CN203554861U - 液冷式电机控制器及电动车 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电机控制器技术领域，涉及一种液冷式电机控制器及电动车。液冷式电机控制器,将含功率器件的电机控制器的电路板绝缘支撑在封闭的盒体内，盒体内充有绝缘导热液体，盒体内部、外部、盒体上至少设置一个平衡压力的装置，以平衡绝缘导热液体在密封盒体内热胀冷缩时产生的内外压力差。本实用新型在盒体内部、外部、盒体上至少设置一个平衡压力的装置，以平衡绝缘导热液体在密封盒体内热胀冷缩时产生的内外压力差，盒体容易实现密封性。

Description

液冷式电机控制器及电动车

技术领域

本实用新型属于电机控制器技术领域，特指一种液冷式电机控制器及电动车。 

背景技术

所述的电机控制器目前常用的功率器件是场效应管或IGBT等，功率器件工作产生的热能均是通过和金属导（散）热体紧压的方式导热的。功率器件和金属散热体必须另加绝缘薄片等绝缘物加以相互绝缘。此类导热方式涉及功率器件和金属导热体的紧压安装工序且又要处理绝缘问题。并且由于目前技术条件制约，要达到电机控制器的目的，所需功率器件的数量从6个到48个不等，要将6个到48个数量的功率器件既要压紧到金属导热体上，又要求和金属导热体绝缘，加工工艺复杂，且导热效果不好。 

为此，本申请人提出过一个新的专利（申请号为201210320193.X），液冷式电机控制器，将含功率器件的电机控制器的电路板绝缘支撑在封闭的金属盒内，金属盒内充有绝缘导热的液体，连接电机控制器的导线绝缘密封的引出金属盒外。该专利采用液体向外导热，加工工艺简单且导热性能好。 

但是，在实践过程中，申请人发现金属盒内充有绝缘导热的液体，液体有热胀冷缩之功效，即使盒体内预留有用于液体热胀冷缩的空气，但是，整个金属盒内的密封性容易引起问题，由此很容易引起漏油。一旦引起漏油，这就容易导致整个控制器不能适用很多场合，大大减少了电机控制器的适用范围，甚至引起其它一些不必要的损失。 

实用新型内容

本实用新型的目的是液冷式电机控制器，以解决现有技术中盒体内预留有用 于液体热胀冷缩的空气，整个金属盒内的密封性容易引起问题，由此很容易引起漏油的技术问题。 

本实用新型的目的是这样实现的： 

液冷式电机控制器，：将含功率器件的电机控制器的电路板绝缘支撑在封闭的盒体内，盒体内充有绝缘导热液体，盒体内部、外部、盒体上至少设置一压力平衡装置，以平衡绝缘导热液体在密封盒体内热胀冷缩时产生的内外压力差; 

压力平衡装置设置在盒体内部，与外部空气连通，并且压力平衡装置与密封盒的外盒密封，当绝缘导热液体升温膨胀后，压力平衡装置内的空气排到压力平衡装置外，当内部绝缘导热液体温度下降后，绝缘导热液体体积变小，外部空气补充回压力平衡装置内；或者 

压力平衡装置设置在盒体的外部，其与密封盒贯通，绝缘导热液体升温膨胀状态下，充斥到外部压力平衡装置，温度下降后，压力平衡装置内的绝缘导热液体回到密封盒内。 

较佳的，压力平衡装置为密封盒内设置的气囊，气囊口与外部空气连通，气囊口的外延与密封盒的盒体密封，当控制器工作状态下，绝缘导热液体升温膨胀后，挤压气囊，使气囊变形，气囊内的空气排到气囊口外，当内部绝缘导热液体温度下降后，绝缘导热液体体积变小，外部空气补充回气囊里面。 

较佳的，压力平衡装置为密封盒上或外部设置的气囊，气囊口的外延与密封盒的盒体密封，气囊与密封盒贯通，绝缘导热液体升温膨胀后，充斥到外部气囊，气囊变大，温度下降后，气囊变小，气囊内的绝缘导热液体回到密封盒内。 

较佳的，压力平衡装置还可以包括使用活塞在内的平衡气压装置。 

较佳的，压力平衡装置设置在盒体的外部，其与密封盒贯通处设置一压力阀体，以达到密封盒内压力大于一阀值打开流向压力平衡装置的阀体， 否则打开流向密封盒的阀体的功效。 

较佳的，上述的盒体至少一面是铝材或铜材制成的盒。 

较佳的，上述电机控制器电路板上的功率器件工作所产生的热能通过绝缘导热的液体传递给金属面，再经金属面利用空气自然对流散热。 

本实用新型另提供一种电动车，以解决现有技术中，液冷式电机控制器的盒体内预留有用于液体热胀冷缩的空气，整个金属盒内的密封性容易引起问题，由此很容易引起漏油的技术问题。其采用的技术方案为： 

一种电动车，包括上述液冷式电机控制器。 

本实用新型相比现有技术突出且有益的技术效果是： 

1、本实用新型在盒体内部、外部、盒体上至少设置一个平衡压力的装置，以平衡绝缘导热液在密封盒体内热胀冷缩时产生的内外压力差，有了这个压力平衡装置，就使得绝缘导热液热膨胀冷缩有了空间，这样就不会对盒体内部产生特别大的压力差，盒体容易实现密封性。 

2、本实用新型的压力平衡装置可以设置一个或多个，特别是根据可能产生的压力差情况，在盒体内部或外部设置多个压力平衡装置时，压力平衡装置可以以各自独立的方式存在于盒体内部或外部，能达到更佳的密封效果，特别是根据液冷式电机控制器在不同的位置上设置不同大小的压力平衡装置，来达到内部压力平衡之功效，特别是当某一个压力平衡装置发生故障时，不影响整体的压力差情况。压力平衡装置还可以以串连的方式存在于盒体内部或外部，同样也能达到密封效果 

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的剖视示意图; 

图2是本实用新型第二实例的剖视示意图； 

图3、图4分别是本实用新型第三实施例的外盒的剖视图、整体图； 

图5为本实用新型第三实施例中外盒气囊口的外延与密封盒的盒体密封的一示例图； 

图6为本实用新型第三实施例内部的结构示例图。 

图7A、图7B分别为压力平衡装置的另一种实施例的两种不同状态图。 

具体实施方式

实施例一 

下面结合附图以具体实施例对本实用新型作进一步描述，参见图1： 

液冷式电机控制器，将含功率器件的电机控制器16的电路板2绝缘支撑在封闭的盒体15内，盒体15内充有绝缘导热液体11连接电机控制器16的导线14绝缘密封的引出盒体15外。 

盒体内部、外部、金属盒盒体上至少设置一个平衡压力的装置，以平衡绝缘导热液体在密封盒体内热胀冷缩时产生的内外压力差。 

压力平衡装置设置在盒体内部，与外部空气连通，并且压力平衡装置与密封盒密封，当绝缘导热液体升温膨胀后，压力平衡装置内的空气排到压力平衡装置外，当内部绝缘导热液体温度下降后，绝缘导热液体体积变小，外部空气补充回压力平衡装置内；或者 

压力平衡装置设置在盒体的外部，其与密封盒贯通，绝缘导热液体升温膨胀状态下，充斥到外部压力平衡装置，温度下降后，压力平衡装置内的绝缘导热液体回到密封盒内。 

一种方案为：压力平衡装置为一个或多个密封盒内设置的气囊19（如图2所示），气囊口与外部空气连通，气囊口的外延与密封盒的盒体密封，当控制器工作状态下，绝缘导热液体升温膨胀后，挤压气囊，使气囊变形，气囊内的空气排到气囊口外，当内部绝缘导热液体温度下降后，绝缘导热液体体积变小，外部空气补充回气囊里面。当气囊19为多个时，气囊19可以 相互独立，每一个气囊19虽然设置在密封盒内，但是，密封盒开设对应通孔，气囊19的口通过对应通孔，与外部空气连通，并且，气囊口与密封盒的通孔是做好密封，以保证密封盒不会由于通孔而漏气，还有，气囊19的口保证与外部空气的连通，也可以设置一些方便进出空气的塞体。气囊19可以相互独立,这样，当其中某一气囊出现问题时，不影响整体的压力平衡性。还有，气囊19可以独立设置在密封盒内不同的位置，特别是当密封盒内有不同的压力差时，设置不同大小的气囊19在对应的位置，以达到整体压力平衡的功效。 

当气囊19为多个时，气囊19可以彼此连通，在密封盒上开设一通孔，其中一气囊19的口通过通孔与外部空气连通。这两种方式能大大提高平衡的功效。 

实施例二 

第二种方案为：压力平衡装置为密封盒上或外部设置的气囊18（如图1所示），气囊口的外延与密封盒的盒体密封，气囊与密封盒贯通，绝缘导热液体升温膨胀后，充斥到外部气囊，气囊变大，温度下降后，气囊变小，气囊内的绝缘导热液体回到密封盒内。同样，气囊18也可以是一个多个，效果与上述的一致，再此就不再叙述。 

压力平衡装置还可以包括使用活塞在内的平衡气压装置。 

比如： 

密封盒内加入一定量的导热油，留有空间可以用于导热油温升后膨胀，这个空间可以有空气，可以是真空，有空气的情况下，温升后内部压力会变大，导致密封难度变高，还有的方式密封盒内设置有气囊，气囊口与外部空气连通，气囊口的外延36与密封盒的盒体密封（如图5所示），当产品工作，导热油升温膨胀后，挤压气囊，使气囊变形，气囊内的空气排到气囊口外，当内部导热油温度下降后，导热油体积变小，外部空气补充回 气囊里面，这样可以使密封盒内外压力一致，外置气囊的原理是气囊口的外延与密封盒的盒体密封，气囊与密封盒贯通，导热油升温膨胀后，充斥到外部气囊，气囊变大，温度下降后，气囊变小，气囊内的导热油回到密封盒内，还有的方式是使用活塞等平衡气压的装置 

压力平衡装置设置在盒体的外部，其与密封盒贯通处设置一压力阀体，以达到密封盒内压力大于一阀值打开流向压力平衡装置的阀体，否则打开流向密封盒的阀体的功效。 

压力平衡装置也可以不仅仅是密封盒上或外部设置的气囊，可以是其它装置，比如，软体装置。 

软体装置设置在密封盒内部或外部（请参阅图7B），软体装置可以通过移动其位置来增加密封盒内的容积或缩小密封盒子内的容积。它可以是一面壳体上加一个软的橡皮一样的装置，加热前，软体装置37向内凸（图7A），即向有液体部分凸（如图7A中右侧向内凸部分），加热后，就像软橡皮一样的弹到一边，软体装置37向外凸（如图7B），即向没有液体部分凸，可以减压，其一侧面是有孔的，连接外部空气的，同样也能实现压力平衡的功效。 

上述的盒体15至少一面是铝材或铜材制成的盒。 

上述的液体11是绝缘导热的变压器油或绝缘油或硅油或导热油。 

上述电机控制器16电路板2上的功率器件9工作所产生的热能通过绝缘导热的液体11传递给盒体15，再经盒体15利用空气自然对流散热。 

上述控制器16的电路板2通过顶壁5上的金属导电柱7和螺帽1及两侧壁12、17上的卡槽4将电机控制器16的电路板2绝缘支撑在封闭的盒体15内，卡槽4由固定在盒体两侧壁12、17上的横放的U型体3形成或由设置在电路板2上下侧面、固定在盒体两侧壁12、17上的夹板形成。 

上述的盒体15的顶壁5与大电流金属导电柱7之间通过绝缘垫6加以绝 缘，并用环氧树脂和密封垫加以密封，用螺帽8予以固定，金属导电柱7分别与电机控制器电路板2上的电源输入连接点、驱动电机的三相连接点进行电连接。 

这种线路板的装配方式，仅是举例说明，并非用于局限于本申请。 

在本申请中，在盒体的一底部或其它侧部设置一凸柱，电路板开设通孔，功率元件散热面与穿过线路板通孔的凸柱接触，直接将功率元件产生的热量通过凸柱、及盒壁导热出去，并且凸柱还能起到固定作用，盒体通过凸柱及大电流金属导电柱等进行密封固定连接，在本申请，如何固定如何连接，都不是本实用新型的重点，本实用新型的目的在于：将含功率器件的电机控制器的电路板绝缘支撑在封闭的盒体内，盒体内充有绝缘导热液体，盒体内部、外部、盒体上至少设置一个平衡压力的压力平衡装置，以平衡绝缘导热液体在密封盒体内热胀冷缩时产生的内外压力差有这种特点的，都应落入本实用新型的保护范围内。 

上述的电机控制器电路板2的小电流引线14（例如信号线）通过密封装置13密封处理引出盒体15或与设置在盒体侧壁12上的插座电连接，盒体侧壁12与插座之间进行密封处理。 

本实用新型对于二轮、三轮、四轮电动车、叉车、电动汽车等电机控制器均可方便实施。上述实施例仅为本实用新型在一种电动车电机控制器上的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、尺寸、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。 

实施例三 

请参阅图3至图6，图6的线路板绝缘支撑在图4的外壳里，图4的外壳里装有绝缘导热液体，绝缘导热液体的热胀冷缩是通过图5的气囊来平衡压力。 

在这个实例中，盒体内31和盒体外32的结构是怎么样的，并不是关键，主要是本实用新型设置有压力平衡装置，来平衡盒体内的压力差。并且， 

本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。 

Claims (8)

1.液冷式电机控制器，其特征在于，将含功率器件的电机控制器的电路板绝缘支撑在封闭的盒体内，盒体内充有绝缘导热液体，盒体内部、外部、盒体上至少设置一个平衡压力的压力平衡装置，以平衡绝缘导热液体在密封盒体内热胀冷缩时产生的内外压力差, 

压力平衡装置设置在盒体内部，与外部空气连通，并且压力平衡装置与密封盒的外盒密封，当绝缘导热液体升温膨胀后，压力平衡装置内的空气排到压力平衡装置外，当内部绝缘导热液体温度下降后，绝缘导热液体体积变小，外部空气补充回压力平衡装置内；或者 

压力平衡装置设置在盒体的外部，其与密封盒贯通，绝缘导热液体升温膨胀状态下，充斥到外部压力平衡装置，温度下降后，压力平衡装置内的绝缘导热液体回到密封盒内。 

2.如权利要求1所述的液冷式电机控制器，其特征在于，压力平衡装置为一个或多个密封盒内设置的气囊，气囊口与外部空气连通，气囊口的外延与密封盒的盒体密封，当控制器工作状态下，绝缘导热液体升温膨胀后，挤压气囊，使气囊变形，气囊内的空气排到气囊口外，当内部绝缘导热液体温度下降后，绝缘导热液体体积变小，外部空气补充回气囊里面。 

3.如权利要求1所述的液冷式电机控制器，其特征在于，压力平衡装置为密封盒上或外部设置的一个或多个气囊，气囊口的外延与密封盒的外壳密封，气囊与密封盒贯通，绝缘导热液体升温膨胀后，充斥到外部气囊，气囊变大，温度下降后，气囊变小，气囊内的绝缘导热液体回到密封盒内。 

4.如权利要求1所述的液冷式电机控制器，其特征在于，压力平衡装置还包括使用活塞在内的平衡气压装置。 

5.如权利要求1所述的液冷式电机控制器，其特征在于，压力平衡装置设置在盒体的外部，其与密封盒贯通处设置一压力阀体，以达到密封盒 内压力大于一阀值打开流向压力平衡装置的阀体，否则打开流向密封盒的阀体的功效。 

6.根据权利要求1或2所述的液冷式电机控制器，其特征在于：所述的盒体至少一面是铝材或铜材制成的盒。 

7.根据权利要求1或2所述的液冷式电机控制器，其特征在于：所述电机控制器电路板上的功率器件工作所产生的热能通过绝缘导热的液体传递给由金属制成一面的盒体，再经金属面利用空气自然对流散热。 

8.一种电动车，包括权利要求1至权利要求7任一项所述的液冷式电机控制器。 

Images