CN210927376U - 一种电动汽车的电机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车的电机系统，包括驱动电机和电机控制器，所述电机控制器包括箱体和置于箱体内部的薄膜电容、功率模块、三相输出模块、输入模块和控制板组件，所述的箱体包括相互连接的上箱体和下箱体，所述的输入模块置于上箱体，所述的薄膜电容、功率模块、三相输出模块和控制板组件置于下箱体，所述三相输出模块分别与功率模块、控制板组件和驱动电机电气连接，所述薄膜电容分别与输入模块和功率模块电气连接，所述下箱体固定于驱动电机上方。与现有技术相比，本实用新型具有集成程度高、体积小、重量轻以及散热性能良好等优点。

Description

一种电动汽车的电机系统

技术领域

本实用新型涉及电动汽车驱动控制系统领域，尤其是涉及一种电动汽车的电机系统。

背景技术

在石油资源日益匮乏和环境污染日趋严重的情况下，电动汽车越来越受到市场的欢迎。随着新能源汽车业的不断发展，汽车内部布置空间越来越紧凑，整车对电机系统的功率密度要求越来越高，这样就要求整个电机系统的体积越来越小、功率密度越来越高，以满足整车对空间布置和功率密度的需求。而传统的新能源汽车通常采用驱动电机和电机控制器分离的结构，这样的结构会造成安装空间过大，电机系统的功率密度不高，难以满足整车装配要求。而传统的新能源汽车通常采用驱动电机和电机控制器分离的结构，这样的结构会造成安装空间过大，电机系统的功率密度不高，难以满足整车装配要求；而如果将电机控制器和驱动电机集成在一起，由于电机控制器和驱动电机之间需要连接的信号线较多，而电机控制器本身体积又较大，因此会发生接线混乱以及容易对驱动电机产生过大压力的问题；同时驱动电机和电机控制器在工作过程中均会产生大量热量，二者集成在一起，如何有效的散热也成为一个亟待解决的问题。因此，现在迫切需要设计出一款集成度高、体积小、重量轻、功率密度大、散热性能良好的二合一电机系统，以满足国内新能源汽车行业的需求。

中国实用新型专利CN207994847U说明书公开了一种集成电机控制系统，所述系统包括驱动电机和固定于驱动电机上方的电机控制器，所述电机控制器包括控制器箱体和设置于控制器箱体内部的薄膜电容、功率模块、输入模块、输出模块和控制板，所述控制器箱体固定于驱动电机上，所述输入模块、薄膜电容和功率模块均固定于控制器箱体的底板上，所述输出模块和控制板均固定于功率模块上，所述输出模块分别与控制板和功率模块电气连接，所述输入模块与薄膜电容电气连接，所述驱动电机与输出模块电气连接。但是包含高压IPT插件的输入模块固定在电机控制器的侧面，整车运行振动过程中容易碰撞损坏，而且包含高压IPT插件的输入模块放在侧面，电机控制器的底面尺寸过大，对整车布置空间要求比较紧凑的很难进行布置。

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电动汽车的电机系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电动汽车的电机系统，包括驱动电机和电机控制器，所述电机控制器包括箱体和置于箱体内部的薄膜电容、功率模块、三相输出模块、输入模块和控制板组件，所述的箱体包括相互连接的上箱体和下箱体，所述的输入模块置于上箱体，所述的薄膜电容、功率模块、三相输出模块和控制板组件置于下箱体，所述三相输出模块分别与功率模块、控制板组件和驱动电机电气连接，所述薄膜电容分别与输入模块和功率模块电气连接，所述下箱体固定于驱动电机上方。

所述的薄膜电容、功率模块和三相输出模块固定于下箱体的底板，所述的控制板组件位于功率模块上方。

所述的功率模块包括分别与驱动板连接的IGBT和电流传感器，所述IGBT固定于下箱体的底板，所述驱动板和电流传感器固定于IGBT上方。

所述的输入模块包括高压IPT插件、支座和磁环，所述支座固定于上箱体的底板，所述磁环固定于支座内部的环形空间，所述高压IPT插件设置于上箱体外侧并穿过磁环与薄膜电容电气连接。

所述的三相输出模块包括三相输出极板和旋变信号线束，所述的三相输出极板固定于下箱体的底板并分别与功率模块和驱动电机电气连接，所述旋变信号线束分别与控制板组件和驱动电机电气连接。

所述下箱体的底板设有散热水道，所述散热水道两端分别连接有控制器进水口和控制器出水口，所述驱动电机的壳体内部设有环形冷却水道，所述环形冷却水道的两端分别连接有电机进水口和电机出水口，所述控制器出水口与电机进水口连接。

所述的控制板组件包括相互连接的屏蔽板和控制板，所述屏蔽板置于功率模块上方并固定于下箱体，所述控制板固定于屏蔽板上方。

所述下箱体的外侧设有低压插件，所述低压插件设有线束插头，线束通过线束插头与控制板组件电气连接。

所述的箱体呈台阶状。

所述上箱体的箱盖设有圆形凹槽和矩形凸起。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)输入模块置于上箱体，可防止整车运行振动过程中碰撞损坏，且整车空间布置紧凑。

(2)通过将电机控制器与驱动电机集成围着一个整体，并且将控制器内部三相输出模块的输入端和输出端分别与控制器内部功率模块和驱动电机内部的三相输入电气连接，这样可以大大解决现有单体式电机和控制器连接时候接线混乱的情况，同时控制器内部多个零件进行集成，划分成对应的模块，并将模块集成于控制器箱体内部，可以大大减轻控制器出的重量，并保持整个系统的稳定可靠。

(3)功率模块包括IGBT、驱动板和电流传感器，通过将驱动板和电流传感器均集成于IGBT上，使得整个功率模块的体积大大减小，控制板组件直接固定在功率模块上方，控制板可以实现与驱动板之间的通讯，因此可以进一步提高整个电机控制器的集成程度，继而提高整个系统的集成程度，减小系统的体积。

(4)输入模块包括高压IPT插件、支座和磁环，通过支座来固定磁环，再通过磁环引入高压IPT插件来与薄膜电容连接，从而可以利用电动汽车本身的电能来为控制系统供电，结构简单且便于连接，因此可以提高控制系统的装配程度，适用范围广。

(5)三相输出模块包括三相输出极板和旋变信号线束，通过三相输出极板实现与驱动电机内三相输入极板的电气连接，通过旋变信号线束实现控制板与驱动电机内部的旋转变压器连接，这种接线方式简单，解决了现有电机系统中电机控制器和驱动电机之间接线混乱的问题。

(6)箱体包括下箱体和上箱体，薄膜电容、功率模块、输出模块和控制板组件均固定于下箱体内部，上箱体内部仅固定有输入模块，减小了电机控制器的体积，提高电机控制器的集成程度，继而提高电机系统的集成程度。

(7)下箱体的底板和驱动电机的机壳内均设有冷却水道，且两个水道相互连通，形成一整个连通的水道，通过一次冷却水循环同时为电机控制器和驱动电机进行散热，既增强了散热能力而且也不会过大的增加控制系统的体积，在保证了集成程度的情况下实现了较好的散热。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的平面示意图；

图3为本实用新型的功率模块示意图；

图4为本实用新型上箱体的箱盖示意图；

附图标记：

1为驱动电机；2为电机控制器；3为控制器进水口；4为电机出水口；5为圆形凹槽；6为矩形凸起；2-0为三相输出极板；2-1为薄膜电容；2-2为功率模块；2-2-1为IGBT；2-2-2为驱动板；2-2-3为电流传感器；2-3为三相输出模块；2-4为控制板组件；2-4-1为屏蔽板；2-4-2为控制板；2-5为输入模块；2-5-1为高压IPT插件；2-5-2为支座；2-5-3为磁环；2-6为上箱体；2-7为下箱体；2-8为箱盖；2-9为底板；2-10为低压插件。

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

为了解决现有集成电机系统集成度低且接线混乱的问题，本实施例中提供了一种电动汽车用二合一电机系统，集成电机系统如图1～图4所示，从图中可以看出，包括驱动电机1和固定于驱动电机1上方的电机控制器2，电机控制器2包括下箱体2-7和上箱体2-6，上箱体2-6具有箱盖2-8，薄膜电容2-1、功率模块2-2、三相输出模块2-3和控制板组件2-4设置于下箱体2-7内部，输入模块2-5设置于上箱体2-6内部，下箱体2-7固定于驱动电机1上方，上箱体2-6固定于下箱体2-7上方，上箱体2-6的箱盖2-8位于上箱体2-6顶部，低压插件2-10固定于下箱体2-7外侧，薄膜电容2-1、功率模块2-2、三相输出模块2-3均固定于下箱体2-7的底板2-9，控制板组件2-4固定于下箱体2-7且置于功率模块2-2上方，输入模块2-5固定于上箱体2-6，控制器内部三相输出模块2-3的输入端和输出端分别与控制器内部功率模块2-2和驱动电机1内部的三相输入电气连接，薄膜电容2-1分别与输入模块2-5与功率模块2-2电气连接。

其中，功率模块2-2包括IGBT 2-2-1、驱动板2-2-2和电流传感器2-2-3，IGBT2-2-1固定于下箱体2-7的底板2-9，驱动板2-2-2和电流传感器2-2-3均固定于IGBT2-2-1上方，驱动板2-2-2通过螺钉固定在IGBT 2-2-1上面，并且驱动板2-2-2和IGBT 2-2-1的信号针脚焊接实现电气连接，电流传感器2-2-3固定在驱动板2-2-2上面，电流传感器2-2-3的针脚通过焊接与驱动板2-2-2电气连接；三相输出模块2-3包括三相输出极板2-0和旋变信号线束，三相输出极板2-0固定于功率模块2-2上方，并分别与功率模块2-2和驱动电机1电气连接，旋变信号线束分别与控制板2-4-2和驱动电机1电气连接。三相输出极板2-0包括三相输出极板本体和包塑壳体，旋变信号线束正好卡在包塑塑料壳体上面，防止线束摆动。

控制板组件2-4固定于驱动板2-2-2上方并与IGBT 2-2-1电气连接，控制板组件2-4包括相互连接的屏蔽板2-4-1和控制板2-4-2，屏蔽板2-4-1固定于下箱体2-7，并位于功率模块2-2上方，控制板2-4-2固定于屏蔽板2-4-1的支柱上。

输入模块2-5包括高压IPT插件2-5-1、支座2-5-2和磁环2-5-3，磁环2-5-3设置在支座2-5-2上面的环形槽内部并通过环氧灌封固定，高压IPT插件2-5-1设置于上箱体2-6外侧，与整车高压线束集成为一体后穿过磁环2-5-3与薄膜电容2-1器电气连接。

下箱体2-7的底板2-9设置有控制器进水口3和控制器出水口，驱动电机1的壳体内也设置有电机进水口和电机出水口4，控制器出水口与电机进水口连通。

箱体呈台阶状，可以将包含高压IPT插件2-5-1的输入模块2-5藏于该台阶上面，防止整车运动过程中振动损坏高压IPT插件2-5-1。

上箱体2-6的箱盖2-8设有圆形凹槽5和矩形凸起6，圆形凹槽5下面压紧高压互锁，当箱盖2-8拆开以后，互锁解除，高压电强制下电，防止在通电状态下有人拆开箱盖造成人身伤害。

凸起6的主要作用为了确保箱盖2-8的强度增加的一条加强筋，起到增加箱盖2-8强度，防止固定过程中箱盖2-8出现变形，引起互锁结构的错误触发。

该二合一电机系统的组装过程如下：首先将下箱体2-7的底板2-9装配在下箱体本体的底面，再将功率模块2-2固定在下箱体2-7的底板2-9，接着将薄膜电容2-1固定在下箱体2-7的底板2-9，使得薄膜电容2-1的输出端与功率模块2-2电气连接，再将三相输出极板2-0固定在下箱体2-7的底板2-9，其输入端与功率模块2-2的输出端电气连接，输出端伸出下箱体2-7的底板2-9，接着将控制板组件2-4固定在下箱体2-7，并处在功率模块2-2上方，再将上箱体2-6固定在下箱体2-7上，然后将支座2-5-2固定在上箱体2-6内，并将磁环2-5-3灌封在支座2-5-2，然后将高压IPT插件2-5-1固定在上箱体2-6外侧壁上，且其端子部分与薄膜电容2-1的输入端电气连接。最后将上箱体2-6的箱盖2-8固定在上箱体2-6本体上，完成整个电机控制器2装配。然后将装配好的电机控制器2与驱动电机1通过下箱体2-7的支脚固定在一起，并且电机控制器2的出水口与驱动电机1的入水口连接在一起，形成一个连通的散热水道。这样冷却液首先从电机控制器2进水口进入控制器内部，然后流经控制器内部，并经过控制器出水口进入驱动电机1入水口进入到驱动电机1内部，流经整个电机，最后从电机出水口4流出。

Claims (10)

1.一种电动汽车的电机系统，包括驱动电机(1)和电机控制器(2)，所述电机控制器(2)包括箱体和置于箱体内部的薄膜电容(2-1)、功率模块(2-2)、三相输出模块(2-3)、输入模块(2-5)和控制板组件(2-4)，其特征在于，所述的箱体包括相互连接的上箱体(2-6)和下箱体(2-7)，所述的输入模块(2-5)置于上箱体(2-6)，所述的薄膜电容(2-1)、功率模块(2-2)、三相输出模块(2-3)和控制板组件(2-4)置于下箱体(2-7)，所述三相输出模块(2-3)分别与功率模块(2-2)、控制板组件(2-4)和驱动电机(1)电气连接，所述薄膜电容(2-1)分别与输入模块(2-5)和功率模块(2-2)电气连接，所述下箱体(2-7)固定于驱动电机(1)上方。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车的电机系统，其特征在于，所述的薄膜电容(2-1)、功率模块(2-2)和三相输出模块(2-3)固定于下箱体(2-7)的底板(2-9)，所述的控制板组件(2-4)位于功率模块(2-2)上方。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车的电机系统，其特征在于，所述的功率模块(2-2)包括分别与驱动板(2-2-2)连接的IGBT(2-2-1)和电流传感器(2-2-3)，所述IGBT(2-2-1)固定于下箱体(2-7)的底板(2-9)，所述驱动板(2-2-2)和电流传感器(2-2-3)固定于IGBT(2-2-1)上方。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车的电机系统，其特征在于，所述的输入模块(2-5)包括高压IPT插件(2-5-1)、支座(2-5-2)和磁环(2-5-3)，所述支座(2-5-2)固定于上箱体(2-6)，所述磁环(2-5-3)固定于支座(2-5-2)内部的环形空间，所述高压IPT插件(2-5-1)设置于上箱体(2-6)外侧并穿过磁环(2-5-3)与薄膜电容(2-1)电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车的电机系统，其特征在于，所述的三相输出模块(2-3)包括三相输出极板(2-0)和旋变信号线束，所述的三相输出极板(2-0)固定于下箱体(2-7)的底板(2-9)并分别与功率模块(2-2)和驱动电机(1)电气连接，所述旋变信号线束分别与控制板组件(2-4)和驱动电机(1)电气连接。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车的电机系统，其特征在于，所述下箱体(2-7)的底板(2-9)设有散热水道，所述散热水道两端分别连接有控制器进水口(3)和控制器出水口，所述驱动电机(1)的壳体内部设有环形冷却水道，所述环形冷却水道的两端分别连接有电机进水口和电机出水口(4)，所述控制器出水口与电机进水口连接。

7.根据权利要求1所述的一种电动汽车的电机系统，其特征在于，所述的控制板组件(2-4)包括相互连接的屏蔽板(2-4-1)和控制板(2-4-2)，所述屏蔽板(2-4-1)置于功率模块(2-2)上方并固定于下箱体(2-7)，所述控制板(2-4-2)固定于屏蔽板(2-4-1)上方。

8.根据权利要求1所述的一种电动汽车的电机系统，其特征在于，所述下箱体(2-7)的外侧设有低压插件(2-10)，所述低压插件(2-10)设有线束插头，线束通过线束插头与控制板组件(2-4)电气连接。

9.根据权利要求1所述的一种电动汽车的电机系统，其特征在于，所述的箱体呈台阶状。

10.根据权利要求1所述的一种电动汽车的电机系统，其特征在于，所述上箱体(2-6)的箱盖(2-8)设有圆形凹槽(5)和矩形凸起(6)。

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