CN114916168B - 兼容多种多合一电机控制器及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供兼容多种多合一电机控制器及车辆，电机控制器包括电源模块机构和MCU模块机构，电源模块机构包括电源上盖、电源组件壳体和电源组件；MCU模块机构包括MCU箱体、MCU逆变模块组件、电容外壳和电容芯子，MCU箱体拆卸式连接于电源组件壳体下方，电容外壳固定于MCU箱体下方；电源组件壳体一侧面开设有进水口，另一侧面上设有出水通道，进水口和出水通道之间连接有第一水道，MCU箱体的侧面设有进水通道，MCU箱体底面设有出水口，电容芯子上方贴附电容导热垫，进水通道和出水口之间的第二水道经由电容导热垫上方。本申请电源模块机构和MCU模块机构不共用水道，可分开独立维修，同时第二水道对电容模块起到散热作用。

Description

兼容多种多合一电机控制器及车辆

技术领域

本申请涉及电机控制器技术领域，特别涉及兼容多种多合一电机控制器及车辆。

背景技术

现有技术的多合一电机控制器因为MCU模块与电源模块共用水道、箱体无法分开独立维修、售后导致售后成本高。现有技术的多合一控制器电容与IGBT等MCU模块相关的器件同一层布置，使得整层的空间平铺化，空间不紧凑，也无法给电容做散热。

发明内容

本申请实施例提供一种兼容多种多合一电机控制器及车辆，以解决相关技术中MCU模块和电源模块共用水道，箱体无法分开独立维修、售后导致售后成本高、电机控制器空间不紧凑、无法给电容做散热的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种兼容多种多合一电机控制器，包括电源模块机构和MCU模块机构，所述电源模块机构包括电源上盖、电源组件壳体、电源组件，所述电源组件设于所述电源组件壳体内，所述电源上盖盖合于所述电源组件壳体上方；所述MCU模块机构包括MCU箱体、设于所述MCU箱体内的MCU逆变模块组件、电容外壳和设于所述电容外壳内的电容芯子，所述MCU箱体拆卸式连接于所述电源组件壳体的下方，所述电容外壳固定于所述MCU箱体下方。

一些实施例中，所述电源组件壳体一侧面开设有进水口，另一侧面上设有出水通道，所述进水口和所述出水通道之间连接有第一水道，所述MCU箱体的侧面设有进水通道，所述MCU箱体底面设有出水口，所述电容芯子上方贴附电容导热垫，所述进水通道和所述出水口之间的第二水道经由所述电容导热垫上方。

一些实施例中，所述MCU箱体的顶边沿设有箱体密封槽，所述箱体密封槽内设有固化胶，所述固化胶密封于所述MCU箱体的箱体密封槽和所述电源组件壳体之间。

一些实施例中，所述电容外壳为金属外壳。

一些实施例中，所述电源组件包括高压直流母线接插件、AC慢充接插件、信号接插件、DC+接插件、配电接插件、电源机芯模组、高压直流输入正极铜排和高压直流输入负极铜排。

一些实施例中，所述MCU逆变模块组件包括直流转接铜排、IGBT模块、三相交流铜排、驱动控制一体板和电流传感器。

一些实施例中，所述三相交流铜排包括三相铜排输入U1端、221V1-三相铜排输入V1端、221W1-三相铜排输入W1端、221U2-三相铜排输出U2端、221V1-三相铜排输出V2端和221W1-三相铜排输出W2端。

一些实施例中，所述IGBT模块包括IGBT直流正极输入端、IGBT直流负极输入端、233U-IGBT交流输出U相、233V-IGBT交流输出V相和233W-IGBT交流输出W相。

一些实施例中，所述MCU逆变模块组件还包括电流传感器。

第二方面，本申请提供了一种车辆，包括如上所述的兼容多种多合一电机控制器。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种兼容多种多合一电机控制器及车辆，由于将电源上盖盖设于所述电源组件壳体上方，MCU箱体拆卸式连接于所述电源组件壳体下方，所述电容外壳固定于所述MCU箱体下方，电源组件壳体内设有进水口和出水通道，所述MCU箱体设有进水通道和出水口，电源模块机构和MCU模块机构不共用水道，两者可以分开独立维修，有效降低售后成本；同时第二水道对电容模块起到散热作用；本申请提供的兼容多种多合一电机控制器结构紧凑，并具有良好的散热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的兼容多种多合一电机控制器的立体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的兼容多种多合一电机控制器的另一立体结构示意图：

图3为本申请实施例提供的MCU箱体的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的兼容多种多合一电机控制器的另一结构示意图；

图5为本申请实施例提供的电源组件壳体和电源组件的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的的MCU箱体、MCU逆变组件、电容外壳和电容芯子的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的三相交流铜排和IGBT模块的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的电容模块的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的电源组件外壳上的水路示意图；

图10为本申请实施例提供的MCU箱体上的水路示意图。

图中：100、电源模块机构；200、MCU模块机构；210、MCU逆变模块；220、电容总成；11、高压直流母线接插件；12、AC慢充接插件；13、信号接插件；14、DC+接插件；15、冷却进水口；16、配电接插件；17、电源机芯模组；19、电源上盖；22、三相输出铜排件；201、MCU箱体密封槽；101、高压直流输入正极铜排；102、高压直流输入负极铜排；101b、高压直流输出正极连接端；102a、高压直流输出负极连接端；24、直流转接铜排；24a、直流转接正极输入连接端；24b、直流转接负极输入连接端；241a、直流转接正极输出连接端；241b、直流转接负极输出连接端；221a、电容正极输入端；221b、电容负极输入端；221e、电容输出正极端；221f、电容负极输出端；27、电容导热垫；241c、密封件安装槽；31、IGBT模块；231a、IGBT直流正极输入端；231b、IGBT直流负极输入端；233U、IGBT交流输出U相；233V、IGBT交流输出V相；233W、IGBT交流输出W相；221U1、三相铜排输入U1端；221V1、三相铜排输入V1端；221W1、三相铜排输入W1端；221U2、三相铜排输出U2端；221V2、三相铜排输出V2端；221W2、三相铜排输出W2端；131c、密封件放置槽；131、电源与MCU密封件；217、MCU箱体水道电容散热面；220、电容总成；226、电容外壳；227、电容芯子；213、驱动控制一体板；214、电流传感器；15、进水口；18；出水通道；25、进水通道；28出水口。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

现有技术的多合一控制器因为MCU模块与电源模块共用水道，存在MCU模块和电源模块导致两者无法分开独立维修、售后，售后成本高，以及其中的电容的散热能力差的技术问题。

有鉴于此，请参考图1-2，本申请提供了一种兼容多种多合一电机控制器，包括电源模块机构100和MCU模块机构200，所述电源模块机构100包括电源上盖19、电源组件壳体、电源组件，所述电源组件设于所述电源组件壳体内，所述电源上盖19盖合于所述电源组件壳体上方；所述MCU模块机构200包括MCU箱体、设于所述MCU箱体内的MCU逆变模块210组件、电容外壳226和设于所述电容外壳226内的电容芯子227，所述MCU箱体拆卸式连接于所述电源组件壳体的下方，所述电容外壳226固定于所述MCU箱体下方。所述电源组件壳体一侧面开设有进水口15，另一侧面上设有出水通道18，所述进水口15和所述出水通道18之间连接有第一水道，所述MCU箱体的侧面设有进水通道25，所述MCU箱体底面设有出水口28，请参考图8，所述电容芯子227上方贴附电容导热垫，所述进水通道25和所述出水口28之间的第二水道经由所述电容导热垫上方。

如上所述，所述进水口15和出水通道18位于所述电源组件壳体的不同的两侧面上，优选地，位于相对设置或相间设置的两侧面上，以实现所述第一水道可以对电源组件壳体的电源组件收容腔的绝大部分空间起到散热效果。所述进水通道25和所述出水通道18相互贯通，位于所述MCU箱体的一侧面上，所述出水通道18位于所述MCU箱体近另一相对或相间的侧面的底面上，以实现所述第二水道可以对MCU箱体内的MCU逆变器组件和下方的电容模块起到有效散热作用。

在一实施例中，所述第一水道和第二水道还可以实现为第一水管的管路和第二水管的管路。第一水管贯穿所述电源组件壳体的两侧面，所述第二水管贴靠于所述MCU箱体的底面，所述底面形成MCU箱体水道电容散热面217。

本申请提供的兼容多种多合一电机控制器，由于MCU箱体拆卸式连接于所述电源组件壳体的下方，电源模块机构100和MCU模块机构200两者分别设有第一水道和第二水道，两者不共用水道，可以实现将电源模块机构100和MCU模块机构200两者拆卸分离，根据需要独立维修售后，有效降低售后成本；同时MCU模块机构200内部的第二水道在对MCU逆变模块210组件起到散热的同时可以对电容芯子227起到散热作用，提升了电容的散热效果。

在一实施例中，请参考图9，所述进水通道25位于凸设于所述电源组件壳体另一侧面的第一凸部内，包括开设于第一凸部内侧面的第一出水通道、开设于所述第一凸部底面第二出水通道，所述第一出水通道与所述进水口15通过第一水道连通，所述第一出水通道和所述第二出水通道相互贯通，请参考图10，所述出水通道18为凸设于所述MCU箱体的第二凸部，所述第二凸部开设有第一进水通道和第二进水通道，所述第一进水通道的长度延伸方向与所述MCU箱体的厚度或高度延伸方向一致，所述第二进水通道与所述第一进水通道相互贯通，所述第二进水通道和所述出水口28相互贯通，因此，冷却水的水流方向依次经由进水口15、第一水道、第一出水通道、第二出水通道、第一进水通道、第二进水通道、第二水道、出水口28。所述第一水道对电源组件壳体内的电源组件起到散热作用，所述第二水道对MCU箱体内的MCU逆变器组件和MCU箱体下方的电容模块起到散热作用。

在一实施例中是，所述第一凸部和所述第二凸部相互贴合，或通过密封圈实现第二出水通道和所述第一进水通道的相互贯通。同时便于两者的拆卸分离。

在一实施例中，为了实现更佳的水路散热和密封效果，所述第一出水通道、第二出水通道、第一进水通道和第二进水通道内还可实现为各通道内穿设与所述第一水道和第二水道贯通连接的弯曲水管。

在一实施例中，所述电源模块机构100和MCU模块机构200层叠设置，所述电源模块机构100位于所述MCU模块机构200的上方，所述MCU模块包括层叠设置的MCU逆变模块210和电容模块，最终实现电源模块机构100、MCU逆变模块210和电容模块三者层叠设置的结构，相对于整层平铺化的设计，空间设计更加紧凑，同时，MCU逆变模块210中的第二水道可以对电容模块进行散热，提升电容模块的散热性能。

在一实施例中，请参考图4，所述电源模块机构100包括电源上盖19、电源组件壳体和电源组件，所述MCU逆变模块210包括MCU箱体和MCU逆变器组件，电容模块包括电容外壳226和电容芯子227，电源组件设于所述电源组件壳体内，MCU逆变器组件设于所述MCU箱体内，电容芯子227设于所述电容外壳226内，所述电源上盖19盖设于所述电源组件壳体上方形成电源组件收容腔，所述MCU箱体拆卸式连接于并层叠设置于所述电源组件壳体下方形成MCU逆变模块210组件收容腔，所述电容外壳226设置于层叠设置于所述MCU箱体的下方形成电容芯子227收容腔。

在一实施例中，请参考图3，所述MCU箱体的顶边沿设有箱体密封槽，所述箱体密封槽内设有固化胶，所述箱体密封槽和所述电源组件壳体的底边沿之间通过固化胶密封连接，从而实现电源模块机构100和MCU模块机构200两者之间的密封连接，拆卸时，将密封胶通过割胶等方式实现分离，实现将电源模块机构100和MCU模块机构200的拆卸分离。

在本申请变换的实施方式中，所述MCU箱体顶边沿的箱体密封槽中设有密封条，所述MCU箱体的顶边沿和所述电源组件壳体的底边沿之间通过卡扣等方式实现拆卸式连接，并通过密封条实现两者之间的密封连接，增强连接稳固性，同时提升防水性能。

在一实施例中，所述电源组件壳体近侧面的底面设有密封件放置槽131c，其内设有电源和MCU密封件。MCU箱体上的进水通道25处开设有密封件安装槽241c。

在一实施例中，所述电容外壳226实现为金属外壳，以对电容外壳226内的电容芯子227起到更佳的散热效果。电容芯子227上方设有电容散热垫，第二水道对电容散热垫起到散热效果，金属外壳对电容芯子227下方起到散热效果，对电容模块的电容芯子227起到多方位的散热效果。同时电容外壳226为电机控制器的底壳，实现电容外壳226和电机控制器底壳的集约化设计。

在一实施例中，请参考图5，所述电源组件包括高压直流母线接插件11、AC慢充接插件12、信号接插件13、DC+接插件14、配电接插件16、电源机芯模组17、高压直流输入正极铜排101和高压直流输入负极铜排102。

在一实施例中，请参考图6，所述MCU逆变模块210组件包括直流转接铜排24、IGBT模块31、三相交流铜排221、驱动控制一体板213和电流传感器214。

在一实施例中，请参考图7，所述三相交流铜排221包括三相铜排输入U1端221U1、三相铜排输入V1端221V1、三相铜排输入W1端221W1、三相铜排输出U2端221U2、三相铜排输出V2端221V2和三相铜排输出W2端221W2。

在一实施例中，所述IGBT模块31包括IGBT直流正极输入端231A、IGBT直流负极输入端231B、IGBT交流输出U相233U、IGBT交流输出V相233V和IGBT交流输出W相233W。

本发明的多合一控制器中实例为六合一控制器，六合一由减速器、MCU、电机、DCDC、OBC、PDU组成。在运用过程中可以使用基本功能的的三合一控制器，包含减速器、MCU、电机组成。也可以是五合一由减速器、MCU、电机、DCDC、OBC组成。十合一由减速器、MCU、电机、DCDC、OBC、PDU、VCU、BMS、TMCU、PTC组成。以上配置功能通过多合一控制器的外观及其内部预留功能位置，根据需要选择安装与否，灵活配置。

本申请提供的兼容多种多合一电机控制器实现为六合一电机控制器主要结构件构成：本申请多合一控制器以六合一控制器为例，六合一控制器总成分成两个部分组成电源模块、MCU模块，MCU模块具有逆变功能，把直流电逆变成交流电。电源模块与MCU模块通过MCU模块上的MCU箱体密封槽201中的密封固化胶密封，并可重复拆卸。

本申请实例六合一电机控制器逆变电气原理：外部电池包高压输出高压直流正负极—输入高压直流母线接插件高压正极、负极分别通过高压直流输入正极铜排101、高压直流输入负极铜排102—高压直流输出正极连接端101b、高压直流输出负极连接端102a输入与直流转接铜排24的直流转接正极输入连接端24a、直流转接负极输入连接端24b分别电气连接—直流高压正负极通过直流转接正极输出连接端241a、直流转接负极输出连接端241b分别与电容正极输入端221a、电容负极输入端221b电气连接输入到电容总成220储能、滤波作用—电容输出正极端221e、电容负极输出端221f滤波作用后的高压正负极分别与IGBT模块31的IGBT直流正极输入端231A、IGBT直流负极输入端231B电气连接完成对IGBT模块31的高压直流输入—IGBT模块31通过驱动控制一体板213信号驱动控制逆变，将高压直流逆变成U、V、W三相电流通过IGBT交流输出U相233U、IGBT交流输出V相233V、IGBT交流输出W相233W与三相交流铜排221的三相分别电气连接输出给负载电机。

本申请实例六合一其他功能：通过配置选择可以选择输出DCDC、OBC、PDU、VCU、BMS、TMCU、PTC等辅助功能。电源模块主要由电源机芯模组17可以输出DC+和OBC。

本申请提供的兼容多种多合一电机控制器配置灵活、配置多样化，可以输出三合一、五合一、六合一、十合一等配置。

本申请以六合一控制器为例说明，其可兼容三合一、五合一、六合一、十合一配置选择，可以根据客户需求缩减或增加配置来调整对应的配置。三合一由减速器、MCU、电机组成，五合一由减速器、MCU、电机、DCDC、OBC组成，六合一由减速器、MCU、电机、DCDC、OBC、PDU组成，十合一由减速器、MCU、电机、DCDC、OBC、PDU、VCU、BMS、TMCU、PTC组成。

在一实施例中，所述MCU逆变模块210组件还包括电流传感器214。

基于同一发明构思，本申请提供了一种车辆，包括如上所述的兼容多种多合一电机控制器。兼容多种多合一电机控制器，由于将电源模块机构100和MCU模块机构200上下层叠设置，电源模块机构100的电源组件壳体和MCU模块机构200的MCU箱体拆卸式连接，电源模块机构100和MCU模块机构200内分别设有第一水道和第二水道，不共用水道，两者可以拆卸独立维修，有效降低售后成本，同时将MCU模块机构200设置层叠设计的MCU逆变模块210和电容模块，两者上下层叠设置，最终设置电源模块、MCU逆变模块210和电容模块三者的层叠设计，整体结构设计紧凑，并且第二水道同时可以对MCU逆变模块210和电容模块起到散热效果，相比于现有的电机控制器，有效提升了电器控制器内的电容模块的散热效果。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种兼容多种多合一电机控制器，其特征在于，包括：

电源模块机构，包括电源上盖、电源组件壳体、电源组件，所述电源组件设于所述电源组件壳体内，所述电源上盖盖合于所述电源组件壳体上方；

MCU模块机构，包括MCU箱体、设于所述MCU箱体内的MCU逆变模块组件、电容外壳和设于所述电容外壳内的电容芯子，所述MCU箱体拆卸式连接于所述电源组件壳体的下方，所述电容外壳固定于所述MCU箱体下方；

所述MCU逆变模块组件包括直流转接铜排、IGBT模块、三相交流铜排、驱动控制一体板和电流传感器；

所述三相交流铜排包括三相铜排输入U1端、221V1-三相铜排输入V1端、221W1-三相铜排输入W1端、221U2-三相铜排输出U2端、221V1-三相铜排输出V2端和221W1-三相铜排输出W2端；

所述IGBT模块包括IGBT直流正极输入端、IGBT直流负极输入端、233U-IGBT交流输出U相、233V-IGBT交流输出V相和233W-IGBT交流输出W相；

所述电源组件壳体一侧面开设有进水口，另一侧面上设有出水通道，所述进水口和所述出水通道之间连接有第一水道，所述MCU箱体的侧面设有与所述出水通道相互贯通的进水通道，所述MCU箱体底面设有出水口，所述电容芯子上方贴附电容导热垫，所述进水通道和所述出水口之间的第二水道经由所述电容导热垫上方；

所述兼容多种多合一控制器的外观及其内部预留功能位置，根据需要选择安装与否，灵活配置，可兼容三合一、五合一、六合一、十合一控制器。

2.如权利要求1所述的兼容多种多合一电机控制器，其特征在于，所述MCU箱体的顶边沿设有箱体密封槽，所述箱体密封槽内设有固化胶，所述固化胶密封于所述MCU箱体的箱体密封槽和所述电源组件壳体之间。

3.如权利要求1所述的兼容多种多合一电机控制器，其特征在于，所述电容外壳为金属外壳。

4.如权利要求1所述的兼容多种多合一电机控制器，其特征在于，所述电源组件包括高压直流母线接插件、AC慢充接插件、信号接插件、DC+接插件、配电接插件、电源机芯模组、高压直流输入正极铜排和高压直流输入负极铜排。

5.如权利要求1所述的兼容多种多合一电机控制器，其特征在于，所述MCU逆变模块组件还包括电流传感器。

6.如权利要求1所述的兼容多种多合一电机控制器，其特征在于，所述进水通道和所述出水通道之间设有密封圈。

7.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的兼容多种多合一电机控制器。