[发明专利]电动车辆电机控制器及控制器总成模块化单元结构方式

说明书

技术领域：

本发明涉及小型电动车辆交流电机控制器及控制器总成的模块化单元结构布局方式，具体讲是：功率半导体模块及其驱动控制板单元1；铝电解电容器集成模块2；内设电流传感器的输出端子构件模块3；接触器4a、功率熔断器4b、分流器4c等功率测量保护组件单元4，和散热铝外壳5、塑胶内盖6、外盖7组成的散热密闭外壳，构成小型电动车辆用交流电机控制器或控制器总成的结构布局方式。

背景技术：

电动车不燃烧化石燃料产生动力，具有环保、污染小特点，已成为未来汽车的发展方向。目前小型纯电动汽车、电动高尔夫球车、电动场地车和工业类电动车辆如电动叉车等得到较快普及。

电动车辆用电磁型电机大致可以分为直流电机和交流电机，交流电机包括交流异步电机(感应电机)和交流同步电机。车用交流同步电机一般是永磁同步电机或是开关磁阻电机。当永磁同步电机工作在方波换向模式时，又常称为无刷直流电机。

交流电机控制器及控制器总成，用于将蓄电池输出的直流电源转换成三相交流电源并控制电机的转矩和转速，是电动汽车的核心技术部件。

图1是本发明电机控制器总成电路结构示意图。

市场上小型电动车辆一般采用中、低压驱动系统，车用低压交流电机控制器产品的公司：如美国curtis、英国sevcon、意大利zapi、意大利sme、美国danaher、英国pg等，包括中国国内专业从事电动车辆电机控制器研发生产的公司，这些企业在电动车辆领域积累多年，拥有成熟的产品。

通常低压电机控制器由功率MOSEFT单管并联组成使直流电转换为交流电的功率开关器件单元；由铝电解电容器并联电容器组，为功率MOSEFT开关器件单元提供稳压滤波和吸收高频噪音用途。

由于功率回路由分立元器件并联构成，均压均流问题比较突出；结构复杂导致主电路脉冲电流使整个电路结构空间中存在较强的电磁场辐射干扰；主回路铝电解电容器ESR值较大，负载工作时产生的热量没有散热设计，导致控制器内部温升很高，元器件可靠性降低；特别是控制器元器件数量众多，制造工作耗时费力。

采用元器件并联集成方式的电机控制器产品并非专门针对电动汽车应用，很多产品的市场定位仅为交流电控叉车领域，所以控制器用在高速电动车辆中，在振动可靠性方面存在较严重的缺陷。

此外电机控制器安装需要特定的平滑金属面，涂抹导热硅脂并与控制器底板精密贴合保障最大程度的导热和功率产生的热量散发，在一般使用环境中，需要外接散热器，这给电机控制器的安装使用带来很多不便。

再有电机控制器与接触器、功率熔断器、分流器等测量保护器件组成控制器总成时，各部分结构相容性不好，需要另外壳体做外部防护使用，存在电机控制器总成不易实现小型化等等问题。

人们对于电机控制器及电机控制器总成产品的小型化，组装工作简易化，解决产品散热问题和提高可靠性等需求强烈。目前低电压大电流功率MOSFET模块产品已经面世，如日本三菱电机公司FM系列功率MOSFET模块产品群，功率MOSFET模块与通常圆柱状的电解电容器通过“矩形方块状有散热面的铝电解电容器功率模组”技术(中国专利申请号：201310009423.5，以下称专利文献1)实现了小型化简易连接。

发明内容：