一种电动汽车的电机驱动控制器的结构
2020-01-08

一种电动汽车的电机驱动控制器的结构

一种电动汽车的电机驱动控制器的结构,属于电动汽车驱动系统技术领域。本实用新型主要包括底部开口的机壳,机壳内部的控制板和驱动板,机壳底部的基板等。本实用新型的机壳及基板采用金属制作并采取密封措施。电机驱动控制器内部没有活动的导线,全是焊接后的金属连接件,充分降低了汽车震动对信号连接线的影响,有效的保证了电机驱动控制器的安全可靠性,并具有结构紧凑,布局合理,散热方式灵活,抗震动性能强,防护等级高,电磁屏蔽效果好等特点。本实用新型可广泛应用于电动汽车中,特别适用20KW及以下的小型电动汽车中。

⑤采用带水道的散热板,体积大,控制器散热方式不灵活,不利于汽车上狭小空间内的安装。三、发明内容

所述的机壳4为底部开口的铝合金内空长方形壳体。所述机壳4的长度为300mm、宽度为180mm、高度为70mm、壁厚为5mm。在所述机壳4顶端面的短边处,设置有三个通孔,A、B、C三相交流电的三个交流电接线端子1分别用胶木板绝缘材料包裹后分别紧粘在这三个通孔内。三个交流电接线端子1位于机壳4外的一端,分别通过电缆分别与永磁同步电机PMSM的三个定子绕组的接线端子连接,用以将三相交流电从电机驱动控制器引出至永磁同步电机PMSM。在所述机壳4顶端面的长边处,设置有二个通孔,正(P)、负(N)二个直流电接线端子2分别用胶木板绝缘材料包裹后分别紧粘在这二个通孔内。正(P)、负(N)二个直流电接线端子2位于机壳4外的一端,分别通过电缆分别与蓄电池的正、负极连接,用以将直流电从蓄电池引入至电机驱动控制器。在所述机壳4的短边并对应于顶端面设置有三个通孔的另一边的侧面上部,设置有一个通孔,控制信号接线插座3(即市售防水塑料插座),通过螺钉、螺母及密封垫圈固装在这个通孔中。控制信号接线插座3位于机壳4内的一端,为弯型插针,直接焊接在控制板6上。控制信号接线插座3位于机壳4外的另一端,通过控制信号接线插座3的配套插头电缆,分别与车辆控制系统的插座及永磁同步电机PMSM上的转子位置信号引线插座连接。从而,通过控制信号接线插座3及其配套插头电缆,将外部的车辆控制系统的控制信号及永磁同步电机PMSM的转子位置信号引入到了控制板6上,使电机驱动控制器能够接受外部控制信号,实现对永磁同步电机PMSM的实时控制,同时,控制信号接线插座3与机壳4之间密封、绝缘,保护机壳4内部的元件不受环境(如雨水、灰尘)的影响。在所述机壳4底部开口端的内侧四周均勻设置有6个带螺孔的内耳,从基板11底部通过的螺钉和带螺孔的内耳及胶垫,将机壳4与基板11固接,使机壳4与基板11之间密封,从而保护机壳4内部的控制板6、驱动板10以及功率模块14等元件不受环境(如雨水、灰尘)的影响。在所述机壳4内部的顶端面的四周,均勻设置6个带内螺孔的凸起支撑柱,以便通过螺钉及垫圈将控制板6固接在机壳4内部的上方。

所述的基板11为铝合金长方形板。所述基板11的长度为300mm、宽度为180mm、高度为30mm。前述机壳4上的三个交流电接线端子1位于机壳4内的一端,分别与三个交流电引出铜排5的一端固接,三个交流电引出铜排5的另一端分别通过螺钉分别与三个交流电转接铜排15的一端固接,再放置于交流电绝缘支撑凸台17上。交流电绝缘支撑凸台17固定安装在基板11上,用以对交流电转接铜排15起支撑作用。三个交流电转接铜排15的另一端与分别通过穿过驱动板10的螺钉,分别与功率模块14的三个交流电接线引脚固接。三个交流电接线端子1,三个交流电引出铜排5,三个交流电转接铜排15分别相连,再分别接到功率模块14的三个交流电接线引脚,从而形成了电机驱动控制器内部到外部的三相交流电引出通道。在三个交流电转接铜排15下方的基板11上,设置有放置二个电流传感器16,即LHa、LHc的凹槽(简称电流传感器凹槽),电流传感器凹槽的长度为120mm、宽度为30mm、深度为20mm。在所述基板11的另一端,设置有放置有12个直插式电解电容Q12的凹槽(简称电容器凹槽),电容器凹槽的长度为160mm、宽度为125mm、深度为20mm。电流传感器凹槽与电容器凹槽之间的基板11上,通过6个螺钉固定安装一个功率模块14。所述的功率模块14为市售产品,电压等级为1000V、电流等级为300A。功率模块14的驱动引脚9焊接在驱动板10上的驱动电路21上,控制板6上的主控电路22送出的驱动信号,经板对板接插件7的金属引脚送至驱动板10上的驱动电路21,经驱动电路21进行功率放大后的驱动信号送至功率模块14的驱动引脚9上,从而实现了主控电路22对功率模块14的控制。在前述的三个交流电转接铜排15中的A、C相二个交流电转接铜排15分别从二个电流传感器16,即LHa、LHc的原边穿过,二个电流传感器16,即LHa、LHc的副边引脚分别焊接在其上方的驱动板10上的二个电流传感器16,即LHa、LHc的副边连接电路上,并通过胶水,使二个电流传感器16,即LHa、LHc加强固定在驱动板10上。二个电流传感器16,即LHa、LHc为市售产品,最大测试电流范围为300A。二个电流传感器16,即LHa、LHc的副边连接电路将测试到的A、C相电流信号,通过板对板接插件7的金属引脚传输到控制板6上的主控电路22。在前述电容器凹槽上方的驱动板10上,并联焊接12个直插式电解电容CJ2构成的滤波储能电路。在驱动板10上,通过覆铜箔技术,将电解电容C1U的正、负极引脚分别连接至上、下层的相互绝缘的正、负极大面积铜箔。再通过覆铜箔技术,将驱动板10上的正、负极铜箔分别覆盖至功率模块14的正、负极直流电接线引脚的上方,并使用镀锡技术,形成相互绝缘的正、负极镀锡铜箔。通过穿过驱动板10的螺钉分别将正、负极镀锡铜箔与正、负二个直流电转接铜排19的一端和功率模块14的正、负极直流电接线引脚固接在一起。正、负极镀锡铜箔与正、负二个直流电转接铜排19以及功率模块14的正、负极直流电接线引脚分别连接在一起,从而使滤波储能电路的正、负极和功率模块14的正、负极直流电接线引脚分别有了电气连接。正、负二个直流电转接铜排19的另一端,用螺钉分别与正、负二个直流电引入铜排18的一端固接,再放置于直流电绝缘支撑凸台20上。直流电绝缘支撑凸台20固定安装在基板11上,用以对直流电转接铜排19起支撑作用。正、负二个直流电引入铜排18的另一端分别与前述的机壳4上的正(P)、负(N)二个直流电接线端子2机壳4内的部分固接。二个直流电接线端子2,二个直流电引入铜排18,二个直流电转接铜排19分别相连,再分别接到功率模块14的正、负极直流电接线引脚,从而形成了电机驱动控制器外部到内部的直流电引入通道。由一个无感电容C2S构成的吸收电路的两个引脚别焊接在驱动板10上接触正、负极直流电转接铜排19的正、负极镀锡铜箔的边上,并通过胶水紧固在驱动板10上,从而不但防止震动冲击造成无感电容C2S的引脚断裂,又使其引脚尽可能的接近功率模块14的正、负极直流电接线引脚,起到很好的吸收效果。在所述的驱动板10和基板11之间,设置3个等长中空的绝缘支撑柱13,用从驱动板10上以及中空绝缘支撑柱13中穿过的螺钉,将驱动板10固装在基板11上,绝缘支撑柱13起到对驱动板10进行固定支撑的作用。

图中:1交流电接线端子;2直流电接线端子;3控制信号接线插座;4机壳;5交流电引出铜排;6控制板;7板对板接插件;8无感电容C2;9驱动引脚;10驱动板;11基板;12电解电容C1;13绝缘支撑柱;14功率模块;15交流电转接铜排;16电流传感器(LHa,LHc);17交流电绝缘支撑凸台;18直流电引入铜排;19直流电转接铜排;20直流电绝缘支撑凸台;21驱动电路;22主控电路;PMSM永磁同步电机。

可靠性。

所述的驱动板为印刷电路板,长度为200〜300mm、宽度为100〜200mm。电动汽车的电机驱动控制器的驱动电路,滤波储能电路,吸收电路以及二个电流传感器LHa、LHc的副边连接电路设置在驱动板上。驱动板上的驱动电路和二个电流传感器LHa、LHc的副边连接电路与控制板上的主控电路连接的输入、输出端均分别与板对板接插件的插座的不同金属引脚连接。当所述机壳与其底部的基板固接时,板对板接插件插头与插座的40组金属引脚分别成组对接,形成控制板和驱动板之间的信号传递通道,完成控制板上的主控电路与驱动板上的驱动电路和二个电流传感器LHa、LHc的副边之间的信息交互。

所述的驱动板为印刷电路板,长度为200〜300mm、宽度为100〜200mm。电动汽车的电机驱动控制器的驱动电路,滤波储能电路,吸收电路以及二个电流传感器LHa、LHc的副边连接电路设置在驱动板上。驱动板上的驱动电路和二个电流传感器LHa、LHc的副边连接电路与控制板上的主控电路连接的输入、输出端均分别与板对板接插件的插座的不同金属引脚连接。当所述机壳与其底部的基板固接时,板对板接插件插头与插座的40组金属引脚分别成组对接,形成控制板和驱动板之间的信号传递通道,完成控制板上的主控电路与驱动板上的驱动电路和二个电流传感器LHa、LHc的副边之间的信息交互。

实施例2

图3为图2放大的A-A剖视图;

图中:1交流电接线端子;2直流电接线端子;3控制信号接线插座;4机壳;5交流电引出铜排;6控制板;7板对板接插件;8无感电容C2;9驱动引脚;10驱动板;11基板;12电解电容C1;13绝缘支撑柱;14功率模块;15交流电转接铜排;16电流传感器(LHa,LHc);17交流电绝缘支撑凸台;18直流电引入铜排;19直流电转接铜排;20直流电绝缘支撑凸台;21驱动电路;22主控电路;PMSM永磁同步电机。

本实用新型的目的在于针对现有电动汽车电机驱动控制器结构的不足,提供一种电动汽车的电机驱动控制器的结构,具有结构紧凑,布局合理,散热方式灵活,抗震动性能强,防护等级高,电磁屏蔽效果好等特点。

近年来能源已经成为国际竞争和各国争夺的焦点,能源安全是国家安全的重要组成部分。电动汽车技术作为节约能源的重要技术,成为了世界各国研发的焦点。电机驱动控制器是电动车的关键零部件之一,电机驱动控制器由主控电路、驱动电路、功率元件、储能滤波电路等几个主要部分构成,具有重量轻、体积小、结构紧凑等特点,合理的电机驱动器结构布局成为提高电机驱动控制器性能的一个关键因素。

图3为图2放大的A-A剖视图;

⑤采用带水道的散热板,体积大,控制器散热方式不灵活,不利于汽车上狭小空间内的安装。三、发明内容