CN108770323A - 电机控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电机控制器技术领域，尤其涉及一种电机控制器；包括控制器外壳，所述控制器外壳内安装有薄膜电容组件、IGBT组件和直流母排，所述控制器外壳底部安装有冷却底板，所述冷却底板内设电容冷却腔室、IGBT冷却腔室和母排冷却腔室；所述电容冷却腔室和所述母排冷却腔室分别与隔离在其上方的薄膜电容组件和直流母排位置一一对应设置；所述IGBT组件的底部对应插装于所述IGBT组件冷却腔内。本发明所公开的电机控制器，控制器外壳采用高压铝合金铸造工艺设计生产，质量轻、结构紧凑，功率密度高；壳体底部采用全水冷设计，增加换热面积，提升换热效率；控制器外壳上安装有位置可调的万向水管接头，降低了开发成本，提升了产品的适应性。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制器技术领域，尤其涉及一种电机控制器。
背景技术
作为新能源汽车的核心三大“电”之一的电机控制器总成，是每个整车厂都必须掌握的核心技术之一，新能源汽车高速发展也催生出巨大的电机需求市场，电机技术也在快速发展，核心技术方面也朝着电机本体永磁化，电机控制数字化，电机***集成化的方向发展。
发展电机驱动技术，发展优化驱动硬件，搭建平台深化升级软件算法，成为当务之急，面对严酷惨烈的市场，百家争鸣的技术环境，提升车辆技术品质，提升公司的核心技术的掌控能力，研制拥有自己核心技术的电机控制器产品，势在必行。
现有的驱动电机控制器存在以下缺点：1、驱动器壳体内的电器元件的安装空间不足，整体散热效果差，使用寿命较低；2、直流母排的散热面积不足，散热传导效率较低；3、共模电感普遍采用分体结构，滤波效果下降显著；4、电器元件之间的电磁辐射干扰严重；5、电器接头一般都是固设于壳体上，产品的适应性较差。
因此，为了解决上述问题，急需发明一种新的电机控制器。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种电机控制器，壳体底部采用全水冷设计，增加换热面积，提升换热效率。
本发明提供了下述方案：
一种电机控制器，包括控制器外壳，所述控制器外壳内安装有薄膜电容组件、IGBT组件和直流母排，所述控制器外壳底部安装有冷却底板，所述冷却底板内设用于冷却薄膜电容组件的电容冷却腔室、用于冷却IGBT组件的IGBT冷却腔室和用于冷却直流母排的母排冷却腔室；所述电容冷却腔室和所述母排冷却腔室分别与隔离在其上方的所述薄膜电容组件和所述直流母排位置一一对应设置；所述IGBT组件的底部对应插装于所述IGBT组件冷却腔内。
优选地，所述电容冷却腔室内设有第一冷却水道，所述IGBT冷却腔室内设有第二冷却水道，所述母排冷却腔室内设有第三冷却水道；所述第三冷却水道、所述第二冷却水道和所述第一冷却水道从右至左依次连通，所述第三冷却水道与进水道连通，所述第一冷却水道与出水道连通，所述进水道和所述出水道分别通过一个万向水管接头与外部冷却水循环***连通。
优选地，所述万向水管接头包括接头管体和压板，所述接头管体的一端插装于进水口/出水口，并通过设置于所述接头管体上的限位凸缘定位，所述接头管体通过密封圈与所述进水口/出水口转动密封连接，所述接头管体的另一端与外部冷却水循环***连接；所述压板压设于所述限位凸缘上，所述压板与所述限位凸缘转动连接，所述压板与所述控制器外壳固定。
优选地，所述直流母排上安装有用于对IGBT组件进行滤波的整体式共模电感总成。
优选地，所述直流母排包括正极直流母排和负极直流母排，所述正极直流母排和所述负极直流母排均呈宽幅设置，所述正极直流母排和所述负极直流母排的形状相适应，并通过导热固定胶粘接。
优选地，所述正极直流母排和所述负极直流母排上均设有用于与所述控制器外壳固定的接触脚，各所述接触脚交错设置。
优选地，所述控制器外壳的上部设有用于隔离驱动板与控制板的隔离金属支架，所述隔离金属支架架设于所述控制器外壳上，所述隔离金属支架上设有驱动板安装槽。
优选地，所述第一冷却水道、所述第二冷却水道和所述第三冷却水道均呈分体式设置，包括冷却水道盖板和设置于所述控制器外壳底板上的多个水道隔板，各所述水道隔板的端部均与所述水道盖板呈间隙配合，所述冷却水道盖板与所述控制器外壳的下端固定。
优选地，所述的电机控制器还包括上盖，所述上盖盖设于所述控制器外壳的上端。
优选地，所述控制器外壳的外侧壁上设有用于将电机控制器进行固定的钣金安装支架。
本发明产生的有益效果：
1、本发明所公开的电机控制器，包括控制器外壳，所述控制器外壳内安装有薄膜电容组件、IGBT组件和直流母排，所述控制器外壳底部安装有冷却底板，所述冷却底板内设用于冷却薄膜电容组件的电容冷却腔室、用于冷却IGBT组件的IGBT冷却腔室和用于冷却直流母排的母排冷却腔室；所述电容冷却腔室和所述母排冷却腔室分别与隔离在其上方的所述薄膜电容组件和所述直流母排位置一一对应设置；所述IGBT组件的底部对应插装于所述IGBT组件冷却腔内；控制器外壳采用高压铝合金铸造工艺设计生产，质量轻、结构紧凑，功率密度高；壳体底部采用全水冷设计，除了传统的IGBT外，薄膜电容、交流母排、直流母排均会与散热壳体直接或间接(通过导热绝缘膜)接触，增加换热面积，提升换热效率；为配合整车厂对出水管路方向的调整要求，控制器外壳上安装有位置可调的万向水管接头，降低了开发成本，提升了产品的适应性。
2、所述直流母排上安装有用于对IGBT组件进行滤波的整体式共模电感总成；通过设置整体式共模电感总成，大幅度提高了共模电感的滤波效率，保证共模电感的滤波效果不被降低；
3、所述直流母排包括正极直流母排和负极直流母排，所述正极直流母排和所述负极直流母排均呈宽幅设置，所述正极直流母排和所述负极直流母排的形状相适应，并通过导热固定胶粘接；直流母排采用宽幅(大面积)集成设计，有效降低铜排发热功率，提升散热传导效率，同时也为提升装配效率提供了技术准备。
4、所述安装腔室的上部设有用于隔离驱动板与控制板的隔离金属支架，所述隔离金属支架架设于所述控制器外壳上，所述隔离金属支架上设有驱动板安装槽；通过设置隔离金属支架，降低了控制板和驱动板之间的电磁辐射干扰，同时保证了电路板免受机械冲击。
5、所述控制器外壳的外侧壁上设有用于将电机控制器进行固定的钣金安装支架；所述钣金安装支架通过螺栓与控制器外壳的侧壁相连，安装简单可靠，可根据整车厂要求进行安装孔位调整，改制成本低，产品适应性好。
附图说明
图1为本发明的电机控制器的结构示意图；
图2为本发明的万向水管接头的结构示意图；
图3为本发明的电机控制器外壳的结构示意图；
图4为本发明的电机控制器冷却水道的结构示意图；
图5为本发明的直流母排的结构示意图；
图6为本发明的隔离金属支架的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1至图4所示，包括控制器外壳1，所述控制器外壳内设有用于安装薄膜电容组件2、IGBT组件3和直流母排4的安装腔室101，所述控制器外壳的底板内设有多个冷却水道102(包括从右至左依次设置的第三冷却水道、第二冷却水道和第一冷却水道)，各冷却水道分别与所述薄膜电容组件、所述IGBT组件和所述直流母排位置一一对应设置；所述第三冷却水道与进水道104连通，所述第一冷却水道与出水道103连通，所述进水道和所述出水道分别通过一个万向水管接头5与外部冷却水循环***连通。所述的电机控制器还包括上盖105，所述上盖盖设于所述控制器外壳的上端。所述控制器外壳的外侧壁上设有用于将电机控制器进行固定的钣金安装支架106。
参见图2所示，所述万向水管接头包括接头管体501和压板502，所述接头管体的一端插装于进水口/出水口，并通过设置于所述接头管体上的限位凸缘503定位，所述接头管体通过密封圈504与所述进水口/出水口转动密封连接，所述接头管体的另一端与外部冷却水循环***连接；所述压板压设于所述限位凸缘上，所述压板与所述限位凸缘转动连接，所述压板与所述控制器外壳通过螺栓505固定。
参见图3和4所示，所述冷却水道呈分体式设置，包括冷却水道盖板107和设置于所述控制器外壳底板上的多个水道隔板108，各所述水道隔板的端部均与所述水道盖板呈间隙配合，所述冷却水道盖板与所述控制器外壳的下端固定。
参见图5所示，所述直流母排上安装有用于对IGBT组件进行滤波的整体式共模电感401总成。所述直流母排包括正极直流母排402和负极直流母排403，所述正极直流母排和所述负极直流母排均呈宽幅设置，所述正极直流母排和所述负极直流母排的形状相适应，并通过导热固定胶405粘接。所述正极直流母排和所述负极直流母排上均设有用于与所述控制器外壳固定的接触脚404，各所述接触脚交错设置。
参见图6所示，所述安装腔室的上部设有用于隔离驱动板与控制板的隔离金属支架6，所述隔离金属支架架设于所述控制器外壳上，所述隔离金属支架上设有驱动板安装槽601。所述隔离金属支架呈一体化铸造成型。
本实施例中所述电机控制器，包括控制器外壳，所述控制器外壳内设有用于安装薄膜电容组件、IGBT组件和直流母排的安装腔室，所述控制器外壳的底板内设有多个冷却水道，各冷却水道分别与所述薄膜电容组件、所述IGBT组件和所述直流母排位置一一对应设置；各所述冷却水道的两端分别连通于进水道和出水道，所述进水道和所述出水道分别通过一个万向水管接头与外部冷却水循环***连通；控制器外壳采用高压铝合金铸造工艺设计生产，质量轻、结构紧凑，功率密度高；壳体底部采用全水冷设计，除了传统的IGBT外，薄膜电容、交流母排、直流母排均会与散热壳体直接或间接(通过导热绝缘膜)接触，增加换热面积，提升换热效率；为配合整车厂对出水管路方向的调整要求，控制器外壳上安装有位置可调的万向水管接头，降低了开发成本，提升了产品的适应性。
本实施例中所述电机控制器，所述直流母排上安装有用于对IGBT组件进行滤波的整体式共模电感总成；通过设置整体式共模电感总成，大幅度提高了共模电感的滤波效率，保证共模电感的滤波效果不被降低。
本实施例中所述电机控制器，所述直流母排包括正极直流母排和负极直流母排，所述正极直流母排和所述负极直流母排均呈宽幅设置，所述正极直流母排和所述负极直流母排的形状相适应，并通过导热固定胶粘接；直流母排采用宽幅(大面积)集成设计，有效降低铜排发热功率，提升散热传导效率，同时也为提升装配效率提供了技术准备。
本实施例中所述电机控制器，所述安装腔室的上部设有用于隔离驱动板与控制板的隔离金属支架，所述隔离金属支架架设于所述控制器外壳上，所述隔离金属支架上设有驱动板安装槽；通过设置隔离金属支架，降低了控制板和驱动板之间的电磁辐射干扰，同时保证了电路板免受机械冲击。
本实施例中所述电机控制器，所述控制器外壳的外侧壁上设有用于将电机控制器进行固定的钣金安装支架；所述钣金安装支架通过螺栓与控制器外壳的侧壁相连，安装简单可靠，可根据整车厂要求进行安装孔位调整，改制成本低，产品适应性好。
本实施例中所述电机控制器，结构紧凑，空间利用率极高；水冷换热面积大，多部件与水冷壳体有近距离热交换活动，***散热效率高；***部件集成度高，装配方便可靠；产品适应能力强，多处设计采用低成本分离式设计，改制成本低，匹配效果好；本发明电机控制器总成性能稳定，外接线束均采用高压快插接头，安全可靠；***功率密度高，成本低，可适用于新能源乘用车和新能源商用车等车型。
本实施例中所述电机控制器，控制器外壳采用轻量化设计，采用铝合金高压铸造工艺进行制造，水冷壳体总重2.69kg，长×宽×高：264×272×101.5(mm)。
本实施例中所述电机控制器，宽幅直流母排设计，提升导电效率，提升散热效率，母排最宽处达50mm；集成母排设计及共模电感整体无损式集成工艺：初始状态母排接触脚未弯折；将正极直流母排和负极直流母排用导热固定胶粘接在一起，用生产辅具固定粘接状态，确保胶水固化后产品状态符合图纸要求；将共模电感总成穿过未弯折母排接触脚，最后将接触脚进行折弯。
本实施例中所述电机控制器，所述隔离金属支架采用铝合金高压铸造成型，轻量化设计，防控制电路板受到过量机械冲击；支架上形成完整空腔，使箱内电路板与外部驱动控制板互不相见，形成一定的电磁辐射防护作用。
本实施例中所述电机控制器，所述万向水管接头采用两道O形圈密封，可以360°随意角度安装，用固定角度的压板安装有七种安装角度可以选择。同时，水管弯头的侧向平面与安装壳体之间间隙配合，可以有效限制水管接头的转动。
本实施例中所述电机控制器，所述钣金安装支架通过螺栓与壳体侧壁相连，安装简单可靠，可根据整车厂要求进行安装孔位调整，改制成本低，产品适应性好。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种电机控制器，其特征在于：包括控制器外壳，所述控制器外壳内安装有薄膜电容组件、IGBT组件和直流母排，所述控制器外壳底部安装有冷却底板，所述冷却底板内设用于冷却薄膜电容组件的电容冷却腔室、用于冷却IGBT组件的IGBT冷却腔室和用于冷却直流母排的母排冷却腔室；所述电容冷却腔室和所述母排冷却腔室分别与隔离在其上方的所述薄膜电容组件和所述直流母排位置一一对应设置；所述IGBT组件的底部对应插装于所述IGBT组件冷却腔内。
2.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于：所述电容冷却腔室内设有第一冷却水道，所述IGBT冷却腔室内设有第二冷却水道，所述母排冷却腔室内设有第三冷却水道；所述第三冷却水道、所述第二冷却水道和所述第一冷却水道从右至左依次连通，所述第三冷却水道与进水道连通，所述第一冷却水道与出水道连通，所述进水道和所述出水道分别通过一个万向水管接头与外部冷却水循环***连通。
3.根据权利要求2所述的电机控制器，其特征在于：所述万向水管接头包括接头管体和压板，所述接头管体的一端插装于进水口/出水口，并通过设置于所述接头管体上的限位凸缘定位，所述接头管体通过密封圈与所述进水口/出水口转动密封连接，所述接头管体的另一端与外部冷却水循环***连接；所述压板压设于所述限位凸缘上，所述压板与所述限位凸缘转动连接，所述压板与所述控制器外壳固定。
4.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于：所述直流母排上安装有用于对IGBT组件进行滤波的整体式共模电感总成。
5.根据权利要求4所述的电机控制器，其特征在于：所述直流母排包括正极直流母排和负极直流母排，所述正极直流母排和所述负极直流母排均呈宽幅设置，所述正极直流母排和所述负极直流母排的形状相适应，并通过导热固定胶粘接。
6.根据权利要求5所述的电机控制器，其特征在于：所述正极直流母排和所述负极直流母排上均设有用于与所述控制器外壳固定的接触脚，各所述接触脚交错设置。
7.根据权利要求6所述的电机控制器，其特征在于：所述控制器外壳的上部设有用于隔离驱动板与控制板的隔离金属支架，所述隔离金属支架架设于所述控制器外壳上，所述隔离金属支架上设有驱动板安装槽。
8.根据权利要求7所述的电机控制器，其特征在于：所述第一冷却水道、所述第二冷却水道和所述第三冷却水道均呈分体式设置，包括冷却水道盖板和设置于所述控制器外壳底板上的多个水道隔板，各所述水道隔板的端部均与所述水道盖板呈间隙配合，所述冷却水道盖板与所述控制器外壳的下端固定。
9.根据权利要求8所述的电机控制器，其特征在于：还包括上盖，所述上盖盖设于所述控制器外壳的上端。
10.根据权利要求9所述的电机控制器，其特征在于：所述控制器外壳的外侧壁上设有用于将电机控制器进行固定的钣金安装支架。
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Application publication date: 20181106 |