功率单元、电机控制器、动力总成和电动车制造技术

本发明专利技术提供一种功率单元、电机控制器、动力总成和电动车，包括基板、电容组件、功率管组件和霍尔传感器组件，功率单元还包括连接框架和夹持件组件，连接框架设置有冷却桥和外框，冷却桥和外框围成电容容纳槽，冷却桥内设置有冷却通道，连接框架连接在基板上，夹持件组件对功率管组件夹持使多个功率管分别邻接在冷却桥的两侧上，电容组件包括多个电容，电容设置在电容容纳槽内，功率管组件位于电容组件和霍尔传感器组件之间。通过在基板上设置有连接框架，冷却桥用于对功率管进行导热和固定，且将电容设置在电容容纳槽中进行相应的位置固定，可利用回流波峰焊对基板上的所有元件一次性焊接，可有利于提高焊接品质和生产效率。

【技术实现步骤摘要】
功率单元、电机控制器、动力总成和电动车
本专利技术涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种功率单元、电机控制器、动力总成和电动车。
技术介绍
电动车因其不燃烧汽油产生动力，具有环保、污染小的特点，在旅游景区等对环境要求较高的地方得到广泛的应用。现有的电动车设有一个交流电机控制器，用于将蓄电池输出的直流电源转换成三相交流电源并驱动电机转动。电机控制器内的功率单元接收蓄电池输出的直流电，并将直流电逆变转换成交流电向电机输出，因此每一个功率模块对应于三相电机的一相，用于向电机输出U、V、W三相电源中的一相电源。每一功率模块设有两个接收直流电源的端子，分别用于接收正极电源及负极电源，并设有一个电流输出端子，向电机的一相输出电流信号。并且，两个直流电源端子与电流输出端子之间需要设置可控开关器件如功率管和电容，功率管可为晶闸管或IGBT等，用于对直流电进行控制，在工作时功率管会产生废热，故一般需要对功率管进行散热处理。由于功率单元上设置有多种元器件，故对于功率单元的电路布局、电流流向、装配工艺和生产效率均提出较高的要求，以及功率单元在电机控制器内的安装布置和防护性能尤其重要。随着电动车的动力总成的集成化，在电机和电机控制器集成时，需要考虑电机与电机控制器之间连接结构以及相关的布局优化，需要将电机的冷却以及电机控制器的冷却一并考虑，以及相关的电连接结构的优化布置，才能够避免外部环境对动力总成的影响。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种优化器件布局提高生产效率的功率单元。本专利技术的第二目的是提供一种安装有上述功率单元的电机控制器。本专利技术的第三目的是提供一种安装有上述电机控制器的动力总成。本专利技术的第四目的是提供一种安装有上述动力总成的电动车。为了实现本专利技术的第一目的，本专利技术提供一种功率单元，包括基板、电容组件、功率管组件和霍尔传感器组件，电容组件、功率管组件和霍尔传感器组件均焊接在基板上，功率单元还包括连接框架和夹持件组件，连接框架设置有冷却桥和外框，冷却桥和外框围成电容容纳槽，冷却桥内设置有冷却通道，连接框架固定连接在基板上，功率管组件包括多个功率管，夹持件组件对功率管组件夹持使多个功率管分别邻接在冷却桥的两侧上，电容组件包括多个电容，电容设置在电容容纳槽内，功率管组件位于电容组件和霍尔传感器组件之间。由上述方案可见，通过在基板上设置有连接框架，连接框架设置有冷却桥和外框，冷却桥用于对功率管进行导热和固定，且将电容设置在电容容纳槽中进行相应的位置固定，继而将连接框架固定在基板上后，功率管和电容的位置都相对固定，随后可利用回流波峰焊对基板上的所有元件一次性焊接，可有利于提高焊接品质、生产效率及功率单元的良品率。更进一步的方案是，多个功率管分别设置在基于冷却桥延伸方向的宽度方向的两侧部，第一侧部的功率管位于电容容纳槽中，第二侧部的功率管位于电容容纳槽外，霍尔传感器组件位于电容容纳槽外；电容组件、功率管组件和霍尔传感器沿宽度方向布置。由上可见，基于冷却桥的冷却布局，使基板上的主要器件沿宽度方向布置，也通过优化的电路布局实现电流流向的优化，减少回路干扰。更进一步的方案是，夹持件组件包括多个夹持件，夹持件对两侧部的功率管夹持。由上可见，通过夹持件的夹持可稳定地对功率管进行夹持，有利于提高焊接的稳定性。更进一步的方案是，冷却桥在延伸方向的两端部上分别设置有输入口和输出口，输入口和输出口分别与冷却通道连通，输入口的开口方向和输出口的开口方向均背向基板。由上可见，通过将输入口和输出口的位置优化，即背向基板的布置，继而优化水冷管路的布局，也方便了电机控制器和动力总成的一体水冷布局。更进一步的方案是，外框呈拱形设置，位于外侧的电容与外框间隙配合。更进一步的方案是，外框设置有支撑柱，支撑柱连接在外框和基板之间。更进一步的方案是，冷却桥在朝向基板的端面设置有基板连接部，基板连接部与基板连接。由上可见，利用拱形的外框可更为有效地对电容进行限位固定，同时利用支撑柱的架高布置，和利用冷却桥底部的稳定安装，可提高安装焊接稳定性。为了实现本专利技术的第二目的，本专利技术提供一种电机控制器，包括壳体，电机控制器在壳体内设置有如上述方案的功率单元。为了实现本专利技术的第三目的，本专利技术提供一种动力总成，包括电机和如上述方案的电机控制器，电机控制器与电机连接。为了实现本专利技术的第四目的，本专利技术提供一种电动车，包括如上述方案的动力总成。由上述方案可见，通过在基板上设置有连接框架，连接框架设置有冷却桥和外框，冷却桥用于对功率管进行导热和固定，且将电容设置在电容容纳槽中进行相应的位置固定，继而将连接框架固定在基板上后，功率管和电容的位置都相对固定，随后可利用回流波峰焊对基板上的所有元件一次性焊接，可有利于提高焊接品质、生产效率及功率单元的良品率，也为电机控制器、动力总成和电动车提供一种稳定的功率输出。附图说明图1是本专利技术动力总成实施例的结构图。图2是本专利技术动力总成实施例在另一视角下的结构图。图3是本专利技术电机控制器实施例的结构图。图4是本专利技术电机控制器实施例的结构分解图。图5是本专利技术电机控制器实施例在另一视角下的结构分解图。图6是本专利技术功率单元实施例的结构图。图7是本专利技术功率单元实施例沿宽度方向的剖视图。图8是本专利技术功率单元实施例中冷却桥沿延伸方向的剖视图。图9是本专利技术冷却桥实施例的结构分解图。图10是本专利技术电机控制器实施例沿宽度方向的剖视图。图11是本专利技术电机控制器实施例位于机座的开口处的剖视图。图12是本专利技术电机控制器实施例在省略盖体和内壳后的结构图。图13是本专利技术电机控制器实施例在省略盖体、基板和内壳后的结构图。图14是本专利技术电源连接单元实施例的结构图。图15是本专利技术电源连接单元实施例在另一视角下的结构图。图16是本专利技术电源连接单元实施例的结构分解示意图。以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施方式参照图1至图5，动力总成包括电机控制器2和电机1，电机控制器2固定连接在在电机1的径向外周上，电机控制器2向电机1输出三相电源，继而驱动电机1转动。电机控制器2包括壳体，壳体包括机座23和盖体21，机座23和盖体21围成密闭的器件空间，电机控制器2在壳体内设置有功率单元，功率单元包括基板24、电容组件、功率管组件、霍尔传感器组件、连接框架25、夹持件组件和内壳22，电容组件包括多个并排布置的电容241，功率管组件包括多个并排布置的功率管242，功率管242可采用IGBT等常规功率器件或开关器件，霍尔传感器组件包括三个霍尔传感器244，多个电容241、多个功率管243和三个霍尔传感器244组件均焊接在基板24上。参照图6至图10，连接框架25设置有冷却桥26和外框27，外框27呈拱形布置，具体地，外框27呈三段直板首尾相连，且依次相互垂直地设置，外框27的两个端部与冷却桥26连接，继而冷却桥26和外框27围成电容容纳槽273，外框27上均匀地设置有朝向基板24延伸的支撑柱271，且外框27上还均地设置有壳体安装部272，壳体安装部272可采用安装孔或其他安装定位结构设置。冷却桥26包括基座和封盖28，外框27分别与基座的延伸方向的两端连接，基座内设置有沿横向延伸的冷却通道261，冷却通道261为挖设的冷却输送槽，冷却通道261在延伸方向的两端部上分别设置有输入口263和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.功率单元，包括基板、电容组件、功率管组件和霍尔传感器组件，所述电容组件、所述功率管组件和所述霍尔传感器组件均焊接在所述基板上；其特征在于：所述功率单元还包括连接框架和夹持件组件，所述连接框架设置有冷却桥和外框，所述冷却桥和所述外框围成电容容纳槽，所述冷却桥内设置有冷却通道，所述连接框架固定连接在所述基板上；所述功率管组件包括多个功率管，所述夹持件组件对所述功率管组件夹持使多个所述功率管分别邻接在所述冷却桥的两侧上；所述电容组件包括多个电容，所述电容设置在所述电容容纳槽内，所述功率管组件位于所述电容组件和所述霍尔传感器组件之间。

【技术特征摘要】
1.功率单元，包括基板、电容组件、功率管组件和霍尔传感器组件，所述电容组件、所述功率管组件和所述霍尔传感器组件均焊接在所述基板上；其特征在于：所述功率单元还包括连接框架和夹持件组件，所述连接框架设置有冷却桥和外框，所述冷却桥和所述外框围成电容容纳槽，所述冷却桥内设置有冷却通道，所述连接框架固定连接在所述基板上；所述功率管组件包括多个功率管，所述夹持件组件对所述功率管组件夹持使多个所述功率管分别邻接在所述冷却桥的两侧上；所述电容组件包括多个电容，所述电容设置在所述电容容纳槽内，所述功率管组件位于所述电容组件和所述霍尔传感器组件之间。2.根据权利要求1所述的功率单元，其特征在于：多个所述功率管分别设置在基于所述冷却桥延伸方向的宽度方向的两侧部，第一侧部的所述功率管位于所述电容容纳槽中，第二侧部的所述功率管位于所述电容容纳槽外，所述霍尔传感器组件位于所述电容容纳槽外；所述电容组件、所述功率管组件和所述霍尔传感器沿所述宽度方向布置。3.根据权利要求2所述的功率单元，其特征在于：所述夹持...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏鑫，姜桂宾，魏标，莫理雄，
申请(专利权)人：珠海英搏尔电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44