CN106208529A - 电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统，在外层屏蔽体内部安装多个电源浪涌保护器和信号线、控制线路保护器，达到卸载和吸收外部强电场在电动汽车电机控制器外层屏蔽体上、电源线上、信号线上、和冷却水箱上感应出的电流，使电动汽车电机控制器内部电子器件不会受到外部强电磁场的破坏，达到保护电动汽车按设计要求安全高速行驶的要求，冷却水降温系统可以使电动汽车在持续爬坡或者大负载下运行电动汽车电机控制器温度不变。以上技术使电动汽车具备了可以大力推广的部分技术基础，电动汽车大力推广后可以取代现有的以汽油和柴油为燃料汽车，使环境污染得到根本治理。

Description

电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种防止电动汽车电机控制器受到外界强电磁场干扰的电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统。

背景技术

一、现有的电机控制器和电机控制器的电磁场屏蔽系统的不足之处

1.1在电动汽车中，电机控制器是实现电池的直流电供电与电机的交流电用电变换、实现电机的驱动运行的关键部件，属于电动汽车的核心功率部件，它必须能够持续可靠的运行，现有的电机控制器种类繁多，但布置结构大同小异，在可靠性及耐久性验证中存一些问题，比如驱动模块散热不佳，影响IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管)的寿命和系统整体效率；控制板与驱动板之间未能很好隔离，电磁兼容性差。特别严重的是现有的电动汽车电机控制器的外部只有一层很厚的的金属壳体，受到外界的强电磁场干扰后，电磁场在金属壳体上瞬间达到磁饱和，电磁场攻破金属壳体后瞬间就攻击电动汽车电机控制器集成电路中的核心电子器件，使电机控制器不能正常工作，使电动汽车驱动电机失去控制产生交通事故。

1.2中国专利201420282762.0公开了一种电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统，只用电源浪涌保护器对屏蔽体内的电机控制器的两相或者三相的电源线的一条进行保护，没有同时保护另外一条电源线，外面的电磁场感应出的强大电流会沿着这条没被保护的电源线进入电机控制器击穿其里面的芯片，该专利是失败的。必须用电源浪涌保护器同时对进入屏蔽体内与电机控制器连接的电源线和信号线进行保护，形成封闭的屏蔽。

二、电磁脉冲防护的三个方面

2.1屏蔽：屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减少电磁能的传输，达到电磁防护的一种重要手段，这种屏蔽体不让电磁场到达被保护的设备。

2.2接地：接地处理是将电子设备通过适当的方法和途径与大地连接，以提高电子设备电路系统工作的稳定性，有效地抑制外界电磁场的影响，避免机壳因电荷积累过多导致放电所造成的干扰和损坏。

2.3滤波器：滤波器可以由电阻、电感、电容一类无源或有源器件组成选择性网络，以阻止有用频带之外的其余成分通过，完成滤波作用，也可以由铁氧体一类有损耗材料组成，由它把不希望的频率成分吸收掉，达到滤波的作用。(参考文献：孙永军《电磁脉冲原理及其防护》《空间电子技术》2004年第3期)

三、国际最先进的电源浪涌保护器(SPD)；信号线、控制线路保护器(SPD)技术介绍：现有的(以下简称S系列产品)系列电源浪涌保护器(SPD)；信号线、控制线路保护器(SPD)产品，是全球领先的电力净化、精密仪器保护、电源浪涌滤波保护产品。其正弦波跟踪滤波及特殊化学封装的专利技术，包含浪涌保护和滤波技术，非常符合电磁脉冲防护的技术要求。S系列浪涌滤波产品具有以下优势：

3.1多级防护机制，残压可达0V。经过导流的浪涌电压一般在2.5KV～15KV之间，所配备的SPD产品应该经过多级防护后，达到极低的残压，特殊行业能够达到0伏。市场一般浪涌保护产品，最大通流40KA，国标残压值为1800。S产品40KA冲击，残压值小于600V。残压越小，保护效果越好。在8/20us模拟雷电测试环境下，充电电压24.9KV，电流峰值47.8KA，残压值551V，远低于国内产品残压值。

3.2响应速度小于1纳秒，有效防护二次雷、感应雷以及电气内部涌流瞬态电压抑制器(简称TVS)。TVS二级管响应时间小于1纳秒。其它浪涌保护产品采用的压敏电阻响应速度为25纳秒。TVS优点在于：双向保护特性、反映速度快(纳秒量级)、吸收浪涌功率大(瞬态功率达数千瓦)、箝位电压易控制、漏电流低、无损坏极限、体积小。

3.3外壳采用NEMA 4标准，防水、防火、防爆、防静电。

3.4专利的正弦波ORN跟踪技术，精确消除浪涌、谐波功能。传统产品是采用传统上下夹钳式阀值滤波，压敏的特性是当电压达到阀值时对地导通，从而达到泄放电流的目的。S产品采用专利技术增强型ORN正弦波跟踪滤波，按一定的正弦波正负偏移百分比，跟踪消除浪涌“赃电”，净化用电环境，而且残压值很低。在计算机通信系统、电子设备中，电磁脉冲通过导线耦合到电路中去，在线路中产品过压能量传导到设备上从而干扰、损毁设备。导线耦合时能量表现为过压。ORN滤波技术，通过跟踪技术滤波抵制范围，保证电源、信号的“洁净”，使计算机系统、电子设备等避免电磁脉冲的干扰和损毁。

3.5独一无二的化学封装专利技术，保障器件持久的可靠性能，500V的电压测试，没有化学封装保护的MOV，48秒温度升至200℃，持续的测试能在短时间内使MOV发生爆炸。而经过特殊化学封装后，500V的电压测试，经过化学封装保护的MOV，3分30秒温度保持在105℃，并一直保持在此温度。而且特殊的化学封闭，能迅速吸收浪涌过程中产生的热量，保护产品元器件，延长器件使用寿命。在电磁脉冲耦合过程中，能量很大，对滤波设备的电子元件器要求也非常高。而S产品的特殊化学封闭，通过散发热量转移能量，保证了元器件的使用寿命，从而保护系统安全。

3.6真正的10模(全模)保护，阻断浪涌所有可能通道。设备要求线与线之间进行滤波保护。S产品全模保护，阻断了线与线、线与地所有可能的通道，从而对设备起到完美的保护作用

3.7混合多元化模块，热、电双保险熔断电容设计。

3.8唯一可不接地的浪涌保护产品，采用专利的正弦波跟踪技术，特殊化学封装，以及纳秒级TVS元件，十模保护以及混合多元化模块，使得S产品可以不通过接地释放能量。由于全模保护，共70片MOV，每片MOV分担的能量比较少。当外面没有接地，MOV在吸收浪涌时，可以通过自身的发热来释放浪涌的能量。经过特殊的化学封装，能迅速吸收MOV产生的热量，保护MOV元器件。从而使得产品能在未接地的情况下进行能量释放。S产品不能接地时，要求地线做等电位连接。在军用通信系统中的移动设备中，由于移动的性质决定了设备接地系统将不尽完善。而传统的浪涌滤波产品，都需要高要求的接地。S产品可以在不接地的情况下做到浪涌滤波保护。(参考文献：美国公司《系列产品说明书》)

四、电磁屏蔽的种类

4.1高频电磁波屏蔽，主要采用吸收和反射原理，高频电磁波在遇到金属屏蔽体时，产生强烈的涡流效应而使电磁波被吸收，同时由于其波阻抗很高，高频电磁波产生反射损耗。

4.2静磁场屏蔽，磁场通过一闭合的高导磁屏蔽体时，由于屏蔽体的导磁率很高，磁阻很低，磁场会通过磁屏蔽通路导出，而使漏入屏蔽体的磁场大幅减少。

4.3超低频电磁屏蔽，主要以静磁屏蔽原理为主，同时要考虑电磁兼容，会有部分涡流效应产生的屏蔽作用。

五、电磁屏蔽的原理和屏蔽体制造材料的选取

5.1低频电磁波比高频电磁波有更高的磁场分量，对于非常低的干扰频率，屏蔽材料的导磁率远比高频时更为重要。屏蔽低频(如工频)电磁干扰的基本原理是磁路并联旁路分流。通过使用导磁材料(如低碳钢、硅钢等)提供磁旁路来降低屏蔽体内部的磁通密度，同时尽量增大涡流损耗，使一部分能量转化为热能消耗掉。屏蔽材料越厚则磁阻越小、涡流损耗越大，屏蔽效果越好。导电率高而导磁率低的材料(如铜、铝等)对电磁波的磁场分量几乎没有屏蔽作用。

5.2磁导率还与外加磁场强度有关。当外加磁场强度较低时，磁导率随外加磁场的增加而升高，当外加磁场强度超过一定值时，磁导率急剧下降，这时候材料发生了饱和，材料一旦发生饱和，就失去了磁屏蔽作用。材料的磁导率越高，越容易饱和。因此，在很强的磁场中，磁导率很高的材料并没有良好的屏蔽效能。低碳钢的磁导率在4000左右，饱和强度在22000左右，低碳钢板机械性能好、可焊性好、易加工、不易饱和，是低频电磁屏蔽材料的首选。

六、现有技术的不足之处

6.1闭合的屏蔽体，它具有结构简单、制造方便、成本低廉的特点，常见的超低频电磁屏蔽装置是采用单层高导磁合金组成，不足之处在于：(1)、屏蔽系数低，一般在20～30dB；(2)、不能同时兼容强磁场和弱磁场的屏蔽；(3)、屏蔽层暴露在外，容易受到冲击、碰撞而导致屏蔽效能的降低、当高导磁合金受到冲击时，磁导率会下降。因此，这种单层结构的超低频电磁屏蔽装置，仅适用于屏蔽要求较低的场所(电磁屏蔽系数在20～30dB；电磁屏蔽系数越高，仪器设备的屏蔽要求越严)，而对于屏蔽要求较高的场所(电磁屏蔽系数在75～90dB)，即使屏蔽体加厚，屏蔽也达不到理想效果。

6.2在防电磁脉冲的三项(屏蔽、接地、滤波)主要措施中，往往单纯采用屏蔽，但不能提供完整的电磁脉冲防护，因为设备或系统上的电缆是最有效的电磁脉冲接收与发射天线。尤其是对有外置天线的设备和多台设备由电缆相连组成的系统来说，单纯的屏蔽无法达到相应防护要求。一种有效的措施就是加滤波器，切断电磁脉冲沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完美的电磁脉冲防护。滤波是为了防止不希望的电磁振荡沿与设备相连的任何外部连线传播到设备，一般由滤波器来完成。采用滤波器抑制是电磁脉冲防护的必要手段之一，特别是对抑制经导线耦合到电路中的能量，它是一种广泛被采用的方法。

6.3现有单层或多层电磁屏蔽装置在外层屏蔽体表面、多层屏蔽体内外层之间、内层屏蔽体内，没有安装电源浪涌保护器(SPD)和信号线、控制线路保护器(SPD)，接地导线中没有安装电源浪涌保护器(SPD)。电磁脉冲产生的强电场和强磁场，会在电源线电缆、信号线电缆和接地导线上，感应出几千伏到几万伏的电压和几千安培到几万安培的电流，电流沿着电源线电缆、信号线电缆和接地导线进入屏蔽体内，摧毁或瘫痪内层屏蔽内被保护的计算机。

发明内容

为了克服现有的电动汽车电机控制器的外层受到强电磁场攻击后达到磁饱和，电磁场穿透外壳后，破坏电动汽车电机控制器内部电子元器件组成的集成电路，使电动汽车失去控制的缺点，本发明提供了一种电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统，在电机控制器的外层屏蔽体内部安装多个电源浪涌保护器和信号线、控制线路保护器，达到卸载和吸收外部强电场在电动汽车电机控制器外层屏蔽体上、电源线上、信号线上、和冷却液体箱上感应出的电流，使余下的电流无法感应出新的强大地电磁场攻击电动汽车电机控制器，保证电动汽车电机控制器内部电子器件不会受到外部强电磁场的破坏，达到保护电动汽车按设计要求安全高速行驶的目的，冷却液体箱降温系统可以使电动汽车电动汽车电机控制器温度不变。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在散热器(18)的外部安装1～5层由导电导磁的金属制成的外层屏蔽体(16)，用散热器第一固定器(17)、散热器第二固定器(20)、散热器第三固定器(25)和散热器第四固定器(33)把散热器(18)固定在外层屏蔽体(16)内，冷却液通过散热器(18)上安装的冷却液进口(38)和冷却液出口(44)循环进出散热器(18)，降低了外层屏蔽体(16)内的温度。电机控制器固定板(34)安装在散热器(18)的内部，用螺丝通过电机控制器(19)上的电机控制器第一固定口(22)和电机控制器第二固定口(35)把电机控制器(19)固定在电机控制器固定板(34)上面。弯成弯度90°的信号线进出导管(43)和电源线进出导管(41)由导电导磁的金属制成固定在外层屏蔽体(16)上。

在外层屏蔽体(16)的内部，电机控制器固定板(34)的下部安装：1～5个第一电源浪涌保护器(28)、1～5个第二电源浪涌保护器(30)、1～5个第三电源浪涌保护器(31)和1～5个信号线、控制线路保护器(32)。第一电源浪涌保护器(28)上的第一连接线(29)与外层屏蔽体(16)的内表面连接后第一电源浪涌保护器(28)就可以吸收和卸载外部强电磁场在外层屏蔽体(16)的壳体上感应出的电流，防止外部电磁场穿透外层屏蔽体(16)后攻击电机控制器(19)。第一电源浪涌保护器(28)上的第二连接线(27)与散热器(18)的外表面连接，就可以吸收和卸载外部强电磁场在散热器(18)的冷却液进口(38)和冷却液出口(44)感应出的未被与外层屏蔽体(16)连接第二连接线(27)上的第一电源浪涌保护器(28)吸收的遗漏的电流。第一电源浪涌保护器(28)上的第三连接线(26)与电机控制器(19)外表面连接。就可以吸收和卸载外部强电磁场在第一电源线(39)、第二电源线(40)和信号线(42)感应出的未被第二电源浪涌保护器(30)、第三电源浪涌保护器(31)器和信号线、控制线路保护器(32)全部吸收的遗漏电流。

第一电源线(39)进入电源线进出导管(41)后，进入外层屏蔽体(16)内部前与第三电源浪涌保护器(31)的连接导线并联连接于(15c)处，然后第一电源线(39)进入外层屏蔽体(16)内部与电机控制器(19)的两相连接器(2)连接。15c卸载和吸收了外界电磁场沿着第一电源线(39)感应出的大电流。第二电源线(40)进入电源线进出导管(41)后，进入外层屏蔽体(16)内部前与第二电源浪涌保护器(30)的连接导线并联连接于15b处，然后第二电源线(40)进入外层屏蔽体(16)内部与电机控制器(19)的三相连接器(1)连接。15b卸载和吸收了外界电磁场沿着第二电源线(40)感应出的大电流。信号线(42)进入信号线进出导管(43)后，进入外层屏蔽体(16)内部前，与信号线、控制线路保护器(32)的连接导线串联或者并联连接于15a处，然后信号线(42)进入信号线进出导管(43)与电机控制器(19)的信号连接器(3)连接。15a卸载和吸收了外界电磁场沿着信号线(42)感应出的大电流。用外层屏蔽体固定螺丝(47)把外层屏蔽体(16)上的外层屏蔽体第一接口(16)、外层屏蔽体第二接口(21)、外层屏蔽体第三接口(24)、外层屏蔽体第四接口(36)上的外层屏蔽体第一接合部(48)和外层屏蔽体第二接合部(49)固定在一起。电源浪涌保护器(SPD)在电路中与电源线常用的连接方式是并联。

在电机控制器(19)中通过盒体(100)将电机控制器的各功能性构件紧凑的集成为一体，盒体(100)设置有矩形体，盒体(100)包括盒身(101)和盒盖(102)，盒身(101)为具有开口的矩形体，盒盖(102)扣合在盒身(101)上，在盒体(100)外部固定有三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)，在盒体内部固定有IGBT模块(4)、驱动板(5)、控制板(6)、吸收板(7)、AC母排(8)、DC母排(9)和电容(10)，在盒体(100)外部：将三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)集成在盒体(100)上，位于同一侧壁上，三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)分别采用面板安装式连接器，即将其直接安装到盒体(100)的侧壁上，在盒体(100)内部：IGBT模块(4)安装在盒体(100)的底板上；IGBT模块(4)的上方，自下而上依次设置有驱动板(5)、控制板(6)和吸收板(7)；IGBT模块(4)相对的两侧分别设置有AC母排(8)和DC母排(9)，AC母排(8)邻近三相连接器(1)，DC母排(9)与箱体侧壁之间设置有电容(10)，盒体(100)内部还固定有屏蔽板(11)，屏蔽板(11)设置在控制板(6)和驱动板(5)之间，屏蔽板(11)能够防止控制板(6)上长距离传导的模拟信号受干扰，以及防止控制板(6)与驱动板(5)匹配后受振动影响较大，通过设置屏蔽板(11)，一方面保证了控制板(6)和驱动板(5)之间的连接强度，使控制板(6)能通过振动测试验证，另一方面能够实现对高压功率侧即三相连接器一侧的干扰屏蔽，提高控制板(6)上的模拟信号质量，AC母排(8)与盒体(100)侧壁之间，以及DC母排(9)与其邻近的盒体(100)侧壁之间，分别固定有导热绝缘垫，导热绝缘垫优选采用导热系数较高的绝缘材质制成，以实现是绝缘和导热的作用，将母排上的热量能及时散出去，保证电流的流通，以及实现AC母排(8)和DC母排(9)能够紧密的贴紧在盒体(100)相应的侧壁上，驱动板(5)通过焊盘方式焊接在IGBT模块(4)上，驱动板(5)不需要专门的抗振动支撑板，AC母排(8)与三相连接器(1)通过镀锌的外六角法兰螺栓(12)相连接，外六角法兰螺栓(12)与AC母排(8)的接触面积大，在拧紧作业时，相同扭矩下，压强相对较小，有效防止了母排由于变形而导致母排截面变小的现象，还降低了AC母排(8)与三相连接器(1)之间的接触电阻；外六角法兰螺栓(12)的镀锌方案，能够起到分流的作用，控制板(6)与驱动板(5)之间，以及控制板(6)与信号连接器(3)之间，分别通过相应的转接板(13)相连接，转接板(13)为具有一定弯折角度的板结构，该板结构的形状可灵活设置，以用于连接控制板(6)与驱动板(5)，以及用于连接控制板(6)与信号连接器(3)，控制板(6)与信号连接器(3)之间断开未连接，实际上是通过转接板(13)电连接，DC母排(9)采用叠层设计，DC母排(9)的正端和负端平行叠加在一起，电容(10)，即直流支撑电容(10)，采用外母排形式，DC母排(9)设置为电容(10)外部，而非集成在电容(10)内部，并且将电容(10)的连接端子与IGBT模块(4)直接连接，IGBT模块(4)的冷却液道一侧，在电路布局方面，吸收板(7)与DC母排(9)在电路上导通，电容(10)的连接端和DC母排(9)的一连接端自上而下的分别连接在IGBT模块(4)上，DC母排(9)的另一连接端通过法兰螺栓与两相连接器(2)相连接，形成直流功率输入路径，驱动板(5)上固定有电流传感器，电流传感器内插装有铜柱(14)；AC母排(8)的一端通过螺栓固定在铜柱(14)上，其另一端通过法兰螺栓与三相连接器(1)相连接，形成交流功率输出路径，对应于三相连接器(1)，铜柱(14)设置为三个，三个铜柱(14)并排设置，将AC母排(8)、驱动板(5)和IGBT模块(4)贯穿并固定叠压在一起，然后用螺栓拧紧，即铜柱(14)沿轴向设置有螺纹孔，盒体(100)采用整体导电导磁的材料加工，DC母排(9)和AC母排(8)的厚度，设置为3mm左右，铜柱(14)为空心结构。

本发明的有益效果是：电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统可以保护电动汽车电机控制器内部电子器件不会受到外部强电磁场的破坏，冷却液体降温系统可以使电动汽车大负载下运行电动汽车电机控制器温度不变，上述两个技术可以保护电动汽车按设计要求安全高速行驶。

附图说明

下面结合附图和实施方案对本发明进一步说明

图1是本发明实施例1的剖视示意图；

图2是图1的俯视图；

图3和图4是电源浪涌保护器(SPD)在电路中与电源线的并联连接图；

图5是本发明实施例1连接部位剖面图；

图6是电机控制器的结构示意图；

图7是图4的A-A剖视图；

图8是图4的爆炸示意图。

图中：100.盒体，101.盒身，102.盒盖，1.三相连接器，2.两相连接器，3.信号线连接器，4.IGBT模块，5.驱动板，6.控制板，7.吸收板，8.AC母排，9.DC母排，10.电容，11.屏蔽板，12.外六角法兰螺栓，13.转接板，14.铜柱，15.外层屏蔽体第一接口，16.外层屏蔽体，17.散热器第一固定器，18.散热器，19.电机控制器，20.散热器第二固定器，21.外层屏蔽体第二接口，22.电机控制器第一固定口，23.第一托架，24.外层屏蔽体第三接口，25.散热器第三固定器，26.第三连接线，27.第二连接线，28第一电源浪涌保护器，30.第二电源浪涌保护器，31.第三电源浪涌保护器，32.信号线、控制线路保护器，33.散热器第四固定器，34.电机控制器固定板，35.电机控制器第二固定口，36.外层屏蔽体第四接口，37.第二托架，38.冷却液进口，39.第一电源线，40.第二电源线，41.电源线进出导管，42.信号线，43.信号线进出导管，44.冷却液出口，47.外层屏蔽体固定螺丝；，48.外层屏蔽体第一接合部，49.外层屏蔽体第二接合部。

具体实施方式

在图1和图2中，在散热器(18)的外部安装1层由导电导磁的金属制成的外层屏蔽体(16)，用散热器第一固定器(17)、散热器第二固定器(20)、散热器第三固定器(25)和散热器第四固定器(33)把散热器(18)固定在外层屏蔽体(16)内，冷却液通过散热器(18)上安装的冷却液进口(38)和冷却液出口(44)循环进出散热器(18)，降低了外层屏蔽体(16)内的温度。电机控制器固定板(34)安装在散热器(18)的内部，用螺丝通过电机控制器(19)上的电机控制器第一固定口(22)和电机控制器第二固定口(35)把电机控制器(19)固定在电机控制器固定板(34)上面。弯成弯度90°的信号线进出导管(43)和电源线进出导管(41)由导电导磁的金属制成固定在外层屏蔽体(16)上。在外层屏蔽体(16)的内部，电机控制器固定板(34)的下部安装：1个第一电源浪涌保护器(28)、1个第二电源浪涌保护器(30)、1个第三电源浪涌保护器(31)和1个信号线、控制线路保护器(32)。第一电源浪涌保护器(28)上的第一连接线(29)与外层屏蔽体(16)的内表面连接。第一电源浪涌保护器(28)上的第二连接线(27)与散热器(18)的外表面连接，第一电源浪涌保护器(28)上的第三连接线(26)与电机控制器(19)外表面连接。

第一电源线(39)进入电源线进出导管(41)后，进入外层屏蔽体(16)内部前与第三电源浪涌保护器(31)的连接导线并联连接于(15c)处，然后第一电源线(39)进入外层屏蔽体(16)内部与电机控制器(19)的两相连接器(2)连接。第二电源线(40)进入电源线进出导管(41)后，进入外层屏蔽体(16)内部前与第二电源浪涌保护器(30)的连接导线并联连接于15b处，然后第二电源线(40)进入外层屏蔽体(16)内部与电机控制器(19)的三相连接器(1)连接。信号线(42)进入信号线进出导管(43)后，进入外层屏蔽体(16)内部前，与信号线、控制线路保护器(32)的连接导线串联或者并联连接于15a处，然后信号线(42)进入信号线进出导管(43)与电机控制器(19)的信号连接器(3)连接。用外层屏蔽体固定螺丝(47)把外层屏蔽体(16)上的外层屏蔽体第一接口(16)、外层屏蔽体第二接口(21)、外层屏蔽体第三接口(24)、外层屏蔽体第四接口(36)上的外层屏蔽体第一接合部(48)和外层屏蔽体第二接合部(49)固定在一起。电源浪涌保护器(SPD)在电路中与电源线常用的连接方式是并联。

在图3和图4中，电源浪涌保护器(SPD)在电路中与电源线的常用连接方式是并联。

在图5中，用外层屏蔽体固定螺丝(47)把外层屏蔽体(16)上的外层屏蔽体第一接口(16)、外层屏蔽体第二接口(21)、外层屏蔽体第三接口(24)、外层屏蔽体第四接口(36)上的外层屏蔽体第一接合部(48)和外层屏蔽体第二接合部(49)固定在一起。

在图6、图7和图8中，在电机控制器(19)中通过盒体(100)将电机控制器的各功能性构件紧凑的集成为一体，盒体(100)设置有矩形体，盒体(100)包括盒身(101)和盒盖(102)，盒身(101)为具有开口的矩形体，盒盖(102)扣合在盒身(101)上，在盒体(100)外部固定有三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)，在盒体内部固定有IGBT模块(4)、驱动板(5)、控制板(6)、吸收板(7)、AC母排(8)、DC母排(9)和电容(10)，在盒体(100)外部：将三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)集成在盒体(100)上，位于同一侧壁上，三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)分别采用面板安装式连接器，即将其直接安装到盒体(100)的侧壁上，在盒体(100)内部：IGBT模块(4)安装在盒体(100)的底板上；IGBT模块(4)的上方，自下而上依次设置有驱动板(5)、控制板(6)和吸收板(7)；IGBT模块(4)相对的两侧分别设置有AC母排(8)和DC母排(9)，AC母排(8)邻近三相连接器(1)，DC母排(9)与箱体侧壁之间设置有电容(10)，盒体(100)内部还固定有屏蔽板(11)，屏蔽板(11)设置在控制板(6)和驱动板(5)之间，屏蔽板(11)能够防止控制板(6)上长距离传导的模拟信号受干扰，以及防止控制板(6)与驱动板(5)匹配后受振动影响较大，通过设置屏蔽板(11)，一方面保证了控制板(6)和驱动板(5)之间的连接强度，使控制板(6)能通过振动测试验证，另一方面能够实现对高压功率侧即三相连接器一侧的干扰屏蔽，提高控制板(6)上的模拟信号质量，AC母排(8)与盒体(100)侧壁之间，以及DC母排(9)与其邻近的盒体(100)侧壁之间，分别固定有导热绝缘垫，导热绝缘垫优选采用导热系数较高的绝缘材质制成，以实现是绝缘和导热的作用，将母排上的热量能及时散出去，保证电流的流通，以及实现AC母排(8)和DC母排(9)能够紧密的贴紧在盒体(100)相应的侧壁上，驱动板(5)通过焊盘方式焊接在IGBT模块(4)上，驱动板(5)不需要专门的抗振动支撑板，AC母排(8)与三相连接器(1)通过镀锌的外六角法兰螺栓(12)相连接，外六角法兰螺栓(12)与AC母排(8)的接触面积大，在拧紧作业时，相同扭矩下，压强相对较小，有效防止了母排由于变形而导致母排截面变小的现象，还降低了AC母排(8)与三相连接器(1)之间的接触电阻；外六角法兰螺栓(12)的镀锌方案，能够起到分流的作用，控制板(6)与驱动板(5)之间，以及控制板(6)与信号连接器(3)之间，分别通过相应的转接板(13)相连接，转接板(13)为具有一定弯折角度的板结构，该板结构的形状可灵活设置，以用于连接控制板(6)与驱动板(5)，以及用于连接控制板(6)与信号连接器(3)，控制板(6)与信号连接器(3)之间断开未连接，实际上是通过转接板(13)电连接，DC母排(9)采用叠层设计，DC母排(9)的正端和负端平行叠加在一起，电容(10)，即直流支撑电容(10)，采用外母排形式，DC母排(9)设置为电容(10)外部，而非集成在电容(10)内部，并且将电容(10)的连接端子与IGBT模块(4)直接连接，IGBT模块(4)的冷却液道一侧，在电路布局方面，吸收板(7)与DC母排(9)在电路上导通，电容(10)的连接端和DC母排(9)的一连接端自上而下的分别连接在IGBT模块(4)上，DC母排(9)的另一连接端通过法兰螺栓与两相连接器(2)相连接，形成直流功率输入路径，驱动板(5)上固定有电流传感器，电流传感器内插装有铜柱(14)；AC母排(8)的一端通过螺栓固定在铜柱(14)上，其另一端通过法兰螺栓与三相连接器(1)相连接，形成交流功率输出路径，对应于三相连接器(1)，铜柱(14)设置为三个，三个铜柱(14)并排设置，将AC母排(8)、驱动板(5)和IGBT模块(4)贯穿并固定叠压在一起，然后用螺栓拧紧，即铜柱(14)沿轴向设置有螺纹孔，盒体(100)采用整体导电导磁的材料加工，DC母排(9)和AC母排(8)的厚度，设置为3mm左右，铜柱(14)为空心结构。

Claims (2)

1.一种电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统，其特征是：在散热器(18)的外部安装1～5层由导电导磁的金属制成的外层屏蔽体(16)，用散热器第一固定器(17)、散热器第二固定器(20)、散热器第三固定器(25)和散热器第四固定器(33)把散热器(18)固定在外层屏蔽体(16)内，冷却液通过散热器(18)上安装的冷却液进口(38)和冷却液出口(44)循环进出散热器(18)，降低了外层屏蔽体(16)内的温度，电机控制器固定板(34)安装在散热器(18)的内部，用螺丝通过电机控制器(19)上的电机控制器第一固定口(22)和电机控制器第二固定口(35)把电机控制器(19)固定在电机控制器固定板(34)上面，弯成弯度90°的信号线进出导管(43)和电源线进出导管(41)由导电导磁的金属制成固定在外层屏蔽体(16)上，在外层屏蔽体(16)的内部，电机控制器固定板(34)的下部安装：1～5个第一电源浪涌保护器(28)、1～5个第二电源浪涌保护器(30)、1～5个第三电源浪涌保护器(31)和1～5个信号线、控制线路保护器(32)，第一电源浪涌保护器(28)上的第一连接线(29)与外层屏蔽体(16)的内表面连接后第一电源浪涌保护器(28)就可以吸收和卸载外部强电磁场在外层屏蔽体(16)的壳体上感应出的电流，防止外部电磁场穿透外层屏蔽体(16)后攻击电机控制器(19)，第一电源浪涌保护器(28)上的第二连接线(27)与散热器(18)的外表面连接，就可以吸收和卸载外部强电磁场在散热器(18)的冷却液进口(38)和冷却液出口(44)感应出的未被与外层屏蔽体(16)连接第二连接线(27)上的第一电源浪涌保护器(28)吸收的遗漏的电流，第一电源浪涌保护器(28)上的第三连接线(26)与电机控制器(19)外表面连接，就可以吸收和卸载外部强电磁场在第一电源线(39)、第二电源线(40)和信号线(42)感应出的未被第二电源浪涌保护器(30)、第三电源浪涌保护器(31)器和信号线、控制线路保护器(32)全部吸收的遗漏电流，第一电源线(39)进入电源线进出导管(41)后，进入外层屏蔽体(16)内部前与第三电源浪涌保护器(31)的连接导线并联连接于(15c)处，然后第一电源线(39)进入外层屏蔽体(16)内部与电机控制器(19)的两相连接器(2)连接，15c卸载和吸收了外界电磁场沿着第一电源线(39)感应出的大电流，第二电源线(40)进入电源线进出导管(41)后，进入外层屏蔽体(16)内部前与第二电源浪涌保护器(30)的连接导线并联连接于15b处，然后第二电源线(40)进入外层屏蔽体(16)内部与电机控制器(19)的三相连接器(1)连接，15b卸载和吸收了外界电磁场沿着第二电源线(40)感应出的大电流，信号线(42)进入信号线进出导管(43)后，进入外层屏蔽体(16)内部前，与信号线、控制线路保护器(32)的连接导线串联或者并联连接于15a处，然后信号线(42)进入信号线进出导管(43)与电机控制器(19)的信号连接器(3)连接，15a卸载和吸收了外界电磁场沿着信号线(42)感应出的大电流，用外层屏蔽体固定螺丝(47)把外层屏蔽体(16)上的外层屏蔽体第一接口(16)、外层屏蔽体第二接口(21)、外层屏蔽体第三接口(24)、外层屏蔽体第四接口(36)上的外层屏蔽体第一接合部(48)和外层屏蔽体第二接合部(49)固定在一起，电源浪涌保护器(SPD)在电路中与电源线常用的连接方式是并联，在电机控制器(19)中通过盒体(100)将电机控制器的各功能性构件紧凑的集成为一体，盒体(100)设置有矩形体，盒体(100)包括盒身(101)和盒盖(102)，盒身(101)为具有开口的矩形体，盒盖(102)扣合在盒身(101)上，在盒体(100)外部固定有三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)，在盒体内部固定有IGBT模块(4)、驱动板(5)、控制板(6)、吸收板(7)、AC母排(8)、DC母排(9)和电容(10)，在盒体(100)外部：将三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)集成在盒体(100)上，位于同一侧壁上，三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)分别采用面板安装式连接器，即将其直接安装到盒体(100)的侧壁上，在盒体(100)内部：IGBT模块(4)安装在盒体(100)的底板上；IGBT模块(4)的上方，自下而上依次设置有驱动板(5)、控制板(6)和吸收板(7)；IGBT模块(4)相对的两侧分别设置有AC母排(8)和DC母排(9)，AC母排(8)邻近三相连接器(1)，DC母排(9)与箱体侧壁之间设置有电容(10)，盒体(100)内部还固定有屏蔽板(11)，屏蔽板(11)设置在控制板(6)和驱动板(5)之间，屏蔽板(11)能够防止控制板(6)上长距离传导的模拟信号受干扰，以及防止控制板(6)与驱动板(5)匹配后受振动影响较大，通过设置屏蔽板(11)，一方面保证了控制板(6)和驱动板(5)之间的连接强度，使控制板(6)能通过振动测试验证，另一方面能够实现对高压功率侧即三相连接器一侧的干扰屏蔽，提高控制板(6)上的模拟信号质量，AC母排(8)与盒体(100)侧壁之间，以及DC母排(9)与其邻近的盒体(100)侧壁之间，分别固定有导热绝缘垫，导热绝缘垫优选采用导热系数较高的绝缘材质制成，以实现是绝缘和导热的作用，将母排上的热量能及时散出去，保证电流的流通，以及实现AC母排(8)和DC母排(9)能够紧密的贴紧在盒体(100)相应的侧壁上，驱动板(5)通过焊盘方式焊接在IGBT模块(4)上，驱动板(5)不需要专门的抗振动支撑板，AC母排(8)与三相连接器(1)通过镀锌的外六角法兰螺栓(12)相连接，外六角法兰螺栓(12)与AC母排(8)的接触面积大，在拧紧作业时，相同扭矩下，压强相对较小，有效防止了母排由于变形而导致母排截面变小的现象，还降低了AC母排(8)与三相连接器(1)之间的接触电阻；外六角法兰螺栓(12)的镀锌方案，能够起到分流的作用，控制板(6)与驱动板(5)之间，以及控制板(6)与信号连接器(3)之间，分别通过相应的转接板(13)相连接，转接板(13)为具有一定弯折角度的板结构，该板结构的形状可灵活设置，以用于连接控制板(6)与驱动板(5)，以及用于连接控制板(6)与信号连接器(3)，控制板(6)与信号连接器(3)之间断开未连接，实际上是通过转接板(13)电连接，DC母排(9)采用叠层设计，DC母排(9)的正端和负端平行叠加在一起，电容(10)，即直流支撑电容(10)，采用外母排形式，DC母排(9)设置为电容(10)外部，而非集成在电容(10)内部，并且将电容(10)的连接端子与IGBT模块(4)直接连接，IGBT模块(4)的冷却液道一侧，在电路布局方面，吸收板(7)与DC母排(9)在电路上导通，电容(10)的连接端和DC母排(9)的一连接端自上而下的分别连接在IGBT模块(4)上，DC母排(9)的另一连接端通过法兰螺栓与两相连接器(2)相连接，形成直流功率输入路径，驱动板(5)上固定有电流传感器，电流传感器内插装有铜柱(14)；AC母排(8)的一端通过螺栓固定在铜柱(14)上，其另一端通过法兰螺栓与三相连接器(1)相连接，形成交流功率输出路径，对应于三相连接器(1)，铜柱(14)设置为三个，三个铜柱(14)并排设置，将AC母排(8)、驱动板(5)和IGBT模块(4)贯穿并固定叠压在一起，然后用螺栓拧紧，即铜柱(14)沿轴向设置有螺纹孔，盒体(100)采用整体导电导磁的材料加工，DC母排(9)和AC母排(8)的厚度，设置为3mm左右，铜柱(14)为空心结构。

2.一种电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统，其特征是：在散热器(18)的外部安装1层由导电导磁的金属制成的外层屏蔽体(16)，电机控制器固定板(34)的下部安装：1个第一电源浪涌保护器(28)、1个第二电源浪涌保护器(30)、1个第三电源浪涌保护器(31)和1个信号线、控制线路保护器(32)，第一电源浪涌保护器(28)上的第一连接线(29)与外层屏蔽体(16)的内表面连接，第一电源浪涌保护器(28)上的第二连接线(27)与散热器(18)的外表面连接，第一电源浪涌保护器(28)上的第三连接线(26)与电机控制器(19)外表面连接。