本公開涉及用于機(jī)動(dòng)車輛的電動(dòng)傳動(dòng)系的電力模塊組件。

背景技術(shù)：

諸如純電動(dòng)車輛(bev)、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(phev)和重度混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(fhev)包含用作一個(gè)或更多個(gè)電機(jī)的能量源的牽引電池總成。牽引電池包括輔助管理車輛性能和運(yùn)轉(zhuǎn)的部件和系統(tǒng)。在電池與電機(jī)之間電連接有電力逆變器，以將來自電池的直流電轉(zhuǎn)換為與電機(jī)兼容的交流電。電力逆變器還可用作整流器，以將來自電機(jī)的交流電轉(zhuǎn)換為與電池兼容的直流電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種電力電子系統(tǒng)包括多個(gè)電力模塊，每個(gè)電力模塊均具有功率級(jí)并限定有側(cè)囊。電力模塊以陣列的方式堆疊，使得側(cè)囊與功率級(jí)相交替。仿制模塊限定有第一冷卻劑囊，并設(shè)置在所述陣列內(nèi)，使得第一冷卻劑囊與其中一個(gè)側(cè)囊配合而限定冷卻劑腔。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)側(cè)囊均包括限定有入口和出口的底板，其中，第一冷卻劑囊包括限定有輸送冷卻劑的單個(gè)開口的底板。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，仿制模塊在第一冷卻劑囊的相對側(cè)還限定有第二冷卻劑囊，其中，仿制模塊還設(shè)置在所述陣列內(nèi)，使得第二冷卻劑囊與另一個(gè)側(cè)囊配合而限定另一個(gè)冷卻劑腔。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，仿制模塊還限定有與冷卻劑腔流體連通的單個(gè)通路。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，仿制模塊將所述陣列分成第一部分和第二部分，其中，所述陣列被構(gòu)造成使得冷卻劑沿第一方向流經(jīng)所述第一部分的冷卻劑囊并且使冷卻劑沿第二方向流經(jīng)所述第二部分的冷卻劑囊。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)電力模塊均限定有至少兩個(gè)冷卻劑孔，其中，仿制模塊限定有至少一個(gè)冷卻劑孔，其中，每個(gè)電力模塊均包括比仿制模塊多的冷卻劑孔。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，仿制模塊具有與至少一個(gè)電力模塊相同的輪廓。

根據(jù)另一實(shí)施例，一種電力逆變器包括多個(gè)電力模塊，每個(gè)電力模塊均包括功率級(jí)以及限定有與功率級(jí)鄰近的冷卻劑囊的主側(cè)部。電力模塊以陣列的方式堆疊，使得冷卻劑囊與功率級(jí)相交替。仿制模塊設(shè)置在所述陣列內(nèi)，且位于相鄰的電力模塊之間，從而將所述陣列分成第一部分和第二部分。

根據(jù)又一實(shí)施例，一種用于電力電子系統(tǒng)的電力模塊組件包括多個(gè)相同的電力模塊，每個(gè)電力模塊均包括功率級(jí)和主側(cè)部，每個(gè)主側(cè)部均限定有與功率級(jí)鄰近的囊。電力模塊以陣列的方式堆疊使得彼此相鄰的囊形成與電力模塊交替的冷卻劑腔。仿制模塊具有與電力模塊相同的輪廓，并設(shè)置在所述陣列內(nèi)且位于相鄰的兩個(gè)電力模塊之間，從而將所述陣列分成第一部分和第二部分。所述陣列被構(gòu)造成使得冷卻劑沿第一方向流經(jīng)所述第一部分的冷卻劑腔并且使冷卻劑沿第二方向流經(jīng)所述第二部分的冷卻劑腔。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，第一方向大體上從電力模塊的底部朝向電力模塊的頂部，其中，第二方向大體上從所述頂部朝向所述底部。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，仿制模塊包括限定有第二囊的前部和限定有第三囊的后部，其中，仿制模塊還被設(shè)置在所述陣列內(nèi)，使得第二囊與電力模塊的囊中的一個(gè)配合而限定第二冷卻劑腔，第三囊與電力模塊的囊中的一個(gè)配合而限定第三冷卻劑腔，其中，仿制模塊限定有與第二冷卻劑腔和第三冷卻劑腔流體地連通的通路。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)功率級(jí)均限定有主側(cè)部，其中，每個(gè)囊均限定有凹入到相應(yīng)的電力模塊內(nèi)的底板，使得每個(gè)功率級(jí)的其中一個(gè)主側(cè)部形成底板的一部分，以允許冷卻劑直接循環(huán)流過相應(yīng)的功率級(jí)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)電力模塊均限定有至少兩個(gè)冷卻劑通路，其中，仿制模塊限定有至少一個(gè)冷卻劑通路，其中，每個(gè)電力模塊均包括比仿制模塊多的冷卻劑通路。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述第一部分包括比所述第二部分多的電力模塊。

附圖說明

圖1是示例性混合動(dòng)力車輛的示意圖。

圖2是可變電壓轉(zhuǎn)換器和電力逆變器的示意圖。

圖3是電力逆變器的透視圖。

圖4是用于電力逆變器的電力模塊組件的透視圖。

圖5是功率級(jí)的透視圖。

圖6a是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電力模塊的透視圖。

圖6b是圖6a的電力模塊的后視圖。

圖6c是圖6a的電力模塊的正視圖。

圖7是圖4的電力模塊組件的一部分的側(cè)視圖。

圖8a是用于圖4的電力模塊組件的仿制模塊的前視透視圖。

圖8b是圖8a的仿制模塊的后視透視圖。

圖9是圖4的電力模塊組件的側(cè)視圖。

圖10是圖4的電力模塊組件的示例性冷卻回路的示意性代表。

圖11是圖4的電力模塊組件的端板的透視圖。

圖12是根據(jù)另一實(shí)施例的電力模塊組件的透視圖。

圖13是圖12的電力模塊組件的示例性冷卻回路的示意性代表。

圖14a是圖12的電力模塊組件的第一組電力模塊的其中一個(gè)電力模塊的正視圖。

圖14b是第一組電力模塊的其中一個(gè)電力模塊的后視圖。

圖15a是圖12的電力模塊組件的第二組電力模塊的其中一個(gè)電力模塊的正視圖。

圖15b是第二組電力模塊的其中一個(gè)電力模塊的后視圖。

圖16a是圖12的電力模塊組件的仿制模塊的前視透視圖。

圖16b是圖16a所示的仿制模塊的后視透視圖。

圖17是根據(jù)又一實(shí)施例的電力模塊組件的透視圖。

圖18a是圖17的電力模塊組件的電力模塊的透視圖。

圖18b是圖18a的電力模塊的后視圖。

圖18c是圖18a的電力模塊的正視圖。

圖19是圖17的電力模塊組件的一部分的側(cè)視圖。

圖20a是圖17的電力模塊組件的仿制模塊的前視透視圖。

圖20b是圖17的電力模塊組件的仿制模塊的后視透視圖。

圖21是圖17的電力模塊組件的仿制模塊的后部的一部分的詳細(xì)視圖。

圖22是用于圖17所示的電力模塊組件的串-并聯(lián)冷卻回路的示意性代表。

具體實(shí)施方式

在此描述本公開的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解，所公開的實(shí)施例僅是示例，其它實(shí)施例可以采取各種和替代的形式。附圖不一定按比例繪制；一些特征可被夸大或最小化以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此公開的特定結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，而僅作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以各種方式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，參照任一附圖說明和描述的各種特征可以與在一個(gè)或更多個(gè)其它附圖中示出的特征進(jìn)行組合以產(chǎn)生未明確示出或描述的實(shí)施例。示出的特征的組合為典型應(yīng)用提供代表性實(shí)施例。然而，與本公開的教導(dǎo)一致的特征的各種組合和變型可以期望用于特定應(yīng)用或?qū)嵤┓绞健?/p>

在圖1中描述了phev的示例，并且該phev總體上稱為車輛16。車輛16包括傳動(dòng)裝置12，并且車輛16借助內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)20由至少一個(gè)電機(jī)18推進(jìn)。電機(jī)18可以是在圖1中被描繪為“馬達(dá)”18的交流(ac)電動(dòng)馬達(dá)。電機(jī)18接收電力并提供推進(jìn)車輛的扭矩。電機(jī)18還用作發(fā)電機(jī)，以通過再生制動(dòng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。

傳動(dòng)裝置12可以是動(dòng)力分流式構(gòu)造。傳動(dòng)裝置12包括第一電機(jī)18和第二電機(jī)24。在圖1中第二電機(jī)24可以是被描繪為“發(fā)電機(jī)”24的ac電動(dòng)馬達(dá)。與第一電機(jī)18類似，第二電機(jī)24接收電力并提供輸出扭矩。第二電機(jī)24還用作發(fā)電機(jī)，以將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能并優(yōu)化通過傳動(dòng)裝置12的動(dòng)力流。在其它實(shí)施例中，傳動(dòng)裝置不具有動(dòng)力分流式構(gòu)造。

傳動(dòng)裝置12可包括行星齒輪單元26，行星齒輪單元26包括中心齒輪28、行星架30和環(huán)形齒輪32。中心齒輪28連接到第二電機(jī)24的輸出軸，以接收發(fā)電機(jī)扭矩。行星架30連接到發(fā)動(dòng)機(jī)20的輸出軸，以接收發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。行星齒輪單元26將發(fā)電機(jī)扭矩與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩組合，并將組合的輸出扭矩提供到環(huán)形齒輪32上。行星齒輪單元26用作無級(jí)變速器，而不具有任何固定傳動(dòng)比或“階梯”傳動(dòng)比。

傳動(dòng)裝置12還可包括單向離合器(o.w.c)和發(fā)電機(jī)制動(dòng)器33。o.w.c連接到發(fā)動(dòng)機(jī)20的輸出軸，以僅允許輸出軸沿著一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。o.w.c防止傳動(dòng)裝置12反向驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)20。發(fā)電機(jī)制動(dòng)器33連接到第二電機(jī)24的輸出軸。發(fā)電機(jī)制動(dòng)器33可被啟用以對第二電機(jī)24的輸出軸和中心齒輪28進(jìn)行“制動(dòng)”或者防止它們旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，可移除o.w.c和發(fā)電機(jī)制動(dòng)器33，并由針對發(fā)動(dòng)機(jī)20和第二電機(jī)24的控制策略來代替。

傳動(dòng)裝置12還可包括具有中間齒輪的副軸，所述中間齒輪包括第一齒輪34、第二齒輪36和第三齒輪38。行星輸出齒輪40連接到環(huán)形齒輪32。行星輸出齒輪40與第一齒輪34嚙合，以在行星齒輪單元26與副軸之間傳遞扭矩。輸出齒輪42連接到第一電機(jī)18的輸出軸。輸出齒輪42與第二齒輪36嚙合，以在第一電機(jī)18與副軸之間傳遞扭矩。變速器輸出齒輪44連接到傳動(dòng)軸46。傳動(dòng)軸46通過差速器50連接到一對驅(qū)動(dòng)輪48。變速器輸出齒輪44與第三齒輪38嚙合，以在傳動(dòng)裝置12與驅(qū)動(dòng)輪48之間傳遞扭矩。

車輛16包括能量儲(chǔ)存裝置，諸如用于儲(chǔ)存電能的牽引電池(bat)52。電池52是能夠輸出電力以操作第一電機(jī)18和第二電機(jī)24的高電壓電池。當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)18和第二電機(jī)24作為發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電池52還從第一電機(jī)18和第二電機(jī)24接收電力。電池52是由多個(gè)電池模塊(未示出)組成的電池組，其中，每個(gè)電池模塊均包括多個(gè)電池單元(未示出)。車輛16的其它實(shí)施例可預(yù)期不同類型的能量儲(chǔ)存裝置，諸如，可補(bǔ)充或取代電池52的電容器和燃料電池(未示出)。高電壓總線將電池52電連接至第一電機(jī)18和第二電機(jī)24。

車輛包括用于控制電池52的電池能量控制模塊(becm)54。becm54接收指示車輛狀況和電池狀況(諸如，電池溫度、電壓和電流)的輸入。becm54計(jì)算并估計(jì)電池參數(shù)，諸如，電池荷電狀態(tài)和電池功率容量。becm54向其它車輛系統(tǒng)和控制器提供指示電池荷電狀態(tài)(bsoc)和電池功率容量(pcap)的輸出(bsoc，pcap)。

車輛16包括dc-dc轉(zhuǎn)換器或可變電壓轉(zhuǎn)換器(vvc)10和逆變器(inv)56。vvc10和逆變器56電連接在牽引電池52與第一電機(jī)18之間以及牽引電池52與第二電機(jī)24之間。vvc10“提升”或增大由電池52提供的電力的電壓電位(voltagepotential)。根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例，vvc10還“拉低”或減小由電池52提供的電力的電壓電位。逆變器56將(通過vvc10)由主電池52供應(yīng)的dc電力轉(zhuǎn)換為用于操作電機(jī)18和24的ac電力。逆變器56還將由電機(jī)18和24提供的ac電力整流為dc，以對牽引電池52進(jìn)行充電。傳動(dòng)裝置12的其它實(shí)施例包括多個(gè)逆變器(未示出)，諸如，與電機(jī)18和24中的每個(gè)都關(guān)聯(lián)的一個(gè)逆變器。vvc10包括電感器組件14。

傳動(dòng)裝置12包括用于控制電機(jī)18和24、vvc10以及逆變器56的傳動(dòng)裝置控制模塊(tcm)58。tcm58被配置為監(jiān)測電機(jī)18、24的位置、轉(zhuǎn)速和功率消耗等其他參數(shù)。tcm58還監(jiān)測vvc10和逆變器56內(nèi)的多個(gè)位置處的電參數(shù)(例如，電壓和電流)。tcm58將與這種信息對應(yīng)的輸出信號(hào)提供給其它車輛系統(tǒng)。

車輛16包括車輛系統(tǒng)控制器(vsc)60，vsc60與其它車輛系統(tǒng)和控制器進(jìn)行通信，以用于協(xié)調(diào)它們的功能。盡管示出為單個(gè)控制器，但是vsc60可包括多個(gè)控制器，所述多個(gè)控制器可用于根據(jù)整個(gè)車輛控制邏輯或軟件來控制多個(gè)車輛系統(tǒng)。

車輛控制器(包括vsc60和tcm58)通常包括彼此協(xié)作以執(zhí)行一系列操作的任意數(shù)量的微處理器、asic、ic、存儲(chǔ)器(例如，閃存、rom、ram、eprom和/或eeprom)以及軟件代碼?？刂破鬟€包括預(yù)定數(shù)據(jù)或“查找表”，所述預(yù)定數(shù)據(jù)或“查找表”是基于計(jì)算和測試數(shù)據(jù)的并被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。vsc60通過使用通用總線協(xié)議(諸如，can和lin)的一個(gè)或更多個(gè)有線或無線車輛連接而與其它車輛系統(tǒng)和控制器(例如，becm54和tcm58)通信。vsc60接收表示傳動(dòng)裝置12的當(dāng)前位置(例如，駐車擋，倒擋，空擋或前進(jìn)擋)的輸入(prnd)。vsc60還接收表示加速踏板位置的輸入(app)。vsc60向tcm58提供表示期望的車輪扭矩、期望的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)制動(dòng)器命令的輸出，并且向becm54提供接觸器控制。

車輛16包括用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)20的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ecm)64。vsc60向ecm64提供輸出(期望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩)，所述輸出是基于包括app的若干輸入信號(hào)的并且與駕駛員的車輛推進(jìn)請求對應(yīng)。

如果車輛16為phev，則電池52可經(jīng)由充電端口66周期性地從外部電源或電網(wǎng)接收ac電能。車輛16還包括從充電端口66接收ac電能的車載充電器68。充電器68是ac/dc轉(zhuǎn)換器，該ac/dc轉(zhuǎn)換器將接收到的ac電能轉(zhuǎn)換為適于對電池52充電的dc電能。進(jìn)而，充電器68在再充電期間將dc電能供應(yīng)給電池52。盡管以phev16的背景示出和描述，但是應(yīng)該理解的是，逆變器56可在其它類型的電動(dòng)車輛(諸如，hev或bev)上實(shí)施。

參照圖2，示出了vvc10和逆變器56的電路圖。vvc10可包括一個(gè)或更多個(gè)功率級(jí)(powerstage)，所述功率級(jí)具有基于晶體管的開關(guān)布置，諸如半橋。每個(gè)功率級(jí)均包括用于提升輸入電壓(vbat)以提供輸出電壓(vdc)的第一開關(guān)單元70和第二開關(guān)單元72。第一開關(guān)單元70可包括并聯(lián)連接到第一二極管76的第一晶體管74，但是它們的極性對調(diào)(反并聯(lián)(anti-parallel))。第二開關(guān)單元72可包括反并聯(lián)連接到第二二極管80的第二晶體管78。晶體管74和78中的每個(gè)都可以是任意類型的可控開關(guān)(例如，絕緣柵雙極型晶體管(igbt)或場效應(yīng)晶體管(fet))。另外，晶體管74和78中的每個(gè)都可由tcm58單獨(dú)控制。電感器組件14被描繪為串聯(lián)連接在牽引電池52與開關(guān)單元70和72之間的輸入電感器。當(dāng)供應(yīng)電流時(shí)，電感器組件14產(chǎn)生磁通。當(dāng)流過電感器14的電流變化時(shí)，產(chǎn)生隨時(shí)間變化的磁場并感應(yīng)出電壓。vvc10的其它實(shí)施例包括替代的電路配置。

逆變器56可包括堆疊在組件中的具有基于晶體管的開關(guān)布置(諸如半橋)的多個(gè)功率級(jí)。每個(gè)半橋均可包括連接至電池的正極dc節(jié)點(diǎn)的正極dc引線84以及連接至電池的負(fù)極dc節(jié)點(diǎn)的負(fù)極dc引線86。每個(gè)半橋82還可均包括第一開關(guān)單元88和第二開關(guān)單元90。第一開關(guān)單元88可包括并聯(lián)連接至第一二極管94的第一晶體管92。第二開關(guān)單元90可包括并聯(lián)連接至第二二極管98的第二晶體管96。第一晶體管92和第二晶體管96可以是igbt或fet。每個(gè)半橋82的第一開關(guān)單元88和第二開關(guān)單元90將電池的dc電力轉(zhuǎn)換為ac引線100處的單相ac輸出。每個(gè)ac引線100均電連接至馬達(dá)18或發(fā)電機(jī)24。

在示出的實(shí)施例中，vvc10包括2個(gè)功率級(jí)，逆變器包括9個(gè)功率級(jí)(三個(gè)用于發(fā)電機(jī)24，六個(gè)用于馬達(dá)18)。在其它實(shí)施例中，vvc10包括1個(gè)功率級(jí)，逆變器包括6個(gè)功率級(jí)(三個(gè)用于發(fā)電機(jī)24，三個(gè)用于馬達(dá)18)。vvc功率級(jí)和逆變器功率級(jí)可以是相同的部件且統(tǒng)稱為功率級(jí)。vvc功率級(jí)和逆變器功率級(jí)兩者可布置在共同的堆中。

參照圖3，車輛電力逆變器56可安裝在車輛部件111(諸如車身結(jié)構(gòu)、車架構(gòu)件或動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件)上。電力逆變器56可包括與柵極驅(qū)動(dòng)板114、電容器組116和控制板118電連接的電力模塊組件113。電力模塊組件113可包括以陣列方式堆疊的多個(gè)電力模塊，每個(gè)電力模塊均具有被封裝在功率級(jí)中的一個(gè)或更多個(gè)半橋。

圖4至圖22和相關(guān)的說明描述了示例性的電力模塊組件及其各自的部件。參照圖4，示例性的電力模塊組件120包括以堆的方式布置的多個(gè)電力模塊122。電力模塊組件120包括限定堆的一端的第一個(gè)電力模塊124和限定堆的另一端的最后一個(gè)電力模塊126。第一端板128抵靠第一個(gè)模塊124設(shè)置，第二端板130抵靠最后一個(gè)模塊126設(shè)置。端板配合以夾住堆并且可提供壓力來幫助將堆保持在一起。在堆內(nèi)在兩個(gè)相鄰的電力模塊之間設(shè)置有仿制模塊(dummymodule)127，該仿制模塊127將堆分成第一部分和第二部分。仿制模塊127具有與電力模塊相同的輪廓(footprint)以緊密結(jié)合地安裝在堆中。與具有半導(dǎo)體器件的電力模塊不同的是，仿制模塊不具有任何電部件。仿制模塊128的目的在于引導(dǎo)冷卻劑在電力模塊組件120內(nèi)流動(dòng)。仿制模塊127包括被構(gòu)造成根據(jù)需要輸送和引導(dǎo)冷卻劑的腔、通道、開口和孔(這將在下面具體描述)。仿制模塊127的內(nèi)含物(inclusion)允許堆的第一部分和第二部分的流動(dòng)不同。仿制模塊127可大體上設(shè)置在堆的中央處。在所示出的實(shí)施例中，電力模塊組件120包括11個(gè)電力模塊，其中第一部分包括6個(gè)電力模塊，第二部分包括5個(gè)電力模塊，因而仿制模塊稍微偏離中心。

電力模塊組價(jià)120可通過粘結(jié)、托架或延伸穿過組件的緊固件而固定在一起。所有的電力模塊122可以是相同的電力模塊，或者電力模塊組件120可包括至少稍微不同的兩組或兩組以上的電力模塊。在示例性的電力模塊組件120中，所有的電力模塊122是相同的。

參照圖5，每個(gè)電力模塊122均包括包含有半導(dǎo)體器件的功率級(jí)132。每個(gè)功率級(jí)132可均包括相對的主側(cè)部110、相對的次側(cè)部112、頂部138和底部140。功率級(jí)132還包括正dc功率端子142、負(fù)dc功率端子144、ac功率端子146以及與功率級(jí)132的半導(dǎo)體器件電連接的信號(hào)引腳148。端子和信號(hào)引腳的位置可隨實(shí)施例變化，并不限于示出的構(gòu)造。例如，信號(hào)引腳148可位于左方的主側(cè)部112上，端子142、144和146可位于右方的主側(cè)部112上。第一板150限定功率級(jí)132的其中一個(gè)主側(cè)部110的外表面，第二板136限定另一個(gè)主側(cè)部110。板150、152可以是金屬的、塑料的、復(fù)合材料或其組合。功率級(jí)132的半導(dǎo)體器件可以填充有環(huán)氧樹脂154或其他填充物，以將半導(dǎo)體器件與板和其他部件電隔離。

參照圖6a至圖6c以及圖7，每個(gè)電力模塊122均可包括主體156，該主體156具有沿邊緣相互連接的前部158、后部160、右側(cè)部162、左側(cè)部164、頂部166和底部168。由于前部158和后部160的表面積比主體的其他側(cè)部的表面積大，所以它們可稱為主側(cè)部。主體的其他側(cè)部可稱為次側(cè)部。功率級(jí)132至少部分地設(shè)置在主體內(nèi)。主體可以是封裝功率級(jí)132的聚合物或環(huán)氧樹脂。功率級(jí)132的一些部分可通過主體156的一側(cè)或更多側(cè)而暴露。例如，端子和信號(hào)引腳可延伸穿過右側(cè)部162和左側(cè)部164，主側(cè)部110可通過前部158和/或后部160而暴露。

根據(jù)實(shí)施例，電力模塊組件可被構(gòu)造成具有串聯(lián)冷卻、并聯(lián)冷卻或兩者的組合(根據(jù)設(shè)計(jì)在此稱為并聯(lián)-串聯(lián)冷卻或串聯(lián)-并聯(lián)冷卻)。并聯(lián)-串聯(lián)回路是包括相互串聯(lián)地連接的一個(gè)或更多個(gè)并聯(lián)回路的流體回路。

并聯(lián)冷卻和串聯(lián)冷卻相比各具有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。在關(guān)注總壓降時(shí)并聯(lián)冷卻可以是更可取的。冷卻通道并聯(lián)產(chǎn)生較小的壓降。此外，通過精確設(shè)計(jì)冷卻路徑，能夠使所有冷卻通道在同一時(shí)間流過相同量的冷卻劑。這允許更均勻地冷卻每個(gè)半導(dǎo)體。并聯(lián)冷卻的缺點(diǎn)是每個(gè)冷卻通道中的流量相對較低。另一方面，串聯(lián)冷卻在所有冷卻通道中具有均勻的流量。但是，串聯(lián)冷卻回路通常具有較高的總壓降，這對于某些系統(tǒng)而言是限制因素?；旌系牟⒙?lián)-串聯(lián)冷卻策略擁有并聯(lián)冷卻和串聯(lián)冷卻兩者的優(yōu)點(diǎn)且減少了缺點(diǎn)。每個(gè)通道中的冷卻劑流量比并聯(lián)冷卻設(shè)計(jì)的流量高，且總壓降比串聯(lián)冷卻設(shè)計(jì)的總壓降低。

圖6a至圖6c中示出的電力模塊122設(shè)計(jì)用于包括串聯(lián)地連接的第一并聯(lián)回路和第二并聯(lián)回路的并聯(lián)-串聯(lián)冷卻回路。在示出的示例中，電力模塊122都是相同的(即，被設(shè)計(jì)成相同的)。每個(gè)電力模塊122均可限定有由前部158限定的前冷卻劑囊172。冷卻劑囊172包括底板178以及在底板178和前部158的外表面170之間延伸的側(cè)壁180。功率級(jí)132可布置在主體156中，使得底板178的一部分由第一板150形成。這允許冷卻劑直接循環(huán)流過第一板150，從而通過消除冷卻劑與功率級(jí)132之間的熱阻而增大冷卻效率。

每個(gè)電力模塊122還可均限定有由后部160限定的后冷卻劑囊182。冷卻劑囊182包括底板184以及在底板184和后部160的外表面188之間延伸的側(cè)壁186。功率級(jí)132可布置在主體156中，使得底板184的一部分由第二板152形成。這允許冷卻劑直接循環(huán)流過第二板152，從而通過消除冷卻劑與功率級(jí)132之間的熱阻而增大冷卻效率。

每個(gè)電力模塊122均限定有大體上延伸穿過主體的厚度的多個(gè)通道(注意，厚度指的是前部158和后部160之間的距離。即使底板從前部或后部的最外面的表面向內(nèi)凹入，底板也被認(rèn)為是前部或后部的一部分)。例如，電力模塊122在右下角處可包括延伸穿過主體156的第一通路194。第一通路194包括由后部160的外表面188限定的入口196以及由前部158的外表面170限定的出口198。在右上角處第二通路200延伸穿過主體156。第二通路200包括由前側(cè)部158的底板178限定的入口202以及由后側(cè)部160的底板184限定的出口204。在左下角處第三通路206延伸穿過主體156并包括由底板178限定的入口208以及由底板184限定的出口210。第二通路200和第三通路206以流體連通的方式直接連接前囊172和后囊182，以允許冷卻劑在電力模塊122的相對的囊之間流動(dòng)。由于第一通路194不與任何一個(gè)囊連接，所以第一通路194不與任何一個(gè)囊直接流體連通。

參照圖8a和圖8b，仿制模塊127包括主體212，該主體212具有沿邊緣相互連接的前部214、后部216、頂部218、底部220和側(cè)壁222。前部214限定有冷卻劑囊224，該冷卻劑囊224具有從前部的外表面向內(nèi)凹入的底板226以及在底板226與外表面之間延伸的側(cè)壁230。前囊224包括第一端232和第二端234。在操作期間，冷卻劑沿大體上向上的方向從第一端232流向第二端234。在此使用的術(shù)語“大體上流動(dòng)”描述了冷卻劑的整體流動(dòng)方向，而不是流體的各分子的瞬時(shí)流動(dòng)方向。例如，冷卻劑在前部214上的流動(dòng)大體上是向上的，而不論在從第一端232向第二端234流動(dòng)期間某些冷卻劑分子可能向左、向右或斜向流動(dòng)的情況。

后部216也限定有冷卻劑囊236，該冷卻劑囊236具有從后部216的外表面向內(nèi)凹入的底板238以及在底板238與外表面之間延伸的側(cè)壁240。后囊236包括第一端242和第二端244。在操作期間，冷卻劑沿大體上向下的方向從第一端242流向第二端244。

仿制模塊127限定有延伸穿過模塊厚度的一個(gè)或更多個(gè)通路。例如，仿制模塊127在右下角附近并在前冷卻劑囊和后冷卻劑囊的周邊之外可包括延伸穿過主體212的第一通路246。第一通路246包括由后部216的外表面限定的入口250和由前部214的外表面限定的出口252。在模塊的右上角處第二通路248延伸穿過主體212。第二通路248設(shè)置在囊的周邊之內(nèi)，并包括由前囊的底板226限定的入口254以及由后囊的底板238限定的出口256。第二通路248以流體連通的方式連接前囊224和后囊236，以允許冷卻劑從前囊224流到后囊236。

參照圖9，電力模塊122可以以陣列258的方式堆疊，其中一個(gè)模塊122的前部158抵著相鄰模塊的后部160設(shè)置，且該后部160抵著另一相鄰模塊的前部158設(shè)置?？稍卩徑拥哪K之間設(shè)置襯墊或其他密封機(jī)構(gòu)以密封陣列258。相鄰的前囊172和后囊182相配合而限定與模塊122交替的第一組冷卻劑腔260。仿制模塊127的前囊224與對應(yīng)的后囊182配合以限定另一冷卻劑腔262，且后囊236與對應(yīng)的前囊172配合以限定又一冷卻劑腔264。

仿制模塊127將陣列分成包括前五個(gè)電力模塊的前部分266和包括后六個(gè)電力模塊的后部分268。當(dāng)然，各部分中模塊的數(shù)量可根據(jù)實(shí)施例而變化。仿制模塊127的囊和通路被布置成改變通過陣列258的冷卻劑流動(dòng)，使得前部分266內(nèi)的冷卻劑回路與第二部分內(nèi)的冷卻劑回路不同。圖10示出了仿制模塊如何在陣列的前部分和后部分內(nèi)產(chǎn)生不同的冷卻劑回路的一個(gè)示例。

前端板128可限定與第一個(gè)模塊124的前囊172配合的囊290以限定冷卻劑腔260a。囊290的一端可限定有與入口288連通的通路的開口，囊290的另一端與第一個(gè)模塊124的通路200對準(zhǔn)。后端板130也限定有與最后一個(gè)模塊126的后囊291配合的囊292以形成另一冷卻劑腔260b。

圖10示出了并聯(lián)-串聯(lián)回路270的示例。圖10是通過組件120的冷卻劑流動(dòng)的示意性代表。圖10中示出的回路和腔不是設(shè)置在組件120內(nèi)的實(shí)際結(jié)構(gòu)部件。相反，組件120的電力模塊和仿制模塊包括相配合來限定圖10中示出的回路和腔的邊界的通路和囊。

并聯(lián)-串聯(lián)冷卻劑回路270包括設(shè)置在前部分266內(nèi)的第一回路272和設(shè)置在后部分268內(nèi)的第二回路274。第一回路272是冷卻前部分內(nèi)的模塊的并聯(lián)回路。第一回路包括沿前部分的底部延伸的供應(yīng)流道276以及沿前部分的頂部延伸的回流流道278。供應(yīng)流道276和回流流道278與前部分266的每個(gè)冷卻劑腔260和冷卻劑腔262(冷卻劑腔262是第一回路272的最后一個(gè)冷卻劑腔)流體連通。在操作期間，冷卻劑從供應(yīng)流道276沿大體上向上的方向經(jīng)過冷卻劑腔然后流入回流流道278。供應(yīng)流道276不是管或管子，而是由通路206(通路206對準(zhǔn)以限定供應(yīng)流道276)配合形成。類似地，回流流道278由通路200(通路200對準(zhǔn)以限定回流流道278)配合形成。

第二回路274是冷卻后部分268內(nèi)的模塊的并聯(lián)回路。第二回路274包括沿后部分的頂部延伸的供應(yīng)流道280以及沿后部分的底部延伸的回流流道282。供應(yīng)流道280和回流流道282與后部分268的每個(gè)冷卻劑腔260和冷卻劑腔264(冷卻劑腔264是第二回路274的第一個(gè)冷卻劑腔)流體連通。供應(yīng)流道280由通路200配合形成，回流流道282由通路206配合形成。在操作期間，冷卻劑從供應(yīng)流道280沿大體上向下的方向經(jīng)過冷卻劑腔然后流入回流流道282。在本實(shí)施例中，冷卻劑在前部分266中沿第一方向(例如，向上)流經(jīng)冷卻劑腔，且冷卻劑在后部分268中沿大致與第一方向相反的第二方向(例如，向下)流經(jīng)冷卻劑腔。在另一實(shí)施例中，冷卻劑在前部分和后部分中可沿相同的方向流經(jīng)冷卻劑腔。

供應(yīng)流道280和回流流道278軸向?qū)?zhǔn)且相互連接。雖然供應(yīng)流道280和回流流道278基于其功能被稱為不同的名稱，但是它們是延伸穿過整個(gè)陣列的單個(gè)流道。供應(yīng)流道276和回流流道282也軸向?qū)?zhǔn)，但并不互相連接，這是因?yàn)榉轮颇K127不包括與電力模塊122的通路206對準(zhǔn)的通路。由于仿制模塊127引起的這種斷開使得流道280變成用于第二回路274的供應(yīng)流道，并使得流道282變成回流流道。在頂側(cè)，仿制模塊127包括通路248，以允許回流流道278內(nèi)的冷卻劑流入供應(yīng)流道280中，以將冷卻劑提供至第二回路274。通路248與兩個(gè)并聯(lián)回路相互連接。

冷卻劑回路270還可包括與回流流道282流體連通的回流主線284。回流主線284將冷卻劑從后端板130輸送到設(shè)有出口286的前端板128。供應(yīng)流道276與入口288連接。入口288和出口286與熱管理系統(tǒng)的管路連接。在一些實(shí)施例中，如果入口和出口位于相對的板上，則可省略回流主線284。

參照圖11，后端板130包括與最后一個(gè)模塊126的囊配合的囊292，以限定冷卻劑腔260b，用于使冷卻劑循環(huán)流過最后一個(gè)模塊的功率級(jí)。囊292包括從后端板130的外表面向內(nèi)凹入的底板298。后端板130還包括以流體連通的方式將回流流道282和回流主線284連接的通道296。囊292包括比底板298更進(jìn)一步凹入到端板中的底板300。囊292還包括側(cè)壁302，側(cè)壁302包括在底板300和外表面之間延伸的第一部分304以及在底板298和底板300之間延伸的第二部分306。

圖12示出了另一電力模塊組件340，電力模塊組件340包括第一組電力模塊(a-模塊)344和第二組電力模塊(b-模塊)346，a-模塊344和b-模塊346沿著堆的長度交替地布置。第一端板348和第二端板350夾住模塊的堆。一個(gè)或更多個(gè)端板可包括與熱管理系統(tǒng)連接的入口352和/或出口354。每個(gè)模塊均包括配合用于限定延伸穿過電力模塊組件340以冷卻功率級(jí)的冷卻劑回路的特征。組件340還包括設(shè)置在堆的中間附近的仿制模塊356。

冷卻劑回路可布置成串聯(lián)-并聯(lián)回路。圖13示出了示例性的串聯(lián)-并聯(lián)回路360。串聯(lián)-并聯(lián)回路是并聯(lián)地連接的兩個(gè)或更多個(gè)串聯(lián)回路。圖13是通過組件340的冷卻劑流動(dòng)的示意性代表。圖13中示出的回路和腔不是設(shè)置在組件340內(nèi)的實(shí)際結(jié)構(gòu)部件。相反，組件340的模塊包括相配合的孔、通道和囊以限定圖13中示出的冷卻劑回路360的流道、通路和腔的邊界。

冷卻劑回路360包括設(shè)置在仿制模塊356一側(cè)的第一串聯(lián)回路362和設(shè)置在仿制模塊356另一側(cè)的第二串聯(lián)回路364。第一串聯(lián)回路362和第二串聯(lián)回路364共享同一供應(yīng)流道366，該供應(yīng)流道366大致延伸通過電力模塊組件340的一半，且在入口352處開始并于仿制模塊356處結(jié)束。第一串聯(lián)回路362于仿制模塊356處開始并朝向第一端板348延伸。第二串聯(lián)回路364于仿制模塊356處開始并朝向第二端板350延伸。第一串聯(lián)回路和第二串聯(lián)回路共享回流流道368。回流流道368完全延伸穿過組件340并在第二端板350處開始且延伸至出口354。冷卻劑回路360還可包括不執(zhí)行功能的盲流道370。因?yàn)榉轮颇K356防止冷卻劑從供應(yīng)流道366流入盲流道370中，所以盲流道370不接收冷卻劑。

第一串聯(lián)回路362包括與組件340的第一半上的模塊交替的多個(gè)冷卻劑腔372。冷卻劑腔372由凹入到模塊中的囊限定，這將在下面更詳細(xì)地描述。每個(gè)冷卻劑腔372通過延伸穿過這一個(gè)模塊的通路374以流體連通的方式連接。通路374中的稱為a-通路380的一些通路由a模塊344限定，而稱為b-通路382的其他通路374由b模塊346限定。在示出的實(shí)施例中，a-通路380位于組件340的頂部，b-通路382位于組件340的底部。第一串聯(lián)回路362可被布置成使得相鄰的冷卻劑腔372中的流動(dòng)大體上是沿著相反的方向的。例如，當(dāng)組件340按圖12中所示的那樣定位時(shí)，冷卻劑大體上向上流過一些腔，并大體上向下流過其他腔。

第二串聯(lián)回路364包括與組件340的第二半上的模塊交替的多個(gè)冷卻劑腔376。每個(gè)冷卻劑腔376通過延伸穿過模塊的通路378以流體連通的方式連接。通路378中的稱為a-通路384的一些通路由a模塊344限定，而稱為b-通路386的其他通路374由b模塊346限定。在示出的實(shí)施例中，a-通路384位于組件340的頂部，b-通路386位于組件340的底部。第二串聯(lián)回路364可被布置成使得相鄰的冷卻劑腔376中的流動(dòng)大體上是沿著相反的方向的。

參照圖14a和圖14b，每個(gè)a-模塊344均可包括具有前部392和后部394的主體390。前部392可限定有冷卻劑囊396，該冷卻劑囊396包括從前部的外表面凹入的底板。后部394可限定有冷卻劑囊398，該冷卻劑囊398包括從后部的外表面凹入的底板。冷卻劑囊396、398被構(gòu)造成使冷卻劑循環(huán)流過設(shè)置在電力模塊內(nèi)的功率級(jí)。a-模塊344還可限定有在前部392和后部394之間延伸的多個(gè)孔。例如，a-模塊344可包括第一孔400、第二孔402和第三孔404。這些孔還可稱為通道、孔、開口或洞等。

對于與第一串聯(lián)回路362相關(guān)聯(lián)的a-模塊344，孔400形成供應(yīng)流道366的一部分，孔404形成回流流道368的一部分?？?02限定a-通路380。在操作中，冷卻劑在區(qū)域405處流入囊398并大體上向上流向頂部然后通過孔402流向前囊396。然后冷卻劑從孔402通過囊396向下流向區(qū)域407。然后流體流經(jīng)相鄰的b-模塊346的孔418而進(jìn)入相鄰的冷卻劑腔372。

對于與第二串聯(lián)回路364相關(guān)聯(lián)的a-模塊344，孔400形成盲流道370的一部分，孔404形成回流流道368的一部分?？?02限定a-通路384。在操作中，冷卻劑在區(qū)域407處流入囊396并大體上向上流向頂部然后通過孔402流向后囊398。然后冷卻劑從孔402通過囊398向下流向區(qū)域405。然后流體流經(jīng)相鄰的b-模塊346的孔418而進(jìn)入相鄰的冷卻劑腔376。因此，通過第一回路362中的前囊396和后囊398的流動(dòng)方向與通過第二回路364中的囊的流動(dòng)方向大體上是相反的。

參照圖15a和圖15b，每個(gè)b-模塊346均可包括具有前部408和后部412的主體406。前部408可限定有冷卻劑囊410，該冷卻劑囊410包括從前部的外表面凹入的底板。后部412可限定有冷卻劑囊414，該冷卻劑囊414包括從后部的外表面凹入的底板。冷卻劑囊410、414被構(gòu)造成使冷卻劑循環(huán)流過設(shè)置在電力模塊內(nèi)的功率級(jí)。b-模塊346還可限定有在前部408和后部412之間延伸的多個(gè)孔。例如，b-模塊346可包括第一孔416、第二孔418和第三孔420。

對于與第一串聯(lián)回路362相關(guān)聯(lián)的b-模塊346，孔416形成供應(yīng)流道366的一部分，孔420形成回流流道368的一部分?？?18限定b-通路382。在操作中，冷卻劑在區(qū)域424處流入囊414并大體上向下流向底部而到達(dá)孔418然后通過該孔流向前囊410。然后冷卻劑從孔418通過囊410向上流向區(qū)域422。然后流體流經(jīng)相鄰的a-模塊344的孔402而進(jìn)入相鄰的冷卻劑腔372。

對于與第二串聯(lián)回路364相關(guān)聯(lián)的b-模塊346，孔416形成盲流道370的一部分，孔420形成回流流道368的一部分?？?18限定b-通路386。在操作中，冷卻劑在區(qū)域422處流入囊410并大體上向下流向底部然后通過孔418流向后囊414。然后冷卻劑從孔418通過囊414向上流向區(qū)域424。然后流體流經(jīng)相鄰的a-模塊344的孔402而進(jìn)入相鄰的冷卻劑腔376。因此，通過第一回路362中的前囊408和后囊414的流動(dòng)方向與通過第二回路364中的囊的流動(dòng)方向大體上是相反的。

參照圖16a和圖16b，仿制模塊356包括主體426，該主體426具有頂部425、底部427、前部428和后部430。前部428限定有囊432，該囊432與相鄰的a-模塊344的后囊398配合以限定其中一個(gè)冷卻劑腔372。

前部428還限定有通道434，通道434具有底板436以及在底板436與主體426的前部之間延伸的側(cè)壁438。通道434包括與相鄰的a-模塊344的孔400相抵地設(shè)置且與孔400對準(zhǔn)的左端440以及右端442。在主體426中于右端442處限定有孔444，且孔444在底板436和后側(cè)部430之間延伸。底板436限定有孔444的入口446，后部430限定有孔的出口448。在操作期間，冷卻劑流經(jīng)孔400(孔400是供應(yīng)流道366的一部分)并進(jìn)入通道434。底板436使冷卻劑改變方向而流向仿制模塊的豎直中線而達(dá)到孔444(底板436阻止冷卻劑流入相鄰的b-模塊346的形成盲流道370的孔416)。然后冷卻劑經(jīng)由孔444流過仿制模塊356的厚度而流到后囊452，該后囊452與相鄰的b-模塊346的前囊410配合以限定其中一個(gè)冷卻劑腔376。至此，冷卻劑從孔444大體上向下流到延伸穿過主體426的厚度的另一孔456。在前部428上，孔456與囊398的區(qū)域405對準(zhǔn)；在后部430上，孔456與b-模塊346的孔418對準(zhǔn)。通過后囊452向下流動(dòng)的一些冷卻劑被引導(dǎo)通過孔456流到第一串聯(lián)回路362，一些冷卻劑被引導(dǎo)通過孔418而繼續(xù)流經(jīng)第二串聯(lián)回路364。仿制模塊356還限定有形成回流流道368的一部分的另一個(gè)孔458。

參照圖17，示例性的電力模塊組件470包括以堆的方式布置的多個(gè)電力模塊472。電力模塊組件470包括限定堆的一端的第一個(gè)電力模塊474以及限定堆的另一端的最后一個(gè)電力模塊476。第一端板478抵靠第一個(gè)模塊474設(shè)置，第二端板480抵靠最后一個(gè)模塊476設(shè)置。端板相配合以夾住堆，并且可提供壓縮來幫助將堆保持在一起。在堆內(nèi)在兩個(gè)相鄰的電力模塊之間設(shè)置有仿制模塊482，該仿制模塊482將堆分成第一部分和第二部分。在本實(shí)施例中，所有的電力模塊472都是相同的。

參照圖18a至圖18c以及圖19，每個(gè)電力模塊472均可包括主體484，該主體484具有沿邊緣相互連接的前部486、后部488、右側(cè)部490、左側(cè)部492、頂部494和底部498。功率級(jí)500至少部分地設(shè)置在主體內(nèi)。主體484可以是封裝功率級(jí)500的聚合物或環(huán)氧樹脂。功率級(jí)500的一些部分可通過主體484的一側(cè)或更多側(cè)而暴露。例如，端子和信號(hào)引腳可延伸穿過左側(cè)部492和右側(cè)部490，功率級(jí)的主側(cè)部502可通過前部486和后部488而暴露。

電力模塊472可以以堆的方式布置使其中一個(gè)電力模塊472的前部486抵靠相鄰模塊的后部設(shè)置，后部488抵靠另一相鄰模塊的前部設(shè)置?？稍卩徑拥哪K之間設(shè)置襯墊或其它密封機(jī)構(gòu)以密封堆。

可在電力模塊組件470內(nèi)限定冷卻劑回路以使冷卻劑循環(huán)流過功率級(jí)500以冷卻半導(dǎo)體器件。端板478、480和電力模塊472均包括以流體連通的方式相互連接的口、孔、囊和通道以形成冷卻劑回路。冷卻劑回路可以是串聯(lián)-并聯(lián)回路。

每個(gè)電力模塊472均可限定有由前部486限定的前冷卻劑囊504。冷卻劑囊504包括底板以及在底板和前部486的外表面之間延伸的側(cè)壁。功率級(jí)500可布置在主體484中，使得底板的一部分由功率級(jí)的板形成。這允許冷卻劑直接循環(huán)流過功率級(jí)500，從而通過消除冷卻劑與功率級(jí)500之間的熱阻而增大冷卻效率。

在主體484內(nèi)限定有交叉通路506，交叉通路506在前部486和后部488之間延伸從而以流體連通的方式連接相鄰的冷卻劑囊。即使底板從前部的最外面的表面向內(nèi)凹入，底板也被認(rèn)為是前部的一部分。交叉通路506包括第一開口508和限定在后部488中的第二開口510。通路506可對角地延伸穿過主體484(即，通路相對于前部或后部成斜角地延伸穿過主體)使得開口508、510相對于彼此軸向偏移，以將開口布置在主體484的縱向中線512的相對兩側(cè)。在其他實(shí)施例中，通路506可對角地延伸使得開口位于主體484的橫向(latitudinal)中線514的相對兩側(cè)。

每個(gè)開口均設(shè)置在相鄰的冷卻劑通道的入口端附近。后部488大體上可以是平的或者可包括與前囊504匹配的囊。在裝配時(shí)，后部488與相鄰的電力模塊的前部486配合以為囊504提供頂部(ceiling)，而形成冷卻劑腔或通道。功率級(jí)500可以布置在主體484內(nèi)，使得功率級(jí)的另一板形成后部488的外表面的一部分。在一些實(shí)施例中，所述另一板與后部的外表面大體上齊平。在此使用的“大體上齊平”應(yīng)被理解為指兩個(gè)表面的偏移量小于或等于2毫米。這使得所述另一板直接接觸循環(huán)通過冷卻劑通道504的冷卻劑。

冷卻劑通道504與布置在功率級(jí)500的頂部516之上的第一端518和第二端520一起可以呈u形，該u形通道具有第一部分和第二部分，第一部分從第一端延伸跨越功率級(jí)500而延伸至位于功率級(jí)500的底部522附近的拐角部分，第二部分從該拐角部分延伸至第二端520。在其他實(shí)施例中，例如，通道可以是直的、z形或w形。

每個(gè)模塊472還可限定有孔524，孔524在前部486和后部488之間以與前部或后部大體上垂直的角度延伸。每個(gè)孔524彼此對準(zhǔn)以形成軸向延伸穿過堆的流道。

參照圖20a、圖20b和圖21，仿制模塊482包括前側(cè)部526和后側(cè)部528。前側(cè)部526抵靠其中一個(gè)電力模塊472的后側(cè)部設(shè)置，后側(cè)部528抵靠另一電力模塊的前側(cè)部設(shè)置。仿制模塊482改變冷卻劑回路的流動(dòng)以將冷卻劑回路分成第一回路和第二回路。電力模塊組件470被布置成使得冷卻劑先接觸仿制模塊的前側(cè)部526。仿制模塊482限定有具有入口端538和出口端540的第一通道530，在入口端538處冷卻劑流入仿制模塊482，出口端540限定有朝向后側(cè)部528延伸的出口536。在后側(cè)部528中限定有第二通道534，第二通道534包括通過出口536接收冷卻劑的入口端542以及與相鄰的冷卻劑通道的入口端對準(zhǔn)的出口端544。流入仿制模塊的一些冷卻劑經(jīng)由通道534流到相鄰的電力模塊。在前側(cè)部526中限定有u形囊548。在一些實(shí)施例中，囊的形狀可不同。u形囊548包括位于囊548的入口端552處的開口550以及與相鄰的電力模塊472的入口端510對準(zhǔn)的出口端554。u形囊548經(jīng)由通路546以流體連通的方式與通道534連接。通路546將來自后側(cè)部528的一部分冷卻劑輸送到前側(cè)部526上的囊548。仿制模塊482還限定有在前側(cè)部526和后側(cè)部528之間延伸的孔556。

參照圖22，示出了用于電力模塊組件470的串聯(lián)-并聯(lián)冷卻回路558。冷卻回路558包括設(shè)置在仿制模塊482一側(cè)的第一串聯(lián)回路560以及設(shè)置在仿制模塊482另一側(cè)的第二串聯(lián)回路562。第一回路560包括通過電力模塊472的前部或后部與囊548配合而形成的多個(gè)冷卻劑腔563。第二回路562也包括多個(gè)冷卻劑腔564。第一回路560的腔563中的流動(dòng)大體上是沿向下的方向的，在電力模塊組件470處于圖17所示的方位時(shí)，腔564中的流動(dòng)大體上是沿向下的方向的。冷卻回路558包括通過組件470的第一部分中的電力模塊的孔524的配合而形成的供應(yīng)流道557。供應(yīng)流道557從入口574延伸到仿制模塊的通道530。通道530的底板防止冷卻劑循環(huán)到第二部分中的電力模塊的孔524。因此，第二部分的孔524配合而限定沒有冷卻劑循環(huán)流過的盲流道570。一旦冷卻劑到達(dá)通道530，那么一部分冷卻劑循環(huán)到第二回路562的冷卻劑腔564中，一部分冷卻劑循環(huán)到第一回路560的冷卻劑腔563中。交叉通道506a在腔563之間輸送冷卻劑，交叉通道506b在腔564之間輸送冷卻劑。第二回路562包括通過在每個(gè)電力模塊472中限定的孔525與仿制模塊的孔556的配合而形成的回流流道568。通過第一串聯(lián)回路560的流動(dòng)朝向出口572流動(dòng)，因而并不要求回流流道。

盡管上文描述了示例性實(shí)施例，但是這些實(shí)施例并不意在描述了權(quán)利要求所包含的所有可能的形式。在說明書中使用的詞語是描述性詞語而非限制性詞語，應(yīng)該理解的是，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，可進(jìn)行各種改變。如前所述，各個(gè)實(shí)施例的特征可被組合，以形成可能未被明確描述或示出的本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。盡管各個(gè)實(shí)施例可能已被描述為提供優(yōu)點(diǎn)或者在一個(gè)或更多個(gè)期望的特性方面優(yōu)于其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，可以對一個(gè)或更多個(gè)特征或特性進(jìn)行折衷，以實(shí)現(xiàn)期望的整體系統(tǒng)屬性，期望的整體系統(tǒng)屬性取決于具體的應(yīng)用和實(shí)施方式。這些屬性可包括但不限于成本、強(qiáng)度、耐久性、生命周期成本、可銷售性、外觀、包裝、尺寸、維護(hù)保養(yǎng)方便性、重量、可制造性、裝配容易性等。因此，被描述為在一個(gè)或更多個(gè)特性方面不如其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式合意的實(shí)施例并不在本公開的范圍之外，并且可被期望用于特定的應(yīng)用。