CN111385985B - 电动车集成控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车集成控制器，包括壳体，控制电路板组件，IPM功率模块，及内循环通风模组等。所述壳体内部设置若干隔板，形成若干安装腔室，所述安装腔室两对向侧面设有凹形槽，用以安插控制电路板组件，控制电路板组件安装在其内部后因而互相隔离，不受内部强功率器件的干扰且有良好的防震效果。所述内循环通风模组包括风扇和散热器，工作时保证控制器内部的空气流通。同时在其输出接线处增加高频磁环，避免了内部的IPM功率模块对控制电路板的电磁干扰。

Description

电动车集成控制器

技术领域

本发明涉及电动车技术领域，具体地，涉及一种电动车集成控制器。

背景技术

在现有相关技术中，电动车集成控制器作为整车的核心部件，包括电机驱动控制，DC-DC直流电压转换，车辆操控处理如油门、刹车、转向控制，以及车内电器控制等各种功能，并分别集成在各电路板及电路模块中，一同安装在一个金属材质密闭空间，形成电动车集成控制器，便于车辆电气的集中控制。

由于整体金属密封，符合初级的EMI要求，即对外不辐射电磁波及不受外界干扰影响。但是其内部设计安装布置，存在如下问题：

1、各功能模块、控制电路混装在同一金属密闭空间内，互相之间没有屏蔽隔离，容易导致功率驱动产生的强电对控制弱电的干扰，即内部串扰；

2、因为防水要求，整体密闭，内部无通风散热，容易造成电路板局部电子元器件过热而失效；

3、内部控制电路板防震能力不佳。

以上使得车辆在运行时造成控制不稳定甚至出现故障，容易造成车辆的失控，存在较大的安全隐患。

发明内容

针对现有存在的问题，本发明旨在提供相关技术措施，解决上述的问题，使得车辆的控制器更加稳定安全可靠。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电动车集成控制器，包括：壳体和合盖，所述壳体和合盖，可合体形成整体，其结合面的壳体部分设有沟槽以放置胶条，形成密封；IPM智能功率模块(Intelligent PowerModule，以下简称IPM)；散热基板；控制电路板组件，所述控制电路板组件包括电路板本体和安装支架，其中电路板本体根据控制功能，包括行走驱动电机的功率驱动控制，车辆操控信号处理，DC-DC直流电压转换、自诊断、刹车能量回收控制等若干功能控制；内循环通风模组，所述包括散热器和风扇，合理地安装在壳体的内部，使其运行时，通风气流能吹向控制电路板组件；还包括输入接线端和输出接线端。所述输入接线端包括电源输入及车辆控制信号的输入，所述输出接线端包括IPM输出及控制信号的输出。

所述壳体内部设置若干金属隔板，形成若干安装腔室，互相隔离，并在隔板上开设网孔以便空气可以流通，同时所述安装腔室两对向侧面设有凹形槽，用以安插控制电路板组件，安装定位后，因隔板的作用而使得各控制电路板组件互相屏蔽隔开；优选地，为了防止IPM功率器件工作时对控制电路的干扰，在壳体内部单独开辟空间安装，即集中放置在同一安装腔室内进行屏蔽。同时在IPM功率器件的输出接线处设置高频磁环，以消除电磁尖波。

所述控制电路板组件，包括电路板本体及安装支架。所述安装支架将电所述路板本体夹持固定，其安装时，控制电路板组件侧面边缘从上至下插入凹形槽，到位后，上部用螺丝固定安装支架。

所述输入和输出接线端分别与所述IPM和所述控制电路板组件电连接并分别安装在壳体上，外部与车辆的执行端及控制电器连接。

所述IPM安装在散热基板上，并整体安装于所述安装腔室内之一的壳体内壁上。

优选地，所述散热基板，内部开设水道，外接水管，通过冷却水冷却。

可选地，散热基板上设置散热翅片，并在其上安装风扇。

所述内循环通风模组包括风扇和散热器，所述散热器，设有翅片。工作时所述风扇将冷却后的气流吹过电路板组件，并在所述壳体内循环。

可选地，所述散热器内部开设水道，外接水管接通冷却水。

以上实施例，带来的有益效果是：

1、由于金属隔板的屏蔽作用，消除了IPM功率模块对控制控制电路板的电磁干扰；

2、内循环通风模组使得集成控制器内部空气流通散热，避免了电路板上的电子元器件过热；

3、壳体内凹型槽的限位结合上部的螺丝的固定安装，使得内部电路板组件的防震能力得到加强。

附图说明

图1是根据本发明实施例的电动车集成控制器的分解图；

图2是根据本发明实施例的壳体示意图；

图3是根据本发明实施例的内循环通风模组结构示意图；

图4是根据本发明实施例的带散热翅片和风扇的散热基板示意图；

图5是根据本发明实施例的控制电路板组件示意图；

图6是根据本发明实施例的图1中区域A的放大图；

图7是根据本发明实施例的图1中区域B的放大图；

图中：100壳体、101沟槽、102隔板、103凹形槽、104壳体翅片、105开口、106冷却水管过孔、107安装腔室、108电气插接座、200控制电路板组件、201电路板本体、202金属插脚、210安装支架、211U型夹板、212横板、213镶边、300合盖、410IPM输出接线端、411高频磁环、412IPM输出端接线柱、420输入接线端、500热导管、600IPM模组、610IPM、630散热基板、631冷却水管一、700内循环通风模组、701风扇、702散热器、703导风管、706冷却水管二、800螺丝。

具体实施方式

以下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述，所述实施例的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-7所示，根据本发明实施例的电动车集成控制器包括：包括壳体100与合盖300，壳体100与合盖300可合成整体，作为整个集成控制器的容体；控制电路板组件200；IPM模组600；内循环通风模组700；还包括IPM输出接线端410和输入接线端420。

所述IPM模组600包括IPM 610，散热基板630。所述IPM 610包括行走驱动电机驱动智能模块，及车辆其他功能执行电器功率驱动智能模块，如车辆的水泵电机，空调电机，通风风机，真空泵电机，转向电机，及各种执行电器终端的IPM模块，所述IPM 610包含功率器件和控制模块，其内部的功率器件可以为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor绝缘栅双极型晶体管)，也可以为MOS功率管(金属氧化物半导体场效应晶体管)，经过若干串联和并联以增加耐压及过流能力。

根据需要，所述IPM 610中的功率器件可与其控制模块分离，功率器件单独集中安放、统一散热、屏蔽，而控制模块集成在所述控制电路板组件200上。其功率器件安装在散热基板630上。

所述壳体100与合盖300，结合面开有沟槽101以便放置胶条，形成密封，四周用螺丝固定，所述壳体100底部外有安装孔，便于安装固定于电动车体上，根据需要，加防震垫。

如图2所示，所述壳体100内部设置金属材质的隔板102，形成若干安装腔室107，互相屏蔽隔离，并在隔板102上开设网孔，以便空气流通。

所述隔板102形成的安装腔室107在同一水平面上布置，也可以在不同高度上，上下布置，或在水平面和高度上混合布置。

同时，在需要安装所述功能电路板组件(200)的安装腔室107之一的侧面内，设置凹型槽103，与底部面垂直，对向布置，用以安插控制电路板组件200，所述凹形槽103的上表面开有螺丝孔，以便用螺丝800紧固。

进一步地，在安装腔室107的壳体100底部加设长条形电气插接座108，与所述对向布置的凹形槽103共面，用于连接电路板作为电气输入输出通道并起到定位作用。

进一步地，壳体100设有开口105，作为输入或输出的连接通道，及冷却水管一631的过孔106。

如图1，图4所示，所述IPM 610安装在所述散热基板630上，再整体固定安装于所述安装腔室107之一的内部面上；

为加强对所述散热基板630的冷却，在其内部开设水道，外接冷却水管一631，通过冷却水冷却。所述外接冷却水管一631通过过孔106伸出到壳体之外。

进一步地，如图4所示，所述散热基板630，其上加工出散热翅片，并安装风扇701，同时设置导风管703，所述风扇701运转时将流经所述散热翅片冷却的空气，通过所述导风管703流向控制电路板组件200进行通风散热，同时对整个控制器内部的空气进行流通。

进一步地，在IPM 610的散热基板630所在安装位置的壳体100的外侧，安装散热器，其上设置翅片，以进一步散热，并根据需要，加装风扇。此方式也可以理解为将散热基板630加厚，一部分延伸露出壳体之外以增强散热。

图4中还表示了IPM 610的功率器件到负载的引出脚处分别加设了高频磁环411，以减少功率输出产生的电磁干扰。同时所述功率器件的控制线连接到控制电路板组件200上。

进一步地，所述IPM模组600，在壳体内单辟空间安放，由于隔板102的作用，而形成隔离屏蔽，消除了对控制弱电的干扰。

如图1，图3所示，为了对本实施例所述电动车集成控制器的内部控制电路板组件200进行更好散热及加强内部空气流通，所述集成控制器内部合适位置加设内循环通风模组700。所述内循环通风模组由风扇701和散热器702组成，所述散热器702，即在金属基块上加工出散热翅片，所述风扇701安装于其前部，运转时将空气流经所述散热器702，冷却后纵向吹向控制电路板组件200，带走热量。另一种方式，所述内循环通风模组700的风扇701安装于散热器702后部，风扇701运转时将经过冷却的空气吹向控制电路板组件200。

进一步地，所述内循环通风模组700的散热器702内设水道外接冷却水管二706，接通冷却水进行冷却。

可选地，所述内循环通风模组700与所述散热基板630，通过热导管500连接，以均衡二者温度，减少单个过热现象。

进一步地，所述内循环通风模组700的散热器702留有安装空间，以便安装功率器件，对其散热。

可选地，所述内循环通风模组700与所述散热基板630共用冷却水管，并联或串联，以简化结构。如图5所示，所述控制电路板组件200，由电路板本体201与安装支架210组成，所述安装支架210包括U型夹板211，其上部焊接横板212并两端钻安装孔。所述U型夹板211夹持在所述电路板本体201的上边缘，穿若干排列孔并用螺丝或铆钉紧固，辅以粘胶粘固。必要时，电路板本体201表面喷专用保护漆或浸渍环氧胶。

进一步地，所述电路板本体201的下边缘设有金属插脚202，与所述电路板本体上的元件电连接，以便在安装后与电气插座108电接通。

进一步地，所述U型夹板211延伸到电路板的下部左右两侧，对电路板本体形成镶边213，以保护电路板本体。

如图1，图6所示，所述控制电路板组件200安装时，将其左右两边缘分别卡入上述壳体安装腔室内的凹形槽103，从上往下导入，定位后安装支架的横板两端搭于凹形槽103的上表面，再用螺丝800将其紧固，同时控制电路板本体的下边缘随同金属插脚202因而顺势插进所述电气插接座108，从而实现电气接通，如此也增加了定位刚度，使得控制电路板组件200安装后更加稳固牢靠，车辆行走时不易晃动。

同时由于所述控制电路板组件200安装在壳体内的隔板形成的安装腔室107内，因此实现了屏蔽隔离，避免了控制信号受到功率器件的强电随机干扰。

为进一步加强本实施例的电动车集成控制器的内部散热，所述壳体100内壁局部面或整体表面加工出凸起的壳体翅片104，增大内部表面积，从而更加容易散去热量。根据需要在其内部开设水道外接水管并设置风扇。所述壳体翅片104，可做成镶块形式，安装于壳体100上，与所述内循环通风模组700形式相同，如图3所示，这样布置更加灵活。

如图1，图7所示，所述IPM输出接线端410、输入接线端420，安装在所述壳体100的开口105上，内部分别与所述IPM 610和所述控制电路板组件连接，外部与车辆的执行端及控制电器连接；所述输出接线端410包括IPM 610的输出接线柱412。在本发明的实施例中，为了减少IPM 610等大功率器件工作时，由于非正弦波的大电流形成的高阶谐波形成电磁波对控制电路的干扰，在所述输出接线柱412处增加了高频磁环411，以消除所述的电磁干扰造成的车辆控制元器件工作不稳定。可以理解的是，所述高频磁环411的位置可以在到输出接线柱412的连接电线上任意位置。

进一步地，所述电路板本体201上的重要控制芯片，加设屏金属屏蔽罩205，以消除外界干扰。同时IPM 610的输出电缆外套金属屏蔽网并接地。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

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”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种电动车集成控制器，其特征在于，包括：

壳体（100）与合盖（300），所述壳体（100）内部分别安装有IPM模组（600）、控制电路板组件（200）和内循环通风模组（700），输入接线端（420）和IPM输出接线端（410）均安装在壳体（100）的开口（105）上；

所述壳体（100）包括沟槽（101）、隔板（102）、凹形槽（103）、壳体翅片（104）、开口（105）、冷却水管过孔（106）和电气插接座（108），所述沟槽（101）设置在壳体（100）与合盖（300）接合面，所述隔板（102）设置在壳体（100）内部，形成若干安装腔室（107），所述隔板（102）上开有网孔，所述凹形槽（103）设置在需要安装所述控制电路板组件（200）的安装腔室（107）之一的侧面内，与底部面垂直，对向布置，其上部面钻有螺纹孔，在安装腔室（107）的壳体（100）底部设置长条形电气插接座（108），与所述凹形槽（103）共面，控制电路板组件（200）通过所述凹形槽（103）安装在所述安装腔室（107）内；

所述IPM模组（600），包括IPM（610），散热基板（630），所述IPM（610）安装在散热基板（630）上，并整体固定安装于所述安装腔室（107）之一的内部面上；

所述控制电路板组件（200），包括电路板本体（201）及安装支架（210），所述安装支架（210），包括U型夹板（211）和横板（212），所述横板（212）两端开安装孔并焊接于所述U型夹板（211）的两端，所述U型夹板（211）夹持所述电路板本体（201）的上边缘，并穿孔，用螺丝或铆钉紧固，所述电路板本体（201），下缘设置金属插脚（202），与内部元件电气连接；

所述内循环通风模组（700），包括风扇（701）和散热器（702）；所述风扇（701）安装在所述散热器（702）上；

所述IPM输出接线端（410）、输入接线端（420），内部分别与所述IPM（610）和所述控制电路板组件连接，外部与车辆的执行端及控制电器连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动车集成控制器，其特征在于，所述散热基板（630）上加工出散热翅片，内部设有水道，外接冷却水管一（631），其上安装风扇（701），同时加设导风管（703），所述外接冷却水管一（631）通过过孔（106）伸出到壳体之外。

3.根据权利要求1所述的一种电动车集成控制器，其特征在于，所述散热基板（630）加厚并延伸出部分在壳体（100）之外。

4.根据权利要求1所述的一种电动车集成控制器，其特征在于，所述散热器（702）的内部开设水道，外接冷却水管二（706）。

5.根据权利要求1所述的一种电动车集成控制器，其特征在于，所述内循环通风模组与所述散热基板（630），通过热导管（500）连接。

6.根据权利要求1所述的一种电动车集成控制器，其特征在于，所述壳体（100）内壁局部面表面设置向内凸起的壳体翅片（104），并在其上加设风扇，同时其内部开设水道外接水管。

7.根据权利要求6所述的一种电动车集成控制器，其特征在于，所述壳体翅片（104），做成镶块形式，安装于壳体（100）上。

8.根据权利要求1所述的一种电动车集成控制器，其特征在于，在IPM（610）的功率输出接线处设置若干高频磁环（411）以及在其电线上套金属屏蔽网并接地。