括按体积计大于或等于50%的所述聚合物复合材料；
所述聚合物复合材料具有在从10至30 ppm/°C的预先确定的范围内的热膨胀系数；并且
所述聚合物复合材料具有大于20 kV/mm的介电强度。
4.根据权利要求1所述的功率控制系统，其中，所述第一壳体限定第二冷却腔，其中，所述第二冷却腔与所述开关模块的第二表面热连通。
5.根据权利要求4所述的功率控制系统，其中，所述开关模块布置在所述第一冷却腔与所述第二冷却腔之间。
6. 根据权利要求1所述的功率控制系统，其进一步包括直流大容量电容器组件，所述直流大容量电容器组件包括：
大容量电容器；以及
第一和第二直流母线，
其中，所述大容量电容器以及所述第一和第二直流母线封装在由聚合物复合材料制成的第二壳体中，并且
其中，所述第二壳体在其外表面上限定与所述开关模块的第二表面热连通的第二冷却剂腔。
7. 根据权利要求5所述的功率控制系统，其进一步包括直流大容量电容器组件，所述直流大容量电容器组件包括：
大容量电容器；以及
第一和第二直流母线，
其中，所述大容量电容器以及所述第一和第二直流母线封装在所述第一壳体中。
8.根据权利要求6所述的功率控制系统，其中，所述第一冷却腔和所述第二冷却腔中的至少一者在其内表面上包括涂层以减少所述第一壳体对冷却剂的渗透性。
9.根据权利要求1所述的功率控制系统，其进一步包括将所述开关模块连接到负载的交流母线，其中，所述第一壳体在其内表面上包括槽以接收所述交流母线。
10.根据权利要求1所述的功率控制系统，其中，所述第一壳体包括维管通道。
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