CN105451521A - 一种带散热结构的电机控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种带散热结构的电机控制器，应用于具有水冷系统的车辆上，所述电机控制器包括壳体、散热结构、IGBT、电容，所述散热结构设置于壳体内部，所述散热结构的一端设有进水口，散热结构另一端设有出水口，连通进水口和出水口的散热水道为直通道，散热结构接入车辆的水冷系统，冷却水流经散热水道且与散热结构的内壁充分接触，散热水道具有呈现多边形的外周壁，所述外周壁具有两个以上的散热面，散热面与对应的壳体内壁间预留有安装空间，所述电容固定于散热结构的一个散热面上，每个IGBT分别安装其它散热面上。本发明的产品结构紧凑，空间利用率高，有效地降低IGBT因电气应力、散热效果不对称导致的控制器整体性能的下降的问题。

Description

一种带散热结构的电机控制器
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种带散热结构的电机控制器。
背景技术
在电动汽车逐渐普及的今天，驱动电机控制器作为核心部件，已经得到广泛的应用。常规的驱动电机控制器一般布置在车辆前舱，主电路拓扑结构是平面、立体型的，即母线输入经过DC-Link电容，再通过母排busbar结构分别输入至三相IGBT的P、N端，三相IGBT放置在同一平面上，在IGBT下方设置针状水道或S形水道等用于散热。电容则没有布置在水道上部，而是布置在与IGBT相邻的位置上。整个驱动电机控制器通过三相线与电机相连，通过直流母线与电池相连。但是现有的技术方案存在如下缺点：（1）体积大，重量大。在此种方案中，由于散热结构的影响，IGBT只能并排布置在水道上部，水道长度长，弯道多，IGBT上部的空间利用不足，造成体积较大，重量不理想。外观多为方形，且体积大，对于空间布局要求较高，在圆形或椭圆形的空间内无法布局或空间利用效率太低。（2）IGBT散热不均匀。由于在同一平面上，三相IGBT到DC-Link电容的距离必然存在差异，导致电容等效电阻ESR、寄生电感等参数对于三相IGBT而言不对称，从而导致三相IGBT所承受的电压、电流应力不同；在散热方面靠近水道输入端口散热效果好，靠近水道输出端口散热效果差。由于在电气应力、散热效果两个方面严重不相同，会影响电机驱动控制器整体性能。另外电容本身也有一定的热量散热，在此种方案中，无法做到电容的散热。（3）与电机具有一定的距离，无法布置在电机旁边，隐形费用高。对于轮边电机的方案适用性差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有效降低产品外形尺寸，散热均衡的电机控制器。
本发明采用的技术方案是：
一种带散热结构的电机控制器，应用于具有水冷系统的车辆上，所述电机控制器包括壳体、散热结构、IGBT、电容，所述散热结构设置于壳体内部，所述散热结构的一端设有进水口，散热结构另一端设有出水口，连通进水口和出水口的散热水道为直通道，散热结构接入车辆的水冷系统，冷却水流经散热水道且与散热结构的内壁充分接触，散热水道具有呈现多边形的外周壁，所述外周壁具有两个以上的散热面，散热面与对应的壳体内壁间预留有安装空间，所述电容固定于散热结构的一个散热面上，每个IGBT分别安装其它散热面上。
所述壳体为方形或者圆形结构。
所述壳体对应电容设有直流输入口。
所述散热水道的横截面为多边形。
所述散热水道沿散热水道的宽度方向间隔设有一个以上的散热筋。
所述散热结构通过支撑板固定于壳体内部的底面上，所述支撑板为两根。
本发明采用以上技术方案，采用一种方形或圆形结构作为控制器的整体外形，内部则设有一多边形的散热水道，IGBT分布安装在在散热水道的多边形外周壁的散热面上，电容则安装在散热水道的多边形的一个散热面上，充分利用了壳体的内部空间，有效降低产品外形尺寸，从而大幅度提高控制器的适用性，适用于车辆各种位置的布置。同时，连通散热结构的进水口和出水口的散热水道为直通道，接入车辆的冷却水循环系统后，冷却水流经散热水道且与散热结构的内壁充分接触，使得电容和IGBT同时处于散热状态，且不存在先后顺序，相较于风机散热采用冷却水散热，便于与车辆自身的冷却系统无缝搭配，其散热结构更加紧凑需要散热空间更小，且具有散热均匀且散热效率高，有效解决了散热不均衡的问题，提高产品的可靠性，达到散热的目的。此外对应散热水道设计散热筋，通过冷却水与散热筋和散热面的接触，进一步增加热交换面积，加快热量传入冷却水中，提高散热效果。本发明有效地降低IGBT因电气应力、散热效果不对称导致的控制器整体性能的下降。本发明的产品结构紧凑，空间利用率高，可靠性高，重量轻，安装性好，维修方便，成本较低。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；
图1本发明一种带散热结构的电机控制器的结构示意图；
图2本发明一种带散热结构的电机控制器的剖面示意图之一；
图3本发明一种带散热结构的电机控制器的剖面示意图之二。
具体实施方式
如图1至图3之一所示，本发明应用于具有水冷系统的车辆上，所述电机控制器包括壳体1、散热结构3、IGBT4、电容2，所述散热结构3设置于壳体内部，所述散热结构3的一端设有进水口33，散热结构3另一端设有出水口（图中未表示），连通进水口33和出水口的散热水道31为直通道，散热结构3接入车辆的水冷系统，冷却水流经散热水道且与散热结构3的内壁充分接触，散热水道31具有呈现多边形的外周壁，所述外周壁具有两个以上的散热面32，散热面32与对应的壳体1内壁间预留有安装空间，所述电容2固定于散热水道31的一个散热面32上，每个IGBT4分别安装其它散热面32上。所述IGBT4的三相输出通过母排与外接设备连接。
所述壳体1为方形或者圆形结构。
所述壳体1对应电容2设有直流输入口。
所述散热水道31的横截面为多边形。
所述散热水道31沿散热水道31的宽度方向间隔设有一个以上的散热筋6。该设计有益于增大冷却水的热交换面积，加快散热。
所述散热结构3通过支撑板5固定于壳体1内部的底面上，所述支撑板5为两根。支撑板5的设置保证了散热结构3在壳体1内的安装的稳定性和牢固性。
本发明采用以上技术方案，采用一种方形或圆形结构作为控制器的整体外形，内部则设有一多边形的散热水道，IGBT分布安装在在散热水道的多边形外周壁的散热面上，电容则安装在散热水道的多边形的一个散热面上，充分利用了壳体的内部空间，有效降低产品外形尺寸，从而大幅度提高控制器的适用性，适用于车辆各种位置的布置。同时，连通散热结构的进水口和出水口的散热水道为直通道，接入车辆的冷却水循环系统后，冷却水流经散热水道且与散热结构的内壁充分接触，使得电容和IGBT同时处于散热状态，且不存在先后顺序，相较于风机散热采用冷却水散热，便于与车辆自身的冷却系统无缝搭配，其散热结构更加紧凑需要散热空间更小，且具有散热均匀且散热效率高，有效解决了散热不均衡的问题，提高产品的可靠性，达到散热的目的。此外对应散热水道设计散热筋，通过冷却水与散热筋和散热面的接触，进一步增加热交换面积，加快热量传入冷却水中，提高散热效果。本发明有效地降低IGBT因电气应力、散热效果不对称导致的控制器整体性能的下降。本发明的产品结构紧凑，空间利用率高，可靠性高，重量轻，安装性好，维修方便，成本较低。

Claims (6)

1.一种带散热结构的电机控制器，应用于具有水冷系统的车辆上，其特征在于：所述电机控制器包括壳体、散热结构、IGBT、电容，所述散热结构设置于壳体内部，所述散热结构的一端设有进水口，散热结构另一端设有出水口，连通进水口和出水口的散热水道为直通道，散热结构接入车辆的水冷系统，冷却水流经散热水道且与散热结构的内壁充分接触，散热水道具有呈现多边形的外周壁，所述外周壁具有两个以上的散热面，散热面与对应的壳体内壁间预留有安装空间，所述电容固定于散热结构的一个散热面上，每个IGBT分别安装其它散热面上。
2.根据权利要求1所述一种带散热结构的电机控制器，其特征在于：所述壳体为方形或者圆形结构。
3.根据权利要求1所述一种带散热结构的电机控制器，其特征在于：所述壳体对应电容设有直流输入口。
4.根据权利要求1所述一种带散热结构的电机控制器，其特征在于：所述散热水道的横截面为多边形。
5.根据权利要求1所述一种带散热结构的电机控制器，其特征在于：所述散热水道沿散热水道的宽度方向间隔设有一个以上的散热筋。
6.根据权利要求1所述一种带散热结构的电机控制器，其特征在于：所述散热结构通过支撑板固定于壳体内部的底面上。
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