CN207995590U - 高功率集成控制装置及包含该装置的高功率集成控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高功率集成控制装置及包含该装置的高功率集成控制器，所述装置包括集成电气模块、驱动板和控制板，驱动板通过第一支撑组件固定于集成电气模块上，控制板通过第二支撑组件架设于驱动板上方；所述高功率集成控制器包括：散热底板、箱体、高压插接件、进水管、出水管和接口板，散热底板安装于箱体内部，高功率集成控制器固定在散热底板上方，进水管和出水管均与散热底板的侧表面连接，高压插接件和接口板均设置与箱体外表面，并与高功率集成控制装置电气连接。与现有技术相比，本实用新型具有集成程度高、装配效率高以及可维护性高等优点。

Description

高功率集成控制装置及包含该装置的高功率集成控制器

技术领域

本实用新型涉及电动控制器领域，尤其是涉及一种高功率集成控制装置及包含该装置的高功率集成控制器。

背景技术

现有新能源汽车用电机控制器的组成基本上是由功率模块、膜电容、电流传感器等电气元件通过层叠设置后，分别与驱动板、控制板等组件分别安装在电机控制器箱体内，功率模块、膜电容、驱动板、控制板、屏蔽板之间缺少支撑和固定关系，每个零件都是独立装配在电机控制器箱体内部，由于箱体空间有限，还会导致装配效率低下和不方便维护维修，同时，现有的独立式装配方式集成度较差，很难提高控制器功率密度。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题提供一种高功率集成控制装置及包含该装置的高功率集成控制器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高功率集成控制装置，包括集成电气模块、驱动板和控制板，所述驱动板通过第一支撑组件固定于集成电气模块上，所述控制板通过第二支撑组件架设于驱动板上方；所述第一支撑组件包括第一支架和开设于第一支架上的多个第一支撑柱，所述驱动板通过第一支撑柱固定于第一支架上，所述第一支架固定于集成电气模块上；所述第二支撑组件包括多个第二支撑柱，所述控制板通过第二支撑柱架设于驱动板上方。

优选地，所述第一支撑柱上还设有螺套，所述螺套镶嵌于第一支撑柱的中心，所述驱动板通过螺栓与第一支撑柱上的螺套连接。

优选地，所述第二支撑柱上还设有螺套，所述螺套镶嵌于第二支撑柱的中心，所述控制板通过螺栓与第二支撑柱上的螺套连接。

优选地，所述驱动板和控制板之间还设有隔离模块，所述隔离模块分别与第二支撑组件和驱动板连接。

优选地，所述隔离模块包括屏蔽板，所述屏蔽板位于驱动板和控制板之间，所述屏蔽板的上方与第二支撑组件连接，所述屏蔽板的下方与驱动板连接。

优选地，所述隔离模块还包括隔离柱，所述隔离柱设置于屏蔽板和驱动板之间，所述隔离柱固定于驱动板上，所述屏蔽板架设于隔离柱上。

优选地，所述集成电气模块包括母线输入极板、膜电容、功率模块、三相输出极板和电流传感器，所述膜电容的外表面上开设有多个第三支撑柱，所述母线输入极板、膜电容、功率模块、三相输出极板和电流传感器均架设于第三支撑柱上，所述第一支架也固定于第三支撑柱上；所述母线输入极板、膜电容、功率模块和三相输出极板依次电气连接。

优选地，所述第一支架通过第三支撑柱连接膜电容的第一表面，所述母线输入极板、功率模块、三相输出极板和电流传感器通过第三支撑柱连接膜电容的第二表面，所述第一表面和第二表面相邻。

一种包含如上所述的高功率集成控制装置的高功率集成控制器，所述高功率集成控制器包括散热底板、箱体、高压插接件、进水管、出水管和接口板，所述散热底板安装于箱体内部，高功率集成控制器固定在散热底板上方，所述进水管和出水管均与散热底板的侧表面连接，所述高压插接件和接口板均设置与箱体外表面，并与高功率集成控制装置电气连接。

优选地，所述散热底板内部设有通过散热翅片构成的散热水道，所述散热水道的两端分别与进水管和出水管连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型提出的高功率集成控制装置，通过将功率模块、膜电容以及电流传感器等电气元件集成为统一的集成电气模块，并将集成电气模块、驱动板和控制板通过第一支撑组件和第二支撑组件相互连接支撑起来，因此将电机控制器内部的元件均集成统一为一体，而且各个元件之间由于支撑组件的设置可以相互提供支撑力，保持整个装置的稳固程度，而且相互支撑连接的关系可以在装配时直接整体装入控制器箱体或取出，既提高了装配效率，也提高了控制装置的可维护性，而且，该控制装置还可以灵活的安装在其他控制器箱体内部，增加了产品的集成度和灵活性。

(2)支撑柱上设有镶嵌于支撑柱中心的螺套，在进行各个元件之间的装配时，通过螺栓和螺套连接即可完成两个元件之间的连接和支撑固定，这种连接方式一方面简单易行，成本低适合批量生产；另一方面连接稳固性高，因此可以确保整个控制装置的连接稳固程度，保证了装置的集成性能。

(3)驱动板和控制板之间还设有隔离模块，可以避免驱动板和控制板上集成的电路元件之间产生电磁干扰，从而避免了由于集成度增高而导致的控制不稳定，在保证了集成度的同时也保证了控制装置的控制性能。

(4)隔离模块包括屏蔽板，通过设置于驱动板上方的屏蔽板即可实现驱动板和控制板之间的隔离，而且只用一个屏蔽板时，可以将屏蔽板放在驱动板最小器件的上方，从而降低整个装置的宽度，压缩控制装置的体积，提高控制装置的功率密度。

(5)隔离模块还可以包括隔离柱，隔离柱的设置虽然会一定程度上增大控制装置的宽度，但是会提高隔离效果，保证控制装置工作的稳定性。

(6)集成电气模块包括母线输入极板、功率模块、三相输出极板和电流传感器，这些电气元件均通过支撑柱固定于膜电容的表面上，并按照一定顺序进行电气连接，既实现了相互连接又进一步提高了集成程度，减小了整个控制装置的体积，同时提高了模块化程度。

(7)膜电容上连接驱动板的第一表面和连接母线输入极板等电气元件的第二表面相邻，即二者不位于同一表面上，这样的设置可以避免驱动板和电气元件等互相发生电磁干扰，而且二者均是基于膜电容来进行支撑固定，因此整体结构紧凑，集成程度高。

(8)本实用新型提出的高功率集成控制器，由于是通过高功率集成控制装置和散热底板、箱体、高压插接件、进水管、出水管与接口板这些部件共同构成，因此，整个高功率集成控制器的集成程度高，而且由于高功率集成控制装置自成一体，因此本实用新型提出的控制器具有易于更换维修，装配简便的优点。

(9)本实用新型中的高功率集成控制器内设有内含散热水道的散热底板，该散热底板固定于高功率集成控制器的下方，可以避免由于高功率集成控制器集成程度过高而导致的散热不全面，从而保证了控制器的整体性能，使用寿命长。

附图说明

图1为高功率集成控制装置的立体结构示意图；

图2为高功率集成控制器的结构示意图；

图3为散热板内部的结构示意图；

其中，1为功率模块，2为膜电容，3为母线输入极板，4为三相输出极板，5为电流传感器，6为第一支架，7为驱动板，8为隔离柱，9为屏蔽板，10为控制板，11为散热底板，12为箱体，13为进水管，14为高压插接件，15为接口板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

为了解决现有控制装置集成度低且所占空间大的问题，本实施例中提供了一种高功率集成控制装置，包括集成电气模块、驱动板和控制板，驱动板通过第一支撑组件固定于集成电气模块上，控制板通过第二支撑组件架设于驱动板上方；第一支撑组件包括第一支架和开设于第一支架上的多个第一支撑柱，驱动板通过第一支撑柱固定于第一支架上，第一支架固定于集成电气模块上；第二支撑组件包括多个第二支撑柱，控制板通过第二支撑柱架设于驱动板上方，上述的多个支撑柱数量不唯一，可以根据实际情况确定，但是一遍情况下不少于3个，这样可以保证支撑的稳定性。本实施例中提出的驱动板，是用于驱动控制装置内功率模块进行工作的PCB板，上面集成有多个相关的集成电路，如电源电路、信号采样电路、驱动电路和故障保护电路等，该驱动板的具体电路结构和内部的连接关系并非必要的技术手段，而且现有的控制装置中，一般都装配有相应的驱动板，不同的控制装置具体的驱动板结构不同，但是由于这些驱动板本身都是以PCB板作为基础，因此，都具有可以固定的装配孔，因而可以通过支撑组件实现与其他板体的支撑和连接；控制板也是同样的道理，本实施例提出的控制板也是集成有核心控制器的PCB板，也同样可以与其他板体连接固定。

本实施例中，在第一支撑柱上还设有螺套，螺套镶嵌于第一支撑柱的中心，驱动板通过螺栓与第一支撑柱上的螺套连接。第二支撑柱上还设有螺套，螺套镶嵌于第二支撑柱的中心，控制板通过螺栓与第二支撑柱上的螺套连接。驱动板和控制板之间还设有隔离模块，隔离模块分别与第二支撑组件和驱动板连接。隔离模块包括屏蔽板，屏蔽板位于驱动板和控制板之间，屏蔽板的上方与第二支撑组件连接，屏蔽板的下方与驱动板连接。隔离模块还包括隔离柱，隔离柱设置于屏蔽板和驱动板之间，隔离柱固定于驱动板上，屏蔽板架设于隔离柱上。集成电气模块包括母线输入极板、膜电容、功率模块、三相输出极板和电流传感器，膜电容的外表面上开设有多个第三支撑柱，母线输入极板、膜电容、功率模块、三相输出极板和电流传感器均架设于第三支撑柱上，第一支架也固定于第三支撑柱上；母线输入极板、膜电容、功率模块和三相输出极板依次电气连接。第一支架通过第三支撑柱连接膜电容的第一表面，母线输入极板、功率模块、三相输出极板和电流传感器通过第三支撑柱连接膜电容的第二表面，第一表面和第二表面相邻。

基于上述高功率集成控制装置，本实施例中还提出一种包含该高功率集成控制装置的高功率集成控制器，高功率集成控制器包括散热底板、箱体、高压插接件、进水管、出水管和接口板，散热底板安装于箱体内部，高功率集成控制器固定在散热底板上方，进水管和出水管均与散热底板的侧表面连接，高压插接件和接口板均设置与箱体外表面，并与高功率集成控制装置电气连接。散热底板内部设有通过散热翅片构成的散热水道，散热水道的两端分别与进水管和出水管连接。

基于上述结构，本实施例提出了一种高功率集成控制装置，具体结构如图1所示，包括功率模块1、膜电容2、母线输入极板3、三相输出极板4、电流传感器5、第一支架6、驱动板7、隔离柱8、屏蔽板9(本实施例中采用的是金属屏蔽板)和控制板10。功率模块1与膜电容2、功率模块1与三相输出极板4通过焊接固定，膜电容2与母线输入极板3一端通过焊接固定，膜电容2与三相输出极板4一端通过焊接固定，膜电容2的上面和侧面开设有多个支柱，支柱中心镶嵌有钢丝螺套，膜电容2与母线输入极板3另一端通过螺栓固定于膜电容上面的支柱上，膜电容2与三相输出极板4另一端通过螺栓固定于膜电容上面的支柱上，膜电容2与第一支架6通过螺栓固定在膜电容2侧面的支柱上，支架6上面开设多个支柱，支柱中心镶嵌有钢丝螺套，驱动板7与第一支架6之间通过螺栓固定在支架上面的支柱上，金属屏蔽板与驱动板7之间通过隔离柱8支撑固定，金属屏蔽板上开设有多个固定支柱，金属屏蔽板和控制板10通过螺栓固定在金属屏蔽板的支柱上。

上述高功率集成控制装置中，其将功率模块1、膜电容2、母线输入极板3、三相输出极板4、电流传感器5、第一支架6、驱动板7、金属屏蔽板、控制板10依次固定，从而形成一个整体模块，方便于整体装入控制器箱体或取出，有效地提升了装配效率和可维护性，此外，该装置还能灵活安装在其它控制器箱体内部，增加了产品的集成度和灵活性。本实施例中，功率模块1与膜电容2、母线输入极板3与膜电容2、三相输出极板4与功率模块1之间均是通过电阻焊实现电气连接。

本实施例中，功率模块、母线输入极板、三相输出极板和均与膜电容2的壳体上面的多个支柱连接，而第一支架6则是与膜电容2的壳体侧面的多个支柱连接，在实际操作过程中，也可以不在膜电容外表面上设置支柱，直接将这些部件与膜电容壳体通过螺栓固定，从而可以进一步提高装置的集成化程度，减小装置的体积，但是这种固定方式不稳固的同时也增加了固定的难度，因此，可以根据控制器箱体的大小来决定是否在膜电容外表面设置支柱。

本实施例中，驱动板7作为功率模块1的驱动电路板，第一支架6除了可以实现驱动板与集成电气模块之间的连接固定作用，还可以起到将三相输出极板4与驱动板7隔离的作用；同时，金属屏蔽板也起到屏蔽和支撑固定控制板10的作用，本实施例中金属屏蔽板时通过隔离柱与驱动板连接，在实际应用中，金属屏蔽板还可以放置在驱动板7的最小器件上方，用以降低整体模块的宽度，进一步压缩产品体积，提高控制器的功率密度；而控制板10用于完成对电机的控制运算和信号处理。

在此基础上，如图2所示，本实施例中还公开一种高功率控制器，其安装有散热底板11、箱体12、高压插接件14、进水管13、出水管、接口板15以及上述的高功率集成控制装置。散热底板安装在箱体内，散热底板安装在箱体内且固定在散热底板的上方，高压插接件和接口板均设置在箱体的外表面，和高功率集成控制装置电气连接，进水管13和出水管安装在散热底板的侧表面，为散热底板内部提供用于散热的流动液体，其中，散热底板内设置有散热水道，集成控制装置内的膜电容通过螺栓安装在底板的水道正上方，从而起到更好地散热效果，散热水道的具体结构如图3所示，为通过多个散热翅片构成的连通的通道，而且该连通通道的两端分别连接进水管和出水管。通过上述结构，使得本实施例提出的高功率集成控制器，不仅能提升装配效率和可维护维修性能，还能灵活安装在其它控制器箱体内部，增加了产品的集成度和灵活性，。

Claims (10)

1.一种高功率集成控制装置，包括集成电气模块、驱动板和控制板，其特征在于，所述驱动板通过第一支撑组件固定于集成电气模块上，所述控制板通过第二支撑组件架设于驱动板上方；所述第一支撑组件包括第一支架和开设于第一支架上的多个第一支撑柱，所述驱动板通过第一支撑柱固定于第一支架上，所述第一支架固定于集成电气模块上；所述第二支撑组件包括多个第二支撑柱，所述控制板通过第二支撑柱架设于驱动板上方。

2.根据权利要求1所述的高功率集成控制装置，其特征在于，所述第一支撑柱上还设有螺套，所述螺套镶嵌于第一支撑柱的中心，所述驱动板通过螺栓与第一支撑柱上的螺套连接。

3.根据权利要求1所述的高功率集成控制装置，其特征在于，所述第二支撑柱上还设有螺套，所述螺套镶嵌于第二支撑柱的中心，所述控制板通过螺栓与第二支撑柱上的螺套连接。

4.根据权利要求1所述的高功率集成控制装置，其特征在于，所述驱动板和控制板之间还设有隔离模块，所述隔离模块分别与第二支撑组件和驱动板连接。

5.根据权利要求4所述的高功率集成控制装置，其特征在于，所述隔离模块包括屏蔽板，所述屏蔽板位于驱动板和控制板之间，所述屏蔽板的上方与第二支撑组件连接，所述屏蔽板的下方与驱动板连接。

6.根据权利要求5所述的高功率集成控制装置，其特征在于，所述隔离模块还包括隔离柱，所述隔离柱设置于屏蔽板和驱动板之间，所述隔离柱固定于驱动板上，所述屏蔽板架设于隔离柱上。

7.根据权利要求1所述的高功率集成控制装置，其特征在于，所述集成电气模块包括母线输入极板、膜电容、功率模块、三相输出极板和电流传感器，所述膜电容的外表面上开设有多个第三支撑柱，所述母线输入极板、膜电容、功率模块、三相输出极板和电流传感器均架设于第三支撑柱上，所述第一支架也固定于第三支撑柱上；所述母线输入极板、膜电容、功率模块和三相输出极板依次电气连接。

8.根据权利要求7所述的高功率集成控制装置，其特征在于，所述第一支架通过第三支撑柱连接膜电容的第一表面，所述母线输入极板、功率模块、三相输出极板和电流传感器通过第三支撑柱连接膜电容的第二表面，所述第一表面和第二表面相邻。

9.一种包含如权利要求1～8所述的高功率集成控制装置的高功率集成控制器，其特征在于，所述高功率集成控制器包括散热底板、箱体、高压插接件、进水管、出水管和接口板，所述散热底板安装于箱体内部，高功率集成控制器固定在散热底板上方，所述进水管和出水管均与散热底板的侧表面连接，所述高压插接件和接口板均设置与箱体外表面，并与高功率集成控制装置电气连接。

10.根据权利要求9所述的高功率集成控制器，其特征在于，所述散热底板内部设有通过散热翅片构成的散热水道，所述散热水道的两端分别与进水管和出水管连接。