CN106160354A - 一种易于集成匹配的新能源车用电机控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种易于集成匹配的新能源车用电机控制器，属于新能源汽车领域，电机控制器采用圆形或仿电机端部形状结构，在底面上留有电机三相线结构，连接电机，能够实现控制器与电机的串联集成结构，省去三相连接线路接头、电机安装结构。同时采用分立式元件布置，内部集成无线状态监测与故障诊断模块和预充模块，有利于与电机的集成与匹配，简化连接，提高驱动系统的效率。控制器适用范围广，布置灵活，可靠性高，节省空间，可以大大提高车用电驱动系统的可靠性、适应性和综合性能。

Description

一种易于集成匹配的新能源车用电机控制器

技术领域

本发明专利属于新能源汽车领域，具体涉及一种应用于新能源汽车的电机控制器。

背景技术

随着全球汽车保有量的急剧增加，传统内燃机汽车面临着越来越多的挑战和亟待解决的问题，以纯电动汽车为主的新能源汽车得到了快速的发展，突破纯电动汽车的技术难题，提升纯电动汽车的设计水平势在必行。

作为纯电动汽车的核心，电驱动系统具有举足轻重的作用。现有汽车电驱动系统大多采用电机与控制器独立设计，分布式布置的方式，系统连接复杂，占用空间大，相互匹配困难，控制器适应范围小，整体效率低，可靠性低。

为了实现控制器与电机的集成与匹配，目前已有的专利包括：集成控制器电驱动系统(授权公告号：CN 205033924 U)，一种轮毂电机(申请公布号：CN 105305713 A)，一种集成电机控制器的电动汽车轮毂电机(授权公告号：CN 204290666 U)等。

上述专利在控制器与电机集成进行了探索，但在电机和控制器的集成匹配上还不够合理，控制器作为电驱动系统的智能核心部分，能够与电机方便集成匹配，对提高系统的集成度、可靠性、适应性和经济性具有重要意义。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的是现有电机与控制器集成匹配问题。

目前电机和控制器各自独立开发，分布式布置，导致系统连接复杂，占用空间大，相互匹配困难，控制器适应范围小，整体效率低，可靠性低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种易于集成、匹配的新能源汽车用电机控制器，采用圆形和仿电机端部结构，外部留有高压电源接口与电池相连，在控制器底面留有电机三相线接口，在底面上布置电机，实现控制器和电机的串联集成结构，省去三相连接线路接头、电机安装结构，这种圆形电机控制器具有结构紧凑，便于安装、拆卸、维修的特点。

其中，内部采用分立式元器件进行布置，分立式的IGBT驱动模块与分立式母线电容模块可以根据空间与形状的要求灵活设计，增加空间利用率，提高控制器的灵活性与紧凑性。

其中，IGBT驱动模块和母线电容模块可以根据需要调整其并联的数量，使控制器满足一定范围内的电压与电流需求，从而匹配不同功率等级的电机，实现电机与控制器的整体效率最大化。

其中，其内部集成了基于无线通信的状态监测与故障诊断模块，可以实现程序的无线远程更新和工作状态的远程监测与控制。

其中，内部集成了预充电路模块，保护母线电容免遭损坏。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明将电机控制器设计成圆形或电机端部结构，采用分立式元件布置，内部集成无线状态监测与故障诊断模块和预充模块，有利于与电机的集成与匹配，简化连接，提高驱动系统的效率。控制器适用范围广，布置灵活，可靠性高，节省空间，可以大大提高车用电驱动系统的可靠性、适应性和经济性。

附图说明

图1是本发明实施例的电机控制器的结构示意图；

图中：1：控制器壳体；2：冷却水接头；3：电机三相线接口；4：高压电源接口；5：母线电容模块；6：IGBT驱动模块；7：预充电路模块；8：无线状态监测与故障诊断模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供的电机控制器，包括控制器壳体1、冷却水接头2、电机三相线接口3、高压电源接口4、母线电容模块5、IGBT驱动模块6、预充电路模块7和无线状态监测与故障诊断模块8.

其中，电机控制器壳体1采用圆形或电机端部结构，外部留有高压电源接口3与电池相连，在控制器底面留有电机三相线接口3，在底面上布置电机，实现控制器和电机的串联集成结构，省去三相连接线路接头、电机安装结构，这种电机控制器具有结构紧凑，便于安装、拆卸、维修的特点。

进一步，内部采用分立式元器件进行布置，分立式的IGBT驱动模块5与分立式母线电容模块4可以根据空间与形状的要求灵活设计，分立的IGBT通过并联的方式布置在PCB板上，可以根据需要将PCB板设计成不同的形状和大小。同理，母线电容通过分立的电容并联在一起，也可以根据需要封装成不同的形状，本实施例中将IGBT驱动模块设计成圆形结构，母线电容模块设计成环形结构，增加了空间利用率，提高了控制器的灵活性与紧凑性。

更进一步，IGBT驱动模块5和母线电容模块4可以根据需要调整其并联的数量。在应用时，可以根据需要在PCB板上焊接相应数量的IGBT，在本实施例中，IGBT的并联数可以选择的范围是1到4个。同理，母线电容模块的并联数可以选择的范围是1到8个，这样就可以使控制器满足一定范围内的电压与电流需求，从而匹配不同功率等级的电机，增加控制器的适用范围，实现电机与控制器的整体效率最大化。

另外，内部集成了基于无线通信的状态监测与故障诊断模块8，通过与主控芯片建立无线连接，可以在控制器不开盖的情况下，远程更新系统程序，同时可以在系统工作过程中，实时监测重要参数的变化，及时发现系统故障信息，保障系统的安全运行。

同时，内部集成了预充电路模块7，可以减小母线电容两端的电压变化率，从而防止母线电容因充电电流过大而发生损坏，提高控制器的可靠性。

综上所述，本发明将电机控制器设计成圆形或仿电机端部形状结构，采用分立式元件布置，内部集成无线故障诊断模块与预充模块，有利于与电机的集成与匹配，简化连接，提高驱动系统的效率。控制器适用范围广，布置灵活，可靠性高，节省空间，可以大大提高车用电驱动系统的可靠性、适应性和经济性。

最后应说明的是：附图是体现本发明特征的示意图，省略了一些不必要的细节。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换：而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种易于集成匹配的新能源车用电机控制器，其特征在于：采用圆形或仿电机端盖结构形状，外部留有高压电源接口与电池相连，在控制器底面留有电机三相线接口，在底面上连接电机，实现控制器和电机的串联集成，省去三相连接线路接头、电机安装结构，这种电机控制器具有结构紧凑，便于安装、拆卸、维修的特点。

2.根据权利要求1所述的易于集成匹配的新能源车用电机控制器，其特征在于：内部采用分立式元器件进行布置，分立式的IGBT驱动模块与分立式母线电容模块可以根据空间与形状的要求灵活设计，提高空间利用率和控制器的紧凑性。

3.根据权利要求1所述的易于集成匹配的新能源车用电机控制器，其特征在于：采用模块化设计，IGBT驱动模块和母线电容模块可以根据需要调整其并联的数量，使控制器可适应电压与电流的变化需求，实现不同功率等级电机最佳匹配，以及电机与控制器的整体的优化。

4.根据权利要求1所述的易于集成匹配的新能源车用电机控制器，其特征在于：其内部集成了基于无线通信的状态监测与故障诊断模块，可以实现程序的无线远程更新和工作状态的远程监测与控制。

5.根据权利要求1所述的易于集成匹配的新能源车用电机控制器，其特征在于：其内部集成了预充电路模块，不仅保护母线电容免遭损坏，也减轻电池管理的控制负担。