CN103647486A - 一种电动汽车他励直流电机控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车他励直流电机控制器，包括：散热板和壳体，在散热板的表面上设置有MOSFET功率板；功率板的上方安装有控制电路板，且控制电路板固定在壳体上，在散热板上还设置有驱动电路板，驱动电路板上焊接有直流母线支撑电容、继电器、汇流母排和预上电电阻，MOSFET功率板、直流母线支撑电容、继电器通过汇流母排电连接后构成电机控制器的高压回路；驱动电路板上固定设置有电枢电流霍尔传感器；在壳体的上端设置有接线柱，且在壳体上还固定设置有连接整车信号线束用的线缆接插件。该他励直流电机控制器内部结构布局合理，体积小，重量轻，具有良好的电磁兼容性，充分满足电动汽车对零部件轻量化、高集成度的发展要求。

Description

一种电动汽车他励直流电机控制器

技术领域

本发明涉及电动汽车动力系统的技术领域，特别涉及一种电动汽车他励直流电机控制器。

背景技术

随着传统能源的消耗和环境的日益恶化，电动汽车产业进入了迅速发展时期，其核心是用电驱动系统取代内燃机动力系统，用电池取代燃油作为车载能源。作为电动汽车的关键零部件，电机控制器综合微电子技术、电力电子技术、电磁兼容、热力学、现代控制理论等学科于一身，日益受到国内外汽车厂家和科研机构的重视。

目前电动汽车他励直流电机控制器种类繁多，普遍存在处理速度慢、保护功能欠缺、集成度低、发热量大等问题，控制器的可靠性水平仍需提高，而如今日益增长的市场需要一种成熟可靠的控制器产品。

发明内容

本发明提供了一种电动汽车他励直流电机控制器，本发明提高了控制器的处理速度和安全可靠性，详见下文描述：

一种电动汽车他励直流电机控制器，包括：散热板和壳体，在所述散热板的表面上设置有MOSFET功率板；所述MOSFET功率板的上方安装有控制电路板，且所述控制电路板固定在所述壳体上，在所述散热板上还设置有驱动电路板，所述驱动电路板上焊接有直流母线支撑电容、继电器、汇流母排和预上电电阻，所述MOSFET功率板、所述直流母线支撑电容、所述继电器通过所述汇流母排电连接后构成电机控制器的高压回路；所述驱动电路板上固定设置有电枢电流霍尔传感器；在所述壳体的上端设置有接线柱，且在所述壳体上还固定设置有连接整车信号线束用的线缆接插件。

所述散热板的材料为铝材。所述汇流母排采用2.0mm厚的紫铜板冲压而成，紫铜表面镀锡厚度10～20μm。

所述控制电路板中的处理芯片为DSP。

所述壳体上还设置有主保险。所述壳体上还设置有分流器。

本发明提供的技术方案的有益效果是：该他励直流电机控制器内部结构布局合理，体积小，重量轻，具有良好的电磁兼容性，充分满足电动汽车对零部件轻量化、高集成度的发展要求，并且内置多重故障保护功能，具有很高的安全性和可靠性；既能够实现电机驱动功能，还具有制动能量回收功能，可以显著提升整车的续驶里程；整机具有丰富的外部信号接口，并配有串口通信模块，便于车辆的优化控制。

附图说明

图1为电机控制器结构示意图；

图2为电机控制器的总装图；

图3为电机控制器的爆炸结构图；

图4为电机控制器的电气原理图。

附图中各部件的列表如下：

1：散热板；            2：壳体；

3：MOSFET功率板；      4：接线柱；

5：驱动电路板；        6：汇流母排；

7：继电器；            8：电枢电流霍尔传感器；

9：直流母线支撑电容；  10：控制电路板；

11：线缆接插件；       12：分流器；

13：主保险；           14：预上电电阻；

15：动力电池组；       16：电机电枢。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

为了提高控制器的处理速度和安全可靠性，本发明实施例提供了一种电动汽车他励直流电机控制器，参见图1、图2、图3和图4，详见下文描述：

该电动汽车他励直流电机控制器包括：散热板1，在散热板1的表面上设置有MOSFET功率板3（即MOSFET功率板3通过螺栓固定于散热板1上），散热板1通过导热硅脂吸收MOSFET发出的热量；MOSFET功率板3的上方安装有控制电路板10，且控制电路板10固定在壳体2上，在散热板1上还设置有驱动电路板5，驱动电路板5上焊接有直流母线支撑电容9、继电器7、汇流母排6和预上电电阻14，MOSFET功率板3、直流母线支撑电容9、继电器7通过汇流母排6电连接后构成电机控制器的高压回路；驱动电路板5上还通过螺栓固定设置有电枢电流霍尔传感器8；为了方便连接电机的动力线缆，在壳体2的上端设置有接线柱4，在壳体2上还通过防水接头和波纹管固定设置有连接整车信号线束用的线缆接插件11。

具体实现时，电机控制器在峰值功率时产生巨大的热量，采用造价便宜的铝作为散热板1，选用铝板材6061作为加工原料，散热板1的外形尺寸为254mm*200mm*16mm。当接线柱4为粗接线柱时，用来连接电机的电枢电缆，选用铝6063作为加工原料，外形尺寸为62mm*54mm*Φ16mm；当接线柱4为细接线柱时，用来连接电机的励磁线缆，选用铝6063作为加工原料，外形尺寸为54mm*25mm*Φ10mm。

其中，控制器的壳体2采用注塑方式一次加工成型，显著缩短生产周期，降低生产成本。本发明实施例中的壳体2选用黑色ABS为加工原料，壳体设计厚度为6.0mm。

为了取得更好的效果，汇流母排6采用2.0mm厚的紫铜板冲压而成，紫铜表面镀锡厚度10～20μm。控制电路板10中的处理芯片优选为DSP，本发明实施例以型号：TMS320LF2407A的芯片为例进行说明，具体实现时，还可以为其他型号的芯片，本发明实施例对此不做限制。

散热板1有四个用于固定于整车上的安装孔。由于单独加工，因此散热板1的外形容易根据不同功率等级进行定制，避免由于重复模具开发造成的成本上升。

具体实现时，在壳体2上还设置有主保险13，起到了过流保护的作用；在壳体2上也还可以设置有分流器12，通过外接电流表等检测仪器，来显示电流。

如图4所示，预上电电阻14与继电器7构成电机控制器的内置预上电回路，当电机控制器的直流输入端施加外接的动力电池组15电压时，MOSFET功率板3（即Q1和Q2）外接电机电枢16时，预上电电阻14与直流母线支撑电容9构成RC充电回路，控制电路对直流母线支撑电容9的电压进行监测，达到设定阈值表明充电完成，控制电路吸合继电器7并将预上电电阻14旁路，进入正常工作模式。

该电机控制器的控制电路还可采集钥匙开关输入信号、加速踏板开关信号、倒车开关信号及加速踏板信号，能够利用串口通信模块与编程器进行参数匹配，从而实现整车的优化控制。

综上所述，以DSP为核心的控制电路能够以其高速运算能力，实时采集与处理系统信息，达到对电机的实时控制。该电机控制器不仅能够实现电机驱动功能，还具有制动能量回收功能，可显著提升整车的续驶里程；整机具有丰富的外部信号接口，并配有串口通信模块，便于不同车辆的匹配控制。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电动汽车他励直流电机控制器，包括：散热板和壳体，其特征在于，在所述散热板的表面上设置有MOSFET功率板；所述MOSFET功率板的上方安装有控制电路板，且所述控制电路板固定在所述壳体上，在所述散热板上还设置有驱动电路板，所述驱动电路板上焊接有直流母线支撑电容、继电器、汇流母排和预上电电阻，所述MOSFET功率板、所述直流母线支撑电容、所述继电器通过所述汇流母排电连接后构成电机控制器的高压回路；所述驱动电路板上固定设置有电枢电流霍尔传感器；在所述壳体的上端设置有接线柱，且在所述壳体上还固定设置有连接整车信号线束用的线缆接插件。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车他励直流电机控制器，其特征在于，所述散热板的材料为铝材。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车他励直流电机控制器，其特征在于，所述汇流母排采用2.0mm厚的紫铜板冲压而成，紫铜表面镀锡厚度10～20μm。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车他励直流电机控制器，其特征在于，所述控制电路板中的处理芯片为DSP。

5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的一种电动汽车他励直流电机控制器，其特征在于，所述壳体上还设置有主保险。

6.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的一种电动汽车他励直流电机控制器，其特征在于，所述壳体上还设置有分流器。

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