CN105578838B - 一种电机控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机控制器，包括控制器箱体、电容模块和两个逆变模块，在控制器箱体里面安装有散热器，在散热器中间开设有空腔，电容模块安装在空腔里面，两个逆变模块分别安装在散热器的顶部和底部上，在散热器上开设有冷却水道并设置有与冷却水道连通的进水口和出水口，通过冷却水道对电容模块和两个逆变模块进行散热，该电机控制器集成有两个逆变模块，结构简单、紧凑，成本相对较低，而且可以有效地对逆变模块和电容模块就行散热，散热效果理想，电机控制器的运行稳定可靠。

Description

一种电机控制器
技术领域：
本发明涉及一种电机控制器，属于电动汽车领域。
背景技术：
在传统的混合动力汽车里面，如果需要控制驱动电机和发电机则需要在电动汽车里面配备两个逆变模块，通过逆变模块控制驱动电机和发电机运转，但是两个逆变模块就需要两台电机控制器，这必然会占据电机汽车里面有限的空间，而且成本相对高昂，不符合现在电机汽车低成本、小体积的发展趋势，这种结构必然会必淘汰。
现在逐渐出现有在一台电机控制器集成有两个逆变模块的电机控制器结构，电容模块安装在电机控制器的后端，两个逆变模块层叠安装在电机控制器的前端，这种电机控制器结构占据的空间也相对较大，而且散热效果十分不理想，依靠电机控制器底面上的冷却难以对电容模块和两个逆变模块进行散热，如果散热问题不能够有效地解决，势必影响电机控制器的运行效率，如果温度过高甚至可能出现安全事故，因此有迫切的需求解决集成有两个逆变模块的电机控制器的散热问题。
发明内容：
本发明的目的是提供一种电机控制器，该电机控制器集成有两个逆变模块，结构简单、紧凑，成本相对较低，而且可以有效地对逆变模块和电容模块就行散热，散热效果理想，电机控制器的运行稳定可靠。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
一种电机控制器，包括控制器箱体、电容模块和两个逆变模块，在控制器箱体里面安装有散热器，在散热器中间开设有空腔，电容模块安装在空腔里面，两个逆变模块分别安装在散热器的顶部和底部上，在散热器上开设有冷却水道并设置有与冷却水道连通的进水口和出水口，通过冷却水道对电容模块和两个逆变模块进行散热。
上述所述的逆变模块包括IGBT模块、驱动线路板和控制线路板，驱动线路板和控制线路板依次安装在IGBT模块的顶面上，IGBT模块的底面上往下伸出针床，针床之间形成一散热水道，在散热器的顶面和底面上都开设有凹槽，凹槽与冷却水道连通，两个逆变模块分别安装在散热器的顶面和底面上，逆变模块上的针床伸入到散热器上的凹槽里面。
上述所述的冷却水道包括水道一和水道二，水道一和水道二分别位于散热器的两侧，两个凹槽设置在水道一和水道二之间，通过两个凹槽把散热器两侧的水道一和水道二并联起来，水道一和水道二分别与进水口和出水口连通。
上述所述的在凹槽的***、散热器上开设有环形槽，在环形槽里面嵌套安装有密封圈，IGBT模块的外侧边缘支承在散热器上并把密封圈压紧在环形槽里面，IGBT模块与散热器之间通过若干螺钉安装固定在一起。
上述所述的顶部的逆变模块与电容模块之间通过叠层母排一电连接在一起，底部的逆变模块与电容模块之间通过叠层母排二电连接在一起，外部直流电源通过叠层母排一与电容模块电连接在一起。
上述所述的顶部的逆变模块通过第一组交流铜排往外输出交流电，顶部的逆变模块的驱动线路板上设置有若干电流传感器一，在每个电流传感器一中间设置有一铜柱，铜柱从电流传感器一中间穿过，通过铜柱把顶部的逆变模块的IGBT模块与第一组交流铜排电连接在一起；
底部的逆变模块通过第二组交流铜排往外输出交流电，底部的逆变模块的驱动线路板上设置有若干电流传感器二，在每个电流传感器二中间设置有一铜柱，铜柱从电流传感器二中间穿过，通过铜柱把底部的逆变模块的IGBT模块与第二组交流铜排电连接在一起。
上述所述的在控制器箱体里面安装有转接线路板，两个逆变模块的控制线路板通过转接线路板与外部建立连接。
上述所述的在散热器的正面上设置有接口面板，在接口面板上设置有出水接头、直流输入端子、三相交流输出端子一、三相交流输出端子二和低压信号连接器，出水接头与冷却水道的出水口接通，直流输入端子与叠层母排一电连接在一起，三相交流输出端子一与第一组交流铜排电连接在一起，三相交流输出端子二与第二组交流铜排电连接在一起，低压信号连接器与转接线路板电连接在一起。
上述所述的接口面板封堵住控制器箱体正面的开口，在控制器箱体的背面上设置有进水接头，进水接头与散热器上的进水口接通。
上述所述的空腔的开口位于散热器的背面上，电容模块与叠层母排一和叠层母排二的连接部分位于空腔的开口处。
本发明与现有技术相比，具有如下效果：
1)在控制器箱体里面安装有散热器，在散热器中间开设有空腔，电容模块安装在空腔里面，两个逆变模块分别安装在散热器的顶部和底部上，在散热器上开设有冷却水道并设置有与冷却水道连通的进水口和出水口，通过冷却水道对电容模块和两个逆变模块进行散热，结构简单、紧凑，成本相对较低，而且可以有效地对逆变模块和电容模块就行散热，散热效果理想，电机控制器的运行稳定可靠；
2)逆变模块包括IGBT模块、驱动线路板和控制线路板，驱动线路板和控制线路板依次安装在IGBT模块的顶面上，模块化程度高，方便安装到电机控制器里面，整个模块可以作为一个组件配合专用的测试工装后，在产品总装前测试、联调好，可提高批量总装，同时可作为一个标准模块简化设计，可提高批量生产的安装效率；
3)IGBT模块的底面上往下伸出针床，针床之间形成一散热水道，在散热器的顶面和底面上都开设有凹槽，凹槽与冷却水道连通，两个逆变模块分别安装在散热器的顶面和底面上，逆变模块上的针床伸入到散热器上的凹槽里面，结构简单紧凑，散热效果理想；
4)水道一和水道二分别位于散热器的两侧，两个凹槽设置在水道一和水道二之间，通过两个凹槽把散热器两侧的水道一和水道二并联起来，水道一和水道二分别与进水口和出水口连通，设计合理、巧妙，充分利用散热器的空间，使得可以通过冷却水道对电容模块和两个逆变模块进行散热；
5)在凹槽的***、散热器上开设有环形槽，在环形槽里面嵌套安装有密封圈，IGBT模块的外侧边缘支承在散热器上并把密封圈压紧在环形槽里面，保证密封性，避免冷却水从凹槽的边缘往外流出从而造成电机控制器里面电子元器件的损坏，提高电机控制器的安全性和可靠性，IGBT模块与散热器之间通过若干螺钉安装固定在一起，安装方式简单、牢靠；
6)在控制器箱体里面安装有转接线路板，两个逆变模块的控制线路板通过转接线路板与外部建立连接，通过共用一块转接线路板，可以节省控制器箱体里面有限的空间，同时也可以节省生产成本，提高市场竞争力；
7)在散热器的正面上设置有接口面板，在接口面板上设置有出水接头、直流输入端子、三相交流输出端子一、三相交流输出端子二和低压信号连接器，布局整洁，对外连接方便。
附图说明：
图1是本发明的立体图；
图2是本发明的分解图；
图3是本发明没有安装控制器箱体的一个分解图；
图4是本发明没有安装有控制器箱体的另一个分解图；
图5是本发明的俯视图；
图6是图5中A-A剖视图；
图7是图6中B-B局部放大图；
图8是本发明散热器的透视图；
图9是本发明其中一个逆变模块与电容模块连接的电路图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
实施例一：如图1至图9所示，本发明是一种电机控制器，包括控制器箱体1、电容模块2和两个逆变模块3，在控制器箱体1里面安装有散热器4，在散热器4中间开设有空腔41，电容模块2安装在空腔41里面，两个逆变模块3分别安装在散热器4的顶部和底部上，在散热器4上开设有冷却水道42并设置有与冷却水道42连通的进水口43和出水口44，通过冷却水道42对电容模块2和两个逆变模块3进行散热。所述的逆变模块3包括IGBT模块32、驱动线路板33和控制线路板34，驱动线路板33和控制线路板34依次安装在IGBT模块32的顶面上。所述的IGBT模块32采用6合1的IGBT模块，电容模块2用于与直流母线连接(并联于直流母线两端)，为逆变模块3提供纹波电流。
IGBT模块32的底面上往下伸出针床311，针床311之间形成一散热水道3110，在散热器4的顶面和底面上都开设有凹槽45，凹槽45与冷却水道42连通，两个逆变模块3分别安装在散热器4的顶面和底面上，逆变模块3上的针床311伸入到散热器4上的凹槽45里面，IGBT模块32工作时产生的热量会传递到IGBT模块32的针床311上，从凹槽45流过的冷却水会带走针床311上的热量，实现对逆变模块3的散热。冷却水道42包括水道一421和水道二422，水道一421和水道二422分别位于散热器4的两侧，两个凹槽45并排地设置在水道一421和水道二422之间，通过两个凹槽45把散热器4两侧的水道一421和水道二422并联起来，水道一421和水道二422分别与进水口43和出水口44连通。即形成了两个凹槽45、水道一421和水道二422包围空腔41分布的格局，而且散热器4采用散热性能好的材料制造而成，电容模块2工作时产生的热量经过散热器4传递之后会被从水道一421、凹槽45和水道二422流过的冷却水带走，实现对电容模块2的散热。
进水口43靠近于散热器4的底部，出水口44靠近与散热器4的顶部，底部的凹槽45的面积少于顶部的凹槽45的面积。在底部的凹槽45的两侧、散热器4上开设有通孔480、481，通孔480、481分别与水道一421和水道二422连通，在通孔480、481安装有密封塞(图中未示出)，密封塞堵住通孔480、481里面的部分空间，剩余的空间允许冷却水道42的冷却水在里面流动，从而可以实现从靠近底部的进水口43进入的冷却水通过水道一421流入到位于散热器4顶部的凹槽45里面，和实现从底部的凹槽45流出的冷却水经过水道二422后从位于散热器4顶部的出水口44流出。
在凹槽45的***、散热器4上开设有环形槽46，在环形槽46里面嵌套安装有密封圈5，IGBT模块31的外侧边缘支承在散热器4上并把密封圈5压紧在环形槽46里面，保证密封性，避免冷却水从凹槽45的边缘往外流出从而造成电机控制器里面电子元器件的损坏，提高电机控制器的安全性和可靠性。IGBT模块31与散热器4之间通过若干螺钉(图中未示出)安装固定在一起。
顶部的逆变模块3与电容模块2之间通过叠层母排一61电连接在一起，底部的逆变模块3与电容模块2之间通过叠层母排二62电连接在一起，外部直流电源通过叠层母排一61与电容模块2电连接在一起。
顶部的逆变模块3通过第一组交流铜排71往外输出交流电，顶部的逆变模块3的驱动线路板33上设置有3个电流传感器一81，在每个电流传感器一81中间设置有一铜柱9，铜柱9从电流传感器一81中间穿过，通过铜柱9把顶部的逆变模块3的IGBT模块32与第一组交流铜排71电连接在一起；
底部的逆变模块3通过第二组交流铜排72往外输出交流电，底部的逆变模块3的驱动线路板33上设置有3个电流传感器二82，在每个电流传感器二82中间设置有一铜柱9，铜柱9从电流传感器二82中间穿过，通过铜柱9把底部的逆变模块3的IGBT模块32与第二组交流铜排72电连接在一起。
控制线路板34通过若干支承柱11安装固定在散热器4上，并且在控制线路板34的内侧设置有缺口部340，以留有空间方便第一组交流铜排71、第二组交流铜排72的连接安装。
在散热器4的侧边、控制器箱体1里面安装有转接线路板10，两个逆变模块3的控制线路板34通过转接线路板10与外部建立连接，通过共用一块转接线路板10，可以节省控制器箱体1里面有限的空间，同时也可以节省生产成本，提高市场竞争力。
在散热器4的正面上设置有接口面板47，在接口面板47上设置有出水接头111、直流输入端子112、三相交流输出端子一113、三相交流输出端子二114和低压信号连接器115，三相交流输出端子一113靠近接口面板47的顶部，三相交流输出端子二114靠近接口面板47的底部，出水接头111与冷却水道42的出水口44接通，直流输入端子112与叠层母排一61电连接在一起，三相交流输出端子一113与第一组交流铜排71电连接在一起，三相交流输出端子二114与第二组交流铜排72电连接在一起，低压信号连接器115与转接线路板10电连接在一起。
接口面板47封堵住控制器箱体1正面的开口，在控制器箱体1的背面上设置有进水接头116，进水接头116与散热器4上的进水口43接通。空腔41的开口410位于散热器4的背面上，电容模块2与叠层母排一61和叠层母排二62的连接部分位于空腔41的开口410处。电容模块2上共有6对，12个接口21，6对接口21分为上下两列均匀排布，叠层母排一61把电容模块2上方的3对接口21分别与顶部逆变模块3的IGBT模块32电连接在一起，叠层母排二62把电容模块2下方的3对接口21与底部逆变模块3的IGBT模块32电连接在一起。
以上实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电机控制器，包括控制器箱体(1)、电容模块(2)和两个逆变模块(3)，其特征在于：在控制器箱体(1)里面安装有散热器(4)，在散热器(4)中间开设有空腔(41)，电容模块(2)安装在空腔(41)里面，两个逆变模块(3)分别安装在散热器(4)的顶部和底部上，在散热器(4)上开设有冷却水道(42)并设置有与冷却水道(42)连通的进水口(43)和出水口(44)，通过冷却水道(42)对电容模块(2)和两个逆变模块(3)进行散热，所述的逆变模块(3)包括IGBT模块(32)、驱动线路板(33)和控制线路板(34)，驱动线路板(33)和控制线路板(34)依次安装在IGBT模块(32)的顶面上，在散热器(4)的顶面和底面上都开设有凹槽(45)，凹槽(45)与冷却水道(42)连通，所述的冷却水道(42)包括水道一(421)和水道二(422)，水道一(421)和水道二(422)分别位于散热器(4)的两侧，两个凹槽(45)并排地设置在水道一(421)和水道二(422)之间，通过两个凹槽(45)把散热器(4)两侧的水道一(421)和水道二(422)并联起来，水道一(421)和水道二(422)分别与进水口(43)和出水口(44)连通，在控制器箱体(1)里面安装有转接线路板(10)，两个逆变模块(3)的控制线路板(34)通过转接线路板(10)与外部建立连接，在散热器(4)的正面上设置有接口面板(47)，接口面板(47)封堵住控制器箱体(1)正面的开口。
2.根据权利要求1所述的一种电机控制器，其特征在于：IGBT模块(32)的底面上往下伸出针床(311)，针床(311)之间形成一散热水道(3110)，两个逆变模块(3)分别安装在散热器(4)的顶面和底面上，逆变模块(3)上的针床(311)伸入到散热器(4)上的凹槽(45)里面。
3.根据权利要求2所述的一种电机控制器，其特征在于：在凹槽(45)的***、散热器(4)上开设有环形槽(46)，在环形槽(46)里面嵌套安装有密封圈(5)，IGBT模块(32)的外侧边缘支承在散热器(4)上并把密封圈(5)压紧在环形槽(46)里面，IGBT模块(32)与散热器(4)之间通过若干螺钉安装固定在一起。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种电机控制器，其特征在于：顶部的逆变模块(3)与电容模块(2)之间通过叠层母排一(61)电连接在一起，底部的逆变模块(3)与电容模块(2)之间通过叠层母排二(62)电连接在一起，外部直流电源通过叠层母排一(61)与电容模块(2)电连接在一起。
5.根据权利要求4所述的一种电机控制器，其特征在于：顶部的逆变模块(3)通过第一组交流铜排(71)往外输出交流电，顶部的逆变模块(3)的驱动线路板(33)上设置有若干电流传感器一(81)，在每个电流传感器一(81)中间设置有一铜柱(9)，铜柱(9)从电流传感器一(81)中间穿过，通过铜柱(9)把顶部的逆变模块(3)的IGBT模块(32)与第一组交流铜排(71)电连接在一起；
底部的逆变模块(3)通过第二组交流铜排(72)往外输出交流电，底部的逆变模块(3)的驱动线路板(33)上设置有若干电流传感器二(82)，在每个电流传感器二(82)中间设置有一铜柱(9)，铜柱(9)从电流传感器二(82)中间穿过，通过铜柱(9)把底部的逆变模块(3)的IGBT模块(32)与第二组交流铜排(72)电连接在一起。
6.根据权利要求5所述的一种电机控制器，其特征在于：在接口面板(47)上设置有出水接头(111)、直流输入端子(112)、三相交流输出端子一(113)、三相交流输出端子二(114)和低压信号连接器(115)，出水接头(111)与冷却水道(42)的出水口(44)接通，直流输入端子(112)与叠层母排一(61)电连接在一起，三相交流输出端子一(113)与第一组交流铜排(71)电连接在一起，三相交流输出端子二(114)与第二组交流铜排(72)电连接在一起，低压信号连接器(115)与转接线路板(10)电连接在一起。
7.根据权利要求6所述的一种电机控制器，其特征在于：在控制器箱体(1)的背面上设置有进水接头(116)，进水接头(116)与散热器(4)上的进水口(43)接通。
8.根据权利要求7所述的一种电机控制器，其特征在于：空腔(41)的开口(410)位于散热器(4)的背面上，电容模块(2)与叠层母排一(61)和叠层母排二(62)的连接部分位于空腔(41)的开口(410)处。
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