CN115610236A - 一种电机控制和dc转换的电气集成设备和交通工具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电机控制与DC转换的电气集成设备和交通工具，包括电容板和功率板，电容板上设置有第二输入电容、两个上板端子、电感、输出电容和第二输出接线柱，功率板上设置有桥式变换电路、两个板端子；正极接线柱通过覆铜线路与第二输入电容、第一上板端子连接，上板端子与下板端子连接，桥式变换电路连接在第一下板端子和第二下板端子之间，第二上板端子与电感的第一连接端连接，第二输出接线柱通过覆铜线路与电感的第二连接端、输出电容连接。本案将电机控制器和DC转换器集成布置，集成产品体积小，整体体积与原来的电机控制器相同，相比于原本是两个分立的功能设备产品，本集成设备成本更低且体积更小，布线安装也更为容易。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种电机控制和DC转换的电气集成设备和交通工具。
背景技术
新能源交通工具因其不燃烧汽油或柴油产生动力，故具有环保、污染小等诸多特点，且在水能、风能、太阳能和核能等新能源发电大力推广应用下，诸多新能源交通工具在逐渐推广应用，如新能源电动轿车、新能源电动客车、新能源电动货车、新能源电动清洁车、新能源电动轨道交通工具、新能源电动飞行交通工具、新能源电动航运交通工具等。
为了提高产品的市场竞争力，进一步降低整车电气设备成本，以及降低整车线束成本，和简化安装工艺，为此需要设计一种电机控制器与DC转换器集成产品。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种将电机控制和DC转换集成的电气集成设备。
本发明的第二目的是提供一种具有上述电气集成设备的交通工具。
为了实现本发明第一目的，本发明提供一种电机控制与DC转换的电气集成设备，包括电容板和功率板，电容板上设置有多个第一输入电容、正极接线柱和负极接线柱，功率板上设置有多个第一功率管、母线导流柱组和第一输出接线柱，电容板位于功率板的上方，母线导流组柱位于电容板和功率板之间并电连接在电容板和功率板之间；电容板上还设置有第二输入电容、第一上板端子、第二上板端子、电感、输出电容和第二输出接线柱，功率板上还设置有桥式变换电路、第一下板端子和第二下板端子；正极接线柱通过覆铜线路与第二输入电容、第一上板端子连接，第一上板端子与第一下板端子连接，桥式变换电路连接在第一下板端子和第二下板端子之间，第二上板端子与第二下板端子连接，第二上板端子与电感的第一连接端连接，第二输出接线柱通过覆铜线路与电感的第二连接端、输出电容连接。
由上述方案可见，在电机控制器的基础上集成设置DC转换功能模块，即在电容板上设置有第二输入电容、电感、输出电容和第二输出接线柱，且在功率板上设置有桥式变换电路，利用上板端子和下板端子的连接实现电路的板间连接，不仅利用电容板和功率板以及第一输出接线柱实现对电机的驱动，以及还利用第二输出接线柱能够实现DC转换输出，从而高效地将电机控制器和DC转换器集成在一个电气集成设备，集成产品体积小，整体体积与原来的电机控制器相同，且设备安装更简单，整车线束成本降低，电控与DC的集成产品相比分立产品成本也更低。
更进一步的方案是，电感焊接在电容板的下端面，第二输出接线柱焊接在电容板的上端面。
更进一步的方案是，电气集成设备还包括底座，底座设置有避让凹槽，功率板设置有避让缺口，电感位于避让缺口中并位于避让凹槽内。
由上可见，通过充分利用电容板和功率板之间的空间，继而将电感倒置焊接，且将其中电感的一部分埋在避让凹槽内，其更有利于散热，并且第二输出接线柱从电容板上外伸以便于直流变压向外输出。
更进一步的方案是，电容板上设置有DC保险片，DC保险片通过覆铜线路连接在第一上板端子和正极接线柱之间。
由上可见，通过设置DC保险片，提高DC转换功能模块的安全性能。
更进一步的方案是，桥式变换电路包括至少两个第二功率管，功率板采用铝基电路板，第二功率管贴装在铝基电路板的上端面上。
由上可见，将第二功率管贴装在铝基电路板的上端面，有利于提高散热效率。
更进一步的方案是，第一下板端子和第二下板端子均呈导电柱布置并位于功率板的上端面上，第一上板端子和第二上板端子均呈导电片布置并位于电容板的下端面上，导电柱与导电片轴向对接。
由上可见，通过导电柱和导电片的轴相对接，使电容板和功率板之间的电路连接更为稳定。
更进一步的方案是，功率板上设置有均呈条状布置的正极汇流覆铜、负极汇流覆铜和输出汇流覆铜，输出汇流覆铜位于正极汇流覆铜和负极汇流覆铜之间，桥式变换电路、第一下板端子和第二下板端子均位于负极汇流覆铜的一侧，桥式变换电路与负极汇流覆铜连接。
更进一步的方案是，电容板设置有正极输入导流端子和负极输入导流端子，多个第一输入电容位于正极输入导流端子和负极输入导流端子之间，输出电容位于第一输入电容的一侧并位于负极汇流覆铜的上方，多个第一输入电容的正极通过覆铜线路与正极输入导流端子、正极接线柱电连接，多个第一输入电容的负极和输出电容的负极通过覆铜线路与负极输入导流端子、负极接线柱电连接。
由上可见，将桥式变换电路和输出电容设置在同一侧上，继而不影响原有电机控制部分的布置，且桥式变换电路和输出电容的负极共用负极线路，从而优化设备的整体线路布局。
更进一步的方案是，多个第一输入电容的正极和正极接线柱电之间设置有继电器。
由上可见，通过继电器的设置，在一些不需要使用电机的场合，可以断开电控控制部分，而DC转换的部分正常使用。
为了实现本发明第二目的，本发明提供一种交通工具，包括电机、电池和如上述方案的电气集成设备，第一输出接线柱与电机连接，正极接线柱和负极接线柱与电池连接。
由上述方案可见，本案的电气集成设备不仅能够实现对电机的驱动，还能够实现DC转换输出，为交通工具上的其他电气设备提供供电，本案将电机控制器和DC转换器集成在一个电气集成设备，集成产品体积小，整体体积与原来的电机控制器相同，相比于原本是两个分立的功能设备产品，本案的集成设备成本更低且体积更小，布线安装也更为容易。
附图说明
图1是本发明电气集成设备实施例的结构图。
图2是本发明电气集成设备实施例的分解图。
图3是本发明电气集成设备实施例中电容板和功率板的分解图。
图4是本发明电气集成设备实施例的电气原理图。
图5是本发明电气集成设备实施例中电容板的器件布置示意图。
图6是本发明电气集成设备实施例中电容板的部分覆铜线路图。
图7是本发明电气集成设备实施例中功率板的器件布置示意图。
图8是本发明电气集成设备实施例中功率板的部分覆铜线路图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参照图1至图8，电气集成设备包括底座11、盖体12、控制板13、电容板2和功率板3，电容板2和功率板3设置在底座11上，盖体12盖合在电容板2和功率板3的外侧并与底座11连接。
电容板2上设置有多个第一输入电容24、正极接线柱21、负极接线柱22、多个正极输入导流端子25和多个负极输入导流端子26，正极接线柱21和负极接线柱22焊接在电容板2上，每三个正极输入导流端子25和每三个负极输入导流端子26分别呈排间隔布置，多个第一输入电容24位于正极输入导流端子25和负极输入导流端子26之间，正极接线柱21通过n型导电铜排211进行布线，导电铜排的端部延伸至三个正极输入导流端子25出，在导电铜排的端部一侧设置有继电器23，继电器23连接在与正极接线柱21连接的导电铜排211和正极输入导流端子25之间，通过继电器23的控制以实现正极接线柱21和正极输入导流端子25之间的通断，负极接线柱22通过直板的导电铜排221进行布线，导电铜排221的端部延伸至负极输入导流端子26处并与负极输入导流端子26连接，多个第一输入电容24的正极通过覆铜线路与正极输入导流端子25连接，多个第一输入电容24的负极通过覆铜线路与负极输入导流端子26连接。
电容板2位于功率板3的上方，控制板13位于电容板2的上方，控制板13设置有控制电路，功率板3上设置有多个第一功率管31、母线导流柱组、三个第一输出接线柱32、桥式变换电路36、第一下板端子351和第二下板端子352，多个第一功率管31的成排并列分布，功率板3上设置有均呈条状布置的两个正极汇流覆铜45、两个负极汇流覆铜47和三个输出汇流覆铜46，输出汇流覆铜46位于正极汇流覆铜45和负极汇流覆铜47之间，正极汇流覆铜45、负极汇流覆铜47和输出汇流覆铜46的布置情况如图8所示，且负极汇流覆铜47位于功率板3的最左侧。
母线导流组柱位于电容板2和功率板3之间并电连接在电容板2和功率板3之间，母线导流柱组包括多个正极导流柱33和多个负极导流柱34，正极导流柱33与正极汇流覆铜45连接，负极导流柱34与负极汇流覆铜47，三个第一输出接线柱32分布与三个输出汇流覆铜46连接，三个第一输出接线柱32对应输出UVW三相供电，一部分的第一功率管31连接在负极导流柱34和第一输出接线柱32之间，一部分的第一功率管31连接在正极导流柱33和第一输出接线柱32之间，具体功率管的连接方式可参见CN203251232U所揭示的电机控制器及其功率模块的电路布置方式。
电容板2上还设置有DC保险片29、两个第二输入电容271、第一上板端子272、第二上板端子273、电感28、输出电容274和第二输出接线柱275，两个第二输入电容271、第一上板端子272、第二上板端子273、电感28和第二输出接线柱275位于电容板2的左侧边缘处。电容板2上还设置有覆铜线路一41、覆铜线路二42、覆铜线路三43和覆铜线路四44，覆铜线路一41连接在DC保险片29的一端和正极接线柱21之间，覆铜线路二42与DC保险片29的另一端、两个第二输入电容271和第一上板端子272连接，第一上板端子272和第二上板端子273均呈导电片布置并位于电容板2的下端面上，第一下板端子351和第二下板端子352均呈导电柱布置并位于功率板3的上端面上，通过导电柱与导电片轴向对接的方式，第一上板端子272与第一下板端子351连接。
在本实施例中，桥式变换电路36采用半桥式DC变换电路，其包括两个第二功率管361，而功率板3采用铝基电路板，第二功率管361贴装在铝基电路板的上端面上，以提高散热效率，桥式变换电路36连接在第一下板端子351和第二下板端子352之间，桥式变换电路36还与负极汇流覆铜47连接，继而从第一下板端子351来的直流输入经过桥式变换电路36的DC变换后，再从第二下板端子352直流输出，第二上板端子273与第二下板端子352连接。当然桥式变换电路还可采用全桥式DC变换电路，其也是能够实现本案目的。
桥式变换电路36、第一下板端子351和第二下板端子352均位于负极汇流覆铜47的一侧，四个输出电容274位于第一输入电容24的一侧并位于负极汇流覆铜47的上方电感28焊接在电容板2的下端面，第二输出接线柱275焊接在电容板2的上端面，第二上板端子273通过覆铜线路三43与电感28的正极连接端连接，第二输出接线柱275通过覆铜线路四44与电感28的负极连接端、输出电容274的正极连接，多个第一输入电容24的负极和输出电容274的负极通过覆铜线路与负极输入导流端子26、负极接线柱22电连接。
另外，底座11设置有避让凹槽111，功率板3设置有避让缺口，电感28位于避让缺口中并位于避让凹槽111内，其有利于电感的散热，再者，盖体12在各个接线柱对应的位置设置穿孔，第二输出接线柱275、三个第一输出接线柱32、正极接线柱21和负极接线柱22从对应孔位穿过，并用于与外部接线连接，第二输出接线柱275作为DC输出正极输出DC转换后的直流供电，而DC输出负极则与负极接线柱22共用，因此可节省连接端。
交通工具可为新能源电动轿车、新能源电动客车、新能源电动货车、新能源电动清洁车、新能源高尔夫球车、新能源观光车、新能源叉车、新能源电动轨道交通工具、新能源电动飞行交通工具、新能源电动航运交通工具等。交通工具包括电机、电池和如上述方案电气集成设备，三个第一输出接线柱32分别与电机的UVW接线端连接，正极接线柱21和负极接线柱22与电池连接，第二输出接线柱275用于为交通工具上的其他电气设备提供供电。
由上可见，本案的电气集成设备不仅能够实现对电机的驱动，还能够实现DC转换输出，为交通工具上的其他电气设备提供供电，本案将电机控制器和DC转换器集成在一个电气集成设备，集成产品体积小，整体体积与原来的电机控制器相同，相比于原本是两个分立的功能设备产品，本案的集成设备成本更低且体积更小，布线安装也更为容易。
Claims (10)
1.一种电机控制与DC转换的电气集成设备，包括电容板和功率板，所述电容板上设置有多个第一输入电容、正极接线柱和负极接线柱，所述功率板上设置有多个第一功率管、母线导流柱组和第一输出接线柱，所述电容板位于所述功率板的上方，所述母线导流组柱位于所述电容板和所述功率板之间并电连接在所述电容板和所述功率板之间；
其特征在于：
所述电容板上还设置有第二输入电容、第一上板端子、第二上板端子、电感、输出电容和第二输出接线柱，所述功率板上还设置有桥式变换电路、第一下板端子和第二下板端子；
所述正极接线柱通过覆铜线路与所述第二输入电容、所述第一上板端子连接，所述第一上板端子与所述第一下板端子连接，所述桥式变换电路连接在所述第一下板端子和所述第二下板端子之间，所述第二上板端子与所述第二下板端子连接，所述第二上板端子与所述电感的第一连接端连接，所述第二输出接线柱通过覆铜线路与所述电感的第二连接端、所述输出电容连接。
2.根据权利要求1所述的电气集成设备，其特征在于：
所述电感焊接在所述电容板的下端面，所述第二输出接线柱焊接在所述电容板的上端面。
3.根据权利要求2所述的电气集成设备，其特征在于：
所述电气集成设备还包括底座，所述底座设置有避让凹槽，所述功率板设置有避让缺口，所述电感位于所述避让缺口中并位于所述避让凹槽内。
4.根据权利要求1所述的电气集成设备，其特征在于：
所述电容板上设置有DC保险片，所述DC保险片通过覆铜线路连接在所述第一上板端子和所述正极接线柱之间。
5.根据权利要求1所述的电气集成设备，其特征在于：
所述桥式变换电路包括至少两个第二功率管，所述功率板采用铝基电路板，所述第二功率管贴装在所述铝基电路板的上端面上。
6.根据权利要求1所述的电气集成设备，其特征在于：
所述第一下板端子和所述第二下板端子均呈导电柱布置并位于所述功率板的上端面上，所述第一上板端子和所述第二上板端子均呈导电片布置并位于所述电容板的下端面上，所述导电柱与所述导电片轴向对接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的电气集成设备，其特征在于：
所述功率板上设置有均呈条状布置的正极汇流覆铜、负极汇流覆铜和输出汇流覆铜，所述输出汇流覆铜位于所述正极汇流覆铜和所述负极汇流覆铜之间，所述桥式变换电路、所述第一下板端子和所述第二下板端子均位于所述负极汇流覆铜的一侧，所述桥式变换电路与所述负极汇流覆铜连接。
8.根据权利要求7所述的电气集成设备，其特征在于：
所述电容板设置有正极输入导流端子和负极输入导流端子，多个所述第一输入电容位于所述正极输入导流端子和所述负极输入导流端子之间，所述输出电容位于所述第一输入电容的一侧并位于所述负极汇流覆铜的上方，多个所述第一输入电容的正极通过覆铜线路与所述正极输入导流端子、所述正极接线柱电连接，多个所述第一输入电容的负极和所述输出电容的负极通过覆铜线路与所述负极输入导流端子、所述负极接线柱电连接。
9.根据权利要求8所述的电气集成设备，其特征在于：
多个所述第一输入电容的正极和所述正极接线柱电之间设置有继电器。
10.交通工具，其特征在于，包括电机、电池和如上述权利要求1至9任一项的电气集成设备，所述第一输出接线柱与所述电机连接，所述正极接线柱和所述负极接线柱与所述电池连接。
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