CN109980859A - 一种车用电机控制器组装方法 - Google Patents

Abstract

为克服现有车用电机控制器的组装结构存在操作麻烦、散热困难的问题，本发明提供了一种车用电机控制器组装方法，包括以下操作步骤：获取液态金属、功率板、控制板和中空壳体；降温使所述液态金属凝固形成固态金属层，将固态金属层与功率板之间绝缘层叠，将层叠后的固态金属层和功率板装入中空壳体中，所述功率板与中空壳体的内壁之间形成有导热间隔，所述固态金属层位于所述导热间隔中；加热使固态金属层转化为液态金属；降温，在中空壳体中装入控制板，对中空壳体进行封口。本发明提供的车用电机控制器组装方法简便、易操作，有效提高功率板和中空壳体之间的导热，提高散热效果。

Description

一种车用电机控制器组装方法

技术领域

本发明属于车用电机控制器制造技术领域，具体涉及一种车用电机控制器组装方法。

背景技术

电机控制器，作为电动汽车的核心部件之一，是汽车动力性能的决定性因素。它从整车控制器获得整车的需求，从动力电池包获得电能，经过自身逆变器的调制，获得控制电机需要的电流和电压，提供给电动机，使得电机的转速和转矩满足整车的要求。

现有车用电机控制器包括底座、功率板和控制板及上罩；功率板通过螺栓锁紧在所述底座上，所述控制板安装于所述功率板上方，功率板上的功率引脚穿过所述控制板后，从所述上罩上穿出。其工艺为通过螺栓将功率板固定在底座上，然后安装功率引脚，将控制板再安装在功率板上，使功率引脚穿过控制板，然后安装上罩封装。

现有的车用电机控制器组装方法操作较为麻烦，且功率板产生的热量容易积攒在上罩内部，影响散热，同时，功率板与底座之间不可避免地存在一定的间隙，功率板产生的热量也难以通过底座进行散热。

发明内容

针对现有车用电机控制器的组装结构存在操作麻烦、散热困难的问题，本发明提供了一种车用电机控制器组装方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明实施例提供了一种车用电机控制器组装方法，包括以下操作步骤：

获取液态金属、功率板、控制板和中空壳体；

降温使所述液态金属凝固形成固态金属层，将固态金属层与功率板之间绝缘层叠，将层叠后的固态金属层和功率板装入中空壳体中，所述功率板与中空壳体的内壁之间形成有导热间隔，所述固态金属层位于所述导热间隔中；

加热使固态金属层转化为液态金属；

降温，在中空壳体中装入控制板，对中空壳体进行封口。

根据本发明提供的车用电机控制器组装方法，通过降温液态金属凝固成固态，与功率板一起组装于中空壳体中，且液态金属位于功率板和中空壳体内壁之间的导热间隔中，该种降温固化的组装方式能够有效将液态金属组装至车用电机控制器中，安装方式简便、易操作；加热使固态金属层重新熔化为液态金属，此时液态金属通过其表面张力作用能够同时粘附于功率板和中空壳体内壁上，能够使得液态金属能够同时与功率板和中空壳体形成充分接触，从而在功率板和中空壳体之间形成优良的导热层，当温度降低时液态金属重新固化为固态金属层；在所述功率板工作的过程中，其产生的热量能够使固态金属层部分熔化为粘稠状，有效提高功率板和中空壳体之间的导热，提高散热效果。

可选的，所述液态金属为铟合金，所述液态金属的熔点在20℃～35℃之间。

可选的，在加热所述固态金属层时，先将中空壳体置于真空箱体中，抽真空，使所述固态金属层在真空环境下熔化为液态金属。

可选的，所述功率板包括铝基板和多个电子元器件，所述电子元器件安装于所述铝基板上背离所述导热间隔中的一侧，所述铝基板朝向所述导热间隔的一面进行绝缘设置。

可选的，所述中空壳体的两端分别开有第一开口和第二开口，在进行封口时，设置第一端盖封闭所述第一开口，设置第二端盖封闭所述第二开口。

可选的，所述功率板的侧边引出有多个功率引脚，多个所述功率引脚分别由所述第一开口和所述第二开口引出，所述第一端盖上设置有用于电连接所述功率引脚的多个第一极柱，所述第二端盖上设置有用于电连接所述功率引脚的多个第二极柱。

可选的，所述中空壳体的两侧内壁上相对设置有第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽和所述第二卡槽均沿所述第一开口延伸至所述第二开口，将所述功率板的两侧分别***所述第一卡槽和所述第二卡槽中完成所述功率板的组装。

可选的，所述中空壳体的两侧内壁上相对设置有第三卡槽和第四卡槽，所述第三卡槽和所述第四卡槽均沿所述第一开口延伸至所述第二开口，所述控制板的两侧分别***所述第三卡槽和所述第四卡槽完成所述控制板的组装。

可选的，在对所述中空壳体封口时，同时对所述导热间隔进行封口。

可选的，所述第一端盖上开设有地线孔，所述功率板的侧边引出有地线引脚，所述地线引脚电连接有地线，所述地线由所述地线孔引出；

所述第二端盖上开设有通讯接口，所述控制板的数据线由所述通讯接口引出。

附图说明

图1是本发明实施例提供的车用电机控制器结构示意图；

图2是图1中A处的结构示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、中空壳体；11、第一安装板；12、第一安装槽；13、第二安装板；14、第一卡槽；15、第三卡槽；16、散热翅片；17、第一开口；2、第一端盖；21、第一极柱；22、地线孔；3、第二端盖；31、第二极柱；32、通讯接口；4、导热间隔；5、功率板；51、功率引脚；511、U端引脚；512、输出W端引脚；513、输出V端引脚；514、地线引脚；6、控制板；7、固态金属层。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一实施例提供了一种车用电机控制器组装方法，包括以下操作步骤：

获取液态金属、功率板5、控制板6和中空壳体1；

降温使所述液态金属凝固形成固态金属层7，将固态金属层7与功率板5之间绝缘层叠，将层叠后的固态金属层7和功率板5装入中空壳体1中，所述功率板5与中空壳体1的内壁之间形成有导热间隔4，所述固态金属层7位于所述导热间隔4中；

加热使固态金属层7转化为液态金属；

降温，在中空壳体1中装入控制板6，对中空壳体1进行封口。

根据本发明提供的车用电机控制器组装方法，通过降温液态金属凝固成固态，与功率板5一起组装于中空壳体1中，且液态金属位于功率板5和中空壳体1内壁之间的导热间隔4中，该种降温固化的组装方式能够有效将液态金属组装至车用电机控制器中，安装方式简便、易操作；加热使固态金属层7重新熔化为液态金属，此时液态金属通过其表面张力作用能够同时粘附于功率板5和中空壳体1内壁上，能够使得液态金属能够同时与功率板5和中空壳体1形成充分接触，从而在功率板5和中空壳体1之间形成优良的导热层，当温度降低时液态金属重新固化为固态金属层7；在所述功率板5工作的过程中，其产生的热量能够使固态金属层7部分熔化为粘稠状，有效提高功率板5和中空壳体1之间的导热，提高散热效果。

所述液态金属为铟合金，所述液态金属的熔点在20℃～35℃之间。

所述铟合金中通过加入其他金属，如镓、锡等，能够有效调节铟合金的熔点在一定范围内变化，具体的，本实施例中将液态金属的熔点控制在20℃～35℃之间，有利于在常温下控制铟合金在固态和液态两种状态下转换，从而便于铟合金在车用电机控制器中的组装，同时，当液态金属的熔点位于20℃～35℃之间时，在功率板5的工作温度能够将该固态金属层7至少部分熔化为液态金属，从而提高其导热性能。

在一优选实施例中，所述液态金属的熔点为25℃，当温度低于25℃时，所述液态金属固化为固态金属层7；当温度高于25℃时，所述固态金属层7软化成粘稠状的液态金属。

在功率板5的工作发热过程，由于不同位置的元器件发热量不同，所述固态金属层7呈现部分软化为液态金属，部分仍处于固态的情况。

作为本发明的进一步改进，在加热所述固态金属层7时，先将中空壳体1置于真空箱体中，抽真空，使所述固态金属层7在真空环境下熔化为液态金属。

通过抽真空能够将所述中空壳体1中的空气抽出，从而在固态金属层7熔化成液态金属的过程中，能够有效借助其液体状态下的表面张力粘附于功率板5和中空壳体1内壁的表面，与功率板5和中空壳体1之间形成完美贴合，由于此时中空壳体1处于高度真空的情况，能够有效避免液态金属中裹挟有空气，降低空气热阻，同时也避免了空气对液态金属产生的氧化作用。

在进行固态金属层7的熔化时，需保证温度足够高和时间足够长，以使所述固态金属层7全部熔化。

在一实施例中，所述功率板5包括铝基板和多个电子元器件，所述电子元器件安装于所述铝基板上背离所述导热间隔4中的一侧，所述铝基板朝向所述导热间隔4的一面进行绝缘设置。

铝基板本身具有较好的导热性能，可通过在铝基板的表面设置绝缘层的方式进行绝缘，避免液态金属对功率板5上的元器件的影响。

如图1和图2所示，在一实施例中，所述中空壳体1的两端分别开有第一开口17和第二开口(未图示)，在进行封口时，设置第一端盖2封闭所述第一开口17，设置第二端盖3封闭所述第二开口。

所述功率板5的侧边引出有多个功率引脚51，多个所述功率引脚51分别由所述第一开口17和所述第二开口引出，所述第一端盖2上设置有用于电连接所述功率引脚51的多个第一极柱21，所述第二端盖3上设置有用于电连接所述功率引脚51的多个第二极柱31。

所述车用电机控制器将功率板5和控制板6均内置于中空的中空壳体1内部，同时通过第一端盖2和第二端盖3对中空壳体1进行封端，所述功率板5的功率引脚51由两侧引出，并通过第一端盖2上的第一极柱21和第二端盖3上的第二极柱31进行电性引出，该种结构能够对功率板5和控制板6实现全方位保护的覆盖，避免功率板5和控制板6的裸露，有效保证车用电机控制器的密封性，提高其防尘等级。

多个所述功率引脚51包括正极输入引脚(未图示)、电门锁线引脚(未图示)、负极输入引脚(未图示)、输出U端引脚511、输出W端引脚512和输出V端引脚513，所述正极输入引脚、所述电门锁线引脚、所述负极输入引脚、所述输出U端引脚511、所述输出W端引脚512和所述输出V端引脚513均为可用于电连接的金属引脚，其中，所述正极输入引脚和所述负极输入引脚用于连接车载电池的正负极，通过车载电池的正负极对所述功率板5进行直流电流的输入，车载电池输入的直流电流被所述功率板5转化为三相交流电并分别由所述输出U端引脚511、所述输出W端引脚512和所述输出V端引脚513进行输出，所述输出U端引脚511、所述输出W端引脚512和所述输出V端引脚513用于连接电机的U端、W端和V端，从而实现电机的驱动；所述输出U端引脚511、所述输出W端引脚512和所述输出V端引脚513位于所述功率板5的一侧，所述正极输入引脚、所述电门锁线引脚和所述负极输入引脚位于所述功率板5的另一侧，所述输出U端引脚511、所述输出W端引脚512和所述输出V端引脚513由所述第一开口17引出，所述正极输入引脚、所述电门锁线引脚和所述负极输入引脚由所述第二开口引出，从而将所述车用电机控制器的输入和输出分离，能够有效避免接线错误的情况。

为了保证不同的功率引脚51之间的绝缘性，所述第一端盖2和所述第二端盖3为塑胶盖。

所述中空壳体1的两侧内壁上相对设置有第一卡槽14和第二卡槽(未图示)，所述第一卡槽14和所述第二卡槽均沿所述第一开口17延伸至所述第二开口，将所述功率板5的两侧分别***所述第一卡槽14和所述第二卡槽中完成所述功率板5的组装。

所述中空壳体1的两侧内壁上相对设置有第三卡槽15和第四卡槽(未图示)，所述第三卡槽15和所述第四卡槽均沿所述第一开口17延伸至所述第二开口，所述控制板6的两侧分别***所述第三卡槽15和所述第四卡槽完成所述控制板6的组装。

通过卡槽的形式对所述功率板5和所述控制板6进行组装，能够避免在所述功率板5和所述控制板6上打孔，降低安装难度。

为了保证所述车用电机控制器中功率板5的散热效果，所述中空壳体1为铝壳，具体的，所述中空壳体1为铝挤压型材，所述第一开口17和所述第二开口位于所述中空壳体1长度方向的两端，所述中空壳体1的外周环绕设置有多个散热翅片16，所述散热翅片16由所述第一开口17的外缘延伸至所述第二开口的外缘，所述中空壳体1的两侧分别设置有第一安装板11和第二安装板13，所述第一安装板11上开设有多个第一安装槽12，所述第二安装板13上开设有多个第二安装槽(未图示)，通过设置螺钉穿过所述第一安装槽12和所述第二安装槽对所述车用电机控制器进行安装固定。

需要说明的是，所述固态金属层7的面积和厚度可根据功率板5的面积大小以及车用电机控制器的型号大小进行适应性调整，具体的，所述固态金属层7的厚度可以在0.01mm～15mm中进行选择，更优选的，所述固态金属层7的厚度可以在0.1mm～10mm之间进行选择。当所述固态金属层7的厚度较薄的时候，可不需要对所述导热间隔4进行后续的封口，所述固态金属层7熔化为液态金属时可通过其表面张力粘附于功率板5和中空壳体1内壁之间，且在功率板5的工作过程中，所述固态金属层7即使熔化也可能是部分熔化或熔化为粘稠状态，粘附于功率板5和中空壳体1之间可保持其形态的稳定性；当所述固态金属层7的厚度较厚的时候，可对所述导热间隔4进行封口，避免其熔化为液态金属时溢出。

在一实施例中，在对所述中空壳体1封口时，同时对所述导热间隔4进行封口。

通过所述第一端盖2和所述第二端盖3封堵所述导热间隔4的两端。

在一实施例中，所述第一端盖2上开设有地线孔22，所述功率板5的侧边引出有地线引脚514，所述地线引脚514电连接有地线，所述地线由所述地线孔22引出；

所述第二端盖3上开设有通讯接口32，所述控制板6的数据线由所述通讯接口32引出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车用电机控制器组装方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

获取液态金属、功率板、控制板和中空壳体；

降温使所述液态金属凝固形成固态金属层，将固态金属层与功率板之间绝缘层叠，将层叠后的固态金属层和功率板装入中空壳体中，所述功率板与中空壳体的内壁之间形成有导热间隔，所述固态金属层位于所述导热间隔中；

加热使固态金属层转化为液态金属；

降温，在中空壳体中装入控制板，对中空壳体进行封口。

2.根据权利要求1所述的车用电机控制器组装方法，其特征在于，所述液态金属为铟合金，所述液态金属的熔点在20℃～35℃之间。

3.根据权利要求1所述的车用电机控制器组装方法，其特征在于，在加热所述固态金属层时，先将中空壳体置于真空箱体中，抽真空，使所述固态金属层在真空环境下熔化为液态金属。

4.根据权利要求1所述的车用电机控制器组装方法，其特征在于，所述功率板包括铝基板和多个电子元器件，所述电子元器件安装于所述铝基板上背离所述导热间隔中的一侧，所述铝基板朝向所述导热间隔的一面进行绝缘设置。

5.根据权利要求1所述的车用电机控制器组装方法，其特征在于，所述中空壳体的两端分别开有第一开口和第二开口，在进行封口时，设置第一端盖封闭所述第一开口，设置第二端盖封闭所述第二开口。

6.根据权利要求5所述的车用电机控制器组装方法，其特征在于，所述功率板的侧边引出有多个功率引脚，多个所述功率引脚分别由所述第一开口和所述第二开口引出，所述第一端盖上设置有用于电连接所述功率引脚的多个第一极柱，所述第二端盖上设置有用于电连接所述功率引脚的多个第二极柱。

7.根据权利要求5所述的车用电机控制器组装方法，其特征在于，所述中空壳体的两侧内壁上相对设置有第一卡槽和第二卡槽，所述第一卡槽和所述第二卡槽均沿所述第一开口延伸至所述第二开口，将所述功率板的两侧分别***所述第一卡槽和所述第二卡槽中完成所述功率板的组装。

8.根据权利要求5所述的车用电机控制器组装方法，其特征在于，所述中空壳体的两侧内壁上相对设置有第三卡槽和第四卡槽，所述第三卡槽和所述第四卡槽均沿所述第一开口延伸至所述第二开口，所述控制板的两侧分别***所述第三卡槽和所述第四卡槽完成所述控制板的组装。

9.根据权利要求1所述的车用电机控制器组装方法，其特征在于，在对所述中空壳体封口时，同时对所述导热间隔进行封口。

10.根据权利要求1所述的车用电机控制器组装方法，其特征在于，所述第一端盖上开设有地线孔，所述功率板的侧边引出有地线引脚，所述地线引脚电连接有地线，所述地线由所述地线孔引出；

所述第二端盖上开设有通讯接口，所述控制板的数据线由所述通讯接口引出。