CN113965024A - 一种电动汽车电机与电机控制器的集成系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车电机与电机控制器的集成系统，包括前端盖组件、后端盖组件、壳体组件、控制器本体和电机本体形成的整体，其中，控制器本体和电机本体设置在壳体组件内部；控制器本体部分包含功率模块、电流传感器、直流叠层母排、电路板和旋变；功率模块有N个，分别安装在壳体内侧N个平面上；N个膜电容和N个电流传感器安装在相应功率模块上；电机本体中定子组件分成了N个单体，功率模块的直流端子与直流叠层母排相连，交流端子与电机N个定子组件对应相连；电路板安装在直流叠层母排上方，电机旋变固定在电路板上。

Description

一种电动汽车电机与电机控制器的集成系统
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其是一种电动汽车电机与电机控制器的集成系统。
背景技术
目前市场上大部分电动汽车的电机控制器与电机是相互独立的。这种相互独立的结构特征有：1.电机控制器与电机之间需要三相高压线缆和低压信号线束，电机控制器侧和电机侧都需要设置高压动力航插和低压信号连接器。2.电机控制器和电机各自有独立的冷却系统，两部分冷却系统需要通过外部管道进行连接。3.电机控制器内的功率模块一般是一个或者三个，膜电容一般是一个；电机内部定子组件是一个整体。
这样的系统结构存在着一些问题：1.整体布局分散，不紧凑，增加系统整体成本。2.两者连接线路较多，增加系统的复杂性。3.互换性较差。
传统设计中，电机控制器与电机是两个完全独立的部件，两者之间通过线缆完成电能传输与控制，电路板与电机旋变分别是电机控制器和电机的零件，两者之间通过线缆进行连接，容易发生故障；电机和电机控制器各自有独立的冷却系统。两部分冷却系统需要通过外部管道进行连接，增加了管路的复杂性。电机控制器内的功率模块一般是一个或者三个，膜电容一般是一个；电机内部定子组件一般是一个整体。传统设计中，若上述器件失效，则需要整个更换。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种电动汽车电机与电机控制器的集成系统，包括前端盖组件、后端盖组件、壳体组件、控制器本体和电机本体形成的整体,其中，控制器本体和电机本体设置在壳体组件内部；
控制器本体部分集成有功率模块、电流传感器、直流叠层母排、电路板和电机旋变；功率模块有N个，分别安装在壳体内侧N个平面上；N个膜电容和N个电流传感器安装在相应功率模块上；功率模块的直流端子与直流叠层母排相连，交流端子与电机的定子组件相连；电路板安装在直流叠层母排上方，电机旋变固定在电路板上。
进一步的，电机本体包括定子组件、转子组件；定子组件对应功率模块分成了N个，每个定子组件与功率模块交流端子通过焊接方式连接；转子组件上的转子挡板设置有扇叶，利于定子绕组的散热。
进一步的，壳体组件包括接线盒组件、水嘴和壳体；接线盒组件包含接线盒、直流动力航插和弱电航插；接线盒为直流叠层母排与直流动力航插的连接提供安装空间；直流动力航插与直流叠层母排连接；水嘴安装在壳体上。壳体内表面分为两部分，一部分内表面为沿着内壁圆周设置的N个平面，用于安装功率模块；一部分内表面为圆形，用于安装定子组件；壳体设置有螺旋冷却水道，与水嘴相连接，用于冷却功率模块和定子组件。
进一步的，前端盖组件包含前端盖和轴承，后端盖组件包含后端盖和轴承；轴承设置在前端盖或后端盖的中心位置。
有益效果：
本发明的一种电动汽车电机与电机控制器的集成系统，具有如下优点：
1、传统设计中，电机控制器与电机是两个完全独立的部件，两者之间通过线缆完成电能传输与控制。在本发明中，电机控制器与电机完全融为一个整体，电机控制器本体集成在电机内部，减少了电机控制器与电机之间的线缆连接，降低系统成本，集成程度高。
2、传统设计中，电机和电机控制器各自有独立的冷却系统。两部分冷却系统需要通过外部管道进行连接。本发明中，电机和电机控制器共用壳体进行冷却，集成程度高。
3、传统设计中，电机控制器电路板与电机旋变分别是电机控制器和电机的零件，两者之间通过低压信号线束进行连接。本发明中，将电机旋变直接固定在电路板上，整个系统高度集成，减少了线缆连接。
4、传统设计中，电机控制器内的功率模块一般是一个或者三个，膜电容一般是一个；电机内部定子组件一般是一个整体。若上述器件失效，则需要整个更换。本发明设计中，将功率模块封装成N个小的功率模块，同时将膜电容封装成N个单体，电机定子组件对应分成N个单体，每一个单体膜电容安装在对应功率模块上，每一个单体定子组件与对应功率模块连接。若器件失效，则可以更换失效部分，节约了维修成本，提高了整个集成系统的器件互换性。
附图说明
图1为本发明的电动汽车电机与电机控制器的集成系统示意图；
图2为前端盖组件示意图；
图3为后端盖组件示意图；
图4为壳体组件；
图5为壳体组件内部结构示意图；
图6为控制器本体；
图7为电机本体。
其中：前端盖组件1、后端盖组件2、壳体组件3、控制器本体4、电机本体5、前端盖101、轴承102、后端盖201、轴承202、接线盒组件301、水嘴302、壳体303、接线盒3011、直流动力航插3012、弱电航插3013、平面3031、一部分内表面为圆形3032、螺旋冷却水道3033、功率模块401、电流传感器402、直流叠层母排403、电路板404、电机旋变405、膜电容406、定子组件501、转子组件502、转子挡板5021。
具体实施方式
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清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
根据本发明的实施例，提出一种电动汽车电机与电机控制器的集成系统，包括前端盖组件1、后端盖组件2、壳体组件3、控制器本体4和电机本体5形成的整体，其中，控制器本体4和电机本体5设置在壳体组件3内部，如图1所示。
前端盖组件1包含前端盖101和轴承102，如图2所示。后端盖组件2包含后端盖201和轴承202，轴承202设置在后端盖201的中心位置，如图3所示。
壳体组件3包括接线盒组件301、水嘴302和壳体303；
如图4所示。水嘴302安装在壳体上，用于导入和导出冷却液。传统设计中，电机和电机控制器各自有独立的冷却系统，两部分冷却系统需要通过外部管道进行连接；传统壳体仅仅是给电机的定子组件散热，本发明中功率模块与定子组件共用壳体，壳体内螺旋形冷却流道同时为功率模块和定子组件散热，且电机和电机控制器共用一套冷却系统，集成程度高。
接线盒组件301包含接线盒3011、直流动力航插3012和弱电航插3013。接线盒为直流叠层母排与直流动力航插的连接提供安装空间。直流动力航插与直流叠层母排连接。
壳体303内表面分为两部分，一部分内表面为沿着内壁圆周设置的18个平面3031，用于安装功率模块；一部分内表面为圆形3032，用于安装定子组件。壳体设置有螺旋冷却水道3033，与水嘴302相连接，用于冷却功率模块和定子组件，如图5所示。本发明中，电机和电机控制器共用一套冷却系统，集成程度高。
如图6所示，控制器本体部分形成环形结构，包含功率模块401、电流传感器402、直流叠层母排403、电路板404和电机旋变405。根据本发明的优选实施例，所述功率模块401有18个，分别安装在壳体内侧18个平面(3031)上。18个膜电容406和18个电流传感器402安装在相应功率模块上。功率模块401的直流端子与直流叠层母排403相连，交流端子与电机定子组件对应相连。电路板404安装在直流叠层母排上方，电机旋变405固定在电路板上，传统设计中，电机控制器的电路板与电机旋变分别是电机控制器和电机的零件，两者之间通过线缆进行连接。本发明中，整个系统高度集成，将电机旋变直接固定在电路板上，减少了线缆连接。
如图7所示，电机本体包括定子组件501、转子组件502。定子组件对应功率模块分成了18个单体，每个单体定子组件与对应功率模块交流端子通过焊接方式连接。转子组件上的转子挡板5021设置有扇叶，利于定子绕组的散热。传统设计中，电机控制器内的功率模块一般是一个或者三个，膜电容一般是一个；电机内部定子组件一般是一个整体，若上述器件失效，则需要整个更换。本发明的设计中，将功率模块独立封装成18个小的功率模块，同时将膜电容和定子组件对应分成18个单体，每一单体膜电容安装在对应功率模块上，每一单体定子组件与对应功率模块连接。若器件失效，则可以更换失效部分，节约了维修成本，提高了整个集成系统的器件互换性。
传统设计中，电机控制器与电机是两个完全独立的部件，两者之间通过线缆完成电能传输与控制。在本发明中，电机控制器与电机完全融为一个部件，电机控制器本体集成在电机内部，减少了电机控制器与电机之间的线缆连接，集成程度高。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (4)

1.一种电动汽车电机与电机控制器的集成系统，其特征在于，包括前端盖组件、后端盖组件、壳体组件、控制器本体和电机本体形成的整体，其中，控制器本体和电机本体设置在壳体组件内部；
控制器本体部分集成有功率模块、电流传感器、直流叠层母排、电路板和旋变；功率模块有N个，分别安装在壳体内侧N个平面上；N个膜电容和N个电流传感器安装在相应功率模块上；功率模块的直流端子与直流叠层母排相连，交流端子与电机本体中的定子组件相连；电路板安装在直流叠层母排上方，电机旋变固定在电路板上。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电机与电机控制器的集成系统，其特征在于，电机本体包括定子组件、转子组件；定子组件对应功率模块分成了N个单体，每个单体定子组件与功率模块交流端子通过焊接方式连接；转子组件上的转子挡板设置有扇叶，利于定子绕组的散热。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车电机与电机控制器的集成系统，其特征在于，
壳体组件包括接线盒组件、水嘴和壳体；接线盒组件包含接线盒、直流动力航插和弱电航插；接线盒为直流叠层母排与直流动力航插的连接提供安装空间；直流动力航插与直流叠层母排连接；水嘴安装在壳体上；壳体内表面分为两部分，一部分内表面为沿着内壁圆周设置的N个平面，用于安装功率模块；一部分内表面为圆形，用于安装定子组件；壳体设置有螺旋冷却水道，与水嘴相连接，用于冷却功率模块和定子组件。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车电机与电机控制器的集成系统，其特征在于，
前端盖组件包含前端盖和轴承，后端盖组件包含后端盖和轴承；轴承设置在前端盖和后端盖的中心位置。
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