CN217936150U - 一种电机控制器内部布置结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种电机控制器内部布置结构，所述内部布置结构包括EMC滤波组件、壳体、薄膜电容、IGBT模块、驱动PCBA板、旋变线束和控制PCBA板；所述壳体内部空间分为高压区域和低压区域，驱动PCBA板与控制PCBA板分别置于高压区域和低压区域内，且水平设置。本实用新型将高压电路与低压电路进行隔离分区设计，减少高低压路径交叉，提高EMC性能；取消屏蔽板，驱动PCBA板与控制PCBA板采用同一水平面布局，减小控制器Z向高度尺寸，便于客户整车布局；解决了现有布局方式中占用空间大、零件数量多、内部走线复杂、体积利用率低等问题。

Description

一种电机控制器内部布置结构

技术领域

本实用新型属于电机控制装置技术领域，特别涉及一种电机控制器内部布置结构。

背景技术

电机控制器作为新能源汽车驱动系统的关键零部件之一，电机控制器的功能是根据档位、油门、刹车等指令，将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力电池中。随着新能源汽车行业的日益发展，整车厂端不断地提高对电机控制器的功率密度、EMC性能、成本、耐振性等要求，使得电机控制器方案设计也越来越受到工程师的关注。

典型的电机控制器主要由高压直流母线、壳体、上盖板、IGBT模块、薄膜电容、EMC滤波组件、低压接插件、PCBA板、电流传感器、三相固定座等组成，然而传统方案布局中各个零部件机械式的固定在一起，没有充分考虑压DC输入端至AC输出端路径设计及高压电路与低压电路隔离分区设计。

目前汽车控制器在内部结构布局中，高压DC输入端至AC输出端路径设计复杂，过多使用铜排，造成控制器体积过大，功率密度低；使用屏蔽板分隔上下空间布局驱动PCBA板与控制PCBA板，造成控制器耐振动性能低下；高压电路与低压电路隔离设计不充分，内部转接线束过多，EMC性能差。这些布局方式普遍存在占用空间大、零件数量多、内部走线复杂、体积利用率低等缺点，而这些缺点会造成控制器体积大、质量大、成本高、装配困难，并且也会影响电机控制器EMC性能。

因此设计一种满足客户需求及克服上述技术问题的电机控制器结构是很有必要的。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种电机控制器内部布置结构，所述内部布置结构包括壳体、驱动PCBA板、旋变线束和控制PCBA板；

所述壳体内部空间分为高压区域和低压区域，驱动PCBA板与控制PCBA板分别置于高压区域和低压区域内，且水平设置，旋变线束设于控制PCBA板的一侧，并与控制PCBA板电连接。

进一步地，所述壳体的一端设有直流高压母线，直流高压母线与EMC滤波组件电连接。

进一步地，所述高压区域内设有EMC滤波组件、驱动PCBA板、电流传感器、三相固定座、薄膜电容和IGBT模块，低压区域内设有控制PCBA板和低压接插件。

进一步地，所述EMC滤波组件和三相固定座设在壳体内部的两侧，EMC滤波组件靠近直流高压母线设置，三相固定座与IGBT模块电连接。

进一步地，所述三相固定座上设有电流传感器，电流传感器与驱动PCBA板电连接，驱动PCBA板设在EMC滤波组件和三相固定座之间。

进一步地，所述低压接插件设于控制PCBA板的另一侧，并与控制PCBA板电连接。

进一步地，所述EMC滤波组件、三相固定座、旋变线束、控制PCBA板和低压接插件安装在壳体上，且均可拆卸。

进一步地，所述内部布置结构还包括转接排线，转接排线的一端与驱动PCBA板电连接，另一端与控制PCBA板电连接。

进一步地，所述壳体上还设有水冷板，IGBT模块和驱动PCBA板安装在水冷板上，IGBT模块和驱动PCBA板均可拆卸。

进一步地，所述薄膜电容位于水冷板的下方，壳体的上方设有上盖板。

本实用新型的DC输入端至AC输出端按直线最短路径设计，减少铜排用量；将高压电路与低压电路进行隔离分区设计，减少高低压路径交叉，提高EMC性能；取消屏蔽板，驱动PCBA板与控制PCBA板采用同一水平面布局，减小控制器Z向高度尺寸，便于客户整车布局。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例的部分结构示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例的爆炸结构示意图；

图中：1-直流高压母线，2-EMC滤波组件，3-驱动PCBA板，4-电流传感器，5-三相固定座，6-旋变线束，7-转接排线，8-控制PCBA板，9-低压接插件，10-壳体，11-水冷板，12-薄膜电容，13-IGBT模块，14-上盖板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型公开了一种控制器内部布置结构，该控制器内部布置结构包括直流高压母线1、壳体10、上盖板14、IGBT模块13、薄膜电容12、EMC滤波组件2、低压接插件9、驱动PCBA板3、控制PCBA板8、电流传感器4、三相固定座5、旋变线束6。内部结构中的高压路径与低压路径隔离分区，互不交叉，以提高控制器的EMC性能；取消屏蔽板，并将驱动PCBA板3与控制PCBA板8采用同一水平面布局，以提升控制器的抗振性能。

如图1、图2所示，本实施例中控制器内部按照电信号传递路径分为高压路径和低压路径，所述高压路径如图1中高压信号所示，所述低压路径如图2中低压信号所示；壳体10内部空间分为高压区域和低压区域，高压区域和低压区域分别位于壳体10的不同侧；高压区域内设有EMC滤波组件2、驱动PCBA板3、电流传感器4、三相固定座5、薄膜电容12和IGBT模块13，低压区域内设有控制PCBA板8和低压接插件9。

所述高压路径包括直流高压母线1、EMC滤波组件2、薄膜电容12、IGBT模块13、驱动PCBA板3和三相固定座5；所述低压路径包括旋变线束6、控制PCBA板8和低压接插件9。

高压路径与低压路径呈并列平行分区结构，以减少高低压路径交叉，提高电机控制器的EMC性能；驱动PCBA板3与控制PCBA板8水平并排布置，相较于现有技术取消了屏蔽板的设置，以提升控制器的抗振性能。

如图1所示，驱动PCBA板3与控制PCBA板8之间设有转接排线7，转接排线7用于实现驱动PCBA板3与控制PCBA板8之间的电信号连接。直流高压母线1通过螺栓或者螺丝固定设置在壳体10的一端，EMC滤波组件2、三相固定座5、旋变线束6、控制PCBA板8和低压接插件9通过螺栓或者螺丝固定设置在壳体10上。

EMC滤波组件2和三相固定座5位于壳体10内两侧，EMC滤波组件2靠近直流高压母线1设置，驱动PCBA板3设于三相固定座5和EMC滤波组件2之间，旋变线束6设在控制PCBA板8的一侧，低压接插件9设在控制PCBA板8的另一侧。

所述直流高压母线1与EMC滤波组件2之间、EMC滤波组件2与薄膜电容12之间、薄膜电容12与IGBT模块13之间、IGBT模块13与三相固定座5之间均采用铜排搭接并用螺栓或螺丝紧固，IGBT模块13与驱动PCBA板3之间用引脚焊接；将直流高压母线1、EMC滤波组件2、薄膜电容12、IGBT模块13、驱动PCBA板3和三相固定座5的依次电性连接。

EMC滤波组件2用于减少控制器的EMC电磁干扰，电流传感器4通过螺栓或者螺丝固定设置在三相固定座5上，电流传感器4用于采集IGBT模块13输出的U、V、W相电流值大小，电流传感器4与驱动PCBA板3通过引脚焊接实现电信号连接；三相固定座5用于连接IGBT模块13和电机的U、V、W相铜端子。

所述旋变线束6的一端通过插件与控制PCBA板8电性连接，另一端与电机的旋变、温度传感器电性连接，将传感器产生的电信号传递至控制PCBA板8；低压接插件9的一端通过引脚焊接与控制PCBA板8电性连接，另一端连接整车VCU信号。

如图2所示，壳体10内还设有水冷板11，水冷板11设在高压区域内，水冷板11通过螺栓或者螺丝固定在壳体10上，薄膜电容12、水冷板11、IGBT模块13和驱动PCBA板3呈上下叠层结构，薄膜电容12位于水冷板11的下方，IGBT模块13通过螺栓或螺丝紧固在水冷板11上，并用密封圈进行密封；驱动PCBA板3通过螺栓或螺丝紧固在水冷板11上，水冷板11腔内充满冷却液能够对薄膜电容12和IGBT模块13进行散热。

壳体10的上方设有上盖板14，上盖板14通过螺栓或者螺丝紧固在壳体10上，实现对壳体10内部空间的封盖。

控制器的工作原理如下：直流高压母线1接收电池输送过来的直流电电能,经IGBT模块13逆变成三相交流电给汽车电机提供电源。控制器通过旋变线束6、控制PCBA板8和低压接插件9将接收到的电机转速、温度等信号反馈到仪表；当发生制动或者加速行为时,控制器控制变频器频率的升降,从而达到加速或者减速的目的。本实施例的DC输入端至AC输出端按直线最短路径设计，减少了铜排用量；高压电路与低压电路分别位于不同区域内，尽可能地减少了高低压路径的交叉；驱动PCBA板3与控制PCBA板8布置在不同区域且采用同一水平面布局，减小了控制器Z向高度尺寸。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电机控制器内部布置结构，其特征在于，所述内部布置结构包括壳体(10)、驱动PCBA板(3)、旋变线束(6)和控制PCBA板(8)；

所述壳体(10)内部空间分为高压区域和低压区域，驱动PCBA板(3)与控制PCBA板(8)分别置于高压区域和低压区域内，且水平设置，旋变线束(6)设于控制PCBA板(8)的一侧，并与控制PCBA板(8)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电机控制器内部布置结构，其特征在于，所述壳体(10)的一端设有直流高压母线(1)。

3.根据权利要求2所述的一种电机控制器内部布置结构，其特征在于，所述高压区域内设有EMC滤波组件(2)、驱动PCBA板(3)、电流传感器(4)、三相固定座(5)、薄膜电容(12)和IGBT模块(13)，低压区域内设有控制PCBA板(8)和低压接插件(9)，直流高压母线(1)与EMC滤波组件(2)电连接。

4.根据权利要求3所述的一种电机控制器内部布置结构，其特征在于，所述EMC滤波组件(2)和三相固定座(5)设在壳体(10)内部的两侧，EMC滤波组件(2)靠近直流高压母线(1)设置，三相固定座(5)与IGBT模块(13)电连接。

5.根据权利要求3或4所述的一种电机控制器内部布置结构，其特征在于，所述三相固定座(5)上设有电流传感器(4)，电流传感器(4)与驱动PCBA板(3)电连接，驱动PCBA板(3)设在EMC滤波组件(2)和三相固定座(5)之间。

6.根据权利要求3所述的一种电机控制器内部布置结构，其特征在于，所述低压接插件(9)设于控制PCBA板(8)的另一侧，并与控制PCBA板(8)电连接。

7.根据权利要求3所述的一种电机控制器内部布置结构，其特征在于，所述EMC滤波组件(2)、三相固定座(5)、旋变线束(6)、控制PCBA板(8)和低压接插件(9)安装在壳体(10)上，且均可拆卸。

8.根据权利要求1所述的一种电机控制器内部布置结构，其特征在于，所述内部布置结构还包括转接排线(7)，转接排线(7)的一端与驱动PCBA板(3)电连接，另一端与控制PCBA板(8)电连接。

9.根据权利要求3所述的一种电机控制器内部布置结构，其特征在于，所述壳体(10)上还设有水冷板(11)，IGBT模块(13)和驱动PCBA板(3)安装在水冷板(11)上，IGBT模块(13)和驱动PCBA板(3)均可拆卸。

10.根据权利要求9所述的一种电机控制器内部布置结构，其特征在于，所述薄膜电容(12)位于水冷板(11)的下方，壳体(10)的上方设有上盖板(14)。

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