CN115224883A - 带有立式功率单管逆变器的电驱动总成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及交流功率输入变换为直流功率输出或直流功率输入变换为交流功率输出领域，具体为一种带有立式功率单管逆变器的电驱动总成装置。一种带有立式功率单管逆变器的电驱动总成装置，包括逆变器(1)、驱动电机(2)和减速器(3)，其特征是：逆变器(1)、驱动电机(2)和减速器(3)这三者采用三合一壳体(207)；逆变器(1)包括接线盖板(201)、上盖板(202)、功率电容模块(203)、直流输入接线座(204)、EMC滤波模块(205)、高压动力线(206)、三合一壳体(207)、低压信号连接器(208)、主控板(209)等。本发明结构紧凑，安装方便，提高精度。
Description
技术领域
本发明涉及交流功率输入变换为直流功率输出或直流功率输入变换为交流功率输出领域，具体为一种带有立式功率单管逆变器的电驱动总成装置。
背景技术
随着电动汽车产业的发展，电动汽车对其核心部件的要求越来越高，尤其是整车的动力系统，伴随着整车可用空间的进一步压缩，提高电驱动力总成集成度和空间利用率则是日后的重点考虑方向。随着逆变器的日趋成熟，逆变器的功率密度的大小也越来越受到重视，成为了眼下行业内的设计重点。功率IGBT作为逆变器中的关键功率零件，是影响功率密度大小、散热性能以及成本的主要因素。随着逆变器技术的发展，提供一个空间布置合理，小巧，质量轻，安装工艺简单的逆变器仍是未来发展的方向。
目前，现有逆变器存在着：功率IGBT模块价格高、替代性差以及分立器件功率密度小的问题：
I. 授权公告号为214984770U的中国实用新型专利于2021年12月03日公开了一种动力总成系统及电动汽车，该实用新型专利的电机、减速器和逆变器壳体为单独方案，会增加开模成本，及总成重量。逆变器和电机采用螺钉连接，总成可靠性和NVH性能相对较差；
II. 授权公告号为215421364U的中国实用新型专利于2022年01月04日公开了一种乘用车用电驱控制器双面水道散热结构，该实用新型专利的功率单元采用IGBT模块式方案，采用水平方向平铺布置，这种IGBT模块平铺布置，水道只能布置在IGBT模块的一侧，功率密度较低且没有本专利提供的立式单管方案的替代性好，不能同时对水道两侧的IGBT模块散热，其散热效率比较低；
III. 授权公告号为214154284U的中国实用新型专利于2021年09月07日公开了一种冷却桥、电机控制装置、驱动总成和交通工具，该专利的电容和功率单元间通过基板进行电连接，且电容和功率单元水平布置，二者输入端子距离较远，造成铜排面积较大，会增加热损耗。逆变器壳体设计水道，相比于本专利提供的电容支架水道方案，会增加壳体成本和泄露风险；
IV. 公开号为114152799A的中国发明专利申请于2022年03月08日公开了一种小型单体三相电流传感器，该专利申请的磁环和铜排需自行组装，增加了不良率和装配时间，支架和磁芯点胶方式固定采样精度不均；
V. 授权公告号为208806720U的中国实用新型专利于2019年04月30日公开了一种电机控制器滤波装置及汽车，该实用新型专利提供的磁环固定方案采用螺钉加卡扣连接，占用空间大。铜排直接焊接在滤波电容上，铜排设计复杂，开模成本高。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构紧凑、安装方便、提高精度的电驱动设备，本发明公开了一种带有立式功率单管逆变器的电驱动总成装置。
本发明通过如下技术方案达到发明目的：
一种带有立式功率单管逆变器的电驱动总成装置，包括逆变器、驱动电机和减速器，其特征是：
逆变器、驱动电机和减速器这三者采用三合一壳体无需任何连接；
逆变器包括接线盖板、上盖板、功率电容模块、直流输入接线座、EMC滤波模块、高压动力线、三合一壳体、低压信号连接器、主控板、直流转接铜排、三相电流铜排组件、低压信号线束、驱动线束、电流采样线束、旋变线束；
直流输入接线座包括接线底座、前端磁环，定位销孔、胶槽、安装孔、螺纹孔、正极输入端子、负极输入端子；
EMC滤波模块包括滤波板、滤波电容、后端磁环、直流滤波铜排、接地铜排、滤波底座；
功率电容模块包括罩盖、驱动板、叠层母排、冷却桥装配体、薄膜电容、水道密封圈、电容支架，塑料支架；
冷却桥装配体包括水冷板、冷却桥、水道温度采样板、弹片、陶瓷片、功率单管；
电容支架上设计有冷却水道，水道接口与壳体采用径向密封，进出水口密封方式相同；
三相电流铜排组件包括霍尔传感器，铜排、磁环、注塑本体、电流采样板；
直流输入接线座设有胶槽，前端磁环通过灌封胶固定在胶槽内，直流输入接线座上另设有两个定位销孔和四个安装孔，通过三合一壳体上的两个定位销进行销孔配合定位，再通过四颗螺钉连接固定在三合一壳体上；
高压动力线通过两颗螺钉连接固定在三合一壳体上，其两个高压端子依次穿过三合一壳体上的屏蔽环和前端磁环后，通过两颗螺钉连接固定在直流输入接线座的两个螺纹孔上，由此高压动力线与直流输入接线座上的正极输入端子、负极输入端子形成电连接；
两个滤波电容通过焊接工装和滤波板进行定位，并通过与滤波板上开设的四个焊接孔进行焊接固定，使得滤波板和滤波电容形成电连接，组装后的分总成为组件一；
直流滤波铜排上设有两个铆接的导电铜柱，并且其包塑件上设有滤波电容的避让槽，所述组件一上的滤波板开设有两个安装孔，滤波电容穿过该避让槽，并通过滤波板上的两个安装孔与上述直流滤波铜排上的导电铜柱通过颗螺钉进行连接固定，使滤波板和直流滤波铜排形成电连接，组装后的分总成为组件二；
后端磁环内为缕空结构，将其套入组件上直流滤波铜排上，后端磁环在此时无固定，形成组件三；
EMC滤波模块的滤波底座上设有后端磁环和两个滤波电容的固定胶槽，并在其上述槽内预设有定量的导热灌封胶。在滤波底座两侧侧壁上设有四个卡扣结构，后端磁环两侧设有相对应的四个卡接结构进行配合，滤波底座的胶槽四周侧壁对后端磁环进行限位，再将后端磁环沿垂直方向向胶槽压紧，使上述卡扣和卡接结构进行扣合；
所述组件三的滤波板上设有两个定位销孔和四个安装孔，滤波底座上设有相配合的两个定位销和四个BOSS柱，其中一个BOSS柱上设有接地铜排，该接地铜排放置在该BOSS柱上的沟槽内，所述组件三通过销孔配合进行定位安装，并通过四个螺钉连接固定到滤波底座上，此时，后端磁环和两个滤波电容底部与胶槽内预设的导热灌封胶接触粘合；
EMC滤波模块的滤波底座上开设有两个定位销孔和四个安装孔，其中，所述四个安装孔中包括一个接地点，接地点连接着接地铜排，使得滤波板与三合一壳体进行电连接，EMC滤波模块和三合一壳体上的两个定位销进行销孔配合定位，再通过四颗螺钉连接在三合一壳体上；
通过两颗螺钉将EMC滤波模块连接固定到直流输入接线座上开设的两个螺纹孔上，使得直流输入接线座和EMC滤波模块形成电连接；
冷却桥装配体是功率电容模块的组成部分，水冷板和冷却桥上均开设有导热柱，这种复合导热结构可以使两侧贴合的功率单管均匀冷却，且有效加快其散热效率，水冷板和冷却桥通过FSW焊接在一起，六个陶瓷片和六个功率单管通过焊接工装定位并分别焊接在一起，焊接后通过工装定位贴合在冷却桥的散热面上，陶瓷片和散热面间涂有导热泥，冷却桥上设有多个限位凸台，六个弹片通过此限位凸台进行限位，压紧在功率单管表面，使得陶瓷片和功率单管固定，冷却桥上设有水道温度采样板的两个定位孔，水道温度采样板通过上述定位孔进行定位，并通过一颗螺钉固定；
薄膜电容上设有两个定位销孔和六个安装孔，电容支架上开设有相配合的两个定位销和六个螺纹孔，薄膜电容和电容支架通过销孔定位再用六颗螺钉固定；
电容支架上开设有六个BOSS柱和六个BOSS柱，BOSS柱作为定位柱，BOSS柱作为固定柱，三个塑料支架上开设有对应的定位孔和安装孔，并分别和电容支架对应的两种BOSS柱进行定位和安装，再由六颗螺钉连接固定；
冷却桥装配体上开设有两个定位销和两个安装孔，电容支架上开设有六个定位销孔和六个螺纹孔，三个冷却桥装配体分别与电容支架上开设的六个定位销孔和六个螺纹孔进行定位安装，并通过六颗螺钉进行连接固定；
所述的叠层母排由负极母排、三相母排、正极母排自上而下依次叠加构成，每个母排之间有绝缘纸进行隔离绝缘，塑料支架上开设有两个定位销和两个盲孔，所述的叠层母排上开设有相配合的两个定位销孔和两个安装孔，定位销和定位销孔分别进行定位配合，并通过六颗螺钉进行连接固定；
驱动板上开设有两个定位销孔和六个安装孔，塑料支架上开设有相配合的两个定位销和六个安装盲孔，所述定位销和定位销孔进行定位配合，并通过六颗螺钉进行连接固定；
罩盖上开设有六个安装孔，电容支架上开设有六个相配合的安装BOSS柱，上述安装孔和BOSS柱配合限位，并通过六颗螺钉连接固定；
罩盖上开设有灌胶口，绝缘固定胶通过该灌胶口灌入，使得功率电容模块的所有电连接处绝缘；
三合一壳体上开设有两个定位销和八个螺纹孔，功率电容模块的电容支架上开设有相配合的两个定位销孔和八个安装孔，定位销和定位销孔分别配合定位，并通过八颗螺钉连接固定；
直流转接铜排通过四颗螺钉连接固定在功率电容模块的输入铜排和EMC滤波模块的滤波铜排上；
三个铜排和三个磁环注塑在注塑本体中，注塑本体上开设有霍尔传感器的采样槽，霍尔传感器通过焊接固定在电流采样板上，电流采样板上开设有两个定位销孔和四个安装孔，并通过四颗螺钉固定在注塑本体上，组装后构成三相电流铜排组件；
注塑本体上开设有两个定位销孔和四个安装孔，三合一壳体上开设有相配合的两个定位销和四个螺纹孔，注塑本体和三合一壳体通过四颗螺钉连接固定；
所述的叠层母排中三相母排上开设有安装孔，与三相电流铜排组件上的铜排通过三颗螺钉连接固定，由此功率电容模块与三相电流铜排组件形成电连接；
电机内的三相转接铜排通过三颗螺钉与三相电流铜排组件上的铜排连接固定，由此三相电流铜排组件与电机形成电连接；
主控板上开设有两个定位销孔和十个安装孔，三合一壳体上设有两个定位销和十个螺纹孔与其配合并通过十颗螺钉连接固定；
低压信号线束与主控板(相连形成与外界的低压接口，驱动线束将驱动板和主控板连接，电流采样线束将电流采样板和主控板，旋变线束将电机采样信号与主控板连接；
上盖板和三合一壳体通过多颗螺钉连接固定。
所述的带有立式功率单管逆变器的电驱动总成装置，其特征是：三个塑料支架上开设有避让槽，可以穿过薄膜电容的正极输入铜排和负极输入铜排而形成夹持；
电容支架上开设有六个密封槽，水道密封圈放置其中，通过端面密封的方式使得冷却桥装配体和电容支架上的水道连通；
所述的叠层母排中最上方的负极铜排开设有五个避让槽，使功率单管和三相铜排、正极母排的焊接引脚穿过最上方的负极铜排；
驱动板上开设有多个焊接孔，所述的叠层母排的多个焊接引脚和功率单管上的多个焊接引脚以及水道温度采样板的焊接引脚穿过驱动板上的多个焊接孔，并通过锡焊焊接，由此多个焊接引脚与驱动板形成电连接；
驱动板开设有多个避让孔，使得罩盖上开设的安装孔穿过驱动板，罩盖开设有连接器避让孔，使得驱动板上的连接器穿过罩盖；
功率电容模块的电容支架上设有壳体密封圈的安装槽，两个壳体密封圈放置在安装槽内，三合一壳体上开设有相配合的水管避让孔，通过功率电容模块的安装固定上述电容支架上的进出水管与三合一壳体形成径向密封；
上盖板设有两处胶槽，分别用于与三合一壳体和接线盖板的密封，上盖板通过四颗螺钉与接线盖板连接固定。
所述的带有立式功率单管逆变器的电驱动总成装置，其特征是：所述的叠层母排共有三个，所述的叠层母排上负极母排、三相铜排、正极母排的多个焊接引脚分别和薄膜电容上正极输入铜排、负极输入铜排的多个焊接引脚和功率单管上的多个焊接引脚通过电阻焊工艺焊接，形成电连接；
接线盖板、上盖板和三合一壳体间采用销孔配合定位。
本发明使用时，各个部件分别起如下作用：
通用类：螺钉起连接固定作用，定位销/孔起定位作用，铜排起导流作用，密封圈起密封作用，绝缘固定胶起绝缘固定作用，灌封胶起密封导热固定作用，导热硅脂起导热作用，线束起电气连接和信号传递作用；
接线盖板、上盖板作为包络端盖，起到隔离、固定作用；
三合一壳体作为包络载体，承担着集成安装、以及内外部零部件支撑固定作用；
功率电容模块中罩盖是灌封胶的载体，起到固定和绝缘作用；
驱动板是PCBA板，作为电子元器件的载体，主要起通信、检测、采样和电路保护等功能；
所述的叠层母排将负极母排、三相母排、正极母排集成在一起，起到导流固定作用；
冷却桥装配体中水冷板起密封冷却桥水道作用。冷却桥作为其他零部件的载体和主要冷却器件起到给功率单管散热和支撑连接固定零部件作用。水道温度采样板起水道温度采样作用。弹片起压接固定功率单管作用。陶瓷片起绝缘导热作用，能够使功率单管和冷却桥绝缘并将功率单管产生的热量传递到冷却桥。功率单管是功率变换单元，对电流起控制作用；
薄膜电容能降低直流母线阻抗以及吸收来自负载的纹波电流，从而抑制直流母线电压在因负载突变时而出现的波动，抑制EMI；
水道密封圈起密封作用；
电容支架作为水道的和其他零部件的载体，起到冷却、支撑固定和密封作用；
塑料支架作为其他部件的载体，起到支撑固定作用；
直流输入接线座中接线底座起连接固定作用，前端磁环起抑制噪声干扰和滤波作用，正极输入端子、负极输入端子起导流作用；
EMC滤波模块中滤波板起连接固定各部分器件、滤波作用，滤波电容用来滤波、减少噪声引起的EMI/RFI，后端磁环起抑制噪声干扰和滤波作用，直流滤波铜排起连接固定、导通电流作用，接地铜排起接地作用，滤波底座起支撑固定作用；
高压动力线能将电池包中的高压电连通至逆变器内部，起导通固定作用；
低压信号连接器起信号传递作用；
主控板是PCBA板，作为电子元器件的载体，主要起通信、检测、采样和电路保护等功能
直流转接铜排起连接、导通电流作用，将直流输入接线座的电流导通至功率电容模块中；
三相电流铜排组件中霍尔传感器用于采集铜排通过电流时所产生的磁场信号，当所处的环境中磁场变化时，该部件输出的电压发生改变，通过对电压的标定确认此时通过铜排中的电流大小。铜排起连接、导流作用。磁环用于聚集电流经过铜排时产生的磁场，并在缺口处形成均匀磁场。注塑本体起连接固定作用。电流采样板用于对霍尔传感器的固定，以及对霍尔传感器的信号处理及供电。
本发明的技术特点如下：
1. 三合一共壳方案；
2. 功率单管立式布置和双面水冷散热，水冷板和冷却桥采用复合导热结构；
3. 电容和功率单管集成设计，电容支架设计单独的水路，三合一壳体无需进行水路设计；
4. 模块化三相铜排组件方案，可适配不同三相出线结构。注塑本体空隙中通过楔形结构保证了霍尔传感器始终处于中心位置；
5. 模块化滤波方案，采用后端磁环和前端磁环搭配方案，可以增强不同频段的抗扰度，寄生电感小，提升EMC性能。滤波铜排叠层设计并开设避让槽，后端磁环采用卡扣接口与滤波底座扣合，波底座上开设后端磁环和滤波电容的点胶槽。
本发明针对现有电驱动力总成中电机、减速器和逆变器集成方案大多采用分体式刚性连接，导致成本高、重量大、集成度偏低的缺陷，提供了一种高集成度的三合一壳体方案，减少开发成本和动力总成重量；
本发明针对现有滤波装置EMC性能低、结构复杂、布置空间大的缺陷，提供了一种模块化滤波装置，可以提高不同频段装置的抗扰度，有效提高装置的EMC性能，且布置空间小，结构简单，提高空利用率的同时简化安装工艺。
本发明针对现有逆变器铜排发热量大、水路设计复杂、零件安装工艺复杂的缺陷，提供了一种功率电容模块集成方案，可以有效减少铜排发热损耗，提高集成度的同时简化安装工艺和水路设计，提高装置可靠性和系统效率；
本发明针对现有成品的电流传感器电流采样精度不高、适配性差的缺陷，提供了一种三相电流铜排组件方案，可根据各家自家的设计来进行调节，以达到适配不同三相出线结构，适配性能好，同时通过在注塑本体中设计楔形结构保证了霍尔传感器位置的对中，提高了电流采样精度。
具体来说，本发明具有如下有益效果：
1. 本发明提供了一种三合一电驱动总成方案，所述电驱动总成包含逆变器、驱动电机、减速器，上述3个部件采用三合一壳体方案，3个部件之间无需任何连接，可以有效减少由于壳体连接间产生的壁厚大问题，从而可以极大的降低整个电驱动力总成的质量，且3个部件件无需传统的刚性连接，可以极大的减少在运转过程中，由于振动颠簸带来的NVH性能差，噪声大的问题；
2. 本发明提供了一种立式单管功率组件和双面水冷散热水道方案。与采用IGBT模块相比，由于采用单个功率单管立式排布方案，使功率器件布置更集中，水冷板和冷却桥采用复合导热结构，可以使两侧贴合的功率单管均匀冷却，且有效加快其散热效率，极大的提高了逆变器的功率密度和散热效率；
3. 本发明提供一种功率电容模块方案，该方案薄膜电容和功率单管集成设计，薄膜电容和所述的叠层母排布置在功率单管的两侧，减少了铜排间的连接距离，从而减少发热损耗，提高了系统效率。驱动板上信号采用一个连接器传递，且与主控板相邻布置，避免了亢长的连线，提高装置抗扰性并降低了由于线束较多带来的装配繁杂和成本问题。电容支架设计有独立的水道，整个三合一壳体不需要进行水路的设计，提高装置的安全性的同时减少了壳体的开发成本。整个模块集成度较高，通过这种模块化的方案提高了总成的装配效率。
4. 本发明提供了一种三相电流铜排组件方案，与目前市场上成品的电流传感器不同的是，该款传感器可根据各家自家的设计来进行调节，以达到适配不同三相出线结构，整个装置自由度高。铜排和磁环注塑在注塑本体中，保证了整体的强度，同时避免了后续安装工序，减少了安装时间，且结构占用空间小。同时，注塑本体空隙中通过楔形结构保证了霍尔传感器始终处于中心位置，提高了采样精度；
5. 本发明提供一种滤波模块方案，该方案采用后端磁环和前端磁环搭配方案，可以提高不同频段的抗扰度，寄生电感小，提升EMC性能。整个装置基于滤波底座进行设计安装，滤波铜排中段采用重叠设计并开设滤波电容的避让槽，使滤波电容纵向安装于槽内，可以有效减少布置空间，使布置更加紧凑。后端磁环采用卡扣结构与滤波底座扣合，由于摒弃了螺钉连接，减少了磁环的本体大小，提高了空间利用率。滤波底座上开设后端磁环和滤波电容的点胶槽，可以容纳定量的灌封胶，进行精准打胶，可以避免胶的浪费，节约成本。
相关技术术语的名词解释：
EMI：电磁干扰，
FSW：搅拌摩擦焊，
EMC：电磁兼容，
RFI：射频干扰，
NVH：噪声、振动与声振粗糙度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图，
图2是本发明中逆变器的结构示意图，
图3是本发明中逆变器的接线示意图，
图4是本发明中直流输入接线座的结构示意图，
图5是本发明中EMC滤波模块的结构示意图，
图6是本发明中功率电容模块的结构示意图，
图7是本发明中冷却桥装配体的结构示意图，
图8是本发明中电容支架上壳体密封圈位置的示意图，
图9是本发明中三相电流铜排组件的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种带有立式功率单管逆变器的电驱动总成装置，包括逆变器1、驱动电机2和减速器3，如图1～图9所示，其特征是：
逆变器1、驱动电机2和减速器3这三者采用三合一壳体207无需任何连接；
如图2和图3所示：逆变器1包括接线盖板201、上盖板202、功率电容模块203、直流输入接线座204、EMC滤波模块205、高压动力线206、三合一壳体207、低压信号连接器208、主控板209、直流转接铜排210、三相电流铜排组件211、低压信号线束301、驱动线束302、电流采样线束303、旋变线束304；
如图4所示：直流输入接线座204包括接线底座401、前端磁环402，定位销孔4001、4006、胶槽4008、安装孔4002、4004、4007、4009、螺纹孔4003、4005、4011、4012、正极输入端子4010、负极输入端子4013；
如图5所示：EMC滤波模块105包括滤波板507、滤波电容501、505、后端磁环503、直流滤波铜排504、接地铜排505、滤波底座505；
如图6所示：功率电容模块203包括罩盖601、驱动板602、叠层母排、冷却桥装配体606、薄膜电容607、水道密封圈608、电容支架609，塑料支架610；
如图7所示：冷却桥装配体606包括水冷板701、冷却桥702、水道温度采样板703、弹片704、陶瓷片705、功率单管706；
如图8所示是壳体密封圈801位置：电容支架609上设计有冷却水道，水道接口与壳体采用径向密封，进出水口密封方式相同；
如图9所示：三相电流铜排组件111包括霍尔传感器901，铜排902、磁环903、注塑本体904、电流采样板905；
如图3和图4所示：直流输入接线座204设有胶槽4008，前端磁环402通过灌封胶固定在胶槽4008内，直流输入接线座204上另设有两个定位销孔4001、4006和四个安装孔4002、4004、4007、4009，通过三合一壳体207上的两个定位销3004、3008进行销孔配合定位，再通过四颗螺钉3005连接固定在三合一壳体207上；
如图2～图4所示：高压动力线206通过两颗螺钉3006连接固定在三合一壳体207上，其两个高压端子2001、2002依次穿过三合一壳体207上的屏蔽环（图中未示出）和前端磁环402后，通过两颗螺钉3007连接固定在直流输入接线座204的两个螺纹孔4003、4005上，由此高压动力线106与直流输入接线座104上的正极输入端子4010、负极输入端子4013形成电连接；
如图2、图3和图5所示：两个滤波电容501、502通过焊接工装和滤波板507进行定位，并通过与滤波板507上开设的四个焊接孔进行焊接固定，使得滤波板507和滤波电容501、502形成电连接，组装后的分总成为组件一；
直流滤波铜排504上设有两个铆接的导电铜柱5005，并且其包塑件上设有滤波电容501、502的避让槽5004，所述组件一上的滤波板507开设有两个安装孔5003，滤波电容501、502穿过该避让槽5004，并通过滤波板507上的两个安装孔5003与上述直流滤波铜排504上的导电铜柱5005通过2颗螺钉5001进行连接固定，使滤波板507和直流滤波铜排504形成电连接，组装后的分总成为组件二（注：组件二包括组件一）；
后端磁环503内为缕空结构，将其套入组件2上直流滤波铜排504上，后端磁环503在此时无固定，形成组件三（注：组件三包括组件二）；
EMC滤波模块205的滤波底座506上设有后端磁环503和两个滤波电容501、502的固定胶槽5015、5010，并在其上述槽内预设有定量的导热灌封胶。在滤波底座506两侧侧壁上设有四个卡扣结构5015，后端磁环503两侧设有相对应的四个卡接结构5018进行配合，滤波底座506的胶槽5016四周侧壁对后端磁环503进行限位，再将后端磁环503沿垂直方向向胶槽5016压紧，使上述卡扣和卡接结构进行扣合；
所述组件三的滤波板507上设有两个定位销孔5002、5020和四个安装孔5019，滤波底座506上设有相配合的两个定位销5008、5014和四个BOSS柱5009，其中一个BOSS柱上设有接地铜排505，该接地铜排505放置在该BOSS柱上的沟槽内，所述组件三通过销孔配合进行定位安装，并通过四个螺钉5021连接固定到滤波底座506上，此时，后端磁环503和两个滤波电容501、502底部与胶槽5015、5010内预设的导热灌封胶接触粘合；
EMC滤波模块105的滤波底座506上开设有两个定位销孔5013和四个安装孔5012，其中，所述四个安装孔中包括一个接地点5011，接地点5011连接着接地铜排505，使得滤波板507与三合一壳体207进行电连接，EMC滤波模块105和三合一壳体207上的两个定位销3010、3013进行销孔配合定位，再通过四颗螺钉3011连接在三合一壳体207上；
通过两颗螺钉3009将EMC滤波模块205连接固定到直流输入接线座204上开设的两个螺纹孔4011、4012上，使得直流输入接线座204和EMC滤波模块205形成电连接；
如图2、图6和图7所示：冷却桥装配体606是功率电容模块203的组成部分，水冷板701和冷却桥702上均开设有导热柱7008，这种复合导热结构可以使两侧贴合的功率单管706均匀冷却，且有效加快其散热效率，水冷板701和冷却桥702通过FSW焊接在一起，六个陶瓷片705和六个功率单管706通过焊接工装定位并分别焊接在一起，焊接后通过工装定位贴合在冷却桥702的散热面上，陶瓷片和散热面间涂有导热泥，冷却桥702上设有多个限位凸台7002，六个弹片通过此限位凸台7002进行限位，压紧在功率单管706表面，使得陶瓷片705和功率单管706固定，冷却桥702上设有水道温度采样板703的两个定位孔7006，水道温度采样板703通过上述定位孔进行定位，并通过一颗螺钉7003固定；
如图6所示：薄膜电容607上设有两个定位销孔6015和六个安装孔6014，电容支架609上开设有相配合的两个定位销6018、6027和六个螺纹孔6017，薄膜电容607和电容支架609通过销孔定位再用六颗螺钉6031固定；
电容支架609上开设有六个BOSS柱6026和六个BOSS柱6025，BOSS柱6026作为定位柱，BOSS柱6025作为固定柱，三个塑料支架610上开设有对应的定位孔和安装孔（图中未示出），并分别和电容支架609对应的两种BOSS柱进行定位和安装，再由六颗螺钉6010连接固定；
进一步说明的是三个塑料支架610上开设有避让槽，可以穿过薄膜电容607的正极输入铜排6013和负极输入铜排6028而形成夹持；
如图6、图7所示，冷却桥装配体606上开设有两个定位销7001、7004和两个安装孔7005，电容支架609上开设有六个定位销孔6023和六个螺纹孔6024，三个冷却桥装配体606分别与电容支架609上开设的六个定位销孔6023和六个螺纹孔6024进行定位安装，并通过六颗螺钉6011进行连接固定；
进一步说明的是电容支架609上开设有六个密封槽6016，水道密封圈608放置其中，通过端面密封的方式使得冷却桥装配体606和电容支架609上的水道连通；
如图6、图7所示，所述的叠层母排由负极母排603、三相母排604、正极母排605自上而下依次叠加构成，每个母排之间有绝缘纸（图中未示出）进行隔离绝缘，塑料支架610上开设有两个定位销6033、6035和两个盲孔6032，所述的叠层母排上开设有相配合的两个定位销孔6037、6041和两个安装孔6040，定位销6033、6035和定位销孔6037、6041分别进行定位配合，并通过六颗螺钉6008进行连接固定；
进一步说明的是所述的叠层母排中最上方的负极铜排605开设有五个避让槽6039，使功率单管706和三相铜排604、正极母排605的焊接引脚穿过最上方的负极铜排603；
进一步说明的是所述的叠层母排共有三个，所述的叠层母排上负极母排603、三相铜排604、正极母排605的多个焊接引脚6038分别和薄膜电容607上正极输入铜排6013、负极输入铜排6028的多个焊接引脚6029、6030和功率单管706上的多个焊接引脚7009通过电阻焊工艺焊接，形成电连接；
如图6和图7所示，驱动板602上开设有两个定位销孔6003、6006和六个安装孔6005，塑料支架610上开设有相配合的两个定位销6012、6036和六个安装盲孔6034，所述定位销和定位销孔进行定位配合，并通过六颗螺钉6004进行连接固定；
进一步说明的是驱动板602上开设有多个焊接孔6042，所述的叠层母排的多个焊接引脚6038和功率单管706上的多个焊接引脚7009以及水道温度采样板703的焊接引脚7007穿过驱动板602上的多个焊接孔6042，并通过锡焊焊接，由此多个焊接引脚6038与驱动板602形成电连接；
如图6所示：罩盖601上开设有六个安装孔6002，电容支架上开设有六个相配合的安装BOSS柱6026，上述安装孔和BOSS柱配合限位，并通过六颗螺钉6001连接固定；
进一步说明的是驱动板602开设有多个避让孔6007，使得罩盖601上开设的安装孔6002穿过驱动板602，罩盖601开设有连接器避让孔6045，使得驱动板602上的连接器6043穿过罩盖601；
如图6所示：罩盖601上开设有灌胶口6044，绝缘固定胶通过该灌胶口6044灌入，使得功率电容模块203的所有电连接处绝缘；
如图2、图3、图6所示：三合一壳体207上开设有两个定位销3003、3019和八个螺纹孔（图中未示出），功率电容模块203的电容支架609上开设有相配合的两个定位销孔6021和八个安装孔6020，定位销3003、3019和定位销孔6021分别配合定位，并通过八颗螺钉3002连接固定；
进一步说明的是功率电容模块203的电容支架609上设有壳体密封圈801的安装槽6022，两个壳体密封圈801放置在安装槽6022内，三合一壳体207上开设有相配合的水管避让孔（图中未示出），通过功率电容模块203的安装固定上述电容支架609上的进出水管与三合一壳体207形成径向密封；
如图2和图3所示，直流转接铜排210通过四颗螺钉3012、3017连接固定在功率电容模块203的输入铜排（图中未示出）和EMC滤波模块205的滤波铜排5006、5007上；
如图2和图9所示：三个铜排902和三个磁环903注塑在注塑本体904中，注塑本体904上开设有霍尔传感器901的采样槽（图中未示出），霍尔传感器901通过焊接固定在电流采样板905上，电流采样板905上开设有两个定位销孔9003、9010和四个安装孔9011，并通过四颗螺钉9001固定在注塑本体904上，组装后构成三相电流铜排组件211；
如图3、图6和图9所示，注塑本体904上开设有两个定位销孔9006、9007和四个安装孔9005，三合一壳体207上开设有相配合的两个定位销3021、3023和四个螺纹孔（图中未示出），注塑本体904和三合一壳体207通过四颗螺钉9001连接固定；
如图3、图6和图9所示，所述的叠层母排中三相母排604上开设有安装孔6009，与三相电流铜排组件211上的铜排902通过三颗螺钉3024连接固定，由此功率电容模块203与三相电流铜排组件211形成电连接；
如图1和图3所示，电机3内的三相转接铜排3020通过三颗螺钉3022与三相电流铜排组件211上的铜排902连接固定，由此三相电流铜排组件211与电机3形成电连接；
如图2和图3所示，主控板209上开设有两个定位销孔3014、3018和十个安装孔3015，三合一壳体207上设有两个定位销2003、2004和十个螺纹孔（图中未示出）与其配合并通过十颗螺钉3015连接固定；
如图3、图6和图9所示，低压信号线束301与主控板209相连形成与外界的低压接口，驱动线束302将驱动板602和主控板209连接，电流采样线束304将电流采样板905和主控板209，旋变线束304将电机采样信号与主控板209连接；
如图1～图3所示，上盖板202和三合一壳体207通过多颗螺钉3016连接固定；
进一步说明的是上盖板202设有两处胶槽（图中未示出），分别用于与三合一壳体207和接线盖板201的密封，上盖板202通过四颗螺钉101与接线盖板201连接固定；
进一步说明的是接线盖板201、上盖板202和三合一壳体207间采用销孔配合定位（图中未示出）。
本实施例使用时，各个部件分别起如下作用：
通用类：螺钉起连接固定作用，定位销/孔起定位作用，铜排起导流作用，密封圈起密封作用，绝缘固定胶起绝缘固定作用，灌封胶起密封导热固定作用，导热硅脂起导热作用，线束起电气连接和信号传递作用；
接线盖板201、上盖板202作为包络端盖，起到隔离、固定作用；
三合一壳体207作为包络载体，承担着集成安装、以及内外部零部件支撑固定作用；
功率电容模块203中罩盖601是灌封胶的载体，起到固定和绝缘作用；
驱动板602是PCBA板，作为电子元器件的载体，主要起通信、检测、采样和电路保护等功能；
所述的叠层母排将负极母排603、三相母排604、正极母排605集成在一起，起到导流固定作用；
冷却桥装配体606中水冷板701起密封冷却桥702水道作用。冷却桥702作为其他零部件的载体和主要冷却器件起到给功率单管706散热和支撑连接固定零部件作用。水道温度采样板703起水道温度采样作用。弹片704起压接固定功率单管706作用。陶瓷片705起绝缘导热作用，能够使功率单管706和冷却桥702绝缘并将功率单管706产生的热量传递到冷却桥702。功率单管706是功率变换单元，对电流起控制作用；
薄膜电容607能降低直流母线阻抗以及吸收来自负载的纹波电流，从而抑制直流母线电压在因负载突变时而出现的波动，抑制EMI；
水道密封圈608起密封作用；
电容支架609作为水道的和其他零部件的载体，起到冷却、支撑固定和密封作用；
塑料支架610作为其他部件的载体，起到支撑固定作用；
直流输入接线座204中接线底座401起连接固定作用，前端磁环402起抑制噪声干扰和滤波作用，正极输入端子4010、负极输入端子4013起导流作用；
EMC滤波模块205中滤波板507起连接固定各部分器件、滤波作用，滤波电容501、505用来减少噪声引起的EMI/RFI、后端磁环503起抑制噪声干扰和滤波作用，直流滤波铜排504起连接固定、导通电流作用，接地铜排505起接地作用，滤波底座505起支撑固定作用；
高压动力线206能将电池包中的高压电连通至逆变器内部，起导通固定作用；
低压信号连接器208起信号传递作用；
主控板209是PCBA板，作为电子元器件的载体，主要起通信、检测、采样和电路保护等功能
直流转接铜排210起连接、导通电流作用，将直流输入接线座204的电流导通至功率电容模块203中；
三相电流铜排组件211中霍尔传感器901用于采集铜排906通过电流时所产生的磁场信号，当所处的环境中磁场变化时，该部件输出的电压发生改变，通过对电压的标定确认此时通过铜排901中的电流大小。铜排906起连接、导流作用。磁环903用于聚集电流经过铜排906时产生的磁场，并在缺口处形成均匀磁场。注塑本体904起连接固定作用。电流采样板905用于对霍尔传感器901的固定，以及对霍尔传感器901的信号处理及供电。
Claims (3)
1.一种带有立式功率单管逆变器的电驱动总成装置，包括逆变器(1)、驱动电机(2)和减速器(3)，其特征是：
逆变器(1)、驱动电机(2)和减速器(3)这三者采用三合一壳体(207)；
逆变器(1)包括接线盖板(201)、上盖板(202)、功率电容模块(203)、直流输入接线座(204)、EMC滤波模块(205)、高压动力线(206)、三合一壳体(207)、低压信号连接器(208)、主控板(209)、直流转接铜排(210)、三相电流铜排组件(211)、低压信号线束(301)、驱动线束(302)、电流采样线束(303)、旋变线束(304)；
直流输入接线座(204)包括接线底座(401)、前端磁环(402)，定位销孔(4001、4006)、胶槽(4008)、安装孔(4002、4004、4007、4009)、螺纹孔(4003、4005、4011、4012)、正极输入端子(4010)、负极输入端子(4013)；
EMC滤波模块(105)包括滤波板(507)、滤波电容(501、505)、后端磁环(503)、直流滤波铜排(504)、接地铜排(505)、滤波底座(505)；
功率电容模块(203)包括罩盖(601)、驱动板(602)、叠层母排、冷却桥装配体(606)、薄膜电容(607)、水道密封圈(608)、电容支架(609)，塑料支架(610)；
冷却桥装配体(606)包括水冷板(701)、冷却桥(702)、水道温度采样板(703)、弹片(704)、陶瓷片(705)、功率单管(706)；
电容支架(609)上设计有冷却水道，水道接口与壳体采用径向密封，进出水口密封方式相同；
三相电流铜排组件(111)包括霍尔传感器(901)，铜排(902)、磁环(903)、注塑本体(904)、电流采样板(905)；
直流输入接线座(204)设有胶槽(4008)，前端磁环(402)通过灌封胶固定在胶槽(4008)内，直流输入接线座(204)上另设有两个定位销孔(4001、4006)和四个安装孔(4002、4004、4007、4009)，通过三合一壳体(207)上的两个定位销(3004、3008)进行销孔配合定位，再通过四颗螺钉(3005)连接固定在三合一壳体(207)上；
高压动力线(206)通过两颗螺钉(3006)连接固定在三合一壳体(207)上，其两个高压端子(2001、2002)依次穿过三合一壳体(207)上的屏蔽环和前端磁环(402)后，通过两颗螺钉(3007)连接固定在直流输入接线座(204)的两个螺纹孔(4003、4005)上，由此高压动力线(106)与直流输入接线座(104)上的正极输入端子(4010)、负极输入端子(4013)形成电连接；
两个滤波电容(501、502)通过焊接工装和滤波板(507)进行定位，并通过与滤波板(507)上开设的四个焊接孔进行焊接固定，使得滤波板(507)和滤波电容(501、502)形成电连接，组装后的分总成为组件一；
直流滤波铜排(504)上设有两个铆接的导电铜柱(5005)，并且其包塑件上设有滤波电容(501、502)的避让槽(5004)，所述组件一上的滤波板(507)开设有两个安装孔(5003)，滤波电容(501、502)穿过该避让槽(5004)，并通过滤波板(507)上的两个安装孔(5003)与上述直流滤波铜排(504)上的导电铜柱(5005)通过2颗螺钉(5001)进行连接固定，使滤波板(507)和直流滤波铜排(504)形成电连接，组装后的分总成为组件二；
后端磁环(503)内为缕空结构，将其套入组件2上直流滤波铜排(504)上，后端磁环(503)在此时无固定，形成组件三；
EMC滤波模块(205)的滤波底座(506)上设有后端磁环(503)和两个滤波电容(501、502)的固定胶槽(5015、5010)，并在其上述槽内预设有定量的导热灌封胶。在滤波底座(506)两侧侧壁上设有四个卡扣结构(5015)，后端磁环(503)两侧设有相对应的四个卡接结构(5018)进行配合，滤波底座(506)的胶槽(5016)四周侧壁对后端磁环(503)进行限位，再将后端磁环(503)沿垂直方向向胶槽(5016)压紧，使上述卡扣和卡接结构进行扣合；
所述组件三的滤波板(507)上设有两个定位销孔(5002、5020)和四个安装孔(5019)，滤波底座(506)上设有相配合的两个定位销(5008、5014)和四个BOSS柱(5009)，其中一个BOSS柱上设有接地铜排(505)，该接地铜排(505)放置在该BOSS柱上的沟槽内，所述组件三通过销孔配合进行定位安装，并通过四个螺钉(5021)连接固定到滤波底座(506)上，此时，后端磁环(503)和两个滤波电容(501、502)底部与胶槽(5015、5010)内预设的导热灌封胶接触粘合；
EMC滤波模块(105)的滤波底座(506)上开设有两个定位销孔(5013)和四个安装孔(5012)，其中，所述四个安装孔中包括一个接地点(5011)，接地点(5011)连接着接地铜排(505)，使得滤波板(507)与三合一壳体(207)进行电连接，EMC滤波模块(105)和三合一壳体(207)上的两个定位销(3010、3013)进行销孔配合定位，再通过四颗螺钉(3011)连接在三合一壳体(207)上；
通过两颗螺钉(3009)将EMC滤波模块(205)连接固定到直流输入接线座(204)上开设的两个螺纹孔(4011、4012)上，使得直流输入接线座(204)和EMC滤波模块(205)形成电连接；
冷却桥装配体(606)是功率电容模块(203)的组成部分，水冷板(701)和冷却桥(702)上均开设有导热柱(7008)，这种复合导热结构可以使两侧贴合的功率单管(706)均匀冷却，且有效加快其散热效率，水冷板(701)和冷却桥(702)通过FSW焊接在一起，六个陶瓷片(705)和六个功率单管(706)通过焊接工装定位并分别焊接在一起，焊接后通过工装定位贴合在冷却桥(702)的散热面上，陶瓷片和散热面间涂有导热泥，冷却桥(702)上设有多个限位凸台(7002)，六个弹片通过此限位凸台(7002)进行限位，压紧在功率单管(706)表面，使得陶瓷片(705)和功率单管(706)固定，冷却桥(702)上设有水道温度采样板(703)的两个定位孔(7006)，水道温度采样板(703)通过上述定位孔进行定位，并通过一颗螺钉(7003)固定；
薄膜电容(607)上设有两个定位销孔(6015)和六个安装孔(6014)，电容支架(609)上开设有相配合的两个定位销(6018、6027)和六个螺纹孔(6017)，薄膜电容(607)和电容支架(609)通过销孔定位再用六颗螺钉(6031)固定；
电容支架(609)上开设有六个BOSS柱(6026)和六个BOSS柱(6025)，BOSS柱(6026)作为定位柱，BOSS柱(6025)作为固定柱，三个塑料支架(610)上开设有对应的定位孔和安装孔，并分别和电容支架(609)对应的两种BOSS柱进行定位和安装，再由六颗螺钉(6010)连接固定；
冷却桥装配体(606)上开设有两个定位销(7001、7004)和两个安装孔(7005)，电容支架(609)上开设有六个定位销孔(6023)和六个螺纹孔(6024)，三个冷却桥装配体(606)分别与电容支架(609)上开设的六个定位销孔(6023)和六个螺纹孔(6024)进行定位安装，并通过六颗螺钉(6011)进行连接固定；
所述的叠层母排由负极母排(603)、三相母排(604)、正极母排(605)自上而下依次叠加构成，每个母排之间有绝缘纸进行隔离绝缘，塑料支架(610)上开设有两个定位销(6033、6035)和两个盲孔(6032)，所述的叠层母排上开设有相配合的两个定位销孔(6037、6041)和两个安装孔(6040)，定位销(6033、6035)和定位销孔(6037、6041)分别进行定位配合，并通过六颗螺钉(6008)进行连接固定；
驱动板(602)上开设有两个定位销孔(6003、6006)和六个安装孔(6005)，塑料支架(610)上开设有相配合的两个定位销(6012、6036)和六个安装盲孔(6034)，所述定位销和定位销孔进行定位配合，并通过六颗螺钉(6004)进行连接固定；
罩盖(601)上开设有六个安装孔(6002)，电容支架上开设有六个相配合的安装BOSS柱(6026)，上述安装孔和BOSS柱配合限位，并通过六颗螺钉(6001)连接固定；
罩盖(601)上开设有灌胶口(6044)，绝缘固定胶通过该灌胶口(6044)灌入，使得功率电容模块(203)的所有电连接处绝缘；
三合一壳体(207)上开设有两个定位销(3003、3019)和八个螺纹孔，功率电容模块(203)的电容支架(609)上开设有相配合的两个定位销孔(6021)和八个安装孔(6020)，定位销(3003、3019)和定位销孔(6021)分别配合定位，并通过八颗螺钉(3002)连接固定；
直流转接铜排(210)通过四颗螺钉(3012、3017)连接固定在功率电容模块(203)的输入铜排和EMC滤波模块(205)的滤波铜排(5006、5007)上；
三个铜排(902)和三个磁环(903)注塑在注塑本体(904)中，注塑本体(904)上开设有霍尔传感器(901)的采样槽，霍尔传感器(901)通过焊接固定在电流采样板(905)上，电流采样板(905)上开设有两个定位销孔(9003、9010)和四个安装孔(9011)，并通过四颗螺钉(9001)固定在注塑本体(904)上，组装后构成三相电流铜排组件(211)；
注塑本体(904)上开设有两个定位销孔(9006、9007)和四个安装孔(9005)，三合一壳体(207)上开设有相配合的两个定位销(3021、3023)和四个螺纹孔，注塑本体(904)和三合一壳体(207)通过四颗螺钉(9001)连接固定；
所述的叠层母排中三相母排(604)上开设有安装孔(6009)，与三相电流铜排组件(211)上的铜排(902)通过三颗螺钉(3024)连接固定，由此功率电容模块(203)与三相电流铜排组件(211)形成电连接；
电机(3)内的三相转接铜排(3020)通过三颗螺钉(3022)与三相电流铜排组件(211)上的铜排(902)连接固定，由此三相电流铜排组件(211)与电机(3)形成电连接；
主控板(209)上开设有两个定位销孔(3014、3018)和十个安装孔(3015)，三合一壳体(207)上设有两个定位销(2003、2004)和十个螺纹孔与其配合并通过十颗螺钉(3015)连接固定；
低压信号线束(301)与主控板(209相连形成与外界的低压接口，驱动线束(302)将驱动板(602)和主控板(209)连接，电流采样线束(304)将电流采样板(905)和主控板(209)，旋变线束(304)将电机采样信号与主控板(209)连接；
上盖板(202)和三合一壳体(207)通过多颗螺钉(3016)连接固定。
2.如权利要求1所述的带有立式功率单管逆变器的电驱动总成装置，其特征是：三个塑料支架(610)上开设有避让槽，可以穿过薄膜电容(607)的正极输入铜排(6013)和负极输入铜排(6028)而形成夹持；
电容支架(609)上开设有六个密封槽(6016)，水道密封圈(608)放置其中，通过端面密封的方式使得冷却桥装配体(606)和电容支架(609)上的水道连通；
所述的叠层母排中最上方的负极铜排(605)开设有五个避让槽(6039)，使功率单管(706)和三相铜排(604)、正极母排(605)的焊接引脚穿过最上方的负极铜排(603)；
驱动板(602)上开设有多个焊接孔(6042)，所述的叠层母排的多个焊接引脚(6038)和功率单管(706)上的多个焊接引脚(7009)以及水道温度采样板(703)的焊接引脚(7007)穿过驱动板(602)上的多个焊接孔(6042)，并通过锡焊焊接，由此多个焊接引脚(6038)与驱动板(602)形成电连接；
驱动板(602)开设有多个避让孔(6007)，使得罩盖(601)上开设的安装孔(6002)穿过驱动板(602)，罩盖(601)开设有连接器避让孔(6045)，使得驱动板(602)上的连接器(6043)穿过罩盖(601)；
功率电容模块(203)的电容支架(609)上设有壳体密封圈(801)的安装槽(6022)，两个壳体密封圈(801)放置在安装槽(6022)内，三合一壳体(207)上开设有相配合的水管避让孔，通过功率电容模块(203)的安装固定上述电容支架(609)上的进出水管与三合一壳体(207)形成径向密封；
上盖板(202)设有两处胶槽，分别用于与三合一壳体(207)和接线盖板(201)的密封，上盖板(202)通过四颗螺钉(101)与接线盖板(201)连接固定。
3.如权利要求1或2所述的带有立式功率单管逆变器的电驱动总成装置，其特征是：所述的叠层母排共有三个，所述的叠层母排上负极母排(603)、三相铜排(604)、正极母排(605)的多个焊接引脚(6038)分别和薄膜电容(607)上正极输入铜排(6013)、负极输入铜排(6028)的多个焊接引脚(6029、6030)和功率单管(706)上的多个焊接引脚(7009)通过电阻焊工艺焊接，形成电连接；
接线盖板(201)、上盖板(202)和三合一壳体(207)间采用销孔配合定位。
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