CN220325528U - 集成化功率控制装置和汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成化功率控制装置，包括底板、功率模块、母线电容板、控制板和驱动板；功率模块夹持在双面水冷板的两层水冷板之间；双面水冷板固定于底板；母线电容板固定于底板，且母线电容板连接至功率模块的输入端；控制板固定于底板；驱动板固定于双面水冷板的上表面并通过双面水冷板散热；驱动板与控制板层叠设置；驱动板用于根据控制板的指令驱动功率模块做开关动作。上述集成化功率控制装置中，功率模块、母线电容板、控制板和驱动板分别集成安装于底板，避免各部件分别单独安装，集成化程度更高，利于满足应用该集成化功率控制装置的设备的高功率密度需求。本实用新型实施例还公开一种应用上述集成化功率控制装置的汽车。

Description

集成化功率控制装置和汽车

技术领域

本实用新型涉及功率模组和驱动板集成装置技术领域，更具体地说，涉及一种集成化功率控制装置，还涉及一种应用上述集成化功率控制装置的汽车。

背景技术

功率控制装置广泛应用于智能汽车，用于驱动智能汽车的主驱电机。功率控制装置包括功率模块、驱动板、控制板和母线电容，功率模块配合水冷板采用双面散热的方式来提升散热效果。

但是，现有技术中功率控制装置的各部件分别单独装配，集成度低，难以满足高功率密度需求。

因此，如何提供一种集成度更高的功率控制装置，满足应用该功率控制装置的设备对功率控制装置的高功率密度需求，是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种集成化功率控制装置，其功率模块、母线电容板、控制板和驱动板分别集成安装于底板，避免各部件分别单独安装，集成化程度更高，利于满足应用该集成化功率控制装置的设备的高功率密度需求。本实用新型还提供一种应用上述集成化功率控制装置的汽车，该集成化功率控制装置的功率密度高，利于实现高效的大功率输出。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种集成化功率控制装置，包括：

底板；

功率模块，所述功率模块夹持在双面水冷板的两层水冷板之间；所述双面水冷板固定于所述底板；

母线电容板，所述母线电容板固定于所述底板，且所述母线电容板连接至所述功率模块的输入端；

控制板，所述控制板固定于所述底板；

驱动板，所述驱动板固定于所述双面水冷板的上表面并通过所述双面水冷板散热；所述驱动板与所述控制板层叠设置；所述驱动板用于根据所述控制板的指令驱动所述功率模块做开关动作。

优选的，上述集成化功率控制装置中，所述控制板和所述驱动板之间设有屏蔽层；所述控制板通过螺栓连接至所述屏蔽层，所述屏蔽层通过螺柱连接至所述底板。

优选的，上述集成化功率控制装置中，所述母线电容板和所述双面水冷板并排布置于所述底板。

优选的，上述集成化功率控制装置中，所述功率模块为多个，包括三相功率模块；各所述功率模块分别焊接于所述驱动板。

优选的，上述集成化功率控制装置中，所述三相功率模块连接有三相导电柱，所述三相导电柱穿过所述驱动板的避让孔和所述控制板的避让孔。

优选的，上述集成化功率控制装置中，所述控制板中靠近所述三相导电柱的位置布置有用于测量三相输出电流的霍尔电流传感器。

优选的，上述集成化功率控制装置中，所述双面水冷板的进水口处连接有进水管、出水口处连接有出水管；所述控制板设有与所述进水管和所述出水管分别配合的避让缺口；所述驱动板设有与所述进水管和所述出水管分别配合的避让缺口。

优选的，上述集成化功率控制装置中，所述双面水冷板的上表面设有绝缘的导热胶垫，所述驱动板通过所述导热胶垫固定于所述双面水冷板的上表面。

优选的，上述集成化功率控制装置中，所述功率模块的两侧分别设有散热导板，两个散热导板分别通过导热硅脂与所述双面水冷板的两层所述水冷板紧密贴合。

一种汽车，包括电机和用于驱动所述电机的逆变器，所述逆变器为上述技术方案中任意一项所述的集成化功率控制装置。

本实用新型提供一种集成化功率控制装置，包括底板、功率模块、母线电容板、控制板和驱动板；功率模块夹持在双面水冷板的两层水冷板之间；双面水冷板固定于底板；母线电容板固定于底板，且母线电容板连接至功率模块的输入端；控制板固定于底板；驱动板固定于双面水冷板的上表面并通过双面水冷板散热；驱动板与控制板层叠设置；驱动板用于根据控制板的指令驱动功率模块做开关动作。

上述集成化功率控制装置中，功率模块、驱动板分别通过双面水冷板安装于底板，母线电容板、控制板分别安装于底板，避免各部件分别单独安装，集成化程度更高，利于满足应用设备对集成化功率控制装置的高功率密度需求。

本实用新型还提供一种应用上述集成化功率控制装置的汽车，该集成化功率控制装置的功率密度高，利于实现高效的大功率输出。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本实用新型实施例提供的集成化控制装置的爆炸图；

图2为本实用新型实施例提供的集成化控制装置的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的集成化控制装置的应用原理图；

其中，图1-图3中：

控制板1；屏蔽层2；母线电容板3；支撑板4；底板5；功率模块6；双面水冷板7；驱动板8；三相导电柱9；电池包10；母线电容20；水冷系统30；电机40。

具体实施方式

本实用新型实施例公开了一种集成化功率控制装置，其功率模块、母线电容板、控制板和驱动板分别集成安装于底板，避免各部件分别单独安装，集成化程度更高，利于满足应用该集成化功率控制装置的设备的高功率密度需求。本实用新型实施例还公开一种应用上述集成化功率控制装置的汽车，该集成化功率控制装置的功率密度高，利于实现高效的大功率输出。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-图3，本实用新型实施例提供一种集成化功率控制装置，包括底板5、功率模块6、母线电容板3、控制板1和驱动板8；功率模块6夹持在双面水冷板7的两层水冷板之间；双面水冷板7固定于底板5；母线电容板3固定于底板5，且母线电容板3连接至功率模块6的输入端，母线电容板3用于将外部输入的高压稳压后传递给功率模块6进行电压变换；控制板1固定于底板5；驱动板8固定于双面水冷板7的上表面并通过双面水冷板7散热；驱动板8与控制板1层叠设置；驱动板8用于根据控制板1的指令驱动功率模块6做开关动作。

上述集成化功率控制装置中，功率模块6、驱动板8分别通过双面水冷板7安装于底板5，母线电容板3、控制板1分别安装于底板5，即各部件均集成于底板5，避免各部件分别单独安装，集成化程度更高，利于满足应用该集成化功率控制装置的设备的高功率密度需求。

功率模块6通过双面水冷板7散热，双面水冷板7包括两层水冷板，且两层水冷板7之间具有间隙，功率模块6设置于该间隙处形成三明治式结构，实现通过两层水冷板同时散热，散热效率更高。同时，驱动板8固定于双面水冷板7的上表面并通过双面水冷板7散热，无需向驱动板8单独配置散热装置，既提高双面水冷板7的利用效率，又简化结构。

上述集成化功率控制装置中，控制板1和驱动板8之间设有屏蔽层2；控制板1通过螺栓连接至屏蔽层2，屏蔽层2通过螺柱连接至底板5。屏蔽层2为金属屏蔽层，能隔绝强弱电信号，起到抑制电磁干扰的效果。

为了提高集成化程度，充分利用底板5的面积，减小整个集成化功率控制装置的体积，上述母线电容板3和双面水冷板7优选设置为并排布置于底板5。

母线电容板3包括板体和固定于板体的多个电容；板体固定于底板5，电容位于板体背离底板的一侧。正常使用时，母线电容板3、双面水冷板7分别位于底板5的上表面。

本实施例提供的集成化功率控制装置中，驱动板8安装于双面水冷板7的上表面、控制板1与驱动板8层叠设置、屏蔽层2插入控制板1和驱动板8之间，使控制板1、屏蔽层2、驱动板8、双面水冷板7由上到下罗列于底板5的部分上表面处，同时，母线电容板3与双面水冷板7并排布置于底板5，使母线电容板3占用底板5的另一部分上表面处，确保整个集成化功率控制装置结构紧凑。

为了方便安装，母线电容板3设置为通过支撑板4安装于底板5，装配时可根据母线电容板3的尺寸调节支撑板4的尺寸，从而适配底板5上预留的装配孔位，使母线电容板3的选用更灵活，方便集成化功率控制装置应用于不同需求的设备，提高集成化功率控制装置的适用范围。

上述集成化功率控制装置中，功率模块6为多个，包括三相功率模块，共六个功率开关，六个功率开关按照控制板1发出的指令依序通断；各功率模块6分别直接焊接于驱动板8，以便缩短门极驱动路径。

三相功率模块6连接有三相导电柱9，三相导电柱9穿过驱动板8的避让孔和控制板1的避让孔。进一步的，屏蔽层2亦设有用于插装三相导电柱9的避让孔。三相导电柱9一端连接至功率模块6的输出端，另一端用于与电机40的输入端连接。

控制板1中靠近三相导电柱9的位置处布置有用于测量三相输出电流的霍尔电流传感器。

双面水冷板7的进水口处连接有进水管、出水口处连接有出水管；控制板1设有与进水管和出水管分别配合的避让缺口；驱动板8设有与进水管和出水管分别配合的避让缺口。进一步的，屏蔽层2亦设有与进水管和出水管分别配合的避让缺口。

本实施例提供的方案中，控制板1、屏蔽层2和驱动板8分别设有配合进、出水管的避让缺口，方便双面水冷板7的进、出水口分别从顶部引出水管来接通水冷系统30。

控制板1集成了系统控制芯片、电源芯片、通讯接口及电流传感器等各模块，控制板1通过接插件及线束与驱动板8相连，并向外部提供低压信号接口。驱动板8包括三相功率模块的驱动电路及高压采样电路、主动放电电路；驱动电路按照控制板1的输出信号向三相功率模块提供驱动信号，控制功率开关的开通与关断，并向控制板1反馈驱动故障、高压采样和主动放电信号。

双面水冷板7的上表面设有绝缘的导热胶垫，驱动板8通过导热胶垫固定于双面水冷板7的上表面。功率模块6的两侧分别设有散热导板，两侧的散热导板分别通过导热硅脂与双面水冷板7的两层水冷板紧密贴合。导热硅脂可高效地将热量传递至双面水冷板7。

如图3所示，本实施提供的集成化功率控制装置作为逆变器用于新能源汽车主驱电机驱动时，电池包10的母线电压输出至本装置中母线电容板3的母线电容20，经滤波后提供给功率模块6。控制板1采用车规级芯片及接插件，与整车线束相连，接收整车控制信号，整车向集成化功率控制装置请求扭矩、速度等指令，本装置的控制板1将此类指令转换为驱动信号的PWM波形，并经由驱动板8放大后提供给功率模块6，功率模块按照预期输出三相交流电，驱动电机40按照整车的控制执行运动。运行过程中，水冷系统30按照控制指令向功率模块6提供冷却，本装置的控制板1实时监控装置敏感点温度、三相电流、母线电压等，记录运行数据及故障并及时反馈给整车系统。

本实用新型实施例还提供一种汽车，包括电机和用于驱动电机的逆变器，逆变器为上述实施例提供的集成化功率控制装置。

本实施例提供的汽车应用上述实施例提供的集成化功率控制装置，该集成化功率控制装置的功率密度高，利于实现高效的大功率输出。当然，本实施例提供的汽车还具有上述实施例提供的有关集成化功率控制装置的其他效果，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种集成化功率控制装置，其特征在于，包括：

底板；

功率模块，所述功率模块夹持在双面水冷板的两层水冷板之间；所述双面水冷板固定于所述底板；

母线电容板，所述母线电容板固定于所述底板，且所述母线电容板连接至所述功率模块的输入端；

控制板，所述控制板固定于所述底板；

驱动板，所述驱动板固定于所述双面水冷板的上表面并通过所述双面水冷板散热；所述驱动板与所述控制板层叠设置；所述驱动板用于根据所述控制板的指令驱动所述功率模块做开关动作。

2.根据权利要求1所述的集成化功率控制装置，其特征在于，所述控制板和所述驱动板之间设有屏蔽层；所述控制板通过螺栓连接至所述屏蔽层，所述屏蔽层通过螺柱连接至所述底板。

3.根据权利要求1所述的集成化功率控制装置，其特征在于，所述母线电容板和所述双面水冷板并排布置于所述底板。

4.根据权利要求1所述的集成化功率控制装置，其特征在于，所述功率模块为多个，包括三相功率模块；各所述功率模块分别焊接于所述驱动板。

5.根据权利要求4所述的集成化功率控制装置，其特征在于，所述三相功率模块连接有三相导电柱，所述三相导电柱穿过所述驱动板的避让孔和所述控制板的避让孔。

6.根据权利要求5所述的集成化功率控制装置，其特征在于，所述控制板中靠近所述三相导电柱的位置布置有用于测量三相输出电流的霍尔电流传感器。

7.根据权利要求1所述的集成化功率控制装置，其特征在于，所述双面水冷板的进水口处连接有进水管、出水口处连接有出水管；所述控制板设有与所述进水管和所述出水管分别配合的避让缺口；所述驱动板设有与所述进水管和所述出水管分别配合的避让缺口。

8.根据权利要求1所述的集成化功率控制装置，其特征在于，所述双面水冷板的上表面设有绝缘的导热胶垫，所述驱动板通过所述导热胶垫固定于所述双面水冷板的上表面。

9.根据权利要求1所述的集成化功率控制装置，其特征在于，所述功率模块的两侧分别设有散热导板，两个散热导板分别通过导热硅脂与所述双面水冷板的两层所述水冷板紧密贴合。

10.一种汽车，其特征在于，包括电机和用于驱动所述电机的逆变器，所述逆变器为权利要求1-9任意一项所述的集成化功率控制装置。