CN112951780A - 带有直接冷却热管***的电子功率模块组件和控制逻辑 - Google Patents

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Abstract

提出一种带有直接冷却热管***的电子功率模块组件、用于制成/使用此类功率模块组件的方法、以及配备有此类功率模块组件的车辆。功率模块组件包括外部壳体，所述外部壳体带有使冷却剂流体循环通过的内部冷却剂腔室。穿过所述模块的壳体的侧壁限定流体地连接到冷却剂腔室的多个冷却剂窗。功率半导体开关设备安装到模块壳体，流体地密封到第一冷却剂窗，其中所述功率设备的内侧表面暴露至冷却剂流体。所述功率设备可操作成修改在功率源与电气负载之间传输的电流。带有外部壳的热管使其第一壳段安装到功率设备的外侧表面，并且使第二壳段流体地密封到第二冷却剂窗并且暴露至冷却剂流体。

Description

带有直接冷却热管***的电子功率模块组件和控制逻辑
技术领域
本公开一般来说涉及高压电功率***。更具体来说，本公开的方面涉及用于电气化车辆动力传动系的牵引功率逆变器模块(TPIM)的热管理***。
背景技术
现行生产的机动车辆（例如现代汽车）最初配备有操作成推进所述车辆并且为车辆的车载电子器件提供功率的动力传动系。例如，在汽车应用中，车辆动力传动系通常以原动机为代表，原动机通过自动或手动换挡的功率传输装置将驱动功率递送到车辆的最终驱动***（例如，差速器、车轴、车轮等等）。由于汽车容易获得并且具有相对便宜的成本、轻重量和整体效率，因此其在历史上一直由往复活塞式内燃发动机(ICE)组件提供功率。作为一些非限制性示例，此类发动机包括压缩点火(CI)柴油发动机、火花点火(SI)汽油发动机、二冲程、四冲程和六冲程架构以及旋转发动机。另一方面，混合电动和全电动（“电驱动”）车辆利用替代功率源来推进车辆，并且因此，针对牵引功率最小化或消除对基于化石燃料的发动机的依赖。
俗称为“电动汽车”的全电动车辆(FEV)是一类电驱动车辆配置，其从动力传动系***完全去除内燃发动机和附带***部件，从而仅依赖于电牵引马达进行推进并且用于支撑附件负载。在FEV中，基于ICE的车辆的发动机组件、燃料供应***和排气***被替代为单个或多个牵引马达、牵引蓄电池组以及蓄电池冷却和充电硬件。与此相反，混合电动车辆(HEV)动力传动系采用多个牵引功率源来推进车辆，最常见的是结合蓄电池提供功率或燃料电池提供功率的电牵引马达来操作内燃发动机组件。由于混合式电驱动车辆能够从除发动机以外的源获得其功率，因此，在车辆由电动马达推进时，可以全部或部分关闭混合电动车辆发动机。
高压(HV)电气***管控每一牵引马达与可再充电牵引蓄电池组（也称为“电动车辆蓄电池”或“EVB”）之间的电力传送，所述可再充电牵引蓄电池组存储并供应用于操作许多混合和全电动动力传动系的必需功率。HV电动***可以采用前端DC到DC功率转换器，所述DC到DC功率转换器电连接到车辆的牵引蓄电池组，以便增加电压到高压主直流(DC)总线和电子功率逆变器模块(PIM)的供应。高频率大容量电容器可以跨越主DC总线的正和负端子布置，以提供电气稳定性并且存储补充电能。当采用例如六步操作模式来操作逆变器时，可以选择大容量电容器大小（就总电容而言）以实现所期望的DC总线电压范围、峰值电流和纹波电压（ripple voltage）。多相电动马达/发电机单元（例如永磁体同步牵引马达）的操作和控制可以通过采用逆变器来实现，以便使用从驻留车辆控制器输出的脉冲-宽度调制控制信号将DC电功率转化为交流(AC)功率。
已经开发出各种多速功率传输架构来将来自车辆的原动机的旋转功率选择性地传输到最终驱动***。可用类型的功率传输装置是电气可变电驱动单元(EDU)，其包含电动马达/发电机单元、周转轮系元件、离合器、功率电子器件、以及可选地，差速器和车轴部件。离合器管控轮系元件的接合/脱离以实现电气可变模式、固定速比模式和纯电动（“蓄电池功率”）操作模式。利用电子PIM组件来控制EDU的马达/发电机单元的操作。通常，功率逆变器、DC到DC功率转换器以及其它必需功率电子模块远离EDU组装，并且随后安装到EDU。单独的功率电子模块到EDU的组装可能需要专用安装硬件、电连接器、密封垫圈和壳体容器，以将每一模块固定到EDU。为了调节单独的功率电子模块的操作温度，EDU采用流体泵和专用管道***来将冷却剂流体沿路径引导到每一模块的分立壳体中。
发明内容
本文中提出带有直接冷却热管***的电子功率模块组件、利用此类功率模块组件的转矩传输动力传动系、用于制成此类功率模块组件的方法和用于使用此类功率模块组件的方法，以及配备有此类功率模块组件的机动车辆。举例来说，提出功率模块封装设计，其针对模块的单独的功率设备的热管理采用热管。所述功率模块组件由安装在功率模块托架壳体的外部表面上的多个功率设备组成。使冷却剂流体循环通过的冷却剂腔室流体地密封在托架壳体内部；功率设备的内侧表面暴露至此冷却剂流体。分立的热管安装到每一功率设备的外侧面，从而使所述面与托架壳体的内部冷却剂腔室热力学地连接。以此方式，热管将设备产生的热传送到冷却剂腔室，以针对功率设备实现双侧直接冷却。可以使用聚合物O形环来将功率设备和热管的冷却剂接触面流体地密封到托架壳体的冷却剂窗。作为再进一步的选项，热管可以从功率设备竖直地向上延伸成与冷却剂流体流体接触，从而利用重力来帮助冷凝热管的内部蒸气腔体内部的汽化工作流体。功率设备可以是罐封在直接接合的铜(DBC)或直接接合的铝(DBA)中的功率半导体开关设备；每一热管可以直接铜焊或钎焊到相应DBC/DBA层。
所公开的构思中的至少一些构思的附带益处可以包括新颖的功率模块封装设计，其向每一功率设备的相对侧提供高效直接冷却，以实现优化的热管理。这样做的话，所公开的功率模块设计附随地增加HV电气***的功率密度和操作寿命期望。所公开的直接冷却热管***使得功率模块能够使用高压绝缘栅双极晶体管(IGBT)和宽带间隙(WBG)设备，这继而帮助改善动力传动系性能。其它附带益处可以包括如下功率模块架构：其帮助最小化电气***复杂性和相关联的成本，同时降低总车辆重量，并且提供具有经改善的车辆范围和燃料经济性的更高效的动力传动系***。
本公开的方面涉及带有用于实现优化的功率设备热管理的直接冷却热管***的电子功率模块组件。在示例中，提出一种功率模块组件以用于控制功率源（例如，一个或多个可再充电蓄电池组）与电气负载（例如，一个或多个电动马达）之间的来回电功率传送。所述功率模块组件包括带有使冷却剂流体循环通过的内部冷却剂腔室的保护性外部壳体。穿过模块壳体的一个或多个侧壁限定多个冷却剂窗，所述多个冷却剂窗流体地连接到所述冷却剂腔室。一个或多个功率设备（例如，半导体开关设备）安装到模块壳体的外部，其各自流体地密封到相应冷却剂窗，其中功率设备的内侧表面暴露至循环通过内部冷却剂腔室的冷却剂流体。每一功率设备选择性地可操作成修改在功率源与电气负载之间传输的电流。所述功率模块组件还包括一个或多个热管，所述热管中的每一者包括外部壳，所述外部壳具有安装到相应功率设备的外侧表面的第一壳段，以及流体地密封到模块壳体的相应冷却剂窗并且暴露至所述冷却剂流体的第二壳段。
本公开的额外方面涉及配备有带有直接冷却热管***的电子功率模块组件的机动车辆。如本文中所使用的，术语“车辆”和“机动车辆”可以互换且同义地使用以包括任何相关车辆平台，例如客车车辆（ICE、HEV、FEV、BEV、燃料电池、全部和部分自主等等）、商用车辆、工业车辆、履带式车辆、越野和全地形车辆(ATV)、摩托车、农用装备、船只、飞机等等。在示例中，机动车辆包括带有多个车轮和其它标准原始装备的车身。一个或多个电牵引马达安装在车身上，所述电牵引马达单独（例如，对于FEV动力传动系）或结合内燃发动机组件（例如，对于HEV动力传动系）操作，以选择性地驱动所述车轮中的一者或多者，从而推进所述车辆。一个或多个可再充电牵引蓄电池组也安装在车身上，所述可再充电牵引蓄电池组选择性地存储和传输电流以给牵引马达提供功率。蓄电池组和马达可以经由高压电气电路互连。
继续对以上示例的论述，车辆还包括功率模块组件，所述功率模块组件管控牵引蓄电池组与马达之间的电交换。此功率模块组件包括模块壳体，所述模块壳体附接到所述车身并且包括使冷却剂流体循环的内部冷却剂腔室。模块壳体制成有多个冷却剂窗，所述冷却剂窗流体地连接到冷却剂腔室。一个或多个功率半导体设备安装到所述模块壳体，各自流体地密封到相应冷却剂窗，其内侧表面暴露至所述冷却剂流体。每一功率设备可操作以调制牵引马达与蓄电池组之间的电流传送。为减轻设备产生的热，功率模块组件包括一个或多个热管，所述热管中的每一者制成有工作流体、蒸气罐和芯吸介质，所述工作流体、蒸气罐和芯吸介质密封在保护性外部壳内部。每一外部壳具有安装到相应功率设备的外侧表面的第一壳段，以及不同于第一壳段的第二壳段，所述第二壳段流体地密封到相应冷却剂窗并且暴露至所述冷却剂流体。值得注意的是，所公开的功率模块组件可以同样用于汽车和非汽车应用两者。
本文中还提出用于制造所公开的功率模块组件、动力传动系和/或机动车辆中的任一者的方法以及用于操作所公开的功率模块组件、动力传动系和/或机动车辆中的任一者的方法。在示例中，提出一种方法以用于构造控制功率源与电气负载之间的电功率传送的功率模块组件。此代表性方法包括（按任何次序并且按与上文和下文公开的选项和特征中的任一者的任何组合）：接收带有被构造成使冷却剂流体循环的内部冷却剂腔室的模块壳体，所述模块壳体限定流体地连接到所述冷却剂腔室的第一和第二冷却剂窗；将功率设备安装到所述模块壳体，所述功率设备可操作成修改在所述功率源与所述电气负载之间传输的电流；将所述功率设备流体地密封到所述第一冷却剂窗，使得所述功率设备的内侧表面暴露至所述冷却剂流体；将热管的外部壳的第一壳段安装到所述功率设备的外侧表面；以及将所述外部壳的第二壳段流体地密封到所述模块壳体的所述第二冷却剂窗，使得所述热管暴露至所述冷却剂流体。
以上发明内容并不代表本公开的每一个实施例或每一个方面。相反，前述发明内容仅提供本文中阐述的一些新颖构思和特征的示例。结合附图和所附权利要求，根据用于执行本公开的说明性示例和模式的以下具体实施方式，本公开的以上特征和优点以及其它特征和附带优点将容易显而易见。此外，本公开明确包括上文和下文呈现的元件和特征的任何和所有组合和子组合。
本发明还包括如下技术方案。
技术方案1. 一种用于控制功率源与电气负载之间的电功率传送的功率模块组件，所述功率模块组件包括：
模块壳体，所述模块壳体包括被构造成使冷却剂流体循环的内部冷却剂腔室，所述模块壳体限定流体地连接到所述冷却剂腔室的第一和第二冷却剂窗；
功率设备，所述功率设备安装到所述模块壳体并且流体地密封到所述第一冷却剂窗，其中，所述功率设备的内侧表面暴露至所述冷却剂流体，所述功率设备可操作成修改在所述功率源与所述电气负载之间传输的电流；以及
热管，所述热管包括外部壳，其中，第一壳段安装到所述功率设备的外侧表面，并且第二壳段流体地密封到所述模块壳体的所述第二冷却剂窗并且暴露至所述冷却剂流体。
技术方案2. 根据技术方案1所述的功率模块组件，其中，所述模块壳体进一步包括配合地限定所述内部冷却剂腔室的多个互连壳体壁，穿过所述壳体壁中的第一壳体壁限定所述第一和第二冷却剂窗。
技术方案3. 根据技术方案2所述的功率模块组件，其中，所述第一和第二冷却剂窗分别包括第一和第二行第一和第二冷却剂窗，并且其中，所述功率设备包括各自安装到所述模块壳体并且流体地密封到所述第一行中的所述第一冷却剂窗中的相应一个第一冷却剂窗的多个功率设备。
技术方案4. 根据技术方案3所述的功率模块组件，其中，所述热管包括各自包括相应外部壳的多个热管，其中，所述外部壳的第一壳段安装到所述功率设备中的相应一个功率设备的外侧表面，并且所述外部壳的第二壳段流体地密封到所述第二行中的所述第二冷却剂窗中的相应一个第二冷却剂窗。
技术方案5. 根据技术方案2所述的功率模块组件，其中，所述模块壳体进一步包括被构造成从冷却剂源接收所述冷却剂流体的冷却剂入口端口，以及被构造成将所述冷却剂流体传送到所述冷却剂源的冷却剂出口端口。
技术方案6. 根据技术方案1所述的功率模块组件，其进一步包括插置在所述功率设备与所述第一冷却剂窗之间并且将所述功率设备流体地密封到所述第一冷却剂窗的第一聚合物O形环，以及插置在所述热管与所述第二冷却剂窗之间并且将所述热管流体地密封到所述第二冷却剂窗的第二聚合物O形环。
技术方案7. 根据技术方案1所述的功率模块组件，其中，所述热管进一步包括封装在所述外部壳内部的工作流体、蒸气罐和芯吸介质。
技术方案8. 根据技术方案7所述的功率模块组件，其中，所述芯吸介质安置在所述蒸气罐与所述外部壳之间，并且被构造成使所述工作流体在汽化时传递到所述蒸气罐中并且使所述工作流体在冷凝时从所述蒸气罐中抽出。
技术方案9. 根据技术方案1所述的功率模块组件，其中，所述热管的所述外部壳是细长结构，其中，所述第一壳段安置在所述外部壳的第一端部处，所述第二壳段安置在所述外部壳的第二端部处，并且阶梯式段在所述第一与第二壳段之间延伸并且连接所述第一和第二壳段。
技术方案10. 根据技术方案9所述的功率模块组件，其中，所述阶梯式段从所述第一和第二壳段以倾斜角度延伸。
技术方案11. 根据技术方案1所述的功率模块组件，其中，所述功率设备包括罐封在直接接合的铜(DBC)或直接接合的铝(DBA)的层中的功率半导体开关设备，并且其中，所述热管的所述第一壳段直接安装到所述DBC或DBA的层。
技术方案12. 根据技术方案11所述的功率模块组件，其中，所述功率设备进一步包括衬底以及在所述功率设备的与所述热管相对的侧面上从所述衬底突出的销状翅片。
技术方案13. 根据技术方案1所述的功率模块组件，其中，所述功率设备坐置在所述模块壳体的外部表面上，延伸跨越并覆盖所述第一冷却剂窗，并且夹设在所述热管与所述模块壳体之间。
技术方案14. 一种电驱动车辆，其包括：
车身，其中，多个车轮附接到所述车身；
牵引马达，所述牵引马达附接到所述车身并且被配置成驱动所述车轮中的一者或多者，从而推进所述车辆；
牵引蓄电池组，所述牵引蓄电池组附接到所述车身并且被配置成通过所述牵引马达传输电流；以及
功率模块组件，所述功率模块组件包括：
模块壳体，所述模块壳体附接到所述车身并且包括被构造成使冷却剂流体循环的内部冷却剂腔室，所述模块壳体限定流体地连接到所述冷却剂腔室的第一和第二冷却剂窗；
功率半导体开关设备（功率设备），所述功率半导体开关设备（功率设备）安装到所述模块壳体并且流体地密封到所述第一冷却剂窗，其中，所述功率设备的内侧表面暴露至所述冷却剂流体，所述功率设备可操作成修改在所述牵引马达与所述牵引蓄电池组之间传输的所述电流；以及
两相传热热管设备，所述两相传热热管设备包括外部壳以及密封在所述外部壳内部的工作流体、蒸气罐和芯吸介质，所述外部壳包括安装到所述功率设备的外侧表面的第一壳段，以及流体地密封到所述第二冷却剂窗并且暴露至所述冷却剂流体的不同于所述第一壳段的第二壳段。
技术方案15. 一种构造用于控制功率源与电气负载之间的电功率传送的功率模块组件的方法，所述方法包括：
接收带有被构造成使冷却剂流体循环的内部冷却剂腔室的模块壳体，所述模块壳体限定流体地连接到所述冷却剂腔室的第一和第二冷却剂窗；
将功率设备安装到所述模块壳体，所述功率设备可操作成修改在所述功率源与所述电气负载之间传输的电流；
将所述功率设备流体地密封到所述第一冷却剂窗，使得所述功率设备的内侧表面暴露至所述冷却剂流体；
将热管的外部壳的第一壳段安装到所述功率设备的外侧表面；以及
将所述外部壳的第二壳段流体地密封到所述模块壳体的所述第二冷却剂窗，使得所述热管暴露至所述冷却剂流体。
技术方案16. 根据技术方案15所述的方法，其中，所述第一和第二冷却剂窗分别包括第一和第二行第一和第二冷却剂窗，并且所述功率设备包括多个功率设备，并且其中，安装所述功率设备包括将所述功率设备中的每一者安装到所述模块壳体，并且流体地密封所述功率设备包括将所述功率设备中的每一者流体地密封到所述第一行中的所述第一冷却剂窗中的相应一个第一冷却剂窗。
技术方案17. 根据技术方案16所述的方法，其中，所述热管包括各自包括相应外部壳的多个热管，并且其中，安装所述第一壳段包括将所述第一壳段中的每一者安装到所述功率设备中的相应一个功率设备的外侧表面，并且流体地密封所述第二壳段包括将所述第二壳段中的每一者流体地密封到所述第二行中的所述第二冷却剂窗中的相应一个第二冷却剂窗。
技术方案18. 根据技术方案15所述的方法，其进一步包括：
将第一聚合物O形环安装在所述功率设备与所述第一冷却剂窗之间，以及
将第二聚合物O形环安装在所述热管与所述第二冷却剂窗之间。
技术方案19. 根据技术方案15所述的方法，其中，所述热管进一步包括封装在所述外部壳内部的工作流体、蒸气罐和芯吸介质，所述芯吸介质安置在所述蒸气罐与所述外部壳之间，并且被构造成使所述工作流体在蒸发时传递到所述蒸气罐中并且使所述工作流体在冷凝时从所述蒸气罐中抽出。
技术方案20. 根据技术方案15所述的方法，其中，所述外部壳是细长结构，其包括安置在所述外部壳的第一端部处的所述第一壳段、安置在所述外部壳的第二端部处的所述第二壳段、以及在所述第一与第二壳段之间延伸并且连接所述第一和第二壳段的阶梯式段，其中，所述阶梯式段从所述第一和第二壳段以倾斜角度延伸。
附图说明
图1是根据本公开的方面的带有牵引马达的代表性电驱动车辆的局部示意性侧视图，所述牵引马达通过高压电气***连接到可再充电牵引蓄电池组。
图2是根据本公开的方面的带有多个牵引蓄电池组的代表性电气化动力传动系***的示意图，所述牵引蓄电池组经由高压主DC总线、DC大容量电容器和牵引功率逆变器模块(TPIM)组件连接到电动马达/发电机单元。
图3是根据所公开构思的方面的带有用于功率设备热管理的直接冷却热管***的代表性高压功率模块组件的正视透视图。
图4是图3的代表性功率模块组件的局部分解透视图。
图5是图3的代表性功率模块组件的截面侧视图。
图6是图3的代表性功率模块组件中的热管中的一者的截面侧视图。
本公开服从各种修改和替代形式，并且一些代表性实施例在附图中按示例方式示出，并且将在下文详细描述。然而，应理解，本公开的新颖方面并不限于上文枚举的附图中示出的特定形式。相反，本公开将覆盖落入如例如由所附权利要求包含的本公开的范围内的所有修改、等效方案、组合、子组合、排列、分组和替代方案。
具体实施方式
本公开容许许多不同形式的实施例。本公开的代表性实施例示出在附图中，并且将在本文中以如下理解详细描述：这些实施例提供为所公开原理的例证，而非本公开的广泛方面的限制。就此而言，例如在说明书摘要、引言、发明内容和具体实施方式章节中描述、但未在权利要求中明确阐述的元件和限制不应该通过暗示、推断或以其它方式单独或共同并入到权利要求中。
出于本具体实施方式的目的，除非特别否认，否则单数包括复数、并且反之亦然；词语“和”以及“或”应该是连接词和反意连接词两者；词语“任何”和“所有”两者应该意指“任何和所有”；并且词语“包括有”、“包含”、“包括”、“具有”等等应该各自意指“包括但不限于”。此外，近似词语（例如“约”、“几乎”、“基本上”、“大致”、“大约”等等）可以各自在本文中按例如“在、接近或几乎在”、或“在0-5%内”或“在可接受制造公差内”或其任何逻辑组合的意义使用。最后，方向性形容词和副词（例如前、后、内侧、外侧、右侧、左侧、竖直、水平、向上、向下、前部、后部、左部、右部等等）可以是相对于机动车辆而言的，例如当车辆在水平驾驶表面上可操作地取向时，机动车辆的向前驾驶方向。
现在参考附图，其中贯穿数个视图，相似的附图标记指代相似的特征，在图1中示出代表性汽车的示意性图示，其通常以10表示，并且在本文中出于论述目的描绘为轿车型混合电动客车车辆。给一个或多个电动马达-发电机单元16提供功率的牵引蓄电池组14封装在汽车10的车身12内（例如，在乘客隔室、行李隔室或专用蓄电池隔室内部），电动马达-发电机单元16驱动车辆的车轮18中的一者或多者，从而推进车辆10。所示出的汽车10（在本文中也简称为“机动车辆”或“车辆”）仅是可以实践本公开的特征的示例性应用。同样地，在附图中呈现的特定电驱动动力传动系架构的本构思的实施方案还应该理解为所公开构思的示例性应用。如此，将理解，本公开的方面和特征可以适用于其它动力传动系架构，并且针对任何逻辑相关类型的机动车辆来实现。此外，已经示出车辆、动力传动系和功率模块组件的仅选定部件，并且在本文中将对其另外详细描述。然而，下文论述的车辆和***可以包括许多额外和替代特征，以及其它市售***部件，例如，以执行本公开的各种协议和/或算法。
图1是停靠在车辆充电站20处并且可操作地耦接到车辆充电站20以便对车载可再充电能量源（例如高压直流(DC)牵引蓄电池组14）再充电的电驱动车辆10的简化图示。牵引蓄电池组14可以采用许多合适构造，包括铅酸、锂离子或其它适用类型的可再充电电动车辆蓄电池(EVB)阵列。为了在牵引蓄电池组14与车辆充电站20之间提供可操作耦接，车辆10可以包括安装到车身12的下侧的例如带有集成感应线圈的感应充电部件22。此感应充电部件22充当与车辆充电站20的无线充电板或平台24（例如，与内部EMF线圈）兼容的无线充电接口。在所示出的示例中，无线充电板/平台24位于车辆充电站20的地板上，根据“目标位置”定位，出于车辆10的高效和有效无线充电的目的，所述“目标位置”充当所期望的停车位置。特别地，图1描绘了按正确前-后对齐并且按正确右侧-左侧对齐停放的车辆10，这帮助确保了感应充电部件22在横向和纵向这两者的尺寸上与无线充电板/平台24大致对齐。
作为一些非限制性示例，车辆充电站20可以采用任何迄今为止和在下文中开发的类型的有线和无线充电技术，包括感应充电、无线电充电和谐振充电。根据电磁感应充电技术，图1的代表性无线充电板24可以通过电流激活以在感应充电部件22附近产生交变电磁场。此磁场继而在车辆10的感应充电部件22中感应出电流。感应电流可以由车内电气调制电路***滤波、下降和/或相移，以便为牵引蓄电池组14或车辆10的其它能量源（例如，标准12V铅酸启动、照明和点火(SLI)蓄电池、辅助功率模块等等）充电。蓄电池组冷却***56可以集成到牵引蓄电池组14以例如通过提供冷却剂流体的计量流来提供蓄电池组内的模块的大致均匀冷却。
牵引蓄电池组14存储能量，所述能量可以由牵引马达16用于推进并且用于操作其它车辆电气***。牵引蓄电池组14通过电子控制单元(ECU) 26通信地连接（有线或无线地）到一个或多个车辆控制器（表示在图1中），电子控制单元(ECU) 26调节各种车载车辆部件的操作。由ECU 26控制的接触器例如可以在断开时使牵引蓄电池组14与其它部件隔离，并且在闭合时使牵引蓄电池组14连接到其它部件。ECU 26还通信地连接到每一电动马达-发电机单元(MGU) 16以控制例如牵引蓄电池组14与MGU 16之间的双向能量传送。例如，牵引蓄电池组14可以提供DC电压，而MGU 16可以使用三相AC电流操作；在此情况下，ECU 26将DC电压转换为三相AC电流，以由马达-发电机16使用。在MGU 16充当发电机的再生模式中，ECU26可以将来自MGU 16的三相AC电流转换为与牵引蓄电池组14兼容的DC电压。代表性ECU 26还示出为与充电部件22通信，例如，以调节从车辆充电站20供应到蓄电池组14的功率，从而帮助确保适当电压和电流水平。ECU 26还可以与充电站20连接，例如，以协调到达车辆10和来自车辆10的功率递送的定时、数量和用户偏好。
图1的车辆充电站20还经由“***式”电连接器32为电动车辆10提供有线充电，“***式”电连接器32可以是多种不同市售电连接器类型中的任一者。通过非限制性示例，电连接器32可以是汽车工程师协会(SAE) J1772（类型1）或J1772-2009（类型2）电连接器，其以单相或分相模式在高达80安培(A)峰值电流的交流电(AC)的情况下在120至240伏(V)下操作以用于导电车辆充电。此外，充电连接器32还可以被设计成满足在国际电工委员会(IEC)62196-3 Fdis和/或IEC 62196-2中阐述的标准，以及任何其它目前适用或以后强制执行的标准。在车身12的外部上可接近的充电端口34是有线充电接口，其充当电连接器32可以***到其中或以其它方式配合的电气入口。此端口34使得用户能够容易地经由充电站20将车辆10连接到容易获得的AC或DC源（例如公用设施电网）并且从容易获得的AC或DC源（例如公用设施电网）断开连接。图1的充电端口34并不限于任何特定设计，并且可以是实现导电或其它类型的电连接的任何类型的入口、端口、连接、插座、插头等等。车身12上的铰接充电端口门(CPD) 36可以选择性地打开和关闭，以分别接近和覆盖充电端口34。
作为车辆充电过程的一部分，电驱动车辆10可以监视有线/无线充电可用性、无线功率质量以及可能影响充电的其它相关变量。根据所示出的示例，图1的车辆ECU 26与监视***通信并且从监视***接收传感器信号，所述监视***在本文中由车辆10的一个或多个车载“驻留”感测设备28和/或车辆充电站20的一个或多个非车载“远程”感测设备30表示。实际上，此监视***可以包括单个传感器，或者其可以包括分布式传感器架构，其中各式各样的传感器封装在与附图中所示位置类似的位置或替代位置处。通过充电端口34安装的CPD传感器38可以感测CPD 36的门状态（打开/关闭），并且由车辆的ECU 26轮询或读取以确定CPD 36的门状态（打开/关闭）。另外，帮助将电连接器32物理地附接和固定到充电端口34的闩锁按钮40可以包括内部开关（例如，SAE S3型开关），其充当感测设备来检测电连接器32是否可操作地连接到充电端口34。
图1的代表性车辆10可以最初配备有车辆电信和信息（“远程信息处理”）单元42，其与位于远处或“非车载”云计算服务***44无线地通信（例如，经由蜂窝塔、基站和/或移动交换中心(MSC)等等）。充当用户-输入设备和车辆-输出设备两者，远程信息处理单元42可以配备有电子视频显示设备46以及各式各样的输入控制件48（例如，按钮、旋钮、开关、触控板、键盘、触摸屏等等）。这些远程信息处理硬件部件可以至少部分充当驻留车辆导航***，例如，以实现辅助和/或自动车辆导航，并且充当人/机接口(HMI)，例如，以使得用户能够与远程信息处理单元42以及车辆10的其它***和***部件通信。可选的***硬件可以包括麦克风，所述麦克风向车辆乘员提供输入口头或其它听觉命令的能力；车辆10可以配备有嵌入式语音处理单元，所述嵌入式语音处理单元编程有计算话语识别软件模块。带有一个或多个扬声器部件的车辆音频***可以向车辆乘员提供可听的输出，并且可以是专用于与远程信息处理单元42一起使用的单独设备，或者可以是通用音频***的一部分。
继续参考图1，远程信息处理单元42是车载计算设备，其单独地并且通过其与其它联网设备的通信来提供混合服务。远程信息处理单元42可以通常由一个或多个处理器组成，所述处理器中的每一者可以实施为分立微处理器、专用集成电路(ASIC)、专用控制模块等等。车辆10可以经由可操作地耦接到一个或多个电子存储器设备50的ECU 26提供集中车辆控制，电子存储器设备50中的每一者可以采用带有实时时钟(RTC)的CD-ROM、磁盘、IC设备、半导体存储器（例如，各种类型的RAM或ROM）等等的形式。可以经由蜂窝芯片组/部件、导航和定位芯片组/部件（例如，全球定位***(GPS)收发器）或无线调制解调器中的一者或多者或全部提供与远程非车载联网设备的远程车辆通信能力，所述部件中的所有部件共同以52表示。可以经由短程无线通信设备（例如，蓝牙®单元或近场通信(NFC)收发器）、专用短程通信(DSRC)部件和/或双天线提供近距离无线连接性，所述部件中的所有部件共同以54表示。上文描述的通信设备可以在车对车(V2V)或车联网(V2X)通信***（例如，车对基础设施(V2I)、车对行人(V2P)、车对设备(V2D)等等）中提供数据交换作为周期性广播的一部分。
接下来转向图2，示出带有可再充电能量存储***(RESS) 115的代表性电气化动力传动系架构，可再充电能量存储***(RESS) 115适于存储用于驱动电气负载（例如图1的车辆10的MGU 16）的高压高安培时电能。RESS 115可以是深度循环高安培容量蓄电池***，其例如根据所期望的车辆范围、总车辆重量以及从RESS 115汲取电功率的各种负载的额定功率而额定为大约400至800 VDC或以上。为此目的，RESS 115可以包括多个高压、可独立再充电的蓄电池组121A和121B，其可选择性地电连接到多相电机，例如三相永磁体(PM)牵引马达(M) 114。虽然为说明简单起见，在图2中示出两个牵引蓄电池组121A、121B和一个牵引马达114，但是在RESS 115内可以使用单个牵引蓄电池组或者三个或更多个牵引蓄电池组来给任何数目个电牵引马达提供功率。
第一(B1)和第二(B2)牵引蓄电池组121A、121B可以相对于高压主DC总线160和功率逆变器模块(PIM) 162并联电连接，以用于管控到达牵引马达114和来自牵引马达114的电能传输。每一蓄电池组121A、121B配备有蓄电池单元161A和161B的相应堆，包括锂离子电池、锂聚合物电池或提供足够高功率密度的任何其它可再充电电化学电池，以及任何必需的导电蓄电池支撑结构、蓄电池组冷却***和电流调节硬件。每一蓄电池组121A、121B中的蓄电池单元161A、161B的数目和布置可以随RESS 115的预期应用而变化，例如在某些高压应用中，每一电池组使用96个或更多个此类单元。应了解，图2的代表性动力传动系架构可以包括上文关于图1的车辆驱动***描述的选项和特征中的任一者，并且反之亦然。
可以是牵引功率逆变器模块(TPIM)的一部分的DC到AC和AC到DC功率逆变器模块162经由多相绕组166连接到牵引马达114以在马达114与蓄电池组121A、121B之间传输电能。功率逆变器模块162可以并入多个功率逆变器和相应马达控制模块，所述马达控制模块可操作成从其接收马达控制命令并且控制逆变器状态，以提供马达驱动或再生功能。功率逆变器模块162可以包括一组半导体开关SI1-SI6（在本文中还称为“逆变器开关”），其配合地将来自能量存储设备（蓄电池组121A、121B）的直流电功率转换为功率，以经由高频开关给电机114提供功率。每一半导体开关SI1-SI6可以按如下形式实施为压控双极开关设备：绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、宽带间隙(WBG)设备或具有对应栅极的其它合适开关，栅极信号施加到所述栅极以改变给定开关的接通/断开状态。通常，针对三相电机中的每一相存在至少一个半导体开关。
牵引蓄电池组121A、121B包括一组168固态继电器开关或接触器S1-S3（在本文中还称为“蓄电池组接触器开关”），其独立地响应于来自合适控制器或专用控制模块的信号以管控蓄电池***的电气输出。接触器/开关S1-S3适于在电气负载下闭合，以便确保电功率例如到车辆的推进***的瞬时或近乎瞬时递送，并且驱动任何数目个车内附件。正如PIM162内的半导体逆变器开关一样，蓄电池组接触器开关168可以由高效开关设备（例如宽间隙氮化镓(GaN)或碳化硅(SiC) MOSFET、IGBT或其它合适电子设备）构造而成。可以使用专用第一(A1)和第二(A2)电流传感器174A和174B测量图2的牵引蓄电池组121A、121B的相应实时电流，所述电流传感器可以集成在对应蓄电池组的蓄电池壳体内。
牵引蓄电池组121A、121B的DC输出电压分别通过与牵引蓄电池组121A、121B两者电气并联放置的固定式高频DC大容量电容器(C1) 172递送跨越正和负电压总线轨170A和170B。为了便于图示，高频DC大容量电容器172在图2中描绘为单个设备。然而，应了解，DC大容量电容器172可以由按串联、并联或任何其它合适电气配置电气布置的多个电容器设备组成，以在高压主DC总线160的正和负导体之间的电气电路中提供电容。RESS感测***（未示出）可以被布置成监视主DC总线160、PIM 162和大容量电容器172的操作参数，例如跨越高压主DC总线160的正和负总线轨170A和170B测量的总线电势。
DC大容量电容器172的电容器大小可以用其总电容描述，并且可以基于任何数目个变量来选择，所述变量包括预期电压范围、峰值电流和跨越主DC总线160的纹波电压幅值。在这方面，大容量电容器的电容还可以关于若干参数确定，例如峰值电压、均方根(RMS)电流、最小和最大总线电流水平、操作温度以及其它因素。如此，当采用例如六步操作模式来操作功率逆变器模块162时，可以基于预期DC总线电压纹波来选择DC大容量电容器172的大小（就其总电容而言）。作为仍另一选项，DC大容量电容器172可以采用任何合适电容性存储设备的形式，其可以是电解设备、铝设备、陶瓷设备、塑料电容设备、缠绕膜设备等等。此外，每一电容器设备采用的导电材料可以包括任何合适导电材料，例如铝、铜、金、锌或者前述金属材料的合金或复合材料。
图3-图5呈现新颖的电子功率模块组件（在本文中由功率逆变器模块210表示），其配备有直接冷却热管***以实现模块的单独的功率设备的优化热管理。功率逆变器模块210可以电气插置在功率源（例如图1的牵引蓄电池组14或图2的RESS 115）与电气负载（例如图1的MGU 16或图2的牵引马达114）之间，用于通过平滑AC/DC电流转换维持高压高频功率传输。如上文所指示的，功率逆变器模块210可以并入到图1和图2的代表性应用中，或者可替代地，可以实现成其它商业应用，包括公用电网、光伏平衡***、燃料电池发电机等等。同样地，虽然示出和描述为牵引功率逆变器模块，但是可以设想，下文关于图3-图6论述的新颖特征可以针对其它功率模块组件来实现，包括车载充电模块(OBCM)、单功率逆变器模块(SPIM)、BAS功率逆变器模块(BPIM)、后部功率逆变器模块(RPIM)等等。
共同参考图3和图4，除其它之外，功率逆变器模块210组件还构造有保护性外部壳体212、一个或多个功率半导体开关设备214以及一个或多个传热热管216。虽然示出包括具有六个热管216的六个功率设备214，但是可以设想，功率逆变器模块210可以包括比所示出的数目个功率设备214和热管216更多或更少的功率设备和热管。模块壳体212可以由电气绝缘材料（例如塑料、环氧树脂和/或环氧树脂浸渍的玻璃纤维）形成，或者由金属材料（包括铸造铝）形成。如图所示，壳体212制成有多个外部壳体壁：分别为左侧和右侧侧壁211A和211B（图5）；分别为顶部和底部壁213A和213B（图5）；以及分别为前部和后部壁215A和215B（图4）。这些壳体壁配合地限定内部冷却剂腔室217（图5），热减轻冷却剂流体218（例如，基于乙二醇的冷却剂）循环通过内部冷却剂腔室217。在这方面，冷却剂入口端口220提供到达冷却剂源（例如，冷却剂馈送管线、电动泵和热交换器）的流体连接点，并且从而从冷却剂源接收冷却剂流体。冷却剂流体经由在入口端口220的相对侧上从壳体212突出的冷却剂出口端口222从功率逆变器模块210返回到冷却剂源（例如，冷却剂返回管线和冷却剂流体体积）。应了解，模块壳体212的几何形状、大小和构造可以不同于附图中所示以适应其它应用的设计约束。
图3-图5的模块壳体212也制成有冷却剂接近窗，所述冷却剂接近窗在冷却剂腔室217与功率设备214和热管216两者之间提供流体接口。根据所示出的示例，壳体的最外侧侧壁211A、211B穿过其各自限定六个冷却剂窗：底部（第一）行219A三个（第一）冷却剂窗219；以及顶部（第二）行219B三个（第二）冷却剂窗219。冷却剂窗219的数目以及其相应布置、大小和取向可以不同于所示出的示例、而不背离本公开的范围。除提供到达热交换冷却剂流体的接口以外，功率逆变器模块的外部壳体212还向安装到其的设备提供机械支撑、腐蚀防护、振动保护、热保护等等。功率逆变器模块210可以包括多个可选特征，例如模块壳体212使用例如螺纹紧固件刚性地安装到其上的导电基板（未示出）。每一功率设备214的有源（漏极）端子可以电连接到此基板，而每一设备214的有源（源极）端子电连接到导电PIM接片，所述导电PIM接片中的每一者提供与多相绕组的端子连接点。
至少一个或者如图所示六个功率设备214安装到模块壳体212，功率设备214可单独和共同操作以调制电功率源与电气负载之间的电流传送。在代表性TPIM实施方案中，每一功率设备214是基于集成电路(IC)的半导体开关设备，例如IGBT设备、WBG设备、MOSFET设备等等。一个示例是由Infineon Technologies AG公司生产的HybridPACK™ DSC S2半桥功率模块。对于至少一些应用，可以期望的是，所有六个功率设备214彼此大致相同。虽然未示出，但是其它电子设备可以可操作地支撑在模块壳体212上，例如接触电阻器板、马达控制单元等等。
功率设备214各自例如经由压缩硬件、安装托架和/或机械紧固件牢固地安装在外部壳体壁的面向外侧的表面上。特别地，每一功率设备214抵靠模块壳体212的外部面坐置，延伸跨越并覆盖相应冷却剂窗219，并且夹设在相应热管216与壳体侧壁211A、211B中的一者之间。矩形（第一）聚合物O形环224压缩在功率设备214与底部行219A窗219中的冷却剂窗219中的一个冷却剂窗之间，并且因此，将功率设备214流体地密封到底部行219A窗219中的冷却剂窗219中的一个冷却剂窗。这样做的话，功率设备214的面向内侧的表面直接暴露至内部冷却剂腔室217内部的冷却剂流体218，如图5中最佳所示。每一O形环224密封件可以被确定大小成恰好大于冷却剂窗219的周长，并且恰好小于功率设备的内侧表面的周长，以确保冷却剂流体218与功率设备214之间的最大接触表面面积。
继续参考图3-图5，热管216提供热力学管道，其使功率设备214的面向外侧的表面与循环通过模块壳体的内部冷却剂腔室217的冷却剂流体218连接。根据所示出的示例，功率逆变器模块210构造有六个单独的独立热管216，热管216中的每一者专用于单个功率设备214。然而，可以设想，功率逆变器模块210可以包括多于或少于六个热管216，其可以采用来自所示出构造的替代形状、大小和封装位置。例如，选定组的功率设备214（例如，安装到左侧和右侧侧壁211A、211B的第一和第二组三个功率设备214）可以各自共享一个扩大组合热管。
类似于图3-图5的功率设备214，对于至少一些应用，可以期望的是，所有六个热管216彼此大致相同。如图6中最佳所见，例如，每一热管216可以由刚性导热外部壳228（例如，由挤压铜形成）组成，其中工作流体（箭头230）、可渗透蒸气罐232和流体-芯吸介质234封装在外部壳228内部。安置在蒸气罐232的外表面与外部壳228的内部表面之间的芯吸介质234可以由各式各样的合适材料制作而成，例如细纤维的粗纱、包覆织物、交织金属线、网筛、直接从壳228的内表面雕刻的带槽芯、用于烧结粉末芯的铜颗粒等等。工作流体230可以包括水和制冷剂的混合物。每一热管216可以是流体地密封的分立单元，其缺少用于与内部冷却剂腔室217交换冷却剂流体的流体端口。外部壳228的宽度与功率设备214的面向外侧的表面大致相同，并且高度与两个竖直邻近窗219的远侧端部之间的距离大致相同。
热管216的外部壳228是细长多面体结构，其中大致平坦矩形下部（第一）壳段221位于壳228的底部（第一）端部处，并且大致平坦矩形上部（第二）壳段223位于壳228的顶部（第二）端部处。大致平坦阶梯式壳段225邻接下部和上部壳段221、223，在下部与上部壳段221、223之间延伸，并且在结构上使下部和上部壳段221、223彼此连接。如图所示，阶梯式壳段225从下部和上部壳段221、223的近侧边缘以倾斜角度（例如，约45度）延伸。对于至少一些应用，可以期望的是，壳段221、223的横向宽度大致相同，并且大致等于功率设备214的横向宽度。热管的下部（第一）壳段221例如经由铜焊、钎焊、焊接、紧固件、粘合剂等等直接安装到相应功率设备214的面向外侧的表面。相比之下，上部（第二）壳段223流体地密封到第二行219B窗219中的相应冷却剂窗219，并且因此，直接暴露至冷却剂流体218。例如，示出矩形（第二）聚合物O形环226压缩在热管216与其对应冷却剂窗219之间，并且因此，将热管216流体地密封到其对应冷却剂窗219。
在功率逆变器模块210组件的操作期间，功率设备214将产生大量的热。功率设备214将经由第一行219A窗219中的冷却剂窗219将此热的一部分通过其面向内侧的表面直接对流传送到冷却剂流体218。此设备产生的热的一部分还将通过功率设备的面向外侧的表面直接传送到热管216。此热将通过热管216的下端，从而导致密封在外部壳228内的工作流体230蒸发。当工作流体230因为吸收设备产生的热而汽化时，芯吸介质234用于使工作流体230传递到蒸气罐232中。汽化的工作流体230向上迁移通过蒸气罐232，并且在热管216的流体冷却的上端处冷凝。在冷凝时，芯吸介质234用于将工作流体230从蒸气罐232中抽出。液化的工作流体230然后将在重力的作用下向下迁移通过外部壳228到达热管216的下端以重新开始循环。
所公开的构思的方面还涉及用于制成所公开车辆、动力传动系和功率模块中的任一者的方法以及用于使用所公开车辆、动力传动系和功率模块中的任一者的方法。下文进一步详细描述的一些或全部操作可以代表对应于处理器-可执行指令的算法或工作流过程，所述处理器-可执行指令可以例如存储在主要、辅助和/或远程存储器中，并且例如由驻留或远程控制器、处理单元、控制逻辑电路或者其它设备模块或网络执行，以实施与所公开的构思相关联的上文或下文描述的功能中的任一或全部功能。应该认识到，可以改变这些操作的执行次序，可以添加额外操作，并且可以修改、组合或消除所描述操作中的一些操作。
组装功率模块组件（例如图3-图5的PIM 210）的方法可以从制作、取回或装载（统称为“接收”）模块壳体（例如保护性外部壳体212）开始，所述模块壳体具有被设计成使冷却剂流体循环通过的内部冷却剂腔室。如上所述，所述模块壳体包括流体地连接到冷却剂腔室的多个冷却剂窗，例如第一和第二行219A、219B窗219。一个或多个功率设备（例如功率半导体开关设备214）安装到模块壳体的一个或多个外部表面。每一功率设备流体地密封到相应冷却剂窗，使得所述功率设备的内侧表面暴露至循环冷却剂流体。一个或多个热管（例如传热热管216）也安装到模块壳体的外部表面中的一者或多者。这可以包括将热管的外部壳的壳段安装到功率设备的外侧表面，并且将外部壳的另一壳段流体地密封到模块壳体的相应冷却剂窗，使得所述热管暴露至循环冷却剂流体。
上述方法还可以包括基于功率设备和冷却剂窗的尺寸使热管的外部壳形成有上部和下部壳段。所述方法可以可选地包括将功率设备罐封在直接接合的铜(DBC)或直接接合的铝(DBA)的层中。例如，图5的插图将功率设备214描绘为具有第一和第二衬底231和233（例如，由氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)或氮化硅(Si3N4)形成）的分层层压结构，所述衬底中的每一者夹设在两个铜-铝(CuAl)合金DBC层235之间，并且接合到功率设备开关237的相对面。在此情况下，示出热管216的第一壳段216直接铜焊/钎焊到外侧DBC层235。销状翅片239安装到内侧DBC层235，从而在功率设备214的与热管216相对的侧面上从衬底231突出。作为另一个选项，销状翅片239可以安装到内侧DBC层，或者可替代地，可以与另一DBC层联接，或者直接从DBC层机加工。
已经参考所示出的实施例详细描述了本公开的方面；然而，本领域技术人员将认识到，可以对其作出许多修改、而不背离本公开的范围。本公开并不限于本文中公开的精确构造和组成；根据前述描述显而易见的任何和所有修改、改变和变化都在由所附权利要求限定的本公开的范围内。此外，本构思明确包括前述元件和特征的任何和所有组合和子组合。

Claims (10)

1.一种用于控制功率源与电气负载之间的电功率传送的功率模块组件，所述功率模块组件包括：
模块壳体，所述模块壳体包括被构造成使冷却剂流体循环的内部冷却剂腔室，所述模块壳体限定流体地连接到所述冷却剂腔室的第一和第二冷却剂窗；
功率设备，所述功率设备安装到所述模块壳体并且流体地密封到所述第一冷却剂窗，其中，所述功率设备的内侧表面暴露至所述冷却剂流体，所述功率设备可操作成修改在所述功率源与所述电气负载之间传输的电流；以及
热管，所述热管包括外部壳，其中，第一壳段安装到所述功率设备的外侧表面，并且第二壳段流体地密封到所述模块壳体的所述第二冷却剂窗并且暴露至所述冷却剂流体。
2.根据权利要求1所述的功率模块组件，其中，所述模块壳体进一步包括配合地限定所述内部冷却剂腔室的多个互连壳体壁，穿过所述壳体壁中的第一壳体壁限定所述第一和第二冷却剂窗。
3.根据权利要求2所述的功率模块组件，其中，所述第一和第二冷却剂窗分别包括第一和第二行第一和第二冷却剂窗，并且其中，所述功率设备包括各自安装到所述模块壳体并且流体地密封到所述第一行中的所述第一冷却剂窗中的相应一个第一冷却剂窗的多个功率设备。
4.根据权利要求3所述的功率模块组件，其中，所述热管包括各自包括相应外部壳的多个热管，其中，所述外部壳的第一壳段安装到所述功率设备中的相应一个功率设备的外侧表面，并且所述外部壳的第二壳段流体地密封到所述第二行中的所述第二冷却剂窗中的相应一个第二冷却剂窗。
5.根据权利要求2所述的功率模块组件，其中，所述模块壳体进一步包括被构造成从冷却剂源接收所述冷却剂流体的冷却剂入口端口，以及被构造成将所述冷却剂流体传送到所述冷却剂源的冷却剂出口端口。
6.根据权利要求1所述的功率模块组件，其进一步包括插置在所述功率设备与所述第一冷却剂窗之间并且将所述功率设备流体地密封到所述第一冷却剂窗的第一聚合物O形环，以及插置在所述热管与所述第二冷却剂窗之间并且将所述热管流体地密封到所述第二冷却剂窗的第二聚合物O形环。
7.根据权利要求1所述的功率模块组件，其中，所述热管进一步包括封装在所述外部壳内部的工作流体、蒸气罐和芯吸介质。
8.根据权利要求7所述的功率模块组件，其中，所述芯吸介质安置在所述蒸气罐与所述外部壳之间，并且被构造成使所述工作流体在汽化时传递到所述蒸气罐中并且使所述工作流体在冷凝时从所述蒸气罐中抽出。
9.根据权利要求1所述的功率模块组件，其中，所述热管的所述外部壳是细长结构，其中，所述第一壳段安置在所述外部壳的第一端部处，所述第二壳段安置在所述外部壳的第二端部处，并且阶梯式段在所述第一与第二壳段之间延伸并且连接所述第一和第二壳段。
10.根据权利要求9所述的功率模块组件，其中，所述阶梯式段从所述第一和第二壳段以倾斜角度延伸。
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