CN104780736A - 电机控制器 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机控制器技术领域，包括至少一密封填充有包括相变材料在内导热体的导热装置，导热装置的壳体为导热材质制成，将电机控制器的电路板绝缘支撑在壳体内，电路板或需要散热的元器件紧密贴合于所述导热装置，所述电机控制器的需要散热元器件、到导热装置的壳体、导热体之间形成电机控制器的散热通道。本发明把相变材料应用到控制器中，有了这个相变材料，功率管或电路板产生的热量就被它大量吸收，而且它在相变过程中吸收的热量多数用于物质的相变，少数用于温度的提升，那么在它相变的时候它的温度就提升很少，这样产品的整体的温升就慢，温升慢之后呢，就给壳体外表面更充足的时间可以散热。

Description

电机控制器

技术领域

本发明属于电机控制器技术领域，特指一种电机控制器。

背景技术

所述的电机控制器目前常用的功率器件是场效应管或IGBT等，功率器件工作产生的热能均是通过和金属导（散）热体紧压的方式导热的。功率器件和金属散热体必须另加绝缘薄片等绝缘物加以相互绝缘。此类导热方式涉及功率器件和金属导热装置的紧压安装工序且又要处理绝缘问题。并且由于目前技术条件制约，要达到电机控制器的目的，所需功率器件的数量从6个到48个不等，要将6个到48个数量的功率器件既要压紧到金属导热装置上，又要求和金属导热装置绝缘，加工工艺复杂，且导热效果不好。

为此，申请号为201210320193.X公开过一种电机控制器，将含功率器件的电机控制器的电路板绝缘支撑在封闭的金属盒内，金属盒内充有绝缘导热的液体，连接电机控制器的导线绝缘密封的引出金属盒外。该专利采用液体向外导热，加工工艺简单且导热性能好。

但是，在实践过程中，申请人发现金属盒内充有绝缘导热的液体，液体有热胀冷缩之功效，即使壳体内预留有用于液体热胀冷缩的空气，但是，整个金属盒内的密封性容易引起问题，由此很容易引起漏油。一旦引起漏油，这就容易导致整个控制器不能适用很多场合，大大减少了电机控制器的适用范围，甚至引起其它一些不必要的损失。

 

发明内容

本发明的目的是在于提供一种电机控制器，以解决现有技术中壳体内预留有用于液体热胀冷缩的空气，整个金属盒内的密封性容易引起问题，由此很容易引起漏油的技术问题。

本发明的目的是这样实现的：

一种电机控制器，还包括至少一密封填充有相变材料在内导热体的导热装置，导热装置的壳体为导热材质制成，将电机控制器的电路板绝缘支撑在壳体内，电路板或需要散热的元器件紧密贴合于所述导热装置，所述电机控制器的需要散热元器件、到导热装置的壳体、导热体之间形成电机控制器的散热通道。

优选地，所述导热装置的一侧贴合于所述电路板或需要散热的元器件，另一侧贴合于具有导热功能的所述控制器的壳体上。

并且，导热装置内密封装有具有导热功能包括相变材料、油或水在内的导热体。相变材料包括固液相变的石蜡包括石蜡的复合材料。

一种电机控制器，还包括一壳体，壳体的至少一侧制成至少一密封填充有导热体的导热装置，导热装置的壳体为导热材质制成，将电机控制器的电路板绝缘支撑在壳体内，电路板或需要散热的元器件贴合于所述导热装置，所述电机控制器的需要散热元器件、导热装置的壳体、导热体形成电机控制器的散热通道。

较佳地，导热装置内密封装有具有导热功能包括相变材料、油或水在内的导热体。相变材料包括固液相变的石蜡或包括石蜡的复合材料。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

1、                     本发明把相变材料应用到控制器中，有了这个相变材料，功率管或电路板产生的热量就被它大量吸收，而且它在相变过程中吸收的热量多数用于物质的相变，少数用于温度的提升，那么在它相变的时候它的温度就提升很少，这样产品的整体的温升就慢，温升慢之后呢，就给外壳外表面更充足的时间可以散热。

2、                     使相变材料跟壳体形成一个整体，即导热装置。导热装置可以直接加工，这样，只需要将线路板直接与导热装置相接触，功率管与导热装置紧贴，然后合上上盖，产品就出来了，生产方便，简捷，工艺也不复杂。

附图说明

图1是本发明第一实施例的剖视示意图。

 

具体实施方式

实施例一

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1：一种电机控制器，还包括至少一密封填充有导热体的导热装置，导热装置的壳体为导热材质（如金属材质、铝等）制成，将电机控制器的电路板4绝缘支撑在壳体内，电路板4或需要散热的元器件紧密贴合于导热装置，电机控制器的需要散热元器件4、到导热装置的壳体、导热体之间形成电机控制器的散热通道。壳体可以是铝体，也可以用碳纤维做，碳纤维导热更好，只是成本高，并非局限于铝壳。

以图1为例，电机控制器壳体包括下壳体13，所述下壳体13为开放式容器，所述导热装置的壳体是由下壳体13或部分下壳体和密封盖板2组成的密封容器，所述导热体放置在所述密封容器14内。在本实例中，下壳体包括下壳体底部、四侧面组成的侧部。在侧部的中段设置一搁台，以便能放置密封盖板2，使得密封盖板2和下壳体底部、部分侧部组成一密封的导热装置。当然，也可以单独或一并设置在上壳体内。电机控制器壳体包括上壳体，所述上壳体为开放式容器，所述导热装置的壳体是由上壳体或部分上壳体和密封盖板组成的密封容器，所述导热体放置在所述密封容器内。

当然图1仅为一种实例，也可以是导热装置为独立一个密封部件，直接放置在电机控制器内。所述导热装置的一侧贴合于所述电路板或需要散热的元器件，另一侧贴合于具有导热功能的所述控制器的壳体上。这样，电机控制器的需要散热元器件、到导热装置的壳体、导热体、再到志体装置的壳体、控制器的壳体，形成更完整的散热通道。

在本实例中，导热装置内密封装有具有导热功能包括相变材料、油或水在内的导热体。相变材料可以是从固体相变到液体、或具有吸热功能的油、水或其它液体。并且，导热装置可以是一个密闭装置，当导热装置起不到很好的导能性时，即可以更换导热装置。另外，导热装置可以是多个，做成不同尺寸、不同的比热容规格的，用在不同的区域、不同的场合。

相变材料可以包括固液相变的石蜡包括石蜡的复合材料。

申请人发现：相变材料(PCM - Phase Change Material)是指随温度变化而改变物理性质并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。这种材料一旦在人类生活被广泛应用，将成为节能环保的最佳绿色环保载体。

相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力。以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。

为此，申请人考虑将相变材料应用到电机控制器中，电机控制器中一个重要的问题是散热问题。现有的控制器散发的热量要通过铝壳传递到铝壳的外表面，外表面再通过与外界空气的对流，将热量散发出去，而背景技术中提到201210320193.X，就是在产品内部加注绝缘导热油。申请人发现其实这个油不能算是导热的作用，这个油的作用是用来储热用的，就相当于一个吸热体，功率管产品的热量被油跟铝壳吸收了，这样的温升就慢，如果说去掉油，那么外壳的温升就快，因为本来应该被油吸收的热量全部到铝壳上，所以如果没有油的话，就光铝壳就温升很快，换句话来说，如果把油的那部分体积全部换成铝，相当于把铝壳做厚做大，那么它的温升也慢，但是温升还是会比同样的铝跟油的结合体快，这就涉及到一个比热容的概念，比热容的意思就是同样体积的物体，给它同样的热量，甲物体升高温度10度，乙物体升高温度15度，那么甲的比热容就比乙好。

为此，申请人找一种材料，导热要比油好，比热容要比油好，而且经济实惠，而且不是属于液体范畴，那么用这个材料取代油之后呢，导热好，温升慢。因为相变材料在一个温度临界点的时候它会发生相变，这样它就需要吸收很多的热量才能完成这个过程，这样的话，功率管或电路板产生的热量就被它大量吸收，而且它在相变过程中吸收的热量多数用于物质的相变，少数用于温度的提升，那么在它相变的时候它的温度就提升很少，这样产品的整体的温升就慢，温升慢之后呢，就给铝壳外表面更充足的时间可以散热，而且申请人发现，石蜡作为一种相变材料，它在60度相变成液态之后，它与导热油同样的体积，吸收同样大小的热量，比方说一分钟导热油温度升高4度，那么变成液体之后石蜡相变材料只升高2度，也就是石蜡的比热容是导热油的比热容的2倍。

相变材料加注到产品当中之后，温度降下来之后会变成固态，当产品维修的时候，还要给它一个外部温度，使固态的相变材料变成液体流掉，而且流掉之后产品不一定干净，维修不方便，其二，生产不方便，相变材料在液态的时候需要一定的温度维持，这样就增加了加注的难度，其三，如果把相变材料直接加注在产品中，对密封要求很高，必须要保证产品的绝对密封，生产工艺复杂。所以为了解决以上问题，就是把相变材料直接密封在壳体（比如具有导热功能的金属盒）里面，使相变材料跟壳体形成一个整体，即导热装置。导热装置可以直接加工，这样，只需要将线路板直接与导热装置相接触，功率管与导热装置紧贴，然后合上上盖，产品就出来了，生产方便，简捷，工艺也不复杂。

导热装置可以做一个，也可以是多个，分别与电路板或其它需要散热部件进行散热，大大提升散热性。而且相变材料成本比导热油低，导热系数比导热油高，比热容比导热油好。如果想要把功率做大，也可以只需要把导热装置容积做大，然后在里面加注更多的相变材料，而且同等体积的纯铝壳，跟同样体积的铝壳，相变材料结合体相比较，铝壳跟相变材料的结合体成本低，温升慢。

在本实例中，导热装置的一侧贴合于电路板2上的需要散热的元件，另一侧贴合于具有导热功能的所述控制器的壳体上，这样能提升散热性。

当然设置的方式多种多样，并非局限于此。

本发明还可以是另一种电机控制器，还包括一壳体，壳体的至少一侧制成至少一密封填充有导热体的导热装置，导热装置的壳体为导热材质制成，将电机控制器的电路板绝缘支撑在壳体内，电路板或需要散热的元器件贴合于所述导热装置，所述电机控制器的需要散热元器件、导热装置的壳体、导热体形成电机控制器的散热通道。即，壳体包括若干侧壁和底壁，其中一侧壁或底壁整个做成导热装置。导热装置内密封装有具有导热功能包括相变材料、油或水在内的导热体。

相变材料包括固液相变的石蜡或包括石蜡的复合材料。

相变材料的相变温度可以为20-100度。

上述的电机控制器电路板的小电流引线（例如信号线）通过密封装置密封处理引出壳体或与设置在壳体侧壁上的插座电连接，壳体侧壁与插座之间进行密封处理。

本发明对于二轮、三轮、四轮电动车、叉车、电动汽车等电机控制器均可方便实施。上述实施例仅为本发明在一种电动车电机控制器上的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、尺寸、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种电机控制器，其特征在于，还包括至少一密封填充有导热体的导热装置，导热装置的壳体为导热材质制成，将电机控制器的电路板绝缘支撑在电机控制器壳体内，电路板或需要散热的元器件紧密贴合于所述导热装置，所述电机控制器的需要散热元器件、到导热装置的壳体、导热体之间形成电机控制器的散热通道。

2.如权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，导热体包括相变材料、导热油或其它具有导热性能的物体。

3.如权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，电机控制器壳体包括下壳体，所述下壳体为开放式容器，所述导热装置的壳体是由下壳体或部分下壳体和密封盖板组成的密封容器，所述导热体放置在所述密封容器内。

4.如权利要求1或3所述的电机控制器，其特征在于，电机控制器壳体包括上壳体，所述上壳体为开放式容器，所述导热装置的壳体是由上壳体或部分上壳体和密封盖板组成的密封容器，所述导热体放置在所述密封容器内。

5.如权利要求1或2所述的电机控制器，其特征在于，所述导热装置的一侧贴合于所述电路板或需要散热的元器件，另一侧贴合于具有导热功能的所述控制器壳体上。

6.如权利要求2所述的电机控制器，其特征在于，相变材料包括固液相变的石蜡包括石蜡的复合材料。

7.一种电机控制器，其特征在于，还包括一壳体，壳体的至少一侧制成至少一密封填充有导热体的导热装置，导热装置的壳体为导热材质制成，将电机控制器的电路板绝缘支撑在壳体内，电路板或需要散热的元器件贴合于所述导热装置，所述电机控制器的需要散热元器件、导热装置的壳体、导热体形成电机控制器的散热通道。

8.如权利要求7所述的电机控制器，其特征在于，导热装置内密封装有具有导热功能包括相变材料、油或水在内的导热体。

9.如权利要求8所述的电机控制器，其特征在于，相变材料包括固液相变的石蜡或包括石蜡的复合材料。

10.一种电动车，包括权项1至权项8的电机控制器。