CN208386458U - 驱动电机控制器及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种驱动电机控制器及电动汽车，所述驱动电机控制器包括外壳以及位于外壳内的控制板、叠层铜排以及多个相电压转换模块；所述叠层铜排和所述控制板分别水平设置，且所述多个相电压转换模块位于所述叠层铜排和所述控制板的下方；每一所述相电压转换模块包括散热器、上桥开关以及下桥开关，且所述上桥开关和所述下桥开关分别包括多个并联连接的分立器件；在每一相电压转换模块中，所述多个分立器件分别贴于所述散热器的表面，且每一所述分立器件的引脚分别向上连接到所述叠层铜排和印刷电路板。本实用新型通过对外壳内控制板、叠层铜排以及多个相电压转换模块进行合理布局，可有效降低驱动电机控制器的成本。

Description

驱动电机控制器及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电机领域，更具体地说，涉及一种驱动电机控制器及电动汽车。

背景技术

随着国家对环保和能源问题的日益关注，新能源电动汽车的发展逐步加快。电机驱动系统是电动汽车的核心，驱动电机控制器作为电机驱动系统的关键部件，需要具有很好的防水、散热、防震性能。

随着驱动电机控制器的日趋成熟，驱动电机控制器的功率密度的大小也越来越受到重视。同时，随着市场竞争的日愈严峻，驱动电机控制器的成本压力越来越大。因此，驱动电机控制器的结构需要不断地改进，以提高驱动电机控制器的功率密度，同时降低控制器的器件及生产成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述驱动电机控制器成本相对较高的问题，提供一种新的驱动电机控制器及电动汽车。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种驱动电机控制器，包括外壳以及位于所述外壳内的控制板、叠层铜排以及多个相电压转换模块，所述外壳上具有控制信号端子、直流端子和交流端子，且所述控制板与所述控制信号端子导电连接、所述叠层铜排分别与所述直流端子、交流端子导电连接；

所述叠层铜排和所述控制板分别水平设置，且所述多个相电压转换模块位于所述叠层铜排和所述控制板的下方；每一所述相电压转换模块包括散热器、上桥开关以及下桥开关，且所述上桥开关和所述下桥开关分别包括多个并联连接的分立器件；在每一相电压转换模块中，所述多个分立器件分别贴于所述散热器的表面，且每一所述分立器件的引脚分别向上连接到所述叠层铜排和印刷电路板。

在本实用新型所述的驱动电机控制器中，所述外壳上具有两个冷却液连接管，所述散热器为具有冷却液通道的双面液冷散热器，且所述多个相电压转换模块的双面液冷散热器的冷却液通道分别与所述两个冷却液连接管连通；

所述多个相电压转换模块的双面液冷散热器平行设置并分别垂直于所述叠层铜排；在每一相电压转换模块中，多个所述分立器件分别通过绝缘材料固定到所述散热器的两侧表面。

在本实用新型所述的驱动电机控制器中，所述多个相电压转换模块的双面液冷散热器的冷却液通道在两个冷却液连接管之间并联连接。

在本实用新型所述的驱动电机控制器中，所述两个冷却液连接管分别位于所述外壳的底部，且每一所述相电压转换模块中的双面液冷散热器上具有冷却液入口和冷却液出口，且所述冷却液入口和冷却液出口分别位于所述双面液冷散热器的底部。

在本实用新型所述的驱动电机控制器中，所述驱动电机控制器还包括位于所述外壳内的支撑电容，所述支撑电容与所述多个相电压转换模块并排设置，且所述支撑电容与所述直流端子导电连接。

在本实用新型所述的驱动电机控制器中，所述直流端子包括正直流端子和负直流端子，所述交流端子包括U相输出端子、V相输出端子以及W相输出端子；

所述叠层铜排包括相互绝缘的第一铜排、第二铜排以及三个第三铜排；所述第一铜排包括第一平板部以及与所述第一平板部一体的第一脚部，并通过所述第一脚部与所述正直流端子导电连接；所述第二铜排包括第二平板部以及与所述第二平板部一体的第二脚部，并通过所述第二脚部与所述负直流端子导电连接；每一所述第三铜排包括条状部以及第三脚部，所述三个第三铜排的第三脚部分别与所述U相输出端子、V相输出端子以及W相输出端子中的一个导电连接；

所述三个第三铜排的条状部位于同一平面，所述第二铜排的第二平板部和所述第一铜排的第一平板部依次叠于所述三个第三铜排的条状部上，且所述第一脚部、第二脚部以及三个第三脚部相错设置。

在本实用新型所述的驱动电机控制器中，所述第一铜排的第一平板部上具有多个第一通孔；所述第二铜排的第二平板部上具有多个第二通孔，且所述多个第一通孔和多个第二通孔的位置对应；所述第一铜排的第一平板部上还具有多个第一连接引脚，所述第二铜排的第二平板部上还具有多个第二连接引脚，所述第三铜排的条状部上具有多个第三连接引脚，且所述第一连接引脚延伸到所述第一平板部的上方，所述第二连接引脚穿过所述第一通孔或从所述第一平板部的外侧延伸到所述第一平板部的上方，所述第三连接引脚穿过所述第二通孔和第一通孔、或从所述第一平板部和第二平板部的外侧延伸到所述第一平板部的上方。

在本实用新型所述的驱动电机控制器中，所述分立器件为N沟道金属氧化物半导体场效应管；所述多个相电压转换模块包括U相电压转换模块、V相电压转换模块以及W相电压转换模块；

所述U相电压转换模块的上桥开关的多个分立器件的栅极分别焊接到所述控制板、漏极分别焊接到所述第一铜排的第一连接引脚、源极分别焊接到所述U相输出铜排的第三连接引脚；所述U相电压转换模块的下桥开关的多个分立器件的栅极分别焊接到所述控制板、漏极分别焊接到所述U相输出铜排的第三连接引脚、源极分别焊接到所述第二铜排的第二连接引脚；

所述V相电压转换模块的上桥开关的多个分立器件的栅极分别焊接到所述控制板、漏极分别焊接到所述第一铜排的第一连接引脚、源极分别焊接到所述V相输出铜排的第三连接引脚；所述V相电压转换模块的下桥开关的多个分立器件的栅极分别焊接到所述控制板、漏极分别焊接到所述V相输出铜排的第三连接引脚、源极分别焊接到所述第二铜排的第二连接引脚；

所述W相电压转换模块的上桥开关的多个分立器件的栅极分别焊接到所述控制板、漏极分别焊接到所述第一铜排的第一连接引脚、源极分别焊接到所述W相输出铜排的第三连接引脚；所述W相电压转换模块的下桥开关的多个分立器件的栅极分别焊接到所述控制板、漏极分别焊接到所述W相输出铜排的第三连接引脚、源极分别焊接到所述第二铜排的第二连接引脚。

在本实用新型所述的驱动电机控制器中，所述直流端子和交流端子位于所述外壳的同一侧面，且所述第一脚部、第二脚部、第三脚部位于所述叠层铜排的同一侧；或者所述直流端子与所述交流端子位于所述外壳的相对的侧面，所述第一脚部、第二脚部位于叠层铜排的第一侧，所述第三脚部位于所述叠层铜排的第二侧，且所述第一侧和第二侧相对。

本实用新型还提供一种电动汽车，包括如上所述的驱动电机控制器。

本实用新型的驱动电机控制器及电动汽车具有以下有益效果：通过对外壳内控制板、叠层铜排以及多个相电压转换模块进行合理布局，可有效降低驱动电机控制器的成本，并有效提高驱动电机控制器的功率密度。

附图说明

图1是本实用新型驱动电机控制器实施例的示意图；

图2是本实用新型驱动电机控制器中下壳体实施例的结构示意图；

图3是本实用新型驱动电机控制器中支撑电容实施例的结构示意图；

图4是本实用新型驱动电机控制器中相电压转换模块实施例的示意图；

图5是本实用新型驱动电机控制器中叠层铜排实施例的示意图；

图6是本实用新型驱动电机控制器中叠层铜排实施例的分解示意图；

图7是本实用新型驱动电机控制器中叠层铜排的第一铜排实施例的示意图；

图8是本实用新型驱动电机控制器中叠层铜排的第二铜排实施例的示意图；

图9是本实用新型驱动电机控制器中叠层铜排的第三铜排实施例的示意图；

图10是本实用新型驱动电机控制器中叠层铜排另一实施例的示意图；

图11是本实用新型驱动电机控制器中分立器件的电路连接示意图。

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，是本实用新型驱动电机控制器实施例的示意图，该驱动电机控制器可应用于电动汽车，以实现电动汽车内驱动电机的运行控制。本实施例的驱动电机控制器包括外壳、控制板1、叠层铜排2以及多个相电压转换模块3(本实施例中采用三个相电压转换模块3，在实际应用中，可根据需要调整相电压转换模块3的数量)，上述外壳具体可由上盖41及下壳体42构成，并且下壳体42上具有控制信号端子11、直流端子421和交流端子422。控制板1、叠层铜排2以及多个相电压转换模块3分别位于该外壳内(即上盖41和下壳体42之间的腔体内)。上述控制板1与控制信号端子11导电连接，叠层铜排2则分别与直流端子421、交流端子422导电连接。特别地，控制信号端子11可集成(焊接)到控制板1上，并突伸到下壳体42外或下壳体42的表面(侧面)。

上述控制板1上不仅具有用于与外部控制器通讯的电路，还具有功率器件的驱动电路、低压电源以及其他电机控制的必要电路。

上述叠层铜排2(主体部分)和控制板1分别水平设置(控制板1位于叠层铜排2的上方)，且多个相电压转换模块3位于叠层铜排2和控制板1的下方。结合图4，每一相电压转换模块3包括散热器31、上桥开关以及下桥开关，且上述上桥开关和下桥开关分别包括多个并联连接的分立器件32。上述分立器件32具体可采用符合国际标准且电流较小的半导体开关。

在每一相电压转换模3中，多个分立器件32分别贴于散热器31的表面，以通过散热器31进行散热，使分立器件32的温度不超过相应值。上述每一分立器件32的引脚分别向上连接(引脚焊接)到叠层铜排2和控制板1，并通过上述方式实现控制板1、叠层铜排2以及三个相电压转换模块3之间的安装固定。在进行电压转换时，上述分立器件32根据来自控制板1的控制信号将叠层铜排2的直流端子421接入的直流电转换为对应的交流电，并通过叠层铜排2的交流端子422输出。

上述驱动电机控制器通过对外壳内控制板1、叠层铜排2以及多个相电压转换模块3进行合理布局，可有效降低驱动电机控制器的成本，并有效提高驱动电机控制器的功率密度。

结合图2，上述下壳体2上具有两个冷却液连接管423，散热器31具体可采用双面液冷散热器，且双面液冷散热器内具有冷却液通道。多个相电压转换模块3的双面液冷散热器的冷却液通道分别与两个冷却液连接管423连通，以形成冷却回路。多个相电压转换模块3的双面液冷散热器平行设置并分别垂直于叠层铜排2。在每一相电压转换模块3中，多个分立器件32分别通过绝缘材料固定到双面液冷散热器的两侧表面(本实施例中双面液冷散热器每一侧表面各有四个分立器件32，在实际应用中双面液冷散热器表面的分立器件的数量可根据需要调整)。

具体地，在下壳体42的底部可具有两个封闭腔，且该两个封闭腔各与一个冷却液连接管423连通。在两个封闭腔上分别具有多个水道孔4231，且每一双面液冷散热器上具有冷却液入口311和冷却液出口312，且冷却液入口311和冷却液出口312分别通过水道孔4231与两个封闭腔连通，从而分别与两个冷却液连接管423连通。

特别地，为使各个相电压转换模块3均匀散热，上述多个相电压转换模块3的双面液冷散热器的冷却液通道在两个冷却液连接管423之间并联连接。

此外，为了实现水电隔离，从而保证驱动电机控制器安全，上述两个冷却液连接管423分别位于外壳(即下壳体42)的底部，且每一相电压转换模块3中的双面液冷散热器的冷却液入口311和冷却液出口312分别位于双面液冷散热器的底部。

上述驱动电机控制器还包括位于外壳内的支撑电容5，该支撑电容5与多个相电压转换模块3并排设置，即支撑电容5与相电压转换模块3分别位于下壳体42的底部，且支撑电容5与直流端子421导电连接。结合图3，上述支撑电容5上具有第一引脚51和第二引脚52，并通过第一引脚51连接直流端子421中的正直流端子、通过第二引脚52连接直流端子421中的负直流端子。特别地，支撑电容5可采用非极性电容，第一引脚51和第二引脚52与直流端子421的连接关系也可以互换。

为保证驱动电机控制器的电磁兼容性能，在外壳内还可设置套于直流端子和交流端子上的磁环，并通过磁环对输入的直流电以及输出的交流电进行滤波。

具体地，下壳体42上的直流端子421包括正直流端子和负直流端子，交流端子422则可包括U相输出端子、V相输出端子以及W相输出端子。

相应地，如图5～10所示，叠层铜排2包括相互绝缘的第一铜排22、第二铜排24以及三个第三铜排26。上述第一铜排22包括第一平板部221以及与第一平板部221一体的第一脚部222，且该第一铜排22通过第一脚部222与正直流端子(该正直流端子与第一平板部221位于不同平面)导电连接；第二铜排24包括第二平板部241以及与第二平板部241一体的第二脚部242，且该第二铜排24通过第二脚部242与负直流端子导电连接(该负直流端子与第二平板部241位于不同平面)；每一第三铜排26包括条状部261以及第三脚部262，三个第三铜排26的第三脚部262分别与U相输出端子、V相输出端子以及W相输出端子中的一个导电连接(该U相输出端子、V相输出端子以及W相输出端子与第三铜排26的条状部261位于不同平面)。在本实施例中，三个第三铜排26的形状和结构相同，在实际应用中，可根据需要调整三个第三铜排26的形状和结构。

特别地，上述三个第三铜排26的条状部262位于同一平面，第二铜排24的第二平板部241和第一铜排22的第一平板部221依次叠于三个第三铜排26的条状部261上，且第一脚部222、第二脚部242以及三个第三脚部262相错设置。具体地，可在第一平板部221的外侧(即背向第二平板部241的一侧)、在第一平板部221和第二平板部241之间、在第二平板部241和第三铜排26的条状部261之间以及在第三铜排26的条状部261的外侧(即背向第二平板部241的一侧)分别增加绝缘层，从而实现第一铜排22、第二铜排24以及第三铜排26的绝缘。上述绝缘层可由绝缘导热材料加工而成，从而除了绝缘，还可进行导热。

第一铜排22的第一平板部221上具有多个第一通孔2211，第二铜排24的第二平板部242上具有多个第二通孔2411，且该多个第一通孔2211和多个第二通孔2411的位置对应；第一铜排22的第一平板部221上还具有多个第一连接引脚2212，第二铜排24的第二平板部241上还具有多个第二连接引脚2412，第三铜排26的条状部261上具有多个第三连接引脚2612，且第一连接引脚2212延伸到第一平板部221的上方，第二连接引脚2412穿过第一通孔2211或从第一平板部221的外侧延伸到第一平板部221的上方，第三连接引脚2612穿过第二通孔2412和第一通孔2212、或从第一平板部221和第二平板部241的外侧延伸到第一平板部221的上方。

这样，相电压转换模块3上的分立器件32的引脚可穿过第三铜排26的条状部261的间隙、第二通孔2411、第一通孔2211到达第一平板部221的上方，从而便于将该分立器件32的引脚焊接到控制板1、叠层铜排2上的第一连接引脚2212、第二连接引脚2412或第三连接引脚2612。

结合图11所示，上述分立器件32可采用N沟道金属氧化物半导体场效应管；多个相电压转换模块3包括U相电压转换模块、V相电压转换模块以及W相电压转换模块。

上述分立器件32的引脚可通过以下方式焊接到控制板1及叠层铜排2：

U相电压转换模块的上桥开关的多个分立器件(即Q1)的栅极分别焊接到控制板1、漏极分别焊接到第一铜排22的第一连接引脚2212、源极分别焊接到U相输出铜排的第三连接引脚2612；U相电压转换模块的下桥开关的多个分立器件(即Q4)的栅极分别焊接到控制板1、漏极分别焊接到U相输出铜排的第三连接引脚2612、源极分别焊接到第二铜排24的第二连接引脚2412；

V相电压转换模块的上桥开关的多个分立器件(即Q2)的栅极分别焊接到控制板1、漏极分别焊接到第一铜排22的第一连接引脚2212、源极分别焊接到V相输出铜排的第三连接引脚2612；V相电压转换模块的下桥开关的多个分立器件(即Q5)的栅极分别焊接到控制板1、漏极分别焊接到V相输出铜排的第三连接引脚2612、源极分别焊接到第二铜排24的第二连接引脚2412；

W相电压转换模块的上桥开关的多个分立器件(即Q3)的栅极分别焊接到控制板1、漏极分别焊接到第一铜排22的第一连接引脚2212、源极分别焊接到W相输出铜排的第三连接引脚2612；W相电压转换模块的下桥开关的多个分立器件(即Q6)的栅极分别焊接到控制板1、漏极分别焊接到W相输出铜排的第三连接引脚2612、源极分别焊接到第二铜排24的第二连接引脚2412。

在本实施例中，直流端子421和交流端子422位于外壳(即下壳体42)的同一侧面，且叠层铜排2的第一脚部222、第二脚部242、第三脚部262位于叠层铜排2的同一侧。

当然，直流端子421与交流端子422还可位于外壳的相对的侧面，相应地，如图10所示，叠层铜排2的第一铜排22’的第一脚部222’、第二铜排24’的第二脚部242’位于叠层铜排的第一侧，而三个第三铜排26’的第三脚部262’则位于叠层铜排2的第二侧，且第一侧和第二侧相对。此外，还可根据需要布设直流端子421和交流端子422的位置，并相应调整叠层铜排2上各个铜排的脚部。

本实用新型还提供一种电动汽车，包括如上所述的驱动电机控制器。

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 (10)

1.一种驱动电机控制器，其特征在于，包括外壳以及位于所述外壳内的控制板、叠层铜排以及多个相电压转换模块，所述外壳上具有控制信号端子、直流端子和交流端子，且所述控制板与所述控制信号端子导电连接、所述叠层铜排分别与所述直流端子、交流端子导电连接；

所述叠层铜排和所述控制板分别水平设置，且所述多个相电压转换模块位于所述叠层铜排和所述控制板的下方；每一所述相电压转换模块包括散热器、上桥开关以及下桥开关，且所述上桥开关和所述下桥开关分别包括多个并联连接的分立器件；在每一相电压转换模块中，所述多个分立器件分别贴于所述散热器的表面，且每一所述分立器件的引脚分别向上连接到所述叠层铜排和印刷电路板。

2.根据权利要求1所述的驱动电机控制器，其特征在于，所述外壳上具有两个冷却液连接管，所述散热器为具有冷却液通道的双面液冷散热器，且所述多个相电压转换模块的双面液冷散热器的冷却液通道分别与所述两个冷却液连接管连通；

所述多个相电压转换模块的双面液冷散热器平行设置并分别垂直于所述叠层铜排；在每一相电压转换模块中，多个所述分立器件分别通过绝缘材料固定到所述散热器的两侧表面。

3.根据权利要求2所述的驱动电机控制器，其特征在于，所述多个相电压转换模块的双面液冷散热器的冷却液通道在两个冷却液连接管之间并联连接。

4.根据权利要求2所述的驱动电机控制器，其特征在于，所述两个冷却液连接管分别位于所述外壳的底部，且每一所述相电压转换模块中的双面液冷散热器上具有冷却液入口和冷却液出口，且所述冷却液入口和冷却液出口分别位于所述双面液冷散热器的底部。

5.根据权利要求1所述的驱动电机控制器，其特征在于，所述驱动电机控制器还包括位于所述外壳内的支撑电容，所述支撑电容与所述多个相电压转换模块并排设置，且所述支撑电容与所述直流端子导电连接。

6.根据权利要求1所述的驱动电机控制器，其特征在于，所述直流端子包括正直流端子和负直流端子，所述交流端子包括U相输出端子、V相输出端子以及W相输出端子；

所述叠层铜排包括相互绝缘的第一铜排、第二铜排以及三个第三铜排；所述第一铜排包括第一平板部以及与所述第一平板部一体的第一脚部，并通过所述第一脚部与所述正直流端子导电连接；所述第二铜排包括第二平板部以及与所述第二平板部一体的第二脚部，并通过所述第二脚部与所述负直流端子导电连接；每一所述第三铜排包括条状部以及第三脚部，所述三个第三铜排的第三脚部分别与所述U相输出端子、V相输出端子以及W相输出端子中的一个导电连接；

所述三个第三铜排的条状部位于同一平面，所述第二铜排的第二平板部和所述第一铜排的第一平板部依次叠于所述三个第三铜排的条状部上，且所述第一脚部、第二脚部以及三个第三脚部相错设置。

7.根据权利要求6所述的驱动电机控制器，其特征在于，所述第一铜排的第一平板部上具有多个第一通孔；所述第二铜排的第二平板部上具有多个第二通孔，且所述多个第一通孔和多个第二通孔的位置对应；所述第一铜排的第一平板部上还具有多个第一连接引脚，所述第二铜排的第二平板部上还具有多个第二连接引脚，所述第三铜排的条状部上具有多个第三连接引脚，且所述第一连接引脚延伸到所述第一平板部的上方，所述第二连接引脚穿过所述第一通孔或从所述第一平板部的外侧延伸到所述第一平板部的上方，所述第三连接引脚穿过所述第二通孔和第一通孔、或从所述第一平板部和第二平板部的外侧延伸到所述第一平板部的上方。

8.根据权利要求7所述的驱动电机控制器，其特征在于，所述分立器件为N沟道金属氧化物半导体场效应管；所述多个相电压转换模块包括U相电压转换模块、V相电压转换模块以及W相电压转换模块；

所述U相电压转换模块的上桥开关的多个分立器件的栅极分别焊接到所述控制板、漏极分别焊接到所述第一铜排的第一连接引脚、源极分别焊接到所述U相输出铜排的第三连接引脚；所述U相电压转换模块的下桥开关的多个分立器件的栅极分别焊接到所述控制板、漏极分别焊接到所述U相输出铜排的第三连接引脚、源极分别焊接到所述第二铜排的第二连接引脚；

所述V相电压转换模块的上桥开关的多个分立器件的栅极分别焊接到所述控制板、漏极分别焊接到所述第一铜排的第一连接引脚、源极分别焊接到所述V相输出铜排的第三连接引脚；所述V相电压转换模块的下桥开关的多个分立器件的栅极分别焊接到所述控制板、漏极分别焊接到所述V相输出铜排的第三连接引脚、源极分别焊接到所述第二铜排的第二连接引脚；

所述W相电压转换模块的上桥开关的多个分立器件的栅极分别焊接到所述控制板、漏极分别焊接到所述第一铜排的第一连接引脚、源极分别焊接到所述W相输出铜排的第三连接引脚；所述W相电压转换模块的下桥开关的多个分立器件的栅极分别焊接到所述控制板、漏极分别焊接到所述W相输出铜排的第三连接引脚、源极分别焊接到所述第二铜排的第二连接引脚。

9.根据权利要求6所述的驱动电机控制器，其特征在于，所述直流端子和交流端子位于所述外壳的同一侧面，且所述第一脚部、第二脚部、第三脚部位于所述叠层铜排的同一侧；或者所述直流端子与所述交流端子位于所述外壳的相对的侧面，所述第一脚部、第二脚部位于叠层铜排的第一侧，所述第三脚部位于所述叠层铜排的第二侧，且所述第一侧和第二侧相对。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的驱动电机控制器。