CN103944359A - 一种驱动控制器与直流转换器的集成结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种驱动控制器与直流转换器的集成结构，包括：驱动控制器壳体；上盖板；直流转换器壳体；下盖板；所述直流转换器壳体与所述驱动控制器壳体在垂直方向上紧固到一起，所述驱动控制器壳体的底壁具有上表面和下表面，所述上表面具有槽形第一水道，所述第一水道两端具有入水口和回水口，所述驱动控制模块中的发热模块覆盖在所述第一水道上，所述下表面具有槽形第二水道，所述直流转换器壳体覆盖在所述第二水道上，所述第一水道的入水口和回水口与所述第二水道连通从而使在所述第二水道中流动的冷却液全部或者部分经由所述入水口进入所述第一水道并经由所述回水口回流至所述第二水道。本发明具有更高的集成度和更好的冷却效果。

Description

一种驱动控制器与直流转换器的集成结构

技术领域

本发明涉及汽车电气领域。

背景技术

目前，随着全球污染加剧，降低二氧化碳排放成为关注热点，新能源汽车成为汽车产业新趋势。而新能源汽车中电动汽车因为其节能、环保、低消费、良好的操作性等特性受到消费者的很大青睐。

电驱动***为电动汽车提供动力和控制，其中驱动控制器和直流转换器(DCDC)作为驱动***控制的核心组件，对电动汽车控制***起到关键性作用。驱动控制器主要是驱动和控制电机运转，直流转换器主要为车辆的低压电气设备提供电能，并向辅助电源充电。它们的结构设计既要满足性能、强度需求，又要满足整车装配需求，而且驱动控制器内部的IGBT模块、直流转换器内的直流转换模块均为发热量较大的模块，需要进行冷却。一般情况下驱动控制器和DCDC结构采用独立设计，其内部布置方式和冷却方式只需满足各自的性能要求即可，这种设计方式简单、维修和检测方便，但是占用整车空间大、重量大、材料成本也较高。现有技术中也有采用将驱动控制器与直流转换器通过外部管路串联起来提供冷却的技术方案，提高了集成度，节约了空间，但这种方案仍然需要将驱动控制器和直流转换器并列布置，并且外部管路的存在使得布置更加复杂且需要占用一定的空间，冷却效果也会受到外部管路布置的影响，存在进一步的改进需要。

发明内容

本发明的目的是将驱动控制器与直流转换器进一步集成，从而使得两者占用更小的空间和取得更好的冷却效果。

为实现上述目的本发明的实施例提供了如下技术方案：

一种驱动控制器与直流转换器的集成结构，包括：驱动控制器壳体，所述驱动控制器壳体内安装有驱动控制模块；用于封闭所述驱动控制器壳体的上盖板；直流转换器壳体，所述直流转换器壳体内安装有直流转换模块；用于封闭所述直流转换器壳体的下盖板；所述直流转换器壳体与所述驱动控制器壳体在垂直方向上紧固到一起，所述驱动控制器壳体的底壁具有与所述驱动控制模块接触的上表面和与所述直流转换器壳体接触的下表面，所述上表面具有槽形第一水道，所述第一水道两端具有入水口和回水口，所述驱动控制模块中的发热模块覆盖在所述第一水道上，所述下表面具有槽形第二水道，所述直流转换器壳体覆盖在所述第二水道上，所述第一水道的入水口和回水口与所述第二水道连通从而使在所述第二水道中流动的冷却液全部或者部分经由所述入水口进入所述第一水道并经由所述回水口回流至所述第二水道。

优选地，所述发热模块为IGBT模块或薄膜电容。

优选地，所述第二水道被多个分隔壁分隔成多个分流水道。

优选地，所述第二水道内的相邻的分隔壁之间的进水开口位置设置有凸台。

优选地，所述第二水道为S形。

优选地，所述侧壁上设置有与所述第二水道连通的进水管和出水管。

优选地，所述入水口与所述回水口被设置为使所述第二水道中的冷却液由所述入水口进入所述第一水道后，沿着与所述第二水道中的冷却液相反的方向流动。

优选地，所述驱动控制器壳体与所述直流转换器壳体是一体成型的。

本发明将驱动控制器和直流转换器的壳体在垂直方向上布置，节省了空间，并且利用在驱动控制器壳体的底壁两侧设置的相互连通的第一水道、第二水道这样的双层水道来为驱动控制器中的发热模块和直流转换器提供冷却，且是以发热模块直接覆盖在第一水道上，这样无需外部管路将驱动控制器和直流转换器串联冷却，降低了布置复杂度、提高了冷却效果。

进一步地，第二水道内的分隔壁起到加快散热作用。

进一步地，分隔壁开口位置设置凸台，凸台能够作为安装螺钉的紧固凸台使用，同时在分隔壁之间的进水开口位置形成紊流，促使第二水道内的贴近直流转换器并已经发生热交换的水层与远离直流转换器还未充分发生热交换的水层进行混合，提高后续的冷却效果。

进一步地，第二水道为S形，增大了与直流转换器壳体的接触面积，提高冷却效果。

进一步地，冷却液进入第一水道后沿着相反的方向流动，相当于延长了冷却液在驱动控制器壳体中的流动路径，提高了冷却效果。

附图说明

接下来将结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细说明，其中：

图1是本发明的实施例的驱动控制器与直流转换器的集成结构***图；

图2是本发明的实施例的驱动控制器壳体的立体图；

图3是本发明的实施例的驱动控制器壳体的俯视图；

图4是本发明的实施例中安装了驱动控制模块的驱动控制器壳体的立体图；

图5是图2中的驱动控制器壳体水平翻转后的立体图；

图6是驱动控制器壳体的底壁冷却液流动示意图。

上图中标记说明：驱动控制器与直流转换器的集成结构100、上盖板110、薄膜电容120、IGBT模块130、驱动控制器壳体140、出水管141、进水管142、底壁143、侧壁144、上表面145、第一水道146、入水口147、底板148、回水口149、下表面1410、第二水道1411、分隔壁1412、凸台1413、开口1414、直流转换器壳体150、直流转换模块160、下盖板170。

具体实施方式

参考图1，驱动控制器与直流转换器的集成结构100的外壳主要包括上盖板110、驱动控制器壳体140、直流转换器壳体150和下盖板170，内部元器件主要包括薄膜电容120、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块130和直流转换模块160。驱动控制器壳体140内安装有包括薄膜电容120、IGBT模块130、及未标记示出的驱动板、控制板等驱动控制模块，并以上盖板110封闭。直流转换器壳体150内安装有直流转换模块160，并以下盖板170封闭。其中，IGBT模块130属于驱动控制器中的发热模块，直流转换模块160在工作过程中也会产生较高热量，它们均需要冷却，或者还存在其它的需要冷却的元器件也能够被视为发热模块。在本实施例中，直流转换器壳体150与驱动控制器壳体140在垂直方向上通过螺钉紧固到一起，这样使得直流转换器与驱动控制器两者被布置在垂直空间内，而不再需要在水平空间内并列布置，这为电动车的布置带来了更高的灵活性。

结合图2、图3，驱动控制器壳体140是由侧壁144围绕底壁143形成的，并且从图1可见，侧壁144上设置有出水管141和进水管142。从图2和图3可见的是底壁143的上表面145，上表面145与上述薄膜电容120、IGBT模块130、及驱动板、控制板等驱动控制模块中的一个或者多个接触。上表面145并非一个平坦的表面，在上表面145上，具有局部凹陷形成的槽形第一水道146，第一水道146的底板148的两端开有入水口147和回水口149。结合图4可见，将驱动控制模块安装到驱动控制器壳体140中后，IGBT模块130恰好覆盖在第一水道146上，从而使IGBT模块130与底板148之间形成一个相对封闭的冷却液流动管路。当然，为了提高密封性能及隔水性能，IGBT模块130下方还能够增加密封垫、隔膜等，这也属于本文中的“接触”、“覆盖”的范畴。或者，也能够将同样容易发热的薄膜电容120覆盖在第一水道146上。

参考图5。图5是图2中的驱动控制器壳体140水平翻转约180°以后的视图，主要表明的是底壁143的下表面1410的结构。结合图1可知，组装完成后，下表面1410是与直流转换器壳体150接触表面。下表面1410也并非平坦的表面，而是具有槽形第二水道1411，组装完成后，直流转换器壳体150覆盖在第二水道1411上，从而在下表面1410上形成一个相对封闭的冷却液流动管路。当然，为了提高密封性能及隔水性能，直流转换器壳体150与下表面1410之间也能够增加密封垫、隔膜等，这也属于本文中的“接触”、“覆盖”的范畴。在第二水道1411被多个分隔壁1412分隔成多个分流水道，在相邻的分隔壁1412之间的进水开口1414位置处设置有凸台1413。凸台1413并不封闭进水开口1414，而是与之存在一定距离。分隔壁1412及凸台1413的作用将在下文中进行描述。

结合图2、图3和图5可见，第一水道146的入水口147和回水口149与第二水道1411连通。这样，底壁143的上表面145与下表面1410上形成了双层水道，并且在底板148的位置，第一水道146与第二水道1411是重叠的。

参考图6，该图中以带箭头的线代表冷却液的流动方向。冷却液从进水管142进入第二水道1411，在第二水道1411中流动一段距离后，在入水口147处全部或者部分进入第一水道146，第一水道146中的冷却液再经由回水口149回流至第二水道1411，在第二水道1411中继续流动一段距离后由出水管141流出。冷却液在第二水道1411中流动时，会被分隔壁1412分流，这提高了散热效果。凸台1413不仅能够用于紧固螺钉的安装，而且它的设置位置使得冷却液在进入开口1414之前，在凸台1413、分隔壁1412之间形成紊流区，这样第二水道1411内的贴近直流转换器并已经发生热交换的水层能够与远离直流转换器还未充分发生热交换的水层进行混合，提高冷却液在后续流动过程中的冷却效果。结合图1、图6可知，S形的第二水道1411为直流转换器壳体150内的直流转换模块160提供了大面积的冷却，确保了直流转换模块160的良好冷却效果。而且从整个冷却液流路来看，第二水道1411中的冷却液经由入水口147进入第一水道146后，在底板148位置，冷却液是沿着与第二水道1411中的冷却液流动方向相反的方向流动的，也就是说，冷却液先沿某一方向(如带箭头粗实线所示)流动对直流转换模块160进行一段冷却后，在底板148处进入上层的第一水道146沿着逆方向(如带箭头粗虚线所示)流动对IGBT模块进行冷却，然后再回到第二水道1411继续沿原方向对直流转换模块160进行冷却，这延长了冷却液的流动路径，使得冷却液能够对需要冷却的元器件进行充分冷却，提高了冷却效果。而第一水道146、第二水道1411是形成于驱动控制器壳体140内，无需外部管路对驱动控制器和直流转换器进行串联，集成度、冷却效果均得到了提高。

在本实施例中驱动控制器壳体140与直流转换器壳体150是通过螺钉紧固到一起的，这样做的优势在于便于底壁143的上表面145上的第一水道146和下表面1410上的第二水道1411的形成，但本发明并不排除将驱动控制器壳体140与直流转换器壳体150通过一体成型的方式紧固到一起，当然这样做会使得生产工艺更加复杂。

虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不限定于上述实施例。本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (8)

1.一种驱动控制器与直流转换器的集成结构，包括：

驱动控制器壳体，所述驱动控制器壳体内安装有驱动控制模块；

用于封闭所述驱动控制器壳体的上盖板；

直流转换器壳体，所述直流转换器壳体内安装有直流转换模块；

用于封闭所述直流转换器壳体的下盖板；

其特征在于，所述直流转换器壳体与所述驱动控制器壳体在垂直方向上紧固到一起，所述驱动控制器壳体的底壁具有与所述驱动控制模块接触的上表面和与所述直流转换器壳体接触的下表面，所述上表面具有槽形第一水道，所述第一水道两端具有入水口和回水口，所述驱动控制模块中的发热模块覆盖在所述第一水道上，所述下表面具有槽形第二水道，所述直流转换器壳体覆盖在所述第二水道上，所述第一水道的入水口和回水口与所述第二水道连通从而使在所述第二水道中流动的冷却液全部或者部分经由所述入水口进入所述第一水道并经由所述回水口回流至所述第二水道。

2.根据权利要求1所述的驱动控制器与直流转换器的集成结构，其特征在于，所述发热模块为IGBT模块或薄膜电容。

3.根据权利要求1所述的驱动控制器与直流转换器的集成结构，其特征在于，所述第二水道被多个分隔壁分隔成多个分流水道。

4.根据权利要求3所述的驱动控制器与直流转换器的集成结构，其特征在于，所述第二水道内的相邻的分隔壁之间的进水开口位置设置有凸台。

5.根据权利要求1所述的驱动控制器与直流转换器的集成结构，其特征在于，所述第二水道为S形。

6.根据权利要求1所述的驱动控制器与直流转换器的集成结构，其特征在于，所述侧壁上设置有与所述第二水道连通的进水管和出水管。

7.根据权利要求1所述的驱动控制器与直流转换器的集成结构，其特征在于，所述入水口与所述回水口被设置为使所述第二水道中的冷却液由所述入水口进入所述第一水道后，沿着与所述第二水道中的冷却液相反的方向流动。

8.根据权利要求1所述的驱动控制器与直流转换器的集成结构，其特征在于，所述驱动控制器壳体与所述直流转换器壳体是一体成型的。