一种电机控制器、动力总成及车辆
技术领域
本实用新型涉及电控装置,具体地,涉及一种电机控制器。此外,本实用新型还涉及一种动力总成及车辆。
背景技术
随着全球石油资源危机以及环境污染问题的日益突出,新能源汽车由于对能源的利用效率大大高于普通汽油汽车而逐渐被广泛应用。
在新能源汽车的电源与电机之间需要配置有电机控制器,在电机控制器中常设有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor绝缘栅双极晶体管)来调节电流的交变频率,但同时IGBT会产生磁场,对驱动板产生电磁干扰,而EMC(Electromagnetic Compatibility电磁兼容)性能对电机控制器的工作稳定性有很大影响。
现阶段的电机控制器体积大,模块化程度不高,且难以有效解决IGBT在工作时对驱动板产生地电磁干扰;此外对于电机控制器的温度也难以实现精确地检测。
有鉴于此,需要设计一种电机控制器。
实用新型内容
本实用新型第一方面所要解决的技术问题是提供一种电机控制器,其所需要解决的问题是:消除IGBT对驱动板的电磁干扰,提高电机控制器的工作稳定性;提升电路中电流的稳定性;提升对电机控制器的温度检测的精确性;简化电机控制器的结构,使得电机控制器模块化便于安装维修。
此外,本实用新型还要解决的问题是提供一种动力总成,其工作稳定,能够提供稳定地驱动力,且易于维修。
进一步地,本实用新型要解决的问题是提供一种车辆,该车辆具有稳定地驱动力。
为了解决上述技术问题,本实用新型第一方面提供一种电机控制器,包括三相模块、驱动板、直流母线电容和IGBT,并整体固定连接于箱体上,所述直流母线电容电连接于所述IGBT与所述驱动板之间,且所述IGBT与所述驱动板之间设有IGBT屏蔽板,所述驱动板还与所述三相模块电连接,且所述驱动板上集成有安规电容和温度传感器,所述IGBT输出的电流能够经由所述直流母线电容和所述驱动板传递至所述三相模块输出。
具体地,所述驱动板还包括交流传感器、驱动板引脚、驱动板接地点、驱动板箱体连接孔、驱动板IGBT连接孔、散热过孔和隔热槽,所述驱动板经由所述交流传感器与所述三相模块电连接;所述驱动板经由所述驱动板引脚与所述直流母线电容以及所述IGBT电连接,并经由所述驱动板接地点与所述IGBT屏蔽板电连接;所述三相模块经由所述驱动板箱体连接孔固定连接于所述箱体上;所述驱动板能够经由所述驱动板IGBT连接孔与所述IGBT相连接;所述散热过孔与所述温度传感器相连接。
进一步具体地,所述直流母线电容包括电容本体和直流母线电容引脚,所述直流母线电容经由所述直流母线电容引脚与所述驱动板引脚的配合实现与所述驱动板的电连接,且所述直流母线电容经由该直流母线电容引脚与所述IGBT电连接。
进一步具体地,所述IGBT包括IGBT引脚、IGBT三相模块连接孔、IGBT箱体连接孔和IGBT驱动板连接孔,所述IGBT经由所述IGBT引脚与所述直流母线电容引脚的配合以实现与所述直流母线电容电连接,该IGBT经由所述IGBT三相模块连接孔与所述三相模块相连接;该IGBT经由所述IGBT箱体连接孔与所述箱体相连接;以及该IGBT经由所述IGBT驱动板连接孔与所述驱动板上所述驱动板IGBT连接孔的配合实现与所述驱动板的连接。
进一步具体地,所述IGBT与所述驱动板之间设置的所述IGBT屏蔽板包括屏蔽板接地点、屏蔽板箱体连接孔和屏蔽板IGBT连接孔,所述IGBT屏蔽板经由所述屏蔽板接地点与所述驱动板上的所述驱动板接地点相连接,并经由所述屏蔽板箱体连接孔与所述箱体相连接以实现接地;所述IGBT屏蔽板经由所述屏蔽板IGBT连接孔与所述驱动板上的所述驱动板IGBT连接孔以及所述IGBT驱动板连接孔的配合,从而夹装于所述IGBT与所述驱动板之间。
进一步具体地,所述箱体包括水道和箱体三相模块连接孔,所述IGBT与所述水道相连接,所述箱体三相模块连接孔与所述三相模块相连接,所述水道上设有水道凸台,所述水道凸台与所述驱动板上的所述散热过孔相连接。
更具体地,所述三相模块包括固定支架和接线柱,所述固定支架的一面上设有容纳腔,所述容纳腔的外侧设有密封圈,所述接线柱的一端容置于所述容纳腔内,该接线柱的所述一端与所述容纳腔的侧壁之间设有磁环,且该接线柱的所述一端与所述磁环由盖板密封于所述容纳腔内;所述固定支架的另一面上设有连接柱,所述固定支架能够经由该连接柱与所述IGBT上所述IGBT三相模块连接孔的配合实现与所述IGBT的固接,且能够经由该连接柱与所述驱动板上所述交流传感器的配合实现所述三相模块与所述驱动板的电连接;所述固定支架的两端均设有固定支架箱体连接孔,以能够经由该固定支架箱体连接孔与所述箱体三相模块连接孔的配合实现所述三相模块与所述箱体的固接。
优选地,所述IGBT屏蔽板与所述驱动板之间还设有绝缘垫。
本实用新型另一方面还提供一种动力总成,其包括上述技术方案中任一项所述的电机控制器、电源以及电机。
进一步地,本实用新型还提供一种车辆,其包括上述技术方案所述的动力总成。
通过上述技术方案,本实用新型第一方面所提供的电机控制器,其在驱动板与IGBT之间设置了IGBT屏蔽板,该IGBT屏蔽板对IGBT在工作时所产生的磁场具有屏蔽作用,能够有效的防止驱动板受到电磁场的干扰,进而保证了驱动板的工作稳定性;在驱动板上还设有安规电容,安规电容能够起到滤波稳流的作用,安规电容的电容失效后不会导致电击,从而提高了电机控制器整体的安全性;水道中循环的冷却液的温度经水道凸台传递至散热过孔并由温度传感器测量,且在散热过孔处设置的隔热槽,能够极大地减少散热过孔向驱动板上传递的热量,极大地提高了温度测量的精度;此外,该电机控制器中的各部件安装结构紧凑,使得电机控制器体积小,且各部件之间能够独立拆卸,提高了电机控制器的模块化程度,方便了电机控制器的安装与维修。
本实用新型第二方面所提供的动力总成,由于其具有结构紧凑,工作稳定且易于安装维修的电机控制器,所以该动力总成也同样工作稳定且易于维护修理。
本实用新型第三方面所提供的车辆,该车辆的动力总成动作稳定,所以该车辆也工作稳定,运行安全性高。
有关本实用新型的其它优点以及优选实施方式的技术效果,将在下文的具体实施方式中进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型电机控制器的一种实施例的爆炸图;
图2是本实用新型电机控制器的一种实施例中驱动板的结构示意图;
图3是图2中A区域的局部放大图;
图4是本实用新型电机控制器的一种实施例的立体结构示意图;
图5是本实用新型电机控制器的一种实施例中IGBT屏蔽板的结构示意图;
图6是本实用新型电机控制器的一种实施例中箱体的结构示意图;
图7是本实用新型电机控制器的一种实施例中三相模块的结构示意图。
附图标记说明
1-三相模块 11-固定支架
111-容纳腔 112-连接柱
113-固定支架箱体连接孔 12-接线柱
13-密封圈 14-磁环
15-盖板 2-驱动板
21-安规电容 22-温度传感器
23-交流传感器 24-驱动板引脚
25-驱动板接地点 26-驱动板箱体连接孔
27-驱动板IGBT连接孔 28-散热过孔
29-隔热槽 3-直流母线电容
31-电容本体 32-直流母线电容引脚
4-IGBT 41-IGBT引脚
42-IGBT三相模块连接孔 43-IGBT箱体连接孔
44-IGBT驱动板连接孔 5-箱体
51-水道 511-水道凸台
52-箱体三相模块连接孔 6-IGBT屏蔽板
61-屏蔽板接地点 62-屏蔽板箱体连接孔
63-屏蔽板IGBT连接孔 7-绝缘垫
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。
首先需要说明的是,下文提到的方位词“下方”中的下指的是按照图1中所示的上下方向,此外,用于制作“IGBT屏蔽板6”的“高磁导率材料”通常为金属材料,例如含铁的合金等,因而具有导电性。
如图1和图4所示,本实用新型电机控制器的一种实施例,包括三相模块1、驱动板2、直流母线电容3和IGBT4,并整体固定连接于箱体5上,直流母线电容3电连接于IGBT4与驱动板2之间,且IGBT4与驱动板2之间设有IGBT屏蔽板6,驱动板2还与三相模块1电连接,且驱动板2上集成有安规电容21和温度传感器22,IGBT4输出的电流能够经由直流母线电容3和驱动板2传递至三相模块1输出。
本实用新型电机控制器采用模块化的设计,将用于控制电路的驱动板2与用于传递输出电力的三相模块1、直流母线电容3和IGBT4集成为一体,使得电机控制器的集成度高、体积小,易于电机控制器的安装与维修;驱动板2上集成有安规电容21,一方面,安规电容21能够对驱动板2上控制电路中的电流起到滤波的作用,另一方面,安规电容21的电容失效后不会导致电击,从而提高了电机控制器整体的安全性;IGBT屏蔽板6为高磁导率材料制成,能够屏蔽IGBT4在工作时所产生的磁场,从而使得驱动板2能够不受磁场的干扰,提高了驱动板2的工作稳定性;电机控制器整体固定连接于箱体5上,一方面能够实现电机控制器的固定,另一方面电机控制器能够经过箱体实现接地,从而提高了安全性能。
具体地,如图2和图3所示,在本实用新型电机控制器的一种实施例中,驱动板2还包括交流传感器23、驱动板引脚24、驱动板接地点25、驱动板箱体连接孔26、驱动板IGBT连接孔27、散热过孔28和隔热槽29,驱动板2经由交流传感器23与三相模块1电连接;驱动板2经由驱动板引脚24与直流母线电容3以及IGBT4电连接,并经由驱动板接地点25与IGBT屏蔽板6电连接;三相模块1经由驱动板箱体连接孔26固定连接于箱体5上;驱动板2能够经由驱动板IGBT连接孔27与IGBT4相连接;散热过孔28与温度传感器22相连接。交流传感器23与三相模块1相连,并能够将驱动板2上电路中的电流转换成直流电由三相模块1输出;散热过孔28能够起到一定的通风散热的作用,能够降低IGBT4的温度,使得IGBT4工作更加稳定安全,且在散热过孔28上设置温度传感器22,能够实现对IGBT4的工作温度的检测,进而能够在IGBT4的工作温度过高时做出相应的措施,以保证安全;另外,优选地,隔热槽29设置在散热过孔28的边界处,例如图3所示,散热过孔28为由若干通孔所组成的矩形阵列,则隔热槽29可以优选地设置在散热过孔28的长度方向上的边界处,且隔热槽29的长度应长于矩形阵列长度,当IGBT4发出的热量由散热过孔28向外传递时,一部分热量会直接传递至空气中,另一部分的热量会以散热过孔28为中心向驱动板2上的其它区域传递,而热量在同种介质中传递时,导热速度与导热面的面积成正比,在本实用新型中即是与驱动板2的厚度成正比,而隔热槽29的设计能够降低驱动板2的局部厚度,即是实现了导热面积的减小,从而使得热量能够集中在散热过孔28处,进而使得温度传感器22所测得温度更加接近于IGBT4的实际工作温度,提高了温度测量的精确性。
进一步具体地,如图4所示,在本实用新型电机控制器的一种实施例中,直流母线电容3包括电容本体31和直流母线电容引脚32,直流母线电容3经由直流母线电容引脚32与驱动板引脚24的配合实现与驱动板2的电连接,且直流母线电容3经由该直流母线电容引脚32与IGBT4电连接。直流母线电容3能够对IGBT4所输出的电流进行滤波,从而保证了电机控制器运行的稳定性,且还能够起到保护电路的作用。
进一步具体地,如图1所示,在本实用新型电机控制器的一种实施例中,IGBT4包括IGBT引脚41、IGBT三相模块连接孔42、IGBT箱体连接孔43和IGBT驱动板连接孔44,IGBT4经由IGBT引脚41与直流母线电容引脚32的配合以实现与直流母线电容3电连接,该IGBT4经由IGBT三相模块连接孔42与三相模块1相连接;该IGBT4经由IGBT箱体连接孔43与箱体5相连接;以及该IGBT4经由IGBT驱动板连接孔44与驱动板2上的驱动板IGBT连接孔27的配合实现与驱动板2的连接。优选地,在IGBT引脚41、直流母线电容引脚32和驱动板引脚24上都设有能够相互匹配的通孔,以使得螺栓组能够与通孔相配合,将驱动板2、直流母线电容3以及IGBT4螺接在一起,螺接的方式既能够方便拆卸与维修,又能够保证连接的牢固性,使电机控制器能够适应在车辆上颠簸的工作环境。
进一步具体地,如图5所示,在本实用新型电机控制器的一种实施例中,IGBT4与驱动板2之间设置的IGBT屏蔽板6包括屏蔽板接地点61、屏蔽板箱体连接孔62和屏蔽板IGBT连接孔63,IGBT屏蔽板6经由屏蔽板接地点61与驱动板2上的驱动板接地点25相连接,并经由屏蔽板箱体连接孔62与箱体5相连接以实现接地;IGBT屏蔽板经6由屏蔽板IGBT连接孔63与驱动板2上的驱动板IGBT连接孔27以及IGBT驱动板连接孔44的配合,从而夹装于IGBT4与驱动板2之间。优选地,屏蔽板接地点61与驱动板接地点25之间采用焊接的方式连接,采用焊接的方式使得屏蔽板接地点61与驱动板接地点25之间连接稳固,且连接结构体积小,能够有效减小电机控制器的体积;屏蔽板IGBT连接孔63与驱动板IGBT连接孔27以及IGBT驱动板连接孔44相匹配,并通过螺栓连接,实现IGBT屏蔽板经6与IGBT4和驱动板2的连接,且螺接的方式易于拆卸,能够方便后续的安装于维修;IGBT屏蔽板6优选通过屏蔽板箱体连接孔62以及IGBT箱体连接孔43与箱体5螺接,螺接的方式易于实现拆卸维修。
进一步具体地,如图6所示,在本实用新型电机控制器的一种实施例中,箱体5包括水道51和箱体三相模块连接孔52,IGBT4与水道51相连接,箱体三相模块连接孔52与三相模块1相连接,水道51上设有水道凸台511,水道凸台511与驱动板2上的散热过孔28相连接。优选地,GBT4与水道51采用螺接的方式相连接,且在水道51内有循环的冷却液以对IGBT4进行降温;水道凸台511设置在水道51的出液口附近,从而水道凸台511处的温度能够与IGBT的温度一致;更优地,在水道凸台511与散热过孔28之间涂有导热胶,以提高热传递效率,使得散热过孔28上的温度传感器22所测得的温度值与IGBT4的实际温度值更为接近,极大地提高了温度测量的精确性。
更具体地,如图1和图7所示,在本实用新型电机控制器的一种实施例中,三相模块1包括固定支架11和接线柱12,固定支架11的一面上设有容纳腔111,容纳腔111的外侧设有密封圈13,接线柱12的一端容置于容纳腔111内,该接线柱12的一端与容纳腔111的侧壁之间设有磁环14,且该接线柱12的一端与磁环14由盖板15密封于容纳腔111内;固定支架11的另一面上设有连接柱112,固定支架11能够经由该连接柱112与IGBT4上IGBT三相模块连接孔42的配合实现与IGBT4的固接,且能够经由该连接柱112与驱动板1上交流传感器23的配合实现三相模块1与驱动板2的电连接;固定支架11的两端均设有固定支架箱体连接孔113,以能够经由该固定支架箱体连接孔113与箱体三相模块连接孔52的配合实现三相模块1与箱体5的固接。密封圈13在三相模块1与外部接口相配合时,能够将二者的结合部密封,以防止灰尘与水进入结合部,从而能够保证与外部接口之间电连接的稳定性;磁环14一方面能够屏蔽电磁干扰,提升电机控制器的电磁兼容性,另一方面,能够抑制瞬间的电流冲击,使得三相模块1在与外部接口进行连接的瞬间所产生的电流不会击穿电路中的元件;优选地,连接柱112与交流传感器23上的接口相匹配,且在交流传感器23上的接口的下方设有通孔,连接柱112能够通过该通孔与IGBT三相模块连接孔42配合,以实现三相模块1与IGBT4的固接。
优选地,如图1所示,在本实用新型电机控制器的一种实施例中,IGBT屏蔽板6与驱动板2之间还设有绝缘垫7。由于IGBT屏蔽板6具有导电性,所以在IGBT屏蔽板6与驱动板2之间还设置有绝缘垫7,能够防止IGBT屏蔽板6将驱动板2短路,从而保证了电机控制器运行的稳定性与安全性。
通过上述的技术方案,本实用新型电机控制器的主要优点在于:
首先,本实用新型电机控制器采用了模块化的设计,一方面,除了屏蔽板接地点61与驱动板接地点25之间采用焊接的方式外,各部件之间的连接均采用螺接的方式,螺接的方式易于安装拆卸,能够方便各部件的单独更换或维修;另一方面,各部件的集成度高,且各部件之间安装结构紧凑,使得电机控制器体积小;另外,电机控制器整体也通过螺接的方式固定连接在箱体5上,实现电机控制器的固定,也使得电机控制器能够经过箱体实现接地,提高了电机控制器的安全性能。
其次,在电机控制器中设置了直流母线电容3,在驱动板2上集成了安规电容21,并在三相模块1上接线柱12的一端设有磁环14,直流母线电容3、安规电容21和磁环14都起到了滤波稳流的作用,能够保证电机控制器运行的稳定性;在IGBT4与驱动板2之间设置IGBT屏蔽板6,能够屏蔽IGBT4在工作过程中所产生的磁场,使得驱动板2不会受到磁场的干扰,提高了电机控制器的电磁兼容性,从而保证电机控制器能够稳定运行。
最后,IGBT4工作时的温度通过温度传感器22测量散热过孔28处的温度获得,散热过孔28与设置在水道51的出液口处的水道凸台511相连接,且两者之间涂有导热胶,在散热过孔28的一侧设还有隔热槽29,上述的结构设计通过控制热传递的速度与效率的方式,使得散热过孔28处的温度与IGBT4处的温度更为接近,从而提高了温度测量的精确度。
在上述电机控制器实施例的基础上,本实用新型第二方面的动力总成的实施例中,包括上述技术方案中任一项的电机控制器、电源以及电机,因此至少具有上述电机控制器实施例的技术方案所带来的所有有益效果。同理,本实用新型第三方面的车辆包括第二方面的动力总成,也至少具有上述电机控制器实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容,均属于本实用新型的保护范围。