CN207059811U - 一种汽车驱动电机的电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车驱动电机的电机控制器，包括控制器箱体和安装在控制器箱体里面的电路板和正负极直流母线复合铜排，其中位于控制器箱体底部的线路板布局有IGBT模块，在控制器箱体上安装正负极电源插接件，正负极电源插接件与正负极直流母线复合铜排电连接，其特征在于，正负极电源插接件选用能与高压线束的屏蔽层360°接触的高压接插件，在正负极直流母线复合铜排的端部安装磁环。它可以有效降低电机系统对外的辐射发射值，在正负极直流母线复合铜排的端部安装磁环,滤除母线端的共模干扰信号，有效降低母线端的传导发射和辐射发射值。

Description

一种汽车驱动电机的电机控制器

技术领域：

本实用新型涉及一种汽车驱动电机的电机控制器。

背景技术：

现有的汽车驱动电机的电机控制器的抗扰能力低，在整车运行时容易触发电机系统故障；电机控制器的辐射发射、传导发射值高，会影响整车其它部件的正常运行，非常有必要整体提高汽车驱动电机的电机控制器的抗扰能力，降低电机控制器的辐射发射，传导发射值，以保障汽车的正常运作和减少安全事故。

发明内容：

本实用新型的第目的是提供一种汽车驱动电机的电机控制器，解决现有技术中汽车驱动电机的电机控制器的抗扰能力低，辐射发射、传导发射值高的技术问题。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种汽车驱动电机的电机控制器，包括控制器箱体和安装在控制器箱体里面的电路板和正负极直流母线复合铜排，其中位于控制器箱体底部的线路板布局有IGBT模块，在控制器箱体上安装正负极电源插接件，正负极电源插接件与正负极直流母线复合铜排电连接，其特征在于，正负极电源插接件选用能与高压线束的屏蔽层360°接触的高压接插件，在正负极直流母线复合铜排的端部安装磁环。

上述所述的高压接插件是安费诺接插件，能实现360°屏蔽，磁环选用高磁导率、大电感系数的纳米晶材质的磁环。

上述所述的正负极直流母线复合铜排和关键信号线束不走环形，薄膜电容就近连接安装在IGBT模块的正极端和负极端。

上述所述的安装在控制器箱体里面的电路板分成多层线路板布局，顶层的控制板是属于低压部分，底层的IGBT电路板及驱动板属于高压部分，低压部分与高压部分有至少5mm距离，保证有充足的空气间隙和爬电距离。

上述所述在IGBT模块的正极端和负极端之间并联连接X电容，在IGBT模块的正极端、负极端与地GND之间串接Y电容。

上述所述的控制器箱体上安装低压控制接插口，低压控制接插口的电源输入端要连接π型滤波器，低压控制接插口的信号输入和输出端口处设计布置磁珠或电容滤波器件。

上述所述在控制器箱体里面的控制电路板分成4层线路板布局，主控板位于顶层，带IGBT模块的IGBT线路板位于最底层，在IGBT线路板的上方布置驱动板，在驱动板与主控板之间布置中间层线路板，中间层线路板铺地处理并作为屏蔽层以及为驱动板与主控板的布线提供参考平面。

上述所述在布线时将电路按功能分区域布置，达到整体布局路径最短，减少各个模块可能存在的互相干扰。

上述所述在IGBT的基极接入开通电阻和关断电阻，调整IGBT的G，E两端的电容。

上述所述在一些信号的传输过程中使用缓冲器或驱动器或斯密特触发器，并配置上拉电阻或下拉电阻。

上述所述的一些信号需要在传输路径配置滤波器。

本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：

1)正负极电源插接件选用能与高压线束的屏蔽层360°接触的高压接插件，有效降低电机系统对外的辐射发射值，在正负极直流母线复合铜排的端部安装磁环,滤除母线端的共模干扰信号，有效降低母线端的传导发射和辐射发射值。

2)在控制器箱体里面的电路板分成多层线路板布局，顶层的控制板是属于低压部分，底层的IGBT电路板及驱动板属于高压部分，低压部分与高压部分有至少5mm距离，保证有充足的空气间隙和爬电距离，尽可能的切断高压和低压之间的偶和路径。

3)正负极直流母线复合铜排和关键信号线束不走环形，薄膜电容就近连接安装在IGBT模块的正极端和负极端，减小及尽量滤除干扰信号。

4)在IGBT模块的正极端和负极端之间并联连接X电容，在IGBT模块的正极端、负极端与地GND之间串接Y电容，通过X电容和Y电容的作用，滤除因 IGBT开通动作和关断动作出现的共模干扰信号，有效降低母线端的传导发射和辐射发射值。

5)控制器箱体上安装低压控制接插口，低压控制接插口的电源输入端要连接π型滤波器，低压控制接插口的信号输入和输出端口处设计布置磁珠或电容滤波器件，将高频部分的共模干扰信号、差模干扰信号滤除，有效降低低压电源端的传导发射值。

6)控制器箱体里面的控制电路板分成4层线路板布局，主控板位于顶层，带IGBT模块的IGBT线路板位于最底层，在IGBT线路板的上方布置驱动板，在驱动板与主控板之间布置中间层线路板，中间层线路板铺地处理并作为屏蔽层以及为驱动板与主控板的布线提供参考平面，更好隔离高压和低压部分，尽可能的切断高压和低压之间的偶和路径，减少干扰信号的产生。

7)在布线时将电路按功能分区域布置，达到整体布局路径最短，减少各个功能模块可能存在的互相干扰，提高稳定性。

8)一些信号(例如关键的信号)的传输过程中使用缓冲器或驱动器或斯密特触发器，并配置上拉电阻或下拉电阻，上述所述的一些信号(如易触发的信号)需要在传输路径配置滤波器，提高抗干扰的能力，保证控制稳定性。

9)在IGBT的基极接入较大的开通电阻和关断电阻，调整IGBT的G，E两端的电容，调整IGBT的开通时间和关断时间，降低di/dt，dv/dt的值，降低IGBT 开关动作出现的干扰信号，有效的从源端降低发射值。

10)综上所述采用以上手段的汽车驱动电机的电机控制器，满足EMC等级三的要求，符合国家标准(GB/T 21437.2-2008、GB/T 21437.3-2012、GB/T 17619-1998、ISO11452-4:2011、GB/T 19951-2005、GB/T 18655-2010)

附图说明：

图1是本实用新型的立体图；

图2是本实用新型的分解图；

图3是本实用新型的正负极直流母线复合铜排的立体图；

图4是本实用新型的线路板的分层布局的立体图；

图5是本实用新型的IGBT部分的局部电路图；

图6是本实用新型使用π型滤波器的电路图；

图7是本实用新型在低压控制接插口的信号输入和输出端口处设计布置磁珠或电容滤波器件的电路图；

图8是本实用新型在关键的信号的传输过程中使用缓冲器的电路图；

图9是本实用新型在关键的信号的传输过程中配置上拉电阻和滤波器的电路图

图10是本实用新型选取适当较大的IGBT开通电阻和关断电阻的电路图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一：如图1至图4所示，本实施例是一种汽车驱动电机的电机控制器，包括控制器箱体1和安装在控制器箱体1里面的控制电路板和正负极直流母线复合铜排14，控制器箱体1的顶部安装盒盖2，其中位于控制器箱体底部的线路板19布局有IGBT模块，盒盖2上设置低压控制接插口21(含有低压电源输入端口和信号输入和输出端口)，在控制器箱体1上安装正负极电源插接件11，正负极电源插接件11与正负极直流母线复合铜排14电连接，正负极电源插接件11选用能与高压线束的屏蔽层360°接触的高压接插件，在正负极直流母线复合铜排14的端部安装磁环15。高压接插件是安费诺接插件，能实现360°屏蔽，磁环15选用高磁导率、大电感系数的纳米晶材质的磁环，滤除母线端的共模干扰信号，有效降低母线端的传导发射和辐射发射值，控制器箱体1上还设置3相电供应接插口12和冷却液输入输出接口13，电机控制器里面设置信号线束以在线路板之间、线路板与低压控制接插口21形成电连接，正负极直流母线复合铜排14和信号线束不走环形，薄膜电容就近连接安装在IGBT模块的正极端和负极端。

安装在控制器箱体1里面的电路板分成多层线路板布局，顶层的控制板16 是属于低压部分，底层的IGBT电路板19及驱动板18属于高压部分，低压部分与高压部分有至少5mm距离，保证有充足的空气间隙和爬电距离。

在控制器箱体1里面的控制电路板分成4层线路板布局，主控板16位于顶层，带IGBT模块的IGBT电路板19位于最底层，在IGBT电路板19的上方布置驱动板18，在驱动板18与主控板16之间布置中间层线路板17，中间层线路板 17铺地处理并作为屏蔽层以及为驱动板18与主控板16的布线提供参考平面。在布线时将电路按功能分区域布置，达到整体布局路径最短，减少各个模块可能存在的互相干扰。数字芯片，模拟芯片的电源管脚需要尽可能近的布置去耦电容；时钟信号，高速电路，存储电路尽可能远离低压端口，靠里布置，必要铺地包络；晶振，晶体就近IC布置；高频信号，关键信号尽可能短的传输路径等方式提高电机控制器的抗扰能力和降低发射值。

如图5所示，在IGBT模块的正极端N和负极端L之间并联连接X电容，在 IGBT模块的正极端N、负极端L与地GND之间串接Y电容。所述的X电容由3 个并联在IGBT模块的正极端N、负极端L的电容C1、C9、C2组成，其中电容 C1、C2阻值小，大概1微法左右。Y电容是由串联起来的电容C3、C4组成，Y 电容两端分别连接IGBT模块的正极端N、负极端L，电容C3和电容C4之间与地GND连接。通过X电容和Y电容的作用，滤除因IGBT开通动作和关断动作出现的共模干扰信号，有效降低母线端的传导发射和辐射发射值。

控制器箱体1上安装低压控制接插口21，如图6所示，低压控制接插口21 的电源输入端要连接π型滤波器；如图7所示，低压控制接插口的信号输入和输出端口处设计布置磁珠或电容滤波器件，将高频部分的共模干扰信号、差模干扰信号滤除，有效降低低压电源端的传导发射值。

在关键的信号的传输过程中使用缓冲器或驱动器或斯密特触发器，在关键的信号的传输过程中并配置上拉电阻或下拉电阻。图8是在关键的信号的传输过程中配置了缓冲器，图9是在关键的信号的传输过程中并配置上拉电阻和斯密特触发器，并且在传输路径配置滤波器(RC滤波器)。保证信号传送稳定性，避免误触发。

如图10所示，选取适当较大的IGBT开通电阻和关断电阻，调整IGBT的开通时间和关断时间，同时还可以同步调整IGBT的G，E两端的电容，降低di/dt， dv/dt的值，降低IGBT开关动作出现的干扰信号，有效的从源端降低发射值。

综上所述采用以上手段的汽车驱动电机的电机控制器，满足EMC等级三的要求，符合国家标准(GB/T 21437.2-2008、GB/T 21437.3-2012、GB/T 17619-1998、 ISO 11452-4:2011、GB/T 19951-2005、GB/T 18655-2010)

以上实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车驱动电机的电机控制器，包括控制器箱体和安装在控制器箱体里面的电路板和正负极直流母线复合铜排，其中位于控制器箱体底部的线路板布局有IGBT模块，在控制器箱体上安装正负极电源插接件，正负极电源插接件与正负极直流母线复合铜排电连接，其特征在于，正负极电源插接件选用能与高压线束的屏蔽层360°接触的高压接插件，在正负极直流母线复合铜排的端部安装磁环。

2.根据权利要求1所述的一种汽车驱动电机的电机控制器，其特征在于：高压接插件是安费诺接插件，能实现360°屏蔽，磁环选用高磁导率、大电感系数的纳米晶材质的磁环。

3.根据权利要求1所述的一种汽车驱动电机的电机控制器，其特征在于：正负极直流母线复合铜排和信号线束不走环形，薄膜电容就近连接安装在IGBT模块的正极端和负极端。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种汽车驱动电机的电机控制器，其特征在于：安装在控制器箱体里面的电路板分成多层线路板布局，顶层的控制板是属于低压部分，底层的IGBT电路板及驱动板属于高压部分，低压部分与高压部分有至少5mm距离，保证有充足的空气间隙和爬电距离。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种汽车驱动电机的电机控制器，其特征在于：在IGBT模块的正极端和负极端之间并联连接X电容，在IGBT模块的正极端、负极端与地GND之间串接Y电容。

6.根据权利要求5所述的一种汽车驱动电机的电机控制器，其特征在于：控制器箱体上安装低压控制接插口，低压控制接插口的电源输入端要连接π型滤波器，低压控制接插口的信号输入和输出端口处设计布置磁珠或电容滤波器件。

7.根据权利要求6所述的一种汽车驱动电机的电机控制器，其特征在于：在控制器箱体里面的控制电路板分成4层线路板布局，主控板位于顶层，带IGBT模块的IGBT线路板位于最底层，在IGBT线路板的上方布置驱动板，在驱动板与主控板之间布置中间层线路板，中间层线路板铺地处理并作为屏蔽层以及为驱动板与主控板的布线提供参考平面。

8.根据权利要求7所述的一种汽车驱动电机的电机控制器，其特征在于：在布线时将电路按功能分区域布置，达到整体布局路径最短，减少各个模块可能存在的互相干扰。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种汽车驱动电机的电机控制器，其特征在于：在IGBT的基极接入开通电阻和关断电阻，调整IGBT的G、E两端的电容。

10.根据权利要求9所述的一种汽车驱动电机的电机控制器，其特征在于：在一些信号的传输过程中使用缓冲器或驱动器或斯密特触发器，并配置上拉电阻或下拉电阻，一些信号需要在传输路径配置滤波器。