CN219876483U - 一种电机控制器用功率模块组件及电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机控制器用功率模块组件，包括基壳、设置于所述基壳上的薄膜电容和与所述薄膜电容电连接的IGBT模块，所述基壳朝向IGBT的一侧表面一体注塑形成有散热板，所述散热板与IGBT模块配合形成供冷却液流通的散热通道，所述薄膜电容设置在散热板背离所述散热通道的一侧表面上，并且所述薄膜电容与散热板固定形成一体结构。还公开了安装有上述功率模块组件的电机控制器。应用本实用新型能够提升对薄膜电容和IGBT模块的散热效果，进而提升电机控制器整体的散热效果。

Description

一种电机控制器用功率模块组件及电机控制器

技术领域

本实用新型涉及电机控制器技术领域，具体涉及一种电机控制器用功率模块组件及电机控制器。

背景技术

随着经济的飞速发展以及人们环保意识的不断增强，采用充电电池的电动汽车正在迅速普及。电动汽车的动力部分，通常包括电驱动力总成以及电池。其中电驱动力总成一般包括电机控制器、电机、减速器。电机控制器是用来控制器驱动电机输出相应的转速及扭矩，因此电机控制器的输出能力决定了整个电动汽车的性能。制约电机控制器的输出能力的，往往是其内部功率器件的输出能力。内部功率器件一般包括薄膜电容和IGBT功率模块，当其工作时，将会产生大量的热，如果热量效率低下，功率器件温度升高，则功率器件的性能将大大降低。为快速散热，现有技术中一般为薄膜电容设置有散热壳体，散热壳体一般采用铝材质，薄膜电容外壳为塑料材质，将薄膜电容外壳贴合在铝材质的散热壳体上，散热壳体内部流通有冷却液，通过冷却液带走功率器件的热量。由于在散热壳体与薄膜电容外壳之间不可避免的存在间隙，热阻较大，影响了散热效果，现有技术中虽然通过涂抹导热胶的方式起到一定的改善作用，但还是具有很大的改进空间。例如中国公开专利CN212064584U中公开了一种电机控制器中电容与水道共壳体集成模块，其将薄膜电容通过灌封方式与散热壳体的一侧面固定连接形成一体结构，换言之，将薄膜电容的外壳中原本与散热壳体贴合的那部分取消了，热量可直接由薄膜电容向散热壳体传导，提升了散热效率。

然而，采用上述的方案时，由于散热壳体为铝材质，薄膜电容采用灌封方式与金属铝材质进行固定时，由于薄膜电容内部的环氧导热性差，在与金属铝接触的地方，易产生细小间隙，从而导致灌封缺陷。也即，虽然上述方案通过共壳体的方式取消了之前散热壳体与薄膜电容外壳之间的间隙，但是重新在薄膜电容与金属铝材质的散热壳体之间产生了间隙，该间隙因灌封工艺及材质选择的原因不可避免的存在。因此其对薄膜电容的散热效果还具有很大的改进空间。另外，上述方案中在散热壳体的内部形成流通水道，因此IGBT模块与冷却液之间还间隔有散热壳体，其对IGBT模块的散热效果较差。

另外，电机控制器除了上述部件外，还设置有控制单元，例如电控板等结构。整个电机控制器在装配时，需要逐个部件向电机控制器的外壳内安装，由于操作空间受外壳内部空间大小的限制，安装过程不便。

实用新型内容

本实用新型旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提供了一种电机控制器用功率模块组件及电机控制器。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种电机控制器用功率模块组件，包括基壳、设置于所述基壳上的薄膜电容和与所述薄膜电容电连接的IGBT模块，所述基壳朝向IGBT的一侧表面一体注塑形成有散热板，所述散热板与IGBT模块配合形成供冷却液流通的散热通道，所述薄膜电容设置在散热板背离所述散热通道的一侧表面上，并且所述薄膜电容与散热板固定形成一体结构。

应用本实用新型具有以下有益效果：通过散热板与IGBT模块配合形成散热通道，这样IGBT模块可直接与散热通道内的冷却液接触，显著提升对于IGBT模块的散热效果。而薄膜电容位于散热板背离散热通道的一侧且两者形成一体结构，这样薄膜电容工作时散发的热量直接传导至散热板再由冷却液带走，提升对于薄膜电容的散热效果。

可选的，所述薄膜电容灌封固定在散热板上。

可选的，所述基壳与散热板均为塑料材质。基壳与塑料板均采用塑料材质，这样薄膜电容与散热板灌封固定时效果更好，不会产生细小间隙，使得薄膜电容与散热板结合为一体，热传导效率更高。另外，使用塑料材质相较于金属材质而言，整体质量更轻，满足目前轻量化设计的需求。

可选的，所述散热板朝向IGBT模块的一侧表面形成有凹陷空间，所述IGBT模块封闭所述凹陷空间以形成所述散热通道，并且所述散热板设置有将所述凹陷空间与外部连通的进液口及出液口。

可选的，所述IGBT模块设置有伸入所述散热通道内的散热柱。可增大IGBT模块与冷却液的直接接触面积，进一步提升散热效果。

可选的，所述凹陷空间的底部设置有金属板，并且所述金属板通过金属嵌件注塑工艺一体注塑在所述散热板上。通过设置金属板可进一步加强散热板与冷却液之间的热传导，提升散热效率。

可选的，该功率模块组件还包括控制板，所述控制板与IGBT模块电连接，所述控制板和散热板分别固定安装在IGBT模块的两侧。这样该功率模块组件囊括了电机控制器的主要部件，在装配时可先将各个部件之间完成装配，再将整体固定安装到外壳内，简化装配操作过程。

可选的，所述薄膜电容具有伸出基壳的连接引脚，所述IGBT模块具有连接铜排，所述连接引脚和连接铜排电连接。

此外，本实用新型还提供了一种电机控制器，包括外壳，还包括如上述技术方案中任一项所述的电机控制器用功率模块组件，并且所述功率模块组件定位于所述外壳内。本实用新型所提供的电机控制器与前述功率模块组件的有益效果推理过程相似，在此不再赘述。

本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本实用新型最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本实用新型技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型实施例提供的一种电机控制器用功率模块组件的结构示意图；

图2为实施例提供的功率模块组件另一视角的结构示意图；

图3为实施例提供的功率模块组件的剖视图；

图4为实施例提供的功率模块组件的爆炸图；

图5为实施例中IGBT模块的结构示意图。

其中，1.基壳，2.IGBT模块，20.散热柱，21.连接铜排，22.第二连接孔，23.第三连接孔，24.第一螺纹孔，3.散热板，30.金属板，31.第二螺纹孔，4.散热通道，40.进液口，41.出液口，5.控制板，50.避让孔，51.第一连接孔，6.连接引脚，60.第三螺纹孔。

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。基于实施方式中的实施例，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本申请公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。

实施例：本实施例提供了一种电机控制器用功率模块组件，如图1、图2、图3和图4中所示，该功率模块组件包括基壳1、薄膜电容(图中未示出)和IGBT模块2，其中，薄膜电容设置在基壳1上，IGBT模块2与薄膜电容电连接。本实施例中的基壳1在朝向IGBT的一侧表面一体注塑形成有散热板3，并通过散热板3与IGBT模块2配合形成供冷却液流通的散热通道4。而薄膜电容设置在散热板3背离散热通道4的一侧表面上，并且薄膜电容与散热板3固定形成一体结构。该功率模块组件中通过散热板3与IGBT模块2配合形成散热通道4，这样IGBT模块2可直接与散热通道4内的冷却液接触，显著提升对于IGBT模块2的散热效果。而薄膜电容位于散热板3背离散热通道4的一侧且两者形成一体结构，这样薄膜电容工作时散发的热量直接传导至散热板3再由冷却液带走，提升对于薄膜电容的散热效果。可以理解的是，由于薄膜电容设置在散热板3背离散热通道4的一侧且两者固定位一体，因此附图中并未示出薄膜电容。

本实施例中的基壳1与散热板3均为塑料材质，并且薄膜电容灌封固定在散热板3上。这样薄膜电容与散热板3灌封固定时效果更好，不会产生细小间隙，使得薄膜电容与散热板3结合为一体，热传导效率更高。另外，使用塑料材质相较于金属材质而言，整体质量更轻，满足目前轻量化设计的需求。可以理解的是，在其它的实施方式中，也可以选用金属材质如铝材质制作基壳1与散热板3，这种情况下，薄膜电容与散热板3灌封效果会相对差一些，两者之间在局部会形成细小间隙，与散热板3为塑料材质的方案相比热传导效率稍差一些。

本实施例中通过下述方式形成散热通道4：散热板3朝向IGBT模块2的一侧表面形成有矩形凹槽，IGBT模块2封闭矩形凹槽以形成散热通道4，并且散热板3设置有将矩形凹槽与外部连通的进液口40及出液口41。在其它的实施方式中，凹槽的形状也可以呈其它形状，例如圆形或往返折弯的通道等，只要形成能够容纳冷却液的凹陷空间即可，IGBT模块2封闭凹陷空间就能够形成散热通道4。工作时，在外部动力源的作用下，例如泵，将冷却液从进液口40泵入至散热通道4中，冷却液沿着散热通道4流动且从出液口41流出，循环流动带走热量。进一步的，IGBT模块2设置有伸入散热通道4内的散热柱20，这样可增大IGBT模块2与冷却液的直接接触面积，进一步提升散热效果。

更近一步的，本实施例中还在凹陷空间的底部设置有金属板30，具体的，并且金属板30通过金属嵌件注塑工艺一体注塑在散热板3上，金属板30位薄铝板。通过设置薄铝板可进一步加强散热板3与冷却液之间的热传导，提升散热效率。

本实施例提供的该功率模块组件还包括控制板5(一般使用PCB板即可)，控制板5与IGBT模块2电连接，控制板5和散热板3分别固定安装在IGBT模块2的两侧。这样该功率模块组件囊括了电机控制器的主要部件，在装配时可先将各个部件之间完成装配，再将整体固定安装到外壳内，安装过程就不用受电机控制器的外壳的内部空间限制，简化装配操作过程。结合图4和图5中所示，具体的结构及安装过程说明如下：

在控制板5上设置有第一连接孔51，在IGBT模块2上相应设置有第一螺纹孔24，通过第一螺钉穿过第一连接孔51旋紧在第一螺纹孔24内将控制板5固定安装在IGBT模块2上。在IGBT模块2模块上设置有第二连接孔22，在散热板3上(或者说在基壳1上，两者一体成型)设置有第二螺纹孔31，通过第二螺钉穿过第二连接孔22并旋紧在第二螺纹孔31内将IGBT模块2固定安装在散热板3上。另外，薄膜电容具有伸出基壳1的连接引脚6，IGBT模块2具有连接铜排21，连接引脚6和连接铜排21电连接。具体的，在连接铜排21上设置有第三连接孔23，在连接引脚6上设置有第三螺纹孔60，通过第三螺钉穿过第三连接孔23并旋紧在第三螺纹孔60内将连接引脚6和连接铜排21固定。在安装过程中一般会先将控制板5与IGBT模块2进行安装，再将安装完成的两者一起与散热板3进行安装，因此为避免影响第三螺钉的安装操作，在控制板5上还设置有用于避让第三螺钉的避让孔50。

上述装配为一个整体的功率模块组件在与电机控制器的外壳装配时，仅需将功率模块整体定位安装在外壳的内部即可，装配后即可得到电机控制器，得到的电机控制器由于其内部的功率元件具有良好的散热效果，其性能可得到提升且使用寿命更长。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (9)

1.一种电机控制器用功率模块组件，包括基壳(1)、设置于所述基壳(1)上的薄膜电容和与所述薄膜电容电连接的IGBT模块(2)，其特征在于，所述基壳(1)朝向IGBT的一侧表面一体注塑形成有散热板(3)，所述散热板(3)与IGBT模块(2)配合形成供冷却液流通的散热通道(4)，所述薄膜电容设置在散热板(3)背离所述散热通道(4)的一侧表面上，并且所述薄膜电容与散热板(3)固定形成一体结构。

2.如权利要求1所述的电机控制器用功率模块组件，其特征在于，所述薄膜电容灌封固定在散热板(3)上。

3.如权利要求1或2所述的电机控制器用功率模块组件，其特征在于，所述基壳(1)与散热板(3)均为塑料材质。

4.如权利要求1所述的电机控制器用功率模块组件，其特征在于，所述散热板(3)朝向IGBT模块(2)的一侧表面形成有凹陷空间，所述IGBT模块(2)封闭所述凹陷空间以形成所述散热通道(4)，并且所述散热板(3)设置有将所述凹陷空间与外部连通的进液口(40)及出液口(41)。

5.如权利要求1或4所述的电机控制器用功率模块组件，其特征在于，所述IGBT模块(2)设置有伸入所述散热通道(4)内的散热柱(20)。

6.如权利要求4所述的电机控制器用功率模块组件，其特征在于，所述凹陷空间的底部设置有金属板(30)，并且所述金属板(30)通过金属嵌件注塑工艺一体注塑在所述散热板(3)上。

7.如权利要求1所述的电机控制器用功率模块组件，其特征在于，该功率模块组件还包括控制板(5)，所述控制板(5)与IGBT模块(2)电连接，所述控制板(5)和散热板(3)分别固定安装在IGBT模块(2)的两侧。

8.如权利要求1所述的电机控制器用功率模块组件，其特征在于，所述薄膜电容具有伸出基壳(1)的连接引脚(31)，所述IGBT模块(2)具有连接铜排(21)，所述连接引脚(31)和连接铜排(21)电连接。

9.一种电机控制器，包括外壳，其特征在于，还包括如权利要求1至8中任一项所述的电机控制器用功率模块组件，并且所述功率模块组件定位于所述外壳内。