CN111114339A - 一种集成式三合一电机控制系统 - Google Patents

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张舟云
陈登峰
潘永健
徐延东
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Abstract

本发明涉及一种集成式三合一电机控制系统，包括变速箱、驱动电机和电机控制器，电机控制器包括箱体和设置于箱体内部的薄膜电容、功率模块、驱动板、屏蔽板、控制板、三相输出极板、磁环组件，变速箱固定在驱动电机的前端，电机控制器固定在驱动电机的顶部；薄膜电容、功率模块、屏蔽板、磁环组件均固定在箱体的底板上，三相输出极板和驱动板均固定于功率模块上，控制板固定在屏蔽板上，功率模块的输入端与薄膜电容的输出端电气连接，三相输出极板的一端与功率模块电气连接，另一端与驱动电机电气连接。与现有技术相比，本发明具有空间利用率高、体积小、高度低以及散热性能好等优点，且适合批量生产。

Description

一种集成式三合一电机控制系统
技术领域
本发明涉及电动汽车驱动控制领域，尤其是涉及一种集成式三合一电机控制系统。
背景技术
随着石油资源的逐步消耗和环境污染日趋严重，电动汽车逐步走向了市场。随着电动汽车的不断发展，整车内部的空间越来越紧凑，对电机控制系统的功率密度要求越来越高，这样就要求整个电机控制系统的体积越来越小、工件利用率越来越高，以满足整车对空间布置和空间不足的需求。而传统的电动汽车通常采用变速箱、驱动电机和电机控制器分离的结构，这样的布置结构会造成整车安装空间过大，电机控制系统的空间利用率不高，难以满足整车系统的装配要求。如果将变速箱、电机控制器和驱动电机集成为一个整体，由于电机控制器和驱动电机之间需要连接的信号线较多，而电机控制器本身体积又较大，因此会发生接线混乱以及容易对驱动电机产生过大压力；同时驱动电机和电机控制器在工作过程中均会产生大量热量，二者集成在一起，如何有效的散热也成为一个亟待解决的问题。因此，现在迫切需要设计出一款集成度高、体积小、空间利用率高、散热性能良好的集成式三合一电机控制系统，以满足国内新能源汽车行业的需求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的空间利用率低、高度偏高且接线混乱的缺陷而提供一种集成式三合一电机控制系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种集成式三合一电机控制系统，包括变速箱、驱动电机和电机控制器，所述电机控制器包括箱体和设置于箱体内部的薄膜电容、功率模块、驱动板、屏蔽板、控制板、三相输出极板、磁环组件，所述变速箱固定在驱动电机的前端，所述电机控制器固定在驱动电机的顶部；所述薄膜电容、功率模块、屏蔽板、磁环组件均固定在所述箱体的底板上，所述三相输出极板和驱动板均固定于所述功率模块上，所述控制板固定在所述屏蔽板上，所述功率模块的输入端与所述薄膜电容的输出端电气连接，所述三相输出极板的一端与所述功率模块电气连接，另一端与所述驱动电机电气连接。
优选的，所述功率模块的下面设有一个水道凹槽，所述水道凹槽一端连接所述电机控制器的进水口，另一端连接所述电机控制器的出水口，所述驱动电机的内部设置有螺旋形水道，所述螺旋形水道的前端和后端分别为驱动电机的进水口和出水口，所述电机控制器的出水口和驱动电机的进水口相互连通。
优选的，所述三相输出极板包括三相输出极板本体和包塑壳体，所述包塑壳体覆盖于三相输出极板本体的外表面，并固定在箱体底面上；所述三相输出极板本体包括U相极板、V相极板、W相极板，所述U相极板、V相极板、W相极板的两端都分别与功率模块和驱动电机电气连接。
优选的，所述屏蔽板设置于所述薄膜电容的正上方，且固定于所述箱体上；所述控制板固定于所述屏蔽板的上方。
优选的，所述控制板上面集成有低压插件，所述低压插件穿过并固定在所述箱体的侧壁上，所述低压插件与箱体之间的配合处采用密封胶密封。
优选的，所述箱体的侧面设有母线输入插件，所述母线输入插件与整车高压线束集成为一体后穿过磁环组件与所述薄膜电容的输入端电气连接。
优选的，所述箱体中设有凹槽，所述薄膜电容和磁环组件固定在所述凹槽中。
与现有技术相比，本发明将变速箱和电机控制器同时集成在驱动电机上，整体结构紧凑，具有空间利用率高、体积小、高度低以及散热性能好等优点，且适合批量生产。
附图说明
图1为本发明集成式三合一电机控制系统的结构示意图；
图2为本发明集成式三合一电机控制系统的结构爆炸视图；
图3为本发明集成式三合一电机控制系统的冷却水道循环图；
图4为本发明中磁环组件的结构示意图。
图中标注：变速箱1、驱动电机2、电机控制器3、箱体3-1、箱盖3-2、薄膜电容3-3、功率模块3-4、驱动板3-5、屏蔽板3-6、控制板3-7、三相输出极板3-8、磁环组件3-9、母线输入插件3-10、支座3-9-1、磁环3-9-2。
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。
实施例
本申请提出一种集成式三合一电机控制系统，如图1、图2所示，包括变速箱1、驱动电机2和固定于驱动电机上方的电机控制器3。电机控制器3包括箱体3-1设置于箱体3-1内部的薄膜电容3-3、功率模块3-4、驱动板3-5、屏蔽板3-6、控制板3-7、三相输出极板3-8、磁环组件3-9、母线输入插件3-10，箱体3-1设有箱盖3-2。
如图4所示，磁环组件包括支座3-9-1和磁环3-9-2，磁环3-9-2通过环氧固化在支座3-9-1的腰形槽里面。薄膜电容3-3和磁环组件3-9固定在箱体3-1右侧的凹槽底面。屏蔽板3-6架在薄膜电容3-3上方，并固定在箱体3-1侧壁。控制板3-7固定在屏蔽板3-6上方。功率模块3-4固定在箱体3-1的底面上。驱动板3-5固定在功率模块3-4上。三相输出极板3-8一端架于驱动板3-5上方与功率模块3-4电气连接，另一端与驱动电机2电气连接。控制板3-7上面集成有低压插件，低压插件穿过控制器箱体3-1侧壁，与箱体3-1配合处通过密封胶密封。
三相输出极板3-8包括三相输出极板本体和包塑壳体，包塑壳体覆盖于三相输出极板本体的外表面，并固定在箱体底面上。三相输出极板本体包括U相极板、V相极板、W相极板，U相极板、V相极板、W相极板的两端都分别与功率模块3-4和驱动电机2电气连接。
控制器的箱体3-1侧面设置了母线输入插件3-10，母线输入插件3-10与整车高压线束一体穿过磁环3-9-2内腔与薄膜电容3-3电气连接。
电机控制器3的箱体3-1固定于驱动电机2的顶部，配合处通过平面密封胶密封。从电机控制器3里面引出的旋转变压器线束和三相输出极板3-8穿过驱动电机2的机壳分别与旋转变压器和驱动电机2三相输出端电气连接，变速箱1固定于驱动电机2输出端面上，配合面采用平面密封胶密封，驱动电机2的输出端的外花键结构与变速箱1的输入端内花键结构彼此配合。
本实施例中，电机控制器3的箱体3-1内部功率模块3-4下面有一水道凹槽，该水道凹槽一端连接电机控制器3的进水口，另一端连接电机控制器3的出水口。驱动电机2内部设置有螺旋形水道，螺旋形水道前端为驱动电机2的进水口，后端为驱动电机2的出水口。电机控制器3出水口和驱动电机2进水口相互连通，如图3所示，散热液体先通过电机控制器3的进水口进入到控制器箱体3-1的散热水道内部，然后再经过电机控制器3的出水口进入到驱动电机2的进水口，由此进入到驱动电机2内部的螺旋水道，最后经过驱动电机2的出水口流出。

Claims (7)

1.一种集成式三合一电机控制系统，包括变速箱、驱动电机和电机控制器，所述电机控制器包括箱体和设置于箱体内部的薄膜电容、功率模块、驱动板、屏蔽板、控制板、三相输出极板、磁环组件，其特征在于，所述变速箱固定在驱动电机的前端，所述电机控制器固定在驱动电机的顶部；所述薄膜电容、功率模块、屏蔽板、磁环组件均固定在所述箱体的底板上，所述三相输出极板和驱动板均固定于所述功率模块上，所述控制板固定在所述屏蔽板上，所述功率模块的输入端与所述薄膜电容的输出端电气连接，所述三相输出极板的一端与所述功率模块电气连接，另一端与所述驱动电机电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种集成式三合一电机控制系统，其特征在于，所述功率模块的下面设有一个水道凹槽，所述水道凹槽一端连接所述电机控制器的进水口，另一端连接所述电机控制器的出水口，所述驱动电机的内部设置有螺旋形水道，所述螺旋形水道的前端和后端分别为驱动电机的进水口和出水口，所述电机控制器的出水口和驱动电机的进水口相互连通。
3.根据权利要求1所述的一种集成式三合一电机控制系统，其特征在于，所述三相输出极板包括三相输出极板本体和包塑壳体，所述包塑壳体覆盖于三相输出极板本体的外表面，并固定在箱体底面上；所述三相输出极板本体包括U相极板、V相极板、W相极板，所述U相极板、V相极板、W相极板的两端都分别与功率模块和驱动电机电气连接。
4.根据权利要求1所述的一种集成式三合一电机控制系统，其特征在于，所述屏蔽板设置于所述薄膜电容的正上方，且固定于所述箱体上；所述控制板固定于所述屏蔽板的上方。
5.根据权利要求1所述的一种集成式三合一电机控制系统，其特征在于，所述控制板上面集成有低压插件，所述低压插件穿过并固定在所述箱体的侧壁上，所述低压插件与箱体之间的配合处采用密封胶密封。
6.根据权利要求1所述的一种集成式三合一电机控制系统，其特征在于，所述箱体的侧面设有母线输入插件，所述母线输入插件与整车高压线束集成为一体后穿过磁环组件与所述薄膜电容的输入端电气连接。
7.根据权利要求1所述的一种集成式三合一电机控制系统，其特征在于，所述箱体中设有凹槽，所述薄膜电容和磁环组件固定在所述凹槽中。
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