CN213214174U - 一种电动汽车用电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动汽车用电机控制器，包括箱体，该箱体包括上下设置的第一腔体和第二腔体，第一腔体内设有PCBA电路板、PTC转接组件和母线铜排，第二腔体内设有功率组件、散热器组件、X滤波电容、Busbar包塑件、三相输出组件、电流传感器和磁性体滤波组件，箱体侧壁安装有进水管、出水管、PTC插件、高压插件和低压插件；散热器组件为层叠式散热器组件，散热器组件的进水口连接进水管，出水口连接出水管，功率组件插在散热器组件的夹层中，功率组件的输出端子连接Busbar包塑件的输入端子。与现有技术相比，本实用新型减少了转接线束的使用，具有结构简单，装配容易，集成度高，功率密度大，散热性能好等优点。

Description

一种电动汽车用电机控制器

技术领域

本实用新型涉及电机控制器领域，尤其是涉及一种电动汽车用电机控制器。

背景技术

随着化石能源的日趋枯竭，环境压力不断加剧，新能源电动汽车由于能源丰富、绿色低排放等优点已被全球各国政府列为重点发展方向。近年来电动汽车更是得到了快速发展，市场对提高整车动力性能的期望也越来越迫切。驱动控制系统的输出功率对整车的动力性能起着决定性作用，因此电机控制器是新能源汽车开发中的一项重要课题。传统电机控制器通常采用封装的IGBT模块，固定在箱体底部，封装IGBT模块的输出功率受限于模块本身的载流能力和发热情况。为此，传统的电动汽车(如商用车)在需要大功率输出时，通常使用双控制器来满足性能需求，这样使得电机控制器体积庞大，在整车中占用更大的空间，增加了不必要的连接线束，非但没有提高控制器的功率密度，而且增加了装配难度和制造成本。

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提高控制器的功率密度的电动汽车用电机控制器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电动汽车用电机控制器，包括箱体，该箱体包括上下设置的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体内设有PCBA电路板、PTC转接组件和母线铜排，所述第二腔体内设有功率组件、散热器组件、X滤波电容、Busbar包塑件、三相输出组件、电流传感器和磁性体滤波组件，所述箱体侧壁安装有进水管、出水管、PTC插件、高压插件和低压插件；

所述散热器组件为层叠式散热器组件，所述散热器组件的进水口连接所述进水管，出水口连接所述出水管，所述功率组件插在所述散热器组件的夹层中，所述功率组件的输入端子连接所述X滤波电容的输出端子，所述功率组件的输出端子连接所述Busbar包塑件的输入端子，所述Busbar包塑件的输出端子连接所述三相输出组件的输入端子，所述电流传感器连接所述三相输出组件，所述三相输出组件的输出端子用于连接被控电机的输入端子；

所述PCBA电路板分别连接所述低压插件和功率组件的门极端子，所述母线铜排的输入端分别连接所述PTC转接组件的输入端和所述高压插件，所述母线铜排的输出端连接所述X滤波电容的输入端子，所述磁性体滤波组件套在所述母线铜排的外侧，并固定连接所述第二腔体，所述PTC转接组件连接所述PTC插件。

进一步地，所述第二腔体还设有楔形滑块和弹性压紧组件，所述弹性压紧组件设置在所述楔形滑块和散热器组件之间，所述楔形滑块的一侧为所述弹性压紧组件，另一侧设有滑面，所述楔形滑块使得所述弹性压紧组件发生弹性变形，从而压紧所述散热器组件。

进一步地，所述第二腔体还设有第一方形凸台，该第一方形凸台的一侧面为斜坡，所述第一方形凸台的斜坡与所述楔形滑块的斜坡相配合，所述第一方形凸台的斜坡作为所述滑面。

进一步地，所述弹性压紧组件包括W弧形弹性钢板和呈长方形的均布载荷板，所述W弧形弹性钢板抵住所述均布载荷板。

进一步地，所述Busbar包塑件采用包塑的三相铜排，该三相铜排包括U相铜排、V相铜排和W相铜排，所述U相铜排、V相铜排和W相铜排均设有两个输入端子。

进一步地，所述母线铜排的输入端包括第一输入端子和第二输入端子，所述第一输入端子与所述母线铜排的输出端分别位于所述母线铜排的两端，所述第二输入端子位于所述母线铜排的中部，所述第二输入端子沿所述母线铜排中部表面折弯后垂直凸起；

所述第二输入端子连接所述高压插件，所述第一输入端子连接所述PTC转接组件的输入端。

进一步地，所述磁性体滤波组件包括环形的磁性铁氧体和灌封支座，所述灌封支座的端面设有用于固定母线铜排的方形凸台结构。

进一步地，所述箱体还设有上盖板，该上盖板连接所述第一腔体。

进一步地，所述箱体还设有下盖板，该下盖板连接所述第二腔体，所述下盖板设有腰形贯穿槽，所述三相输出组件通过螺栓固定在所述腰形贯穿槽内。

进一步地，所述散热器组件的夹层内还设有双面散热模块。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型电机控制器选用封装体积更小的双面散热模块，插在散热器组件的夹层中，提高了功率组件的热交换效率，降低了功率组件在峰值工况下的温升，有助于提高功率组件的载流能力，进一步提高控制器的功率密度。

(2)Busbar包塑件采用包塑的三相铜排，每相有两个输入端子，通过将两个模块并联共同输出为一相交流电，在控制器内部体积变化不大的前提下，实现了控制器功率倍增的效果，提高了控制器的功率密度。

(3)该款电机控制器，采用层叠式散热器组件和IGBT模块并排安装的方式，控制器可扩展性强，可根据实际输出功率需求叠加更多的散热水板和IGBT模块。

(4)通过使用楔形滑块，迫使弹性压紧组件的W形弹性钢板发生形变，降低了装配难度，有助于批量生产，减小了装配过程中散热器组件和IGBT模块间贴合受力不均的问题。

(5)母线铜排在中间位置设有折弯后垂直的凸起端子，直接与高压插件对插，减少了高压插件线鼻子锁螺栓的工艺，母线铜排有两个输出端子，分别连接X滤波电容的输入端和PTC转接组件的输入端，减少了转接铜排、支座和螺栓的使用，降低了装配难度，提高了装配速度。

附图说明

图1为本实用新型电机控制器的总成爆炸图；

图2为本实用新型电机控制器的第一腔体的装配图；

图3为本实用新型电机控制器的第二腔体的装配图；

图4为本实用新型电机控制器的箱体上侧结构示意图；

图5为本实用新型电机控制器的箱体下侧结构示意图；

图6为本实用新型第二腔体的局部结构示意图；

图7为本实用新型电机控制器的弹性压紧组件示意图；

图8为本实用新型电机控制器的Busbar包塑件结构示意图；

图9为本实用新型电机控制器的Busbar包塑件的铜排结构示意图；

图10为本实用新型电机控制器的母线铜排结构示意图；

图11为本实用新型磁性体滤波组件的示意图；

图12为本实用新型电机控制器的下箱盖结构示意图；

图13为本实用新型电机控制器的上箱盖结构示意图；

图中，1、箱体，2、下盖板，201、腰形贯穿槽，202、长方形凸台，203、扁平弧形凸台结构，3、上盖板，301、长方形干电池符号，302、波浪形交流电符号，303、相互交换符号的凸台，304、深度渐变式点阵状凹坑，4、PCBA电路板，5、PTC转接组件，6、母线铜排，601、第一输入端子，602、母线铜排的输出端，603、第二输入端子，7、X滤波电容，8、散热器组件，9、功率组件，10、Busbar包塑件，1001、U相铜排，1002、V相铜排，1003、W相铜排，11、三相输出组件，12、电流传感器，13、楔形滑块，14、弹性压紧组件，141、W弧形弹性钢板，142、均布载荷板，15、进水管，16、出水管，17、PTC插件，18、高压插件，19、磁性体滤波组件，20、低压插件，101、第一进水口，102、第一出水口，103、第二进水口，104、第二出水口，105、第一方形凸台，106、第二方形凸台，107、正方形开孔，108、长正方形开孔，109、圆柱凸台，110、第三方形凸台，111、第四方形凸台，112、第五方形凸台，113、圆柱形凸台。

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1

在现有技术的背景下，开发一款高功率密度电机控制器势在必行，在控制器体积变化不大的情况下，大幅度提高控制器的输出功率，同时能够有效的提高IGBT热交换效率，降低高功率下模块的温升问题，具有一定的难度。

如图1、2和3所示，本实施例提供一种电动汽车用电机控制器，包括箱体1，该箱体1包括上下设置的第一腔体和第二腔体，第一腔体内设有PCBA电路板4、PTC转接组件5和母线铜排6，第二腔体内设有功率组件9、散热器组件8、X滤波电容7、Busbar包塑件10、三相输出组件11、电流传感器12和磁性体滤波组件19，箱体1侧壁安装有进水管15、出水管16、PTC插件17、高压插件18和低压插件20；

散热器组件8为层叠式散热器组件8，散热器组件8的进水口连接进水管15，出水口连接出水管16，功率组件9插在散热器组件8的夹层中，功率组件9的输入端子连接X滤波电容7的输出端子，功率组件9的输出端子连接Busbar包塑件10的输入端子，Busbar包塑件10的输出端子连接三相输出组件11的输入端子，电流传感器12连接三相输出组件11，三相输出组件11的输出端子用于连接被控电机的输入端子；

三相输出组件的铜排端子穿过电流传感器，电流传感器安装在箱体1底部的圆柱109上。

PCBA电路板4分别连接低压插件20和功率组件9的门极端子，母线铜排6的输入端分别连接PTC转接组件5的输入端和高压插件18，母线铜排6的输出端连接X滤波电容7的输入端子，磁性体滤波组件19套在母线铜排6的外侧，并固定连接第二腔体，PTC转接组件5连接PTC插件17。

作为一种优选的实施方式，如图6所示，第二腔体还设有楔形滑块13和弹性压紧组件14，弹性压紧组件14设置在楔形滑块13和散热器组件8之间，楔形滑块13的一侧为弹性压紧组件14，另一侧设有滑面，楔形滑块13使得弹性压紧组件14发生弹性变形，从而压紧散热器组件8。

作为一种优选的实施方式，第二腔体还设有第一方形凸台，该第一方形凸台的一侧面为斜坡，第一方形凸台的斜坡作为滑面，用于贴合固定楔形滑块13。斜坡的倾斜角度为80°。

具体地，楔形滑块的斜坡与第一方形凸台的斜坡相配合，都是80°，安装的时候将楔形滑块13从上方压下，从而压紧弹性压紧组件14。

作为一种优选的实施方式，如图7所示，弹性压紧组件14包括W弧形弹性钢板141和呈长方形的均布载荷板142，W弧形弹性钢板141抵住均布载荷板142。

W弧形弹性钢板141即为W状的波浪形的弹性钢板。

作为一种优选的实施方式，如图8和图9所示，Busbar包塑件10采用包塑的三相铜排，该三相铜排包括U相铜排1001、V相铜排1002和W相铜排1003，U相铜排1001、V相铜排1002和W相铜排1003均设有两个输入端子。

Busbar包塑件10整体呈L型，设有6个输入端和3个输出端，分别与功率组件9的输出端和三相输出组件11的输入端通过激光焊接电气连接。

作为一种优选的实施方式，如图10所示，母线铜排6的输入端包括第一输入端子601和第二输入端子603，第一输入端子601与母线铜排的输出端602分别位于母线铜排6的两端，第二输入端子603位于母线铜排6的中部，第二输入端子603沿母线铜排6中部表面折弯后垂直凸起；

第二输入端子603连接高压插件18，第一输入端子601连接PTC转接组件5的输入端。

作为一种优选的实施方式，如图11所示，磁性体滤波组件19包括环形的磁性铁氧体和灌封支座，灌封支座的端面设有用于固定母线铜排6的方形凸台结构。

作为一种优选的实施方式，如图12所示，箱体1还设有上盖板3，该上盖板3连接第一腔体。上盖板外表面可以设置长方形干电池符号301和波浪形交流电符号302及相互交换符号的凸台303，所述上盖板外表面设有对称的深度渐变式点阵状凹坑304。长方形干电池符号301、波浪形交流电符号302、相互交换符号的凸台303和深度渐变式点阵状凹坑304均为提示作用，可根据实际情况设置。

作为一种优选的实施方式，如图13所示，箱体1还设有下盖板2，该下盖板2连接第二腔体，下盖板2设有腰形贯穿槽201，三相输出组件11通过螺栓固定在腰形贯穿槽内。下盖板外表面设有长方形凸台202，所述长方形凸台上有两个交叉的扁平弧形凸台结构203。长方形凸台202和扁平弧形凸台结构203均为提示作用，可根据实际情况设置。

作为一种优选的实施方式，散热器组件8的夹层内还设有双面散热模块。

本实施例还提供一种最优的实施例，下面进行具体描述：

一种电动汽车用电机控制器，包括箱体1、上盖板3、下盖板2。箱体1包括水平方向划分的第一腔体和第二腔体，如图2所示，第一腔体内设有PCBA电路板4、PTC转接组件5、母线铜排6。如图3所示，第二腔体内设有X滤波电容7、散热器组件8、功率组件9、Busbar包塑件10、三相输出组件11、电流传感器12、楔形滑块13、弹性压紧组件14、磁性体滤波组件19。箱体前侧壁设有PTC插件17、高压插件18、进水管15和出水管16，箱体后侧设有低压插件20。

本实施例中，如图5所示，箱体1的第一腔体内部设有第五方形凸台112、圆柱形凸台113，第一腔体底部设有正方形开孔107和长正方形开孔108，用于贯通上第二腔体。如图2所示，PTC转接组件5通过螺栓固定在第五方形凸台112上，PCBA电路板4通过螺栓固定在圆柱凸台113上。母线铜排6穿过长正方形开孔108，一端与PTC转接组件5通过螺栓固定实现电气连接，另一端穿过第二腔体内的磁性体滤波组件19与X滤波电容7的输入端电气连接。

如图4所示，箱体1的第二腔体内设有第一出水口102、第二进水口103、第一方形凸台105、第二方形凸台106、圆柱凸台109、第三方形凸台110和第四方形凸台111。第二腔体外侧设有第一进水口101、第二出水口104，分别与第一出水口102、第二进水口103相贯通，进水管15安装在第一进水口101处，出水管16安装在第二出水口104处。如图3所示，磁性体滤波组件19套在母线铜排6外侧倒扣固定在上长正方形开孔108上方。散热器组件8固定在正方形开孔107上方，散热器组件8的进水口与箱体1的第一出水口102相连，散热器组件8的出水口与箱体1的第二进水口103相连。第一方形凸台105和第二方形凸台106均为带有80°斜坡的方形凸台。

功率组件9两侧涂抹导热硅脂后插在散热器组件8的夹层中，功率组件9下方的门极端子穿过连接第二腔体的方形孔107与第一腔体中的PCBA电路板通过锡焊电气连接。弹性压紧组件14贴着散热器组件8的另一侧，通过楔形滑块13锁在第二腔体内的带有80°斜坡的方形凸台105、106上，迫使弹性压紧组件14发生变形压紧散热器组件8和功率组件9。X滤波电容7安装在散热器组件8的侧方向，其输入端与母线铜排6通过螺栓电气连接，输出端子通过激光焊接与功率组件9的输入端子电气连接。如图3所示，Busbar包塑件10设在散热器组件8的上方，其输入端通过激光焊接与功率组件9的输出端子电气连接。电流传感器9固定在第二腔体内的圆柱凸台109上。三相输出组件11安装在第二腔体底部的第四方形凸台111上，其输入端穿过电流传感器12与Busbar包塑件10的输出端子通过螺栓电机连接，其输出端穿过下盖板2上的腰形孔与下盖板通过螺栓固定。

如图13所示，上盖板3上表面设有长方形干电池符号301和波浪形交流电符号302及相互交换符号的凸台303，外表面另一侧设有对称的深度渐变式点阵状凹坑304。如图12所示，下盖板2外表面设有长方形凸台，长方形凸台上有两个交叉的扁平弧形凸台结构，下盖板设有腰形贯穿槽，三相输出组件11通过螺栓固定在下盖板2的腰形贯穿槽中。

电机控制器工作时，冷却液从进水管15流经箱体进入散热器组件8，分成7个通道对功率组件进行双面热交换，最后再汇成一股流经箱体，从出水管16流出电机控制器。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电动汽车用电机控制器，其特征在于，包括箱体(1)，该箱体(1)包括上下设置的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体内设有PCBA电路板(4)、PTC转接组件(5)和母线铜排(6)，所述第二腔体内设有功率组件(9)、散热器组件(8)、X滤波电容(7)、Busbar包塑件(10)、三相输出组件(11)、电流传感器(12)和磁性体滤波组件(19)，所述箱体(1)侧壁安装有进水管(15)、出水管(16)、PTC插件(17)、高压插件(18)和低压插件(20)；

所述散热器组件(8)为层叠式散热器组件(8)，所述散热器组件(8)的进水口连接所述进水管(15)，出水口连接所述出水管(16)，所述功率组件(9)插在所述散热器组件(8)的夹层中，所述功率组件(9)的输入端子连接所述X滤波电容(7)的输出端子，所述功率组件(9)的输出端子连接所述Busbar包塑件(10)的输入端子，所述Busbar包塑件(10)的输出端子连接所述三相输出组件(11)的输入端子，所述电流传感器(12)连接所述三相输出组件(11)，所述三相输出组件(11)的输出端子用于连接被控电机的输入端子；

所述PCBA电路板(4)分别连接所述低压插件(20)和功率组件(9)的门极端子，所述母线铜排(6)的输入端分别连接所述PTC转接组件(5)的输入端和所述高压插件(18)，所述母线铜排(6)的输出端连接所述X滤波电容(7)的输入端子，所述磁性体滤波组件(19)套在所述母线铜排(6)的外侧，并固定连接所述第二腔体，所述PTC转接组件(5)连接所述PTC插件(17)。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车用电机控制器，其特征在于，所述第二腔体还设有楔形滑块(13)和弹性压紧组件(14)，所述弹性压紧组件(14)设置在所述楔形滑块(13)和散热器组件(8)之间，所述楔形滑块(13)的一侧为所述弹性压紧组件(14)，另一侧设有滑面，所述楔形滑块(13)使得所述弹性压紧组件(14)发生弹性变形，从而压紧所述散热器组件(8)。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车用电机控制器，其特征在于，所述第二腔体还设有第一方形凸台，该第一方形凸台的一侧面为斜坡，所述第一方形凸台的斜坡与所述楔形滑块(13)的斜坡相配合，所述第一方形凸台的斜坡作为所述滑面。

4.根据权利要求2所述的一种电动汽车用电机控制器，其特征在于，所述弹性压紧组件(14)包括W弧形弹性钢板(141)和呈长方形的均布载荷板(142)，所述W弧形弹性钢板(141)抵住所述均布载荷板(142)。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车用电机控制器，其特征在于，所述Busbar包塑件(10)采用包塑的三相铜排，该三相铜排包括U相铜排(1001)、V相铜排(1002)和W相铜排(1003)，所述U相铜排(1001)、V相铜排(1002)和W相铜排(1003)均设有两个输入端子。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车用电机控制器，其特征在于，所述母线铜排(6)的输入端包括第一输入端子(601)，所述母线铜排(6)在中间位置设有折弯后垂直凸起的第二输入端子(603)，所述第一输入端子(601)与所述母线铜排的输出端(602)分别位于所述母线铜排(6)的两端，

所述第二输入端子(603)连接所述高压插件(18)，所述第一输入端子(601)连接所述PTC转接组件(5)的输入端。

7.根据权利要求1所述的一种电动汽车用电机控制器，其特征在于，所述磁性体滤波组件(19)包括环形的磁性铁氧体和灌封支座，所述灌封支座的端面设有用于固定母线铜排(6)的方形凸台结构。

8.根据权利要求1所述的一种电动汽车用电机控制器，其特征在于，所述箱体(1)还设有上盖板(3)，该上盖板(3)连接所述第一腔体。

9.根据权利要求1所述的一种电动汽车用电机控制器，其特征在于，所述箱体(1)还设有下盖板(2)，该下盖板(2)连接所述第二腔体，所述下盖板(2)设有腰形贯穿槽，所述三相输出组件(11)通过螺栓固定在所述腰形贯穿槽内。

10.根据权利要求1所述的一种电动汽车用电机控制器，其特征在于，所述散热器组件(8)的夹层内还设有双面散热模块。

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