CN216437661U - 一种高功率密度并联驱动电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种高功率密度并联驱动电机控制器，包括盒体以及盒盖，盒体侧壁外侧设置有交流连接口、直流连接口、信号连接口；散热器固定在盒体第一侧壁上，IGBT模块对称设置在散热器的上下两面，并联驱动板固定在相邻的两个IGBT模块上，并采用并联驱动方式，电容器固定在IGBT模块与盒体第四侧壁之间，电容器上的连接母排与IGBT模块的直流端电连接，直流母排的一端与电容器相连，另一端与直流连接口相连，交流母排的一端从IGBT模块交流端引出，另一端与交流连接口相连，电流传感器固定在交流母排上，屏蔽托板置于IGBT模块上方，主控板固定在屏蔽托板之上，并通过导线与信号连接口相连，放电电阻与述散热器固定连接。

Description

一种高功率密度并联驱动电机控制器

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种高功率密度并联驱动电机控制器。

背景技术

电机控制器作为动力电源与电机之间的电能转换单元，是电传动系统的核心功能部件。在新能源汽车领域，电机控制器得到了广泛地应用。随着新能源汽车不断向着轻量化和低成本方向发展，对电机控制器的功率密度与成本控制也提出了更高的要求。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高功率密度并联驱动电机控制器的结构方案。该电机控制器通过并联驱动的方式，选用小电流的IGBT器件，使成本降低，且结构紧凑，功率密度高。

本实用新型的高功率密度并联驱动电机控制器包括盒体以及固定在所述盒体上、下端面的盒盖，所述盒体侧壁外侧设置有交流连接口、直流连接口、信号连接口；

所述盒体内设置有散热器，IGBT模块、并联驱动板、电容器、交流母排或交流电缆、直流母排或直流电缆、电流传感器、放电电阻、主控板以及屏蔽托板，所述散热器固定在盒体第一侧壁上，所述IGBT模块对称设置在散热器的上下两面，所述并联驱动板固定在相邻的两个所述IGBT模块上，并采用并联驱动方式，所述电容器固定在所述IGBT模块与盒体第四侧壁之间，所述电容器上的连接母排与所述IGBT模块的直流端电连接，所述直流母排或直流电缆的一端与所述电容器相连，另一端与所述直流连接口相连，所述交流母排或交流电缆的一端从所述IGBT模块交流端引出，另一端与所述交流连接口相连，电流传感器固定在交流母排或交流连接口或盒体第二侧壁上，所述屏蔽托板置于所述IGBT模块上方，并固定在所述盒体上；所述主控板固定在所述屏蔽托板之上，并通过导线与所述信号连接口相连，所述放电电阻与所述散热器固定连接。

在一个实施方式中，所述散热器为液冷散热器，所述散热器与所述盒体可拆卸连接，且所述散热器与所述盒体的接触面之间设有密封条。

在一个实施方式中，所述交流连接口处设置有交流连接器或电缆夹、所述直流连接口处设置有直流连接器或电缆夹，所述信号连接口处设置有信号连接器，交流连接器、直流连接器及信号连接器均为面板安装式连接器。

在一个实施方式中，所述电容器通过电容支架固定在盒体上。

在一个实施方式中，直流母排包括直流母排正与直流母排负两个部分，所述直流母排正与所述直流母排负的两端分别连接电容器与直流连接口，所述直流母排、所述交流母排与其他不同电势体之间的距离均大于最小电气间隙。

在一个实施方式中，所述交流连接口与所述信号连接口设置在所述盒体的第二侧壁上，所述直流连接口设置在于所述交流连接口所在侧壁的相邻侧壁第三侧壁上。

在一个实施方式中，所述盒体第三侧壁上设置有散热器的安装开口，所述散热器穿过所述安装开口通过螺栓与盒体之间可拆卸连接。

在一个实施方式中，所述盒体侧壁上设置有透气阀，以使盒体内部的气压始终保持常压状态。

在一个实施方式中，所述电流传感器安装在部分或者全部交流母排上，或安装在部分或者全部交流连接器上，或安装在所述盒体的侧壁上。

在一个实施方式中，所述盒盖与所述盒体可拆卸连接且盒盖与盒体的接触面之间设有密封条。

与现有技术相比，本实用新型的高功率密度并联驱动电机控制器不仅空间利用率高，利于电机控制器的小型化与轻量化，而且对电机控制器内部强电与弱电区域进行了明显的划分与隔离，电磁兼容性设计合理。并且通过并联驱动的方式，分散大电流，可以选用价格相对便宜的小电流IGBT器件，达到降低成本的目的。

本实用新型所提出的高功率密度并联驱动电机控制器，适用于同时控制多台、多个种类的电机(包括发电机以及电动机)，尤其在纯电动汽车或是混合动力汽车领域可以得到广泛应用。

上述技术特征可以各种技术上可行的方式组合以产生新的实施方案，只要能够实现本实用新型的目的。

附图说明

在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1显示了本实用新型高功率密度并联驱动电机控制器的立体结构示意图；

图2显示了图1中的高功率密度并联驱动电机控制器盒盖隐藏后的仰视图；

图3显示了图1中的高功率密度并联驱动电机控制器盒盖隐藏后的俯视图；

图4显示了图1中的高功率密度并联驱动电机控制器的剖视图。

在图中，相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。

图中，附图标记为：

1、盒体；101、盒体第二侧壁；102、盒体第三侧壁；103、盒体第一侧壁；104、盒体第四侧壁；105、盒体平放支架；106、盒体竖放支架；2、盒盖；3、交流连接器；4、信号连接器；5、散热器；501、水嘴；6、直流连接器；7、透气阀；8、并联驱动板；9、电容器；901、电容支架1；902、电容支架2；10、IGBT模块；11、放电电阻；12、屏蔽托板；13、主控板；1301、控制主板；1302、控制电源板；14、密封条；15、直流母排；1501、直流母排正；1502、直流母排负；16、交流母排；17、电流传感器。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型提出了一种高功率密度并联驱动电机控制器，如图1-图4所示，所述电机控制器包括盒体1，盒体1由四块侧壁(第一侧壁103、第二侧壁101、第三侧壁102、第四侧壁104)围合而成，以及固定在盒体1的上、下端面的盒盖2，盒盖2通过周边设置的螺栓与盒体1的上下端面之间可拆卸连接，且盒盖2与盒体1的接触面之间设有密封条14。在盒体侧壁外侧设置有交流连接器3、直流连接器6、信号连接器4。

盒体1内设置有散热器5，IGBT模块10、并联驱动板8、电容器9、交流母排16、直流母排15、电流传感器17、放电电阻11、主控板13以及屏蔽托板12，散热器5固定在盒体第一侧壁103上，IGBT模块10对称设置在散热器5的上下两面，如图2所示，并联驱动板8固定在相邻的两个IGBT模块10上，并采用并联驱动方式；电容器9通过电容支架901和电容支架902固定在盒体1上固定在IGBT模块10与盒体第四侧壁104之间，电容器9上的连接母排与IGBT模块10的直流端电连接，直流母排15的一端与电容器9相连，另一端与直流连接器6相连，交流母排16的一端从IGBT模块10的交流端引出，另一端与交流连接器3相连，电流传感器17固定在交流母排16上，屏蔽托板12置于IGBT模块10上方，并固定在盒体1上；主控板13固定在屏蔽托板12之上，并通过导线与信号连接器4相连，放电电阻11与散热器5固定连接。

在由盒体1、盒盖2围合而成的腔体内，散热器5将腔体分割为两个腔体，IGBT模块10对称安装在散热器5的两面上，充分利用散热器5的散热面积，使结构更为紧凑，并联驱动板8固定在相邻的两个IGBT模块10上，在散热器5的上、下两面均设置有多个IGBT模块，多个IGBT模块可以成列排布，相邻的两个IGBT模块之间采用并联驱动的方式，可以分散流过IGBT模块10的大电流。

从图4所示的电机控制器剖视图中可以看出，屏蔽托板12连同盒体1、盒盖2、散热器5一起，将电机控制器的强电区(包括IGBT模块10、并联驱动板8等)与弱电区(包括主控板13)在空间上形成隔离，减小了两个区域彼此之间的电磁干扰。

本实用新型的电机控制器含有两组三相交流接口与一组直流接口，能够同时控制两台电机。而根据本实用新型的技术方案，电机控制器还可拓展成为包含更多组三相交流接口和直流接口，满足同时控制更多台电机的应用场合；该电机控制器通过并联驱动的方式，选用小电流的IGBT器件，使成本降低，且结构紧凑，功率密度高。

在一个具体地实施例中，散热器5为液冷散热器，散热器5与盒体1可拆卸连接，且散热器5与盒体1的接触面之间设有密封条14。优选地，在盒体1的第三侧壁102上设置有设有散热器5的安装开口，散热器5可以穿过该安装开口通过螺栓与盒体1之间可拆卸连接。

在一个具体的实施例中，直流母排15包括直流母排正1501与直流母排负1502两个部分，直流母排正1501与直流母排负1502的两端分别连接电容器9与直流连接器6，直流母排15、交流母排16与其他不同电势体(如：盒体1、并联驱动板8)之间的距离均大于最小电气间隙(如最小电气间隙在6～10mm)，保证了彼此间的可靠绝缘。当绝缘距离不够时，可在直流母排15、交流母排16的局部表面喷涂绝缘粉末或者缠绕绝缘胶带。

优选的，交流母排16和直流母排15可以用电缆替代。

在一个优选地实施例中，交流连接器3、直流连接器6、信号连接器4均为面板安装式连接器，其防护可靠，防护等级IP67。交流连接器3和直流连接器6既可以是单芯的，也可以是多芯的。

在一个可替换的实施例中，交流连接口及直流连接口处的交流连接器3和直流连接器6可以使用电缆夹替代。交流连接器3和信号连接器4优选地设置在盒体第二侧壁101上，直流连接器6设置在盒体第三侧壁102上。

在一个优选地实施例中，在盒体1的侧壁上设置有还设置有透气阀7，通过透气阀7使盒体1内部的气压始终保持常压状态。更优选地，透气阀7可以设置在第三侧壁102上。

在一个可替换的实施例中，电流传感器17可以安装在部分或者全部交流母排16上，或安装在部分或者全部交流连接器3上，或安装在盒体1的侧壁上。

除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的术语“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本实用新型的描述中，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变，因此不能理解为对本实用新型的限制。

至此，本领域技术人员应该认识到，虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种高功率密度并联驱动电机控制器，其特征在于，该电机控制器包括盒体以及固定在所述盒体上、下端面的盒盖，所述盒体侧壁外侧设置有交流连接器、直流连接器、信号连接口；

所述盒体内设置有散热器，IGBT模块、并联驱动板、电容器、交流母排或交流电缆、直流母排或直流电缆、电流传感器、放电电阻、主控板以及屏蔽托板，所述散热器固定在盒体第一侧壁上，所述IGBT模块对称设置在散热器的上下两面，所述并联驱动板固定在相邻的两个所述IGBT模块上，并采用并联驱动方式，所述电容器固定在所述IGBT模块与盒体第四侧壁之间，所述电容器上的连接母排与所述IGBT模块的直流端电连接，所述直流母排或直流电缆的一端与所述电容器相连，另一端与所述直流连接口相连，所述交流母排或交流电缆的一端从所述IGBT模块交流端引出，另一端与所述交流连接口相连，电流传感器固定在交流母排或交流连接口或盒体第二侧壁上，所述屏蔽托板置于所述IGBT模块上方，并固定在所述盒体上；所述主控板固定在所述屏蔽托板之上，并通过导线与所述信号连接口相连，所述放电电阻与所述散热器固定连接。

2.根据权利要求1所述的高功率密度并联驱动电机控制器，其特征在于，所述散热器为液冷散热器，所述散热器与所述盒体可拆卸连接，且所述散热器与所述盒体的接触面之间设有密封条。

3.根据权利要求1所述的高功率密度并联驱动电机控制器，其特征在于，所述交流连接口处设置有交流连接器或电缆夹、所述直流连接口处设置有直流连接器或电缆夹，所述信号连接口处设置有信号连接器，交流连接器、直流连接器及信号连接器均为面板安装式连接器。

4.根据权利要求1所述的高功率密度并联驱动电机控制器，其特征在于，所述电容器通过电容支架固定在盒体上。

5.根据权利要求1所述的高功率密度并联驱动电机控制器，其特征在于，直流母排包括直流母排正与直流母排负两个部分，所述直流母排正与所述直流母排负的两端分别连接电容器与直流连接口，所述直流母排、所述交流母排与电势体盒体及电势体并联驱动板之间的距离均大于最小电气间隙。

6.根据权利要求1-3任一项所述的高功率密度并联驱动电机控制器，其特征在于，所述交流连接口与所述信号连接口设置在所述盒体的第二侧壁上，所述直流连接口设置在于所述交流连接口所在侧壁的相邻侧壁第三侧壁上。

7.根据权利要求6所述的高功率密度并联驱动电机控制器，其特征在于，所述盒体第三侧壁上设置有散热器的安装开口，所述散热器穿过所述安装开口通过螺栓与盒体之间可拆卸连接。

8.根据权利要求6所述的高功率密度并联驱动电机控制器，其特征在于，所述盒体侧壁上设置有透气阀，以使盒体内部的气压始终保持常压状态。

9.根据权利要求3所述的高功率密度并联驱动电机控制器，其特征在于，所述电流传感器安装在部分或者全部交流母排上，或安装在部分或者全部交流连接器上，或安装在所述盒体的侧壁上。

10.根据权利要求1所述的高功率密度并联驱动电机控制器，其特征在于，所述盒盖与所述盒体可拆卸连接且盒盖与盒体的接触面之间设有密封条。

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