CN110247611A - 一种用于高功率控制器的集成电气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于高功率控制器的集成电气装置，所述装置包括电容模块、功率模块、电流传感器和输入输出极板模块，所述功率模块和输入输出极板模块均固定于电容模块上，所述电流传感器固定于输入输出极板模块上，所述输入输出极板模块分别与电容模块和功率模块电气连接，所述电容模块和功率模块之间相互电气连接。与现有技术相比，本发明具有体积小、集成度高以及适合自动化发展需求等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车驱动控制器领域，尤其是涉及一种用于高功率控制器的集成电气装置。
背景技术
目前，驱动电机控制器内部的结构布置基本都是采用单独的零件通过螺栓连接的固定方式，这样就会造成电机控制器体积偏大、整体功率密度低下。随着新能源汽车业的不断发展，汽车内部布置空间越来越紧凑，整车对电机控制器的功率密度要求越来越高，这样就会要求电机控制器的体积越来越小、功率密度越来越高，以满足整车对空间布置和功率密度的需求。
然而现有的电机控制器内部，电气布局往往是将电容模块和功率模块之间通过螺栓相互连接，三相输出极板和功率模块也通过螺栓连接，这种连接方式使得整体电气装置的体积大，集成程度低，不满足当前驱动控制器小型化和轻量化的发展需求，而且电容模块与外界输入信号的连接往往是从电容模块本身的接头来实现连通，因而使得接线效率低，不符合自动化生产的发展需求。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种用于高功率控制器的集成电气装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于高功率控制器的集成电气装置，所述装置包括电容模块、功率模块、电流传感器和输入输出极板模块，所述功率模块和输入输出极板模块均固定于电容模块上，所述电流传感器固定于输入输出极板模块上，所述输入输出极板模块分别与电容模块和功率模块电气连接，所述电容模块和功率模块之间相互电气连接。
优选地，所述输入输出极板模块包括母线输入极板和三相输出极板，所述母线输入极板固定于电容模块上，并与电容模块的输入端电气连接；所述三相输出极板固定于电容模块上，并与功率模块的输出端电气连接。
优选地，所述母线输入极板包括正母线输入极板和负母线输入极板，所述正母线输入极板的一端与电容模块的输入端电气连接，另一端固定于电容模块的外表面上；所述负母线输入极板的一端与电容模块的输入端电气连接，另一端固定于电容模块的外表面上。
优选地，所述三相输出极板包括三个结构完全相同的输出极板，所述三个结构完全相同的输出极板的一端均与功率模块的输出端电气连接，另一端分别固定于电容模块的外表面上。
优选地，所述电流传感器架设于母线输入极板和三相输出极板的上方。
优选地，所述电容模块包括电容器本体、电容输入端母排和电容输出端母排，所述电容输入端母排作为电容模块的输入端电气连接输入输出极板模块和电容器本体，所述电容输出端母排作为电容模块的输出端电气连接电容器本体和功率模块的输入端。
优选地，所述电容器本体包括薄膜电容器。
优选地，所述功率模块包括集成功率封装芯片、功率输入端母排和功率输出端母排，所述功率输入端母排作为功率模块的输入端电气连接电容模块的输出端和集成功率封装芯片，所述功率输出端母排作为功率模块的输出端电气连接集成功率封装芯片和输入输出极板模块。
优选地，所述装置还设有支架，所述电容模块固定于支架上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提出的集成电气装置，由于将功率模块、电流传感器和输入输出极板模块均固定于电容模块上，因此减小了集成电气装置内各个模块之间的距离，减小了整个电气装置的体积，由于各个模块之间的距离减小，因此在各个模块连接时可以无需螺栓来保证固定的稳固性，由于各个模块之间为电气连接，而电气连接的连接方式灵活，可以选择如电阻焊这种连接紧凑且占用空间低的方式来连接，因而进一步降低了集成电气装置的体积和重量，满足了目前对于集成电气装置小型化和轻量化的需求。
(2)输入输出极板模块包括母线输入极板和三相输出极板，利用三相输出极板实现集成电气装置的输出的同时，还实现了利用母线输入极板实现电容模块接入输入信号，解决了现有技术中利用电容模块上本身的接头实现连通的问题，提高了装配效率，满足了目前电气集成装置对于自动化生产的发展需求。
(3)母线输入极板的一端固定于电容模块上，另一端来实现和电容模块输入端的电气连接，因此母线输入极板实现了与电容模块一体化，降低了占用的空间；同时由于母线输出极板是以极板形式作为接线端，因此在与外界输出连接时，方便通过以电阻焊等方式实现连接，连接效率高，进一步提高了集成电气装置装配的自动化程度。
(4)三相输出极板包括三个结构完全相同的输出极板，共同集成在电容模块的外表面上，再与功率模块的输出端电气连接，在降低了占用空间的同时提高了装配的方便程度和效率。
(5)电流传感器架设于母线输入极板和三相输出极板的上方，既实现了与整个电气装置的集成，又不会占据大量空间，而且母线输入极板和三相输出极板均可以在电流传感器采用环形铁芯时从内部穿过，进一步减小装置体积，提高集成程度。
(6)电容模块包括电容器本体、电容输入端母排和电容输出端母排，通过母排的方式实现电容模块的输入输出连接，这种连接方式可以方便电气件间采用电阻焊来替代传统的螺栓连接方案，减小装置体积。
(7)电容器本体包括薄膜电容器，采用薄膜电容器寿命长且温度稳定性好，可以提升整体集成电气装置的寿命和散热效果。
(8)功率模块包括集成功率封装芯片、功率输入端母排和功率输出端母排，通过母排的方式实现功率模块的输入输出连接，这种连接方式可以方便电气件间采用电阻焊来替代传统的螺栓连接方案，减小装置体积。
(9)本发明中的集成电气装置还设有固定电容模块的支架，可以对电容模块起到保护作用，由于多个电气模块均与电容模块集成连接，通过支架的设置既可以对电容模块起到支撑固定作用，也方便后续控制器的装配。
附图说明
图1为用于高功率控制器的集成电气装置的立体结构示意图；
图2为用于高功率控制器的集成电气装置的背面结构示意图；
其中，1为支架，2为电容模块，3为功率模块，4为三相输出极板，5为母线输入极板，6为电流传感器，7为电容输入端母排，8为功率输出端母排，9为功率输入端母排，10为电容输出端母排。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
为了解决现有集成电气装置集成度低且所占空间大的问题，本实施例中提供了一种用于高功率控制器的集成电气装置，包括电容模块2、功率模块3、电流传感器6和输入输出极板模块，功率模块3和输入输出极板模块均固定于电容模块2上，电流传感器6固定于输入输出极板模块上，输入输出极板模块分别与电容模块2和功率模块3电气连接，电容模块2和功率模块3之间相互电气连接。
其中，输入输出极板模块包括母线输入极板5和三相输出极板4，母线输入极板5固定于电容模块2上，并与电容模块2的输入端电气连接；三相输出极板4固定于电容模块2上，并与功率模块3的输出端电气连接。母线输入极板5包括正母线输入极板和负母线输入极板，正母线输入极板的一端与电容模块2的输入端电气连接，另一端固定于电容模块2的外表面上；负母线输入极板的一端与电容模块2的输入端电气连接，另一端固定于电容模块2的外表面上。三相输出极板4包括三个结构完全相同的输出极板，三个结构完全相同的输出极板的一端均与功率模块3的输出端电气连接，另一端分别固定于电容模块2的外表面上。电流传感器6架设于母线输入极板5和三相输出极板的上方。电容模块2包括电容器本体、电容输入端母排7和电容输出端母排10，电容输入端母排7作为电容模块2的输入端电气连接母线输入极板5和电容器本体，电容输出端母排10作为电容模块2的输出端电气连接电容器本体和功率模块3的输入端。电容器本体包括薄膜电容器。功率模块3包括集成功率封装芯片、功率输入端母排9和功率输出端母排8，功率输入端母排9作为功率模块3的输入端电气连接电容模块2的输出端和集成功率封装芯片，功率输出端母排8作为功率模块3的输出端电气连接集成功率封装芯片和三相输出极板4。装置还设有支架1，电容模块2固定于支架1上。
根据上述结构实现的具体的集成电气装置如图1和图2所示，从图中可以看出，该集成电气装置主要有支架1、电容模块2、功率模块3、三相输出极板4、母线输入极板5和电流传感器6，电容模块2通过螺栓固定于支架1上，电容模块2的电容输出端母排10通过电阻焊方式与功率模块3的功率输入端母排9电气连接；母线输入极板5由两个独立极板组成，两个极板的一端呈现长方体结构，电容模块2的电容输入端母排7通过电阻焊方式与母线输入极板5的一端电气连接，母线输入极板5的另一端通过螺栓固定在电容模块2上；三相输入极板4由三个独立极板组成，三个极板的一端呈现长方体结构，功率模块3的功率输出端母排8通过电阻焊方式与三相输出极板4的一端电气连接，三相输出极板4另一端通过螺栓固定在电容模块2上；电流传感器6设置在三相输出极板4和母线输入极板5上并通过螺栓固定。上述模块之间的固定位置只是本实施例中的固定位置，如三相输出极板4一端固定于电容模块上方等，在实际操作中，也可以改变固定位置，只要保证这些模块都与电容模块固定连接即可，如三相输入极板一端也可以固定于电容模块的侧面，具体的布局设置根据实际情况决定；同理，上述模块之间的电气连接，在本实施例中均采用了连接紧密且空隙小的电阻焊连接方式，当然也可以根据实际情况选择占用空间小且集成度高的其他连接方式。
该集成电气装置的组装过程如下：将电流传感器6固定在三相输出极板4和母线输入极板5上，接着将电容模块2固定在支架1上面，将装好电流传感器6的母线输入极板5的一端与电容模块2的电容输入端母排7接触，并通过电阻焊方式焊接在一起，将装好电流传感器6的三相输出极板4的一端与功率模块3的功率输出端母排8接触，并通过电阻焊方式焊接在一起，然后将三相输出极板4和母线输入极板5的另一端通过螺栓固定在电容模块2上，将功率模块3的功率输入端母排9与电容模块2的电容输出端母排10接触，并通过电阻焊方式焊接在一起。
Claims (9)
1.一种用于高功率控制器的集成电气装置，其特征在于，所述装置包括电容模块、功率模块、电流传感器和输入输出极板模块，所述功率模块和输入输出极板模块均固定于电容模块上，所述电流传感器固定于输入输出极板模块上，所述输入输出极板模块分别与电容模块和功率模块电气连接，所述电容模块和功率模块之间相互电气连接。
2.根据权利要求1所述的用于高功率控制器的集成电气装置，其特征在于，所述输入输出极板模块包括母线输入极板和三相输出极板，所述母线输入极板固定于电容模块上，并与电容模块的输入端电气连接；所述三相输出极板固定于电容模块上，并与功率模块的输出端电气连接。
3.根据权利要求2所述的用于高功率控制器的集成电气装置，其特征在于，所述母线输入极板包括正母线输入极板和负母线输入极板，所述正母线输入极板的一端与电容模块的输入端电气连接，另一端固定于电容模块的外表面上；所述负母线输入极板的一端与电容模块的输入端电气连接，另一端固定于电容模块的外表面上。
4.根据权利要求2所述的用于高功率控制器的集成电气装置，其特征在于，所述三相输出极板包括三个结构完全相同的输出极板，所述三个结构完全相同的输出极板的一端均与功率模块的输出端电气连接，另一端分别固定于电容模块的外表面上。
5.根据权利要求2所述的用于高功率控制器的集成电气装置，其特征在于，所述电流传感器架设于母线输入极板和三相输出极板的上方。
6.根据权利要求1所述的用于高功率控制器的集成电气装置，其特征在于，所述电容模块包括电容器本体、电容输入端母排和电容输出端母排，所述电容输入端母排作为电容模块的输入端电气连接输入输出极板模块和电容器本体，所述电容输出端母排作为电容模块的输出端电气连接电容器本体和功率模块的输入端。
7.根据权利要求6所述的用于高功率控制器的集成电气装置，其特征在于，所述电容器本体包括薄膜电容器。
8.根据权利要求1所述的用于高功率控制器的集成电气装置，其特征在于，所述功率模块包括集成功率封装芯片、功率输入端母排和功率输出端母排，所述功率输入端母排作为功率模块的输入端电气连接电容模块的输出端和集成功率封装芯片，所述功率输出端母排作为功率模块的输出端电气连接集成功率封装芯片和输入输出极板模块。
9.根据权利要求1所述的用于高功率控制器的集成电气装置，其特征在于，所述装置还设有支架，所述电容模块固定于支架上。
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