CN110289169A - 模块化水冷薄膜电容及电机控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电机控制器用水冷薄膜电容技术领域，尤其涉及一种模块化水冷薄膜电容及电机控制器；包括电容壳体，所述电容壳体内安装有多个呈并排间隔设置的电容本体；所述电容壳体内还布设有多个冷却水管和多个IGBT连接柱；所述电容壳体的内壁与各所述电容本体、各所述冷却水管以及各所述IGBT连接柱之间通过封装填充胶块固定成一体。本发明所公开的模块化水冷薄膜电容及电机控制器，采用铝合金压铸壳体，自身构造冷却水管，搭配IGBT模块应用于电动汽车用电机控制器，改善了薄膜电容的工作环境，提升了电容的耐高温等级，同时使电容壳体成为整个模块化电机控制器的唯一载体，简化了整机设计，降低了设计制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制器用水冷薄膜电容技术领域，尤其涉及一种模块化水冷薄膜电容及电机控制器。
背景技术
受限于材料成本和材料特性，目前薄膜电容的耐温只能做到105℃，电机控制器的其他部件耐温可以达到125℃，薄膜电容现已成为提升电机控制器功率上限的最短板，因此，为薄膜电容提供良好的冷却环境是当下不得不做的技术探索。
中国专利CN2018206307163公开了一种薄膜电容安装及散热结构，包括控制器主壳体，所述控制器主壳体底部设有薄膜电容安装槽，薄膜电容安装槽内放置薄膜电容，薄膜电容顶部设有与控制器主壳体固定连接的水冷板，所述水冷板压紧薄膜电容。所述水冷板与薄膜电容之间设有一导热硅胶垫。所述薄膜电容的底部和边侧，与薄膜电容安装槽之间通过注入灌封胶进行固定。本方案中薄膜电容通过灌封胶直接灌封到控制器主壳体中，同时顶部水冷板会进一步压紧电容以保障固定的可靠性，薄膜电容与水冷板之间设有导热硅胶垫以提高导热系数；同时电容其余面与壳体间隙通过灌封胶填充，整个方案的散热效率更高，对于电容散热效果更好，能有效降低薄膜电容工作温度，提高电容寿命。
然而，上述结构在整体结构的布置上不便于电机控制器的元器件的安装，安装速度慢，也不能监控薄膜电容的工作温度；同时，由于结构布置的缺陷，整体的散热效率不是很理想。因此，为了解决上述问题，急需发明一种新的模块化水冷薄膜电容及电机控制器。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种模块化水冷薄膜电容及电机控制器，结构简化，散热效果好，且能够实现快速安装。
本发明提供了下述方案：
一种模块化水冷薄膜电容，包括电容壳体，所述电容壳体内安装有多个呈并排间隔设置的电容本体；所述电容壳体内还布设有多个冷却水管和多个IGBT连接柱；所述电容壳体的内壁与各所述电容本体、各所述冷却水管以及各所述IGBT连接柱之间通过封装填充胶块固定成一体；所述冷却水管的上端管口伸出所述封装填充胶块，用于连通设置在IGBT模块上的冷却水道，所述冷却水管的下端管口与设置于所述电容壳体底部的通水口对应连通；连接处布置有橡胶密封圈用来保证水冷密封的可靠性,所述IGBT连接柱上端伸出所述封装填充胶块；
所述电容本体的输入端子与直流铜排连接，所述直流铜排伸出所述封装填充胶块；所述电容本体的输出端子伸出所述封装填充胶块，且伸出部分呈折弯设置，以便于与IGBT模块连接。
优选地，所述电容壳体内设有绝缘端子座，所述绝缘端子座内嵌设有用于为三相交流铜排和所述直流铜排的转接提供支撑和绝缘保护的防转镶嵌螺母。
优选地，所述IGBT连接柱的上端设有IGBT固定孔。
优选地，所述冷却水管上也设有所述IGBT固定孔。
优选地，所述冷却水管设置在所述电容壳体的高度方向上。
优选地，所述电容本体上封装有温度传感器。
优选地，所述电容本体的输出端子包括竖板和横板，所述竖板的一端与所述电容本体连接，所述竖板的另一端伸出所述封装填充胶块与所述横板的一端连接，所述横板的另一端呈悬臂设置，所述横板上设有用于与IGBT模块连接的螺纹孔。
优选地，所述绝缘端子座的材料采用塑料、橡胶中的任一。
优选地，所述电容壳体呈一体化铸造成型；所述电容壳体的材料采用高压铝合金。
进一步地，本发明还提供了一种电机控制器，包括所述的模块化水冷薄膜电容。
本发明产生的有益效果：
本发明所公开的模块化水冷薄膜电容及电机控制器，包括电容壳体，所述电容壳体内安装有多个呈并排间隔设置的电容本体；所述电容壳体内还布设有多个冷却水管和多个IGBT连接柱；所述电容壳体的内壁与各所述电容本体、各所述冷却水管以及各所述IGBT连接柱之间通过封装填充胶块固定成一体；所述冷却水管的上端管口伸出所述封装填充胶块，用于连通设置在IGBT模块上的冷却水道，所述冷却水管的下端管口与设置于所述电容壳体底部的通水口对应连通；所述IGBT连接柱上端伸出所述封装填充胶块；所述电容本体的输入端子与直流铜排连接，所述直流铜排伸出所述封装填充胶块；所述电容本体的输出端子伸出所述封装填充胶块，且伸出部分呈折弯设置，以便于与IGBT模块连接；采用铝合金压铸壳体，自身构造冷却水管，搭配富士M653IGBT模块应用于电动汽车用电机控制器产品；电容本体周围是水冷通道，使电容本体实现真正的水冷，极大的改善了薄膜电容的工作环境，提升了电容的耐高温等级，对提升电机控制器整机的功率上限提供了强有力的硬件支持；电容内部布置有温度传感器，设置电容过温保护机制，提高薄膜电容的使用寿命；同时，电容壳体上设计了与富士M653IGBT模块相连的螺纹孔及连接水道，使电容壳体成为整个模块化电机控制器的唯一载体，简化了整机设计，降低了设计制造成本。
附图说明
图1为本发明的模块化水冷薄膜电容的结构示意图(立体图)。
图2为本发明的模块化水冷薄膜电容的结构示意图(主视图)。
图3为本发明的模块化水冷薄膜电容的结构示意图(剖视图)。
图4为本发明的电机控制器的结构示意图(立体图)。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1至图3所示，一种模块化水冷薄膜电容，包括电容壳体1，所述电容壳体内安装有多个呈并排间隔设置的电容本体；所述电容壳体内还布设有多个冷却水管2和多个IGBT连接柱3；所述电容壳体的内壁与各所述电容本体、各所述冷却水管以及各所述IGBT连接柱之间通过封装填充胶块4固定成一体；所述冷却水管的上端管口伸出所述封装填充胶块，用于连通设置在IGBT模块上的冷却水道，所述冷却水管的下端管口与设置于所述电容壳体底部的通水口5对应连通；所述IGBT连接柱上端伸出所述封装填充胶块；所述电容本体的输入端子与直流铜排7连接，所述直流铜排伸出所述封装填充胶块；所述电容本体的输出端子8伸出所述封装填充胶块，且伸出部分呈折弯设置，以便于与IGBT模块连接。所述电容壳体内设有绝缘端子座9，所述绝缘端子座内嵌设有用于为三相交流铜排10和所述直流铜排的转接提供支撑和绝缘保护的防转镶嵌螺母11。所述IGBT连接柱的上端设有IGBT固定孔12。所述冷却水管上也设有所述IGBT固定孔。所述冷却水管设置在所述电容壳体的高度方向上。所述电容本体上封装有温度传感器，对于电容本体和温度传感器在所述封装填充胶块中的具体位置，图中未表示，为公知技术，在此不再累诉。所述电容本体的输出端子包括竖板13和横板14，所述竖板的一端与所述电容本体连接，所述竖板的另一端伸出所述封装填充胶块与所述横板的一端连接，所述横板的另一端呈悬臂设置，所述横板上设有用于与IGBT模块连接的螺纹孔15。所述绝缘端子座的材料采用塑料。所述电容壳体呈一体化铸造成型；所述电容壳体的材料采用高压铝合金。
参见图4所示，本实施例还提供了一种电机控制器，包括所述的模块化水冷薄膜电容，所述电容壳体上方依次安装IGBT模块17、驱动板16和控制板6。
本实施例中所述的模块化水冷薄膜电容及电机控制器，包括电容壳体，所述电容壳体内安装有多个呈并排间隔设置的电容本体；所述电容壳体内还布设有多个冷却水管和多个IGBT连接柱；所述电容壳体的内壁与各所述电容本体、各所述冷却水管以及各所述IGBT连接柱之间通过封装填充胶块固定成一体；所述冷却水管的上端管口伸出所述封装填充胶块，用于连通设置在IGBT模块上的冷却水道，所述冷却水管的下端管口与设置于所述电容壳体底部的通水口对应连通；所述IGBT连接柱上端伸出所述封装填充胶块；所述电容本体的输入端子与直流铜排连接，所述直流铜排伸出所述封装填充胶块；所述电容本体的输出端子伸出所述封装填充胶块，且伸出部分呈折弯设置，以便于与IGBT模块连接；采用铝合金压铸壳体，自身构造冷却水管，搭配富士M653IGBT模块应用于电动汽车用电机控制器产品；电容本体周围是水冷通道，使电容本体实现真正的水冷，极大的改善了薄膜电容的工作环境，提升了电容的耐高温等级，对提升电机控制器整机的功率上限提供了强有力的硬件支持；电容内部布置有温度传感器，设置电容过温保护机制，提高薄膜电容的使用寿命；同时，电容壳体上设计了与富士M653IGBT模块相连的螺纹孔及连接水道，使电容壳体成为整个模块化电机控制器的唯一载体，简化了整机设计，降低了设计制造成本。
本实施例中所述的模块化水冷薄膜电容及电机控制器，采用铝合金压铸壳体，自身构造水冷道，搭配富士M653IGBT模块应用于电动汽车用电机控制器产品。电容周围是水冷通道，使电容实现真正的水冷，极大的改善了薄膜电容的工作环境，提升了电容的耐高温等级，对提升电机控制器整机的功率上限提供了强有力的硬件支持。电容内部布置有温度传感器，设置电容过温保护机制，提高薄膜电容的使用寿命。本发明对提高驱动电机控制器产品的功率密度进行了大胆而有益的积极尝试，对打破行业壁垒和加强相关零部件系统的进一步尝试提供了创新性的思路。本实施例中的方案适合在多合一电控单元设计中应用，可使应用该电容的电机控制器以模块的形式进行集成、匹配和应用。
本实施例中所述的模块化水冷薄膜电容及电机控制器，控制器壳体采用高压铝合金铸造工艺设计生产，质量轻、结构紧凑，功能齐备，壳体底部设计水道，适配富士M653IGBT模块，薄膜电容直接注胶封装(具有良好的导热性)在电容壳体内，提高了壳体的空间利用率，同时，电容处于水道周围，使薄膜电容做到真正的水冷。
本实施例中所述的模块化水冷薄膜电容及电机控制器，电容一侧设计有塑料端子座，端子座内镶嵌有五处防转镶嵌螺母，为三相交流铜排及直流铜排的转接提供支撑和绝缘保护；水道通过CAE分析与优化设计，结构简单，容易加工，水阻小，压差低，换热效率高；电容壳体内部设置温度传感器，使电容始终处于良好的工作温度范围，在105℃温度下使整机达到更高的峰值功率上限。
本实施例中所述的模块化水冷薄膜电容及电机控制器，为了与IGBT模块连接方便，将电容的输出端子设计成折弯形式，减少转接件数量，降低电流接触发热损耗；电容上设计了与富士M653IGBT模块17相连的螺纹孔及连接水道，使电容外壳成为整个模块化电机控制器的唯一载体，简化了整机设计，降低了设计制造成本。
本实施例中所述的模块化水冷薄膜电容及电机控制器，结构紧凑，空间利用率极高；水冷换热区域大，系统散热效率高；系统功率密度高，成本低，可适用于新能源乘用车和新能源商用车等车型。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。
Claims (10)
1.一种模块化水冷薄膜电容，其特征在于：包括电容壳体，所述电容壳体内安装有多个呈并排间隔设置的电容本体；所述电容壳体内还布设有多个冷却水管和多个IGBT连接柱；所述电容壳体的内壁与各所述电容本体、各所述冷却水管以及各所述IGBT连接柱之间通过封装填充胶块固定成一体；所述冷却水管的上端管口伸出所述封装填充胶块，用于连通设置在IGBT模块上的冷却水道，所述冷却水管的下端管口与设置于所述电容壳体底部的通水口对应连通；所述IGBT连接柱上端伸出所述封装填充胶块；
所述电容本体的输入端子与直流铜排连接，所述直流铜排伸出所述封装填充胶块；所述电容本体的输出端子伸出所述封装填充胶块，且伸出部分呈折弯设置，以便于与IGBT模块连接。
2.根据权利要求1所述的模块化水冷薄膜电容，其特征在于：所述电容壳体内设有绝缘端子座，所述绝缘端子座内嵌设有用于为三相交流铜排和所述直流铜排的转接提供支撑和绝缘保护的防转镶嵌螺母。
3.根据权利要求2所述的模块化水冷薄膜电容，其特征在于：所述IGBT连接柱的上端设有IGBT固定孔。
4.根据权利要求3所述的模块化水冷薄膜电容，其特征在于：所述冷却水管上也设有所述IGBT固定孔。
5.根据权利要求4所述的模块化水冷薄膜电容，其特征在于：所述冷却水管设置在所述电容壳体的高度方向上。
6.根据权利要求5所述的模块化水冷薄膜电容，其特征在于：所述电容本体上封装有温度传感器。
7.根据权利要求6所述的模块化水冷薄膜电容，其特征在于：所述电容本体的输出端子包括竖板和横板，所述竖板的一端与所述电容本体连接，所述竖板的另一端伸出所述封装填充胶块与所述横板的一端连接，所述横板的另一端呈悬臂设置，所述横板上设有用于与IGBT模块连接的螺纹孔。
8.根据权利要求7所述的模块化水冷薄膜电容，其特征在于：所述绝缘端子座的材料采用塑料、橡胶中的任一。
9.根据权利要求8所述的模块化水冷薄膜电容，其特征在于：所述电容壳体呈一体化铸造成型；所述电容壳体的材料采用高压铝合金。
10.一种电机控制器，其特征在于：包括如根据权利要求1-9中任一所述的模块化水冷薄膜电容。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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