CN208508774U - 一种电机控制器及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电机控制器及电动汽车，所述电机控制器包括金属材质的壳体，所述壳体上部连接有多个电容芯子；所述壳体下部设置有IGBT模块，在所述壳体与所述IGBT模块之间形成一散热通道，所述散热通道设置有冷却介质导入口与冷却介质排出口；其中，所述壳体下部形成所述散热通道壁面的一部分；所述IGBT模块朝向所述壳体的表面形成所述散热通道壁面的一部分。所述电动汽车包括所述电机控制器。实施本实用新型，能够改善电动汽车的电机控制器薄膜电容散热性能，避免薄膜电容受热失效，还能够提高电机控制器整体空间利用率，使得电机控制器结构更为紧凑。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车技术领域，具体涉及一种电机控制器及电动汽车。
背景技术
近年来，汽车行业逐步向电动化、智能化发展，各国都投入了大量科研力量开发新一代电动智能汽车。电机控制器作为新能源汽车中连接电池与电机的电能转换单元，是电机驱动及控制系统的核心，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，直接影响系统效率及整车控制性能。而电机控制器作为功率电子器件，具备大电流、高功率、高精度的特点，目前电机控制器大多为塑料外壳，薄膜电容一般是通过螺栓连接在电机控制器壳体上，IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）布置在壳体的冷却水道上，电容和IGBT通过铜排连接，电容内部产生的热量通过一部分传导到壳体，一部分通过铜排传导到IGBT。电机控制器的铜排连接处、薄膜电容和IGBT模块容易产生大量热量，若没有合理散热则会严重影响电机控制器的运行效率和使用寿命。
在实现本实用新型过程中，实用新型人发现现有技术中至少存在如下问题：
目前汽车的电机控制器的薄膜电容产生的热量通过塑料传导到铝壳体，因此薄膜电容散热性能差，容易受热失效，而且电机控制器整体空间利用率低。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种电机控制器及汽车，以克服目前汽车的电机控制器薄膜电容散热性能差、电机控制器整体空间利用率低的缺陷。
为了实现上述目的，本实用新型第一方面实施例提供一种电机控制器，包括金属材质的壳体，壳体上部连接有多个电容芯子；壳体下部设置有IGBT模块，在所述壳体与所述IGBT模块之间形成一散热通道，所述散热通道设置有冷却介质导入口与冷却介质排出口；其中，所述壳体下部形成所述散热通道壁面的一部分；所述IGBT模块朝向所述壳体的表面形成所述散热通道壁面的一部分。
其中，所述壳体上部设有第一槽体，多个电容芯子通过电容灌封胶固定于所述第一槽体中。
其中，所述多个电容芯子等间距布置于所述第一槽体中。
其中，所述散热通道内设有冷却介质，所述冷却介质为液态流体介质或气态流体介质。
其中，所述壳体下部设有第二槽体，所述IGBT模块位于所述第二槽体中，且所述第二槽体空间体积至少为所述IGBT模块体积的两倍。
其中，所述壳体上部横截面为U形，壳体下部横截面为倒U形。
其中，所述IGBT模块面向所述散热通道的表面上设置有多个散热柱，所述多个散热柱嵌设于所述散热通道中。
其中，所述多个散热柱的端部与形成所述散热通道壁面的部分壳体之间设置有间隙。
其中，所述多个散热柱等间距布置于所述IGBT模块上。
本实用新型第二方面实施例还提供一种电动汽车，其包括第一方面实施例所述的电机控制器。
本实用新型实施例至少具有以下有益效果：
1）将电机控制器壳体分为上下两部分，电机控制器的壳体下部加工有散热通道，且壳体下部表面和IGBT模块均构成所述散热通道的一部分；使得电容芯子和IGBT模块中间采用同一散热通道进行散热，通过散热通道中冷却介质的流通带走所述电容芯子和IGBT模块的热量，有利于提高电机控制器的散热效率，并且使整体结构更加紧凑。
2）通过将薄膜电容灌封在电机控制器壳体的第一槽体中，使之成为一体，且多个电容芯子等间距布置于所述第一槽体中，与传统的塑料壳体电容相比有利于提高电容的散热能力。
3）IGBT模块面向所述散热通道的表面上设置有多个散热柱，所述多个散热柱嵌设于所述散热通道中，增加了IGBT模块与所述冷却介质的接触面积，能够进一步地提高散热通道中冷却介质对IGBT模块的冷却效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型第一方面实施例中所述电机控制器的结构示意图。
图2为本实用新型第一方面实施例中所述壳体结构示意图。
图3为本实用新型第一方面实施例中所述IGBT模块结构示意图。
附图标记：
壳体1，壳体上部11，第一槽体111，壳体下部12，第二槽体121；
电容芯子2；
散热通道3，冷却介质导入口31，冷却介质排出口32；
IGBT模块4，散热柱41；
电容灌封胶5。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例结合附图来进行说明。
如图1所示，本实用新型第一方面实施例提供一种电机控制器，参阅图1可知，该电机控制器包括包括金属材质的壳体1，壳体上部11连接有多个电容芯子2；壳体下部12设置有IGBT模块4，在所述壳体1与所述IGBT模块4之间形成一散热通道3，所述散热通道3设置有冷却介质导入口31与冷却介质排出口32；其中，所述壳体下部12形成所述散热通道3壁面的一部分；所述IGBT模块朝向所述壳体的表面形成所述散热通道3壁面的一部分。
具体而言，本实施例中将电机控制器壳体1分为上下两部分，电机控制器的壳体下部12和IGBT模块4之间加工有一散热通道3，并使得壳体下部12表面和IGBT模块4均构成所述散热通道3的一部分，具体可参阅图1所示结构，这样设置的目的在于使得电容芯子2和IGBT模块4能够利用两者之间的同一散热通道3进行散热，借此来简化整个电机控制器的结构。
其中，本实施例散热通道3用于供冷却介质流通，冷却介质从所述冷却介质导入口31引导进入所述散热通道3中，并从所述冷却介质排出口32排出所述散热通道3；其中，电容芯子2在工作过程中会产生热量，那么，电容芯子2产生的热量会传导给壳体上部11；本实施例通过散热通道3中冷却介质的流通带走所述壳体上部11产生的热量（也就是电容芯子2产生的热量）和IGBT模块4的热量，有利于提高电机控制器的散热效率，并且使整体结构更加紧凑。
可以理解的是，所述冷却介质可以是温度较低、具有制冷功能的流体介质，但本实施例对此并不做限定，具体视情况而定。
如图2所示，在一些实施例中，所述壳体上部11设有第一槽体111，所述第一槽体111形成有一容纳空间，多个电容芯子2通过电容灌封胶5固定于所述第一槽体111中，也即多个电容芯子2容纳于所述容纳空间中。
具体而言，本实施例为了便于连接固定电容芯子2，在壳体1的上部位置设置容纳电容芯子2的第一槽体111，通过将电容芯子2灌封在电机控制器壳体1的第一槽体111中，使之成为一体。需要指出的是，本实施例电容芯子2采用电容灌封胶5直接固定在电机控制器壳体1上，减少了薄膜电容和壳体1连接的螺栓，提高了产品的空间利用率和电容安装的可靠性；本实施例电容芯子2固定方式与传统的塑料壳体1电容相比导热能力更强，能够将电容芯子2产生的热量传递给壳体1，避免电容芯子2受热失效，有利于提高电容芯子2的散热能力。
在一些实施例中，所述多个电容芯子2等间距布置于所述第一槽体111中。
具体而言，本实施例由于多个电容芯子2等间距布置在壳体上部11，当散热通道3中的冷却介质对壳体上部11进行降温冷却时，也使得多个电容芯子2能够被均匀降温冷却，从而进一步提高了电容芯子2的散热能力。
其中，所述散热通道3内设有冷却介质以对电容芯子2和IGBT模块4进行降温冷却，那么，在一些实施例中，所述冷却介质可以是冷却用的气态或液态，例如是冷却水，又例如是空气，冷却水和空气作为冷却介质，可以减少成本，使用也十分方便；需说明的是，本申请中的冷却介质不限于此。
其中，为了便于导入和排出散热通道内的冷却介质，实现冷却介质在散热通道内的流动，在一些实施例中，所述冷却介质导入口31设置于所述散热通道3的一端部位置，所述冷却介质排出口32设置于所述散热通道3的另一端部位置。如图2所示，在一些实施例中，所述壳体下部12设有第二槽体121，所述IGBT模块4位于所述第二槽体121中，且所述第二槽体121空间体积至少为所述IGBT模块4体积的两倍。
具体而言，本实施例中，为了便于安装IGBT模块4，在壳体1的下部开设了一个用于放置IGBT模块4的第二槽体121，并且，为了提高IGBT模块4的散热效果，本实施例中对第二槽体121空间体积作了进一步的限定，将第二槽体121空间体积至少为所述IGBT模块4体积的两倍，使得IGBT模块4产生的热量可以及时在第二槽体121的空间内扩散，可以理解的是，在扩散过程中，第二槽体121的壳体1部分也会吸收一部分扩散的热量。其中，图1示出了第二槽体121的一种示例情况。
在一些实施例中，如图2所示，壳体上部11横截面为U形结构，壳体下部横截面为倒U形结构，并且壳体上部11宽度要小于所述壳体下部12的宽度，壳体上部11布置于壳体下部12上方的中部位置，使得壳体上部11和壳体下部12的中轴线重合，本实施结构布置紧凑。其中，本实施例倒U形结构的壳体下部12包括两个侧部，所述散热通道3的冷却介质导入口31设置在其中一个侧部，所述散热通道3的冷却介质排出口32设置在其中另一个侧部，所述散热通道3贯穿所述壳体下部12，能够较好地对壳体1进行冷却。
如图3所示，在一些实施例中，所述IGBT模块4面向所述散热通道3的表面上设置有多个散热柱41，所述多个散热柱41嵌设于所述散热通道3中。
本实施例中，通过在IGBT模块4的表面设置多个散热柱41，来增大IGBT模块4与所述冷却介质的接触面积，能够进一步地提高散热通道3中冷却介质对IGBT模块4的冷却效果。
其中，所述散热柱41为柱体结构，例如圆柱体，又例如棱柱体，又例如长方体，需说明的是，本实用新型的散热柱41的结构不限于此。
在另一实施例中，所述IGBT模块4面向所述散热通道3的表面上设置有散热鳍片，所述散热鳍片嵌设于所述散热通道3中，所述散热鳍片为包括多个散热薄片的结构，本实施例通过设置散热鳍片，来增大IGBT模块4与所述冷却介质的接触面积，能够进一步地提高散热通道3中冷却介质对IGBT模块4的冷却效果。
在一些实施例中，所述多个散热柱41的端部与形成所述散热通道壁面的部分壳体1之间设置有间隙，以使得散热柱41的端部与壳体1之间能够有冷却介质流通，以便于对两者进行冷却降温。
在一些实施例中，所述多个散热柱41等间距布置于所述IGBT模块4上。本实施例中，多个散热柱41等间距布置于IGBT模块4上，当IGBT模块4产生热量时，热量均匀传递至多个散热柱41，冷却介质从所述多个散热柱41及IGBT模块4表面流过，可以均匀对IGBT模块4的不同部分进行均匀降温冷却。
本实用新型第二方面实施例还提供一种电动汽车，其包括第一方面实施例所述的电机控制器。
通过以上多个实施例的描述可知，本实用新型实施例具有以下优点：
1）将电机控制器壳体1分为上下两部分，电机控制器的壳体下部12加工有散热通道3，且壳体下部12表面和IGBT模块4均构成所述散热通道3的一部分；使得电容芯子2和IGBT模块4中间采用同一散热通道3进行散热，通过散热通道3中冷却介质的流通带走所述电容芯子2和IGBT模块4的热量，有利于提高电机控制器的散热效率，并且使整体结构更加紧凑。
2）通过将薄膜电容灌封在电机控制器壳体1的第一槽体111中，使之成为一体，且多个电容芯子2等间距布置于所述第一槽体111中，与传统的塑料壳体1电容相比有利于提高电容的散热能力。
3）IGBT模块4面向所述散热通道3的表面上设置有多个散热柱41，所述多个散热柱41嵌设于所述散热通道3中，增加了IGBT模块4与所述冷却介质的接触面积，能够进一步地提高散热通道3中冷却介质对IGBT模块4的冷却效果。
需说明的是，在本文中提及“一些实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种电机控制器，其特征在于，包括金属材质的壳体，壳体上部连接有多个电容芯子；壳体下部设置有IGBT模块，在所述壳体与所述IGBT模块之间形成一散热通道，所述散热通道设置有冷却介质导入口与冷却介质排出口；其中，所述壳体下部形成所述散热通道壁面的一部分；所述IGBT模块朝向所述壳体的表面形成所述散热通道壁面的一部分。
2.如权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述壳体上部设有第一槽体，多个电容芯子通过电容灌封胶固定于所述第一槽体中。
3.如权利要求2所述的电机控制器，其特征在于，所述多个电容芯子等间距布置于所述第一槽体中。
4.如权利要求3所述的电机控制器，其特征在于，所述散热通道中设有冷却介质，所述冷却介质为液态流体介质或气态流体介质。
5.如权利要求2所述的电机控制器，其特征在于，所述壳体下部设有第二槽体，所述IGBT模块位于所述第二槽体中，且所述第二槽体空间体积至少为所述IGBT模块体积的两倍。
6.如权利要求5所述的电机控制器，其特征在于，所述壳体上部横截面为U形，壳体下部横截面为倒U形。
7.如权利要求1至6任一项所述的电机控制器，其特征在于，所述IGBT模块面向所述散热通道的表面上设置有多个散热柱，所述多个散热柱嵌设于所述散热通道中。
8.如权利要求7所述的电机控制器，其特征在于，所述多个散热柱的端部与形成所述散热通道壁面的部分壳体之间设置有间隙。
9.如权利要求7所述的电机控制器，其特征在于，所述多个散热柱等间距布置于所述IGBT模块上。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的电机控制器。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110518782A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-11-29 | 深圳开沃汽车有限公司 | 一种igbt模块安装结构 |
| CN113075520A (zh) * | 2020-01-06 | 2021-07-06 | 广州汽车集团股份有限公司 | 针对Pin-Fin功率模块K-factor的测试工装和方法 |
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