CN208445435U - 一种电机控制器内置式emc抑制装置及电机控制器壳体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电机控制器内置式EMC抑制装置及电机控制器壳体，EMC抑制装置连接在壳体本体外壁的总正负接插件和壳体本体内的母线电容之间，包括：安装于进线正负铜排和壳体地之间，用于滤除共模和差模干扰波形的端口滤波板，端口滤波板上设有X电容、Y电容I、Y电容II；用于穿设正负铜排的磁环，磁环设在磁环支撑座上并通过磁环抱箍固定。通过铜排走向的合理设计，将高磁导率微晶磁环和电容滤波板与现有导电铜排可靠连接，就近将高压端EMC电磁干扰进行抑制，解决整机EMC问题，并能节省***布置空间，降低控制器成本。

Description

一种电机控制器内置式EMC抑制装置及电机控制器壳体

技术领域

本实用新型涉及电动汽车电机控制器，特别涉及一种内置于电机控制器的EMC抑制装置和结构及其应用的电动汽车动力***。

背景技术

电动汽车的动力***的核心技术包括电池包及附属电池管理***；连接动力电池和电机控制器、车载DC/DC、充电机、冷热风空调***等的高压配电单元；以及电机控制器和驱动电机组成的驱动动力总成。电动汽车的动力电气化导致多种高压大功率变频、变流装置在工作时产生不同频段和幅值的电磁干扰谐波交叉影响，在某些情况下影响车载电子设备的正常工作，甚至影响车辆的安全运行。

目前一般地，为满足电动汽车电磁兼容性EMC法规要求，通常采用良好的壳体、线束、连接器屏蔽和接地是解决汽车电力传输线路EMC问题的技术要点之一。但是，仅依靠带屏蔽功能的导线和连接器，并不能很好的抑制由电机控制器等大功率逆变设备在电力传输线路上引起的传导辐射噪声，往往需要在线路上或逆变器中加入额外的滤波装置进行EMC处理，通常这种外置式的EMC抑制装置的在滤波效果、物料成本、安装空间以及可工程化上都是无法保障的。

因此，设计一种满足EMC限制要求，具备稳定可靠的滤波效果，成本和体积可接受，能内置于电机控制器内部的EMC抑制装置是多功能集成式电机控制器开发过程中，EMC设计需要急需解决的问题。

发明内容

本实用新型提出一种新型电机控制器内置式EMC抑制滤波器设计方案，通过铜排走向的合理设计，将高磁导率微晶磁环和电容滤波板与现有导电铜排可靠连接，就近将高压端EMC电磁干扰进行抑制，解决整机EMC问题，并能节省***布置空间，降低控制器成本。

本实用新型采用以下技术：

一种电机控制器内置式EMC抑制装置，其特征在于，所述装置连接在壳体本体外壁的总正负接插件和壳体本体内的母线电容之间，包括：

安装于进线正负铜排和壳体地之间，用于滤除共模和差模干扰波形的端口滤波板，端口滤波板上设有X电容、Y电容I、Y电容II；

用于穿设正负铜排的磁环，磁环设在磁环支撑座上并通过磁环抱箍固定。

作为进一步限定，所述X电容跨接在连接总正负接插件的总负铜排一和总正铜排一之间，Y电容I连接在总正铜排一和接地铜柱之间，Y电容II连接在总负铜排一和接地铜柱之间，接地铜柱与壳体地连接。

作为进一步限定，所述磁环支撑座为电木材质，通过四颗螺栓与壳体本体底板稳定连接，磁环支撑座上表面有铣槽，铣槽形状与磁环外径圆弧曲率匹配，所述磁环≥2个，串联布置，串联后的总高度与磁环支撑座上表面的铣槽长度匹配。

作为进一步限定，所述磁环中穿设有总正铜排三和总负铜排一，总正铜排三与总负铜排一叠层并行穿过磁环的安置中心孔，总正铜排三与总负铜排一叠层并行部分的外表面均覆有绝缘硅胶层。

作为进一步限定，所述总负铜排一穿过磁环后依次通过总负铜排二、负极汇流铜排连接至母线电容负极端，总正铜排三一端穿过磁环后直接和母线电容正极端连接，总正铜排三另一端通过总正铜排二连接总正铜排一。

作为进一步限定，所述总正铜排三另一端还连直流接触器。

作为进一步限定，所述总负铜排一穿过磁环后，在总负铜排一上安装有霍尔电流传感器，霍尔电流传感器设在传感器底座上。

作为进一步限定，所述磁环为非晶及纳米晶软磁合金磁性材料磁环或高磁导率铁氧体合金磁性材料磁环。

作为进一步限定，所述磁环抱箍内表面与磁环接触部分贴有缓冲泡棉垫。

一种电机控制器壳体，包括带有控制器上盖的壳体本体，其特征在于，还包括所述的内置式EMC抑制装置。

本实用新型有益效果：

1、通过铜排走向的合理设计，将高磁导率微晶磁环和电容滤波板与现有导电铜排可靠连接，就近将高压端EMC电磁干扰进行抑制；可有效抑制电磁干扰，在解决整机EMC问题的基础上，节省***布置空间，降低控制器成本；

2、总正负接线端子为电机控制器高压直流输入端，由动力电池包高压端引出，为电机控制器提供电能，同时也是电机控制器内由于功率开关器件的开关斩波动作引起电磁干扰主要的泄露端口，本实用新型创新的在一般高压电池包和电机控制器连接端口附近，在控制器内部通过导电铜排的设计和安装位置的优化，实现电磁波抑制器件高磁导率磁环和带X、Y电容端口滤波板的安装和有效接地，实现高压端口的EMC电磁波抑制效果；

3、此种电机控制器内置式EMC抑制装置结构简单紧凑，通过合理的磁环和电容的参数设定，可以有效的实现电机控制器高压母线干扰电磁波对外的传导和辐射发射；

4、与一般额外的外置式滤波器接线盒相比磁环和电容组成的滤波器更加靠近干扰源，根据电磁场电磁波原理以及实际对比测试，滤波效果更好；

5、磁环和端口滤波板的安装和固定，主要借助已有功率电流铜排，通过铆接安装金属导电柱，增加磁环支撑座和磁环抱箍实现稳定可靠，抗振动性能良好的结构安装，布局合理，体积小，安装方便，可移植性强等优点。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图一。

图2是本实用新型结构示意图二。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本申请中实施例的基本原理，在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1~2所示，本实用新型提供了一种电机控制器内置式EMC抑制装置，在控制器内相对位置关系和器件分布情况。控制器整体式压铸箱体，包括壳体本体3和控制器上盖5。箱体内部除了如图呈现内置EMC抑制装置相关的部分外，还有未呈现但为实现电机控制必需的其他相关部分。

电机控制器内置式EMC抑制装置连接在壳体本体3外壁的总正负接插件2和壳体本体3内的母线电容4之间，包括：安装于进线正负铜排和壳体地之间、用于滤除共模和差模干扰波形的端口滤波板10和用于穿设正负铜排的磁环13。

端口滤波板10上设有X电容101、Y电容I 102、Y电容II 103；X电容101跨接在连接总正负接插件2的总负铜排一11和总正铜排一19之间，Y电容I 102连接在总正铜排一19和接地铜柱12之间，Y电容II 103连接在总负铜排一11和接地铜柱12之间，接地铜柱12与壳体地连接。滤波板10上的X电容101可以有效抑制差模干扰，Y电容I 102和Y电容II 103可以有效抑制共模干扰。

磁环13的固定通过外部支撑紧固结构实现，电木材质的磁环支撑座14与壳体本体3底板通过四颗螺栓稳定连接，磁环支撑座14上表面铣槽形状与磁环13外径圆弧曲率吻合，铣槽长度与两个磁环13串联放置高度吻合，磁环13可以准确安置在底座上面，而不会产生“X”、“Y”方向位移，“Z”方向上的固定通过金属材质的磁环抱箍15压箍在磁环13上表面，四颗螺栓与支撑座14连接，为减少高频振动对磁环13的冲击损伤，在磁环抱箍15内表面与磁环13接触部分贴有3M缓冲泡棉垫。

磁环13部分，总正铜排三16一端与接触器17相连，另一端经过“Z”字型弯折成形后与总负铜排一11叠层并行穿过磁环13的安置中心孔，组成共模扼流圈形式，为了绝缘考虑总正负铜排靠近部分表面分别批覆有绝缘硅胶层。

总负铜排一11穿过磁环13后依次通过总负铜排二7、负极汇流铜排6连接至母线电容4负极端，总正铜排三16一端穿过磁环13后直接和母线电容4正极端连接，为逆变器提供能量。总正铜排三16另一端通过总正铜排二18连接总正铜排一19。

高压正端由总正负接插件2进入壳体本体3内部后分别通过总正铜排一19、总正铜排二18和总正铜排三16将手动维修开关1和接触器17串联起来，实现功率回路按照逻辑功能和维修需要的分合。

总负铜排一11穿过磁环13后，在总负铜排一11上安装有霍尔电流传感器8，霍尔电流传感器8设在传感器底座9上，用于采集功率母线总电流。

磁环13为非晶及纳米晶软磁合金磁性材料磁环或高磁导率铁氧体合金磁性材料磁环。

一种电机控制器壳体，不仅包含所述的内置式EMC抑制装置，还包括带有控制器上盖5的壳体本体3。

本实用新型实施例将电机控制器高压母线EMC抑制装置，内置于电机控制器壳体内，总正负接插件和母线电容之间。通过EMC滤波电容和磁环的参数匹配，靠近干扰源的安装方式，以及正负铜排的叠层并行等措施，避免了大电流环引起的天线效应，同时能有效的抑制由于功率器件开关动作引起的高频EMC干扰通过高压直流回路的传导和辐射发射。

Claims (10)

1.一种电机控制器内置式EMC抑制装置，其特征在于，所述装置连接在壳体本体（3）外壁的总正负接插件（2）和壳体本体（3）内的母线电容（4）之间，包括：

安装于进线正负铜排和壳体地之间，用于滤除共模和差模干扰波形的端口滤波板（10），端口滤波板（10）上设有X电容（101）、Y电容I（102）、Y电容II（103）；

用于穿设正负铜排的磁环（13），磁环（13）设在磁环支撑座（14）上并通过磁环抱箍（15）固定。

2.根据权利要求1所述的电机控制器内置式EMC抑制装置，其特征在于，所述X电容（101）跨接在连接总正负接插件（2）的总负铜排一（11）和总正铜排一（19）之间，Y电容I（102）连接在总正铜排一（19）和接地铜柱（12）之间，Y电容II（103）连接在总负铜排一（11）和接地铜柱（12）之间，接地铜柱（12）与壳体地连接。

3.根据权利要求1所述的电机控制器内置式EMC抑制装置，其特征在于，所述磁环支撑座（14）为电木材质，通过四颗螺栓与壳体本体（3）底板稳定连接，磁环支撑座（14）上表面有铣槽，铣槽形状与磁环（13）外径圆弧曲率匹配，所述磁环（13）≥2个，串联布置，串联后的总高度与磁环支撑座（14）上表面的铣槽长度匹配。

4.根据权利要求2所述的电机控制器内置式EMC抑制装置，其特征在于，所述磁环（13）中穿设有总正铜排三（16）和总负铜排一（11），总正铜排三（16）与总负铜排一（11）叠层并行穿过磁环（13）的安置中心孔，总正铜排三（16）与总负铜排一（11）叠层并行部分的外表面均覆有绝缘硅胶层。

5.根据权利要求4所述的电机控制器内置式EMC抑制装置，其特征在于，所述总负铜排一（11）穿过磁环（13）后依次通过总负铜排二（7）、负极汇流铜排（6）连接至母线电容（4）负极端，总正铜排三（16）一端穿过磁环（13）后直接和母线电容（4）正极端连接，总正铜排三（16）另一端通过总正铜排二（18）连接总正铜排一（19）。

6.根据权利要求5所述的电机控制器内置式EMC抑制装置，其特征在于，所述总正铜排三（16）另一端还连直流接触器（17）。

7.根据权利要求4所述的电机控制器内置式EMC抑制装置，其特征在于，所述总负铜排一（11）穿过磁环（13）后，在总负铜排一（11）上安装有霍尔电流传感器（8），霍尔电流传感器（8）设在传感器底座（9）上。

8.根据权利要求1所述的电机控制器内置式EMC抑制装置，其特征在于，所述磁环（13）为非晶及纳米晶软磁合金磁性材料磁环或高磁导率铁氧体合金磁性材料磁环。

9.根据权利要求1所述的电机控制器内置式EMC抑制装置，其特征在于，所述磁环抱箍（15）内表面与磁环（13）接触部分贴有缓冲泡棉垫。

10.一种电机控制器壳体，包括带有控制器上盖（5）的壳体本体（3），其特征在于，还包括如权利要求1~9中任意一项所述的电机控制器内置式EMC抑制装置。