CN213151945U - 一种电机控制器功率模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种电机控制器功率模组，包括：功率板，所述功率板包括第一电路板、多根埋入所述第一电路板上的铜排和多个固定在所述第一电路板上的功率器件；冷却器，所述冷却器与所述功率板通过螺栓连接，用于冷却所述功率板。本实用新型实施例提供的一种电机控制器功率模组，通过将多个分离式贴片功率开关器件采用焊接或烧结技术可靠布置在埋铜电路板上，通过埋入的铜排增加电路板的导流能力和散热能力，解决了现有技术中通常将铜排螺栓固定导致抗震能力弱问题，实现了功率模组通流强、安装简单、耐震性能强和散热性能好的效果。

Description

一种电机控制器功率模组

技术领域

本实用新型实施例涉及电机控制器技术，尤其涉及一种电机控制器功率模组。

背景技术

基于分立器件的电机控制器在结构上更容易优化，便于系统高度集成、小型化即异形结构的设计，如轮毂电机控制器，受空间形状限制，多采用分立器件布置。同时，基于分立器件的电机控制器更容易根据系统功率等级控制成本、降低成本。一些第三代功率半导体，如碳化硅，目前市场上并无大功率汽车级模块产品，因此，只能选择多个分立器件并联实现大功率逆变器。

基于分立器件的电机控制器在实现形式上是多样化的。如专利CN 202798486 U中描述的是多贴片功率开关器件FET并联布置在铝基板上形成功率变换主电路的电机控制器，该类电机控制器的铝基板单面布板，一般只布置功率器件，功率器件散热器布置在铝基板反面侧，一方面不利于功率器件的迅速散热，另一方面不利于电机控制器的集成度和紧凑性。专利CN 106255394 B和CN 205596498 U中描述的是贴片式功率开关器件FET并联布置在电路板上，结构上充分利用了空间资源，节省了电路板的尺寸，这种结构存在的问题是无法实现水冷结构，并且，这种结构不利于较大功率控制器，因为太多个功率开关器件FET并联使用多个夹具固定太过复杂，不利于安装实现。CN 203166814 U中描述的是多贴片式功率开关器件FET并联布置在电路板上，采用电路板镀锡的方式增加电流能力，焊锡的散热和导流能力都有限，不适于大电流逆变器。专利CN205509180U、CN205596498U中描述的是贴片式功率开关器件FET并联布置在电路板上，空间更紧凑，电容采用的是分立器件，不利于振动环境。

实用新型内容

本实用新型提供一种电机控制器功率模组，以实现功率模组通流强、安装简单、耐震性能强和散热性能好的效果。

本实用新型提供的一种电机控制器功率模组包括：功率板，所述功率板包括第一电路板、多根埋入在所述第一电路板上的铜排和多个固定在所述第一电路板上的功率器件；

冷却器，所述冷却器与所述功率板通过螺栓紧密连接，用于冷却所述功率板。

可选的，所述多根埋入在所述第一电路板上的铜排，铜排在埋入电路板前或后作特殊处理，包括打孔、折弯、焊接螺栓柱工艺。

可选的，所述多根埋入在所述第一电路板上的铜排铜排在埋入电路板前或后作特殊处理，包括埋入所述第一电路板的铜排焊接敷铜基板处理铜排。

可选的，所述多根埋入在所述第一电路板上的铜排包括：三相铜排和正负铜排。

可选的，所述功率板还包括保护电路，所述保护电路焊接在所述第一电路板上，用于保护电路安全工作。

可选的，所述保护电路还包括：检测电路、吸收电路、钳位电路和掉电保护电路。

可选的，所述功率板还包括信号端子，所述信号端子焊接在所述第一电路板上，用于进行信号交互。

可选的，所述功率板还包括高压端子，所述高压端子焊接在所述第一电路板上，用于高压信号检测。

可选的，所述多个功率器件与所述多根铜排连接，所述多根铜排用于承载大电流和散热。

可选的，所述多根铜排前端进行折弯处理，折弯点长出所述第一电路板边缘。

可选的，还包括传感电路板，所述传感电路板布置有传感器处理电路，与主功率板独立分开，所述传感电路板通过螺栓固定在机壳上。

可选的，所述传感电路板包括：传感器、处理电路和插接件。

可选的，所述的冷却器，其特征在于，所述冷却器内部设计有迷宫似水道。本实用新型实施例公开了一种电机控制器功率模组，包括：功率板，所述功率板包括第一电路板、多根埋入在所述第一电路板上的铜排和多个固定在所述第一电路板上的功率器件；冷却器，所述冷却器与所述功率板通过螺栓紧密连接，用于冷却所述功率板。本实用新型实施例提供的一种电机控制器功率模组，通过将多个分离式贴片功率开关器件采用焊接或烧结技术可靠布置在埋铜电路板上，通过埋入的铜排增加电路板的导流能力和散热能力，解决了现有技术中通常将铜排螺栓固定导致抗震能力弱问题，实现了功率模组通流强、安装简单、铜排铜排耐震性能强和散热性能好的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的一种电机控制器功率模组的模块连接示意图；

图2为本实用新型实施例二中功率板的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的一种电机控制器功率模组的模块连接示意图；

图4为本实用新型实施例二中电机控制器功率模组的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二中传感电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电路板为第二电路板，且类似地，可将第二电路板称为第一电路板。第一电路板和第二电路板两者都是电路板，但其不是同一电路板。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种电机控制器功率模组的模块连接示意图，本实用新型实施例提供的一种电机控制器功率模组适用于汽车部件，具体地，本实用新型实施例提供的一种电机控制器功率模组，包括：功率板1和冷却器3。

功率板1包括第一电路板106、多根埋入在所述第一电路板106上的铜排和多个固定在所述第一电路板106上的功率器件103。

参阅图2，图2为本实施例中功率板1的结构示意图，在本实施例中，所述多个功率器件103与所述多根铜排连接，所述多根铜排用于承载大电流和散热。所述多根埋入在所述第一电路板106上的铜排，铜排在埋入电路板前或后作特殊处理，包括打孔、折弯、焊接螺栓柱工艺。在本实施例中，将多个分离式贴片功率器件103采用焊接或烧结技术可靠布置在埋铜电路板106上，通过埋入的铜排增加电路板106的导流能力。所述多根焊接在所述第一电路板106上的铜排包括：三相铜排108和正负铜排109。三项铜排和正负铜排109主要用于将正负极电压转换为三相电。功率器件103间的大电流通过埋于电路板106中的正负铜排109与电容和电池能量交换。功率器件103间的大电流通过埋于电路板106中的三相铜排108与电机能量交换。埋于电路板106中的铜排可以承载大电流、利于散热，同时利于震动，成本也低。埋入的铜排在埋入电路板106前作预成型处理，包括钻孔倒角等，简化了加工工艺。并且埋入的铜排可事先作焊接敷铜基板处理，省掉了绝缘散热垫，简化了安装步骤，同时减小了整个热阻，增强了导热能力。利用螺栓101将焊接贴片式功率开关器件的电路板106固定在散热器上，较一般的布置更节省空间，耐震动能力更强，同时增强了散热能力，而且该功率模组的散热面为绝缘平面，可以直接实现风冷或水冷的冷却方式，可扩展性好，能够大大的提高电机控制器的功率密度，在整车布置的灵活性大幅提高。

在本实施例中，所述多根铜排前端进行折弯处理，折弯点长出所述第一电路板106边缘。多根铜排和在埋于电路板106之前，可以作预成型处理，包括打孔与折弯等，也可以焊接敷铜基板用于绝缘和导热。多根铜排若作折弯处理，折弯点需长出电路板106边缘，便于工艺实现和降成本。功率器件103焊接或烧结在功率板1的电路板106上，功率器件103置于正负铜排109和三相铜排108之上，功率器件103损耗产生的热量通过铜排传递到散热器上进行散热。

在本实施例中，所述功率板1还包括保护电路104，所述保护电路104焊接在所述第一电路板106上，用于保护电路104安全工作。所述保护电路104还包括：检测电路、吸收电路、钳位电路和掉电保护电路。所述功率板1还包括信号端子102，所述信号端子102焊接在所述第一电路板106上，用于进行信号交互。所述功率板1还包括高压端子105，所述高压端子105焊接在所述第一电路板106上，用于高压信号检测。功率板1的电路板106上焊接有功率模块的保护电路104，包括检测电路、吸收电路、钳位电路、掉电保护电路等，保护功率模组的电路安全可靠工作。所述功率板1的电路板106上焊接有信号端子102，用于与驱动板信号交互，高压端子105，用于高压信号监测。在替代实施例中，功率板1还可以设置其他功能电路，在本实施例中不做限定，具体可以根据实际情况进行选择。

在本实施例中，功率器件103的数量可以根据实际需要进行设置，并按照一定规律排布在功率板1的电路板106上，从而使得功率可扩展性好。由于功率器件103布置在三相输出铜排和正负输入铜排之上，从而能够保证三相输出和母线输入路径最短，便于电流和热量的及时流通。此外，由于在电路板106基板上增加了三相输出铜排和正负输入铜排，从而能够有效增强三相输出电流导通能力和母线输入与输出电流的导通能力。

所述冷却器3与所述功率板1通过螺栓101连接，用于冷却所述功率板1。

在本实施例中，功率板1的电路板106通过螺栓101固定在冷却器3的固定孔107上，中间放置有导热垫片或涂有导热硅脂，使得功率器件103可靠散热，所述冷却器3内部设计有迷宫似水道，用于增强散热能力。

本实用新型实施例公开了一种电机控制器功率模组，包括：功率板，所述功率板包括第一电路板、多根埋入在所述第一电路板上的铜排和多个固定在所述第一电路板上的功率器件；冷却器，所述冷却器与所述功率板通过螺栓连接，用于冷却所述功率板。本实用新型实施例提供的一种电机控制器功率模组，通过将多个分离式贴片功率开关器件采用焊接或烧结技术可靠布置在埋铜电路板上，通过埋入的铜排增加电路板的导流能力和散热能力，解决了现有技术中通常将铜排螺栓固定导致抗震能力弱问题，实现了功率模组通流强、安装简单、铜排铜排耐震性能强和散热性能好的效果。

实施例二

图3为本实用新型实施例二提供的一种电机控制器功率模组的模块连接示意图，本实用新型实施例提供的一种电机控制器功率模组适用于汽车部件，具体地，本实用新型实施例提供的一种电机控制器功率模组，包括：功率板1、传感电路2和冷却器3。

参阅图4，图4为本实施例中电机控制器功率模组的结构示意图，功率板1包括第一电路板106、多根埋入在所述第一电路板106上的铜排和多个固定在所述第一电路板106上的功率器件103。

在本实施例中，所述多个功率器件103与所述多根铜排连接，所述多根铜排用于承载大电流和散热。所述多根埋入在所述第一电路板106上的铜排，铜排在埋入电路板前或后作特殊处理，包括打孔、折弯、焊接螺栓柱工艺。在本实施例中，将多个分离式贴片功率器件103采用焊接或烧结技术可靠布置在埋铜电路板106上，通过埋入的铜排增加电路板106的导流能力。所述多根焊接在所述第一电路板106上的铜排包括：三相铜排108和正负铜排109。三项铜排和正负铜排109主要用于将正负极电压转换为三相电。功率器件103间的大电流通过埋于电路板106中的正负铜排109与电容和电池能量交换。功率器件103间的大电流通过埋于电路板106中的三相铜排108与电机能量交换。埋于电路板106中的铜排可以承载大电流、利于散热，同时利于震动，成本也低。埋入的铜排在埋入电路板106前作预成型处理，包括钻孔倒角等，简化了加工工艺。并且埋入的铜排可事先作焊接敷铜基板处理，省掉了绝缘散热垫，简化了安装步骤，同时减小了整个热阻，增强了导热能力。利用螺栓101将焊接贴片式功率开关器件的电路板106固定在散热器上，较一般的布置更节省空间，耐震动能力更强，同时增强了散热能力，而且该功率模组的散热面为绝缘平面，可以直接实现风冷或水冷的冷却方式，可扩展性好，能够大大的提高电机控制器的功率密度，在整车布置的灵活性大幅提高。

在本实施例中，所述多根铜排前端进行折弯处理，折弯点长出所述第一电路板106边缘。多根铜排和在埋于电路板106之前，可以作预成型处理，包括打孔与折弯等，也可以焊接敷铜基板用于绝缘和导热。多根铜排若作折弯处理，折弯点需长出电路板106边缘，便于工艺实现和降成本。功率器件103焊接或烧结在功率板1的电路板106上，功率器件103置于正负铜排109和三相铜排108之上，功率器件103损耗产生的热量通过铜排传递到散热器上进行散热。

在本实施例中，所述功率板1还包括保护电路104，所述保护电路104焊接在所述第一电路板106上，用于保护电路104安全工作。所述保护电路104还包括：检测电路、吸收电路、钳位电路和掉电保护电路。所述功率板1还包括信号端子102，所述信号端子102焊接在所述第一电路板106上，用于进行信号交互。所述功率板1还包括高压端子105，所述高压端子105焊接在所述第一电路板106上，用于高压信号检测。功率板1的电路板106上焊接有功率模块的保护电路，包括检测电路、吸收电路、钳位电路、掉电保护电路104等，保护功率模组的电路安全可靠工作。所述功率板1的电路板106上焊接有信号端子102，用于与驱动板信号交互，高压端子105，用于高压信号监测。在替代实施例中，功率板1还可以设置其他功能电路，在本实施例中不做限定，具体可以根据实际情况进行选择。

在本实施例中，功率器件103的数量可以根据实际需要进行设置，并按照一定规律排布在功率板1的电路板106上，从而使得功率可扩展性好。由于功率器件103布置在三相输出铜排和正负输入铜排之上，从而能够保证三相输出和母线输入路径最短，便于电流和热量的及时流通。此外，由于在电路板106基板上增加了三相输出铜排和正负输入铜排，从而能够有效增强三相输出电流导通能力和母线输入与输出电流的导通能力。

所述冷却器3与所述功率板1通过螺栓101连接，用于冷却所述功率板1。

在本实施例中，功率板1的电路板106通过螺栓101固定在冷却器3的固定孔107上，中间放置有导热垫片或涂有导热硅脂，使得功率器件103可靠散热，所述冷却器3内部设计有迷宫似水道，用于增强散热能力。

传感电路板2通过螺栓101固定在所述功率板1上。

在本实施例中，所述传感电路板2布置有传感器处理电路，与主功率板独立分开，传感电路板2通过螺栓101固定在所述功率板1的壳体上，参阅图5，图5为传感电路板2的结构示意图，传感电路2包括：传感器201、处理电路202、接插件203。传感器201固定处理电路202，通过处理电路202承载处理电路，通过接插件203将处理信号传递到控制板。

本实用新型实施例公开了一种电机控制器功率模组，包括：功率板，所述功率板包括第一电路板、多根埋入在所述第一电路板上的铜排和多个固定在所述第一电路板上的功率器件；冷却器，所述冷却器与所述功率板通过螺栓连接，用于冷却所述功率板；传感电路2通过螺栓101固定在所述功率板1上。本实用新型实施例提供的一种电机控制器功率模组，通过将多个分离式贴片功率开关器件采用焊接或烧结技术可靠布置在埋铜电路板上，通过埋入的铜排增加电路板的导流能力和散热能力，解决了现有技术中通常将铜排螺栓固定导致抗震能力弱问题，实现了功率模组通流强、安装简单、铜排铜排耐震性能强和散热性能好的效果。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电机控制器功率模组，其特征在于，包括：

功率板，所述功率板包括第一电路板、多根埋入在所述第一电路板上的铜排和多个固定在所述第一电路板上的功率器件；

冷却器，所述冷却器与所述功率板通过螺栓紧密连接，用于冷却所述功率板。

2.根据权利要求1中所述的一种电机控制器功率模组，其特征在于，所述多根埋入在所述第一电路板上的铜排包括：三相铜排和正负铜排。

3.根据权利要求1中所述的一种电机控制器功率模组，其特征在于，所述功率板还包括保护电路，所述保护电路焊接在所述第一电路板上，用于保护电路安全工作。

4.根据权利要求3中所述的一种电机控制器功率模组，其特征在于，所述保护电路还包括：检测电路、吸收电路、钳位电路和掉电保护电路。

5.根据权利要求1中所述的一种电机控制器功率模组，其特征在于，所述功率板还包括信号端子，所述信号端子焊接在所述第一电路板上，用于进行信号交互。

6.根据权利要求1中所述的一种电机控制器功率模组，其特征在于，所述功率板还包括高压端子，所述高压端子焊接在所述第一电路板上，用于高压信号检测。

7.根据权利要求1中所述的一种电机控制器功率模组，其特征在于，所述多个功率器件与所述多根铜排连接，所述多根铜排用于承载大电流和散热。

8.根据权利要求1中所述的一种电机控制器功率模组，其特征在于，所述多根铜排前端进行折弯处理，折弯点长出所述第一电路板边缘。

9.根据权利要求1中所述的一种电机控制器功率模组，其特征在于，还包括传感电路板，所述传感电路板布置有传感器处理电路，与主功率板独立分开，所述传感电路板通过螺栓固定在机壳上。

10.根据权利要求9中所述的一种电机控制器功率模组，其特征在于，所述传感电路板包括：传感器、处理电路和插接件。

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