CN202334419U - 电动汽车用低压大功率无刷直流电机控制器 - Google Patents
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Abstract
电动汽车用低压大功率无刷直流电机控制器，它涉及无刷直流电机控制领域。它的铝基板(1)通过螺钉及导热硅胶设置在散热板(8)上，散热板(8)外设置有外壳(10)，铝基板(1)上焊接有铜排(2)，铜排(2)上依次压接有铝条(3)和电容板(4)，铝条(3)上跨接有正极铜条(11)和负极铜条(12)，铜排(2)一端与三相输出铜条(13)相连，电流传感器(6)分别与正极铜条(11)和三相输出铜条(13)相连，电容板(4)上设置有电容(5)，电容(5)上方设置有隔离板(7)，隔离板(7)上设置有控制板(9)。它采用MOS管并联的结构，提高了整机的可靠性安全性，具有很高的实用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及无刷直流电机控制领域，具体涉及一种电动汽车用低压大功率无刷直流电机控制器。
背景技术
目前低压大功率无刷直流电机控制器一般都采用MOSFET并联或者MOSFET模块并联，前者成本较为低廉，但控制器的整体结构相对复杂，可靠性较低。后者结构虽简单，但是价格相对较高，于民用市场没有较高的性价比。本实用新型是采用MOSFET并联的结构，但在结构上进行了巧妙的设计，摒弃了传统结构的各种缺点，提高了整机的可靠性，实现了对导电、散热、隔离电磁干扰等诸多技术难题的攻克比，具有很高的实用价值。本结构已经经过大量的实验验证，通过了国家级汽车试验中心的检测，目前正大批量应用于轻型纯电动货车中。
传统的MOSFET并联大致分为两种基本结构：
一种是铝基板作为底板，表面焊接MOSFET和铜柱或类似于铜柱的铜端子，再搭接电容板和其他控制板等各种结构，组成整个控制器系统。其优点在于MOSFET是直接焊在铝基板上的，MOSFET与铝基板充分接触，热阻很小，其散热效果非常好。但因其表面焊接的铜柱或端子与铝基板的接触面有限，MOSFET又是大面积的铺开，势必会造成每个MOSFET流经的大电流要通过不等距离的表面铜箔来导电的情况，但铝基板表面的铜箔是有一定厚度的，其导电能力受限，一般难以承受上千安培的大电流，容易发热进而损坏控制器。且其电容板距离主电路MOSFET较远，易产生电磁辐射等不利于整个控制器工作的因素。
另一种是将MOSFET用螺钉固定在散热板上，MOSFET的导热面与散热器接触热阻相对较大，不利于散热，同时螺钉固定的方式使热量传导不均，不能有效利用MOSFET的整个导热面。且长时间应用于电动汽车这种颠簸的工况下，螺钉容易松动，更加引起MOSFET与散热板的热阻增大，导热性变差，整机的可靠性和性能将降低。MOSFET的引脚焊在PCB板上，而此PCB板是环氧树脂板等导热性很差的材料，表面作为导电用的铜箔又很薄，虽然可在其表面镀锡或加铜线等导电介质，但对于上千安培的大电流仍然有连接方式复杂、电磁辐射过大等诸多的问题难以克服。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种电动汽车用低压大功率无刷直流电机控制器，它采用MOS管并联的结构，摒弃了传统结构的各种缺点，提高了整机的可靠性，导电、散热、隔离电磁干扰性能好，具有很高的实用价值。
为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型采取以下技术方案：它包含铝基板1、铜排2、铝条3、电容板4、电容5、电流传感器6、隔离板7、散热板8、控制板9、外壳10、正极铜条11、负极铜条12和三相输出铜条13，铝基板1通过螺钉及导热硅胶设置在散热板8上，散热板8外设置有外壳10，铝基板1上焊接有铜排2，铜排2上依次压接有铝条3和电容板4，铝条3上跨接有正极铜条11和负极铜条12，铜排2一端与三相输出铜条13相连，电流传感器6分别与正极铜条11和三相输出铜条13相连，电容板4上设置有电容5，电容5上方设置有隔离板7，隔离板7上设置有控制板9，且控制板9通过引线与铝基板1相连。
所述的铝基板1上均匀焊接有数排MOS管1-1。
所述的铜排2包含正极铜排2-1、负极铜排2-2和三相输出铜排2-3，正极铜排2-1和负极铜排2-2分别设置在MOS管1-1两侧，MOS管1-1之间设置有三相输出铜排2-3。
本实用新型采用MOSFET并联的结构，摒弃了传统结构的各种缺点，提高了整机的可靠性，实现了对导电、散热、隔离电磁干扰等诸多技术难题的攻克比，具有很高的实用价值。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中铝基板1的结构示意图。
具体实施方式：
参照图1-2，本具体实施方式采取以下技术方案：它包含铝基板1、铜排2、铝条3、电容板4、电容5、电流传感器6、隔离板7、散热板8、控制板9、外壳10、正极铜条11、负极铜条12和三相输出铜条13，铝基板1通过螺钉及导热硅胶设置在散热板8上，散热板8外设置有外壳10，铝基板1上焊接有铜排2，铜排2上依次压接有铝条3和电容板4，铝条3上跨接有正极铜条11和负极铜条12，铜排2一端与三相输出铜条13相连，电流传感器6分别与正极铜条11和三相输出铜条13相连，电容板4上设置有电容5，电容5上方设置有隔离板7，隔离板7上设置有控制板9，且控制板9通过引线与铝基板1相连。
所述的铝基板1上均匀焊接有数排MOS管1-1。
所述的铜排2包含正极铜排2-1、负极铜排2-2和三相输出铜排2-3，正极铜排2-1和负极铜排2-2分别设置在MOS管1-1两侧，MOS管1-1之间设置有三相输出铜排2-3。
本具体实施方式焊在铝基板1上的MOS管1-1均匀分布为六排，分别为三个相的上下桥，并在每相靠近MOS管1-1导电电极的位置平铺焊接正负极和相线输出铜排，这些铜排长度与单排MOS管1-1并联的整体距离近似或相等。铜排紧靠MOSFET目的是为了让流经MOS管1-1与铜排之间的电流所经过的铜箔的距离尽可能的短。因为铜箔较薄，电阻相对较大，在流经大电流时产生较多热量，会使控制器整体温度过高，降低MOSFET的导电能力，从而导致控制器性能的下降或危及控制器的安全，本具体实施方式通过紧靠MOSFET旁边焊接这些铜排可以使大电流都从铜排中流过，减小发热量增强导电能力。这些铜排不能过厚或过薄，会带来成本偏高和焊接困难的问题，以能安全导电流且又能在其上稳定压接铝条为宜。焊接在铝基板上的三相输出铜排经过电流传感器后直接伸出外壳，作为电机三相线的连接铜排。
本具体实施方式铝基板1上的正负极铜排上压接铝条3，此处再压接铝条目的是为了衔接铝条上面的电容板4，既要使电容板4与MOS管1-1保持一定高度又不能太高，太低安全距离不够，太高又容易增大电磁辐射的问题。同时节省了成本和降低了加工难度，如果用较厚的铜排直接焊接在铝基板上而不用铝条压接则增加成本，焊接过程也相应增加了难度。还有一个优点是使衔接三个桥臂的正负极铜条可以很牢固的固定在铝条上，因此处是螺钉衔接，如果直接固定在铜条上，铜条的材质相对铝条要软，安装或拆卸次数较多的时候容易滑丝。
本具体实施方式铝,3上再安装电容板4，用螺钉将铝基板上的铜条、铝条和电容板三者紧密固定到一起。电容板分为三块或多块，并排铺开，使电解电容均匀分布在底板MOSFET的上方，并留出衔接三个桥臂正负极铜排连接的位置，此衔接正极铜排跨过负极铝条和负极铜排，跨过正极铝条的位置分别挖相应的隔离槽，以保证正负极之间的空间放电距离，避免打火放电。此衔接铜条作为连接主电路电池的正负极直接伸出外壳。
本具体实施方式电容板4上在高于电容的位置上增加一层隔离板7，材质防辐射的金属板，因在电流很大的情况下，空间的电磁干扰也非常强，用金属板隔开大部分辐射，可防止其上的控制板主控电路受干扰，避免出现各种故障。隔离板的高度也不能太高，因控制板与铝基板是通过引线连接的，引线太长同样也会增大干扰。
本具体实施方式在铝基板上焊接铜排，解决了传统铝基板上依靠铜箔来导电能力不足的问题，避免大电流情况下发热引起的控制器损坏，提升了控制器的整体效率和可靠性；在铜条上压接铝条和电容板，在铝条上跨接正负极铜条引出到外壳，在控制板与底板之间加金属隔离板，既解决了三相正负极衔接的问题，提高了系统可靠性，又有效遏制了电磁辐射产生的干扰。为控制器整体的可靠性，长期运行的安全性提供了可靠的保障。
Claims (3)
1.电动汽车用低压大功率无刷直流电机控制器，其特征在于它包含铝基板(1)、铜排(2)、铝条(3)、电容板(4)、电容(5)、电流传感器(6)、隔离板(7)、散热板(8)、控制板(9)、外壳(10)、正极铜条(11)、负极铜条(12)和三相输出铜条(13)，铝基板(1)通过螺钉及导热硅胶设置在散热板(8)上，散热板(8)外设置有外壳(10)，铝基板(1)上焊接有铜排(2)，铜排(2)上依次压接有铝条(3)和电容板(4)，铝条(3)上跨接有正极铜条(11)和负极铜条(12)，铜排(2)一端与三相输出铜条(13)相连，电流传感器(6)分别与正极铜条(11)和三相输出铜条(13)相连，电容板(4)上设置有电容(5)，电容(5)上方设置有隔离板(7)，隔离板(7)上设置有控制板(9)，且控制板(9)通过引线与铝基板(1)相连。
2.根据权利要求1所述的电动汽车用低压大功率无刷直流电机控制器，其特征在于所述的铝基板(1)上均匀焊接有数排MOS管(1-1)。
3.根据权利要求1所述的电动汽车用低压大功率无刷直流电机控制器，其特征在于所述的铜排(2)包含正极铜排(2-1)、负极铜排(2-2)和三相输出铜排(2-3)，正极铜排(2-1)和负极铜排(2-2)分别设置在MOS管(1-1)两侧，MOS管(1-1)之间设置有三相输出铜排(2-3)。
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