CN209710486U - 电动汽车及电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车及电机控制器。电动汽车用双三相电机的电机控制器包括壳体，壳体内设有功率板和控制板，功率板上设有功率半导体器件，功率半导体器件设有用于与双三相电机中两套绕组的各相一一对应的六组，六组功率半导体器件分别连接有接线柱，控制板上设置有避让孔，壳体上设有供接线柱引出的引出孔。当与双三相电机的其中一套绕组连接的三组功率半导体器件的任意一相出现故障时，控制板控制与该套绕组连接的三组功率半导体器件同时断开连接，与双三相电机的另一套绕组连接的三组功率半导体器件继续工作，双三相电机的输出功率减半但仍然可以继续工作，避免电动汽车在行驶的过程中发生急停现象。

Description

电动汽车及电机控制器

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车及电机控制器。

背景技术

随着现在电动汽车技术的发展，电动汽车的使用范围也越来越广，随着电动汽车的保有量的增多，对电动汽车的可靠性以及安全性提出了更高的要求，而电机及电机控制器作为电动汽车的核心部件，其性能好坏决定了电动汽车的可靠性和安全性。

授权公告号为CN207053925U的中国实用新型专利公开了一种电动车控制器，该电动车控制器包括壳体，壳体内设有功率板和与功率板平行且间隔布置的控制板，控制板包括驱动板和设置在驱动板的上方的功率控制板，功率板与驱动板之间通过连接柱连接，功率板上设有MOS管，MOS管形成控制器的功率半导体器件，驱动板上与功率控制板之间连接有插针，MOS管之间通过铜排相互连接，MOS管与外部设备通过铜排连接。

上述的电动车控制器与三相电机之间通过三相电路连接，MOS管分成三组以与三相电路分别对应连接，而三相电机在工作的过程中，由于受到环境温度、路况颠簸等因素的影响，三相电路会出现故障而导致电动车控制器与三相电机之间的连接断开，从而使电机直接停止工作，电动汽车在行驶的过程中会发生急停现象，严重时甚至引发交通事故，对驾乘人员以及其他车辆造成伤害。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电动汽车用双三相电机的电机控制器，以解决现有技术中的电动汽车在行驶的过程中电机直接停止工作的问题；本实用新型还提供了一种使用该电机控制器的电动汽车，以解决现有技术中电动汽车在行驶的过程中电机直接停止工作而发生急停现象的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的电动汽车用双三相电机的电机控制器的技术方案为：

电动汽车用双三相电机的电机控制器，包括壳体，壳体内设有功率板和与功率板层叠布置的控制板，功率板上设有用于向电机供电的功率半导体器件，所述功率半导体器件设有用于与双三相电机中两套绕组的各相一一对应的六组，六组功率半导体器件分别连接有接线柱，控制板上设置有供接线柱穿过的避让孔，壳体背向功率板一侧的壳体壁上设有供接线柱引出的引出孔，接线柱依次穿过所述避让孔和引出孔引出到壳体外。

该技术方案的有益效果在于：电机控制器内的六组功率半导体器件分别与双三相电机的两套绕组的各相一一对应，当与双三相电机的其中一套绕组连接的三组功率半导体器件的任意一组出现故障时，控制板控制与该套绕组连接的三组功率半导体器件同时断开连接，与双三相电机的另一套绕组连接的三组功率半导体器件继续工作，双三相电机的输出功率减半但仍然可以继续工作，避免电动汽车在行驶的过程中发生急停现象；同时接线柱的数量增多后，接线柱通过避让孔以及引出孔引出到壳体外，便于与双三相电机连接。

所述功率板上设有固定孔，所述接线柱靠近功率板的一端设有固定臂，固定臂通过螺钉连接在固定孔处。接线柱通过固定臂固定在功率板上，增大了接线柱与功率板的接触面积，固定效果好。

所述接线柱共有两排，与各套绕组对应的接线柱均沿纵向排列并在纵向上相互错开。接线柱在纵向上相互错开可以减小接线柱占用的安装空间，同时避免接线柱之间产生干涉。

两排接线柱上的固定臂均朝向纵向布置，两排接线柱上的固定臂的朝向相反。固定臂的朝向相反，两排接线柱的固定臂可以相互错开，布局紧凑。

所述控制板上设有电流传感器，所述接线柱从所述电流传感器中穿过。电流传感器可以检测通过接线柱的电流，具有过流保护作用。

所述控制板上设有电池连接柱，壳体背向功率板一侧的壳体壁上设有供电池连接柱引出的接线孔。电池连接柱通过接线孔引出，便于与电池连接。

本实用新型的电动汽车的技术方案为：

电动汽车，包括电机和电机控制器，所述电机控制器包括壳体，壳体内设有功率板和与功率板层叠布置的控制板，功率板上设有用于向电机供电的功率半导体器件，所述功率半导体器件设有用于与双三相电机中两套绕组的各相一一对应的六组，六组功率半导体器件分别连接有接线柱，控制板上设置有供接线柱穿过的避让孔，壳体背向功率板一侧的壳体壁上设有供接线柱引出的引出孔，接线柱依次穿过所述避让孔和引出孔引出到壳体外。

该技术方案的有益效果在于：电机控制器内的六组功率半导体器件分别与双三相电机的两套绕组的各相一一对应，当与双三相电机的其中一套绕组连接的三组功率半导体器件的任意一组出现故障时，控制板控制与该套绕组连接的三组功率半导体器件同时断开连接，与双三相电机的另一套绕组连接的三组功率半导体器件继续工作，双三相电机的输出功率减半但仍然可以继续工作，避免电动汽车在行驶的过程中发生急停现象；同时接线柱的数量增多后，接线柱通过避让孔以及引出孔引出到壳体外，便于与双三相电机连接。

所述功率板上设有固定孔，所述接线柱靠近功率板的一端设有固定臂，固定臂通过螺钉连接在固定孔处。接线柱通过固定臂固定在功率板上，增大了接线柱与功率板的接触面积，固定效果好。

所述接线柱共有两排，与各套绕组对应的接线柱均沿纵向排列并在纵向上相互错开。接线柱在纵向上相互错开可以减小接线柱占用的安装空间，同时避免接线柱之间产生干涉。

两排接线柱上的固定臂均朝向纵向布置，两排接线柱上的固定臂的朝向相反。固定臂的朝向相反，两排接线柱的固定臂可以相互错开，布局紧凑。

所述控制板上设有电流传感器，所述接线柱从所述电流传感器中穿过。电流传感器可以检测通过接线柱的电流，具有过流保护作用。

所述控制板上设有电池连接柱，壳体背向功率板一侧的壳体壁上设有供电池连接柱引出的接线孔。电池连接柱通过接线孔引出，便于与电池连接。

附图说明

图1为本实用新型的电动汽车的实施例1的电机控制器的分解示意图；

图2为图1的电机控制器的壳体的结构示意图；

图3为图1的电机控制器的功率板的结构示意图；

图4为图1的电机控制器的顶盖的结构示意图；

图5为图1的电机控制器的控制板的结构示意图；

图6为本实用新型的电动汽车的电机控制器与三相电机的连接原理图；

图7为本实用新型的电动汽车的电机控制器的功率板、控制板以及壳体的装配剖视图；

图8为本实用新型的电动汽车的电机控制器的电池连接柱、铜柱以及壳体的装配剖视图；

图9为本实用新型的电动汽车的电机控制器省略顶盖后的俯视图。

图中各标记：1.壳体；2.功率板；3.控制板；4.接线柱；5.顶盖；6.接线孔；7.保险；8.测温电阻；9.安装孔；10.线缆；11.翅片；12.温度检测孔；13.MOS管；14.插针；15.双三相电机；16.绝缘粒；21.固定孔；22.铜柱；31.电流传感器；32.电池连接柱；41.固定臂；61.U1接线孔；62.V1接线孔；63.W1接线孔；64.U2接线孔；65.V2接线孔；66.W2接线孔；67.负极接线孔；68.正极接线孔；69.保险接线孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的电动汽车的实施例1，如图1至图9所示，电动汽车包括双三相电机15和与双三相电机15连接以控制双三相电机15的电机控制器。双三相电机15是一种应用较为广泛的多相电机，这种电机的电机定子侧由两套在空间上相差30°电角度、且中性点相互隔离的三相绕组构成，转子侧一般为鼠笼结构，双三相电机15的两套三相绕组分别为第一套绕组和第二套绕组。

如图1与图2所示，电机控制器包括壳体1，壳体1为压铸式一体成型结构，壳体1包括底壁和设置在底壁上的侧壁，底壁以及侧壁上一体成型有翅片11，翅片11便于发散电机控制器内的热量。

如图1、图3与图6所示，壳体1内设有功率板2和与功率板2层叠布置的控制板3，功率板2和控制板3通过螺钉安装在壳体1上，功率板2为铝基板，铝基板的导热效果好。功率板2上共设有六组MOS管组，每组MOS管组中包含有8个单体形式布置的MOS管13，六组MOS管组分为两排且沿功率板2的中心线对称布置，其中一排的三个MOS管组与双三相电机15中的第一套绕组的三相对应连接、另一排的三个MOS管组与双三相电机15中的第二套绕组的三相对应连接，每组MOS管组形成用于向双三相电机15供电的功率半导体器件。

各组MOS管组分别连接有各自的接线柱4，功率板2上与各组MOS管组相应的位置处设有三个固定孔21，接线柱4靠近功率板2的一端一体成型有固定臂41，固定臂41通过螺钉连接到壳体1的固定孔21上，功率板2上设有螺钉孔，螺钉孔与固定孔21的位置相对应，螺钉穿过固定孔21并固定在壳体1的底壁上。接线柱4共有两排，定义图1中的上下方向为纵向，两排接线柱4沿功率板2的纵向排列且在纵向相互错开，以增大相邻两组接线柱4之间的距离，便于散热。两排接线柱4上的固定臂41的方向相反，以使接线柱的布局紧凑，在其他实施例中，两排接线柱4上的固定臂41的方向也可以相同或交错一定的角度。

如图1与图5所示，控制板3设置在功率板2的上方，控制板3上设有电流传感器31，电流传感器31的中心设有供接线柱4穿过的避让孔，接线柱从电流传感器31的中心穿过，电流传感器31可以检测通过接线柱4的电流，具有过流保护作用。功率板2上设有与控制板3连接的插针14，插针14用于在功率板2与控制板3之间传输信号。控制板3上设有测温电阻8，测温电阻8的一端焊接在控制板3上，另一端与壳体1连接，壳体1的角落处设有温度检测孔12，温度检测孔12内涂满有导热硅脂。壳体1上还设有安装孔9，安装孔9内处通过螺钉固定安装有线缆10，线缆10通过插头与控制板3连接。

如图1与图4所示，壳体1的顶端设有顶盖5，顶盖5通过螺钉固定在壳体1上，顶盖5与壳体1之间加装有密封条。顶盖5上共设有九个接线孔6，九个接线孔6中的六个接线孔6为U1接线孔61、V1接线孔62、W1接线孔63、U2接线孔64、V2接线孔65、W2接线孔66，U1接线孔61、V1接线孔62和W1接线孔63供与双三相电机15的第一套绕组连接的接线柱4穿过，U2接线孔64、V2接线孔65和W2接线孔66供与双三相电机15的第二套绕组连接的接线柱4穿过，U1接线孔61、V1接线孔62、W1接线孔63、U2接线孔64、V2接线孔65、W2接线孔66形成供接线柱4引出的引出孔。

九个接线孔6中的其余三个接线孔6分别为负极接线孔67、正极接线孔68和保险接线孔69，控制板3背向功率板2的一侧设有两个电池连接柱32，两个电池连接柱32中的一个穿过负极接线孔67与电动汽车的电池的负极连接、另一个穿过保险接线孔69与保险7的一端连接，正极接线孔68与保险7的另一端连接，正极接线孔68与电动汽车的电池的正极连接，保险接线孔69以及负极接线孔67内分别设有与电池接线柱32连接的接线端子，正极接线孔68仅为固定作用，保险7串联在线路中。

电机控制器在组装时如图7、图8与图9所示，壳体1与功率板2之间涂抹有导热硅脂，导热硅脂可以将功率板2上的热量传递至壳体1上，增强功率板2的散热效果。螺钉穿过固定孔21以将功率板2固定在壳体1上，固定孔21的内壁与螺钉之间夹装有绝缘粒16，绝缘粒16为套筒结构，套筒可以对螺钉、接线柱4以及壳体1进行绝缘隔离；套筒的顶部设有外翻沿以对螺钉的头部以及功率板2之间进行绝缘隔离，绝缘粒16为现有技术，其具体结构不做详细描述。

功率板2上绕其边缘间隔布置有多个铜柱22，铜柱22顶部的端面与控制板3导电接触以进行能量传输。铜柱22上同轴开设有通孔，通孔内装配有螺钉，控制板3上与铜柱22相应的位置处开设有贯穿其两侧面的穿孔，螺钉穿过控制板3上的穿孔以及铜柱22的通孔并固定在壳体1上，螺钉与控制板3的穿孔以及铜柱22的通孔之间夹设有绝缘粒16，绝缘粒16可以对螺钉、控制板3、铜柱22以及壳体1进行绝缘隔离。

上述的电动汽车在使用时，功率板2、接线柱4以及保险7形成驱动线路，控制板3、线缆10以及测温电阻8形成控制线路，线缆10以及接线柱4分别与电机连接。控制板3可同时对功率板2上的六组MOS管组进行输出控制和检测，控制板3驱动双三相电机15工作，六组MOS管组输出的总功率与现有技术中的功率半导体器件输出的总功率相同；当与其中一套三相绕组的任意一相、两相或三相相连的MOS管组出现故障时，控制板3控制与该套三相绕组相连的三组MOS管组同时断开与双三相电机15的连接，而双三相电机15的另一套绕组仍然继续工作，双三相电机15输出的总功率减半但仍然可以继续工作，避免电动汽车在行驶的过程中发生急停现象，对驾乘人员和其他车辆起到更好的保护作用。

本实用新型的电动汽车的实施例2，与实施例1的区别在于：实施例1中功率半导体器件为MOS管组，在本实施例中，功率半导体器件为IGBT功率管。

本实用新型的电动汽车的实施例3，与实施例1的区别在于：实施例1中接线柱通过固定臂与功率板连接，在本实施例中，功率板上预埋有螺母，接线柱的底端设有外螺纹，接线柱通过外螺纹和预埋的螺母与功率板连接。

本实用新型的电动汽车的实施例4，与实施例1的区别在于：实施例1中接线柱成两排且沿纵向布置，在本实施例中，接线柱也可以成环形相互交错布置。

本实用新型的电动汽车用双三相电机的电机控制器的实施例，其具体结构与上述电动汽车的任一实施例中的电机控制器的具体结构相同，此处不再赘述。

Claims (7)

1.电动汽车用双三相电机的电机控制器，包括壳体，壳体内设有功率板和与功率板层叠布置的控制板，功率板上设有用于向电机供电的功率半导体器件，其特征在于：所述功率半导体器件设有用于与双三相电机中两套绕组的各相一一对应的六组，六组功率半导体器件分别连接有接线柱，控制板上设置有供接线柱穿过的避让孔，壳体背向功率板一侧的壳体壁上设有供接线柱引出的引出孔，接线柱依次穿过所述避让孔和引出孔引出到壳体外。

2.根据权利要求1所述的电动汽车用双三相电机的电机控制器，其特征在于：所述功率板上设有固定孔，所述接线柱靠近功率板的一端设有固定臂，固定臂通过螺钉连接在固定孔处。

3.根据权利要求2所述的电动汽车用双三相电机的电机控制器，其特征在于：所述接线柱共有两排，与各套绕组对应的接线柱均沿纵向排列并在纵向上相互错开。

4.根据权利要求3所述的电动汽车用双三相电机的电机控制器，其特征在于：两排接线柱上的固定臂均朝向纵向布置，两排接线柱上的固定臂的朝向相反。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电动汽车用双三相电机的电机控制器，其特征在于：所述控制板上设有电流传感器，所述接线柱从所述电流传感器中穿过。

6.根据权利要求1-4任一项所述的电动汽车用双三相电机的电机控制器，其特征在于：所述控制板上设有电池连接柱，壳体背向功率板一侧的壳体壁上设有供电池连接柱引出的接线孔。

7.电动汽车，包括电机和电机控制器，其特征在于：所述电机控制器为权利要求1-6任一项所述的电动汽车用双三相电机的电机控制器。