电流控制结构、电机控制器以及电动汽车制造技术

电机控制器，包括外壳、电容、IGBT模块、控制板和驱动板，所述的外壳上有外部电流输入端口和对外电流输出端口，所述的IGBT模块为单面散热封装模块；所述的控制板包括印制电路板和设置在印制电路板上的电子元件，用于控制电容和驱动板，控制板分别和电容、驱动板信号连接；所述的驱动板包括印制电路板和设置在印制电路板上的电子元件，用于控制IGBT模块，驱动板固定设置在IGBT模块背向散热面的一侧，并和IGBT模块信号连接；本发明专利技术创造的结构简单，没有特别复杂的部件或设计结构，因此，一方面，本领域技术人员可以很容易的理解，并在基本上不增加成本的情况下使用，便于推广应用，另一方面，减少了装配强度和装配难度，可以提升工业生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术创造涉及电动汽车
，具体说是一种针对汽车级电控制需求而设计的电流控制结构，使用该架构的电机控制器以及使用该电机控制器的电动汽车。
技术介绍
电动汽车是以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。相对于传统汽车，电动汽车在节约能源、降低污染、减少排放、低噪音等方面都拥有较大优势，因此电动汽车是未来汽车工业发展的重要方向。电机控制器是将车载电源的输出电流转化为适合驱动电机使用的电气控制装置，优秀的电机控制器可以有效提升能源利用率、保障电机使用寿命。作为车体内装置，电机控制器也面临着空间效率的问题，通常情况下，汽车机舱的空间是有限的，特别是在其水平方向上，需要在符合散热要求的前提下，利用有限的面积布置所需的器件装置，因此，如何能缩小电机控制器，特别是缩小电机控制器在水平方向上的大小成为了电机控制器设计的要点之一。引述技术方案1，中国专利，一种电动车辆开关磁阻电机控制器内部布置结构（公开号：CN105207540A）公开了一种电动车辆开关磁阻电机控制器内部布置结构，包括高压部件、低压部件和散热器底座，高压部件包括IGBT模块、薄膜电容、高压铜排和预充电接触器，高压铜排包括铜排正极、铜排U正、铜排U负、铜排V正、铜排V负、铜排W正、铜排W负和铜排负极，低压部件包括低压主控制板和低压接插件，所述的低压接插件与低压主控制板相连接，高压部件布置在散热器底座上，低压部件布置在高压部件上方。引述技术方案2，中国专利，一种电动汽车的电机控制器（公开号：CN205430835U）公开了一种电动汽车的电机控制器，包括：箱体，包括底板和侧板，所述侧板固定在所述底板的四周并形成一个内凹的腔体，所述底板上设置有一体的散热结构，在所述侧板上开有预留孔；箱盖，用于封闭所述箱体的开口一端；驱动部件，安装在所述箱体内，与外部设备交互的连接口安装在所述侧板上的预留孔中。除了针对引述技术方案1和引述方案2等类似专利进行研究，我们也探访一些市场的电机控制器产品，目前常见的电机控制器内部布置方案中，电容和IGBT模块都是并排放置，有的电容底部连接有散热结构，有的没有散热结构，这样的设计存在如下问题：电容和IGBT模块都要在电机控制器的水平方向上占取一定空间，从而导致电机控制器在水平方向上只能靠不断的压缩部件和部件、部件和外壳之间的空间来缩小其水平面积，因此，在实际生产中，一些电机控制器为了解决空间问题，往往会牺牲一些性能（比如散热、功率等等）。相对于上述电机控制器内部布置架构，本领域技术人员也做了一些改进。引述技术方案3，中国专利，电容连接结构以及电动车控制器（公开号：CN205320371U）公开了一种电容连接结构，包括层叠设置且相互电性连接的功率板和控制板以及设置于功率板上的电容组件；控制板上设有供电容组件穿过的导通口，功率板包括第一表面及第二表面；电容组件包括焊接于第一表面上的电路板以及多个焊接于电路板上并沿导通口穿过控制板的电容器。引述方案3有异于常规设置，但它本身也带来了其它问题：1、电容组件设置在功率板上在装配方面存在较大困难，由功率板来固定电容组件，存在稳定性和安全性问题，；2、层叠设置的功率板和控制板过于接近，会有较大的电磁干扰；3、需要专门设计的印制电路板底板，成本高；4、从水平方向上来看，仍然需要一个电路板加电容的面积，实际上并不能解决占地大的问题。专利技术创造内容本专利技术创造旨在针对现有技术中存在的不足，设计一款结构紧凑，体积较小，连接结构合理、装配工序简便的电流控制结构、使用该结构的电机控制器以及使用该电机控制器的电动汽车。一种电流控制结构，包括电容、驱动板和IGBT模块和控制板；所述的控制板包括印制电路板和设置在印制电路板上的电子元件，用于控制电容和驱动板，控制板分别和电容、驱动板信号连接；所述的驱动板包括印制电路板和设置在印制电路板上的电子元件，用于控制IGBT模块，驱动板设置在IGBT模块背向散热面的一侧，并和IGBT模块信号连接；所述的电容设置在驱动板背向IGBT模块的一侧，并分别和外部电流输入端以及IGBT模块相连接；所述的IGBT模块为单面散热封装模块，且和对外电流输出端相连接。针对上述的电流控制结构，还可以采用如下方案进行进一步优化：控制板可以设置在电容背向驱动板的一些，即空间布置顺序为控制板、电容、驱动板、IGBT模块；对于这一设置方式，为了避免电磁干扰，需要在控制板和电容之间设置电磁屏蔽层，电磁屏蔽层可以为金属网、金属板或者绝缘纸，电磁屏蔽层的结构可以根据需要进行设计，如配合电容上表面结构，在电磁屏蔽层上为连线留出孔道。控制板也可以设置在远离电容的位置，此时，需要在IGBT模块的散热面处引入液冷散热器，例如金属液冷散热流道结构，则控制板设置在金属散热器背对IGBT模块的一侧，并固定在金属散热器上，此时，由于金属散热器起到了电磁屏蔽的作用，因此，无需再设计电磁屏蔽层。对于IGBT模块和电容之间的连接结构，所述的IGBT模块上设置有一字型铜排，一字型铜排的一端和IGBT模块固定连接，一字型铜排的另一端设有螺孔，所述的电容上设置有L型铜排，L型铜排的一端和电容固定连接，L型铜排的另一端设有螺孔并和一字型铜排的螺孔相配合，L型铜排和一字型铜排通过螺栓固定连接。在上述电流控制结构的基础上，我们设计了电机控制器。一种电机控制器，包括外壳、电容、驱动板和IGBT模块和控制板；所述的控制板包括印制电路板和设置在印制电路板上的电子元件，用于控制电容和驱动板，控制板分别和电容、驱动板信号连接；所述的外壳上有外部电流输入端口和对外电流输出端口，外壳内侧还设有固定螺孔并分别和电容、IGBT模块相固定；所述的驱动板包括印制电路板和设置在印制电路板上的电子元件，用于控制IGBT模块，驱动板固定设置在IGBT模块背向散热面的一侧，并和IGBT模块信号连接；所述的电容设置在驱动板背向IGBT模块的一侧，并分别和外壳上的外部电流输入端口以及IGBT模块相连接；所述的IGBT模块为单面散热封装模块，且和外壳上的对外电流输出端口相连接。对于电机控制器而言，由于液冷结构和外壳一般是一体的，因此，其液冷结构可以选择如下方案：外壳的一面设置有液冷结构，液冷结构的壳内部分和IGBT模块的散热面相配合，所述的控制板设置在电容背向驱动板的一侧，控制板和电容之间设置有电磁屏蔽层。对于电机控制器而言，其液冷结构也可以选择如下方案：电机控制器的中部设有封闭式液冷结构，封闭式液冷结构将外壳内部空间分为一大一小两部分，电容、驱动板和IGBT模块固定在壳内空间体积较大的部分，封闭式液冷结构面向该部分的一侧和IGBT模块的散热面相配合，控制板固定在壳内空间体积较小的部分。此外，电机控制器也适用上述电流控制结构的优化方案。在上述电机控制其的设计基础上，我们设计了电动汽车的整车方案。一种电动汽车，包括：驱动电机，用于驱动车辆运行；车载电源，用于为车辆提供能量来源；汽车控制系统，用于监视、控制整个车辆的正常工作，设有端口和电机控制器信号连接；所述的电机控制器，用于控制电动机的运行，包括外壳、电容、驱动板、IGBT模块和电机控制器，其中，IGBT模块为单面散热封装模块；所述的控制板包括印制电路板和设置在印制电路板上的电子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流控制结构，包括电容和IGBT模块，所述的IGBT模块为单面散热封装模块，其特征在于：还包括控制板和驱动板；所述的控制板包括印制电路板和设置在印制电路板上的电子元件，用于控制电容和驱动板，控制板分别和电容、驱动板信号连接；所述的驱动板包括印制电路板和设置在印制电路板上的电子元件，用于控制IGBT模块，驱动板设置在IGBT模块背向散热面的一侧，并和IGBT模块信号连接；所述的电容设置在驱动板背向IGBT模块的一侧，并分别和外部电流输入端以及IGBT模块相连接；所述的IGBT模块和对外电流输出端相连接。

【技术特征摘要】
1.一种电流控制结构，包括电容和IGBT模块，所述的IGBT模块为单面散热封装模块，其特征在于：还包括控制板和驱动板；所述的控制板包括印制电路板和设置在印制电路板上的电子元件，用于控制电容和驱动板，控制板分别和电容、驱动板信号连接；所述的驱动板包括印制电路板和设置在印制电路板上的电子元件，用于控制IGBT模块，驱动板设置在IGBT模块背向散热面的一侧，并和IGBT模块信号连接；所述的电容设置在驱动板背向IGBT模块的一侧，并分别和外部电流输入端以及IGBT模块相连接；所述的IGBT模块和对外电流输出端相连接。2.根据权利要求1所述的电流控制结构，其特征在于：所述的控制板设置在电容背向驱动板的一侧，控制板和电容之间设置有电磁屏蔽层。3.根据权利要求2所述的电流控制结构，其特征在于：所述的电磁屏蔽层为金属网、金属板或者绝缘纸。4.根据权利要求1所述的电流控制结构，其特征在于：所述的IGBT模块的散热面对应设置有液冷散热器，液冷散热器背向IGBT模块的一面设置控制板。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的电流控制结构，其特征在于：所述的IGBT模块上设置有一字型铜排，一字型铜排的一端和IGBT模块固定连接，一字型铜排的另一端设有螺孔，所述的电容上设置有L型铜排，L型铜排的一端和电容固定连接，L型铜排的另一端设有螺孔并和一字型铜排的螺孔相配合，L型铜排和一字型铜排通过螺栓固定连接。6.一种基于权利要求1所述的电流控制结构的电机控制器，包括外壳、电容和IGBT模块，所述的外壳上有外部电流输入端口和对外电流输出端口，所述的IGBT模块为单面散热封装模块，其特征在于：还包括控制板和驱动板；所述的控制板包括印制电路板和设置在印制电路板上的电子元件，用于控制电容和驱动板，控制板分别和电容、驱动板信号连接；所述的驱动板包括印制电路板和设置在印制电路板上的电子元件，用于控制IGBT模块，驱动板固定设置在IGBT模块背向散热面的一侧，并和IGBT模块信号连接；所述的电容设置在驱动板背向IGBT模块的一侧，并分别和外壳上的外部电流输入端口以及IGBT模块相连接；所述的IGBT模块和外壳上的对外电流输出端口相连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴民，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：天津安捷励电控技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津;12