CN113381566A - 电机逆变器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机逆变器，包括：壳体、散热器、功率模块、储能模块、控制板和滤波模块，散热器上开设有过孔，散热器上于过孔外侧设置有冷却水道，功率模块设置在散热器的一侧，功率模块包括三块功率板，三块功率板沿周向设置在过孔外侧且分别与冷却水道位置相对应，滤波模块与功率模块相邻设置在散热器上，储能模块设置在散热器的另一侧，储能模块部分穿过过孔与三块功率板及滤波模块电连接，壳体和散热器连接并罩住功率模块、滤波模块及储能模块，控制板设置在壳体和功率模块之间并于冷却水道内侧与散热器固定连接，控制板分别与功率模块、滤波模块及储能模块电连接。上述的电机逆变器具有体积小、散热效率高、使用寿命长的有益效果。

Description

电机逆变器

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机逆变器。

背景技术

电机逆变器是一种广泛使用的车用电源转换器，近年来，集成式逆变器应用越来越广泛，集成式逆变器将逆变器集成在电机后盖上，能够有效节省安装空间，减小设备体积。然而，现有集成式逆变器在使用过程中存在以下技术问题：现有集成式逆变器仅简单的将功率模块和储能电容并排设置在散热器同一侧，功率模块和储能电容占用安装空间大、集成度低，一定程度上仍然影响电机的整体体积。另外，现有集成式逆变器的散热器上仅在功率模块的位置设置冷却水道，而对于控制板和储能模块等发热元件无法起到冷却散热效果，影响逆变器的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提出一种体积小且散热效率高的电机逆变器。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电机逆变器，包括：壳体、散热器、功率模块、储能模块、控制板和滤波模块，所述散热器上开设有过孔，且所述散热器上于所述过孔外侧设置有冷却水道，所述功率模块设置在所述散热器的一侧上，所述功率模块包括三块功率板，三块功率板沿周向设置在所述过孔外侧且分别与所述冷却水道位置相对应，所述滤波模块与所述功率模块相邻设置在所述散热器上，所述储能模块设置在所述散热器的另一侧上，且所述储能模块部分穿过所述过孔，所述储能模块穿过所述过孔的部分分别与三块所述功率板及所述滤波模块电连接，所述壳体和所述散热器连接，且所述壳体分别罩住所述功率模块、所述滤波模块及所述储能模块穿过所述过孔的部分，所述控制板设置在所述壳体和所述功率模块之间且所述控制板于所述冷却水道内侧与所述散热器固定连接，所述控制板分别与所述功率模块、所述滤波模块及所述储能模块电连接。

在其中一个实施例中，所述储能模块包括多个储能电容，多个所述储能电容多排并列布置。

在其中一个实施例中，所述电机逆变器还包括相电流支架，所述相电流支架设置在所述控制板和所述功率模块之间，所述相电流支架包括：支架本体、导电板、集磁环和铆接螺母，所述支架本体包括三块相互连接的支板，三块所述支板分别与三块所述功率板位置一一对应，每个所述支板上均注塑有导电板和集磁环，所述导电板穿过所述集磁环延伸至所述支板外侧，所述铆接螺母固定在对应的导电板上。

在其中一个实施例中，所述电机逆变器还包括弹簧板，所述弹簧板设置在所述相电流支架和所述功率模块之间，所述弹簧板包括底板和设置在底板上的弹片，所述底板设置在所述功率模块上，所述弹片与所述相电流支架抵接。

在其中一个实施例中，所述电机逆变器还包括信号连接器，所述信号连接器设置在所述壳体上。

在其中一个实施例中，所述电机逆变器还包括电源连接器，所述电源连接器包括塑料本体、正极铜板、负极铜板、正极螺柱和负极螺柱，所述塑料本体与所述散热器连接，所述正极铜板和所述负极铜板均设置在所述塑料本体上，所述正极螺柱与所述正极铜板连接，所述负极螺柱与所述负极铜板连接，所述塑料本体上与所述正极螺柱对应的位置处设置有圆形防转墙，且所述塑料本体上与所述负极螺柱对应的位置处设置有方形防转墙。

在其中一个实施例中，所述电机逆变器还包括透气阀，所述透气阀设置在所述壳体上。

在其中一个实施例中，所述功率模块和所述储能模块分别通过导热胶与所述散热器粘接连接，所述控制板和所述散热器之间设置有导热硅脂。

在其中一个实施例中，所述散热器包括金属壳体和金属盖板，所述金属壳体上开设有冷却水槽，所述金属盖板于所述冷却水槽处与所述金属壳体焊接连接。

在其中一个实施例中，所述电机逆变器还包括转速传感器连接器，所述转速传感器连接器设置在所述散热器上，且所述转速传感器连接器与所述控制板电连接。

上述的电机逆变器将功率模块和储能模块分别设置在散热器的两侧，且功率模块的三块功率板沿周向设置在储能模块外侧，储能模块和功率模块由内至外呈圆周式布局，能够有效节省安装空间，逆变器集成度高，能够最大程度的减小电机的整体体积，满足电机的小型化发展需求。并且，上述的电机逆变器设计冷却水道沿周向设置在过孔外侧，三块功率板分别与冷却水道位置对应，储能模块位于冷却水道内侧，控制板于冷却水道内侧与散热器固定连接，因此，冷却水道能够同时对功率模块、储能模块和冷却水道起到冷却效果，逆变器整体冷却散热效果好，有利于延长逆变器使用寿命。综上，上述的电机逆变器具有体积小、散热效率高、使用寿命长的有益效果。

附图说明

图1是一个实施例中电机逆变器的结构示意图；

图2是一个实施例中电机逆变器的结构爆炸图；

图3是一个实施例中金属壳体的结构示意图；

图4是一个实施例中一个方向上散热器分别与功率模块和储能模块的连接结构示意图；

图5是一个实施例中另一个方向上散热器分别与功率模块和储能模块的连接结构示意图；

图6是一个实施例中相电流支架的结构示意图；

图7是一个实施例中弹簧板的结构示意图；

图8是一个实施例中电源连接器的结构示意图。

附图标记说明：

10-壳体、20-散热器、30-功率模块、40-储能模块、50-控制板、60-滤波模块、70-相电流支架、80-弹簧板、90-信号连接器、100-电源连接器、110-透气阀、120-转速传感器连接器；

21-冷却水道、22-金属壳体、23-金属盖板、31-功率板、41-储能电容、71-支架本体、72-导电板、73-集磁环、81-底板、82-弹片、83-定位孔、101-塑料本体、102-圆形防转墙、103-方形防转墙、104-正极螺柱、105-负极螺柱。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。

请同时参阅图1至图8，一实施例的电机逆变器包括：壳体10、散热器20、功率模块30、储能模块40、控制板50和滤波模块60。散热器20上开设有过孔，且散热器20上于过孔外侧设置有冷却水道21，功率模块30设置在散热器20的一侧上，功率模块30包括三块功率板31，三块功率板31沿周向设置在过孔外侧且分别与冷却水道21位置相对应，滤波模块60与功率模块30相邻设置在散热器20上，储能模块40设置在散热器20的另一侧上，且储能模块40部分穿过过孔，储能模块40穿过过孔的部分分别与三块功率板31及滤波模块60电连接，壳体10和散热器20连接，且壳体10分别罩住功率模块30、滤波模块60及储能模块40穿过过孔的部分，控制板50设置在壳体10和功率模块30之间且控制板50于冷却水道21内侧与散热器20固定连接，控制板50分别与功率模块30、滤波模块60及储能模块40电连接。

上述的电机逆变器将功率模块30和储能模块40分别设置在散热器20的两侧，且功率模块30的三块功率板31沿周向设置在储能模块40外侧，储能模块40和功率模块30由内至外呈圆周式布局，能够有效节省安装空间，逆变器集成度高，能够最大程度的减小电机的整体体积，满足电机小型化的发展需求。并且，上述的电机逆变器设计冷却水道21沿周向设置在过孔外侧，三块功率板31分别与冷却水道21位置对应，储能模块40位于冷却水道21内侧，控制板50于冷却水道21内侧与散热器20固定连接，因此，冷却水道21能够同时对功率模块30、储能模块40和冷却水道21起到冷却效果，逆变器整体冷却散热效果好，有利于延长逆变器使用寿命。上述的电机逆变器具有体积小、散热效率高、使用寿命长的有益效果。

在一个实施例中，储能模块40包括多个储能电容41，多个储能电容41多排并列布置。本实施例中，储能模块40包括六个储能电容41，六个储能电容41三个为一组分两排并列布置，相较于传统多个储能电容41单排布置的结构，多个储能电容41多排并列布置能够减小储能电容41的排列长度，从而能够有效减小逆变器的直径，实现储能电容41位于逆变器的中心，功率模块30围绕在储能电容41外侧的圆周式布局，最大程度地减小逆变器的体积。进一步地，本实施例中，三块功率板31呈270度围绕在储能模块40外侧，相邻的功率板31之间相互垂直设置，三块功率板31均匀分布在储能模块40外侧，电容容值能够均匀分配在各功率板31上，滤波效果好。

在一个实施例中，电机逆变器还包括相电流支架70，相电流支架70设置在控制板50和功率模块30之间，相电流支架70包括：支架本体71、导电板72、集磁环73和铆接螺母，支架本体71包括三块相互连接的支板，三块支板分别与三块功率板31位置一一对应，每个支板上均注塑有导电板72和集磁环73，导电板72穿过集磁环73延伸至支板外侧，铆接螺母固定在对应的导电板72上。具体地，相电流支架70分别与电机相线和功率模块30电连接，用于矫正功率模块30端子的位置，并收集相电流产生的磁通量。其中，支架本体71用于提供支撑绝缘以及对功率模块30上的端子进行导向定位，铆接螺母分别连接电机相线和导电板72，导电板72用于传导电流，集磁环73用于汇集相电流产生的磁场，导电板72和集磁环73都注塑在对应的支板内。进一步地，本实施例中，支架本体71的三块支板的布局与功率模块30的三块功率板31的布局相对应，支架本体71也围设在过孔外侧，从而能够在过孔上方形成供控制板50上的发热元件穿过的通道，使控制板50上的发热元件能够穿过通道于冷却水道21外侧与散热器20连接，实现散热器20对控制板50上的发热元件进行冷却散热。

在一个实施例中，电机逆变器还包括弹簧板80，弹簧板80设置在相电流支架70和功率模块30之间，弹簧板80包括底板81和设置在底板81上的弹片82，底板81设置在功率模块30上，弹片82与相电流支架70抵接。具体地，弹簧板80的数量为三个，三个弹簧板80分别设置在对应的功率板31和支板之间，底板81上开设有定位孔83，散热器20上相应地设置有定位柱，功率板31上相应地开设有通孔，定位柱穿过通孔插入定位孔83内，底板81通过定位孔83和定位柱将功率板31固定在散热器20上，弹片82一端与底板81连接，另一端与支板抵接，弹片82受支板压缩发生变形产生压紧力并通过底板81压紧功率板31，从而确保功率板31安装稳定可靠。一般地，功率模块30的包塑材料普遍采用环氧树脂，其材质较脆，传统功率模块30固定方式采用螺钉固定在散热器20上，该种固定方式需要在功率板31上打孔，容易造成功率板31裂开。本实施例中，通过设置弹簧板80压紧功率板31以对功率模块30进行安装固定，无需在功率板31上打孔，能够避免功率板31裂开，提高功率板31的结构稳定性，并且，弹性板通过底板81压紧功率板31，底板81与功率板31的接触面积大，功率板31受力均匀，能够避免功率板31受到集中应力开裂，可以进一步提高功率板31的结构稳定性。另外，采用弹簧板80代替螺钉固定结构也无需在散热器20的冷却水道21上方壁厚内预留螺钉孔，有助于降低冷却水道21的热阻，有助于进一步提高散热效果。进一步地，在一个实施例中，弹簧板80采用冲压工艺成型，加工简单，成本低。

在一个实施例中，电机逆变器还包括用于连接整车信号电流线束的信号连接器90，信号连接器90设置在壳体10上。

在一个实施例中，电机逆变器还包括用于实现逆变器与整车线束的电气连接的电源连接器100，电源连接器100分别连接整车电源电流线束和滤波模块60。如图8所示，电源连接器100包括塑料本体101、正极铜板、负极铜板、正极螺柱104和负极螺柱105，塑料本体101与散热器20连接，正极铜板和负极铜板均设置在塑料本体101上，正极螺柱104与正极铜板连接，负极螺柱105与负极铜板连接，塑料本体101上与正极螺柱104对应的位置处设置有圆形防转墙103，且塑料本体101上与负极螺柱105对应的位置处设置有方形防转墙104。具体地，塑料本体101用于提供支撑绝缘及安装定位，本实施例中，塑料本体101上与正极螺柱104对应的位置处设置有圆形防转墙103，且塑料本体101上与负极螺柱105对应的位置处设置有方形防转墙104，圆形防转墙103只与圆形插头配合，方形防转墙104只与方形插头配合，从而可以起到防错效果，有助于提高装配效率。另外，塑料本体101上还开设有过孔，塑料本体101通过过孔采用紧固螺栓固定在散热器20上，安装固定稳定可靠。进一步地，过孔处还设置有垫圈，垫圈能够承受安装螺钉的紧固力，进一步提高安装稳定性。

在一个实施例中，电机逆变器还包括透气阀110，透气阀110设置在壳体10上，设置透气阀110能够调节逆变器内部和外界的空气压力，确保逆变器内部压力稳定。

在一个实施例中，为进一步提高逆变器的散热冷却效果，功率模块30和储能模块40分别通过导热胶与散热器20粘接连接，控制板50和散热器20之间设置有导热硅脂。

在一个实施例中，散热器20包括金属壳体22和金属盖板23，金属壳体22上开设有冷却水槽，金属盖板23于冷却水槽处与金属壳体22焊接连接。具体地，金属盖板23盖住冷却水槽形成冷却水道21，冷却水道21具有进水口和出水口，冷却水槽可以但不局限于为U形槽，直接在金属壳体22上开槽形成冷却水槽再采用金属盖板23封盖冷却水槽形成冷却水道21，加工方便，有助于节省开模成本。进一步地，金属盖板23与金属壳体22焊接连接，加工方便，成本低廉。

在一个实施例中，电机逆变器还包括转速传感器连接器120，转速传感器连接器120设置在散热器20上，且转速传感器连接器120与控制板50电连接。具体地，转速传感器连接器120连接电机转速传感器信号线束，用于检测电机转子转速，在其它实施例中，也可以直接在散热器20上设置转速传感器代替转速传感器连接器120，本实施例并不做具体限定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电机逆变器，其特征在于，包括：壳体(10)、散热器(20)、功率模块(30)、储能模块(40)、控制板(50)和滤波模块(60)，所述散热器(20)上开设有过孔，且所述散热器(20)上于所述过孔外侧设置有冷却水道(21)，所述功率模块(30)设置在所述散热器(20)的一侧上，所述功率模块(30)包括三块功率板(31)，三块功率板(31)沿周向设置在所述过孔外侧且分别与所述冷却水道(21)位置相对应，所述滤波模块(60)与所述功率模块(30)相邻设置在所述散热器(20)上，所述储能模块(40)设置在所述散热器(20)的另一侧上，且所述储能模块(40)部分穿过所述过孔，所述储能模块(40)穿过所述过孔的部分分别与三块所述功率板(31)及所述滤波模块(60)电连接，所述壳体(10)和所述散热器(20)连接，且所述壳体(10)分别罩住所述功率模块(30)、所述滤波模块(60)及所述储能模块(40)穿过所述过孔的部分，所述控制板(50)设置在所述壳体(10)和所述功率模块(30)之间且所述控制板(50)于所述冷却水道(21)内侧与所述散热器(20)固定连接，所述控制板(50)分别与所述功率模块(30)、所述滤波模块(60)及所述储能模块(40)电连接。

2.根据权利要求1所述的电机逆变器，其特征在于，所述储能模块(40)包括多个储能电容(41)，多个所述储能电容(41)多排并列布置。

3.根据权利要求1所述的电机逆变器，其特征在于，所述电机逆变器还包括相电流支架(70)，所述相电流支架(70)设置在所述控制板(50)和所述功率模块(30)之间，所述相电流支架(70)包括：支架本体(71)、导电板(72)、集磁环(73)和铆接螺母，所述支架本体(71)包括三块相互连接的支板，三块所述支板分别与三块所述功率板(31)位置一一对应，每个所述支板上均注塑有导电板(72)和集磁环(73)，所述导电板(72)穿过所述集磁环(73)延伸至所述支板外侧，所述铆接螺母固定在对应的导电板(72)上。

4.根据权利要求3所述的电机逆变器，其特征在于，所述电机逆变器还包括弹簧板(80)，所述弹簧板(80)设置在所述相电流支架(70)和所述功率模块(30)之间，所述弹簧板(80)包括底板(81)和设置在底板(81)上的弹片(82)，所述底板(81)设置在所述功率模块(30)上，所述弹片(82)与所述相电流支架(70)抵接。

5.根据权利要求1所述的电机逆变器，其特征在于，所述电机逆变器还包括信号连接器(90)，所述信号连接器(90)设置在所述壳体(10)上。

6.根据权利要求1所述的电机逆变器，其特征在于，所述电机逆变器还包括电源连接器(100)，所述电源连接器(100)包括塑料本体(101)、正极铜板、负极铜板、正极螺柱(104)和负极螺柱(105)，所述塑料本体(101)与所述散热器(20)连接，所述正极铜板和所述负极铜板均设置在所述塑料本体(101)上，所述正极螺柱(104)与所述正极铜板连接，所述负极螺柱(105)与所述负极铜板连接，所述塑料本体(101)上与所述正极螺柱(104)对应的位置处设置有圆形防转墙(103)，且所述塑料本体(101)上与所述负极螺柱(105)对应的位置处设置有方形防转墙(104)。

7.根据权利要求1所述的电机逆变器，其特征在于，所述电机逆变器还包括透气阀(110)，所述透气阀(110)设置在所述壳体(10)上。

8.根据权利要求1所述的电机逆变器，其特征在于，所述功率模块(30)和所述储能模块(40)分别通过导热胶与所述散热器(20)粘接连接，所述控制板(50)和所述散热器(20)之间设置有导热硅脂。

9.根据权利要求1所述的电机逆变器，其特征在于，所述散热器(20)包括金属壳体(22)和金属盖板(23)，所述金属壳体(22)上开设有冷却水槽，所述金属盖板(23)于所述冷却水槽处与所述金属壳体(22)焊接连接。

10.根据权利要求1所述的电机逆变器，其特征在于，所述电机逆变器还包括转速传感器连接器(120)，所述转速传感器连接器(120)设置在所述散热器(20)上，且所述转速传感器连接器(120)与所述控制板(50)电连接。

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