CN114255940B - 一种电动压缩机高压控制器绝缘结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动压缩机高压控制器绝缘结构。包括相连的控制器盖和控制器壳体，所述控制器盖和控制器壳体之间设置有绝缘盖和绝缘盒，所述绝缘盖和绝缘盒之间设置有PCBA，所述绝缘盖上设置有第一隔离槽，所述第一隔离槽与PCBA形成第一绝缘胶腔，所述第一绝缘胶腔内填充有绝缘胶。本发明的绝缘结构通过绝缘盖、绝缘盒和绝缘盒底，通过绝缘胶填充，用绝缘胶填充、密封高压和低压结构之间，将高电压电子元器件充分密封，使得等效电气绝缘距离满足更高标准的要求，在不更换TO247封装的IGBT模块的情况下，使得整个控制器可以满足UL840标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，属于汽车电动压缩机控制器技术领域。
背景技术
随着电动汽车的普及和新技术的发展，为了解决续航里程焦虑和充电速度焦虑，纯电动车型电池搭载量越来越大，高电压平台即将成为主流。高电压平台方案，如保时捷Taycan 800V高压电气架构，可以在实现大功率快充的同时，大幅度降低充电电流，降低系统的散热要求来降低成本。高压电气架构，除了充电快，还有以下优点：1、永磁同步电机在工作时会产生大量的热量，当温度超过180℃出现退磁现象。将电压平台提高，相同功率下电流减小，电阻不变情况下，发热量减小。2、电压平台升高，高压线束的线径变小。3、电气平台提升到800V，电控系统热损耗可降低60%。但是，从现有的400V平台到800~1000V高压平台，汽车端需要进行产品部件的优化设计与重新适配，包括电动汽车的电池包、电驱动、PTC、空调压缩机、车载充电机等需要重新选型。
高压电气架构下，电动压缩机控制器的耐压绝缘要求也随之大幅度提高，目前国际上认可的电气标准主要有两份，欧盟EN 60664-1和美国 UL 840，但这两份标准在电气距离的要求上存在差异，以900V举例，如下表：
| EN 60664-1 | UL 840 | |
| Functional/Basic insulation | 2.6mm | 5.3mm |
| Reinforced insulation | 4.6mm | 5.3mm |
因此，部分按照EN 60664-1标准设计的电子元器件，如Infineon TO-247 IGBT，针脚间的爬电距离为4.25mm，无法满足UL 840的标准，可能会导致产品无法在参照UL 840标准施行的国家或主机厂内使用。解决途径就是更换新的电子元器件或使用不同的封装方案，会带来更大的成本压力和开发周期。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，在不更换TO247封装的IGBT模块的情况下，使得整个控制器可以满足UL840标准。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，包括相连的控制器盖和控制器壳体，所述控制器盖和控制器壳体之间设置有绝缘盖和绝缘盒，所述绝缘盖和绝缘盒之间设置有PCBA，所述绝缘盖上设置有第一隔离槽，所述第一隔离槽与PCBA形成第一绝缘胶腔，所述第一绝缘胶腔内填充有绝缘胶。
所述的一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，所述PCBA上设置有第二隔离槽，所述第二隔离槽内填充有绝缘胶。
所述的一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，所述绝缘盒上设置有第二绝缘胶腔，所述第二绝缘胶腔内填充有绝缘胶。
所述的一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，所述绝缘盒上设置有第三隔离槽，所述第三隔离槽内填充有绝缘胶。
所述的一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，所述绝缘盒下方设置有绝缘盒底，所述绝缘盒和绝缘盒底之间形成第三绝缘胶腔，所述第三绝缘胶腔内填充有绝缘胶。
所述的一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，所述第三绝缘胶腔与第二绝缘胶腔之间有绝缘胶流道。
所述的一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，所述绝缘盒底和控制器壳体之间设置有陶瓷垫片。
所述的一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，所述绝缘盒底和陶瓷垫片、陶瓷垫片与控制器壳体之间均具有一导热硅脂层。
本发明所达到的有益效果：
本发明的绝缘结构通过绝缘盖、绝缘盒和绝缘盒底，通过绝缘胶填充，用绝缘胶填充、密封高压和低压结构之间，将高电压电子元器件充分密封，使得等效电气绝缘距离满足更高标准的要求，在不更换TO247封装的IGBT模块的情况下，使得整个控制器可以满足UL840标准。
附图说明
图1是本发明控制器的轴侧半剖视图。
图2是本发明绝缘结构的半剖视图。
图3是本发明绝缘结构去除PCBA、控制器盖和绝缘盖的半剖视图。
图4是本发明控制器去除控制器盖的轴侧半剖视图。
图中：1、控制器盖，2、绝缘盖，21、第一绝缘胶腔，22、第一隔离槽，23、通孔，3、绝缘胶，4、PCBA，41、第二隔离槽，5、绝缘盒，51、绝缘胶流道，52、第二绝缘胶腔，53、第三绝缘胶腔，54、第三隔离槽，55、螺丝孔，56、定位销，57、气孔，6、IGBT，61、IGBT针脚，7、绝缘盒底，71、定位孔，72、支撑点，8、导热硅脂，9、陶瓷垫片，10、导热硅脂，11、控制器壳体，12、涂胶范围，H1、IGBT针脚到控制器盖间距，H2、IGBT针脚到控制器壳体间距。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终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。
如图所示，本发明的一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，对涉及高电压的IGBT针脚进行全方位的绝缘隔离。IGBT针脚61通过绝缘盖2、绝缘盒5、绝缘盒底7配合绝缘胶3使得等效爬电距离满足UL 840要求。
在PCBA 4上IGBT针脚61焊盘上方有一个绝缘盖2，绝缘盖2为工程塑料材质，绝缘盖2上有第一隔离槽22，第一隔离槽22与PCBA 4配合，将IGBT针脚61焊盘全部分隔开，形成第一绝缘胶腔21。第一绝缘胶腔21内充分填充绝缘胶3，保证IGBT针脚61与控制器盖1之间的电气间隙。
PCBA 4上IGBT针脚61之间开第二隔离槽41，宽度＞1mm，在第二隔离槽41内填充绝缘胶3，增加PCBA 4上IGBT针脚61焊盘之间的电气间隙。第二隔离槽41还是绝缘胶3的流道，保证绝缘胶3可以进入PCBA 4下方的绝缘结构内。
PCBA 4与控制器壳体11之间有绝缘盒5与绝缘盒底7，绝缘盒5与绝缘盒底7均为工程塑料。绝缘盒5和支撑点71从IGBT 6的端面对IGBT针脚61密封。支撑点71在IGBT针脚61下方对其进行支撑，避免装配过程中，IGBT针脚61被过度下压造成焊接不良。绝缘盒5在PCBA4下方，紧密贴合形成第二绝缘胶腔52。IGBT针脚61分别穿过第三隔离槽54，实现充分隔离的同时可以保证IGBT针脚61在装配过程中的位置精度。第二绝缘胶腔52与第三隔离槽54内均充分填充绝缘胶3，保证充分的电气距离。绝缘盒5与绝缘盒底7形成第三绝缘胶腔53，内填充绝缘胶3，保证IGBT针脚61之间的电气距离。第三绝缘胶腔53与第二绝缘胶腔52之间有绝缘胶流道51和气孔57，绝缘胶3通过绝缘胶流道51从第二绝缘胶腔52进入第三绝缘胶腔53。气孔57在绝缘胶3填充过程中排出第三绝缘胶腔53内的空气，保证绝缘胶3可以充分填充。
IGBT针脚与控制器壳体间距H2可以小于UL840要求的5.3mm，但通过绝缘胶3和绝缘盒底7可以保证等效后的电气距离充分安全。绝缘盖2通过螺丝穿过通孔23与绝缘盒5上的螺丝孔55旋紧实现绝缘盖2的固定。绝缘盒5与绝缘盒底7通过定位销56和定位孔71配合固定。
IGBT 6与控制器壳体11之间有陶瓷垫片9，陶瓷垫片9的主要成分为Al2O3厚度为0.5mm~2mm，具备极佳的导热性能和绝缘性能。在IGBT 6与陶瓷垫片9之间、陶瓷垫片9与控制器壳体11之间均有很薄的一层导热硅脂（8、10），保证IGBT 6、陶瓷垫片9与控制器壳体11之间的接触充分。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，包括相连的控制器盖和控制器壳体，其特征是，所述控制器盖和控制器壳体之间设置有绝缘盖和绝缘盒，所述绝缘盖和绝缘盒之间设置有PCBA，所述绝缘盖上设置有第一隔离槽，第一隔离槽与PCBA配合，将IGBT针脚焊盘全部分隔开，形成第一绝缘胶腔，所述第一绝缘胶腔内填充有绝缘胶，所述PCBA上IGBT针脚之间开第二隔离槽，所述第二隔离槽内填充有绝缘胶。
2.根据权利要求1所述的一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，其特征是，所述绝缘盒上设置有第二绝缘胶腔，所述第二绝缘胶腔内填充有绝缘胶。
3.根据权利要求2所述的一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，其特征是，所述绝缘盒上设置有第三隔离槽，所述第三隔离槽内填充有绝缘胶。
4.根据权利要求3所述的一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，其特征是，所述绝缘盒下方设置有绝缘盒底，所述绝缘盒和绝缘盒底之间形成第三绝缘胶腔，所述第三绝缘胶腔内填充有绝缘胶。
5.根据权利要求4所述的一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，其特征是，所述第三绝缘胶腔与第二绝缘胶腔之间有绝缘胶流道。
6.根据权利要求5所述的一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，其特征是，所述绝缘盒底和控制器壳体之间设置有陶瓷垫片。
7.根据权利要求6所述的一种电动压缩机高压控制器绝缘结构，其特征是，所述绝缘盒底和陶瓷垫片、陶瓷垫片与控制器壳体之间均具有一导热硅脂层。
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