CN209233705U - 一种高功率高效散热控制器用集成控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高功率高效散热控制器用集成控制装置，包括支架和设于支架中的控制器集成模块，控制器集成模块包括相互连接的电容模块和功率模块，功率模块配有散热器，支架上固定有驱动板、电流传感器、三相转接前极板、三相转接侧极板、三相输出前极板和三相输出侧极板；驱动板设于控制器集成模块的底部，并与功率模块电气连接；三相转接前极板的一端与功率模块的一部分输出端电气连接，另一端与三相输出前极板连接；三相转接侧极板的一端与功率模块的另一部分输出端电气连接，另一端与三相输出侧极板连接；电容模块的输入端设有磁环组件。与现有技术相比，本实用新型具有集成度高、装配灵活性好以及可维护性高等优点。

Description

一种高功率高效散热控制器用集成控制装置

技术领域

本实用新型涉及电机汽车控制器领域，尤其是涉及一种高功率高效散热控制器用集成控制装置。

背景技术

传统新能源汽车用电机控制器基本上都是由IGBT、膜电容、电流传感器、屏蔽板、控制板通过层叠设置后分别安装在电机控制器箱体内部，其中IGBT、膜电容、驱动板、控制板、屏蔽板之间彼此之间缺少制成和固定关系，每个零件都是独立的装配在控制器箱体内部，导致控制器箱体空间利用效率低下，装配不方便和不方便维护维修。因此现有的独立式装配方式集成度差、占用空间较大、难以提高电机控制器的功率密度的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高功率高效散热控制器用集成控制装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种高功率高效散热控制器用集成控制装置，包括支架和设于支架中的控制器集成模块，所述控制器集成模块包括相互连接的电容模块和功率模块，所述功率模块配有散热器，所述支架上固定有驱动板、电流传感器、三相转接前极板、三相转接侧极板、三相输出前极板和三相输出侧极板；所述驱动板设于所述控制器集成模块的底部，并与所述功率模块电气连接；所述三相转接前极板的一端与所述功率模块的一部分输出端电气连接，另一端与所述三相输出前极板连接；所述三相转接侧极板的一端与所述功率模块的另一部分输出端电气连接，另一端与所述三相输出侧极板连接；所述电容模块的输入端设有磁环组件。

优选的，所述功率模块的相邻的两侧分别设有固定在支架上的前支座和侧支座，所述三相转接前极板与三相输出前极板的连接端固定在所述前支座上，所述三相转接侧极板与三相输出侧极板的连接端固定在所述侧支座上。

优选的，所述电流传感器设有两组，分别设在所述前支座和侧支座所在一侧的支架上，所述电流传感器上设有用于穿过被测极板的通孔。

优选的，所述磁环组件包括磁环支座和磁环，所述磁环支座套在所述电容模块的输入端并固定在支架上，所述磁环支座设有腰形凹槽，所述磁环固定于所述腰形凹槽里面，所述腰形凹槽中设有端子出孔。

优选的，所述支架中间设有矩形空腔，所述电容模块和功率模块并排设置在所述矩形空腔中并与空腔四周的支架固定连接。

优选的，所述散热器包括进水管、出水管和层叠排列的多个散热体，所述散热体内设有散热水道，每个散热体的散热水道都并联连接在进水管和出水管之间；所述功率模块为平板状并设有多个，所述功率模块的侧边设有输入极片，在每相邻两个散热体之间夹有一个功率模块；所述电容模块包括电容本体，电容本体在与功率模块连接的一侧设有多个并排的电容输出端，每个电容输出端对应连接一个功率模块的输入极片。

优选的，所述输入极片包括功率模块输入正极片和功率模块输入负极片，所述电容输出端包括电容输出正极板和电容输出负极板，所述功率模块输入正极片与所述电容输出正极板连接，所述功率模块输入负极片与所述电容输出负极板连接。

优选的，所述功率模块输入正极片和功率模块输入负极片在功率模块的侧边依次排列设置且伸出散热器外；所述电容模块的电容输出端的延伸方向朝向功率模块的输入极片的排列方向，每个电容输出端中与功率模块上距离较远的输入极片连接的极板较长，与功率模块上距离较近的输入极片连接的极板较短。

优选的，所述支架上设有多个固定支点，所述支架的底面设有多个固定柱，所述驱动板通过所述固定柱连接支架。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、通过将功率模块、电容模块、散热组件、电流传感器等电气件集成为一个控制器集成模块，并将驱动板、前支座、侧支座、磁环支座、三相转接前极板、三相输出前极板、三相转接侧极板、三相输出侧极板通过固定柱和固定支点固定于支架上，将电机控制器的元件统一成一个整体，各个元器件之间均依托于控制器集成模块的支架固定，保证整个控制装置稳定可靠，减小了整个控制装置的体积，提高了模块化程度；而且这种高度集成的控制装置可以再装配时直接整体装入控制器箱体或取出，即提高了装配效率，也提高了控制装置的可维护维修性，也提高了该产品的集成度和灵活度。

2、支架底面设置有固定柱，周围和内部设置有多个固定支点，在进行各个元件之间装配时，通过螺栓和直接连接机壳完成所有元件的支撑固定，这种连接方式一方面简单易行，成本低且适合批量生产。

3、散热器是由多个散热板并排通过螺栓固定连接而成，同时集成了进水口和出水口，可以同时实现多个功率模块的双面散热，散热效果突出，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，提高了功率模块的性能和可靠性，从而保证了电机控制器的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型装置结构示意图；

图3为本实用新型装置未安装磁环组件和极板时的结构示意图；

图2为本实用新型装置底部结构示意图；

图4为本实用新型中磁环支座结构示意图；

图5为本实用新型中支架的结构示意图。

图中标注：1、控制器集成模块，2、驱动板，3、前支座，4、侧支座，5、磁环支座，6、三相转接前极板，7、三相输出前极板，8、三相转接侧极板，9、三相输出侧极板，10、磁环，1-1、电容模块，1-2、功率模块，1-3、散热器，1-4、电流传感器，1-5、支架，1-6、进水管，1-7、出水管，1-8、电容输出端，1-9、固定柱，1-10、固定支点，5-1、端子出孔，5-2、腰形凹槽。

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。

实施例

如图1所示，一种高功率高效散热控制器用集成控制装置，包括支架1-5和设于支架1-5中的控制器集成模块1。控制器集成模块1包括相互连接的电容模块1-1和功率模块1-2，功率模块1-2配有散热器1-3。支架1-5上固定有驱动板2、电流传感器1-4、三相转接前极板6、三相转接侧极板8、三相输出前极板7和三相输出侧极板9。电容模块1-1、功率模块1-2、散热器1-3和电流传感器1-4都通过螺栓固定在支架1-5上。本装置将电机控制器的元件统一成一个整体，而且各个元器件之间均依托于支架1-5固定，保证整个控制装置稳定可靠。

散热器1-3包括进水管1-6、出水管1-7和层叠排列的多个散热体。散热体内设有散热水道，每个散热体的散热水道都并联连接在进水管1-6和出水管1-7之间。功率模块1-2为平板状并设有多个，在每相邻两个散热体之间夹有一个功率模块1-2。

电容模块1-1包括电容本体，电容本体在与功率模块1-2连接的一侧设有多个并排的电容输出端1-8，功率模块1-2的侧边设有输入极片，每个电容输出端1-8对应连接一个功率模块1-2的输入极片。输入极片包括功率模块输入正极片和功率模块输入负极片，电容输出端1-8包括电容输出正极板和电容输出负极板，功率模块输入正极片与电容输出正极板连接，功率模块输入负极片与电容输出负极板连接。功率模块输入正极片和功率模块输入负极片在功率模块1-2的侧边依次排列设置且伸出散热器1-3外。电容模块1-1的电容输出端1-8的延伸方向朝向功率模块1-2的输入极片的排列方向，每个电容输出端1-8中与功率模块1-2上距离较远的输入极片连接的极板较长，与功率模块1-2上距离较近的输入极片连接的极板较短。本实施例中电容模块1-1为薄膜电容，电容模块1-1的输出端与功率模块1-2的输入极片通过Tig焊接电气连接。

驱动板2设于控制器集成模块1的底部，并与功率模块1-2电气连接，如图3所示。

电容模块1-1的输入端设有磁环组件。磁环组件包括磁环支座5和磁环10，磁环支座5套在电容模块1-1的输入端并固定在支架1-5上。如图4所示，磁环支座5设有腰形凹槽5-2，磁环10通过环氧固化在磁环支座5的腰形凹槽5-2里面，腰形凹槽5-2中设有端子出孔5-1。

如图5所示，支架1-5中间设有矩形空腔，电容模块1-1和功率模块1-2并排设置在矩形空腔中并与空腔四周的支架1-5固定连接。支架1-5上设有多个固定支点1-10，支架1-5的底面设有多个固定柱1-9，驱动板2通过螺栓与固定柱1-9连接。前支座3、侧支座4、磁环支座5均架设于固定支点1-10上。

三相转接前极板6的一端与功率模块1-2的一部分输出端电气连接，另一端与三相输出前极板7连接。三相转接侧极板8的一端与功率模块1-2的另一部分输出端电气连接，另一端与三相输出侧极板9连接。本实施例中，功率模块1-2设有6块，三相转接前极板6的一端与靠近进、出水管1-7的三个功率模块1-2连接，三相转接侧极板8的一端与远离进、出水管1-7的三个功率模块1-2连接，具体通过Tig焊接电气连接；三相转接前极板6、三相输出前极板7、三相转接侧极板8、三相输出侧极板9均分别由三个子极板组成，并通过包塑集成为一体。

功率模块1-2的相邻的两侧分别设有固定在支架1-5上的前支座3和侧支座4，三相转接前极板6与三相输出前极板7的连接端通过螺栓固定在前支座3上，三相转接侧极板8与三相输出侧极板9的连接端通过螺栓固定在侧支座4上。

本实施例中，电流传感器1-4设有两组，分别设在前支座3和侧支座4所在一侧的支架1-5上。电流传感器1-4上设有用于穿过被测极板的通孔。

上述零件之间的固定位置只是本实施例中的固定位置，如三相转接前极板6一端与功率模块1-2的输出端焊接等，在实际操作中，也可以改变固定位置，只要保证这些极板都与模块固定连接即可，如三相转接侧极板8也可以和三相转接前极板6并排固定，具体的布局设置根据实际情况决定。同理，上述模块之间的电气连接，在本实施例中均采用了连接紧密且空隙小的电阻焊连接方式，当然也可以根据实际情况选择占用空间小且集成度高的其他连接方式。

本装置的组装过程如下：

(1)将电容模块1-1、功率模块1-2、散热器1-3和电流传感器1-4分别安装在支架1-5上；

(2)接着将电容模块1-1的输出端与功率模块1-2的输入端通过Tig焊接连接，完成控制器集成模块1的装配；

(3)再将前支座3和侧支座4通过螺栓固定在支架1-5上；

(4)将三相转接前极板6的一端与功率模块1-2的一部分输出端电气连接，另一端与三相输出前极板7连接并通过螺栓固定在前支座3上；

(5)将三相转接侧极板8的一端与功率模块1-2的另一部分输出端电气连接，另一端与三相输出侧极板9连接并通过螺栓固定在侧支座4上；

(6)将磁环10放在磁环支座5的腰形凹槽5-2里面并通过环氧固化，然后将装有磁环10的磁环支座5穿过电容模块1-1的输入端，并通过螺栓固定在支架1-5上，最后将驱动板2通过螺栓固定在支架1-5的底部。

Claims (9)

1.一种高功率高效散热控制器用集成控制装置，包括支架和设于支架中的控制器集成模块，所述控制器集成模块包括相互连接的电容模块和功率模块，所述功率模块配有散热器，其特征在于：

所述支架上固定有驱动板、电流传感器、三相转接前极板、三相转接侧极板、三相输出前极板和三相输出侧极板；所述驱动板设于所述控制器集成模块的底部，并与所述功率模块电气连接；所述三相转接前极板的一端与所述功率模块的一部分输出端电气连接，另一端与所述三相输出前极板连接；所述三相转接侧极板的一端与所述功率模块的另一部分输出端电气连接，另一端与所述三相输出侧极板连接；所述电容模块的输入端设有磁环组件。

2.根据权利要求1所述的一种高功率高效散热控制器用集成控制装置，其特征在于，所述功率模块的相邻的两侧分别设有固定在支架上的前支座和侧支座，所述三相转接前极板与三相输出前极板的连接端固定在所述前支座上，所述三相转接侧极板与三相输出侧极板的连接端固定在所述侧支座上。

3.根据权利要求2所述的一种高功率高效散热控制器用集成控制装置，其特征在于，所述电流传感器设有两组，分别设在所述前支座和侧支座所在一侧的支架上，所述电流传感器上设有用于穿过被测极板的通孔。

4.根据权利要求1所述的一种高功率高效散热控制器用集成控制装置，其特征在于，所述磁环组件包括磁环支座和磁环，所述磁环支座套在所述电容模块的输入端并固定在支架上，所述磁环支座设有腰形凹槽，所述磁环固定于所述腰形凹槽里面，所述腰形凹槽中设有端子出孔。

5.根据权利要求1所述的一种高功率高效散热控制器用集成控制装置，其特征在于，所述支架中间设有矩形空腔，所述电容模块和功率模块并排设置在所述矩形空腔中并与空腔四周的支架固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种高功率高效散热控制器用集成控制装置，其特征在于，所述散热器包括进水管、出水管和层叠排列的多个散热体，所述散热体内设有散热水道，每个散热体的散热水道都并联连接在进水管和出水管之间；所述功率模块为平板状并设有多个，所述功率模块的侧边设有输入极片，在每相邻两个散热体之间夹有一个功率模块；所述电容模块包括电容本体，电容本体在与功率模块连接的一侧设有多个并排的电容输出端，每个电容输出端对应连接一个功率模块的输入极片。

7.根据权利要求6所述的一种高功率高效散热控制器用集成控制装置，其特征在于，所述输入极片包括功率模块输入正极片和功率模块输入负极片，所述电容输出端包括电容输出正极板和电容输出负极板，所述功率模块输入正极片与所述电容输出正极板连接，所述功率模块输入负极片与所述电容输出负极板连接。

8.根据权利要求7所述的一种高功率高效散热控制器用集成控制装置，其特征在于，所述功率模块输入正极片和功率模块输入负极片在功率模块的侧边依次排列设置且伸出散热器外；所述电容模块的电容输出端的延伸方向朝向功率模块的输入极片的排列方向，每个电容输出端中与功率模块上距离较远的输入极片连接的极板较长，与功率模块上距离较近的输入极片连接的极板较短。

9.根据权利要求1所述的一种高功率高效散热控制器用集成控制装置，其特征在于，所述支架上设有多个固定支点，所述支架的底面设有多个固定柱，所述驱动板通过所述固定柱连接支架。