[发明专利]高功率密度电动汽车用水冷电机控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种水冷电机控制器。特别是涉及一种采用模块化设计方式，配置灵活，接线方便的高功率密度电动汽车用水冷电机控制器。

背景技术

由于环保和能源问题的日益严重促进了电动汽车产业的迅速发展，其核心是用电驱动系统或油电混合驱动系统取代内燃机动力系统，用电池部分或完全取代燃油作为车载能源。电机控制器作为电动汽车的关键零部件，集微电子技术、电力电子技术、热力学、现代控制理论、电磁兼容技术等于一身，日益受到国内外汽车厂家和科研机构的重视。

目前开发的电动汽车电机控制器种类繁多，但普遍存在以下几个问题：

1 电机控制器的体积和重量难以达到电动汽车对零部件轻量化、高集成度的发展要求；

2 电机控制器内部功率模块的发热量大，内部结构布局不合理及散热不均匀直接影响控制器的使用寿命；

3 电机控制器内汇流母排分布参数的优化、主控模块与功率模块间的电磁隔离等仍存在尚未解决的技术难题，控制器的可靠性水平仍需提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种操作灵活简便、内部结构布局合理、散热能力强、功率密度高、电磁兼容性好、使用安全可靠的高功率密度电动汽车用水冷电机控制器。

本发明所采用的技术方案是：一种高功率密度电动汽车用水冷电机控制器，包括有壳体和壳体的上盖，所述壳体一侧的底部形成有开口，所述的开口处设置有水冷散热器，所述的壳体内分别设置有功率模块、直流母线支撑电容、预上电电阻、主继电器和电流传感器，其中所述的功率模块设置在水冷散热器的上表面，所述的直流母线支撑电容、预上电电阻、主继电器和电流传感器分别通过螺栓固定在壳体内，所述的功率模块、直流母线支撑电容和主继电器通过汇流母排连接构成高压回路，所述的汇流母排上固定设置有功率因数校正电容，所述的功率模块的上方设置有用于驱动该功率模块的驱动电路板，所述驱动电路板的上方依次设置有隔离板和控制电路板，在所述的壳体的侧壁上贯穿的设置有多个用于安装动力线缆的动力线缆接插件。

所述的汇流母排通过螺栓固定在直流母线支撑电容和主继电器的上方。

所述的壳体上设置有多个外置的安装脚。

所述的壳体和上盖采用压力铸造方式一次加工成型，壳体厚度为4～5mm。

所述的汇流母排采用紫铜板弯折制成，紫铜板表面镀锡厚度为7～12μm，正负极板表面设有0.25mm的PET单面胶，正负极板之间设有0.25mm的PET双面胶，绝缘耐压达到5000V。

所述的壳体的侧壁上分别设置有动力电池组电压输入端口，及该电机控制器的交流输出端口。

所述的水冷散热器的水道为由凹槽形成的曲线回形结构，并设置有进水口和出水口，水道深度为6mm，水管管径为DN20。

所述的功率模块由三个相同的内置续流二极管的第一半桥、第二半桥和第三半桥组成，每个半桥处理最高600V、600A的功率。

所述的功率因数校正电容是由三个并联设置的第一功率因数校正电容、第二功率因数校正电容和第三功率因数校正电容组成。

所述的预上电电阻与主继电器构成电机控制器的内置预上电回路，所述的功率模块、直流母线支撑电容和功率因数校正电容为并联连接，并联后的一端通过预上电回路连接动力电池组正极，另一端连接动力电池组负极，所述的驱动电路板为功率模块提供驱动信号，功率模块的第一半桥、第二半桥和第三半桥的输出端引出分别连接电机的A相、B相和C相。

本发明的高功率密度电动汽车用水冷电机控制器，操作灵活简便、内部结构布局合理、散热能力强、功率密度高、电磁兼容性好、使用安全可靠。该控制器内置预上电回路，可兼容永磁同步电机、异步感应电机等常用的车用驱动电机类型，并具有丰富的外部接口以提供整车控制功能，不仅可用于纯电动汽车，也可用于混合动力汽车。

优点及效果是：

1 电动汽车电机控制器内部结构布局合理，装置体积小，重量轻，具有良好的电磁兼容性。优化的水道设计显著提高了装置的散热能力，使其功率密度超过6kVA/kg，充分满足电动汽车对零部件轻量化、高集成度的发展要求。

2 电动汽车电机控制器采用模块化设计方式，配置灵活，接线方便，内置多重故障保护功能，具有很高的安全性和可靠性。

3 电动汽车电机控制器既能够实现电机驱动功能，还具有能量回收功能，可以显著提升整车的续驶里程；整机具有丰富的外部信号接口，并配有CAN通信模块，便于车辆的优化控制。

附图说明