本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)控制器總成，特別涉及一種新能源車(chē)用集成電機(jī)控制器總成。

背景技術(shù)：

即將到來(lái)的排放法規(guī)規(guī)定，2021年全部的銷(xiāo)售車(chē)輛都必須滿足二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)下降到95g/km。目前，二氧化碳排放平均為130g/km，即排量需要減少約30％，這需要做出巨大的努力，特別是動(dòng)力總成。純電動(dòng)、混合動(dòng)力和插電式混合動(dòng)力技術(shù)可以解決這一挑戰(zhàn)，但需要幾百伏的高壓，目前來(lái)看電池成本相當(dāng)昂貴，同時(shí)，這些技術(shù)需要對(duì)底盤(pán)架構(gòu)做出重大變化。低壓電機(jī)系統(tǒng)，如48V系統(tǒng)作為輕度混合動(dòng)力技術(shù)被認(rèn)為是現(xiàn)階段性價(jià)比最好的節(jié)油方案，同時(shí)對(duì)汽車(chē)的加速助力也有貢獻(xiàn)，因此，引起了國(guó)內(nèi)外各汽車(chē)企業(yè)與零配件公司的廣泛關(guān)注，并展開(kāi)不同程度地研究開(kāi)發(fā)。

低壓電機(jī)系統(tǒng)一般采用電機(jī)與電機(jī)控制器集成的方案，安裝位置一般在發(fā)動(dòng)機(jī)附近，因此電機(jī)系統(tǒng)工作環(huán)境比較惡劣。電機(jī)控制器為降低成本一般會(huì)采用多功率器件并聯(lián)方案來(lái)代替功率模塊等，采用鋁基板設(shè)計(jì)。如專(zhuān)利文獻(xiàn)1(專(zhuān)利號(hào)：ZL201320462143.5)公開(kāi)了一種電機(jī)控制器總成，其主要提出了一種可實(shí)現(xiàn)MOSFET并聯(lián)可靠均流的布置結(jié)構(gòu)，專(zhuān)利文獻(xiàn)2(專(zhuān)利號(hào)：ZL201220688632.8)提供了一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制器的主功率電路，其主要提出了一種基于傳統(tǒng)PCB上并聯(lián)MOSFET實(shí)現(xiàn)半橋功率模塊的結(jié)構(gòu)，這兩個(gè)專(zhuān)利文獻(xiàn)描述的都是一種多MOSFET并聯(lián)布置在鋁基板上形成功率變換主電路的電機(jī)控制器，該類(lèi)電機(jī)控制器的鋁基板單面布板，一般只布置功率器件，功率器件散熱水道布置在鋁基板反面?zhèn)龋c其集成的電機(jī)本體水道呈垂直方向，一方面不利于功率器件的迅速散熱，另一方面不利于電機(jī)控制器的集成度和緊湊性。

針對(duì)上述問(wèn)題，新能源汽車(chē)迫切需要設(shè)計(jì)一種耐高溫、耐強(qiáng)震動(dòng)、高集成度、低成本的低壓電機(jī)控制器系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于新能源車(chē)的高集成電機(jī)控制器總成，其可以實(shí)現(xiàn)新能源車(chē)電機(jī)控制器的結(jié)構(gòu)緊湊化、集成化、耐高溫、耐強(qiáng)震動(dòng)，同時(shí)達(dá)到低成本化設(shè)計(jì)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種高集成電機(jī)控制器總成，包括：殼體、多個(gè)功率器件、第一電路板、母線電容、第二電路板、固定夾具，所述第一電路板上集成所述多個(gè)功率器件以構(gòu)成功率變換回路，所述第二電路板上集成驅(qū)動(dòng)電路與控制電路，所述第一電路板和所述第二電路板的中間位置開(kāi)設(shè)有相互對(duì)齊并容納所述母線電容的通孔，所述第一電路板設(shè)置在所述殼體的底部，所述第二電路板設(shè)置在所述第一電路板的上面并與所述第一電路板連接，所述母線電容的正負(fù)端子與所述第一電路板連接，所述殼體包括底部和與所述底部垂直連接的壁部，所述壁部上設(shè)置有冷卻通道和固定孔，所述底部上設(shè)置有出線孔，所述第一電路板底部突出形成有支柱，所述支柱中容納有三相輸出和正負(fù)母線，每個(gè)功率器件的信號(hào)端子焊接在所述第一電路板上，所述固定夾具的一端固定在所述固定孔中，所述固定夾具的另一端將每個(gè)功率器件的上端無(wú)電器連接部分夾持在所述壁部上，以與所述壁部緊密接觸。

可選地，所述功率器件為直插式器件。

可選地，所述功率器件與所述壁部之間設(shè)置有絕緣導(dǎo)熱件。

可選地，所述第一電路板和所述第二電路板通過(guò)螺栓固定連接。

可選地，所述第一電路板上放置有第一處理電路，所述第二電路板上放置有第二處理電路，所述第一處理電路的放熱量大于所述第二處理電路的放熱量。

可選地，所述第一電路板為鋁基板、厚銅PCB板或者銅排。

可選地，通過(guò)在所述冷卻通道中通入冷卻液或者將空氣吹入所述冷卻通道中來(lái)實(shí)現(xiàn)冷卻功能。

可選地，所述固定夾具由彈性材料制成。

可選地，所述殼體為中間具有空腔部的圓柱形結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的高集成電機(jī)控制器總成利用電機(jī)控制器殼體上的固定夾具實(shí)現(xiàn)了功率主回路的功率器件與電機(jī)控制器殼體壁的冷卻系統(tǒng)緊密接觸，優(yōu)化了散熱路徑，方便更好的散熱。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了將冷卻水道由一般布置在橫向改變成了縱向，由于電機(jī)的冷卻水道設(shè)置在定子的軸向方向上，因此，當(dāng)與電機(jī)嵌套結(jié)合使用時(shí)，可不改變電機(jī)本體本來(lái)的冷卻水流向，實(shí)現(xiàn)二者共用冷卻水，方便了電機(jī)控制器與電機(jī)的集成一體化，降低了電機(jī)系統(tǒng)的成本。固定夾具將每個(gè)功率器件緊密固定在電機(jī)控制器的殼壁上，保證了器件的良好接觸和系統(tǒng)的耐震能力。功率器件直插布置，較一般的平面布置更節(jié)省空間，提高了結(jié)構(gòu)的集成度，使得整個(gè)總成更加小型化，在整車(chē)布置的靈活性大幅提高。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的高集成電機(jī)控制器的爆炸示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的高集成電機(jī)控制器的殼體示意圖。

圖3為本實(shí)用新型的高集成電機(jī)控制器的布置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中的A-A方向觀看的示意圖。

圖5為圖4中的B部分的放大示意圖。

(附圖說(shuō)明)

1-殼體；2-冷卻通道；3-第一電路板；4-冷卻通道出口；5-螺栓；

6-冷卻通道進(jìn)口；7-功率器件；8-母線電容；9-第二電路板；

10-固定夾具；11-支柱；12-固定孔；13-出線孔。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖1為本實(shí)用新型的高集成電機(jī)控制器的爆炸示意圖。圖2為本實(shí)用新型的高集成電機(jī)控制器的殼體示意圖。圖3為本實(shí)用新型的高集成電機(jī)控制器的布置結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖3中的A-A方向觀看的示意圖。圖5為圖4中的B部分的放大示意圖。

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的高集成電機(jī)控制器，整體呈圓柱形結(jié)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)功率變換功能，包括殼體1、多個(gè)功率器件7、第一電路板3、母線電容8、第二電路板9和固定夾具，殼體1中間形成有空腔部，包括底部和與底部垂直連接的壁部，空腔部用于放置第一電路板3、第二電路板9和母線電容8，具有與第一電路板3和第二電路板9相適配的形狀，所述第一電路板3和所述第二電路板9的中間位置開(kāi)設(shè)有相互對(duì)齊并容納所述母線電容8的通孔，該通孔與母線電容8的形狀相一致。這樣，母線電容8可布置在第一電路板3和第二電路板9的中間通孔中從而設(shè)置在殼體中間位置，母線電容8的正負(fù)端子與第一電路板3連接，可通過(guò)焊接或者螺栓連接而與第一電路板3進(jìn)行連接。其中，第一電路板3上集成多個(gè)功率器件7構(gòu)成功率變換電路，設(shè)置在第一電路板3上的直流母線并接母線電容8實(shí)現(xiàn)紋波電流吸收和瞬時(shí)功率補(bǔ)充，第二電路板9上集成驅(qū)動(dòng)電路與控制電路，用于實(shí)現(xiàn)控制算法，并完成控制算法對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)放大，實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)運(yùn)行。

如圖2所示，在殼體1的壁部上設(shè)置有冷卻通道2和多個(gè)固定孔12，在殼體1的底部上設(shè)置有多個(gè)出線孔13，固定孔12延垂直方向設(shè)置在靠近殼體1的空腔部的位置，即殼體1的內(nèi)部邊緣位置處，固定孔12為沿壁部的高度方向延伸一定深度的凹孔，這樣固定孔12的底端封閉而上端開(kāi)放，固定孔12的個(gè)數(shù)與功率器件7的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)。冷卻通道2為布置在壁部上的環(huán)形冷卻流路，具有冷卻通道進(jìn)口6和冷卻通道出口4，冷卻通道2中可以流通冷卻液或者通過(guò)外部設(shè)備如鼓風(fēng)機(jī)吹入的空氣進(jìn)行冷卻，即可以水冷或者風(fēng)冷的方式進(jìn)行冷卻。進(jìn)行功率處理的功率器件可為MOSFET、IGBT，每個(gè)功率器件7的信號(hào)端子通過(guò)第一電路板3上的過(guò)孔焊盤(pán)而焊接在所述第一電路板3上，每個(gè)功率器件的上端無(wú)電器連接部分可通過(guò)固定夾具10固定在殼體的壁部上，以與所述殼體1緊密接觸，這樣，一方面保證了電機(jī)控制器的耐震能力，另一方面保證功率器件7的良好的貼殼散熱能力，即可以通過(guò)殼體上的冷卻通道而進(jìn)行散熱。固定夾具10可整體為彎折結(jié)構(gòu)，包括彎折部和自彎折部延伸的兩端，彎折部壓靠在固定孔12和殼體內(nèi)壁共用的部分上，兩端的一端壓入固定孔12中，另一端將功率器件7夾持在殼體的壁部上，固定夾具10可由彈性材料制成，夾持功率器件7的一端可為彎折板簧結(jié)構(gòu)，以便將功率器件7緊密夾持在壁部上，當(dāng)然，固定夾具也設(shè)置成其他形狀，而不局限于彎折板簧結(jié)構(gòu)，只能能夠確保功率器件與殼體1的緊密固定即可。固定夾具10可設(shè)置成為殼體1的一部分的結(jié)構(gòu)，即固定夾具10的一端可通過(guò)焊接固定在固定孔12中，另一端活動(dòng)，以?shī)A持功率器件7，固定夾具10也可設(shè)置為獨(dú)立可拆卸的結(jié)構(gòu)，在功率器件7與壁部緊密貼合后，壓入固定夾具10，使得固定夾具的一端貼合在固定孔12中的壁部上，另一端將功率器件緊緊的貼合在壁部上，固定孔12的結(jié)構(gòu)可根據(jù)固定夾具10的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行設(shè)置。功率器件7為直插式器件，從而可通過(guò)固定夾具10方便地固定在殼體1上。功率器件7與殼體1之間設(shè)置有絕緣導(dǎo)熱件，如硅膠或硅脂，用于加強(qiáng)散熱，同時(shí)防止功率器件的導(dǎo)電端與由金屬制成的殼體連接。

如圖3所示，第一電路板3設(shè)置在所述殼體1的底部，第二電路板9設(shè)置在所述第一電路板3的上面并與所述第一電路板連接，即第一電路板3布置在殼體的最底層，可通過(guò)螺栓固定在殼體的底部上，第二電路板9布置在殼體的第二層，即布置在第一電路板3上。第一電路板3在底部突出形成有多個(gè)支柱11，支柱11為中空狀，容納有三相輸出和正負(fù)母線，容納在支柱中的三相輸出和正負(fù)母線的一端通過(guò)焊接等方式固定在第一電路板3的底部，另一端通過(guò)支柱與電機(jī)連接，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制器與電機(jī)的連接，第一電路板3可為鋁基板、厚度為70um以上的厚銅PCB板、銅排等等，本實(shí)用新型對(duì)第一電路板3的制成材料沒(méi)有特別限制，只要是能夠?qū)⒐β势骷?焊接在一起并能通過(guò)大電流的任何大功率電路板都可以用于本實(shí)用新型中，本實(shí)用新型對(duì)第二電路板9的材料也沒(méi)有特別限制，例如可采用常用的FR4材料。在第一電路板3上布置發(fā)熱量較大的第一處理電路，如驅(qū)動(dòng)芯片、驅(qū)動(dòng)電阻和電源等等，具體布置多少個(gè)處理電路，需根據(jù)第一電路板3的面積來(lái)確定。在第二電路板9上布置發(fā)熱量較小的第二處理電路以及第一電路板3布置不了的處理電路，例如最小系統(tǒng)、傳感器信號(hào)處理電路、保護(hù)處理電路等。在一示例中，第一電路板3和第二電路板9可形成為六邊形的板狀，但并不具限于此，也可以設(shè)置成其他多邊形狀，只要能夠?qū)崿F(xiàn)功率器件的貼殼散熱接口，第一電路板3和第二電路板9之間可通過(guò)螺栓5進(jìn)行固定連接，為此，第一電路板3和第二電路板9上均開(kāi)設(shè)有供螺栓5通過(guò)的通孔，例如可在六邊形的相應(yīng)位置布置4個(gè)通孔，以便將第一電路板3和第二電路板9穩(wěn)定地固定在一起。在第一電路板和第二電路幫都為六邊形的情況下，殼體1內(nèi)部形成為與之對(duì)應(yīng)的形狀，可在六邊形的每個(gè)邊上各開(kāi)始4個(gè)固定孔2，即一共具有24個(gè)固定孔，這樣功率器件7可為24個(gè)。。

綜上，本實(shí)用新型的高集成電機(jī)控制器總成利用電機(jī)控制器殼體上的固定夾具實(shí)現(xiàn)了功率主回路的功率器件與電機(jī)控制器殼體壁的冷卻系統(tǒng)緊密接觸，優(yōu)化了散熱路徑，方便更好的散熱。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了冷卻水道方向由一般的橫向改變成了縱向，即不改變電機(jī)本體本來(lái)的冷卻水流向，實(shí)現(xiàn)二者共用冷卻水，方便了電機(jī)控制器與電機(jī)的集成一體化，降低了電機(jī)系統(tǒng)的成本。固定夾具將每個(gè)功率器件緊密固定在電機(jī)控制器的殼壁上，保證了器件的良好接觸和系統(tǒng)的耐震能力。功率器件直插布置，較一般的平面布置更節(jié)省空間，提高了結(jié)構(gòu)的集成度，使得整個(gè)總成更加小型化，在整車(chē)布置的靈活性大幅提高。

以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。