一種車用集成電機的逆變器總成的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電機逆變器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種逆變器總成，特別涉及一種車用集成電機的逆變器總成。
【背景技術(shù)】
[0002]面對日益枯竭的石油資源以及環(huán)境保護的巨大壓力，新能源汽車顯示了巨大優(yōu)勢和廣闊的發(fā)展前景。
[0003]新能源汽車雖對節(jié)能和環(huán)保有突出貢獻，但其較傳統(tǒng)車增加的成本確是生產(chǎn)廠家和用戶必須面對的，為此，低成本增加，又能對整車油耗和排放有貢獻的輕度混合動力得到了大家的青睞。前期開發(fā)的輕度混合動力普遍采用高壓大功率皮帶啟動/發(fā)電一體化電機BSG或是集成啟動/發(fā)電一體化電機ISG系統(tǒng)，這種系統(tǒng)成本高，集成度低，在附加成本容忍度低的小排量乘用車上無法得到大量應(yīng)用，為此，一種低成本、高集成度的逆變器設(shè)計成為當務(wù)之急；專利ZL201120451221.2中描述了一種電機控制器的驅(qū)動結(jié)構(gòu)，將功率變換的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET布置在鋁基板上，形成功率變換主電路，這種結(jié)構(gòu)利用鋁基板實現(xiàn)功率器件散熱和變換電路連接，鋁基板通常設(shè)計為單面布板，一般只布置功率器件，驅(qū)動電路或控制電路需要布置在另外印制電路板PCB板上，這對系統(tǒng)集成度和緊湊性設(shè)計帶來了不利影響。專利ZL201220099411.7中描述了一種三相電機驅(qū)動控制器功率板，這種結(jié)構(gòu)與上述專利結(jié)構(gòu)類似，單面布板，通過接線柱和銅排將功率電路實現(xiàn)。專利ZL201320462143.5和專利ZL201220688632.8中都描述了一種大功率電機控制器，通過功率器件在鋁基板上均流布置，提高器件的工作可靠性。
[0004]針對上述問題，新能源汽車的逆變器集成化設(shè)計成為迫切的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于提供一種新能源車用集成電機的逆變器總成，其可以實現(xiàn)新能源車逆變器的結(jié)構(gòu)緊湊化、集成化，同時達到低成本化設(shè)計。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0007]一種車用集成電機的逆變器總成，包括厚銅PCB板總成23，所述厚銅PCB總成23由控制電路1、驅(qū)動電路3、功率主回路9和厚銅PCB板2組成；
[0008]所述控制電路1、驅(qū)動電路3和功率主回路9通過厚銅PCB板2實現(xiàn)電路連接；
[0009]控制電路I實現(xiàn)控制算法，并將控制算法對應(yīng)的控制信號通過驅(qū)動電路3進行信號放大；
[0010]驅(qū)動功率主回路9實現(xiàn)功率變換，按驅(qū)動電路3驅(qū)動信號實現(xiàn)直流變換到交流，驅(qū)動電機運行。
[0011 ]技術(shù)方案中所述功率主回路9由功率半橋U相4、功率半橋V相5、功率半橋W相6、母線電容8和電流傳感器10組成；
[0012]功率主回路9中的功率半橋U相4、功率半橋V相5和功率半橋W相6構(gòu)成三相全橋功率變換電路；
[0013]直流端母線電容8，實現(xiàn)紋波電流吸收和瞬時功率補充；
[0014]交流端電流通過電流傳感器1采集工作相電流信息。
[0015]技術(shù)方案中所述厚銅PCB板2由頂層信號器件層18、信號層20、信號層A17、功率輸入層15和底層功率輸出層13五層電路層組成，五層電路層的層間通過環(huán)氧板C19、環(huán)氧板D21、環(huán)氧板BI 6和環(huán)氧板Al 4實現(xiàn)層間電路絕緣；
[0016]所述控制電路1、驅(qū)動電路3、功率主回路9中的元器件和功率主回路9中的電流傳感器10貼裝在厚銅PCB板2上的頂層信號器件層18或底層功率輸出層13;
[0017]技術(shù)方案中所述電流傳感器10為表貼式霍爾傳感器；
[0018]所述電流傳感器10固定在底層功率輸出層13或是集成分流器的內(nèi)部銅塊上，實現(xiàn)電機相電流米集。
[0019]技術(shù)方案中所述厚銅PCB板2中設(shè)置埋銅塊11，頂層布置功率半橋U相4、功率半橋V相5和功率半橋W相6，通過埋銅塊11和頂層信號器件層18、信號層20、信號層A17、功率輸入層15和底層功率輸出層13中的電路連接，連接成三相全橋功率變換電路。
[0020]技術(shù)方案中所述車用集成電機的逆變器總成還包括帶冷卻的逆變器殼體7，所述帶冷卻的逆變器殼體7與厚銅PCB板2中的絕緣導(dǎo)熱膜12相連接。
[0021]技術(shù)方案中所述控制電路I或是驅(qū)動電路3中的元器件作為層間器件22設(shè)置在厚銅PCB板2中。
[0022]本實用新型的積極效果在于:
[0023]該總成利用厚銅PCB板總成實現(xiàn)了功率主回路、驅(qū)動電路和控制電路以及電流傳感器的一體化集成和多層布件的設(shè)計，結(jié)構(gòu)高度集成，軸向和徑向空間更加緊湊，大幅縮減多個厚銅PCB板固定部件數(shù)量，使得整個總成更加輕量化，在整車布置的靈活性大幅提高。
【附圖說明】
[0024]圖1為車用集成電機的逆變器總成軸向集成的布置圖；
[0025]圖2為車用集成電機的逆變器總成徑向集成的布置圖；
[0026]圖3所示為逆變器中厚銅PCB板總成的截面圖；
[0027]圖中:1、控制電路;2、厚銅PCB板;3、驅(qū)動電路;4、功率半橋U相;5、功率半橋V相;6、功率半橋W相;7、帶冷卻的逆變器殼體;8、母線電容;9、功率主回路；10、電流傳感器；11、埋銅塊；12、絕緣導(dǎo)熱膜；13、底層功率輸出層；14、環(huán)氧板A; 15、功率輸入層；16、環(huán)氧板B; 17、信號層A;18、頂層信號器件層；19、環(huán)氧板C;20、信號層B;21、環(huán)氧板D;22、層間器件；23、厚銅PCB板總成。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的描述:
[0029]一種車用集成電機的逆變器總成，由帶冷卻的逆變器殼體和厚銅PCB板總成構(gòu)成，厚銅PCB板總成集成功率主回路、驅(qū)動電路與控制電路以及和電流傳感器;帶冷卻的逆變器殼體可內(nèi)部帶冷卻水道或是冷卻翅片，水道或冷卻翅片設(shè)計需滿足系統(tǒng)散熱量需求。
[0030]電流傳感器10可采用與銅排集成的分流器或是霍爾形式的非接觸式傳感器;厚銅PCB板總成通過絕緣導(dǎo)熱膜12(絕緣導(dǎo)熱膜可采用具有導(dǎo)熱且絕緣的膠或硅脂材料)與逆變器殼體中的冷卻面接觸，三相銅排穿過電流傳感器1將厚銅PCB板總成與電機連接的端子連接或是直接通過集成分流器的銅排將二者相連，實現(xiàn)逆變器與電機的功率連接。
[0031]將功率主回路9、驅(qū)動電路3與控制電路I集成在厚銅PCB板2上，或是據(jù)設(shè)計邊界約束將功率主回路9與驅(qū)動電路3集成在厚銅PCB板2上，控制電路I分立設(shè)計在另一個PCB上；厚銅PCB板2由功率層和信號層構(gòu)成，可進行多層設(shè)計，同時據(jù)具體設(shè)計可進行不同組合的功率層和信號層分布，功率層實現(xiàn)功率主回路9和該回路能量轉(zhuǎn)換，同時該層可布置層間器件22，實現(xiàn)多層(頂層、底層和功率層)布件(>2層)；信號層實現(xiàn)信息回路，同時可在頂層信號器件層18和底層功率輸出層13布置實現(xiàn)驅(qū)動電路3和控制電路I的電子器件。
[0032]所述的車用集成電機的逆變器冷卻方式為水冷或是風(fēng)冷，水冷方式的冷卻水道布置在發(fā)熱的功率器件或部件的位置，風(fēng)冷方式的散熱翅片布置在厚銅PCB板2底部。功率器件工作時產(chǎn)生的熱量通過埋銅塊11、絕緣導(dǎo)熱膜12和帶冷卻的逆變器殼體7導(dǎo)熱，最終