[发明专利]一种集成于电机的逆变器

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成于电机的逆变器，是一种电动汽车内与电机高度集成的逆变器结构。

背景技术

在电动汽车中，逆变器是实现电池的直流电供电与电机的交流电用电变换、实现电机的驱动运行的关键部件，属于电动汽车的核心功率部件，它必须能够持续可靠的运行。

目前，电动汽车上匹配的逆变器一般是独立安装于车架上，电机和逆变器一般通过高压线束、低压线束、水管进行交流电、控制信号、冷却液的传递，造成了成本过高、能量损耗以及空间浪费等，因而电机、逆变器以及减速器的集成化设计成为电动汽车发展的方向。专利CN102267362A描述了一种电动车驱动集成化一体结构，其中逆变器径向集成于电机的正上方，变速器通过联轴器与电机连接，可以实现结构紧凑、体积小、重量轻和效率高的要求。但由于电机和逆变器仍然采用电缆连接，因而没有实现最优的集成化设计，另外逆变器布置于电机的正上方，可能不便于进一步在上部布置DC/DC和充电机等。专利CN1819418A中描述了一种电机和逆变器轴向布置的结构，逆变器和电机共用壳体，实现了较高程度的集成；该逆变器通过电介质的冷却流体对逆变器的功率模块进行喷射冷却，可以实现良好的热交换。但这种设计需要复杂的外部冷却泵和散热器的支撑，造成动力系统结构复杂、成本升高、可靠性下降。专利CN205417150U描述了一种带冷却机构的电机、逆变器和变速器集成装置，包括电机、逆变器、变速器和下部冷却腔、上部冷却腔和中部导流通道，可以对电机、逆变器、变速器进行很好的冷却，也实现了较高程度的集成。但该集成装置的水道设计过于复杂、造成密封困难、可靠性下降；该集成装置并没有进一步解决或阐述逆变器和变速器的集成方式；该集成装置的逆变器的高、低压线束的出线方向为电机的径向方向，并没有最优地利用电机的轴向空间，造成该集成装置所需整车空间较大。

针对上述问题，需要设计一种适合电动汽车特别是纯电动轿车，同时解决逆变器和电机甚至减速器集成度不高、空间浪费严重、成本较高、结构复杂、可靠性低的紧凑化逆变器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成于电机的逆变器，是一种新能源车用逆变器，其可以很好地实现与电机、减速器进行集成，并使得整个集成装置尽可能小地占用整车空间，同时该逆变器具有结构紧凑、成本低、功率密度高、冷却设计简单可靠等特点。

基于上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种集成于电机的逆变器，包括主箱体和顶盖及固定在主箱体内部的电机轴承、电机旋转变压器、IGBT模块、驱动板、电流传感器、电流传感器支架、一体化注塑交流母排、放电电阻、直流母线电容、屏蔽板、控制板，其特征在于：逆变器集成于电机后侧，同时在逆变器上布置减速器输出轴的轴承，以及布置于直流母线电容下方的接线座、直流母排、Y电容，接线座安装于主箱体上，空调保险固定于接线座的嵌装螺母上，空调保险一端与直流母排的负极伸出端相连，一端与空调接插件的负极线束相连；所述直流母排与直流接插件的端子电连接，同时在接线座上分别与空调保险的一端、以及空调接插件的正极线束相连；所述Y电容安装于接线座的矩形卡槽内，每个Y电容的一条线束的线鼻子分别与其中一个直流母排相连，每个Y电容的另外一条线束的线鼻子通过螺栓与主箱体相连，固定在主箱体外部的直流接插件、空调接插件、低压接插件和透气塞；其中直流接插件、空调接插件、低压接插件并排布置于电机的轴向，透气塞布置于逆变器主箱体的侧面，电机的径向；电机轴承通过轴承钢套固定在主箱体上；电机旋转变压器通过螺栓安装于主箱体；IGBT模块通过螺栓安装于主箱体，并布置于电机旋转变压器上方；驱动板布置于IGBT模块上方，并焊接于IGBT模块上；

在IGBT模块相对的两侧分别布置有直流母线电容和电流传感器，一体化注塑交流母排布置于电流传感器和IGBT模块之间，直流母线电容上方依次布置屏蔽板和控制板；接线座布置于直流母线电容下方，并安装于主箱体的局部凹槽内，Y电容卡接于接线座；直流接插件、空调接插件和低压接插件出线方向均为电机轴向。

所述的主箱体内部布置有IGBT模块的冷却水道，冷却水道的进水管安装于主箱体的侧面，冷却水道的出水孔位于主箱体端面，与电机水道直接相连；IGBT模块内部集成水道，主箱体内侧有两个水孔与IGBT模块的水口相连。

所述电流传感器采用三联电流传感器，通过电流传感器支架安装于主箱体的内部、IGBT模块的三相交流端子侧；电机交流端子通过定制的线鼻子穿过电流传感器的开口与一体化注塑交流母排相连。