CN208924047U - 一种集成电机驱动*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集成电机驱动***，包括驱动电机和安装于驱动电机上方的电机控制器，电机控制器包括箱体组件、箱盖组件、功率模块组件、输入组件、输出组件、高压分线组件、XY电容组件和控制板组件，箱体组件安装于驱动电机上方，功率模块组件、输入组件、输出组件、高压分线组件、XY电容组件和控制板组件安装于箱体组件内部，箱盖组件安装于箱体组件上方，功率模块组件、输入组件、输出组件、XY电容组件和控制板组件电气连接。与现有技术相比，本实用新型应用于集成式驱动电机***，具有体积小、重量轻、成本低、装配工艺简单、密封性能可靠以及散热性能优良等优点。

Description

一种集成电机驱动***

技术领域

本实用新型涉及电动汽车驱动控制器领域，尤其是涉及一种集成电机驱动***。

背景技术

随着新能源汽车产品的逐渐发展和成熟，汽车内部的空间越来越紧凑，轻量化、小型化、集成化和降本要求越来越高，电机控制***作为新能源汽车的重要零部件，其传统的驱动电机和电机控制器分离式结构已不能满足现在的汽车发展需求，而如果将驱动电机和电机控制器集成在一起，可以减小电机控制***在汽车内部的占用体积，通过去掉传统分离式电机控制***中驱动电机和电机控制器之间的零部件，可以使集成化程度更高，成本更低，但是由于电机控制器本身体积较大，和驱动电机集成到一起会给驱动电机带来过大压力，而且驱动电机和电机控制器在工作过程中均会产生大量热量，二者集成在一起，如何有效的散热也成为一个亟待解决的问题。因此，现在迫切需要设计出一款集成度高、体积小、重量轻、散热性能良好的集成式电机控制***，以满足国内新能源汽车行业的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种集成电机驱动***。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种集成电机驱动***，包括驱动电机和安装于驱动电机上方的电机控制器，所述电机控制器包括箱体组件、箱盖组件、功率模块组件、输入组件、输出组件、高压分线组件、XY电容组件和控制板组件，所述的箱体组件安装于驱动电机上方，所述的功率模块组件、输入组件、输出组件、高压分线组件、XY电容组件和控制板组件安装于箱体组件内部，所述箱盖组件安装于箱体组件上方，所述功率模块组件、输入组件、输出组件、XY电容组件和控制板组件电气连接。

所述的箱体组件包括箱体、直水管接头、弯水管接头和橡胶软管，所述箱体安装于驱动电机上方，与驱动电机通过O型圈径向密封方式密封，所述直水管接头和弯水管接头安装于箱体的冷却水道两端，所述的橡胶软管一端连接电机控制器弯的水管接头，另一端连接驱动电机的弯水管接头。

所述的箱盖组件包括大箱盖、中箱盖和小箱盖，所述的大箱盖安装于箱体组件上方，所述的中箱盖安装于大箱盖上方，所述小箱盖安装于大箱盖上方。

所述的功率模块组件包括IGBT和驱动板，所述的IGBT为底部带Pin-Fin结构的集成式一体IGBT，固定于箱体组件底面的冷却水道上，所述驱动板安装于 IGBT上方，所述的功率模块组件的输出端与输出组件电气连接，所述的功率模块组件的输入端与XY电容组件电气连接。

所述的输入组件包括第一支座、磁环和正负铜排，所述的第一支座安装于箱体的底板上，所述的磁环安装于第一支座内部，形成环形空间，所述的正负铜排安装于第一支座上方，穿过磁环与所述的XY电容组件电气连接。

还包括高压输入插件，所述的高压输入插件设置于箱体组件外部，与整车高压线束集成为一体后穿过箱体组件与所述的输入组件电气连接。

所述的输出组件包括第二支座、三相铜排、电流传感器和旋变信号线束，所述的第二支座固定于箱体的底板上，所述的三相铜排安装于功率模块组件上方，并分别与功率模块组件和驱动电机电气连接，所述的电流传感器安装于三相铜排上，所述的旋变信号线束分别与控制板和驱动电机电气连接。

所述的高压分线组件包括第三支座、转接铜排和高压分线插件，所述的第三支座安装于输入组件上方，所述的转接铜排安装于第三支座上方，与输入组件电气连接，所述的高压分线插件安装于箱体组件外部，通过转接铜排和高压分线插件将整车高压电引出，供整车其他高压电器使用。

所述的XY电容组件包括X电容和Y电容，所述的X电容安装于箱体组件的底板上，所述Y电容灌封于X电容内部。

所述的控制板组件包括屏蔽板、控制板和低压信号插件，所述的屏蔽板安装于功率模块组件上方，所述的控制板安装于屏蔽板上方，所述的低压信号插件安装于箱体组件侧面，低压信号插件与箱体组件的配合处通过平面密封圈密封。

所述的箱体组件的底板内部设有第一冷却水道，箱体组件的直水管接头和弯水管接头分别为第一冷却水道的第一进水口和第一出水口；所述的驱动电机的壳体内部设置有第二冷却水道，所述的驱动电机的弯水管接头和直水管接头分别为第二冷却水道的第二进水口和第二出水口，所述的第一出水口与第二进水口通过所述的箱体组件的橡胶软管连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)通过将电机控制器进行高度封装于同一箱体内，并将膜电容、功率模块、控制板等相应电气连接后通过输入组件和输出组件引出输入端和输出端，即可直接将电机控制器通过输出组件连接至驱动电机上，这样可以大大解决现有的电机控制器与驱动电机集成在一体时发生的接线混乱情况；同时由于将电机控制器内部划分为几个主要组件，并将这几个主要组件均集成在一个控制器箱体内，因此可以大大减小电机控制器的体积和重量，从而使得电机控制器在与驱动电机集成在一体时，不会对驱动电机产生过大压力，保证了整个***的安全和稳定，同时减小了整个***的重量和体积。

(2)箱体组件和箱盖组件内部的密闭空间，实现了对功率模块组件、输入组件、输出组件、高压分线组件、XY电容组件和控制板组件的封装，从而减小电机控制器的体积，提高电机控制器的集成程度，继而提高电机控制***的集成程度。

(3)功率模块组件包括IGBT和驱动板，IGBT具有Pin-Fin结构，Pin-Fin与冷却液充分接触，增大散热面积，提高了电机控制器的散热能力，同时将IGBT和控制板两个主要电气件集成到一起，使得整个功率模块的体积大大减小，提高整个电机控制器的集成程度，从而提高整个***的集成程度。

(4)输入组件包括第一支座、磁环和正负铜排，通过第一支座来固定磁环和正负铜排，再通过正负铜排引入整车高压线束来与薄膜电容连接，从而可以利用电动汽车本身的电能来为控制***供电，结构简单且便于连接，因此可以提高控制***的装配程度，适用范围广。

(5)输出组件包括第二支座、三相铜排、电流传感器和旋变信号线束，通过三相铜排实现与驱动电机内三相输入极板的电气连接，通过旋变信号线束实现控制板与驱动电机内部的旋转变压器连接，这种接线方式简单，解决了现有电机控制***中电机控制器和驱动电机之间接线混乱的问题。

(6)高压分线组件包括第三支座、转接铜排和高压分线插件，通过转接铜排和安装在箱体组件外壁的高压分线插件将整车高压电引出，供整车其他高压电器使用，这种方式增加电机控制器的使用功能，安全可靠，并为整车节省布置空间，提高了整车集成程度。

(7)控制板和驱动板之间还设有屏蔽板，可以避免控制板与驱动板上的集成电路相互之间发生电磁干扰，从而提高整个控制***工作的稳定性。

(8)控制板上还固定有信号接插件，信号接插件伸出至控制器箱体外部，且信号接插件与控制器箱体的配合处通过平面密封圈密封，在保证了电机控制器的集成程度的同时为控制板提供了与外界的接口，便于对控制板内的数据进行保存以及维护。

(9)控制器箱体和驱动电机内均设有冷却水道，且两个水道相互连通，从而可以通过一次冷却水循环同时为电机控制器和驱动电机进行散热，既增强了散热能力而且也不会过大的增加控制***的体积，在保证了集成程度的情况下实现了较好的散热。

附图说明

图1为本实施例集成电机驱动***的分解结构示意图；

图2为本实施例集成电机驱动***的平面示意图；

图3为本实施例集成电机驱动***的立体结构示意图；

附图标记：

1为驱动电机，2为电机控制器，3为第一进水口，4为第二出水口，2-1为箱体组件，2-1-1为箱体，2-1-2为直水管接头，2-1-3为弯水管接头，2-1-4为橡胶软管，2-2为箱盖组件，2-2-1为大箱盖，2-2-2为中箱盖，2-2-3为小箱盖，2-3为功率模块组件，2-3-1为IGBT，2-3-2为驱动板，2-4为输入组件，2-4-1为第一支座， 2-4-2为磁环，2-4-3为正负铜排，2-5为输出组件，2-5-1为第二支座，2-5-2为三相铜排，2-5-3为电流传感器，2-5-4为旋变信号线束，2-6为高压分线组件，2-6-1 为第三支座，2-6-2为转接铜排，2-7为XY电容组件，2-8为控制板组件，2-8-1 为屏蔽板，2-8-2为控制板，2-8-3为低压信号插件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

为了解决现有集成电机驱动***集成度低且接线混乱的问题，本实施例中提供了一种集成电机驱动***，包括驱动电机1和安装于驱动电机1上方的电机控制器 2，电机控制器2包括箱体组件2-1、箱盖组件2-1、功率模块组件2-3、输入组件 2-4、输出组件2-5、高压分线组件2-6、XY电容组件2-7和控制板组件2-8，箱体组件2-1安装于驱动电机上方，功率模块组件2-3、输入组件2-4、输出组件2-5、高压分线组件2-6、XY电容组件2-7和控制板组件2-8安装于箱体组件2-1内部，箱盖组件2-2安装于箱体组件2-1上方，功率模块组件2-3、输入组件2-4、输出组件2-5、XY电容组件2-7和控制板组件2-8电气连接。

其中，箱体组件2-1包括箱体2-1-1、直水管接头2-1-2、弯水管接头2-1-3和橡胶软管2-1-4，箱体2-1-1安装于驱动电机上方，与驱动电机通过O型圈径向密封方式密封，直水管接头2-1-2和弯水管接头2-1-3安装于箱体2-1-1的冷却水道两端，橡胶软管2-1-4一端连接电机控制器弯的水管接头2-1-3，另一端连接驱动电机的弯水管接头。

功率模块组件2-3和XY电容组件2-7均安装于箱体组件2-1内部，箱盖组件 2-2安装于箱体组件2-1上方，实现对功率模块组件2-3、输入组件2-4、输出组件 2-5、高压分线组件2-6、XY电容组件2-7和控制板组件2-8的封装。

箱盖组件2-2包括大箱盖2-2-1、中箱盖2-2-2和小箱盖2-2-3，大箱盖2-2-1 安装于箱体组件2-1上方，中箱盖2-2-2安装于大箱盖2-2-1上方，小箱盖2-2-3安装于大箱盖上方2-2-1。

功率模块2-3包括IGBT2-3-1和驱动板2-3-2，IGBT2-3-1为底部带Pin-Fin结构的集成式一体IGBT，固定于箱体组件2-1底面的冷却水道上，驱动板2-3-2安装于IGBT2-3-1上方，功率模块组件2-3的输出端与输出组件2-5电气连接，功率模块组件2-3的输入端与XY电容组件2-7电气连接，控制板组件安装于驱动板 2-3-2上方。

输入组件2-4包括第一支座2-4-1、磁环2-4-2和正负铜排2-4-3，第一支座2-4-1安装于箱体的底板上，磁环2-4-2安装于第一支座2-4-1内部，形成环形空间，正负铜排2-4-3安装于第一支座2-4-1上方，穿过磁环2-4-2与XY电容组件2-7电气连接。

输入组件2-4还包括高压输入插件，高压输入插件设置于箱体组件2-1外部，与整车高压线束集成为一体后穿过箱体组件2-1与输入组件2-4的其他部件电气连接。

输出组件2-5包括第二支座2-5-1、三相铜排2-5-2、电流传感器2-5-3和旋变信号线束2-5-4，第二支座2-5-1固定于箱体的底板上，三相铜排2-5-2安装于功率模块组件2-3上方，并分别与功率模块组件2-3和驱动电机电气连接，电流传感器 2-5-3安装于三相铜排2-5-2上，旋变信号线束2-5-4分别与控制板和驱动电机电气连接。

高压分线组2-6件包括第三支座2-6-1、转接铜排2-6-2和高压分线插件，第三支座2-6-1安装于输入组件2-4上方，转接铜排2-6-2安装于第三支座2-6-1上方，与输入组件2-4电气连接，高压分线插件安装于箱体组件2-1外部，通过转接铜排 2-6-2和高压分线插件将整车高压电引出，供整车其他高压电器使用。

XY电容组件2-7包括X电容和Y电容，X电容安装于箱体组件2-1的底板上， Y电容灌封于X电容内部。

控制板组件2-8包括屏蔽板2-8-1、控制板2-8-2和低压信号插件2-8-3，屏蔽板2-8-1安装于功率模块组件2-3上方，控制板2-8-2安装于屏蔽板2-8-1上方，低压信号插件2-8-3安装于箱体组件2-1侧面，低压信号插件2-8-3与箱体组件2-1 的配合处通过平面密封圈密封。

箱体组件2-1的底板内部设有第一冷却水道，箱体组件2-1的直水管接头2-1-2 和弯水管接头2-1-3分别为第一冷却水道的第一进水口和第一出水口；驱动电机的壳体内部设置有第二冷却水道，驱动电机的弯水管接头和直水管接头分别为第二冷却水道的第二进水口和第二出水口，第一出水口与第二进水口通过箱体组件2-1的橡胶软管2-1-4连接。

据上述结构实现的集成电机驱动***如图1～图3所示，从图中可以看出，该***主要由驱动电机1和电机控制器2组成，电机控制器主要由箱体2-1、箱盖组件2-2、功率模块组件2-3、输入组件2-4、输出组件2-5、高压分线组件2-6、XY 电容组件2-7、控制板组件2-8组成；功率模块组件2-3是将电机控制器的两个主要电气件模块化设计制造，包括IGBT2-3-1和驱动板2-3-2；XY电容组件2-7、 IGBT2-3-1、支座2-4-1和支座2-5-1安装在箱体组件2-1上；箱体组件2-1对应XY 电容组件2-7和IGBT2-3-1位置下方设置了冷却水道；驱动板2-3-2安装在IGBT2-2-1上，磁环2-4-2套在支座2-4-1内部的环形空间，并用环氧固化，正负铜排2-4-3穿过磁环2-4-2与XY电容组件2-7电气连接，三相铜排2-5-2与 IGBT2-2-1电气连接，电流传感器2-5-3安装于三相铜排2-5-2上，控制板组件2-8 安装在驱动板2-3-2上，低压信号插件2-8-3穿过箱体组件2-1侧壁，配合处通过平面密封圈密封，支座2-6-1安装在输入组件2-4上，转接铜排2-6-2余正负铜排 2-4-3电气连接，箱盖组件2-2安装在箱体组件2-1上；箱体组件2-1设置于驱动电机1上方，即箱体组件2-1安装在驱动电机1的机壳上表面，配合处通过O型圈径向密封；从电机控制器2里面引出的旋变信号线束2-5-4和三相铜排2-5-2穿过驱动电机1机壳与电机1电气连接，且本实施例中，驱动电机的输出端为内花键结构；电机控制器2的箱体组件2-1底部设置了散热水道以及与之连通的进水口3，驱动电机1设置了C型水道以及与之连通的出水口4，箱体组件2-1的散热水道与电机控制器2的进水口3连通，电机控制器2的出水口通过橡胶软管2-1-4与驱动电机1的冷却水道连通，冷却液先通过电机控制器2的进水口3进入到箱体组件 2-1的散热水道中，然后再经过电机控制器2的出水口和橡胶软管2-1-4流入驱动电机1的冷却水道中，最后经过驱动电机1的出水口4流出。

Claims (10)

1.一种集成电机驱动***，其特征在于，包括驱动电机(1)和安装于驱动电机上方的电机控制器(2)，所述电机控制器(2)包括箱体组件(2-1)、箱盖组件(2-2)、功率模块组件(2-3)、输入组件(2-4)、输出组件(2-5)、高压分线组件(2-6)、XY电容组件(2-7)和控制板组件(2-8)，所述的箱体组件(2-1)安装于驱动电机上方，所述的功率模块组件(2-3)、输入组件(2-4)、输出组件(2-5)、高压分线组件(2-6)、XY电容组件(2-7)和控制板组件(2-8)安装于箱体组件(2-1)内部，所述箱盖组件(2-2)安装于箱体组件(2-1)上方，所述功率模块组件(2-3)、输入组件(2-4)、输出组件(2-5)、XY电容组件(2-7)和控制板组件(2-8)电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种集成电机驱动***，其特征在于，所述的箱体组件(2-1)包括箱体(2-1-1)、直水管接头(2-1-2)、弯水管接头(2-1-3)和橡胶软管(2-1-4)，所述箱体(2-1-1)安装于驱动电机(1)上方，与驱动电机(1)通过O型圈径向密封方式密封，所述直水管接头(2-1-2)和弯水管接头(2-1-3)安装于箱体(2-1-1)的冷却水道两端，所述的橡胶软管(2-1-4)一端连接电机控制器弯的水管接头(2-1-3)，另一端连接驱动电机(1)的弯水管接头。

3.根据权利要求1所述的一种集成电机驱动***，其特征在于，所述的功率模块组件(2-3)包括IGBT(2-3-1)和驱动板(2-3-2)，所述的IGBT(2-3-1)为底部带Pin-Fin结构的集成式一体IGBT，固定于箱体组件(2-1)底面的冷却水道上，所述驱动板(2-3-2)安装于IGBT(2-3-1)上方，所述的功率模块组件(2-3)的输出端与输出组件(2-5)电气连接，所述的功率模块组件(2-3)的输入端与XY电容组件(2-7)电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种集成电机驱动***，其特征在于，所述的输入组件(2-4)包括第一支座(2-4-1)、磁环(2-4-2)和正负铜排(2-4-3)，所述的第一支座(2-4-1)安装于箱体组件(2-1)的底板上，所述的磁环(2-4-2)安装于第一支座(2-4-1)内部，形成环形空间，所述的正负铜排(2-4-3)安装于第一支座(2-4-1)上方，穿过磁环(2-4-2)与所述的XY电容组件(2-7)电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种集成电机驱动***，其特征在于，还包括高压输入插件，所述的高压输入插件设置于箱体组件(2-1)外部，与整车高压线束集成为一体后穿过箱体组件(2-1)与所述的输入组件(2-4)电气连接。

6.根据权利要求1所述的一种集成电机驱动***，其特征在于，所述的输出组件(2-5)包括第二支座(2-5-1)、三相铜排(2-5-2)、电流传感器(2-5-3)和旋变信号线束(2-5-4)，所述的第二支座(2-5-1)固定于箱体组件(2-1)的底板上，所述的三相铜排(2-5-2)安装于功率模块组件(2-3)上方，并分别与功率模块组件(2-3)和驱动电机电气连接，所述的电流传感器(2-5-3)安装于三相铜排(2-5-2)上，所述的旋变信号线束(2-5-4)分别与控制板组件(2-8)和驱动电机(1)电气连接。

7.根据权利要求1所述的一种集成电机驱动***，其特征在于，所述的高压分线组件(2-6)包括第三支座(2-6-1)、转接铜排(2-6-2)和高压分线插件，所述的第三支座(2-6-1)安装于输入组件(2-4)上方，所述的转接铜排(2-6-2)安装于第三支座(2-6-1)上方，与输入组件(2-4)电气连接，所述的高压分线插件安装于箱体组件(2-1)外部，通过转接铜排(2-6-2)和高压分线插件将整车高压电引出，供整车其他高压电器使用。

8.根据权利要求1所述的一种集成电机驱动***，其特征在于，所述的XY电容组件(2-7)包括X电容和Y电容，所述的X电容安装于箱体组件(2-1)的底板上，所述Y电容灌封于X电容内部。

9.根据权利要求1所述的一种集成电机驱动***，其特征在于，所述的控制板组件(2-8)包括屏蔽板(2-8-1)、控制板(2-8-2)和低压信号插件(2-8-3)，所述的屏蔽板(2-8-1)安装于功率模块组件(2-3)上方，所述的控制板(2-8-2)安装于屏蔽板(2-8-1)上方，所述的低压信号插件(2-8-3)安装于箱体组件(2-1)侧面，低压信号插件(2-8-3)与箱体组件(2-1)的配合处通过平面密封圈密封。

10.根据权利要求1所述的一种集成电机驱动***，其特征在于，所述的箱体组件(2-1)的底板内部设有第一冷却水道，箱体组件(2-1)的直水管接头(2-1-2)和弯水管接头(2-1-3)分别为第一冷却水道的第一进水口(3)和第一出水口；所述的驱动电机的壳体内部设置有第二冷却水道，所述的驱动电机的弯水管接头和直水管接头分别为第二冷却水道的第二进水口和第二出水口(4)，所述的第一出水口与第二进水口通过所述的箱体组件(2-1)的橡胶软管(2-1-4)连接。