CN209085795U - 一种电机控制器的铜排温度实时监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电机控制器的铜排温度实时监测装置，包括控制板、IGBT装置、安装于IGBT装置上的驱动板、设于驱动板一侧的外延支板、与IGBT装置固定连接且与外延支板相对设置的铜排、以及安装于外延支板上的热敏传感器，所述控制板与所述驱动板通过连接线束连接，所述驱动板内设有与所述热敏传感器连接且用于将所述热敏传感器实时采集的温度信号传递给所述控制板的传输电路。该电机控制器的铜排温度实时监测装置能够有效实时监测铜排温度，其设计简单可靠，无需使用额外的连接线和接插件，也无需额外的绝缘材料或信号隔离，降低了技术难度和生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源汽车的电机控制器技术领域，特别是涉及一种电机控制器的铜排温度实时监测装置。
背景技术
新能源汽车的电机控制器中通常采用铜排将交流高压接插件和IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、直流高压接插件和电容进行连接，铜排需要承载较大电流，一旦存在装配不当或者连接点松脱等隐患时，铜排会出现异常发热并严重过温，铜排在长期过温后容易带来严重后果，导致突然引发故障，严重影响电机控制器的运行安全。
铜排的连接点松脱等隐患隐蔽性较强，不容易在产品下线时检测出来，其解决办法为对铜排温度进行实时在线检测。目前，常用的实时在线检测铜排温度的手段有两种，一是接触式测温手段，需要温度传感器和高压铜排紧密接触，但不仅需要确保绝缘可靠，而且需要额外的线束和接插件来连接温度传感器和控制电路板，增加了系统复杂性和成本；二是非接触式的测温手段，主要包括红外光学测温等，系统复杂庞大，在技术上、经济上的可行性都很差，而且成本较高。
实用新型内容
为了解决上述背景技术中的问题，本实用新型提供了一种电机控制器的铜排温度实时监测装置，其能够有效实时监测铜排温度，设计简单可靠，无需额外的连接线、接插件、绝缘材料或信号隔离，可降低技术难度和生产成本。
基于此，本实用新型提供了一种电机控制器的铜排温度实时监测装置，包括控制板、IGBT装置、安装于所述IGBT装置上的驱动板、设于所述驱动板一侧的外延支板、与所述IGBT装置固定连接且与所述外延支板相对设置的铜排、以及安装于所述外延支板上的热敏传感器；
所述控制板与所述驱动板通过连接线束连接，所述驱动板内设有与所述热敏传感器连接且用于将所述热敏传感器实时采集的温度信号传递给所述控制板的传输电路。
作为优选方案，所述铜排设置于所述外延支板的下方，所述热敏传感器安装于所述外延支板的下端。
作为优选方案，所述热敏传感器与所述铜排之间的距离小于所述铜排的宽度。
作为优选方案，所述热敏传感器与所述铜排之间的距离等于所述铜排的宽度的一半。
作为优选方案，所述铜排外表面涂覆有涂层。
作为优选方案，所述涂层采用黑漆。
作为优选方案，所述驱动板与所述外延支板为一体成型结构的PCB板。
作为优选方案，所述外延支板的下端设有供所述热敏传感器插接的直插槽，所述热敏传感器通过所述直插槽与所述传输电路电连接。
作为优选方案，所述热敏传感器采用负温度系数热敏电阻。
相较于现有技术，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的电机控制器的铜排温度实时监测装置，通过设置与驱动板相连接且位于驱动板一侧的外延支板，在外延支板上安装热敏传感器，并将铜排与外延支板相对设置，从而使得热敏传感器与铜排相对设置且与铜排之间保持空气间隙以相互隔离，实现利用热敏传感器检测铜排热辐射在铜排邻近区域所产生的温升，进而实现对铜排的温升的实时监测，无需使用额外的连接线和接插件，也无需额外的绝缘材料或信号隔离，降低了技术难度和生产成本，同时通过设置于驱动板的传输电路将热敏传感器实时采集的温度信息传递给控制板，由此可优化电机控制器故障诊断和控制策略，能够有效避免因铜排温度过高导致电机控制器中的电流传感器等零部件受损而影响电机控制器正常运转，如此提高了电机控制器运行效率和使用寿命，可确保安全行车。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种电机控制器的铜排温度实时监测装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的一种电机控制器的铜排温度实时监测装置的局部放大示意图。
其中，1、控制板；2、IGBT装置；3、驱动板；31、外延支板；311、直插槽；4、铜排；5、热敏传感器；6、连接线束。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
请参见图1，示意性地示出了本实用新型的电机控制器的铜排温度实时监测装置，该铜排温度实时监测装置包括控制板1、IGBT装置2(绝缘栅双极型晶体管)、驱动板3、外延支板31、高压铜排4和热敏传感器5，其中，驱动板3安装于IGBT装置2上，外延板设于驱动板3一侧且与驱动板3相连接，铜排4与IGBT装置2固定连接，铜排4与外延支板31相对设置且与外延支板31之间存在空气间隙，热敏传感器5安装于外延支板31上，使得热敏传感器5与铜排4相对设置且与铜排4之间保持空气间隙以相互隔离，控制板1与驱动板3通过连接线束6连接，驱动板3内设有与热敏传感器5相连接的传输电路(例如，驱动板3与外延支板31可以为PCB板，传输电路设置于该PCB板上)，该传输电路用于将热敏传感器5实时采集的温度信号传递给控制板1。
这样，电机控制器工作时，铜排4承载较大电流从而导致自身发热，随着铜排4的温度升高，铜排4本身产生的热辐射越来越大，导致铜排4邻近区域产生温升，设置于铜排4邻近区域内的热敏传感器5用于实时检测该位置处的温度信息，并通过设置于驱动板3上的传输电路传递给控制板1，控制板1根据该温度信息进行实时评估，用于电机控制器故障诊断和控制策略优化。例如当铜排4严重发热时(比如温度达到150℃)，铜排4的热辐射导致其邻近区域产生明显的温升，控制板1接收到热敏传感器5传递来的温度信息到达甚至超过设定的阈值，此时控制板1控制电机控制器进行降功率输出并发出过温故障，直至停止电机控制器运行，从而可避免因铜排4温度过高导致电机控制器运行故障，提高了电机控制器运行效率和使用寿命，确保了安全行车。
基于上述技术特征的电机控制器的铜排温度实时监测装置，通过在铜排4邻近区域内设置的热敏传感器5，实时检测铜排4的热辐射(铜排4邻近区域的温度变化主要受铜排4的热辐射影响)，而铜排4的热辐射功率对铜排4本身的温度比较敏感(如铜排4正常工作时温升是400K，当铜排4工作状态异常温升到420K时，则辐射功率会增大(420/400)^4＝1.22倍)，因而可实现对铜排4本身温度的间接实时检测，其设计简单可靠，不需要传统接触式测温手段的绝缘处理，也不需要传统非接触式测温手段的复杂测温系统，可有效降低技术难度和生产成本。同时，由于传输电路设置在驱动板3内，而驱动板3与外延支板31连接，热敏传感器5安装在外延支板31上且与传输电路连接，因此本实用新型的铜排温度实时监测装置无需额外的连接线束6来连接热敏传感器5和控制板1电路，可进一步达到简化系统、节约成本的目的。而且，在电机控制器开发阶段，对电机控制器进行温升试验时，由于电机控制器内置了铜排温度实时监测装置，无需额外安装铜排4接触式测温装置，测试工作更方便可靠，节省开发成本、缩短开发周期。
更具体的是，铜排4设置于外延支板31的下方，热敏传感器5安装于外延支板31的下端，热敏传感器5与铜排4的之间的距离保持在合适的范围，热敏传感器5与铜排4之间保持足够的空气间隙以保证电气绝缘安全。优选地，热敏传感器5与铜排4之间的距离小于铜排4的宽度，以避免热敏传感器5与铜排4之间的距离过大而难以精确灵敏地实时检测铜排4热辐射的变化。优选地，热敏传感器5与铜排4之间的距离等于铜排4的宽度的一半，进一步，热敏传感器5在铜排4所在平面的投影位于铜排4宽度的中心线(与铜排4长度方向平行的中心线)上，在该距离上，使得铜排4热辐射导致的温升较为明显，且可保证电气绝缘安全，由此热敏传感器5可更好地检测铜排4的热辐射，增强检测效果。
作为优选的实施方式，铜排4外表面涂覆有可增强铜排4热辐射发射率的涂层，该涂层优选地采用黑漆或者油墨，以使得铜排4的热辐射更容易在铜排4邻近区域产生温升，当铜排4本身的温度升高时，铜排4邻近区域的温升将更加明显，从而增强热敏传感器5的检测效果。
作为优选的实施方式，上述实施例中的驱动板3与外延支板31为一体成型结构的PCB板，传输电路设置于驱动板3上并延伸到外延支板31上，以便于与热敏传感器5连接，从而简化了生产装配工艺，避免需设置额外的线束，缩短了生产周期和制造成本。
优选地，在本实施例中，外延支板31的下端设有供热敏传感器5插接的直插槽311，热敏传感器5通过直插槽311与外延支板31连接，传输电路设置于驱动板3上并延伸到外延支板31以与直插槽311电性连接，在安装热敏传感器5时，只需将热敏传感器5作为直插件插入直插槽311中，从而实现热敏传感器5与传输电路的电连接，这样使得无需额外设置用于固定安装热敏传感器5的元件，以提高空间利用率，同时节约装配时间以及生产成本。当然，在其他实施例中，热敏传感器5也可以采用贴片式安装结构，将热敏传感器5贴附在PCB上以实现与传输电路连接。
在本实施例中，热敏传感器5采用负温度系数热敏电阻(NTC电阻)，NTC电阻可检测铜排4的热辐射所导致的邻近区域温升，进而实现对铜排4本身温度的间接检测，由于NTC电阻具有耐高温(测量范围一般为-10～+300℃，甚至可用于+300～+1200℃环境中的测温)、使用寿命长和制造成本低等优点，因而使得采用NTC电阻作为热敏传感器5的铜排温度实时监测装置也具备上述优点。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
综上所述，本实用新型提供的电机控制器的铜排温度实时监测装置能有效实时监测铜排温度，其设计简单可靠，无需额外的连接线和接插件，也无需额外的绝缘材料或信号隔离，可降低技术难度和生产成本，具有较高的应用推广价值。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种电机控制器的铜排温度实时监测装置，其特征在于，包括控制板、IGBT装置、安装于所述IGBT装置上的驱动板、设于所述驱动板一侧的外延支板、与所述IGBT装置固定连接且与所述外延支板相对设置的铜排、以及安装于所述外延支板上的热敏传感器；
所述控制板与所述驱动板通过连接线束连接，所述驱动板内设有与所述热敏传感器连接且用于将所述热敏传感器实时采集的温度信号传递给所述控制板的传输电路。
2.根据权利要求1所述的铜排温度实时监测装置，其特征在于，所述铜排设置于所述外延支板的下方，所述热敏传感器安装于所述外延支板的下端。
3.根据权利要求2所述的铜排温度实时监测装置，其特征在于，所述热敏传感器与所述铜排之间的距离小于所述铜排的宽度。
4.根据权利要求3所述的铜排温度实时监测装置，其特征在于，所述热敏传感器与所述铜排之间的距离等于所述铜排的宽度的一半。
5.根据权利要求1所述的铜排温度实时监测装置，其特征在于，所述铜排外表面涂覆有涂层。
6.根据权利要求5所述的铜排温度实时监测装置，其特征在于，所述涂层采用黑漆。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的铜排温度实时监测装置，其特征在于，所述驱动板与所述外延支板为一体成型结构的PCB板。
8.根据权利要求7所述的铜排温度实时监测装置，其特征在于，所述外延支板的下端设有供所述热敏传感器插接的直插槽，所述热敏传感器通过所述直插槽与所述传输电路电连接。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的铜排温度实时监测装置，其特征在于，所述热敏传感器采用负温度系数热敏电阻。
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| CN113092974A (zh) * | 2019-12-19 | 2021-07-09 | 广州汽车集团股份有限公司 | Igbt模块内部芯片结温测量系统、测量方法及igbt模块 |
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