CN206922646U - 电动汽车电机驱动器及高压母线滤波电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电动汽车电机驱动器和高压母线滤波电路，所述电机驱动器包括机壳和位于机壳内的逆变器，所述电机驱动器还包括磁环、母线电容、至少两个第一安规电容、至少两个第二安规电容，其中：正直流母线和负直流母线穿过所述磁环后连接到IGBT模块，且所述磁环与IGBT模块之间的正直流母线和负直流母线之间依次连接有串接的两个第二安规电容、串接的两个第一安规电容以及母线电容；两个第一安规电容的连接点、两个第二安规电容的连接点分别连接到机壳的不同位置。本实用新型通过至少两个第二安规电容、磁环、至少两个第一安规电容组成电感‑电容‑电容式滤波拓扑，不仅减小了干扰对外发射，而且可大大减小安装空间，提高整机的功率密度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气控制系统领域，更具体地说，涉及一种电动汽车电机驱动器及高压母线滤波电路。
背景技术
新能源汽车的电控系统在工作时会产生EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)干扰，这些EMI干扰将直接影响整车的EMI认证。并且，高压母线上的对外EMI干扰会直接影响并联在母线上的其他电子部件的正常工作。此外，对于电控系统，其内部的IGBT等高压开关器件在工作时产生的干扰会直接在机箱内部耦合到低压电源系统或者信号电路中，导致低压系统的传导干扰以及对外辐射大大增强，引起其不满足EMC(ElectroMagnetic Compatibility，电磁兼容性)标准规定的限值要求。
为提高整车系统的抗干扰性能和可靠性、安全性，需要对电控系统的高压母线上的干扰进行抑制。对于当前已有的集成滤波器或者采用分立元件组成的滤波电路，尽管其滤波效果明显，但是其存在如下的不足：
(1)集成的滤波模块在安装时需占用较大的空间，不利于电控系统布局设计；
(2)分立元件组成的滤波电路和集成滤波器均只能安装在端口，干扰源IGBT模块与母线电容、铜排、端口滤波器构成较大的面积的回路，导致干扰会通过该回路对电控系统的腔体内部产生较大的辐射干扰；
(3)集成了Y电容的母线电容尽管可以减小干扰流通的环路面积，在一定程度上改善整机系统的EMC，但是无法抑制端口处到铜排的干扰。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述新能源汽车的电控系统滤波电路安装体积大、且无法抑制端口处到铜排的干扰的问题，提供一种电动汽车电机驱动器及高压母线滤波电路。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种电动汽车电机驱动器，包括机壳和位于机壳内的逆变器，且该逆变器包括连接在直流输入端和IGBT模块之间的正直流母线和负直流母线，所述电机驱动器还包括磁环、母线电容、至少两个第一安规电容、至少两个第二安规电容，其中：正直流母线和负直流母线穿过所述磁环后连接到IGBT模块，且所述磁环与IGBT模块之间的正直流母线和负直流母线之间依次连接有串接的至少两个第二安规电容、串接的至少两个第一安规电容以及母线电容；所述至少两个第一安规电容的连接点、至少两个第二安规电容的连接点分别连接到机壳的不同位置。
在本实用新型所述的电动汽车电机驱动器中，所述母线电容和至少两个第一安规电容封装在一个绝缘外壳内；所述绝缘外壳上具有正输入引脚、正输出引脚、负输入引脚、负输出引脚、外接引脚；所述正输入引脚经由正母线和一个第一安规电容连接到外接引脚，所述负输入引脚经由负母线和另一个第一安规电容连接到外接引脚；所述正输出引脚、负输出引脚分别连接到正母线和负母线，所述母线电容的两端分别连接正母线和负母线。
在本实用新型所述的电动汽车电机驱动器中，所述绝缘外壳的外表面上具有金属散热基板；所述外接引脚经金属散热基板连接机壳。
在本实用新型所述的电动汽车电机驱动器中，所述磁环为非晶磁环，所述第一安规电容为薄膜Y电容，所述母线电容、至少两个第一安规电容以导热胶灌胶方式封装在所述绝缘外壳内。
本实用新型还提供一种高压母线滤波电路，包括磁环、母线电容、至少两个第一安规电容、至少两个第二安规电容，其中：高压母线的正直流母线和负直流母线穿过所述磁环，且所述磁环与IGBT模块之间的正直流母线和负直流母线之间依次连接有串接的至少两个第二安规电容、串接的至少两个第一安规电容以及母线电容；所述至少两个第一安规电容的连接点连接到第一参考地；所述至少两个第二安规电容的连接点连接到第二参考地。
在本实用新型所述的高压母线滤波电路中，所述母线电容和至少两个第一安规电容封装在一个绝缘外壳内；所述绝缘外壳上具有正输入引脚、正输出引脚、负输入引脚、负输出引脚、外接引脚；所述正输入引脚经由正母线和一个第一安规电容连接到外接引脚，所述负输入引脚经由负母线和另一个第一安规电容连接到外接引脚；所述正输出引脚、负输出引脚分别连接到正母线和负母线，所述母线电容的两端分别连接正母线和负母线。
在本实用新型所述的高压母线滤波电路中，所述绝缘外壳的外表面上具有金属散热基板。
在本实用新型所述的高压母线滤波电路中，所述磁环为非晶磁环，所述第一安规电容为薄膜Y电容，所述母线电容、至少两个第一安规电容以导热胶灌胶方式封装在所述绝缘外壳内。
本实用新型的电动汽车电机驱动器及高压母线滤波电路具有以下有益效果：通过至少两个第二安规电容、磁环、至少两个第一安规电容组成电感-电容-电容式滤波拓扑，不仅减小了干扰对外发射，而且可大大减小滤波电路的安装空间，提高整机的功率密度。本实用新型还通过将至少两个第一安规电容与母线电容集成到一个绝缘外壳内，减小了驱动器内部干扰环路面积，降低了母线干扰对电控系统腔体内部电路的辐射，提高了电控系统的EMC性能。
附图说明
图1是本实用新型高压母线滤波电路实施例的示意图。
图2是母线电容与两个第一安规电容封装体的结构示意图。
图3是母线电容与两个第一安规电容封装体的电路示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，是本实用新型高压母线滤波电路实施例的示意图，该高压母线滤波电路可应用于新能源汽车的电控系统，用以降低电控系统的EMI干扰。本实施例中的高压母线滤波电路包括磁环21、母线电容Cbus(例如为薄膜电容或一组串接的薄膜电容)、两个第一安规电容CY1(在实际应用中，第一安规电容CY1的数量可超过两个)、两个第二安规电容CY2(在实际应用中，第二安规电容CY2的数量可超过两个)，其中高压母线的正直流母线和负直流母线穿过磁环21，且磁环21与IGBT模块22之间的正直流母线和负直流母线之间依次连接有串接的两个第二安规电容CY2、串接的两个第一安规电容CY1以及母线电容Cbus；两个第一安规电容CY1的连接点连接到第一参考地PE1；两个第二安规电容CY2的连接点连接到第二参考地PE2。
在上述的高压母线滤波电路中，母线电容Cbus用来进行主回路的储能和滤波，IGBT模块22开关瞬间产生的干扰电流流经Csl(IGBT模块22以及输出线缆/铜排对机壳寄生电容)，经过地平面流经第一安规电容CY1、第二安规电容CY2回流到IGBT模块22的干扰源头(如图1中的箭头所示)；磁环21可有效隔绝外界对电控系统的影响。通过上述方式，不仅可提高系统的EMC性能，而且可大大减小电控系统滤波电路的安装空间，提高整机的功率密度。在使用时，可使得第一安规电容CY1的接地点(即第一参考地PE1)和第二安规电容CY2的接地点(即第二参考地PE2)保持不同，并且第一安规电容CY1和第二安规电容CY2容值大小可以相同或不同。
为进一步减小高压母线滤波电路整体的安装空间浪费，提高整机内部器件的融合度，可将母线电容Cbus和两个第一安规电容CY1封装在一个绝缘外壳(例如塑胶外壳)内。如图2、3所示，该绝缘外壳上具有正输入引脚1、正输出引脚3、5、7、9、11、13、负输入引脚2、负输出引脚4、6、8、10、12、14和外接引脚15、16(也可仅具有一个外接引脚)，其中正输入引脚1经由正母线和一个第一安规电容CY1连接到一个外接引脚15，负输入引脚2经由负母线和另一个第一安规电容CY2连接到另一外接引脚16；正输出引脚3、5、7、9、11、13、负输出引脚4、6、8、10、12、14分别连接到正母线和负母线，母线电容Cbus的两端分别连接正母线和负母线。
上述磁环21可采用非晶磁环，而第一安规电容CY1和第二安规电容CY2可采用薄膜Y电容。母线电容Cbus、两个第一安规电容CY1以导热胶灌胶方式封装在绝缘外壳内。特别地，绝缘外壳上还可具有金属散热基板，这样，可利用导热胶和金属散热基板(该金属散热基板可贴附到驱动器机壳)进行热量散发，避免其过热损坏和引发火灾。
上述高压母线滤波电路可应用于电动汽车电机驱动器。此时该电动汽车电机驱动器包括机壳和位于机壳内的逆变器，且该逆变器包括连接在直流输入端和IGBT模块之间的正直流母线和负直流母线，该电机驱动器还包括磁环、母线电容、两个第一安规电容、两个第二安规电容，其中：正直流母线和负直流母线穿过磁环后连接到IGBT模块，且磁环与IGBT模块之间的正直流母线和负直流母线之间依次连接有串接的两个第二安规电容、串接的两个第一安规电容以及母线电容；两个第一安规电容的连接点、两个第二安规电容的连接点分别连接到机壳的不同位置。
上述母线电容和两个第一安规电容可封装在一个绝缘外壳内；该绝缘外壳上具有正输入引脚、正输出引脚、负输入引脚、负输出引脚、两个外接引脚；正输入引脚经由正母线和一个第一安规电容连接到一个外接引脚，负输入引脚经由负母线和另一个第一安规电容连接到另一外接引脚；正输出引脚、负输出引脚分别连接到正母线和负母线，母线电容的两端分别连接正母线和负母线。
绝缘外壳的外表面上可具有金属散热基板，外接引脚可经金属散热基板连接机壳，从而实现散热。上述磁环为非晶磁环，第一安规电容为薄膜Y电容，母线电容、两个第一安规电容以导热胶灌胶方式封装在绝缘外壳内。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种电动汽车电机驱动器，包括机壳和位于机壳内的逆变器，且该逆变器包括连接在直流输入端和IGBT模块之间的正直流母线和负直流母线，其特征在于：所述电机驱动器还包括磁环、母线电容、至少两个第一安规电容、至少两个第二安规电容，其中：正直流母线和负直流母线穿过所述磁环后连接到IGBT模块，且所述磁环与IGBT模块之间的正直流母线和负直流母线之间依次连接有串接的所述至少两个第二安规电容、串接的所述至少两个第一安规电容以及母线电容；所述至少两个第一安规电容的连接点、所述至少两个第二安规电容的连接点分别连接到机壳的不同位置，并由磁环与所述至少两个第二安规电容组成第一级母线对地滤波、由母线电容与所述至少两个第一安规电容组成第二级母线对地滤波。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电机驱动器，其特征在于：所述母线电容和至少两个第一安规电容封装在一个绝缘外壳内；所述绝缘外壳上具有正输入引脚、正输出引脚、负输入引脚、负输出引脚、外接引脚；所述正输入引脚经由正母线和一个第一安规电容连接到外接引脚，所述负输入引脚经由负母线和另一个第一安规电容连接到外接引脚；所述正输出引脚、负输出引脚分别连接到正母线和负母线，所述母线电容的两端分别连接正母线和负母线。
3.根据权利要求2所述的电动汽车电机驱动器，其特征在于：所述绝缘外壳的外表面上具有金属散热基板；所述外接引脚经金属散热基板连接机壳。
4.根据权利要求2所述的电动汽车电机驱动器，其特征在于：所述磁环为非晶磁环，所述第一安规电容为薄膜Y电容，所述母线电容、至少两个第一安规电容以导热胶灌胶方式封装在所述绝缘外壳内。
5.一种高压母线滤波电路，其特征在于：包括磁环、母线电容、至少两个第一安规电容、至少两个第二安规电容，其中：高压母线的正直流母线和负直流母线穿过所述磁环，且所述磁环与IGBT模块之间的正直流母线和负直流母线之间依次连接有串接的所述至少两个第二安规电容、串接的所述至少两个第一安规电容以及母线电容；所述至少两个第一安规电容的连接点连接到第一参考地；所述至少两个第二安规电容的连接点连接到第二参考地，并由磁环与所述至少两个第二安规电容组成第一级母线对地滤波、由母线电容与所述至少两个第一安规电容组成第二级母线对地滤波。
6.根据权利要求5所述的高压母线滤波电路，其特征在于：所述母线电容和至少两个第一安规电容封装在一个绝缘外壳内；所述绝缘外壳上具有正输入引脚、正输出引脚、负输入引脚、负输出引脚、外接引脚；所述正输入引脚经由正母线和一个第一安规电容连接到外接引脚，所述负输入引脚经由负母线和另一个第一安规电容连接到外接引脚；所述正输出引脚、负输出引脚分别连接到正母线和负母线，所述母线电容的两端分别连接正母线和负母线。
7.根据权利要求6所述的高压母线滤波电路，其特征在于：所述绝缘外壳的外表面上具有金属散热基板。
8.根据权利要求6所述的高压母线滤波电路，其特征在于：所述磁环为非晶磁环，所述第一安规电容为薄膜Y电容，所述母线电容、至少两个第一安规电容以导热胶灌胶方式封装在所述绝缘外壳内。
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