CN219812082U - 应用于电机控制器的逆变装置、电机控制器及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种应用于电机控制器的逆变装置以及电机控制器、车辆。其中，逆变装置包括电容模组、功率模组和第一散热器。功率模组和第一散热器层叠设置于电容模组。其中，功率模组包括多个功率管，多个功率管沿垂直于功率模组和第一散热器层叠的方向平铺排列。第一散热器用于对功率模组中的功率管散热，使功率管在合适的温度环境下工作。本申请提供的逆变装置结构布局紧凑，集成度高，有利于实现电机控制器的小型化设计，且降低电机控制器内部零件的拆装难度和成本。

Description

应用于电机控制器的逆变装置、电机控制器及车辆

技术领域

本申请涉及电机控制器技术领域，特别涉及一种应用于电机控制器的逆变装置、电机控制器及车辆。

背景技术

电动车辆中电机控制器用于将动力电池提供的直流电转换为交流电为驱动电机供电，从而利用驱动电机驱动电动车辆的车轮。

然而，电机控制器通过切换功率模组开通与关断状态，以实现交直流电压的转换。功率模组频繁的开通与关断会产生大量的热量。通常电机控制器需要在内部加装散热器为功率模组散热，而且散热器通常使用冷却液提高散热能力并且需要为电容等电路器件散热，导致电机控制器的内部结构复杂且体积较大，不仅影响整车布局且导致电机控制器的维护、拆装操作繁琐。

实用新型内容

本申请提供一种结构布局紧凑且能够降低拆装难度的逆变装置、电机控制器及车辆。

第一方面，本申请提供了一种应用于电机控制器的逆变装置，包括电容模组、功率模组和第一散热器，所述功率模组和所述第一散热器层叠设置于所述电容模组。其中，所述功率模组包括多个功率管，所述多个功率管沿垂直于所述功率模组和所述第一散热器层叠的方向平铺排列。

在本实现方式中，功率模组和第一散热器层叠的方向为第一方向，功率模组和第一散热器沿第一方向层叠设置。多个功率管沿垂直于第一方向平铺排列，即多个功率管在与第一方向垂直的平面内平铺排列。在一实现方式中，与第一方向垂直的平面可为第一散热器沿第一方向朝向功率模组的表面。相较于将多个功率管沿第一方向层叠设置，本方案有利于减小逆变装置在第一方向上的长度，且有效地利用了第一散热器的安装面积，从而能够实现电机控制器的小型化设计。

在本实现方式中，功率模组与电容模组电连接，功率模组用于将直流电转换为交流电。传入逆变装置的直流电依次流向电容模组和功率模组，电容模组用于接收直流电，电容模组的输出端与功率模组的输入端电连接，直流电经电容模组传输至功率模组后转换为交流电，功率模组的输出端与电动机的输入端电连接，功率模组将交流电传输至电动机，驱动电动机运行。

在本实现方式中，第一散热器用于对功率模组散热。第一散热器与功率模组层叠设置。当第一散热器中通入冷却液时，冷却液能够与功率模组进行热量交换，第一散热器将热量带离功率模组，进而降低逆变装置在工作稳态下的温度，实现对电机控制器的温度控制。

本申请中，逆变装置结构布局紧凑，将逆变装置应用于电机控制器中将提高电机控制器的集成度，有利于实现电机控制器的小型化设计，优化整车布局。相较于将电容模组、功率模组和第一散热器并排平铺的方式，本申请中将功率模组和第一散热器层叠设置在电容模组的一侧，且功率管在垂直于功率模组和第一散热器层叠方向的平面内平铺排列，可减小电机控制器体积。并且将电容模组、功率模组和第一散热器预组装成逆变装置，使得电机控制器内部的零件模块化，当需要针对电机控制器进行返工或者维修时，无需逐一对零件进行拆装，实现电机控制器的快速组装和拆卸，降低操作难度和成本。

在一种实现方式中，所述第一散热器层叠设置于所述电容模组，所述功率模组层叠设置于所述第一散热器背离所述电容模组的一侧，所述多个功率管平铺排列于所述第一散热器。

在本实现方式中，电容模组、第一散热器和功率模组沿第一方向依次层叠设置，第一散热器位于功率模组与电容模组之间，使得第一散热器中的冷却液能够同时与功率模组和电容模组进行热量交换，有利于提升冷却液的利用率，从而优化第一散热器的冷却效率。在一些实现方式中，也可以将功率模组设置在第一散热器和电容模组之间，此时第一散热器能够对功率模组以及位于第一散热器上方的部件例如电路板冷却散热。

在一实现方式中，电容模组包括安装面，安装面用于安装部件，功率模组和第一散热器在安装面的正投影位于安装面内。在本实现方式中，电容模组的安装面是电容模组的最大表面之一，本方案有利于减小逆变装置所占据的体积。

在一种实现方式中，所述安装面的边缘设有第一固定件，所述第一散热器的边缘设有第二固定件，所述第一固定件与所述第二固定件配合固定，以使得所述第一散热器与所述电容模组固定连接。

在本实现方式中，第一固定件和第二固定件沿第一方向配合固定，其中，第一固定件和第二固定件的固定方式不限，示例性的，固定方式采用螺钉、卡扣或者焊接件连接。在一实现方式中，第二固定件可为定位孔，定位孔的内壁没有螺纹，第一固定件为螺钉孔，螺钉穿过螺钉孔和定位孔并位于电容模组下方的部件螺纹连接，示例性的，螺钉穿过螺钉孔和定位孔与电机控制器壳体内的固定件螺接固定，此时定位孔用于定位。在一些实现方式中，定位孔内可设置螺纹，使得第一固定件与定位孔螺纹连接。

本方案通过在电容模组和第一散热器中分别设置第一固定件和第二固定件，使得电容模组和第一散热器固定连接，有利于提升逆变装置整体的结构稳定性，当外界环境对逆变装置施加外力作用时，第一固定件和第二固定件之间的固定连接关系将减小外界环境对逆变装置造成的影响。

在一种实现方式中，所述安装面沿所述第二方向的两侧设有第一散热器避位孔，所述第一散热器沿所述第一方向靠近所述安装面的一侧设有第一散热器接口，所述第一散热器接口沿所述第一方向朝向所述安装面凸起且与所述第一散热器避位孔在所述第一方向上对应设置；其中，第一散热器接口用于与电机控制器壳体内的水道连通，使得电机控制器壳体的冷却液能够在第一散热器内流通。本方案设置第一散热器避位孔和第一散热器接口，有利于在固定第一散热器和电容模组时进行辅助定位，增强固定连接的可靠性。

在一种实现方式中，所述逆变装置还包括钣金卡扣，所述钣金卡扣的两端分别与所述功率模组和所述电容模组卡合固定，所述钣金卡扣用于将所述功率模组、所述第一散热器和所述电容模组沿所述功率模组和所述第一散热器层叠的方向固定。

在本实现方式中，由于第一散热器在第一方向上位于功率模组和电容模组之间，在逆变装置中设置钣金卡扣，有利于加固电容模组和第一散热器之间的连接关系。电容模组、第一散热器和功率模组通过钣金卡扣实现固定连接，有利于提升逆变装置整体的结构稳定性，当外界环境对逆变装置施加外力作用时，设置钣金卡扣将减小外界环境对逆变装置造成的影响。在本实现方式中，采用钣金材质的卡扣，使得固定咬紧力度更大，提升电容模组、第一散热器和功率模组的固定强度。

在一实现方式中，所述安装面沿第二方向的一侧边缘设有两个所述第一固定件，所述钣金卡扣沿第三方向位于两个所述第一固定件之间。在本实现方式中，钣金卡扣与其中一个第一固定件和第二固定件均在安装面的同侧设置。其中，第三方向平行于安装面且与第二方向垂直。本方案使得不同器件和结构之间布局紧凑，有利于减小逆变装置的体积。

在一实现方式中，钣金卡扣包括卡扣主体和位于卡扣主体两端的第一伸出部和第二伸出部，卡扣主体沿第一方向延伸，第一伸出部与功率模组沿第一方向远离电容模组的一侧卡合固定，第二伸出部呈“C”字型，第二伸出部与电容壳体的边缘卡合固定。第一伸出部和第二伸出部分别对功率模组和电容模组施加作用力，有利于加固电容模组的第一固定件和第一散热器的第二固定件之间的连接关系。

在一种实现方式中，所述逆变装置包括多组第一功率端子，每组所述第一功率端子包括至少一个第一功率端子，每个所述第一功率端子用于连接一个所述功率管与所述电容模组，所述多个第一功率端子沿所述第一散热器的一侧依次排列。

在本实现方式中，功率管与电容模组之间通过第一功率端子实现电连接，直流电从电容模组经第一功率端子传输至功率管。多个第一功率端子沿第二方向排列，第一散热器沿第二方向的一侧为第一散热器的长边，本方案将多个第一功率端子沿第一散热器的长边依次排列，有利于提高逆变装置的空间利用率。

在一种实现方式中，所述电容模组还包括多个电容连接端子，每个所述电容连接端子用于连接一个所述功率管，多个所述电容连接端子沿所述第一散热器排列于所述电容模组的上表面，所述电容连接端子与所述第一散热器在所述电容模组的上表面的正投影不重叠，所述电容模组的上表面是指所述电容模组朝向所述第一散热器的表面。

在本实现方式中，第一功率端子与电容连接端子电连接。功率管与电容模组之间通过第一功率端子和电容连接端子实现电连接，直流电从电容模组经电容连接端子和第一功率端子传输至功率管。

在本实现方式中，电容模组的上表面也可称为电容模组的安装面。电容连接端子位于安装面并沿第一方向延伸，电容连接端子与第一散热器在安装面的正投影不重叠。第一功率端子自功率管向电容模组凸出。

在一实现方式中，电容连接端子和第一功率端子在第一方向上竖直对应设置。电容连接端子位于安装面沿第三方向的一侧边缘，第一功率端子位于功率模组沿第三方向的一侧。由于第一散热器沿第一方向位于电容模组和功率模组之间，故设置电容连接端子与第一散热器沿第一方向的投影没有重叠部分，使得电容模组在与功率模组电连接的过程中不会受到第一散热器的阻挡，并且可不额外增加逆变装置的体积，使得逆变装置更小型化。

在一实现方式中，当电容连接端子和第一功率端子竖直设置时，可通过在电容模组和第一散热器的侧边通过激光焊接电容连接端子和第一功率端子，使得电容连接端子和第一功率端子连接固定。

在一种实现方式中，所述电容模组还包括电容壳体和位于所述电容壳体内侧的电容主体，所述电容连接端子的一端位于所述电容壳体内且与所述电容主体电连接。

在本实现方式中，电容主体起到对直流电进行滤波的作用，电容主体与电容连接端子电连接，经过滤波处理的直流电通过电容连接端子和第一功率端子传输至功率管，功率管起到直流交流转换的功能。

在一种实现方式中，所述第一散热器和所述功率模组之间设有金属连接层，所述金属连接层与所述第一散热器和所述功率模组均固定连接，且所述金属连接层沿所述功率模组和所述第一散热器层叠的方向相对设置的两个表面分别与所述第一散热器和所述功率模组接触。

在本实现方式中，金属连接层沿第一方向相背的两个表面分别为第一散热器连接面和功率模组连接面，第一散热器与金属连接层的第一散热器连接面接触并固定，功率模组与金属连接层的功率模组连接面接触并固定，使得第一散热器与功率模组之间也实现固定连接，而第一散热器同时又通过第一固定件和第二固定件与电容模组固定，因此逆变装置整体的结构稳定性得以保证。

在本实现方式中，功率模组产生的热量通过金属连接层传至第一散热器中的冷却液。在一实现方式中，功率模组和第一散热器之间的金属连接层采用高导热材料，包括但不限于铜、铝或其合金，相较于采用传统的TIM(Thermal Interface Material,导热界面材料)或者焊料，本方案中的金属连接层更有利于降低逆变装置中散热路径的热阻，提升第一散热器的冷却效率。

在一种实现方式中，所述逆变装置还包括第二散热器，所述第二散热器层叠设置于所述功率模组背离所述第一散热器的一侧。在本实现方式中，功率模组沿第一方向位于第二散热器和第一散热器之间。第二散热器位于功率模组沿第一方向背离电容模组的一侧，第一散热器位于功率模组沿第一方向靠近电容模组的一侧。第一散热器和第二散热器构成对功率模组的双面散热，第一散热器和第二散热器中的冷却液沿相对的方向与功率模组进行热量交换，冷却液与功率模组的接触面积较大，有利于提升第一散热器的冷却效率。

在一种实现方式中，所述功率模组与所述第二散热器之间设有第一金属连接层，所述功率模组通过所述第一金属连接层与所述第二散热器固定连接。所述功率模组与所述第一散热器之间设有第二金属连接层，所述功率模组通过所述第二金属连接层与所述第一金属散热器固定连接。

在一实现方式中，第二散热器与功率模组之间可通过导热胶粘结固定。通过导热胶粘结固定的安装工艺更简单、更安全。

在一种实现方式中，所述逆变装置包括第一电路板，所述功率模组和所述第一散热器层叠设置于所述电容模组与所述第一电路板之间，所述第一电路板与所述多个功率管电连接。在本实现方式中，第一电路板用于控制功率管将直流电转换为交流电。电容模组、第一散热功率模组以及第一电路板沿第一方向层叠设置，逆变装置整体布局紧凑，且在其他方向上占据的尺寸较小，有利于实现逆变装置的小型化设计。此外，将第一电路板集成至逆变装置中，提升电机控制器内部器件的模块化程度，有利于降低电机控制器的拆装难度及成本。

在一种实现方式中，所述功率模组还包括信号端子，所述信号端子位于所述功率模组中与所述第一功率端子相对的一侧且向所述第一电路板延伸。第一电路板通过信号端子向功率模组发出控制信号，使得功率模组实现交直流转换的功能。

在一种实现方式中，所述第二散热器沿所述第一方向位于所述第一电路板和所述功率模组之间。本方案使得第二散热器能够同时对第一电路板和功率模组进行冷却散热。

在一种实现方式中，所述电容模组的上表面包括多个第一支撑柱，所述多个第一支撑柱用于固定所述第一电路板与所述电容模组。其中，沿所述功率模组和所述第一散热器层叠方向每个所述第一支撑柱的高度大于或等于所述功率模组和所述第一散热器层叠后的高度。所述多个第一支撑柱沿所述第一散热器的一侧依次排列，所述多个第一支撑柱与所述第一散热器在所述电容模组的上表面的正投影不重叠。

在本实现方式中，第一支撑柱沿第一方向延伸，第一支撑柱的一端与电容模组的上表面固定连接，第一支撑柱的另一端与第一电路板固定连接。

在本实现方式中，由于第一支撑柱需要与第一电路板固定连接，故本方案设置沿所述功率模组和所述第一散热器层叠方向每个所述第一支撑柱的高度大于或等于所述功率模组和所述第一散热器层叠后的高度，能够为电容模组与第一电路板之间的连接提供安装空间，降低操作难度。

在本实现方式中，由于第一散热器沿第一方向位于第一电路板和电容模组之间，故设置第一支撑柱与第一散热器沿第一方向的投影没有重叠部分，使得第一电路板在与电容模组固定连接的过程中不会受到第一散热器的阻挡。

在一实现方式中，第一电路板的边缘设有电路板固定孔，第一支撑柱沿第一方向插入电路板固定孔以实现电容模组与第一电路板的边缘固定连接。电容模组和第一电路板固定连接，使得位于电容模组和第一电路板之间的功率模组和第一散热器的位置也相对固定，进而使得逆变装置的整体结构具有稳定性。当外界环境对电机控制器施加外力作用时，逆变装置在电机控制器内不会轻易发生相对位移，有利于逆变装置在平稳的状态下工作。

在一种实现方式中，所述逆变装置包括第二电路板，所述第二电路板与所述功率模组并排设置于所述电容模组与所述第一电路板之间。在本实现方式中，第二电路板位于功率模组沿第三方向的一侧，二者呈并排设置。同时，第二电路板位于第一电路板朝向电容模组的一侧，第二电路板与功率模组在第一方向上不存在层叠关系。本方案在逆变装置中设置第二电路板，能够为功率模组与其他器件电连接提供基础。

在一实现方式中，第二电路板和第一电路板、电容模组、功率模组共同用于实现逆变装置中的功率变换。

在一种实现方式中，所述电容模组的上表面包括多个第二支撑柱，所述逆变装置包括第二电路板，所述多个第二支撑柱用于固定所述第二电路板与所述电容模组，其中：沿所述功率模组和所述第一散热器层叠方向，每个所述第二支撑柱的高度小于所述功率模组和所述第一散热器层叠后的高度；所述多个第二支撑柱沿所述第一散热器的另一侧依次排列，所述多个第二支撑柱与所述第一散热器在所述电容模组的上表面的正投影不重叠。

在本实现方式中，由于第一散热器在第一方向上位于第二电路板和电容模组之间，使得第二电路板无法直接与电容模组的安装面固定连接，故在安装面设置第二支撑柱，能够弥补第二电路板与安装面之间的间距。由于第二电路板沿第一方向位于第一电路板和电容模组之间，故本方案设置沿所述功率模组和所述第一散热器层叠方向，每个所述第二支撑柱的高度小于所述功率模组和所述第一散热器层叠后的高度，使得第二支撑柱能够更加顺利地将第二电路板和电容模组固定在一起，减小安装操作的难度。

在本实现方式中，第二支撑柱位于安装面与第一支撑柱相对的一侧。由于第一散热器沿第一方向位于第二电路板和电容模组之间，故设置第二支撑柱与第一散热器沿第一方向的投影没有重叠部分，使得第二电路板在通过第二支撑柱与电容模组固定连接的过程中不会受到第一散热器的阻挡。

在一实现方式中，第二支撑柱上设有支撑柱定位部和支撑柱固定孔，第二电路板上沿第一方向与支撑柱定位部和支撑柱固定孔分别对应设置有第二电路板定位孔和第二电路板固定孔，支撑柱定位部穿设于第二电路板定位孔以实现定位功能，再通过螺钉依次连接支撑柱固定孔和第二电路板固定孔以实现第二支撑柱和第二电路板的固定。

在一实现方式中，第二支撑柱与电容壳体一体成型。本方案使得第二电路板与电容模组之间的连接更加稳固，有利于提升逆变装置整体结构的稳定性。

在一种实现方式中，所述第二电路板朝向所述电容模组的表面与所述电容模组上表面之间具有多个铜排连接件，每个所述铜排连接件与一个所述功率管电连接。在本实现方式中，铜排连接件的两端延伸至第二电路板沿第三方向的两侧。功率模组包括第二功率端子，第二功率端子与功率管电连接，第二功率端子为功率模组的输出端。铜排连接件分别与第二功率端子、三相铜排组件电连接。功率模组通过第二电路板与三相铜排组件电连接，电容模组传输的直流电经功率模组转换为交流电，交流电再依次通过第二电路板、三相铜排组件传输至电动机。

第二方面，本申请提供一种电机控制器，所述电机控制器包括电机控制器壳体、如第一方面任意一种实现方式所述的逆变装置、三相铜排组件，所述电机控制器壳体用于容纳所述逆变装置和所述三相铜排组件，其中：所述电机控制器壳体包括底壳和盖板，所述逆变装置设置于所述底壳和所述盖板之间，所述电容模组与所述底壳固定连接；所述逆变装置、所述三相铜排组件沿垂直于所述功率模组和所述第一散热器层叠的方向并行排列于所述电机控制器壳体内。

在本实现方式中，盖板位于逆变装置和三相铜排组件沿第一方向背离底壳的一侧，盖板和底壳固定连接且围合形成收容空间，三相铜排组件的一端和逆变装置位于收容空间内，电机控制器壳体用于保护内部器件，并将内部器件与外界环境隔绝。

在一实现方式中，电容模组与底壳固定连接，使得与电容模组固定连接的第一散热器和功率模组也与底壳保持相对固定，当电机控制器受到外力作用时，固定连接关系使得逆变装置免受外界环境的影响。

在一实现方式中，第一散热器与底壳固定连接，以将电容模组固定在底壳与第一散热器之间。

在一实现方式中，逆变装置和三相铜排组件在与第一方向垂直的平面内并排设置，由于逆变装置中的器件沿第一方向层叠设置，故在将三相铜排组件固定在电机控制器壳体内时，不会影响逆变装置的安装操作。

在一种实现方式中，电机控制器壳体的一个侧壁包括铜排组件安装孔，三相铜排组件的一端通过铜排组件安装孔伸入底壳内并通过多个输出铜排连接件与多个功率管电连接，铜排组件安装孔、第一散热器、电容模组在一个侧壁的正投影不重叠。

在本实现方式中，三相铜排组件穿设于铜排组件安装孔，并固定于底壳一个侧壁的外侧，三相铜排组件沿第二方向的两端分别与第二电路板和电动机电连接，功率模组通过第二电路板、三相铜排组件向电动机传输交流电。

在本实现方式中，铜排组件安装孔、第一散热器、电容模组在第二方向上的投影不重叠，使得三相铜排组件与电容模组在第二方向上的投影不重叠，由于流经电容模组和三相铜排组件的电流分别为直流电和交流电，故本方案能够针对电机控制器中的高压直流电和高压交流电进行电气屏蔽，有利于提升电机控制器的电磁兼容性。

在一种实现方式中，所述底壳包括冷却液入口、冷却液出口和壳体水道，所述冷却液出口和所述三相铜排组件位于所述逆变装置的同一侧，所述冷却液入口和所述冷却液出口的一端与外部的冷却系统连通，所述冷却液入口和所述冷却液出口的一端与壳体水道连通。

在本实现方式中，冷却液从冷却液入口进入壳体水道，再流经第一散热器，与功率模组和电容模组进行热量交换后，最终从冷却液出口流出电机控制器。将冷却液出口和三相铜排组件设置在逆变装置的同一侧，可使得逆变装置结构更紧凑，且便于在同一侧安装。

在一种实现方式中，所述电机控制器还包括直流滤波器，所述直流滤波器用于接收直流电并对所述直流电进行滤波，并将滤波后的直流电传输至所述电容模组，所述直流滤波器和所述三相铜排组件位于所述逆变装置的不同侧。

在本实现方式中，直流滤波器与底壳固定连接。直流滤波器和电容模组配合使用，对输入电机控制器的直流电进行滤波处理。直流滤波器位于逆变装置沿第二方向的一侧，三相铜排组件位于逆变装置沿第二方向的另一侧，有利于减小直流滤波器和三相铜排组件之间产生的电气干扰。

在一实现方式中，电容模组包括电容模组铜排组件，电容模组铜排组件位于电容模组沿第二方向的一侧，直流滤波器通过电容模组铜排组件与电容模组电连接。本方案阐释了电容模组与直流滤波器电连接的具体方式。

在一种实现方式中，所述底壳外部靠近所述直流滤波器的一侧设有直流输入接口，所述直流输入接口和所述直流滤波器沿所述第二方向对应设置，所述直流输入接口用于与所述动力电池电连接。

在本实现方式中，直流输入接口与冷却液出口、铜排组件安装孔位于底壳沿第二方向相对的两侧。动力电池传输的直流电经直流输入接口传输至直流滤波器和电容模组，直流滤波器和电容模组用于滤波直流电中的谐波。本方案通过设置直流输入接口，使得电机控制器能够通过直流输入接口接收来自动力电池传输的直流电，进而将直流电转换成交流电提供给电动机。

本申请中的逆变装置集成电容模组、第一散热器、功率模组以及集成第一电路板、第二电路板，使得逆变装置模块化，有利于简化电机控制器安装工序，实现电机控制器的快速组装和拆卸，降低操作难度和成本。并且将电容模组、第一散热器、功率模组和第一电路板沿垂直方向层叠安装固定，可使得电机控制器更小型化，有利于优化整车布局。

第三方面，本申请提供一种车辆，所述车辆包括电动机和如第二方面任意一种实现方式所述的电机控制器，所述三相铜排组件与所述电动机电连接。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图进行说明。

图1是本申请一实施例提供的车辆的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的动力总成的应用场景示意图；

图3是本申请一实施例提供的逆变装置的爆炸图；

图4是本申请一实施例提供的逆变装置的结构示意图；

图5是本申请一实施例提供的逆变装置的结构示意图；

图6是本申请一实施例提供的逆变装置的爆炸图；

图7是本申请一实施例提供的逆变装置的结构示意图；

图8是本申请一实施例提供的逆变装置的结构示意图；

图9是本申请一实施例提供的电容模组和功率模组的结构示意图；

图10是本申请一实施例提供的电容模组和第一散热器的结构示意图；

图11是本申请一实施例提供的电容模组的结构示意图；

图12是本申请一实施例提供的逆变装置的局部结构示意图；

图13是本申请一实施例提供的逆变装置的爆炸图；

图14是本申请一实施例提供的逆变装置的爆炸图；

图15是本申请一实施例提供的逆变装置的结构示意图；

图16是本申请一实施例提供的逆变装置的爆炸图；

图17是本申请一实施例提供的逆变装置的结构示意图；

图18是本申请一实施例提供的逆变装置的结构示意图；

图19是本申请一实施例提供的逆变装置的结构示意图；

图20是本申请一实施例提供的逆变装置的结构示意图；

图21是本申请一实施例提供的电容模组和第二电路板的结构示意图；

图22是本申请一实施例提供的逆变装置的局部结构示意图；

图23是本申请一实施例提供的逆变装置的局部结构示意图；

图24是本申请一实施例提供的电机控制器的整体结构示意图；

图25是本申请一实施例提供的电机控制器的爆炸图；

图26是本申请一实施例提供的电机控制器的局部结构示意图；

图27是本申请一实施例提供的电机控制器的局部结构示意图；

图28是本申请一实施例提供的电机控制器的局部结构示意图；

图29是本申请一实施例提供的电机控制器的局部结构示意图；

图30为本申请一实施例提供的电机控制器的局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

本文中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，本文中，“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的结构示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据结构所放置的方位的变化而相应地发生变化。

本申请提供一种应用于电机控制器的逆变装置，包括电容模组、功率模组和第一散热器，功率模组与电容模组电连接，直流电经电容模组传输至功率模组，功率模组用于将直流电转换为交流电，交流电用于驱动电动机运行。功率模组和第一散热器层叠设置于电容模组，使得功率模组、第一散热器均与电容模组层叠设置，且功率模组和第一散热器也层叠设置。其中，功率模组包括多个功率管，多个功率管沿垂直于功率模组和第一散热器层叠的方向平铺排列。第一散热器用于对功率模组中的功率管散热，使功率管在合适的温度环境下工作。本申请提供的逆变装置结构布局紧凑，集成度高，有利于实现电机控制器的小型化设计，且降低电机控制器内部零件的拆装难度和成本。

本申请提供的逆变装置可应用于电机控制器中，其中包含本申请逆变装置的电机控制器可应用于车辆的动力总成中。

请参阅图1，图1为本申请一实施例提供的车辆1的结构示意图，在一种实现方式中，车辆1包括车本体10、车轮11和动力总成2，动力总成2安装在车本体10上，用于为车载负载12供电并驱动车轮11转动。

在本实施方式中，车辆1是指以动力装置驱动或者牵引，供上道路行驶的人员乘用或者用于运送物品以及进行工程专项作业的轮式车辆1。车辆1包括电动车/电动汽车(Electric Vehicle，EV)、纯电动汽车(Pure Electric Vehicle/BatteryElectricVehicle，PEV/BEV)、混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，HEV)、增程式电动汽车(Range Extended Electric Vehicle，REEV)、插电式混合动力汽车(Plug-in HybridElectric Vehicle，PHEV)、新能源汽车(New Energy Vehicle)等。在一些实施方式中，车辆1包括乘用车、各种具有特定功能的专项作业车，例如工程抢险车、洒水车、吸污车、水泥搅拌车、起重车、医疗车等。车辆1还可以为能够行驶的机器人。其中，车辆1的车轮11可以为三个，也可以为三个以上，本申请对此不作限制。

请参阅图2，图2为本申请一实施例提供的动力总成2的示意图，在一种实现方式中，动力总成2包括电源模块20、动力电池21、电机控制器3和电动机22。

在本实施方式中，电源模块20接收外部电源13的供电、并对动力电池21充电。其中，外部电源13可为交流电网、交流充电桩或者直流充电桩。动力电池21通过电机控制器3为电动机22供电。电机控制器3和电动机22电连接，电机控制器3用于将动力电池21提供的直流电转换成交流电，电动机22接收该交流电并转换为动能，以提供动力给车轮11，驱动车轮11运动。

其中，电机控制器3包括逆变装置4，逆变装置4与动力电池21和电动机22电连接，逆变装置4用于接收动力电池21输出的直流电并将接收到的直流电转换为交流电。

在一实施方式中，电源模块20与车载负载12电连接，电源模块20用于向车载负载12供电。其中，电源模块20可为电源分配单元或者车载充电器，车载负载12包括压缩机、电池加热模块、座椅加热模块和直流低压电源中的至少一种。

由于新能源行业对电动机22的功率密度的要求越来越高，与电动机22电连接的电机控制器3也被要求输出更高的交流电，使得电机控制器3工作在较高的温度环境下，这就促使电机控制器3需要数量较多的零件来同时实现其功率转换及冷却散热的功能，导致电机控制器3体积较大，不利于整车布局；在返工或维修过程中需要对电机控制器3内部的零件进行逐一拆解，拆装操作繁琐。

在本申请提供的电机控制器3和逆变装置4通过优化功率模组和散热器的结构实现电机控制器3的小型化设计，从而提升电机控制器3的集成度、且降低电机控制器3的拆装难度及成本。

下面将详细介绍本申请一实施例提供的逆变装置4。

请参阅图3至图5，图3为本申请一实施例提供的逆变装置4的爆炸图，图4为本申请一实施例提供的逆变装置4的结构示意图，图5为本申请一实施例提供的逆变装置4的结构示意图。在一种实施方式中，逆变装置4包括电容模组400、功率模组410和第一散热器420(如图3所示)。

本申请实施例中，电容模组400用于传输直流电并调整直流电，包括但不限于平滑电压，使电压在功率模组410中的开关器件开关时仍比较平滑，电容模组400还可降低电感参数、削弱尖峰电压、吸收逆变装置4的高脉冲电流以及防止电压的过充和瞬时电压对逆变装置4的影响等。

本申请实施例中，功率模组410实现交直流转换功能。功率模组410和第一散热器420层叠设置于电容模组400(如图4所示)。

一种实施例中，逆变装置4的功率模组410包括多个功率管4100。功率模组410中多个功率管4100用于组成三相桥臂电路。其中，功率模组410中多个功率管4100沿垂直于功率模组410和第一散热器420层叠的方向平铺排列。示例性的，功率模组410包括六个功率管4100，每两个功率管4100构成一相桥臂电路。每相桥臂电路的两端与所述电容模组400电连接。一种实施方式中，六个功率管4100沿垂直于功率模组410和第一散热器420层叠的方向分成两行平铺排列。一种实施方式中，六个功率管4100沿垂直于功率模组410和第一散热器420层叠的方向单行平铺排列。

一种实施例中，逆变装置4包括多个功率模组410。多个功率模组410用于组成三相桥臂电路。其中，多个功率模组410沿垂直于功率模组410和第一散热器420层叠的方向平铺排列。示例性的，逆变装置4包括三个功率模组410。每个功率模组410构成一相桥臂电路。每个功率模组410包括两个功率管4100，且两个功率管4100构成一相桥臂电路。每相桥臂电路的两端与所述电容模组400电连接。如图3和图5所示，多个功率模组410沿垂直于功率模组410和第一散热器420层叠的方向依次相邻平铺排列。

本申请实施例中，功率管4100包括绝缘栅双极型晶体管(Insulated GateBipolar Transistor，IGBT)、碳化硅功率管、硅管或金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOS)中的至少一种。

在本实施方式中，功率模组410和第一散热器420层叠的方向为第一方向X，功率模组410和第一散热器420沿第一方向X层叠设置。多个功率管4100沿垂直于第一方向X平铺排列，即多个功率管4100在与第一方向X垂直的平面内平铺排列。在一实施方式中，与第一方向X垂直的平面可为第一散热器420沿第一方向X朝向功率模组410的表面。相较于将多个功率管4100沿第一方向X层叠设置，本方案有利于减小逆变装置4在第一方向X上的长度，且有效地利用了第一散热器420的安装面积，从而能够实现电机控制器3的小型化设计。

需要说明的是，本申请实施例定义的垂直不限定为绝对的垂直相交(夹角为90度)的关系，允许在组装公差、设计公差、结构平面度的影响等因素所带来的不是绝对的垂直相交的关系，允许存在小角度范围的误差，例如80度至100度的范围的组装误差范围内，都可以被理解为是垂直的关系。

在本实施方式中，功率模组410与电容模组400电连接，功率模组410用于将直流电转换为交流电。电容模组400与功率模组410的输入端电连接，直流电经电容模组400传输至功率模组410后转换为交流电，功率模组410的输出端与电动机的输入端电连接，功率模组410将交流电传输至电动机，驱动电动机运行。

在本实施方式中，第一散热器420用于对功率模组410散热。第一散热器420与功率模组410层叠设置(如图4所示)。当第一散热器420中通入冷却液时，冷却液能够与功率模组410进行热量交换，第一散热器420将热量带离功率模组410，进而降低逆变装置4在工作稳态下的温度，实现对电机控制器3的温度控制。

本申请中，逆变装置4结构布局紧凑，将逆变装置4应用于电机控制器3中将提高电机控制器3的集成度，有利于实现电机控制器3的小型化设计，优化整车布局。相较于将电容模组400、功率模组410和第一散热器420并排平铺的方式，本申请实施例中将功率模组410和第一散热器420层叠设置在电容模组400的一侧，且功率管4100在垂直于第一方向X的平面内平铺排列，可减小电机控制器3体积。并且将电容模组400、功率模组410和第一散热器420预组装成逆变装置4，使得电机控制器3内部的零件模块化，当需要针对电机控制器3进行返工或者维修时，无需逐一对零件进行拆装，实现电机控制器3的快速组装和拆卸，降低操作难度和成本。

请继续参阅图3，在一种实施方式中，第一散热器420层叠设置于电容模组400，功率模组410层叠设置于第一散热器420背离电容模组400的一侧，多个功率管4100平铺排列于第一散热器420。

在本实施方式中，电容模组400、第一散热器420和功率模组410沿第一方向X依次层叠设置，第一散热器420位于功率模组410与电容模组400之间，使得第一散热器420中的冷却液能够同时与功率模组410中的功率管4100和电容模组400进行热量交换，有利于提升冷却液的利用率，从而优化第一散热器420的冷却效率。在一些实施方式中，也可以将功率模组410设置在第一散热器420和电容模组400之间，此时第一散热器420能够对功率模组410以及位于第一散热器420上方的部件例如电路板冷却散热。

在一实施方式中，电容模组400包括安装面4000，安装面4000用于安装部件。电容模组400的安装面4000是电容模组400的最大表面之一，功率模组410和第一散热器420在安装面4000的正投影位于安装面4000内(如图5所示)，有利于减小逆变装置4所占据的体积。

请参阅图6和图7，图6为本申请一实施例提供的逆变装置4的爆炸图，图7为本申请一实施例提供的逆变装置4的结构示意图，在一种实施方式中，安装面4000的边缘设有第一固定件4001(如图6所示)，第一散热器420的边缘设有第二固定件4200(如图6所示)，第一固定件4001与第二固定件4200配合固定(如图7所示)，以使得第一散热器420与电容模组400固定连接。

在本实施方式中，第一固定件4001和第二固定件4200沿第一方向X配合固定，其中，第一固定件4001和第二固定件4200的固定方式不限，示例性的，固定方式采用螺钉、卡扣或者焊接件连接。在一实施方式中，第二固定件4200可为定位孔，定位孔的内壁没有螺纹，第一固定件4001为螺钉孔，螺钉穿过螺钉孔和定位孔并与位于电容模组400下方的部件螺纹连接，示例性的，螺钉穿过螺钉孔和定位孔与电机控制器壳体300内的固定件螺接固定，此时定位孔用于定位。在一些实施方式中，定位孔内可设置螺纹，使得第一固定件4001与定位孔螺纹连接。

在本实施方式中，电容模组400包括电容壳体4010，安装面4000位于电容壳体4010上。第一固定件4001和第二固定件4200在第一方向X上的投影重叠(如图7所示)，第一固定件4001位于安装面4000沿第二方向Y的两侧边缘，第二固定件4200位于第一散热器420沿第二方向Y的两侧边缘，其中，第二方向Y与安装面4000平行。

本方案通过在电容模组400和第一散热器420中分别设置第一固定件4001和第二固定件4200，使得电容模组400和第一散热器420固定连接，有利于提升逆变装置4整体的结构稳定性，当外界环境对逆变装置4施加外力作用时，第一固定件4001和第二固定件4200之间的固定连接关系将减小外界环境对逆变装置4造成的影响。

请继续参阅图6，在一实施方式中，安装面4000沿第二方向Y的两侧设有第一散热器避位孔4020，第一散热器420沿第一方向X靠近安装面4000的一侧设有第一散热器接口4210，第一散热器接口4210沿第一方向X朝向安装面4000凸起且与第一散热器避位孔4020在第一方向X上对应设置。其中，第一散热器接口4210用于电机控制器壳体内的水道连通，使得电机控制器壳体的冷却液能够在第一散热器420内流通。本方案设置第一散热器避位孔4020和第一散热器接口4210，有利于在固定第一散热器420和电容模组400时进行辅助定位，增强固定连接的可靠性。

请参阅图8，图8为本申请一实施例提供的逆变装置4的结构示意图，在一种实施方式中，逆变装置4还包括钣金卡扣430，钣金卡扣430的两端分别与功率模组410和电容模组400卡合固定，用于将功率模组410、第一散热器420和电容模组400沿功率模组410和第一散热器420层叠的方向固定。

在本实施方式中，由于第一散热器420在第一方向X上位于功率模组410和电容模组400之间，在逆变装置4中设置钣金卡扣430，有利于加固电容模组400和第一散热器420之间的连接关系。电容模组400、第一散热器420和功率模组410通过钣金卡扣430实现固定连接，有利于提升逆变装置4整体的结构稳定性，当外界环境对逆变装置4施加外力作用时，设置钣金卡扣430将减小外界环境对逆变装置4造成的影响。在本实现方式中，采用钣金材质的卡扣，使得固定咬紧力度更大，提升电容模组400、第一散热器420和功率模组410的固定强度。

在一实施方式中，安装面4000沿第二方向Y的一侧边缘设有两个第一固定件4001，钣金卡扣430沿第三方向Z位于两个第一固定件4001之间。在本实施方式中，钣金卡扣430与其中一个第一固定件4001和第二固定件4200均在安装面4000的同侧设置，其中，第三方向Z平行于安装面4000且与第二方向Y垂直。本方案使得不同器件和结构之间布局紧凑，有利于减小逆变装置4的体积。

在一实施方式中，钣金卡扣430包括卡扣主体4300和位于卡扣主体4300两端的第一伸出部4310和第二伸出部4320，卡扣主体4300沿第一方向X延伸，第一伸出部4310与功率模组410沿第一方向X远离电容模组400的一侧卡合固定，第二伸出部4320呈“C”字型，第二伸出部4320与电容壳体4010的边缘卡合固定。第一伸出部4310和第二伸出部4320分别对功率模组410和电容模组400施加作用力，有利于加固电容模组400的第一固定件4001和第一散热器420的第二固定件4200之间的连接关系。

请参阅图9，图9为本申请一实施例提供的电容模组400和功率模组410的结构示意图，在一种实施方式中，逆变装置4包括多组第一功率端子4110，每组第一功率端子4110包括至少一个第一功率端子4110，每个第一功率端子4110用于连接一个功率管4100与电容模组400，多个第一功率端子4110沿第一散热器420的一侧依次排列。

在本实施方式中，功率管4100与电容模组400之间通过第一功率端子4110实现电连接，直流电从电容模组400经第一功率端子4110传输至功率管4100。多个第一功率端子4110沿第二方向Y排列，第一散热器420沿第二方向Y的一侧为第一散热器420的长边，本方案将多个第一功率端子4110沿第一散热器420的长边依次排列，有利于提高逆变装置4的空间利用率。

在本实施方式中，具有三组第一功率端子4110，每组第一功率端子4110中所包含的第一功率端子4110的数目为3。在其他一些实施方式中，每组第一功率端子4110中第一功率端子4110的数目可为其他正整数，本领域技术人员可根据实际需求进行调整，本申请对此不作限制。

请结合参阅图9和图10，图10为本申请一实施例提供的电容模组400和第一散热器420的结构示意图，在一种实施方式中，电容模组400还包括多个电容连接端子4030(如图9所示)，每个电容连接端子4030用于连接一个功率管4100(如图9所示)，多个电容连接端子4030沿第一散热器420排列于电容模组400的上表面(如图9所示)，电容连接端子4030与第一散热器420在电容模组400的上表面的正投影不重叠(如图10所示)，电容模组400的上表面是指电容模组400朝向第一散热器420的表面。

在本实施方式中，第一功率端子4110与电容连接端子4030电连接。功率管4100与电容模组400之间通过第一功率端子4110和电容连接端子4030实现电连接，直流电从电容模组400经电容连接端子4030和第一功率端子4110传输至功率管4100。

在本实施方式中，电容模组400的上表面也可称为电容模组400的安装面4000。电容连接端子4030位于安装面4000并沿第一方向X延伸(如图9所示)，电容连接端子4030与第一散热器420在安装面4000的正投影不重叠(如图10所示)。第一功率端子4110自功率管4100向电容模组400凸出(如图9所示)。

在本实施方式中，电容连接端子4030和第一功率端子4110在第一方向X上竖直对应设置。电容连接端子4030位于安装面4000沿第三方向Z的一侧边缘，第一功率端子4110位于功率模组410沿第三方向Z的一侧。由于第一散热器420沿第一方向X位于电容模组400和功率模组410之间，故设置电容连接端子4030与第一散热器420沿第一方向X的投影没有重叠部分，使得电容模组400在与功率模组410电连接的过程中不会受到第一散热器420的阻挡，并且可不额外增加逆变装置4的体积，使得逆变装置4更小型化。

在一实施方式中，当电容连接端子4030和第一功率端子4110竖直设置时，可通过在电容模组400和第一散热器420的侧边通过激光焊接电容连接端子4030和第一功率端子4110，使得电容连接端子4030和第一功率端子4110连接固定。

在一实施方式中，第一功率端子4110与电容连接端子4030可以是水平的，依据设计空间及安装工艺要求而定。在本实施方式中，第一功率端子4110和电容连接端子4030可通过螺钉固定连接。示例性的，将第一功率端子4110和电容连接端子4030均水平延伸一定长度，再通过螺钉固定连接。

请参阅图11，图11为本申请一实施例提供的电容模组400的结构示意图，在一实施方式中，电容模组400还包括电容壳体4010和位于电容壳体4010内侧的电容主体4040，电容连接端子4030的一端位于电容壳体4010内且与电容主体4040电连接。

在本实施方式中，电容主体4040起到对直流电进行滤波的作用，电容主体4040与电容连接端子4030电连接，经过滤波处理的直流电通过电容连接端子4030和第一功率端子4110传输至功率管4100，功率管4100起到直流交流转换的功能。

请参阅图12，图12为本申请一实施例提供的逆变装置4的局部结构示意图，在一种实施方式中，第一散热器420和功率模组410之间设有金属连接层440，金属连接层440与第一散热器420和功率模组410均固定连接，且金属连接层440沿功率模组410和第一散热器420层叠的方向相对设置的两个表面分别与第一散热器420和功率模组410接触。

在本实施方式中，金属连接层440沿第一方向X相背的两个表面分别为第一散热器连接面4400和功率模组连接面4410，第一散热器420与金属连接层440的第一散热器连接面4400接触并固定，功率模组410与金属连接层440的功率模组连接面4410接触并固定，使得第一散热器420与功率模组410之间也实现固定连接，而第一散热器420同时又通过第一固定件4001和第二固定件4200与电容模组400固定，因此逆变装置4整体的结构稳定性得以保证。

在本实施方式中，功率模组410产生的热量通过金属连接层440传至第一散热器420中的冷却液，其中，功率模组410和第一散热器420之间的金属连接层440采用高导热材料，包括但不限于铜、铝或其合金，相较于采用传统的TIM(Thermal Interface Material,导热界面材料)或者焊料，本方案中的金属连接层440更有利于降低逆变装置4中散热路径的热阻，提升第一散热器420的冷却效率。

在一实施方式中，金属连接层440可通过焊料焊接形成或者通过烧结形成。

请参阅图13，图13为本申请一实施例提供的逆变装置4的爆炸图，在一种实施方式中，逆变装置4包括第二散热器470，第二散热器470层叠设置于功率模组410背离第一散热器420的一侧。

在本实施方式中，功率模组410沿第一方向X位于第二散热器470和第一散热器420之间。第二散热器470位于功率模组410沿第一方向X背离电容模组400的一侧，第一散热器420位于功率模组410沿第一方向X靠近电容模组400的一侧。第二散热器470和第一散热器420构成对功率模组410的双面散热，第二散热器470和第一散热器420中的冷却液沿相对的方向与功率模组410进行热量交换，冷却液与功率模组410的接触面积较大，有利于提升第一散热器420的冷却效率。在一实施方式中，第二散热器470沿第一方向X背离功率模组410的一侧设有发热器件，第二散热器470同时针对发热器件和功率模组410进行冷却散热。

在一实施方式中，功率模组410与第二散热器470之间设有第一金属连接层440a，功率模组410通过第一金属连接层440a与第二散热器470固定连接。功率模组410与第一散热器420之间设有第二金属连接层440b，功率模组410通过第二金属连接层440b与第一散热器420固定连接。其中，第一金属连接层440a和第二金属连接层440b采用高导热材料，包括但不限于铜、铝或其合金，相较于采用传统的TIM(Thermal Interface Material,导热界面材料)或者焊料，本方案中的第一金属连接层440a和第二金属连接层440b更有利于降低逆变装置4中散热路径的热阻，提升第一散热器420的冷却效率。

在一实施方式中，第二散热器470与功率模组410之间可通过导热胶粘结固定。通过导热胶粘结固定的安装工艺更简单、更安全。

请参阅图14和图15，图14为本申请一实施例提供的逆变装置4的爆炸图，图15为本申请一实施例提供的逆变装置4的结构示意图，在一种实施方式中，逆变装置4包括第一电路板450(如图14所示)，功率模组410和第一散热器420层叠设置于电容模组400与第一电路板450之间(如图14所示)，第一电路板450与多个功率管4100电连接(如图15所示)。

在本实施方式中，第一电路板450用于控制功率管4100将直流电转换为交流电。电容模组400、第一散热器420、功率模组410以及第一电路板450沿第一方向X层叠设置，逆变装置4整体布局紧凑，且在其他方向上占据的尺寸较小，有利于实现逆变装置4的小型化设计。此外，将第一电路板450集成至逆变装置4中，提升电机控制器3内部器件的模块化程度，有利于降低电机控制器3的拆装难度及成本。

在一实施方式中，功率模组410和第一散热器420构成散热功率模组40(如图14所示)，第一电路板450位于散热功率模组40背离电容模组400的一侧(如图14所示)。

在一实施方式中，功率模组410还包括信号端子4120(如图15所示)，信号端子4120位于功率模组410中与第一功率端子4110相对的一侧且向第一电路板450延伸。其中，信号端子4120为插针，信号端子4120插入第一电路板450中实现功率模组410与第一电路板450之间的电连接。第一电路板450通过信号端子4120向功率模组410发出控制信号，使得功率模组410实现交直流转换的功能。

请参阅图16，图16为本申请一实施例提供的逆变装置4的爆炸图，在一实施方式中，第二散热器470沿第一方向X位于第一电路板450和功率模组410之间。本方案使得第二散热器470能够同时对第一电路板450和功率模组410进行冷却散热。

请结合参阅图8、图17和图18，图17为本申请一实施例提供的逆变装置4的结构示意图，图18为本申请一实施例提供的逆变装置4的结构示意图，在一种实施方式中，电容模组400的上表面包括多个第一支撑柱4002(如图17所示)，多个第一支撑柱4002用于固定第一电路板450与电容模组400(结合图17和图18所示)。在本实施方式中，第一支撑柱4002沿第一方向X延伸(如图17所示)，第一支撑柱4002的一端与电容模组400的上表面固定连接(如图18所示)，第一支撑柱4002的另一端与第一电路板450固定连接(如图17所示)。

沿功率模组410和第一散热器420层叠方向，每个第一支撑柱4002的高度大于或等于功率模组410和第一散热器420层叠后的高度(如图8所示)。其中，高度是指在第一方向X上的长度。在本实施方式中，每个第一支撑柱4002的高度为H1，功率模组410和第一散热器420层叠后的高度为H2，由于第一支撑柱4002需要与第一电路板450固定连接，故本方案设置H1≥H2，能够为电容模组400与第一电路板450之间的连接提供安装空间，降低操作难度。

多个第一支撑柱4002沿第一散热器420的一侧依次排列，多个第一支撑柱4002与第一散热器420在电容模组400的上表面的正投影不重叠。在本实施方式中，由于第一散热器420沿第一方向X位于第一电路板450和电容模组400之间，故设置第一支撑柱4002与第一散热器420沿第一方向X的投影没有重叠部分，使得第一电路板450在与电容模组400固定连接的过程中不会受到第一散热器420的阻挡。

在一实施方式中，第一电路板450的边缘设有电路板固定孔4500(如图17所示)，第一支撑柱4002沿第一方向X插入电路板固定孔4500以实现电容模组400与第一电路板450的边缘固定连接。电容模组400和第一电路板450固定连接，使得位于电容模组400和第一电路板450之间的散热功率模组40的位置也相对固定，进而使得逆变装置4的整体结构具有稳定性。当外界环境对电机控制器3施加外力作用时，逆变装置4在电机控制器3内不会轻易发生相对位移，有利于逆变装置4在平稳的状态下工作。

请参阅图19，图19为本申请一实施例提供的逆变装置4的结构示意图，在一种实施方式中，逆变装置4包括第二电路板460，第二电路板460与功率模组410并排设置于电容模组400与第一电路板450之间。

在本实施方式中，第二电路板460位于功率模组410沿第三方向Z的一侧，二者呈并排设置。同时，第二电路板460位于第一电路板450朝向电容模组400的一侧，第二电路板460与功率模组410在第一方向X上不存在层叠关系。本方案在逆变装置4中设置第二电路板460，能够为功率模组410与其他器件电连接提供基础。

在一实施方式中，第二电路板460和第一电路板450、电容模组400、功率模组410共同用于实现逆变装置4中的功率变换。

请参阅图19和图20，图20为本申请一实施例提供的逆变装置4的结构示意图，在一种实施方式中，电容模组400的上表面包括多个第二支撑柱4003，逆变装置4包括第二电路板460(如图19所示)，多个第二支撑柱4003用于固定第二电路板460与电容模组400(如图19所示)。其中，沿功率模组410和第一散热器420层叠方向，每个第二支撑柱4003的高度小于功率模组410和第一散热器420层叠后的高度(如图20所示)。在本实施方式中，由于第一散热器420在第一方向X上位于第二电路板460和电容模组400之间，使得第二电路板460无法直接与电容模组400的安装面4000固定连接，故在安装面4000设置第二支撑柱4003，能够弥补第二电路板460与安装面4000之间的间距。第二支撑柱4003的高度为H3，由于第二电路板460沿第一方向X位于第一电路板450和电容模组400之间，故本方案设置H3≤H2，使得第二支撑柱4003能够更加顺利地将第二电路板460和电容模组400固定在一起，减小安装操作的难度。

请参阅图21，图21为本申请一实施例提供的电容模组400和第二电路板460的结构示意图，多个第二支撑柱4003沿第一散热器420的另一侧依次排列，多个第二支撑柱4003与第一散热器420在电容模组400的上表面的正投影不重叠。

在本实施方式中，第二支撑柱4003位于安装面4000与第一支撑柱4002相对的一侧。由于第一散热器420沿第一方向X位于第二电路板460和电容模组400之间，故设置第二支撑柱4003与第一散热器420沿第一方向X的投影没有重叠部分，使得第二电路板460在通过第二支撑柱4003与电容模组400固定连接的过程中不会受到第一散热器420的阻挡。

在一实施方式中，第二支撑柱4003上设有支撑柱定位部4004和支撑柱固定孔4005，第二电路板460上沿第一方向X与支撑柱定位部4004和支撑柱固定孔4005分别对应设置有第二电路板定位孔4600和第二电路板固定孔4610，支撑柱定位部4004穿设于第二电路板定位孔4600以实现定位功能，再通过螺钉依次连接支撑柱固定孔4005和第二电路板固定孔4610以实现第二支撑柱4003和第二电路板460的固定。

在一实施方式中，第二支撑柱4003与电容壳体4010一体成型。本方案使得第二电路板460与电容模组400之间的连接更加稳固，有利于提升逆变装置4整体结构的稳定性。

请参阅图22，图22为本申请一实施例提供的逆变装置4的局部结构示意图，在一种实施方式中，第二电路板460朝向电容模组400的表面与电容模组400上表面之间具有多个铜排连接件4600，每个铜排连接件4600与一个功率管4100电连接。

在本实施方式中，铜排连接件4600的两端延伸至第二电路板460沿第三方向Z的两侧。功率模组410包括第二功率端子4130，第二功率端子4130与功率管4100电连接，第二功率端子4130为功率模组410的输出端。铜排连接件4600分别与第二功率端子4130、三相铜排组件310电连接。功率模组410通过第二电路板460与三相铜排组件310电连接，电容模组400传输的直流电经功率模组410转换为交流电，交流电再依次通过第二电路板460、三相铜排组件310传输至电动机。

请参阅图23，图23为本申请一实施例提供的逆变装置4的局部结构示意图，在一实施方式中，第一电路板450上设有信号接口4520，信号接口4520用于与外部控制器电连接，用于接收外部控制信号控制功率模组410转换交流电的参数。

请参阅图24、图25，图24为本申请一实施例提供的电机控制器3的整体结构示意图，图25为本申请一实施例提供的电机控制器3的爆炸图。在一种实现方式中，电机控制器3包括电机控制器壳体300、逆变装置4和三相铜排组件310(如图25所示)，电机控制器壳体300用于容纳逆变装置4和三相铜排组件310。其中，电机控制器壳体300包括底壳3000和盖板3010(如图24所示)，逆变装置4设置于底壳3000和盖板3010之间(如图25所示)，电容模组400与底壳3000固定连接。逆变装置4、三相铜排组件310沿垂直于功率模组410和第一散热器420层叠的方向并行排列于电机控制器壳体300内(如图25所示)。

在本实施方式中，盖板3010位于逆变装置4和三相铜排组件310沿第一方向X背离底壳3000的一侧，盖板3010和底壳3000固定连接且围合形成收容空间，三相铜排组件310的一端和逆变装置4位于收容空间内，电机控制器壳体300用于保护内部器件，并将内部器件与外界环境隔绝。

在一实施方式中，电容模组400与底壳3000固定连接，使得与电容模组400固定连接的第一散热器420和功率模组410也与底壳3000保持相对固定，当电机控制器3受到外力作用时，固定连接关系使得逆变装置4免受外界环境的影响。

在一实施方式中，第一散热器420与底壳3000固定连接，以将电容模组400固定在底壳3000与第一散热器420之间。

在一实施方式中，逆变装置4和三相铜排组件310在与第一方向X垂直的平面内并排设置，由于逆变装置4中的器件沿第一方向X层叠设置，故在将三相铜排组件310固定在电机控制器壳体300内时，不会影响逆变装置4的安装操作。

请结合参阅图22、图26和图27，图26为本申请一实施例提供的电机控制器3的局部结构示意图，图27为本申请一实施例提供的电机控制器3的局部结构示意图。

在一种实施方式中，电机控制器壳体300的一个侧壁3006包括铜排组件安装孔3001(如图27所示)，三相铜排组件310的一端通过铜排组件安装孔3001伸入底壳3000内并通过多个输出铜排连接件4600与多个功率管4100电连接(结合图22和图26所示)，铜排组件安装孔3001、第一散热器420、电容模组400在一个侧壁3006的正投影不重叠(如图27所示)。

在本实施方式中，三相铜排组件310穿设于铜排组件安装孔3001，并固定于底壳3000一个侧壁3006的外侧，三相铜排组件310沿第二方向Y的两端分别与第二电路板460和电动机电连接(未图示)，功率模组410通过第二电路板460、三相铜排组件310向电动机传输交流电。

在本实施方式中，铜排组件安装孔3001、第一散热器420、电容模组400在第二方向Y上的投影不重叠，使得三相铜排组件310与电容模组400在第二方向Y上的投影不重叠，由于流经电容模组400和三相铜排组件310的电流分别为直流电和交流电，故本方案能够针对电机控制器3中的高压直流电和高压交流电进行电气屏蔽，有利于提升电机控制器3的电磁兼容性。

请参阅图28，图28为本申请一实施例提供的电机控制器3的局部结构示意图，在一种实现方式中，底壳3000包括冷却液入口3002和冷却液出口3003，冷却液出口3003和三相铜排组件310位于逆变装置4的同一侧，冷却液入口3002和冷却液出口3003的一端与外部的冷却系统连通。底壳3000还包括壳体水道(未图示)，冷却液从冷却液入口3002进入壳体水道，再流经第一散热器420，与功率模组410和电容模组400进行热量交换后，最终从冷却液出口3003流出电机控制器3。在本实施例中，将冷却液出口3003和三相铜排组件310设置在逆变装置4的同一侧，可使得逆变装置4结构更紧凑，且便于在同一侧安装。

在一些实施方式中，冷却液出口3003和三相铜排组件310设置在逆变装置4的不同侧，可根据需要来设置。

请结合图25和图29，图29为本申请一实施例提供的电机控制器3的局部结构示意图，在一种实现方式中，电机控制器3还包括直流滤波器320，直流滤波器320用于接收直流电并对直流电进行滤波，并将滤波后的直流电传输至电容模组400，直流滤波器320和三相铜排组件310位于逆变装置4的不同侧。

在本实施方式中，直流滤波器320与底壳3000固定连接。电容模组400包括电容模组铜排组件4050，电容模组铜排组件4050位于电容模组400沿第二方向Y的一侧，直流滤波器320通过电容模组铜排组件4050与电容模组400电连接。直流滤波器320和电容模组400配合使用，对输入电机控制器3的直流电进行滤波处理。直流滤波器320位于逆变装置4沿第二方向Y的一侧，三相铜排组件310位于逆变装置4沿第二方向Y的另一侧，有利于减小直流滤波器320和三相铜排组件310之间产生的电气干扰。

请继续参阅图25，在一种实现方式中，底壳3000外部靠近直流滤波器320的一侧设有直流输入接口3004，直流输入接口3004和直流滤波器320沿第二方向Y对应设置，直流输入接口3004用于与动力电池21电连接。

在本实施方式中，直流输入接口3004与冷却液出口3003、铜排组件安装孔3001位于底壳3000沿第二方向Y相对的两侧。动力电池21传输的直流电经直流输入接口3004传输至直流滤波器320和电容模组400，直流滤波器320和电容模组400用于滤波直流电中的谐波。在一实施方式中，直流输入接口3004包括第一直流接口3004a和第二直流接口3004b，第一直流接口3004a和第二直流接口3004b分别与动力电池的正极和负极电连接。

本申请实施例中的逆变装置4集成电容模组400、第一散热器420、功率模组410以及集成第一电路板450、第二电路板460，使得逆变装置4模块化，有利于简化电机控制器3安装工序，实现电机控制器3的快速组装和拆卸，降低操作难度和成本。并且将电容模组400、第一散热器420、功率模组410和第一电路板450沿垂直方向层叠安装固定，可使得电机控制器3更小型化，有利于优化整车布局。

请继续参阅图25至图28以及图30，图30为本申请一实施例提供的电机控制器3的局部结构示意图，在一实施方式中，逆变装置4集成电容模组400、第一散热器420、功率模组410以及集成第一电路板450、第二电路板460，电机控制器3的组装方式如下：

先将三相铜排组件310通过铜排组件安装孔3001伸入底壳3000内侧。

再安装直流滤波器320，将直流滤波器320安装在底壳3000内。

再将逆变装置4安装在底壳3000内，并采用螺钉通过第一散热器420的螺钉孔(第二固定件4200)与电容模组400上的定位孔(第一固定件4001)与底壳3000内的固定件3005螺接固定，使得逆变装置4与底壳3000固定连接。在一实施方式中，也可以在电容模组400的壳体侧边增加安装支脚，通过螺钉固定在底壳3000。逆变装置4安装好后，第二电路板460与三相铜排组件310搭接并电连接，并将电容模组400的电容模组铜排组件4050与直流滤波器320的输出端搭接并电连接。

最后再盖上盖板3010，将盖板3010与底壳3000固定连接，安装完成。

以上对本申请实施例所提供的逆变装置、电机控制器及车辆进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施例进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施例及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (17)

1.一种应用于电机控制器的逆变装置，其特征在于，所述逆变装置包括电容模组、功率模组和第一散热器，所述功率模组和所述第一散热器层叠设置于所述电容模组，其中：

所述功率模组包括多个功率管，所述多个功率管沿垂直于所述功率模组和所述第一散热器层叠的方向平铺排列。

2.根据权利要求1所述的逆变装置，其特征在于，所述第一散热器层叠设置于所述电容模组，所述功率模组层叠设置于所述第一散热器背离所述电容模组的一侧，所述多个功率管平铺排列于所述第一散热器背离所述电容模组的一侧。

3.根据权利要求1所述的逆变装置，其特征在于，所述逆变装置还包括钣金卡扣，所述钣金卡扣的两端分别与所述功率模组和所述电容模组卡合固定，所述钣金卡扣用于将所述功率模组、所述第一散热器和所述电容模组沿所述功率模组和所述第一散热器层叠的方向固定。

4.根据权利要求1所述的逆变装置，其特征在于，所述逆变装置包括多组第一功率端子，每组所述第一功率端子包括至少一个第一功率端子，每个所述第一功率端子用于连接一个所述功率管与所述电容模组，所述多个第一功率端子沿所述第一散热器的一侧依次排列。

5.根据权利要求1所述的逆变装置，其特征在于，所述电容模组还包括多个电容连接端子，每个所述电容连接端子用于连接一个所述功率管，多个所述电容连接端子沿所述第一散热器排列于所述电容模组的上表面，所述电容连接端子与所述第一散热器在所述电容模组的上表面的正投影不重叠，所述电容模组的上表面是指所述电容模组朝向所述第一散热器的表面。

6.根据权利要求1-5任一项所述的逆变装置，其特征在于，所述第一散热器和所述功率模组之间设有金属连接层，所述金属连接层与所述第一散热器和所述功率模组均固定连接，且所述金属连接层沿所述功率模组和所述第一散热器层叠的方向相对设置的两个表面分别与所述第一散热器和所述功率模组接触。

7.根据权利要求2所述的逆变装置，其特征在于，所述逆变装置还包括第二散热器，所述第二散热器层叠设置于所述功率模组背离所述第一散热器的一侧。

8.根据权利要求1-5任一项所述的逆变装置，其特征在于，所述逆变装置包括第一电路板，所述功率模组和所述第一散热器层叠设置于所述电容模组与所述第一电路板之间，所述第一电路板与所述多个功率管电连接。

9.根据权利要求8所述的逆变装置，其特征在于，所述电容模组的上表面包括多个第一支撑柱，所述多个第一支撑柱用于固定所述第一电路板与所述电容模组，其中：

沿所述功率模组和所述第一散热器层叠方向每个所述第一支撑柱的高度大于或等于所述功率模组和所述第一散热器层叠后的高度；

所述多个第一支撑柱沿所述第一散热器的一侧依次排列，所述多个第一支撑柱与所述第一散热器在所述电容模组的上表面的正投影不重叠。

10.根据权利要求8所述的逆变装置，其特征在于，所述逆变装置包括第二电路板，所述第二电路板与所述功率模组并排设置于所述电容模组与所述第一电路板之间。

11.根据权利要求1所述的逆变装置，其特征在于，所述电容模组的上表面包括多个第二支撑柱，所述逆变装置包括第二电路板，所述多个第二支撑柱用于固定所述第二电路板与所述电容模组，其中：

沿所述功率模组和所述第一散热器层叠方向，每个所述第二支撑柱的高度小于所述功率模组和所述第一散热器层叠后的高度；

所述多个第二支撑柱沿所述第一散热器的另一侧依次排列，所述多个第二支撑柱与所述第一散热器在所述电容模组的上表面的正投影不重叠。

12.根据权利要求11所述的逆变装置，其特征在于，所述第二电路板朝向所述电容模组的表面与所述电容模组上表面之间具有多个铜排连接件，每个所述铜排连接件与一个所述功率管电连接。

13.根据权利要求2-4任一项所述的逆变装置，其特征在于，所述电容模组还包括多个电容连接端子，每个所述电容连接端子用于连接一个所述功率管，多个所述电容连接端子沿所述第一散热器排列于所述电容模组的上表面，所述电容连接端子与所述第一散热器在所述电容模组的上表面的正投影不重叠，所述电容模组的上表面是指所述电容模组朝向所述第一散热器的表面。

14.根据权利要求6所述的逆变装置，其特征在于，所述逆变装置包括第一电路板，所述功率模组和所述第一散热器层叠设置于所述电容模组与所述第一电路板之间，所述第一电路板与所述多个功率管电连接。

15.一种电机控制器，其特征在于，所述电机控制器包括电机控制器壳体、如权利要求1-14任一项所述的逆变装置、三相铜排组件，所述电机控制器壳体用于容纳所述逆变装置和所述三相铜排组件，其中：

所述电机控制器壳体包括底壳和盖板，所述逆变装置设置于所述底壳和所述盖板之间，所述电容模组与所述底壳固定连接；

所述逆变装置、所述三相铜排组件沿垂直于所述功率模组和所述第一散热器层叠的方向并行排列于所述电机控制器壳体内。

16.根据权利要求15所述的电机控制器，其特征在于，所述电机控制器壳体的一个侧壁包括铜排组件安装孔，所述三相铜排组件的一端通过所述铜排组件安装孔伸入所述底壳内并通过多个输出铜排连接件与多个所述功率管电连接，所述铜排组件安装孔、所述第一散热器、所述电容模组在所述一个侧壁的正投影不重叠。

17.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括电动机和如权利要求15-16任一项所述的电机控制器，所述三相铜排组件与所述电动机电连接。