CN110365277A - 电机控制器及车辆 - Google Patents

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张晓伟
张骏飞
陈磊
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Abstract

本发明公开了一种电机控制器及车辆，所述电机控制器包括功率板，与所述功率板电连接有用于直流电输入的直流输入端口以及两组用于交流电输出的三相交流输出端口，所述功率板上设置有用于将所述直流输入端口输入的直流电转化为用于所述交流输出端口输出的交流电的转化器件。本发明提供的电机控制器及车辆，可以解决低压电机控制器大功率设计的问题，可以使得(例如)48V电机控制器满足需要较大功率的车型降低油耗的要求。

Description

电机控制器及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种电机控制器及车辆。
背景技术
现有技术中，日益严苛的汽车排放、油耗法规给整车厂家提出越来越高的技术要求，传动动力总成挖掘和优化空间有限，而搭载额外的锂离子电池、高压功率电子和引入高压混合动力车所要求的安全技术会产生高昂的费用，而48V系统可以避免高电压系统的高成本以及12V电源的功率限制，而且大型城市的广泛分布以及典型的城市工况，如城市中较短的行驶距离、频繁的起停过程、较低的行驶速度、以及频繁的加减速过程等，非常适合电驱动技术的应用，为此48V系统成为各大厂家开发的最具性价比的新能源汽车技术解决方案。
但是，目前，电机控制器一般采用三相控制器，而48V电机三相控制器存在的问题是在设计大功率方案时存在非常大的瓶颈，无法满足部分车型降低油耗的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种电机控制器，以解决现有的低压电机控制器无法提升功率的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种电机控制器，所述电机控制器包括功率板，与所述功率板电连接有用于直流电输入的直流输入端口以及两组用于交流电输出的三相交流输出端口，所述功率板上设置有用于将所述直流输入端口输入的直流电转化为用于所述交流输出端口输出的交流电的转化器件。
进一步的，所述功率板包括分两层布置的第一功率板和第二功率板，所述直流输入端口通过直流接线排分别连接至所述第一功率板和所述第二功率板，两组所述交流输出端口中的第一组交流输出端口通过交流接线排与所述第一功率板连接，第二组交流输出端口与所述第二功率板连接。
进一步的，所述第一功率板和所述第二功率板之间设置有用于水冷的水冷模块。
进一步的，所述水冷模块为板状结构，所述第一功率板和所述第二功率板分别固定在所述水冷模块的两侧。
进一步的，所述电机控制器还包括具有信号连接器的控制板，所述控制板与所述功率板之间设置有屏蔽板；板状结构的所述水冷模块上设置有用于安装所述屏蔽板的安装部。
进一步的，所述第一功率板和所述第二功率板上分别设置有多组电容，所述直流输入端口通过所述直流接线排分别连接至所述电容，所述转化器件将所述电容释放的电流转化为交流电；所述第一组交流输出端口所连接的交流接线排分别布置于第一功率板的多组所述电容之间，所述第二组交流输出端口的交流接线排分别布置于所述第二功率板的多组所述电容之间。
进一步的，与各个所述直流输入端口电连接有直流传感器；和/或，与各个所述交流输出端口电连接有交流传感器。
进一步的，所述电机控制器还包括外壳，所述直流输入端口和所述交流输出端口伸出至所述外壳的外侧。
进一步的，所述外壳为矩形箱体结构，所述直流输入端口从所述箱体结构的一侧侧壁伸出，所述交流输出端口从所述箱体结构的另一侧侧壁伸出，且两组所述交流输出端口呈上下两排布置。
本申请提供的电机控制器，通过将直流电流转化为六相交流电(两组三相交流输出端口)，可以起到很好的分流作用，从而达到提升功率的目的，解决低压电机控制器大功率设计的问题。这样可以使得(例如)48V电机控制器满足需要较大功率的车型降低油耗的要求。
根据本发明的另一方面，还提供一种车辆，所述车辆设置有电池、电机以及如上所述的电机控制器，所述电池与所述电机控制器的所述直流输入端口连接，所述电机与所述电机控制器的两组所述交流输出端口连接。
所述车辆相对于现有技术与上述的电机控制器所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为根据本发明的一个实施方式中所述的电机控制器的结构示意图；
图2为从另一角度看的电机控制器的结构示意图；
图3为电机控制器处于分解状态的结构示意图；
图4为电机控制器处于分解状态的另一结构示意图；
图5为电机控制器内部的部分的结构示意图；
图6为图5的俯视图；
图7为图5中结构去除控制板和屏蔽板的结构示意图；
图8为图7从另一侧看的结构示意图；
图9为图8的俯视图。
附图标记说明：
1-外壳；101-壳体主体；102-上盖；103-下盖；104-第一盖板；105-第二盖板；2-直流输入端口；3-交流输出端口；31-第一组交流输出端口；32-第二组交流输出端口；4-第一功率板；5-第二功率板；6-水冷模块；7-控制板；8-屏蔽板；9-第一组交流接线排；10-第二组交流接线排；11-第一直流接线排；12-第二直流接线排；13-交流传感器；14-直流传感器；15-水管；16-信号连接器；17-电容；18-安装柱；19-交流转接部件；20-直流转接部件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“轴向”、“径向”、“周向”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。另外，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
本发明提供了一种电机控制器，如图3和图4所示，该电机控制器包括功率板，与所述功率板电连接有用于直流电输入的直流输入端口2以及两组用于交流电输出的三相交流输出端口3，功率板上设置有用于将直流输入端口2输入的直流电转化为用于交流输出端口3输出的交流电的转化器件。
本申请提供的电机控制器，通过将直流电转化为六相交流电(两组三相交流输出端口，共六相)，可以起到很好的分流作用，从而达到提升功率的目的，解决低压电机控制器大功率设计的问题。这样可以使得(例如)48V电机控制器满足需要较大功率的车型。
下面进一步详细描述本发明提供的电机控制器的结构。
电机控制器通常包括有外壳1，如图1-图3所示，电机控制器的各功能模块位于外壳1中。该外壳1包括具有容纳空腔的壳体主体101以及在壳体主体101上方开口的上盖102以及在下方开口的下盖103。直流输入端口2和交流输出端口3分别伸出至外壳1的外侧。另外，上盖102在直流输入端口2处设置有第一盖板104，以及在交流输出端口3处设置有第二盖板105，以方便对直流输入端口2和交流输出端口3处的结构进行安装固定。
优选地，该外壳1为矩形箱体结构，直流输入端口2从箱体结构的一侧侧壁伸出，交流输出端口3从所述箱体结构的另一侧侧壁伸出，且两组所述交流输出端口3呈上下两排布置。各个端口的布置方式可以方便直流输入端口2与车辆的电池包连接，交流输出端口3与车辆的电机连接。
本发明的优选实施方式中，为节省空间，使得结构紧凑，如图3-图4，所述功率板包括分两层布置的第一功率板4和第二功率板5，直流输入端口2通过直流接线排分别连接至第一功率板4和第二功率板5，以将直流电分别输送至第一功率板4和第二功率板5，两组交流输出端口3中的第一组交流输出端口31通过交流接线排与第一功率板4连接，第二组交流输出端口32与第二功率板5连接。
优选地，在第一功率板4和第二功率板5之间设置有用于水冷的水冷模块6。该水冷模块6为板状结构，第一功率板4和第二功率板5分别固定在水冷模块6的两侧通过板状的水冷模块6可以同时对第一功率板4和第二功率板5进行冷却散热，散热效率提升。其中图7和图8分别从两侧更好地显示了处于水冷模块6两侧的第一功率板4和第二功率板5。水冷模块6中设置有冷却水道以及与冷却水道连通的两个水管15，其中一个水管15用于进水，另一个水管15用于出水，以使得水可以在冷却水道中循环以进行冷却。
本实施方式中功率板分上下两层并共用水冷模块6的设计方式，可以使得整体结构布局紧凑，利于节省空间，提升功率密度。
进一步的，两个直流输入端口2分别连接有第一直流接线排11和第二直流接线排12，第一直流接线排11分别连接到第一功率板4和第二功率板5，第二直流接线排12也分别连接到第一功率板4和第二功率板5。其中，两个直流输入端口2和两个直流接线排分别通过直流转接部件20连接(如图6)。
两组交流输出端口3中的第一组交流输出端口31通过第一组交流接线排9连接至第一功率板4(如图7中的显示)，第二组交流输出端口32通过第二组交流接线排10连接至第二功率板5(如图8中的显示)。其中，各交流输出端口和交流接线排分别通过交流转接部件19转接(如图6)。
本实施方式中，为进行滤波，避免干扰，如图7和图8所示，在第一功率板4和第二功率板5上分别设置有多组电容17(在此每个功率板上各设置有四组电容)，直流输入端口2通过直流接线排分别连接至所述电容17，功率板上用于转化电流的转化器件将电容17释放的电流转化为交流电(其中所述转化器件为本领域技术人员所公知的能够将直流电转化为交流电的包括有Mos管的电子器件)；第一组交流输出端口31所连接的第一组交流接线排9分别布置于第一功率板4的四组电容17之间，第二组交流输出端口32的交流接线排分别布置于第二功率板5的四组电容17之间。将各个交流接线排分别设置于各组电容之间，可以使得功率板上输出的交流电均匀地输送至各个交流输出端口3，避免交流输出端口3的第一组交流接线排9以及第二组交流接线排10上的电流偏差大而影响产品性能。
另外，本实施方式中，与各个直流输入端口2电连接有直流传感器14；与各个交流输出端口3电连接有交流输出传感器13，可以通过各个传感器来检测各个端口的电流。
此外，如图3-图5所示，该电机控制器还包括具有信号连接器16的控制板7，控制板7与功率板之间设置有屏蔽板8，控制板7可以通过信号连接器16输入的信号对第一功率板4和第二功率板5及控制器内的其它部件进行控制，并可以将获取的通过信号连接器16输出。屏蔽板8用于防止功率板等对控制板7造成电磁干扰。
优选地，控制板固定在屏蔽板8上，屏蔽板8固定在水冷模块6上。如图5和图7所示，在水冷模块6上设置有多个用于安装屏蔽板8的安装部18，该安装部优选为柱状结构，屏蔽板8可以通过柱状的安装部18支撑在水冷模块6上。
下面再整体描述下该电机控制器应用在车辆上时的具体工作过程。
首先，直流电从直流输入端口2通过第一直流接线排11和第二直流接线排12分别输送到第一功率板4和第二功率板5，经第一功率板4和第二功率板5的转化器件转化为交流电，然后，第一功率板4上的交流电经第一组交流接线排9输送到第一组交流输出端口31，第二功率板5上的交流点经第二组交流接线排10输送到第二组交流输出端口32，第一组交流输出端口31和第二组交流输出端口32的交流电接通至电机内。在工作过程中，水冷模块6可以将第一功率板4和第二功率板5上的热量带走。
另外，直流传感器14采集的直流输入端口2的电流，以及交流传感器13采集的交流输出端口3的电流可以反馈至控制板7，并通过控制板7的信号连接器16反馈至整车控制器当中。反过来，控制板7可以接收整车控制器中的信号，控制电机控制器中的第一功率板4和第二功率板5以及其它功能部件。
本发明的另一方面还提供一种车辆，该车辆设置有电池、电机以及如上所述的电机控制器，所述电池与电机控制器的直流输入端口2连接，电机与所述电机控制器的两组交流输出端口3连接。本发明提供的车辆，采用如上所述的电机控制器，可以实现低电压电机控制器大功率设计，利于减低车辆油耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机控制器，其特征在于，所述电机控制器包括功率板、向所述功率板输入直流电的直流输入端口(2)以及两组用于交流电输出的三相交流输出端口(3)，所述功率板上设置有用于将所述直流输入端口(2)输入的直流电转化为用于所述交流输出端口(3)输出的交流电的转化器件。
2.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述功率板包括分两层布置的第一功率板(4)和第二功率板(5)，所述直流输入端口(2)通过直流接线排分别连接至所述第一功率板(4)和所述第二功率板(5)，两组所述交流输出端口(3)中的第一组交流输出端口(31)通过交流接线排与所述第一功率板(4)连接，第二组交流输出端口(32)与所述第二功率板(5)连接。
3.根据权利要求2所述的电机控制器，其特征在于，所述第一功率板(4)和所述第二功率板(5)之间设置有用于水冷的水冷模块(6)。
4.根据权利要求3所述的电机控制器，其特征在于，所述水冷模块(6)为板状结构，所述第一功率板(4)和所述第二功率板(5)分别固定在所述水冷模块(6)的两侧。
5.根据权利要求4所述的电机控制器，其特征在于，所述电机控制器还包括具有信号连接器(16)的控制板(7)，所述控制板(7)与所述功率板之间设置有屏蔽板(8)；板状结构的所述水冷模块(6)上设置有用于安装所述屏蔽板(8)的安装部。
6.根据权利要求2所述的电机控制器，其特征在于，所述第一功率板(4)和所述第二功率板(5)上分别设置有多组电容(17)，所述直流输入端口(2)通过所述直流接线排分别连接至所述电容(17)，所述转化器件将所述电容(17)释放的电流转化为交流电；所述第一组交流输出端口(31)所连接的交流接线排分别布置于第一功率板(4)的多组所述电容(17)之间，所述第二组交流输出端口(32)的交流接线排分别布置于所述第二功率板(5)的多组所述电容(17)之间。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的电机控制器，其特征在于，与各个所述直流输入端口(2)电连接有直流传感器(14)；和/或，与各个所述交流输出端口(3)电连接有交流传感器(13)。
8.根据权利要求1-6中任意一项所述的电机控制器，其特征在于，所述电机控制器还包括外壳(1)，所述直流输入端口(2)和所述交流输出端口(3)伸出至所述外壳(1)的外侧。
9.根据权利要求8所述的电机控制器，其特征在于，所述外壳(1)为矩形箱体结构，所述直流输入端口(2)从所述箱体结构的一侧侧壁伸出，所述交流输出端口(3)从所述箱体结构的另一侧侧壁伸出，且两组所述交流输出端口(3)呈上下两排布置。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置有电池、电机以及根据权利要求1-9中任意一项所述的电机控制器，所述电池与所述电机控制器的所述直流输入端口(2)连接，所述电机与所述电机控制器的两组所述交流输出端口(3)连接。
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