一种基于单管并联的电动汽车控制器的制作方法

本发明涉及单管控制器领域，尤其是涉及一种基于单管并联的电动汽车控制器。

背景技术：

随着电动汽车的不断发展，对驱动电机控制器成本和体积的要求也越来越高，而单管控制器正是在这个时候逐步被多数厂家所采用。单管控制器是一种直接采用单管igbt代替传统的封装模块进行布置的电动汽车用电机控制器，该电机控制器成本较低、稳定性好，且单管igbt体积较小，可以实现较大的功率密度。而传统的电机控制器因为选用一整个集成封装好的功率模块使用，这种功率模块应用范围比较广、输出较为稳定但是价格昂贵，且封装体积大、工艺较为复杂、耐振动性能差，采用封装模块本身成本也居高不下，无法满足整车厂对于电机控制器成本的要求。单管控制器的设计对于成本、体积、耐振动能力、结构可靠性有很大的影响。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于单管并联的电动汽车控制器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于单管并联的电动汽车控制器，包括箱体和箱盖，所述箱体中设有薄膜电容、磁环组件、电流传感器组件、复合母排、pcba控制板，所述薄膜电容与所述复合母排连接；所述箱体中还设有单管散热组件和三相包塑极板，所述单管散热组件包括散热器和设置在散热器上的单管igbt、温度传感器，所述单管igbt分别与所述薄膜电容和pcba控制板连接；所述三相包塑极板的输入端与所述复合母排的三相输出端电气连接，输出端伸出箱体并与电机内部的三相输入端电气连接。

优选的，所述单管散热组件设有并排设置的三个，所述薄膜电容设有两个，分别设置在三个单管散热组件之间的两个间隔中。

优选的，所述单管散热组件上设有多个单管igbt，多个单管igbt分为两组，并通过弹簧夹分别贴紧在散热器的两个侧面。

优选的，所述箱体的侧壁上设有信号插件、母线插件、进水管和出水管，所述信号插件与所述pcba控制板电气连接，所述母线插件的输出端穿过所述磁环组件与复合母排电气连接，所述进水管和出水管分别与所述散热器的进水口和出水口连接。

优选的，所述箱体的底部设有分别与所述进水管和出水管连接的进水道和出水道，所述进水道与所述单管散热组件的进水口连接，所述出水道与所述单管散热组件的出水口连接。

优选的，所述复合母排固定在所述单管散热组件的正上方，且与单管散热组件电气连接，所述pcba控制板固定在所述复合母排的上方。

优选的，所述磁环组件包括磁环支座和设置在磁环支座中的磁环、y电容。

优选的，所述磁环支座上设有用于安装磁环的环形槽，所述环形槽的两侧设有用于安装y电容的立方体凹槽。

优选的，所述电流传感器组件包括固定支座和设置在固定支座上的电流传感器。

优选的，所述复合母排包括由绝缘膜相隔层叠设置的正极板、负极板、三相输出极板。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本单管并联控制器选用了单管igbt，避免了选用封装功率模块本身所产生的缺点，采用单管igbt避免了比较复杂的封装工艺，成本较低，可以满足客户低成本的要求，通过弹簧夹将单管igbt夹紧在散热器两侧对其进行散热，可以很好的满足控制器自身的散热需求，具有高集成性、低电感、低成本、高耐振动性的优点。

2、传统电机控制器通常选用定制化薄膜电容，并通过螺栓将薄膜电容与功率模块进行固定，而本发明选用了标准化电容芯子，其输入、输出引脚统统采用焊接工艺与单管igbt的引脚进行焊接，简化了装配工艺，减少了装配制造成本，且适合大批量自动化生产。

3、磁环组件本身除了集成磁环以外，本装置中的磁环组件还同时集成了y电容，将y电容设置于磁环支座上的凹槽内部，并通过环氧进行灌封固定，这样的集成方式不仅提高了控制器自身的emc性能，而且还减小了装配体积，提高了控制器的集成程度。

4、电流传感器组件包括电流传感器和固定支座，本装置选用了定制专用化电流传感器，将传感器本体与检测芯片分离，检测芯片集成在pcba控制板上，传感器本体则固定在固定支座上，这样方便布置和装配，同时增加了整个电流传感器组件的可靠性。

5、单管散热组件采用了三个并排布置的方式，两个薄膜电容布置排列在三个单管散热组件的中间，而且散热器也是并排设置，可以满足使用要求的同时对六排单管igbt的散热，冷却液从控制器进水口进入控制器内部，然后经过控制器底面三个圆形出口并列进入三个散热器内部，并从散热器出口进入到控制器底面三个圆形入口，最后汇总到控制器的出水口，完成对整个单管控制器的散热，提高了散热的效率。

附图说明

图1为本发明控制器整体结构爆炸图；

图2为本发明控制器的单管散热组件结构示意图；

图3为本发明控制器的箱体结构示意图；

图4为本发明控制器的复合母排结构示意图；

图5为本发明控制器的磁环组件结构示意图；

图6为本发明控制器的磁环支座结构示意图；

图7为本发明控制器的电流传感器组件结构示意图；

图8为本发明控制器的固定支座结构示意图。

图中标注：1、箱体，2、进水管，3、信号插件，4、出水管，5、单管散热组件，6、电流传感器组件，7、复合母排，8、pcba控制板，9、箱盖，10、薄膜电容，11、磁环组件，12、母线插件，13、三相包塑极板，5-1、散热器，5-2、单管igbt，5-3、弹簧夹，5-4、温度传感器，6-1、电流传感器，6-2、固定支座，7-1、正极板，7-2、负极板，7-3、三相输出极板，7-4、绝缘膜，11-1、磁环，11-2、磁环支座，11-3、y电容。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，本申请提出一种基于单管并联的电动汽车控制器，包括箱体1和盖在箱体1上的箱盖9，箱体1中设有薄膜电容10、磁环组件11、电流传感器组件6、复合母排7、pcba控制板8、单管散热组件5和三相包塑极板13。其中，薄膜电容10与复合母排7连接。三相包塑极板13的输入端与复合母排7的三相输出端电气连接，输出端伸出箱体1并与电机内部的三相输入端电气连接。

箱体1的侧壁上设有信号插件3、母线插件12、进水管2和出水管4。信号插件3与pcba控制板8电气连接。母线插件12的输出端穿过磁环组件11与复合母排7电气连接，其输入端与整车高压线束连接到动力电池内部。进水管2和出水管4分别与散热器5-1的进水口和出水口连接，本实施例中，进水管2和出水管4通过冷压固定在箱体1上的进水口和出水口。

如图2所示，单管散热组件5包括散热器5-1和设置在散热器5-1上的单管igbt5-2、温度传感器5-4，单管igbt5-2分别与薄膜电容10和pcba控制板8连接。单管散热组件5上设有多个单管igbt5-2，多个单管igbt5-2分为两组，并通过弹簧夹5-3分别贴紧在散热器5-1的两个侧面，本实施例中，散热器5-1的两侧分别设有3个单管igbt5-2。单管散热组件5设有并排设置的三个，薄膜电容10设有两个，分别设置在三个单管散热组件5之间的两个间隔中。如图3所示，箱体1底部有设有矩形腔体，矩形腔体中还有两个安装槽，箱体1的底部还设有分别与进水管2和出水管4连接的进水道和出水道，进水道与单管散热组件5的进水口连接，出水道与单管散热组件5的出水口连接，散热器5-1的进水口和出水口由设置在箱体1底部的圆孔实现。

如图4所示，复合母排7包括由绝缘膜7-4相隔层叠设置的正极板7-1、负极板7-2、三相输出极板7-3，通过耐高温粘接胶固定成为一个复合母排结构。本实施例中，薄膜电容10的灌封面有六个圆柱状针脚，其中三个为输入针脚，与正极板7-1和负极板7-2电气连接，三个为输出针脚，与单管igbt5-2的输入端电气连接。

复合母排7固定在单管散热组件5的正上方，且与单管散热组件5电气连接，pcba控制板8固定在复合母排7的上方。

如图5所示，磁环组件11包括磁环支座11-2和设置在磁环支座11-2中的磁环11-1、y电容11-3。如图6所示，磁环支座11-2上设有环形槽，环形槽的两侧设有立方体凹槽，磁环11-1通过环氧胶灌封在磁环支座11-2上面的环形槽里面，y电容11-3设置于长方形凹槽里，并通过环氧固定。

如图7所示，电流传感器组件6包括固定支座6-2和设置在固定支座6-2上的电流传感器6-1，固定支座6-2固定在箱体1底部。电流传感器6-1包括壳体和设置在壳体内的三个并列的磁芯，壳体上设有用来容纳电流采集芯片的凹槽，电流采集芯片实现对电流的检测。如图8所示，固定支座6-2上面设有三个沉孔，沉孔底部有三个固定用的六方形凹槽。

整个控制器的装配过程如下：

(1)首先装配磁环组件11，将磁环11-1填在磁环支座11-2的环形槽里面，并用环氧进行灌封，再将y电容11-3填在磁环支座11-2的长方形槽内部，并用环氧固定，形成磁环组件11；

(2)接着装配单管散热组件5，首先将单管igbt5-2分两侧贴近散热器5-1的两个侧面，然后将温度传感器5-4固定在散热器5-1上面，最后用弹簧夹5-3将单管igbt5-2和温度传感器5-4夹紧，成为一个完整的单管散热组件5；

(3)开始装配整机：将进水管2和出水管4装配在箱体1的进水口和出水口，再将单管散热组件5和薄膜电容10固定在箱体1底部，然后将磁环组件11固定在箱体1底面，将固定支座6-2固定在箱体1上，再将电流传感器6-1固定在固定支座6-2上，将复合母排7固定在散热器5-1上方，并且单管igbt5-2的高压输入端引脚与复合母排7中的正极板7-1电气连接，高压输出端引脚与复合母排7中的负极板7-2电气连接，复合母排7中的正极板7-1和负极板7-2的分别与薄膜电容10的正负引脚电气连接，然后将三相包塑极板13固定在箱体1上，使三相包塑极板13的输入端与复合母排7里面的三相输出极板7-3电气连接，接着再将pcba控制板8固定在复合母排7上方，并与单管igbt5-2的信号输入端电气连接，然后将母线插件11固定在箱体1侧壁，母线插件11的端子输入端与复合母排7中的正极板7-1和负极板7-2的输入端电气连接，再将信号插件3固定在箱体1侧壁上，最后将整个箱盖9固定在箱体1上面，完成整个单管控制器装配。