CN109861559A - 一种集成式电机逆变器总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成式电机逆变器总成,包括主箱体、进水管、IGBT模块、驱动板、直流母线电容、控制板、直流母排总成、电流传感器、交流母排总成、顶盖、高压直流接插件、低压信号接插件、压力平衡元件、排线、低压线束、互锁线束、电流传感器线束。本发明将IGBT模块、直流母线电容叠层放置,二者母排侧面连接,放电电阻集成在控制板上,直流母线电容母排外置,与母线电容相连的直流母排下面有散热垫,通过整个总布置设计,使得逆变器总成与电机共用水道,逆变器交流母排出线端靠近电机三相端子,可使逆变器与电机径向集成,节省了高压交流接插件以及电机与逆变器之间的连接水管,降低成本,节约整车空间。
Description
技术领域
本发明属于逆变器领域,特别涉及一种集成式电机逆变器总成。
背景技术
随着电动汽车的发展,对逆变器的要求越来越高,逆变器面临的挑战越来越大,一款有竞争力的逆变器,既要高功率,覆盖广,又要体积小,便于整车搭载,同时也要在成本上有优势。而现有技术中,很难有兼顾几种优点的逆变器。
发明内容
针对上述现有技术方案的不足,本发明的目的是提供一种集成式电机逆变器总成,逆变器与电机集成,便于整车搭载,同时又具备体积小、功率高、成本低、可装配性好等优点。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:
一种集成式电机逆变器总成,其特征在于,包括主箱体、进水管、IGBT模块、驱动板、直流母线电容、控制板、直流母排总成、电流传感器、交流母排总成、顶盖、高压直流接插件、低压信号接插件、压力平衡元件、排线、低压线束、互锁线束、电流传感器线束;
所述IGBT模块放置在主箱体上,IGBT模块进出水口与主箱体进出水口密封连接;
驱动板固定在IGBT模块上,IGBT模块引脚与驱动板焊接;
直流母线电容放置在IGBT模块和驱动板上方并固定在主箱体上;控制板固定在直流母线电容上方;
直流母排总成放置在IGBT模块的直流侧并固定在主箱体上,直流母排一端与IGBT模块和直流母线电容母排连接,另一端与高压直流接插件连接;交流母排总成放置在IGBT模块的交流侧并固定在主箱体上,交流母排穿过电流传感器,一端与IGBT模块交流母排连接,另一端与电机三相母排连接;
高压直流接插件和低压信号接插件固定在主箱体上;驱动板和控制板信号通过排线连接,低压信号接插件和控制板通过低压线束连接,高压直流接插件上的互锁线束插到控制板上,电流传感器线束插到驱动板上;
顶盖与主箱体密封固定连接。
所述的一种集成式电机逆变器总成,主箱体压铸成型,设置有水道,进水管过盈压入到水道进水口,水道出水口与电机水道进水口相连,水道出水口上有两个密封圈,保证逆变器与电机之间水路的密封性良好,主箱体水道进出水口另一端与IGBT模块进出水口连接,二者之间通过O型圈密封。这样的水道布置,既能使逆变器与电机共用水道,实现逆变器与电机的径向集成,也能再压入一个出水管使逆变器单独使用。
所述的一种集成式电机逆变器总成,主箱体侧面有6个螺纹孔,在装配直流母排总成、IGBT模块、直流母线电容母排的侧面6颗螺钉时,通过这6个螺纹孔进行操作,装配完成后用螺堵密封,这样减少了操作空间,使得结构更加紧凑,便于整车总布置。
所述的一种集成式电机逆变器总成,直流母线电容是薄膜电容,电容采用单侧出母排的方式,一侧出并排6根母排,同时与IGBT模块和直流母排总成连接,形成外接母排,电容发热较小,更加安全可靠,可将正负极母排叠层设计,避免寄生电感过大;6根母排同侧同时伸出2根U型母排;直流母线电容上方伸出9个固定柱。
所述的一种集成式电机逆变器总成,直流母排总成包括正极母排、负极母排、接地母排、绝缘塑料壳体、左Y电容、右Y电容;正极母排与负极母排叠层布置,与高压直流接插件连接的一端圆孔压装了螺母,接地母排与正负极母排并排放置,有一孔与主箱体通过螺钉连接,三根母排均有与Y电容焊接的结构;Y电容先用胶固定在绝缘塑料壳体上,左Y电容的2个针脚分别与正极母排和接地母排焊接,右Y电容的2个针脚分别与负极母排和接地母排焊接,Y电容起到抑制共模干扰的作用,使逆变器总成的电磁兼容性更好。直流母排总成下面放置有散热垫片,一方面起到绝缘作用,一方面起到给母排散热的作用,仿真发现,通过给母排散热,可以有效降低直流母线电容温度。
所述的一种集成式电机逆变器总成,放电电阻集成在控制板上,放电电阻由多个电阻串并联而成,与电容正负极母排直接通过螺钉连接,不用额外通过线束连接,可以降低成本,提高生产节拍,有效减小体积。也可以根据结构需求,单独做一块PCB板装在电容上。
所述的一种集成式电机逆变器总成,交流母排总成包括U相母排、V相母排、W相母排以及塑料支架,U相母排、V相母排、W相母排呈L型,并排放置,集成在塑料支架中,塑料支架起到定位、绝缘的作用。塑料支架上有固定电流传感器的结构,同时有固定线束的结构。
所述的一种集成式电机逆变器总成,顶盖压铸成型,顶盖密封圈与主箱体密封面轮廓一致,密封圈上有凸起,用于与密封槽配合,避免密封圈脱落。
本发明具有如下有益效果:
本发明将IGBT模块、直流母线电容叠层放置,二者母排侧面连接,布置更灵活,减小了逆变器总成的体积;放电电阻集成在控制板上,节省空间,降低了成本,提高了可装配性;使用螺堵,减小操作空间,使得结构更紧凑,便于整车安装,且减少侧面盖板,成本更低;直流母线电容母排外置,与母线电容相连的直流母排下面有散热垫,两种设计可有效降低电容温度,更加安全可靠;通过整个总布置设计,使得逆变器总成与电机共用水道,逆变器交流母排出线端靠近电机三相端子,可使逆变器与电机径向集成使用,节省了高压交流接插件以及电机与逆变器之间的连接水管,降低成本,节约整车空间。
附图说明
图1是本发明一种集成式电机逆变器总成的爆炸结构示意图。
图2是本发明一种集成式电机逆变器总成与电机集成示意图。
图3(a)是本发明一种集成式电机逆变器总成与电机共用水道结构示意图。
图3(b)是本发明一种集成式电机逆变器总成与电机共用水道结构示意图。
图4是本发明一种集成式电机逆变器总成放电电阻连接示意图。
图中标记示意为:
1.主箱体,2.螺堵,3.进水管,4.IGBT模块,5.IGBT模块O型圈,6.驱动板,7.直流母线电容,8.控制板,9.直流母排总成,10.母排散热垫,11.电流传感器,12.交流母排总成,13.顶盖,14.顶盖密封圈,15.高压直流接插件,16.低压信号接插件,17.压力平衡元件,18.排线,19.低压线束,20.互锁线束,21.电流传感器线束,22.电机,23.电机水道,24.交流母排总成三相母排,25.IGBT模块水道,26.主箱体水道,27.电机密封圈,28.放电电阻,29.正极母排连接螺钉,30.负极母排连接螺钉,31.直流母线电容正极母排,32.直流母线电容负极母排。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实施例提供了一种集成式电机逆变器总成,其包括主箱体1、螺堵2、进水管3、IGBT模块4、IGBT模块O型圈5、驱动板6、直流母线电容7、控制板8、直流母排总成9、母排散热垫10、电流传感器11、交流母排总成12、顶盖13、顶盖密封圈14、高压直流接插件15、低压信号接插件16、压力平衡元件17、排线18、低压线束19、互锁线束20、电流传感器线束21。
所述主箱体1压铸成型,设置有水道,主箱体1内部有固定IGBT模块4、直流母线电容7等的凸台,IGBT模块4用螺钉固定在主箱体1上,进水管3涂抹密封胶后过盈压入到主箱体水道26进水口,主箱体水道进水口另一端与IGBT模块4进水口连接,二者之间通过O型圈5密封。主箱体水道出水口与电机水道23进水口相连,主箱体水道出水口另一端与IGBT模块出水口连接,二者之间通过O型圈密封。这样就形成了冷却水从进水管进入IGBT模块水道,再从IGBT模块水道出来进入电机水道。这样的水道布置,既能使逆变器与电机共用水道,实现逆变器与电机的径向集成,也能再压入一个出水管使逆变器单独使用。
所述主箱体1侧面有6个螺纹孔,在装配直流母排总成9、IGBT模块4、直流母线电容7母排的侧面6颗螺钉时,通过这6个螺纹孔进行操作,装配完成后用螺堵2密封,这样减少了操作空间,使得结构更加紧凑,便于整车总布置。
所述IGBT模块4性能高,且自带冷却水路,使逆变器总成的功率更高,可满足更高的性能需求。
所述驱动板6放置在IGBT模块4上,先用螺钉将驱动板和IGBT模块连接,再将IGBT模块引脚与驱动板焊接;
所述直流母线电容7放置在IGBT模块4和驱动板6上方,因为IGBT模块4的直流母排连接点布置在侧面,这样设计可以避让螺钉拧紧工具,节省空间;直流母线电容7通过连接支脚固定在主箱体上,连接支脚有加强筋增加强度;直流母线电容上表面伸出9个固定柱,控制板8通过螺钉固定在直流母线电容上,这种设计可以减少一个支撑零件,降低成本。
所述直流母线电容7是薄膜电容,电容采用单侧出母排的方式,一侧出并排6根母排,同时与IGBT模块4和直流母排总成9连接,形成外接母排,电容发热较小,更加安全可靠,可将正负极母排叠层设计,避免寄生电感过大。6根母排同侧同时伸出2根母排,与控制板8连接。
所述控制板8集成了放电电阻,放电电阻由多个电阻串并联而成,与直流母线电容伸出的正负极母排直接通过螺钉连接,不用额外通过线束连接,可以降低成本,提高生产节拍,有效减小体积。也可以根据结构需求,单独做一块PCB板装在电容上。电阻具体型号和数量根据放电时间等参数计算得到。
所述直流母排总成9放置在IGBT模块4的直流侧,用螺钉固定在主箱体上,母排一端与IGBT模块4和直流母线电容7母排连接,另一端与高压直流接插件15连接。
所述直流母排总成9包括正极母排、负极母排、接地母排、绝缘塑料壳体、左Y电容、右Y电容;正极母排与负极母排叠层布置,与高压直流接插件连接的一端圆孔压装了螺母,接地母排有一孔与主箱体通过螺钉连接;Y电容先用胶固定在绝缘塑料壳体上,然后,左Y电容的2个针脚分别与正极母排和接地母排焊接,右Y电容的2个针脚分别与负极母排和接地母排焊接,Y电容起到抑制共模干扰的作用,使逆变器总成的电磁兼容性更好,Y电容采用焊接,可装配性更好,成本更低;绝缘塑料壳体起到定位、绝缘的作用。
所述母排散热垫10放置在直流母排总成下面,一方面起到绝缘作用,一方面起到给母排散热的作用,仿真发现,通过给母排散热,可以有效降低直流母线电容温度。
所述电流传感器11是三联式电流传感器,交流母排穿过电流传感器11三个方孔,然后用螺钉将电流传感器11固定在交流母排总成12上。
所述交流母排总成12放置在IGBT模块的交流侧,用螺钉固定在主箱体上,一端与IGBT模块交流母排连接,另一端与电机三相母排连接。
所述交流母排总成12包括U相母排、V相母排、W相母排以及塑料支架,U相母排、V相母排、W相母排呈L型,并排放置,集成在塑料支架中,塑料支架起到定位、绝缘的作用。同时起到固定支撑电流传感器的作用。
所述顶盖13压铸成型,通过螺钉与主箱体1连接,二者之间通过顶盖密封圈14密封。
所述顶盖密封圈14与主箱体密封面轮廓一致,密封圈上有凸起,用于与密封槽配合,避免密封圈脱落;顶盖密封圈14放置在主箱体的密封槽内。
所述高压直流接插件15固定在主箱体上,高压直流接插件15上的互锁线束20插到控制板8上的2pin接插件上,再通过低压线束19将信号传递给整车。
所述低压信号接插件16固定在主箱体上,低压信号接插件16和控制板8通过低压线束19连接。
所述排线18传递驱动板和控制板之间信号;所述电流传感器线束21一端插到电流传感器11上,一端插到驱动板上。
以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,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:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种集成式电机逆变器总成,其特征在于,包括主箱体、进水管、IGBT模块、驱动板、直流母线电容、控制板、直流母排总成、电流传感器、交流母排总成、顶盖、高压直流接插件、低压信号接插件、压力平衡元件、排线、低压线束、互锁线束、电流传感器线束;
所述IGBT模块放置在主箱体上,IGBT模块进出水口与主箱体水道进出水口密封连接;
驱动板固定在IGBT模块上,IGBT模块引脚与驱动板焊接;
直流母线电容放置在IGBT模块和驱动板上方并固定在主箱体上;控制板固定在直流母线电容上方;
直流母排总成放置在IGBT模块的直流侧并固定在主箱体上,直流母排一端与IGBT模块和直流母线电容母排连接,另一端与高压直流接插件连接;交流母排总成放置在IGBT模块的交流侧并固定在主箱体上,交流母排穿过电流传感器,一端与IGBT模块交流母排连接,另一端与电机三相母排连接;
高压直流接插件和低压信号接插件固定在主箱体上;驱动板和控制板信号通过排线连接,低压信号接插件和控制板通过低压线束连接,高压直流接插件上的互锁线束插到控制板上,电流传感器线束插到驱动板上;
顶盖与主箱体密封固定连接。
2.如权利要求1所述的一种集成式电机逆变器总成,其特征在于,所述主箱体压铸成型,主箱体内设置有水道,进水管过盈压入到水道进水口,水道出水口与电机水道进水口密封连接,主箱体水道进出水口另一端与IGBT模块进出水口密封连接。
3.如权利要求1所述的一种集成式电机逆变器总成,其特征在于,所述主箱体侧面有多个螺纹孔,用于装配直流母排总成、IGBT模块、直流母线电容母排,且装配完成后用螺堵密封。
4.如权利要求1所述的一种集成式电机逆变器总成,其特征在于,所述直流母线电容是薄膜电容,电容采用单侧出母排的方式,一侧出并排6根母排,同时与IGBT模块和直流母排总成连接,形成外接母排;6根母排同侧同时伸出2根U型母排。
5.如权利要求1所述的一种集成式电机逆变器总成,其特征在于,所述直流母排总成包括正极母排、负极母排、接地母排、绝缘塑料壳体、左Y电容、右Y电容;正极母排与负极母排叠层布置,与高压直流接插件连接的一端圆孔压装了螺母,接地母排与正负极母排并排放置,有一孔与主箱体通过螺钉连接,三根母排均有与Y电容焊接的结构;Y电容固定在绝缘塑料壳体上,左Y电容的2个针脚分别与正极母排和接地母排焊接,右Y电容的2个针脚分别与负极母排和接地母排焊接;直流母排总成下面放置有母排散热垫。
6.如权利要求1所述的一种集成式电机逆变器总成,其特征在于,所述控制板上集成有放电电阻,放电电阻与电容正负极母排螺钉连接。
7.如权利要求1所述的一种集成式电机逆变器总成,其特征在于,所述交流母排总成包括U相母排、V相母排、W相母排以及塑料支架,U相母排、V相母排、W相母排呈L型并排放置集成在塑料支架中,电流传感器固定在塑料支架上。
8.如权利要求1所述的一种集成式电机逆变器总成,其特征在于,所述顶盖压铸成型,顶盖与主箱体之间设有顶盖密封圈,顶盖密封圈与主箱体密封面轮廓一致,密封圈上有凸起,用于与主箱体密封槽配合。
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