CN209343940U - 电容模块与电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电容模块与电机控制器，本实用新型所述的电容模块包括电容单元，散热底座及电容压板，其中，电容单元包括规则排布的若干电容器，以及与各电容器并联设置的具有正极连接端和负极连接端的电容母排，散热底座位于各电容器的同一侧，以构成与各电容器侧表面的抵接相连，相对于散热底座，于各电容器的另一侧设有电容压板，电容压板与散热底座之间固连，以将各电容器夹置固定于散热底座和电容压板之间，且电容压板由绝缘材质制成，并于电容压板上设有构成电容压板于外部载体上固定的固定部。本实用新型的电容模块具有结构紧凑及集成化程度高的优点，并可更好的适应于平台化推广。

Description

电容模块与电机控制器

技术领域

本实用新型涉及汽车电器技术领域，特别涉及一种电容模块。同时，本实用新型还涉及一种应用有该电容模块的电机控制器。

背景技术

随着新能源汽车行业的快速发展，尤其是电动汽车，对电机控制器的设计开发提出了更高的要求。由于整车可用空间的进一步压缩，合理规划电机控制器的结构布局，及实现在小空间内控制器布局最优化，已成为急需解决的一大难题。其中，对于DC_Link电容模组的设计，目前选取最多的当属薄膜电容的模块化封装设计，在结构设计及选型方面已经比较成熟。而对于低压系统而言，电解电容以其成本、体积、容值等方面的优势应用更加广泛。但相较于薄膜电容，基于电解电容的DC_Link电容模组及DC输入端设计尚无一个通用性强、空间布局紧凑的构型方案。

现有的电解电容作为DC_Link的应用方案中，DC输入端的设计往往存在结构松散、平台化实现困难等缺点。松散的结构势必会占用更多的控制器设计空间，一方面会压缩其他部件的设计空间，另一方面则可能会影响电机控制器的外围包络尺寸，对整车搭载造成影响。在平台化方面，现有的基于电解电容的设计方案中多为个体化应用，所设计结构并不适用于平台化推广。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电容模块，以克服在结构上松散及平台化实现困难的缺点。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电容模块，包括：

电容单元，包括规则排布的若干电容器，以及与各所述电容器并联设置的具有正极连接端和负极连接端的电容母排；

散热底座，位于各所述电容器的同一侧，并构成与各所述电容器侧表面的抵接相连；

电容压板，相对于所述散热底座、位于各所述电容器的另一侧，所述电容压板可构成与所述散热底座之间的固连，以将各所述电容器夹置固定于所述散热底座和所述电容压板之间，且所述电容压板由绝缘材质制成，并于所述电容压板上设有构成所述电容压板于外部载体上固定的固定部。

进一步的，规则排布的各所述电容器间并排布置而排列成一字型。

进一步的，对应于各所述电容器，于所述散热底座上构造有容纳槽，各所述电容器嵌设于相应的所述容纳槽内。

进一步的，对应于所述正极连接端或所述负极连接端，于所述电容压板上构造有供所述正极连接端或所述负极连接端与外部电连接件固连的转接座。

进一步的，所述固定部为形成于所述电容压板上的固定孔。

进一步的，所述电容器为电解电容。

进一步的，所述散热底座由金属材质制成。

进一步的，还包括：

直流采样单元，固定于所述电容压板上，并具有构成与所述电容母排的正极部分电性连接的采样端，以及用于输出采样信号的输出端。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型的电容模块，通过各电容器的规则排布，并经由散热底座和电容压板对电容器的夹设固定，可实现各电容器的集成式布置，并能够由电容压板实现整体模块的绝缘与固定，其具有结构简单紧凑，集成化程度高的优点，同时也使得该电容模块能更好的适应于平台化推广。

(2)电容器一字型排列，可便于与电容母排的连接，以及各电容器的排布。

(3)设置容纳槽能够便于各电容器的安装及固定。

(4)电容压板上构造有转接座，以便于外部电流接入电容母排。

(5)电容压板上设置有固定孔，以便于电容压板与外部载体的连接。

(6)采用电解电容不仅具有耐电流大、低阻抗、低电感，还具有容量损耗小、充放电速度快且使用寿命长及安装方便等优点。

(7)散热底座为金属材质，以利于电容的导热，提高电容的散热性。

(8)电容压板注塑成型，结构简单，便于加工制造。

(9)设置直流采样单元，以便于对通过电容器的直流电流进行采样，从而可实时监控母线电流的情况。

本实用新型的另一目的在于提出一种电机控制器，其包括箱体，以及设置于所述箱体中的如上所述的电容模块，所述正极连接端与所述负极连接端电性连接于所述电机控制器的直流电源模块；所述电容模块中的所述散热底座通过绝缘导热垫与所述箱体抵接；或者，所述散热底座与所述箱体集成为一体，各所述电容器的侧表面通过绝缘导热垫与所述散热底座相抵接。

本实用新型的电机控制器与前述的电容模块相对于现有技术具有相同的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一所述的电容模块的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一所述的电容模块的爆炸图；

图3为本实用新型实施例一所述的电容器与散热底座装配示意图；

图4为本实用新型实施例二所述的电机控制器的结构示意图；

附图标记说明：

1-电容母排，101-正极连接端，102-负极连接端，2-电容压板，201-固定部，202-第一转接座，203-第二转接座，204-第三转接座，205-螺栓，3-散热底座，301-容纳槽，302-螺纹孔，4-电容器，5-直流采样单元，6-绝缘导热垫，7-电连接件，8-箱体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实施例涉及一种电容模块，其一种示意性结构如图1和图2所示，该电容模块整体结构上包括电容单元，散热底座3及电容压板2。其中，电容单元包括规则排布的若干电容器4，以及与各电容器4并联设置的具有正极连接端101和负极连接端102的电容母排1。

在本实施例中，电容母排1的结构如图2所示，该电容母排1具有正极层与负极层，且在正极层与负极层之间以及正极层的外侧面和负极层的外侧面均设置有绝缘层，并且在电容母排1上形成有电容器4并联设置的多个连接单元。上述各连接单元可为沿电容母排1的长度方向线性排布，由此，也使得规则排布的各电容器4也沿电容母排1的长度方向排列成一字型，且分别与电容母排1上相应的连接单元焊接固定。当然，除了成一字型排列，各电容器4也可依其他规则方式排列。

结合图1和图3所示，散热底座3位于各电容器4的同一侧，以构成与各电容器4侧表面的抵接相连，为了便于各电容器4的安装及固定，在散热底座3上构造有容纳槽301，以便于各电容器4嵌装于相应的容纳槽301内，并且，各电容器4可通过粘接方式与散热底座3固连一起。另外，为了与下述的电容压板2连接，在散热底座3上还加工有均布的三处螺纹孔302，以便于通过紧固件将电容压板2与散热底座3连接一起。此外，为了电容器4的散热，散热底座3的材质优选采用铁、铜或铝等金属材质制成，以便于导热。

相对于散热底座3，在各电容器4的另一侧设有电容压板2。具体的，电容压板2通过三组螺栓205与上述的散热底座3之间固连，从而将各电容器4夹置固定于散热底座3和电容压板2之间，以实现对电容器4压紧固定。为了便于电容压板2与外部载体连接，在电容压板2上构造有与外部载体固定的固定部201。具体结构上，结合图2和图4所示，在电容压板2上构造有与外载部，也就是箱体8连接的固定孔，此固定孔构成固定部201，通过穿设于固定孔的紧固件将电容压板2与箱体8固连一起。

结合图2和图4所示，对应于电容母排1上的正极连接端101或负极连接端102，于电容压板2上形成有供正极连接端101或负极连接端102与外部电连接件7固连的转接座，以有利于外部电流接入上述电容母排1。具体结构上，如图2所示，该转接座包括与正极连接端101连接的第一转接座202，以及与负极连接端102连接的第二转接座203，还包括与下述的直流采样单元5的一端连接的第三转接座204，其中，下述的直流采样单元5的另一端通过第一转接座202连接于正极连接端101上。

本实施例中电连接件7的具体结构如图4所示，其中，与第三转接座204连接的电连接件7作为外部电流的正极输入端，通过采样单元5连接于正极连接端101上，与第二转接座203连接的电连接件7作为外部电流的负极输出端，从而使外部电流接入上述电容母排1中。该电连接件7作为连接电机控制器的直流输入端口，其结构简单，且便于生产制作。

本实施例为了电容模块的绝缘，电容压板2采用绝缘材质制成，且其可采用注塑成型，以具有加工方式简单，便于制造的优点，且成本低。而除了注塑，电容压板2亦可采用树脂等其它绝缘材质成型。

在本实施例中，电容器4为采用电解电容，优选的可为采用DC-Link电容器，以此使得该模块构成基于电解电容的DC-Link的电容模块。本实施例的电容模块为电解电容应用于DC-Link电容平台化设计提供了一套完整的设计思路，同时，对于下述的应用有本实施例的电容模块的电机控制器，具有结构紧凑，集成化程度高的优点，并且还节省了电机控制器的设计空间。

除此之外，为了实时对电容母排1的电流的监控情况，本实施例的电容模块还包括直流采样单元5，该采样单元5为现有技术，其具有构成与电容母排1的正极部分电性连接的采样端，以及用于输出采样信号的输出端，从而实现对通过电容母排1的直流电流进行采样并实时监控。具体结构上，结合图1、图2及图4所示，前述的直流采样单元5包括可通过直流电流的采样单元主体，及固连于采样单元主体中间的采样板。其中，采样单元主体的两端分别固定于上述的电容压板2上的第一转接座202和第三转接座204上，且采样板上布置有采样电路，并能够输出流经电容母排1的电流的采样信号，从而对输入至电容母排1的电流进行实时监控。

为了使电容模块与外载体之间绝缘，从而保证电容器4外侧与整机间的隔离，可在散热底座3的下表面设置绝缘导热垫6，如此设置，一方面可对电容器4起到散热的作用，另一方面可保证电容模块与箱体8之间的绝缘。

综上所述，本实施的电容模块其具有结构简单紧凑，集成化程度高以及实现模块整体绝缘的优点，同时还具有电流采样及散热功能。另外，该电容模块能更好的适应于平台化推广，并可为控制器的设计节省空间，从而有着较好的实用性。

实施例二

本实施例涉及一种电机控制器，其一种示例性结构如图4所示，该电机控制器包括箱体8，及设置于箱体8中的如实施例一所述的电容模块，其中，正极连接端101与负极连接端102电性连接于图中未示出的电机控制器的直流电源模块，在电容模块的散热底座3与箱体8之间设置有绝缘导热垫，从而使该电机控制器整体绝缘。当然，为了使该电机控制器整体绝缘，也可将散热底座3与箱体8集成为一体，同时在各电容器4的侧表面与散热底座3相抵接的部位设置绝缘导热垫。

本实施例中，为了便于对输入电容母排1的电流情况进行实时监控，电容模块上的电流采样单元优选为Shunt，当然，也可采用其他形式的采样器件。通过调整该电容模块两输入点的位置来调配电容母排1上电流的均衡度，从而确保电容及功率器件长时间稳定工作。

本实施例的电机控制器通过应用有实施例一的电容模块，能够节省电机控制器的设计空间，并可提高使用寿命，从而有着较好的实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电容模块，其特征在于：包括：

电容单元，包括规则排布的若干电容器(4)，以及与各所述电容器(4)并联设置的具有正极连接端(101)和负极连接端(102)的电容母排(1)；

散热底座(3)，位于各所述电容器(4)的同一侧，并构成与各所述电容器(4)侧表面的抵接相连；

电容压板(2)，相对于所述散热底座(3)、位于各所述电容器(4)的另一侧，所述电容压板(2)可构成与所述散热底座(3)之间的固连，以将各所述电容器(4)夹置固定于所述散热底座(3)和所述电容压板(2)之间，且所述电容压板(2)由绝缘材质制成，并于所述电容压板(2)上设有构成所述电容压板(2)于外部载体上固定的固定部(201)。

2.根据权利要求1所述的电容模块，其特征在于：规则排布的各所述电容器(4)间并排布置而排列成一字型。

3.根据权利要求1所述的电容模块，其特征在于：对应于各所述电容器(4)，于所述散热底座(3)上构造有容纳槽(301)，各所述电容器(4)嵌设于相应的所述容纳槽(301)内。

4.根据权利要求1所述的电容模块，其特征在于：对应于所述正极连接端(101)或所述负极连接端(102)，于所述电容压板(2)上构造有供所述正极连接端(101)或所述负极连接端(102)与外部电连接件(7)固连的转接座。

5.根据权利要求1所述的电容模块，其特征在于：所述固定部(201)为形成于所述电容压板(2)上的固定孔。

6.根据权利要求1所述的电容模块，其特征在于：所述电容器(4)为电解电容。

7.根据权利要求1所述的电容模块，其特征在于：所述散热底座(3)由金属材质制成。

8.根据权利要求1所述的电容模块，其特征在于：所述电容压板(2)注塑成型。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电容模块，其特征在于：还包括：

直流采样单元(5)，固定于所述电容压板(2)上，并具有构成与所述电容母排(1)的正极部分电性连接的采样端，以及用于输出采样信号的输出端。

10.一种电机控制器，包括箱体(8)，其特征在于：还包括设置于所述箱体(8)中的如权利要求1至9中任一项所述的电容模块，所述正极连接端(101)与所述负极连接端(102)电性连接于所述电机控制器的直流电源模块；所述电容模块中的所述散热底座(3)通过绝缘导热垫(6)与所述箱体(8)抵接；或者，所述散热底座(3)与所述箱体(8)集成为一体，各所述电容器(4)的侧表面通过绝缘导热垫(6)与所述散热底座(3)相抵接。