交流电机控制器的制作方法与流程

本发明涉及车用配件技术领域，具体地说，是涉及一种用于电动车的交流电机控制器的制作方法。

背景技术：

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。

现有的交流电机控制器包括具有一个壳体，壳体通常包括一块散热底板以及位于散热底板上的面盖，壳体围成一个腔体，交流电机控制器的电路板安装在该腔体内。交流电机控制器通常包括功率板、三个功率模块以及交流接触器，三个功率模块通常固定在散热底板上，而功率板通常安装在功率模块上。

交流电机控制器接收蓄电池输出的直流电，并将直流电逆变转换成交流电输出，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，即功率管，如晶闸管或IGBT等，用于对直流电进行控制。

由于现在的电动车使用的功率较大，交流电机控制器内形成的电压较高、电流较大，因此诸如IGBT等器件需要承受较高的电压以及较大的电流。然而，如果使用大功率的IGBT将导致交流电机控制器的生产成本过高，功率扩展不灵活，不利于电动车的推广，且交流电机控制器的制作步骤及制作工业复杂，不利于交流电机控制器的生产。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种制作简单、功率扩展灵活且可保证各部件之间连接牢固可靠的交流电机控制器的制作方法。

为了实现本发明的主要目的，本发明提供交流电机控制器的制作方法，交流电机控制器包括散热底板和三个功率模块，每一个功率模块包括第一PCB基板、第一正极铜排、第一负极铜排、电流输出铜排和两组IGBT模块组，第一PCB基板上设置有多个第一通孔以及多个第二通孔，其中，第一PCB基板还设置有多个焊盘，一个第一通孔与一个第二通孔位于一个焊盘内，每一组IGBT模块组包括多两个以上并联连接的IGBT模块，交流电机控制器的制作方法包括：对第一PCB基板进行贴片处理，将第一正极铜排的第一引脚插装到一个第一通孔上，将第一负极铜排的第二引脚插装到另一个第一通孔上，将电流输出铜排的第三引脚插装到再一个第一通孔上，将每一组IGBT模块组的IGBT模块的第四引脚插装到一个第二通孔上，将第一引脚、第二引脚、第三引脚分别与第一通孔进行波峰焊接，同时将第四引脚与第二通孔进行波峰焊接，使第一PCB基板上的定位孔与散热底板上的定位销配合连接，并使两组IGBT模块组朝向散热底板，在两组IGBT模块组和散热底板之间安装绝缘导热板，并使绝缘导热板邻接在散热底板和两组IGBT模块组之间，在第一正极铜排上安装正极接线柱，并使正极接线柱穿过第一PCB基板，在第一负极铜排上安装负极接线柱，并使负极接线柱穿过第一PCB基板。

由上可见，使第一引脚、第二引脚和第三引脚分别与一个第一通孔配合，并通过波峰焊接分别对一个第一通孔与相对设置的一个第一引脚、第二引脚或第三引脚进行焊接。并且，使第四引脚与一个第二通孔配合，并通过波峰焊接对第二通孔与第四引脚进行焊接，使得交流电机控制器的组装更加方便。此外，将第一PCB基板上的一个第一通孔与一个第二通孔设置在一个焊盘内，使得一个第一通孔与相对应的一个第二通孔能够是实现电连接。在IGBT模块组和散热底板之间设置绝缘导热板能够加快对IGBT模块产生的热量进行疏导，对IGBT模块起到保护作用。而设置IGBT模块组，可以直接通过该改变IGBT模块组的IGBT模块的数量，使得交流电机控制器的扩展更加灵活，简化了交流电机控制器的加工工艺，同时，使得交流电机控制器的结构更加简单、安装更加方便。

进一步的方案是，交流电机控制器还包括功率板，功率板包括第二PCB基板、第二正极铜排、第二负极铜排、绝缘层和电容组，第二PCB基板设置有多个第三通孔以及多个第四通孔，交流电机控制器的制作方法还包括：在完成正极接线柱和负极接线柱的安装后，将螺栓穿过第二PCB基板的连接孔和定位销将第二PCB基板安装在散热底板上，并使正极接线柱与第二正极铜排电连接，使负极接线柱与第二负极铜排电连接，并且，在完成第二PCB基板的安装前，对第二PCB基板进行贴片处理，将第二正极铜排的第五引脚插装到一个第三通孔上，将绝缘层的第一侧与第二正极铜排邻接，将第二负极铜排的第六引脚插装到另一个第三通孔上。并使第二负极铜排与绝缘层的第二侧邻接，将电容组的电容的第七引脚插装到一个第四通孔上，将第五引脚、第六引脚分别与第三通孔进行波峰焊接，同时将第七引脚与第四通孔进行波峰焊接。

由上可见，使第五引脚和第六引脚分别与一个第三通孔配合，并通过波峰焊接分别对一个第三通孔与相对设置的一个第五引脚或第六引脚进行焊接。并且，使第七引脚与一个第四通孔配合，并通过波峰焊接对第四通孔与第七引脚进行焊接，使得交流电机控制器的组装更加方便。而在第二正极铜排和第二负极铜排之间设置绝缘层，能够防止第二正极铜排和第二负极铜排之间产生电连接，进而防止功率板发生短路。

更进一步的方案是，第二正极铜排上设置有第一避让孔，在对负极接线柱和第二负极铜排进行电连接时，使负极接线柱穿过第一避让孔，第二负极铜排上设置有第二避让孔，在对正极接线柱和第二正极铜排进行电连接时，使正极接线柱穿过第二避让孔。

由上可见，设置第一避让孔，避免负极接线柱与第二正极铜排进行短接，设置第二避让孔，正极接线柱与第二负极铜排进行短接，提高交流电机控制器使用的安全性。

更进一步的方案是，在完成第二PCB基板的贴片处理后，在第二PCB基板上安装第一输入接线柱，并使第一输入接线柱与第二正极铜排电连接，在第二PCB基板上安装第二输入接线柱，并使第二输入接线柱与第二负极铜排电连接。

由上可见，在第二PCB基板上安装第一输入接线柱和第二输入接线柱，使得交流电机控制器能够分别通过第一输入接线柱和第二输入接线柱与蓄电池的正极和负极进行连接，并将蓄电池的正极和负极输出的电流传递到第二正极铜排和第二负极铜排上。

更进一步的方案是，在完成绝缘导热板的安装后，在散热底板上安装多组弹性压片组，并使一组弹性压片组压合在一组IGBT模块组上。

由上可见，安装弹性压片组对IGBT模块组进行固定，以保证IGBT模块与散热底板的连接的稳固性。

更进一步的方案是，安装绝缘导热板时，先在散热底板上安装温度传感器，然后再安装绝缘导热板，并使温度传感器与绝缘导热板邻接。

由上可见，安装温度传感器对三个功率模块的当前温度进行实时监测，并在当功率模块的工作温度炒锅安全阈值时进行报警，对交流电机控制器起到保护作用，防止IGBT模块由于温度过高而烧毁。

更进一步的方案是，在完成电流输出铜排安装后，在电流输出铜排上安装输出接线柱，并使输出接线柱与电流输出铜排电连接。

由上可见，当交流电机控制器的一个功率模块在对直流电逆变成U、V、W三相电源中的一相后，能够通过输出接线柱对三相电机进行供电。

更进一步的方案是，绝缘导热板由陶瓷制成。

由上可见，陶瓷具有优良的导热性能，使用陶瓷制成的绝缘导热板能够及时将IGBT模块产生的热量传递到散热底板进行散热，提高交流电机的使用安全性，并延长IGBT模块的使用寿命。

附图说明

图1是本发明交流电机控制器的制作方法实施例的交流电机控制器的结构图。

图2是本发明交流电机控制器的制作方法实施例的功率模块的结构图。

图3是本发明交流电机控制器的制作方法实施例的功率模块的分解图。

图4是本发明交流电机控制器的制作方法实施例的第一PCB基板的结构图。

图5是图4中A处的放大图。

图6是本发明交流电机控制器的制作方法实施例的功率板的结构图。

图7是本发明交流电机控制器的制作方法实施例的功率板的分解图。

图8是本发明交流电机控制器的制作方法实施例的安装状态示意图。

图9是本发明交流电机控制器的制作方法实施例的另一安装状态示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参照图1，交流电机控制器1包括散热底板10、功率模块2、功率模块200、功率模块201和功率板3，其中，功率模块2、功率模块200和功率模块201均安装在散热底板10上，并通过散热底板10上的相应的连接柱销101对功率模块2、功率模块200和功率模块201进行定位。功率板3设置在功率模块2、功率模块200和功率模块201的上方，并且，功率板3分别与功率模块2、功率模块200、功率模块201电连接。

参照图2和图3，功率模块2、功率模块200和功率模块201具有相同的结构、功能，其中，功率模块2包括第一PCB基板21、第一正极铜排22、第一负极铜排23、电流输出铜排24、两组IGBT模块组和绝缘导热板27。

本实施例中，功率模块2用于控制电机的一相的电流，如U相的电流，因此功率模块2将形成U相的上桥臂以及下桥臂。并且，上桥臂由四个并联的小功率IGBT模块构成，下桥臂也是由四个并联的小功率IGBT模块构成，从而使用多个小功率管的IGBT模块形成大功率的IGBT模块，满足电动车的工作要求。同理地，功率模块200、功率模块201分别用于控制电机的一相电流。

在功率模块2中，两组IGBT模块组包括IGBT模块组25和IGBT模块组250，并且，IGBT模块组250与IGBT模块组25具有相同的功能、结构。其中，IGBT模块组25包括两个以上的IGBT模块251，具体地，IGBT模块251的数量为四个，每一个IGBT模块251设置有第四引脚252。

第一正极铜排22上设置有多个第一引脚221，此外，第一正极铜排22还包括正极接线柱222。正极接线柱222与第一正极铜排22的本体电连接,正极接线柱222用于与功率板3的正极电连接。具体地，第一引脚221的数量为四个，一个第一引脚221与IGBT模块组25的一个IGBT模块251相对地设置，并且，第一引脚221与相对设置的一个IGBT模块251电连接。

第一负极铜排23上设置有多个第二引脚231，此外，第一负极铜排23还包括负极接线柱232。负极接线柱232与第一负极铜排23的本体电连接，负极接线柱232用于与功率板3的负极电连接。具体地，第二引脚231的数量为四个，一个第二引脚231与IGBT模块组250的一个IGBT模块相对地设置，并且，第二引脚231与相对设置的一个IGBT模块电连接。

电流输出铜排24上设置有多个第三引脚241和多个第三引脚242，且IGBT模块组25、IGBT模块组250分别与电流输出铜排24电连接。具体地，第三引脚241的数量为四个，一个第三引脚241与IGBT模块组25的一个IGBT模块251相对地设置；第三引脚242的数量为四个，一个第三引脚242与IGBT模块组250的一个IGBT模块相对地设置。

绝缘导热板27邻接在两组IGBT模块组和散热底板之间，由于陶瓷具有优良的导热性能，所以使用陶瓷制成绝缘导热板27能够加快对两组IGBT模块组的IGBT模块所产生的热量进行疏导，及时降低IGBT模块的热量，保证交流电机控制器1的使用安全性并提高交流电机控制器1的使用寿命。

参照图4，第一PCB基板21上设置有多个第一通孔，分别是第一通孔211、第一通孔212、第一通孔213和第一通孔2130，其中，第一通孔211、第一通孔212和第二通孔213的数量均为四个。此外，第一PCB基板21上还设置有第二通孔组，第二通孔组的数量为四组，每一组第二通孔组包括三个第二通孔214和三个第二通孔2140。

如图5所示，图5表示为一个第一通孔211、一个第一通孔212、第一通孔213、一个第一通孔2130和一组第二通孔组的相对位置示意图。并且，第一PCB基板21上还设有多个焊盘216，其中，一个第一通孔和一个第二通孔位于一个焊盘216内。

具体地，一个第一通孔211与相对设置的一个第二通孔214位于一个焊盘216内；一个第一通孔212与相对设置的一个第二通孔2140位于另一个焊盘216内；一个第一通孔213与相对设置的一个第二通孔214位于又一个焊盘216内；一个第一通孔2130与相对设置的一个第二通孔2140位于再一个焊盘216内。并且，第一通孔通过焊盘216与相对设置的一个第二通孔电连接。

参照图6和图7，功率板3包括第二PCB基板31、电容组32、第二正极铜排33、第二负极铜排34和绝缘层35。

其中，第二PCB基板31上设置有多个第三通孔311、多个第三通孔312、多个第四通孔313、第一输入接线柱314和第二输入接线柱315。

第二正极铜排33、第二负极铜排34设置在电容组32和第二PCB基板31之间。具体地，电容组32包括多个电容320，每一个电容320通过第七引脚321与第二PCB基板31的第四通孔313进行连接。

第二正极铜排33上设置有多个第五引脚331，一个第五引脚331与第二PCB基板31上的一个第三通孔311进行连接。此外，第二正极铜排33上还设置有正极连接孔332和第一避让孔333。

第二负极铜排34上设置有多个第六引脚341，一个第六引脚341与第二PCB基板31上的一个第三通孔312进行连接。此外，第二负极铜排34上还设置有负极连接孔342和第二避让孔343。

绝缘层35邻接在第二正极铜排33和第二负极铜排34之间，绝缘层35用于防止第二正极铜排33和第二负极铜排34之间产生电连接，进而避免由于第二正极铜排33和第二负极铜排34之间由于存在电连接而导致的功率板3短路。

此外，如图2所示，功率模块2还包括两组弹性压片组26，两组弹性压片组26分别与散热底板10固定连接，且一组弹性压片组26压合在一组IGBT模块组上，对IGBT模块组进行固定。

具体地，每一组弹性压片组26包括两个弹性压片261，并且一个弹性压片261的两端压合在相邻的两个IGBT模块上。每一个弹性压片261的两端朝向第一PCB基板21的一侧分别延伸地设置有限位块262，第一PCB基板21在位于每一个弹性压片261的上方相对地设置有限位槽215，并且，每一个弹性压片261的两端的限位块262位于相对设置的限位槽215内。通过在弹性压片26上设置限位块262，并使限位块262位于相对设置的限位槽215内，能够有效的防止弹性压片26相对IGBT模块发生转动时，IGBT模块压合在IGBT模块上的端部不会完全脱离IGBT模块，进而使得弹性压片26对IGBT模块具有足够的压合力。

功率模块2还包括输出接线柱243和电流传感器，其中，输出接线柱243与电流输出铜排24电连接，电流传感器用于监测IGBT模块组的当前电流，当电流超出安全阈值时，功率模块2会进行报警，对交流电机控制器起到保护作用。此外，第一PCB基板21上还设置驱动接口217，驱动接口217设置在第一PCB基板21的一端，用于接收驱动信号。

交流电机控制器1还包括温度传感器4，温度传感器4设置在绝缘导热板27和散热底板10之间，温度控制器4用于监测功率模块2、功率模块200和功率模块201上的IGBT模块的当前温度，并在当功率模块的工作温度超过安全阈值时进行报警，对交流电机控制器起保护作用，防止IGBT模块由于温度过高而烧毁。

此外，由于功率模块200和功率模块201与功率模块2具有相同的结构、功能，所以功率模块200和功率模块201的安装方式、连接方式均与功率模块2相同，故不在此过多赘述。

参照图8和图9，并结合图3、图4和图7，交流电机控制器1的制作方法包括以下步骤：

功率模块2的组装步骤如下：

首先，对第一PCB基板21进行贴片处理。

接着，将第一正极铜排22的第一引脚221插装到第一PCB基板21上的相匹配的第一通孔211上，并使第一引脚221与第一通孔211间隙配合。

接着，将第一负极铜排23的第二引脚231插装到第一PCB基板21上的相匹配的第一通孔212上，并使第二引脚231与第一通孔212间隙配合。

接着，将电流输出铜排24上的第三引脚241插装到第一PCB基板的上的相匹配的第一通孔213上，并使第三引脚241与第一通孔213间隙配合；同时，将电流输出铜排上24上的第三引脚2410与第一PCB基板21上的相匹配的第一通孔2130上，并使第三引脚2410与第一通孔2130间隙配合。

接着，将IGBT模块组25的IGBT模块251的第四引脚252插装到与第一PCB基板21上的相匹配的第二通孔214上，并使第四引脚252与第二通孔214间隙配合；将IGBT模块组250的IGBT模块的第四引脚插装到与第一PCB基板21上的相匹配的第二通孔2140上，并使第四引脚与第二通孔2140间隙配合。

接着，通过波峰焊接一次性同时对第一引脚221和第一通孔211、第二引脚231和第一通孔212、第三引脚241和第一通孔213、第三引脚2410和第一通孔2130、第四引脚252和第二通孔214、IGBT模块组250的IGBT模块的第四引脚和第二通孔2140进行焊接。进而使第一PCB基板21分别与第一正极铜排22、第一负极铜排23、电流输出铜排24、IGBT模块组25以及IGBT模块组250进行电连接并进行固定。

接着，在电流输出铜排24上安装输出接线柱243，并使输出接线柱243与电流输出铜排24的本体电连接。

接着，在散热地板10上的凹槽内安装温度传感器4，然后，在散热底板10上安装绝缘导热板27，并使绝缘导热板27与散热底板10邻接并且是绝缘导热板27与温度传感器4邻接。

接着，使完成焊接后的第一PCB基板21上的定位孔与散热底板10上的相匹配的定位销101配合连接，进而对第一PCB基板21进行定位。在安装第一PCB基板21时，使两组IGBT模块组朝向散热底板10，并使两组IGBT模块组与绝缘导热板27邻接。

接着，在散热底板10上安装弹性压片组26，并使一组弹性压片组26的弹性压片261压合在一组IGBT模块组的IGBT模块上。

然后，在第一正极铜排22上安装正极接线柱222，并使正极接线柱222穿过第一PCB基板21上的避让孔，并且，在第一负极铜排23上安装负极接线柱232，并使负极接线柱232穿过第一PCB基板上21的另一个避让孔。

功率板3的组装步骤如下：

在对第二PCB基板31进行安装前，首先，对第二PCB基板31进行贴片处理，在完成第二PCB基板31的贴片处理后，在第二PCB基板31上安装第一输入接线柱314，在第二PCB基板31上安装第二输入接线柱315。

接着，将第二正极铜排33的第五引脚331插装到第二PCB基板31上的第三通孔311内，并使第五引脚331与第三通孔311间隙配合。

接着，在第二正极铜排33上安装绝缘层35，并使绝缘层35的第一侧与第二正极铜排33邻接，且使第二正极铜排33与第一输入接线柱314电连接。

接着，在绝缘层35的第二侧上安装第二负极铜排34，并使第二负极铜排34与绝缘层35的第二侧邻接，同时，使第二负极铜排34的第六引脚341插装到第二PCB基板31上的第三通孔312内，并使第六引脚341与第三通孔312间隙配合，且使第二负极铜排34与第二输入接线柱315电连接。

接着，将电容组32的电容320的第七引脚321插装到一个第四通孔313上，并使第七引脚321与第四通孔313间隙配合。

然后，通过波峰焊接一次性同时第五引脚331和第三通孔311、第六引脚341和第三通孔312、第七引脚321和第四通孔313进行焊接，使第二PCB基板31分别与第二正极铜排33、第二负极铜排34以及电容组32进行电连接并进行固定。

在完成上述功率板3的组装步骤，并完成正极接线柱222和负极接线柱232的安装后，功率板3的组装步骤还包括将螺栓穿过第二PCB基板31的连接孔和散热底板10的定位销101将第二PCB基板31安装在散热底板10上，并使正极接线柱222与第二正极铜排33的正极连接孔332电连接，使负极接线柱232与第二负极铜排34的负极连接孔342电连接。

此外，在对负极接线柱232和第二负极铜排34进行电连接时，使负极接线柱232穿过第二正极铜排33上的第一避让孔333；在对正极接线柱222和第二正极铜排34进行电连接时，使正极接线柱222穿过第二负极铜排34上的第二避让孔343。

由上可见，本发明提供的交流电机控制器的制作方法使得交流电机控制器的扩展更加灵活，并且简化了交流电机控制器的制作工艺，使得交流电机控制器的制作更见简单。同时，使得交流电机控制器的结构更加简单、安装更加方便且使各部件之间连接牢固可靠。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。