一种电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统，在外层屏蔽体内部安装多个电源浪涌保护器和信号线、控制线路保护器，达到卸载和吸收外部强电场在电动汽车电机控制器外层屏蔽体上、电源线上、信号线上、和冷却水箱上感应出的电流，使电动汽车电机控制器内部电子器件不会受到外部强电磁场的破坏，达到保护电动汽车按设计要求安全高速行驶的要求，冷却水降温系统可以使电动汽车在持续爬坡或者大负载下运行电动汽车电机控制器温度不变。以上技术使电动汽车具备了可以大力推广的部分技术基础，电动汽车大力推广后可以取代现有的以汽油和柴油为燃料汽车，使环境污染得到根本治理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机
，特别涉及一种防止电动汽车电机控制器受到外界强电磁场干扰的电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统。
技术介绍
一、在电动汽车中，电机控制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，现有的电机控制器种类繁多，但布置结构大同小异，在可靠性及耐久性验证中存一些问题，比如驱动模块散热不佳，影响IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)的寿命和系统整体效率；控制器整体密封不到位，恶劣环境下长时间工作或多或少有漏水现象；控制板与驱动板之间未能很好隔离，电磁兼容性差。特别严重的是现有的电动汽车电机控制器的外部只有一层很厚的的金属壳体，受到外界的强电磁场干扰后，电磁场在金属壳体上瞬间达到磁饱和，电磁场攻破金属壳体后瞬间就攻击电动汽车电机控制器集成电路中的核心电子器件，使电机控制器不能正常工作，使电动汽车驱动电机失去控制产生交通事故。二、电磁脉冲防护的三个方面2.1屏蔽:屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减少电磁能的传输，达到电磁防护的一种重要手段，这种屏蔽体不让电磁场到达被保护的设备。2.2接地:接地处理是将电子设备通过适当的方法和途径与大地连接，以提高电子设备电路系统工作的稳定性，有效地抑制外界电磁场的影响，避免机壳因电荷积累过多导致放电所造成的干扰和损坏。2.3滤波器:滤波器可以由电阻、电感、电容一类无源或有源器件组成选择性网络，以阻止有用频带之外的其余成分通过，完成滤波作用，也可以由铁氧体一类有损耗材料组成，由它把不希望的频率成分吸收掉，达到滤波的作用。(参考文献:孙永军《电磁脉冲原理及其防护》《空间电子技术》2004年第3期)三、国际最先进的电源浪涌保护器(SB));信号线、控制线路保护器(SPD)技术介绍:现有的(以下简称S系列产品)系列电源浪涌保护器(SPD);信号线、控制线路保护器(SPD)产品，是全球领先的电力净化、精密仪器保护、电源浪涌滤波保护产品。其正弦波跟踪滤波及特殊化学封装的专利技术，包含浪涌保护和滤波技术，非常符合电磁脉冲防护的技术要求。S系列浪涌滤波产品具有以下优势:3.1多级防护机制，残压可达0V。经过导流的浪涌电压一般在2.5KV?15KV之间，所配备的SPD产品应该经过多级防护后，达到极低的残压，特殊行业能够达到O伏。市场一般浪涌保护产品，最大通流40KA，国标残压值为1800。S产品40KA冲击，残压值小于600V。残压越小，保护效果越好。在8/20us模拟雷电测试环境下，充电电压24.9KV，电流峰值47.8KA，残压值551V，远低于国内产品残压值。3.2响应速度小于I纳秒，有效防护二次雷、感应雷以及电气内部涌流瞬态电压抑制器(简称TVS)。TVS 二级管响应时间小于I纳秒。其它浪涌保护产品采用的压敏电阻响应速度为25纳秒。TVS优点在于:双向保护特性、反映速度快(纳秒量级)、吸收浪涌功率大(瞬态功率达数千瓦)、箝位电压易控制、漏电流低、无损坏极限、体积小。3.3外壳采用NEMA4标准，防水、防火、防爆、防静电。3.4专利的正弦波ORN跟踪技术，精确消除浪涌、谐波功能。传统产品是采用传统上下夹钳式阀值滤波，压敏的特性是当电压达到阀值时对地导通，从而达到泄放电流的目的。S产品采用专利技术增强型ORN正弦波跟踪滤波，按一定的正弦波正负偏移百分比，跟踪消除浪涌“赃电”，净化用电环境，而且残压值很低。在计算机通信系统、电子设备中，电磁脉冲通过导线耦合到电路中去，在线路中产品过压能量传导到设备上从而干扰、损毁设备。导线耦合时能量表现为过压。ORN滤波技术，通过跟踪技术滤波抵制范围，保证电源、信号的“洁净”，使计算机系统、电子设备等避免电磁脉冲的干扰和损毁。3.5独一无二的化学封装专利技术，保障器件持久的可靠性能，500V的电压测试，没有化学封装保护的M0V，48秒温度升至200°C，持续的测试能在短时间内使MOV发生爆炸。而经过特殊化学封装后，500V的电压测试，经过化学封装保护的M0V，3分30秒温度保持在105°C，并一直保持在此温度。而且特殊的化学封闭，能迅速吸收浪涌过程中产生的热量，保护产品元器件，延长器件使用寿命。在电磁脉冲耦合过程中，能量很大，对滤波设备的电子元件器要求也非常高。而S产品的特殊化学封闭，通过散发热量转移能量，保证了元器件的使用寿命，从而保护系统安全。3.6真正的10模(全模)保护，阻断浪涌所有可能通道。设备要求线与线之间进行滤波保护。S产品全模保护，阻断了线与线、线与地所有可能的通道，从而对设备起到完美的保护作用3.7混合多元化模块，热、电双保险熔断电容设计。3.8唯一可不接地的浪涌保护产品，采用专利的正弦波跟踪技术，特殊化学封装，以及纳秒级TVS元件，十模保护以及混合多元化模块，使得S产品可以不通过接地释放能量。由于全模保护，共70片M0V，每片MOV分担的能量比较少。当外面没有接地，MOV在吸收浪涌时，可以通过自身的发热来释放浪涌的能量。经过特殊的化学封装，能迅速吸收MOV产生的热量，保护MOV元器件。从而使得产品能在未接地的情况下进行能量释放。S产品不能接地时，要求地线做等电位连接。在军用通信系统中的移动设备中，由于移动的性质决定了设备接地系统将不尽完善。而传统的浪涌滤波产品，都需要高要求的接地。S产品可以在不接地的情况下做到浪涌滤波保护。(参考文献:美国公司《系列产品说明书》)四、电磁屏蔽的种类4.1高频电磁波屏蔽，主要采用吸收和反射原理，高频电磁波在遇到金属屏蔽体时，产生强烈的涡流效应而使电磁波被吸收，同时由于其波阻抗很高，高频电磁波产生反射损耗。4.2静磁场屏蔽，磁场通过一闭合的高导磁屏蔽体时，由于屏蔽体的导磁率很高，磁阻很低，磁场会通过磁屏蔽通路导出，而使漏入屏蔽体的磁场大幅减少。4.3超低频电磁屏蔽，主要以静磁屏蔽原理为主，同时要考虑电磁兼容，会有部分涡流效应产生的屏蔽作用。五、电磁屏蔽的原理和屏蔽体制造材料的选取5.1低频电磁波比高频电磁波有更高的磁场分量，对于非常低的干扰频率，屏蔽材料的导磁率远比高频时更为重要。屏蔽低频(如工频)电磁干扰的基本原理是磁路并联旁路分流。通过使用导磁材料(如低碳钢、硅钢等)提供磁旁路来降低屏蔽体内部的磁通密度，同时尽量增大涡流损耗，使一部分能量转化为热能消耗掉。屏蔽材料越厚则磁阻越小、涡流损耗越大，屏蔽效果越好。导电率高而导磁率低的材料(如铜、铝等)对电磁波的磁场分量几乎没有屏蔽作用。5.2磁导率还与外加磁场强度有关。当外加磁场强度较低时，磁导率随外加磁场的增加而升高，当外加磁场强度超过一定值时，磁导率急剧下降，这时候材料发生了饱和，材料一旦发生饱和，就失去了磁屏蔽作用。材料的磁导率越高，越容易饱和。因此，在很强的磁场中，磁导率很高的材料并没有良好的屏蔽效能。低碳钢的磁导率在4000左右，饱和强度在22000左右，低碳钢板机械性能好、可焊性好、易加工、不易饱和，是低频电磁屏蔽材料的首选。六、现有技术的不足之处6.1闭合的屏蔽体，它具有结构简单、制造方便、成本低廉的特点，常见的超低频电磁屏蔽装置是采用单层高导磁合金组成，不足之处在于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统，其特征是：在电机控制器(22)的外面安装冷却水箱(21)，冷却水箱进水口(36)和冷却水箱出水口(41)安装在冷却水箱(21)同一个侧面，冷却水通过冷却水箱进水口(36)进入冷却水箱(21)降低外层屏蔽体(19)内的温度后由冷却水箱出水口(41)流出，冷却水箱(21)由导电导磁的金属材料制成，在冷却水箱(21)的外部安装1～5层外层屏蔽体(19)，电机控制器固定板(43)固定在外层屏蔽体(19)的内部，在外层屏蔽体(19)的内部，电机控制器固定板(43)的下部安装：1～5个第一电源浪涌保护器(30)、1～5个第二电源浪涌保护器(31)和1～5个信号线、控制线路保护器(32)，第一电源浪涌保护器(30)上的第一连接线(44)与外层屏蔽体(19)的内表面连接可以卸载和吸收外部强电场在外层屏蔽体(19)的壳体上感应出的电流，防止外部强电场瞬间在外层屏蔽体(19)的壳体上感应出的电流达到饱和然后穿透外层屏蔽体(19)的壳体，攻击电机控制器(22)内部集成电路和电子器件，第一电源浪涌保护器(30)上的第二连接线(45)与冷却水箱(21)的外表面连接，可以卸载和吸收强电场沿着冷却水箱进水口(36)和冷却水箱出水口(41)感应出的进入冷却水箱(21)的电流，第一电源浪涌保护器(30)上的第三连接线(46)与电机控制器(22)外表面连接，可以卸载和吸收在电机控制器(22)上面突然产生的强大电流，在电机控制器固定板(43)上设置电机控制器第一固定口(26)和电机控制器第二固定口(42)，用螺丝把电机控制器第一固定口(26)和电机控制器第二固定口(42)与电机控制器(22)拧紧在一起，在外层屏蔽体(19)上设置外层屏蔽体第一固定器(18)、外层屏蔽体第二固定器(24)、外层屏蔽体第三固定器(28)和外层屏蔽体第四固定器(34)，用于把外层屏蔽体(19)固定在电动汽车上，把外层屏蔽体(19)和冷却水箱(21)用水箱第一固定器(20)、水箱第二固定器(23)、水箱第三固定器(29)和水箱第四固定器(33)连接在一起，在冷却水箱(21)上设置冷却水箱进水口(36)和冷却水箱出水口(41)，外层屏蔽体(19)上开孔处套螺丝扣，在信号线进出导管(37)上套螺丝扣，把信号线进出导管(37)拧紧在外层屏蔽体(19)上，在电源线进出导管(39)上套螺丝扣把电源线进出导管(39)拧紧在外层屏蔽体(19)上，第二信号线(38)穿过信号线进出导管(37)进入外层屏蔽体(19)内部与信号线、控制线路保护器(32)连接，信号线、控制线路保护器(32)上的第一信号线(15)与电机控制器(22)的信号连接器(3)连接，第二电源线(40)穿过电源线进出导管(39)进入外层屏蔽体(19)内部与第二电源浪涌保护器(31)连接，第二电源浪涌保护器(31)上的第一电源线(17)与电机控制器(22)的三相连接器(1)或两相连接器(2)连接，信号线进出导管(37)和电源线进出导管(39)必须是导电导磁的金属制成，要弯成90°或者360°多个360°的螺旋状，以防止外界电磁场沿着信号线进出导管(37)和电源线进出导管(39)的口进入到外层屏蔽体(19)内部，用外层屏蔽体固定螺丝(47)把外层屏蔽体(19)上的外层屏蔽体第一接口(16)、外层屏蔽体第二接口(25)、外层屏蔽体第三接口(27)、外层屏蔽体第四接口(35)上的外层屏蔽体第一接合部(48)和外层屏蔽体第二接合部(49)固定在一起，在电机控制器(22)中通过盒体(100)将电机控制器的各功能性构件紧凑的集成为一体，盒体(100)设置有矩形体，以便于安装到电动大巴车等设备上，为提高盒体(100)内部各构件拆装的便利性，盒体(100)包括盒身(101)和盒盖(102)，盒身(101)为具有开口的矩形体，盒盖(102)扣合在盒身(101)上，在盒体(100)外部固定有三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)，在盒体内部固定有IGBT模块(4)、驱动板(5)、控制板(6)、吸收板(7)、AC母排(8)、DC母排(9)和电容(10)，在盒体(100)外部：三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)安装在盒体(100)的同一侧壁上，将三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)集成在盒体(100)上，位于同一侧壁上，便于与盒体(100)内部各功能性构件电连接，三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)分别采用面板安装式连接器，即将其直接安装到盒体(100)的侧壁上，在盒体(100)内部：IGBT模块(4)安装在盒体(100)的底板上；IGBT模块(4)的上方，自下而上依次设置有驱动板(5)、控制板(6)和吸收板(7)；IGBT模块(4)相对的两侧分别设置有AC母排(8...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：韩磊，
申请(专利权)人：韩磊，
类型：发明
国别省市：北京;11
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