CN216982379U - 一种电机控制器的冷却装置、电机控制器及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电机控制器的冷却装置、电机控制器及车辆，包括电机控制器箱体和安装于电机控制器箱体的水道盖板，电机控制器箱体包括水道入水口、箱体内部水道入水口、箱体内部出水口和水道出水口；水道盖板包括水道盖板入水口、功率模块入水口、安装槽、功率模块出水口和水道盖板出水口；当电机控制器的功率模块安装于安装槽时，功率模块的散热面与水道盖板的安装槽密接安装，形成冷却容纳腔；水道入水口依次与箱体内部水道入水口和水道盖板入水口连通，水道盖板入水口与功率模块入水口、冷却容纳腔、功率模块出水口、水道盖板出水口、箱体内部出水口、水道出水口连通，其管路简洁适用性高，解决了电机控制器散热不均衡，内部管路复杂的问题。

Description

一种电机控制器的冷却装置、电机控制器及车辆

技术领域

本实用新型涉及电机控制器组件技术领域，尤其是涉及一种电机控制器的冷却装置、电机控制器及车辆。

背景技术

随着电力电子技术的快速发展，高压控制器件的集成化越来越高，电机控制器上还集成了其他高压控制模块并且电机控制器的IGBT器件热流密度越来越大，对其散热性能要求越来越高，若没有良好的散热措施，则电机控制器的温度可能达到或超过器件结温，从而导致器件性能的恶化以致损坏。目前电机控制器的水冷散热方式无法良好的满足高集成化的电机控制器系统，为满足高集成化的电机控制器系统散热，往往需要多个散热通道，导致系统内部管路和管接头较多，存在漏水风险，也不利于系统小型化、集成化、高密度化发展。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出了一种电机控制器的冷却装置，解决了电机控制器散热不均衡，内部管路复杂的问题。

根据本实用新型的电机控制器的冷却装置，包括：电机控制器箱体和安装于所述电机控制器箱体的水道盖板，所述电机控制器箱体包括水道入水口、箱体内部水道入水口、箱体内部出水口和水道出水口；

所述水道盖板包括水道盖板入水口、功率模块入水口、安装槽、功率模块出水口和水道盖板出水口；

所述安装槽用于安装电机控制器的功率模块，当所述功率模块安装于所述安装槽时，所述功率模块的散热面与所述水道盖板的安装槽密接安装，形成冷却容纳腔；

所述水道入水口与所述箱体内部水道入水口连通，所述箱体内部水道入水口与所述水道盖板入水口连通，所述水道盖板入水口与所述功率模块入水口、所述冷却容纳腔、所述功率模块出水口、所述水道盖板出水口依次连通，所述水道盖板出水口与所述箱体内部出水口连通，所述箱体内部出水口与所述水道出水口连通。

优选地，所述电机控制器箱体还包括第二水道入水口和第二散热水道，所述水道盖板出水口与所述第二水道入水口连通，所述第二水道入水口与所述第二散热水道连通，所述第二散热水道与所述箱体内部出水口连通。

优选地，所述水道盖板出水口与所述第二水道入水口相匹配；

所述水道盖板出水口与所述第二水道入水口之间的管道设计为弧形；

所述第二水道入水口垂直与所述第二散热水道连接。

优选地，所述第二散热水道呈U形布置；

所述第二散热水道为扁平状管道，所述第二水道入水口与所述第二散热水道相匹配。

优选地，所述水道入水口的位置高于所述箱体内部水道入水口的位置。

优选地，所述箱体内部水道入水口设置有导流面。

优选地，所述电机控制器系统的功率模块与所述水道盖板之间安装有密封圈。

优选地，所述水道盖板包括多个用于安装功率模块的安装槽，每一所述安装槽分别与相应的所述功率模块入水口、所述功率模块出水口连通，相邻两个所述安装槽分别通过对应的所述功率模块入水口和所述功率模块出水口连通。

优选地，所述水道盖板包括多个用于安装功率模块的安装槽，每一所述安装槽分别与相应的所述功率模块入水口、所述功率模块出水口连通；

所述水道盖板还包括第一支路水道和第二支路水道，所述第一支路水道与所述水道盖板入水口连接，所述第二支路水道与所述水道盖板出水口连接，每一所述安装槽的功率模块入水口与所述第一支路水道连接，每一所述安装槽的功率模块出水口与所述第二支路水道连接。

本实用新型第二方面公开一种电机控制器，根据本实用新型的电机控制器，包括上述的冷却装置。

本实用新型第三方面公开一种车辆，根据本实用新型的车辆，包括上述的电机控制器的冷却装置。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的电机控制器的冷却装置的装配结构爆炸图；

图2是根据本实用新型实施例的电机控制器箱体背面的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的电机控制器的冷却装置的内部结构剖视图；

图4是根据本实用新型实施例的水道盖板的正视图；

图5是根据本实用新型实施例的冷却装置的水道盖板的后视图；

图6是根据本实用新型实施例的水道盖板的水道流路示意图；

图7是根据本实用新型实施例的水道盖板的多个功率模块水道流路串联示意图；

图8是根据本实用新型实施例的水道盖板的多个功率模块水道流路并联示意图；

图9是根据本实用新型实施例的水道盖板的多个功率模块水道流路并联示意图。

附图标记：

1、电机控制器箱体；2、水道盖板；3、功率模块；

11、水道入水口；12、箱体内部水道入水口；

13、箱体内部出水口；14、水道出水口；15、密封条；

21、水道盖板入水口；22、功率模块入水口；23、安装槽；

24、功率模块出水口；25、水道盖板出水口；

26、第二水道入水口；27、第二散热水道；

28、第一支路水道；29、第二支路水道。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1-图9描述根据本实用新型实施例的电机控制器的冷却装置。其中，电机控制器可以是集成式电机控制器，包括电机控制器的控制模块和功率模块以及集成了集成电源模块，OBC充电模块等电器元件。

如图1-图6所示，一种电机控制器的冷却装置，包括电机控制器箱体1和安装于电机控制器箱体的水道盖板2。电机控制器箱体1为电机控制器各电器元件散热和安装的主体结构，水道盖板2通过摩擦焊形式与电机控制器箱体1进行固定及密封。电机控制器箱体1和水道盖板2通过摩擦焊的形式焊接，可以确保水道盖板2与电机控制器箱体1的固定强度和密封度。

电机控制器箱体1包括水道入水口11、箱体内部水道入水口12、箱体内部水道出水口13和水道出水口14，水道入水口11开口在电机控制器箱体1外表面，用于与外部的冷却液输入管道连接，输入冷却液。箱体内部水道入水口12开口在电机控制器箱体1内表面，箱体内部水道入水口12连通水道入水口11。水道出水口14开口在电机控制器箱体1外表面，用于与外部的冷却液输出管道连接，输出冷却液。箱体内部水道出水口13开口在电机控制器箱体1内表面。水道出水口14开口在电机控制器箱体1外表面，箱体内部水道出水口13开口在电机控制器箱体1内表面，箱体内部水道出水口13连通水道出水口14。

水道盖板2包括水道盖板入水口21、功率模块入水口22、安装槽23、功率模块出水口24和水道盖板出水口25。水道盖板入水口21与功率模块入水口22连通，功率模块入水口22、功率模块出水口24分别与安装槽23连通，水道盖板出水口25与功率模块出水口24连通。当水道盖板2安装在电机控制器箱体1上时，水道盖板入水口21与箱体内部水道入水口12配合对接，水道盖板出水口25与箱体内部水道出水口13配合对接。

安装槽23用于安装电机控制器的功率模块3，当功率模块3安装于安装槽23时，功率模块3的散热面盖合在水道盖板2的安装槽23上，功率模块3散热面的散热针置于安装槽23中，功率模块3的散热面与水道盖板2的安装槽23密接安装，形成冷却容纳腔。水道盖板2的功率模块入水口22、功率模块出水口24在安装槽23两侧形成一进一出的水流通孔。

当功率模块3安装于安装槽23时，水道入水口11与箱体内部水道入水口12连通，箱体内部水道入水口12与水道盖板入水口21连通，水道盖板入水口21与功率模块入水口22、冷却容纳腔、功率模块出水口24、水道盖板出水口25依次连通，水道盖板出水口25与箱体内部水道出水口13连通、水道出水口14依次连通。冷却液由水道入水口11进入箱体，通过箱体内部水道入水口12流入水道盖板入水口21，再通过功率模块入水口22流入到冷却容纳腔中给功率模块3散热后，从功率模块出水口24、水道盖板出水口25流出，再经由箱体内部水道出水口13和水道出水口14流出电机控制器箱体1。

根据本实用新型实施例的冷却装置，水道盖板22与电机控制器箱体1上均有水道，二者紧密配合安装后，形成一个完整的冷却水道管路，内部管路简洁，并且可以根据不同的功率模块3更换水道盖板2，适用性更高，提升了电机控制器的系统化、集成化。

在一种实施方式中，电机控制器箱体1还包括第二水道入水口26和第二散热水道27，水道盖板出水口25与第二水道入水口26连通，第二水道入水口26与第二散热水道27连通，第二散热水道27与箱体内部水道出水口13连通。在电机控制器箱体中，紧贴第二散热水道27布置有其他元器件，例如，集成电源，OCB充电模块等。冷却液经由水道入水口11进入箱体，通过箱体内部水道入水口12流入水道盖板入水口21，再通过功率模块入水口22流入到冷却容纳腔中给功率模块3散热后，经由功率模块出水口24和水道盖板出水口25，流向第二水道入水口26，进入第二散热水道27，给其他元器件散热，再经由箱体内部水道出水口13和水道出水口14流出电机控制器箱体。

在上述过程中，该冷却装置不仅可以实现对电机控制器的功率模块3的散热需求，也可以对电机控制器中的其他元器件，如集成电源、OBC充电模块等进行散热，降低模块温度，满足高集成化的电机控制器的散热需求，提高了电机控制器可靠性。

在一种具体实施方式中，水道盖板出水口25与第二水道入水口26相匹配，当水道盖板2紧密安装在电机控制器箱体上时，水道盖板出水口25与第二水道入水口26紧密对接，可以保证水道的密封，避免水道中冷却液泄露引起的高压电设备短路等危险情况。并且保证水道盖板出水口25与第二水道入水口26两水道的对接截面面积保持一致，可以保证水道中冷却液流过的流阻最小。

水道盖板出水口25与第二水道入水口26之间的管道设计为弧形，可以实现水道缓冲，减少水道水阻，并且第二水道入水口26垂直与第二散热水道27连接，冷却液由第二水道入水口26垂直进入第二散热水道27，可以避免冷却液进入水道的水流方向与第二散热水道27的方向平行，进而避免第二散热水道27下部区域没有冷却液进入，造成第二散热水道27散热不均衡的情况。采用这种结构，可以使冷却液以垂直于第二散热水道27的水流方向进入第二散热水道27中，使得第二散热水道27的冷却液更均衡，并且还能减小流阻，提升散热效率。

第二散热水道27呈U形布置，使得第二散热水道27在电机控制器箱体的布置范围更广，增大散热范围。并且第二散热水道27为扁平状管道，第二散热水道27的外侧为散热水道壁，散热水道壁外侧安装有其他电子元器件，可将热量传导给散热水道壁，继而通过第二散热水道27进行散热，扁平状的第二散热水道27可以增大待散热元器件与水道的散热接触面积。

第二水道入水口26与第二散热水道27相匹配，可以保证第二水道入水口26与第二水道入水口26的对接截面面积保持一致，从而使得从第二水道入水口26流入第二散热水道27的冷却液流过的流阻最小。

在一种具体实施方式中，水道入水口11的位置高于箱体内部水道入水口12的位置，使得从水道入水口11输入至箱体内部水道入水口12的冷却液形成落势差，可以具有一定的势能。并且箱体内部水道入水口12设置有导流面，一方面可以对进入箱体内部水道入水口12的冷却液进行导流，限制水流方向为水道盖板入水口21的方向，另一方面可以实现水道缓冲，能够减小流阻。

优选地，电机控制器的功率模块3与水道盖板2之间安装有密封圈，可以保证功率模块3的散热面与水道盖板2的安装槽23紧密安装，确保冷却容纳腔的密封性，不会产生泄露，避免冷却容纳腔泄露冷却液，引起的高压电设备短路等危险情况。

在一种实施方式中，如图7所示，电机控制器可以有多个功率模块3，此时，为了更好的适应多功率模块3的散热，水道盖板2包括多个用于安装功率模块3的安装槽23，每一安装槽23分别与相应的功率模块入水口22、功率模块出水口24连通，相邻两个安装槽23分别通过对应的功率模块入水口22和功率模块出水口24连通。在多个功率模块3并联排布时，相邻的两个安装槽23分别通过对应的功率模块入水口22和功率模块出水口24相连通，使得多个并列排布的功率模块3的冷却容纳腔相互串联起来，减少了水道管路。

功率模块入水口22、功率模块出水口24可以是分别连接在安装槽23的左右两侧，使得功率模块入水口22、安装槽23、功率模块出水口24基本在一条直线上，当相邻的两个安装槽23分别通过对应的功率模块入水口22和功率模块出水口24相连通时，多个串联的冷却容纳腔的进出水口也在一条直线上，可以减小流阻，增加流动速度，使得冷却液的流通更顺畅。

在一种实施方式中，如图8-图9所示，电机控制器可以有多个功率模块3，此时，为了更好的适应多功率模块3的散热，水道盖板2包括多个用于安装功率模块3的安装槽23，每一安装槽23分别与相应的功率模块入水口22、功率模块出水口24连通；水道盖板2还包括第一支路水道28和第二支路水道29，第一支路水道28与水道盖板入水口21连接，第二支路水道29与水道盖板出水口25连接，每一安装槽23的功率模块入水口22与第一支路水道28连接，每一安装槽23的功率模块出水口24与第二支路水道29连接。

功率模块入水口22、功率模块出水口24可以是分别连接在安装槽23的前后侧，在多个功率模块3并联排布时，每一安装槽23的功率模块入水口22与第一支路水道28连接，每一安装槽23的功率模块出水口24与第二支路水道29连接，使得多个并列排布的功率模块3的冷却容纳腔相互并联连接，每一功率模块3的冷却容纳腔均在一独立水道支路上，可以减小功率模块之间的相互影响，提升散热效率。

本实用新型还公开了一种电机控制器，包括如上所述的电机控制器的冷却装置。

本实用新型还公开了一种车辆，包括如上所述的电机控制器的冷却装置。

根据本实用新型实施例的车辆，通过采用上述电机控制器的冷却装置，解决了电机控制器散热不均衡，内部管路复杂，并且通过在电机控制器箱体内设置第二散热水道，冷却装置不仅可以实现对电机控制器的功率模块的散热需求，也可以对电机控制器中的其他元器件，如集成电源、OBC充电模块等进行散热，降低模块温度，满足高集成化的电机控制器的散热需求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等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发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，本发明实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本发明实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本发明的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。

在本发明中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种电机控制器的冷却装置，其特征在于，包括：电机控制器箱体和安装于所述电机控制器箱体的水道盖板，所述电机控制器箱体包括水道入水口、箱体内部水道入水口、箱体内部出水口和水道出水口；

所述水道盖板包括水道盖板入水口、功率模块入水口、安装槽、功率模块出水口和水道盖板出水口；

所述安装槽用于安装电机控制器的功率模块，当所述功率模块安装于所述安装槽时，所述功率模块的散热面与所述水道盖板的安装槽密接安装，形成冷却容纳腔；

所述水道入水口与所述箱体内部水道入水口连通，所述箱体内部水道入水口与所述水道盖板入水口连通，所述水道盖板入水口与所述功率模块入水口、所述冷却容纳腔、所述功率模块出水口、所述水道盖板出水口依次连通，所述水道盖板出水口与所述箱体内部出水口连通，所述箱体内部出水口与所述水道出水口连通。

2.根据权利要求1所述的电机控制器的冷却装置，其特征在于，

所述电机控制器箱体还包括第二水道入水口和第二散热水道，所述水道盖板出水口与所述第二水道入水口连通，所述第二水道入水口与所述第二散热水道连通，所述第二散热水道与所述箱体内部出水口连通。

3.根据权利要求2所述的电机控制器的冷却装置，其特征在于，

所述水道盖板出水口21与所述第二水道入水口相匹配；

所述水道盖板出水口21与所述第二水道入水口之间的管道设计为弧形；

所述第二水道入水口垂直与所述第二散热水道连接。

4.根据权利要求2或3所述的电机控制器的冷却装置，其特征在于，

所述第二散热水道呈U形布置；

所述第二散热水道为扁平状管道，所述第二水道入水口与所述第二散热水道相匹配。

5.根据权利要求1所述的电机控制器的冷却装置，其特征在于，

所述水道入水口的位置高于所述箱体内部水道入水口的位置。

6.根据权利要求1所述的电机控制器的冷却装置，其特征在于，

所述箱体内部水道入水口设置有导流面。

7.根据权利要求1所述的电机控制器的冷却装置，其特征在于，

所述电机控制器系统的功率模块与所述水道盖板之间安装有密封圈。

8.根据权利要求1所述的电机控制器的冷却装置，其特征在于，

所述水道盖板包括多个用于安装功率模块的安装槽，每一所述安装槽分别与相应的所述功率模块入水口、所述功率模块出水口连通，相邻两个所述安装槽分别通过对应的所述功率模块入水口和所述功率模块出水口连通。

9.根据权利要求1所述的电机控制器的冷却装置，其特征在于，

所述水道盖板包括多个用于安装功率模块的安装槽，每一所述安装槽分别与相应的所述功率模块入水口、所述功率模块出水口连通；

所述水道盖板还包括第一支路水道和第二支路水道，所述第一支路水道与所述水道盖板入水口连接，所述第二支路水道与所述水道盖板出水口连接，每一所述安装槽的功率模块入水口与所述第一支路水道连接，每一所述安装槽的功率模块出水口与所述第二支路水道连接。

10.一种电机控制器，其特征在于，包括如权1-9所述的冷却装置以及功率模块。

11.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的电机控制器的冷却装置。

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