CN211128734U - 母排电容组件散热装置及电动汽车驱动电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种母排电容组件散热装置及电动汽车驱动电机控制器，所述母排电容组件包括电容以及连接到所述电容的叠层母排，所述叠层母排包括相叠设置的P‑N铜排和输出铜排，且所述叠层母排通过所述P‑N铜排连接到所述电容的内部铜排，所述散热装置包括第一散热件和第二散热件，且所述第一散热件通过接触传热方式为所述P‑N铜排散热，所述第二散热件通过接触传热方式为所述输出铜排散热。本实用新型实施例通过第一散热件和第二散热件以接触传热方式为叠层母排散热，降低了母排电容组件自身的温度、提升了叠层母排载流密度。

Description

母排电容组件散热装置及电动汽车驱动电机控制器

技术领域

本实用新型涉及控制器领域，更具体地说，涉及一种母排电容组件散热装置及电动汽车驱动电机控制器。

背景技术

电动汽车控制器一般要求防护等级需达到为IP67级，并且由于电动汽车控制器的内部结构布局紧凑、外部安装环境较恶劣(环境温度往往达到85℃)。高环温、高集成、高功率密度的结构，使得电动汽车控制器内部母排、电容等零部件的散热条件很差、温升很高。

如图1所示，为目前常见的母排电容组件的散热结构示意图，该母排电容组件包括电容11和连接到电容11的叠层母排12，其散热形式为在密闭腔体10(即控制器外壳)内自然散热，主要以表面自然对流及热辐射方式为主，热源与热沉之间的热阻较大，导致电容11和叠层母排12的温升较高。

对于铜排12而言，高载流密度一方面会导致叠层母排12自身温度很高，影响与叠层母排12接触的其它元件的使用，如霍尔、塑胶件、接触器等；另一方面，叠层母排12散发的热量堆积在控制器内部，使得控制器内的环境温度升高，间接影响电路板等元器件的散热。

对电容11而言，电芯封装在电容塑壳内部，无论是塑壳、电芯或者灌封胶，其导热系数均较低，导致作为热源的电芯至外部的热沉温差较大，直接影响电容11的散热。

如图2所示，为现有控制器母排电容组件在自然散热条件下的温度云图(设控制器周围的环境温度为85℃)，由该图可知，母排电容组件的整体温度较高，叠层母排12中的P-N铜排121的温度约13℃(上述P-N铜排121包括用于连接电容11的正极的正铜排和用于连接电容11的负极的负铜排)，输出铜排122的温度约161℃，电容11上方温度约124℃。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述母排电容组件仅通过自然散热导致电容和叠层母排的温升较高、影响与叠层母排接触的其它元件的使用的问题，提供一种母排电容组件散热装置及电动汽车驱动电机控制器。

本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种母排电容组件散热装置，所述母排电容组件包括电容以及连接到所述电容的叠层母排，所述叠层母排包括相叠设置的P-N铜排和输出铜排，且所述叠层母排通过所述P-N铜排连接到所述电容的内部铜排，所述散热装置包括第一散热件和第二散热件，且所述第一散热件通过接触传热方式为所述P-N铜排散热，所述第二散热件通过接触传热方式为所述输出铜排散热。

优选地，所述第一散热件和第二散热件相互独立，所述母排电容组件装设于金属机壳内，所述第一散热件由与所述金属机壳接触的导热凸台构成，且所述导热凸台通过第一导热绝缘介质层与所述P-N铜排导热接触。

优选地，所述第二散热件为液冷散热器，所述液冷散热器包括第一散热面，且所述第一散热面通过第二导热绝缘介质层与所述输出铜排导热接触，且所述液冷散热器的进液口和出液口均位于所述金属机壳外。

优选地，所述液冷散热器与所述金属机壳一体。

优选地，所述电容固定在所述金属机壳的底板上，且所述叠层母排平行于所述金属机壳的底板；所述液冷散热器位于所述输出铜排与所述金属机壳的底板之间。

优选地，所述液冷散热器包括第二散热面，且所述第二散热面与所述金属机壳的底板导热接触。

优选地，所述导热凸台与所述金属机壳一体，且所述导热凸台与所述电容之间的间隙小于10mm。

优选地，所述P-N铜排的远离所述电容的一端叠于所述输出铜排的上方，且所述第一散热件与第二散热件分别位于所述叠层母排的下方。

优选地，所述叠层母排、第一散热件以及第二散热件位于所述电容的同一侧，且所述第一散热件位于所述电容和第二散热件之间。

本实用新型实施例还提供一种电动汽车驱动电机控制器，包括金属机壳以及安装在所述金属机壳内的母排电容组件，所述电动汽车驱动电机控制器还包括如上任一项所述的母排电容组件散热装置。

本实用新型实施例的母排电容组件散热装置及电动汽车驱动电机控制器具有以下有益效果：通过第一散热件和第二散热件以接触传热方式为叠层母排散热，降低了母排电容组件自身的温度、提升了叠层母排载流密度。并且，本实用新型实施例中的第一散热件和第二散热件还可将母排电容组件产生的热量传导至密闭腔体以外，以减少内部热量堆积，改善了内部其它元器件的散热条件，提升了内部各元器件的可靠性。

附图说明

图1是现有母排电容组件的结构示意图；

图2现有电动汽车驱动电机控制器母排电容组件在自然散热条件下的温度云图；

图3是本实用新型实施例提供的母排电容组件散热装置的结构示意图；

图4是使用本实用新型实施例提供的母排电容组件散热装置后的母排电容组件的温度云图；

图5是本实用新型实施例提供的电动汽车驱动电机控制器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图3所示，是本实用新型实施例提供的母排电容组件散热装置的示意图，上述母排电容组件可装设在电动汽车驱动电机控制器、或其他驱动电机控制器中，并为控制器中的各个元件(例如霍尔、接触器等)供电。上述母排电容组件具体可包括电容31以及连接到电容31的叠层母排，电容31可连接到直流母线，并实现储能、滤波等功能；叠层母排包括P-N铜排321和输出铜排322，且P-N铜排321和输出铜排322相叠设置。上述叠层母排通过P-N铜排321连接到电容31的内部铜排311。本实施例的母排电容组件散热装置包括第一散热件33和第二散热件34，且第一散热件33通过接触传热方式为P-N铜排321散热，即第一散热件33与P-N铜排321直接或间接接触，以实现热量传递；第二散热件34通过接触传热方式为输出铜排322散热，即第二散热件34与输出铜排铜排322直接或间接接触，以实现热量传递。

通过上述母排电容组件散热装置，流过叠层母排的电流产生的热量可通过第二散热件34带走，而电容31的电芯产生的热量通过内部铜排311传导至P-N铜排321，再通过第一散热件33带走(部分热量经由P-N铜排321传导到输出铜排322后由第二散热件34带走)，从而热量不会在叠层母排上堆积，可显著改善叠层母排及电容31的温升。

上述母排电容组件散热装置通过第一散热件33和第二散热件34以接触传热方式为叠层母排散热，降低了母排电容组件自身的温度、提升了叠层母排载流密度，从而不会影响与叠层母排接触的其它元件的使用，如霍尔、塑胶件、接触器等。

在本实用新型的一个实施例中，第一散热件33和第二散热件34相互独立，且母排电容组件装设于金属机壳30内，第一散热件33可由与金属机壳30接触的导热凸台构成，且该导热凸台通过第一导热绝缘介质层35与P-N铜排321导热接触。上述第一导热绝缘介质层35有一定的弹性，可避免导热凸台与P-N铜排321之间的间隙导致热阻较大，提高导热凸台与P-N铜排321之间的接触传热效率。在母排电容组件工作时，电容31的电芯产生的热量通过内部铜排311传导到P-N铜排321，部分热量再由第一导热绝缘介质层35传导到导热凸台，由于金属机壳30具有较好的接触传热性能，因此导热凸台的热量可通过金属机壳30排出到金属机壳30内的密闭腔体外。

优选地，上述导热凸台可与金属机壳30一体，从而便于整个控制器的装配，同时提高导热凸台与金属机壳30之间的接触传热效率。并且，可使导热凸台与电容31之间的间隙小于10mm，从而缩短电容31产生的热量的辐射路径，通过导热凸台将电容31辐射的部分热量带走。

在本实用新型的另一实施例中，第二散热件34可为液冷散热器，该液冷散热器包括第一散热面，且该第一散热面通过第二导热绝缘介质层36与输出铜排322导热接触，且上述液冷散热器的进液口和出液口均位于金属机壳30外。在液冷散热器的进液口和出液口连接到外部的冷却液管路后，输出铜排322流过电流产生的热量以及部分来自P-N铜排321的热量，通过第二导热绝缘介质层36传导至液冷散热器的第一散热面，最终被流经液冷散热器6的冷却液带走。并且由于液冷散热器的进液口和出液口均位于金属机壳30外，因此便于将液冷散热器与外部冷却液管路的连接。当然，上述第二散热件34也可以由其他散热器构成，例如该第二散热器34也可以为连接到金属机壳30的导热凸台，但其散热效果相对较差。

通过导热凸台和液冷散热器，可将母排电容组件产生的热量快速传导至金属机壳30的密闭腔体外，从而减少密闭腔体内部热量堆积，改善了密闭腔体内部其它元器件的散热条件，提升了密闭腔体内部各元器件的可靠性。

此外，为将金属机壳30上的热量快速散去，上述液冷散热器还可包括第二散热面，且该第二散热面与金属机壳30的底板或侧壁导热接触，从而可通过流经液冷散热器的冷却液，将金属机壳30上的热量快速散去，进一步改善金属机壳30的密闭腔体内的温度环境。

特别地，上述液冷散热器可与金属机壳30一体，该结构可简化液冷散热器的装配，并提高金属机壳30的密闭效果。

在本实用新型的一个实施例中，上述母排电容组件的电容31可固定在金属机壳30的底板301上，且叠层母排平行于金属机壳30的底板301；相应地，液冷散热器位于输出铜排322与金属机壳30的底板301之间。该结构便于将母排电容组件及液冷散热器安装到金属机壳30。

上述P-N铜排321的远离电容31的一端叠于输出铜排322的上方，且第一散热件33与第二散热件34分别位于叠层母排的下方。此外，叠层母排、第一散热件33以及第二散热件34可位于电容31的同一侧，且第一散热件33位于电容31和第二散热件34之间。上述结构同样便于母排电容组件、第一散热件33以及第二散热件34的布局和安装固定。

如图4所示，为使用本实用新型实施例提供的母排电容组件散热装置后的母排电容组件的温度云图(假设金属机壳外部的环境温度为85℃、液冷散热器的壳体的温度为75℃)，由该图可以看出，母排电容组件整体温度较低，P-N铜排321的温度约为86℃，输出铜排322的温度约为102℃，电容31上方的温度约96℃，散热优化效果明显。

如图5所示，本实用新型实施例还提供一种电动汽车驱动电机控制器，该控制器用于电动汽车驱动电机控制，该电动汽车驱动电机控制器包括密闭的金属机壳以及安装在所述金属机壳内的母排电容组件以及如上所述的母排电容组件散热装置，母排电容组件可通过散热装置中的第一散热件和第二散热件实现快速散热，避免热量堆积。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种母排电容组件散热装置，所述母排电容组件包括电容以及连接到所述电容的叠层母排，所述叠层母排包括相叠设置的P-N铜排和输出铜排，且所述叠层母排通过所述P-N铜排连接到所述电容的内部铜排，其特征在于，所述散热装置包括第一散热件和第二散热件，且所述第一散热件通过接触传热方式为所述P-N铜排散热，所述第二散热件通过接触传热方式为所述输出铜排散热。

2.根据权利要求1所述的母排电容组件散热装置，其特征在于，所述第一散热件和第二散热件相互独立，所述母排电容组件装设于金属机壳内，所述第一散热件由与所述金属机壳接触的导热凸台构成，且所述导热凸台通过第一导热绝缘介质层与所述P-N铜排导热接触。

3.根据权利要求2所述的母排电容组件散热装置，其特征在于，所述第二散热件为液冷散热器，所述液冷散热器包括第一散热面，且所述第一散热面通过第二导热绝缘介质层与所述输出铜排导热接触，且所述液冷散热器的进液口和出液口均位于所述金属机壳外。

4.根据权利要求3所述的母排电容组件散热装置，其特征在于，所述液冷散热器与所述金属机壳一体。

5.根据权利要求3所述的母排电容组件散热装置，其特征在于，所述电容固定在所述金属机壳的底板上，且所述叠层母排平行于所述金属机壳的底板；所述液冷散热器位于所述输出铜排与所述金属机壳的底板之间。

6.根据权利要求5所述的母排电容组件散热装置，其特征在于，所述液冷散热器包括第二散热面，且所述第二散热面与所述金属机壳的底板导热接触。

7.根据权利要求2所述的母排电容组件散热装置，其特征在于，所述导热凸台与所述金属机壳一体。

8.根据权利要求1所述的母排电容组件散热装置，其特征在于，所述P-N铜排的远离所述电容的一端叠于所述输出铜排的上方，且所述第一散热件与第二散热件分别位于所述叠层母排的下方。

9.根据权利要求8所述的母排电容组件散热装置，其特征在于，所述叠层母排、第一散热件以及第二散热件位于所述电容的同一侧，且所述第一散热件位于所述电容和第二散热件之间。

10.一种电动汽车驱动电机控制器，包括金属机壳以及安装在所述金属机壳内的母排电容组件，其特征在于，所述电动汽车驱动电机控制器还包括如权利要求1-9中任一项所述的母排电容组件散热装置。

Images