电机控制器的制作方法

1.本技术涉及控制设备制造技术领域，尤其是涉及一种电机控制器。


背景技术：

2.相关技术中，控制器与电机、减速器多为分体式结构，部分厂家也在进行三合一产品的开发。现有分体式方案相较与三合一方案整体重量大，材料利用率低，效率低。其中，现有的电机控制器的各个部件为分体设计，且通过三相线、旋变线束相连实现自身内部结构的连接以及与外部结构的连接，水管的安装拆卸不便同时密封性较差，易出现松动的情况，且现有的分体式控制器的整体结构较大，只能布置到后备箱中，占用后备箱空间，导致后备箱不平整，同时由于空间结构的限制，只能合理地适用于空间限制较小的纯电动车，且需要布置到前舱作为前驱动电桥使用，而无法满足后桥高度方向的要求，不能合理地安装于后桥地板下方，存在改进的空间。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种电机控制器，通过设计一种混合动力电动汽车用三合一后驱动电桥的控制器结构设计方案，缩小了整体结构占用空间，可以灵活地布置在汽车的后桥地板下方。
4.根据本技术实施例的电机控制器，包括：下盖基座，所述下盖基座具有敞开的安装腔；igbt模块，所述igbt模块可拆卸地安装于所述安装腔内且与所述安装腔的内壁之间密封配合，所述igbt模块与ac输出模块电连接；控制板，所述控制板安装于所述安装腔内且与所述igbt模块间隔开，所述控制板与信号插件相连；驱动板，所述驱动板安装于所述安装腔内，且所述控制板与所述igbt模块均与所述驱动板电连接。
5.根据本技术实施例的电机控制器，igbt模块、控制板和驱动板集成在下盖基座的安装腔内，大大提高了电机控制器的集成度，使电机控制器的整体结构缩小，安装简便，具有更大的成本优势和灵活度，便于将电机控制器以及电机和减速器共同安装于车辆的后桥地板下方，增强适用性。
6.根据本技术一些实施例的电机控制器，所述igbt模块与所述驱动板通过波峰焊电连接，所述控制板与所述驱动板通过脉冲调制线束电连接。
7.根据本技术一些实施例的电机控制器，还包括：直流支撑电容和直流滤波组件，所述直流支撑电容和所述直流滤波组件间隔开安装于所述安装腔内，所述直流滤波组件与电源接插件相连，所述直流滤波组件与所述直流支撑电容电连接，所述直流支撑电容与所述igbt模块电连接。
8.根据本技术一些实施例的电机控制器，所述直流滤波组件包括：底座，所述底座设有与所述电源接插件相连的输入铜排；磁环，所述磁环与所述底座通过导热固定胶相连；安规电容，所述安规电容与所述底座通过导热固定胶相连且通过电阻焊电连接，所述安规电容与所述直流支撑电容电连接；其中，所述底座设有随形槽，所述磁环和所述安规电容均安
装于所述随形槽内。
9.根据本技术一些实施例的电机控制器，所述igbt模块与所述安装腔的内壁通过螺纹连接件可拆卸地相连，且所述igbt模块与所述安装腔的内壁之间设有igbt密封圈。
10.根据本技术一些实施例的电机控制器，还包括：屏蔽板，所述屏蔽板与所述下盖基座可拆卸地相连，且所述屏蔽板位于所述控制板与所述igbt模块之间。
11.根据本技术一些实施例的电机控制器，所述屏蔽板与所述控制板之间设有导热垫，且所述屏蔽板与所述下盖基座的内壁之间设有导热填缝剂。
12.根据本技术一些实施例的电机控制器，还包括：上盖，所述上盖可拆卸地安装于所述下盖基座，且所述上盖用于封闭所述安装腔的敞开口，且所述上盖与所述屏蔽板通过上盖加强筋间隔开。
13.根据本技术一些实施例的电机控制器，还包括：弯水嘴和快插水嘴，所述弯水嘴和快插水嘴均可拆卸地安装于所述下盖基座，且所述弯水嘴和快插水嘴与所述下盖基座的配合处均设有密封件，所述安装腔内设有与所述弯水嘴、所述快插水嘴连通的水路。
14.根据本技术一些实施例的电机控制器，还包括：直流霍尔传感器，所述直流霍尔传感器与所述控制板通过电流检测线束电连接；交流霍尔传感器，所述交流霍尔传感器与所述ac输出模块螺栓连接固定，交流霍尔传感器与控制板通过ac霍尔线束电连接。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
15.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
16.图1是本技术实施例的电机控制器的爆炸图；
17.图2是本技术实施例的电机控制器的爆炸图(含上盖)；
18.图3是本技术实施例的电机控制器的断面图。
19.附图标记：
20.电机控制器100，
21.下盖基座1，直流支撑电容2，圆柱销3，弯水嘴4，电压检测线束5，驱动板6，ac输出母排7，交流霍尔传感器8，透气阀9，ac输出模块10，ac霍尔线束11，旋变线束12，igbt模块13，脉冲调制线束14，快插水嘴15，电流检测线束16，直流霍尔传感器17，底座18，磁环19，安规电容20，上盖21，屏蔽板22，导热垫23，控制板24，dc插接件25，温度检测线束26，igbt密封圈27，高压警示标签28，固线夹29，控制器铭牌30，信号插件31。
具体实施方式
22.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
23.如无特殊的说明，本技术中的前后方向为车辆的纵向，即x向；左右方向为车辆的横向，即y向；上下方向为车辆的竖向，即z向。
24.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
25.下面参考图1-图3描述本技术实施例的电机控制器100，该电机控制器100的整体结构较小，占用的安装空间小，能够合理地安装于后桥地板下方，适用性较佳。
26.如图1所示，根据本技术实施例的电机控制器100，包括：下盖基座1、igbt模块13、控制板24和驱动板6。
27.下盖基座1具有敞开的安装腔，下盖基座1作为电机控制器100的包络载体，如图1所示，安装腔的上端敞开，igbt模块13、控制板24和驱动板6集成安装在下盖基座1的安装腔内，即本技术中的电机控制器100的主要元件均设于下盖基座1，这样，各个元件不需单独占用安装空间，利于降低电机控制器100整体的结构尺寸，且将各个元件安装于安装腔内，可避免元件受到下盖基座1外的干扰，提高电机控制器100的工作稳定性。
28.需要说明的是，下盖基座1设有透气阀9，在透气阀9与下盖基座1之间通过塑料卡扣实现两者之间的机械连接，透气阀9与下盖基座1之间通过o形圈轴向密封的形式实现两者之间的密封，透气阀9通过防水透气膜实现箱体内外的气体交换和压差平衡。
29.同时，下盖基座1上设有圆柱销3，圆柱销3与下盖基座1之间通过过盈配合压装在下盖基座1上，从而固定下盖基座1与其它零部件的相对位置。
30.igbt模块13可拆卸地安装于安装腔内，例如igbt模块13与下盖基座1之间可以通过螺栓实现两者之间的机械连接，以使igbt模块13能够从安装腔内灵活地拆卸。且igbt模块13与安装腔的内壁之间密封配合，需要说明的是，安装腔内设有用于对各个元件进行散热的水道，同时igbt模块13与下盖基座1之间通过igbt密封圈27实现水道密封，其中，安装腔设有igbt密封槽，igbt密封圈27安装在igbt密封槽，通过igbt模块13通过螺栓预紧力压紧igbt密封圈27的同时，将igbt模块13固定在下盖基座上实现水道的密封。
31.igbt模块13用于控制电流的通断，igbt模块13与ac输出模块10电连接，其中，ac输出模块10与电机的电机输入铜排电连接，以使igbt模块13能够将驱动电流通过ac输出模块10输出给电机，以驱动电机开始运行，其中，ac输出模块10与igbt模块13之间设有ac输出母排7，以使ac输出模块10通过ac输出母排7与igbt模块13实现电连接，ac输出母排7与ac输出模块10之间通过螺栓压接固定的形式实现固定和大电流导通，且ac输出母排7与igbt模块13之间通过螺栓压接固定的形式实现固定和大电流导通。
32.其中，ac输出模块10与下盖基座1之间通过密封圈实现密封，且ac输出模块10通过导电铜柱攻螺纹的形式实现电机三相铜端子的固定，替代了电机接线座结构提高了电驱动系统的集成度，降低了较长的传输线束承受外界干扰的风险，简化了原有三相线安装工艺的繁琐性，提高了电驱动系统的集成度，使得减少接线座降低成本的同时，降低了铜排的温升，提高了系统效率。
33.控制板24安装于安装腔内，且控制板24与igbt模块13间隔开，控制板24与信号插件31相连，即控制板24能够通过信号插件31接受外部的控制信号。且控制板24连接有用于检测电压的电压检测线束5，且电压检测线束5与控制板24之间通过插件过孔后选择性波峰
焊的形式实现线束焊接固定与信号导通。其中，控制板24通过信号插件与旋变线束12实现信号连接，且旋变线束12与电机旋变连接器之间通过信号插件实现信号连接。
34.旋变线束12将线束和塑料件注塑在一起，在塑料件的外圈装有唇形密封圈。旋变线束12与下盖基座1之间通过螺栓实现两者之间的机械连接。且旋变线束12在安装时与箱体形成径向的迷宫密封，旋变线束12与下盖基座1之间通过多唇形径向密封圈实现密封，保证电机控制器100腔体与电机腔体之间的密封，旋变线束12设计有屏蔽接地，通过安装点与箱体导通。使整个旋变线束12的密封结构更紧凑，空间占用率小。
35.控制板24与igbt模块13均与驱动板6电连接，也就是说，控制板24和igbt模块13均能够与驱动板6实现电信号的传输，且在具体地执行中，控制板24在接收到外部的控制信号之后，根据控制信号控制驱动板6驱动igbt模块13开通关断，将输入的直流电转化为交流电，进而输出给电机，以控制电机开启运行。
36.下盖基座1上设有温度检测线束26，温度检测线束26与下盖基座1之间通过螺栓压接固定的形式实现温度传感器的固定与稳定的信号采集，驱动板6与温度检测线束26通过插件过孔后选择性波峰焊的形式实现线束焊接固定与信号导通，在温度传感器的检测后，通过温度检测线束26传递到驱动板6上，驱动板6通过旋变线束12将信号传递到控制板mcu进行信号处理。
37.其中，在本技术中，通过ac输出模块10密封、旋变线束12密封，使得电机控制器100单体密封等级达到ip67，与现有的三合一方案相比，本技术的电机控制器100的抗环境干扰的能力更强，可以有效防止合箱时螺钉等异物掉落至箱体内部，实现了防掉落、防异物的功能。
38.本技术实施例的电机控制器100，igbt模块13、控制板24和驱动板6集成在下盖基座1的安装腔内，大大提高了电机控制器100的集成度，使电机控制器100的整体结构缩小，安装简便，具有更大的成本优势和灵活度，便于将电机控制器100以及电机和减速器共同安装于车辆的后桥地板下方，增强适用性。
39.在一些实施例中，igbt模块13与驱动板6通过波峰焊电连接，具体地，驱动板6与igbt模块13之间通过igbt信号插针过孔后选择波峰焊的形式实现igbt与驱动板6的信号导通，便于驱动板6驱动igbt模块13执行相关操作，且驱动板6与igbt模块13之间通过塑料自攻螺钉实现两者之间的机械连接。
40.控制板24与驱动板6通过脉冲调制线束14电连接，即驱动板6与控制板24之间通过脉冲调制(pwm)线束14实现信号连接。需要说明的是，脉冲调制线束14与控制板24之间通过信号插件实现信号连接，脉冲调制线束14与驱动板6之间通过信号插件实现信号连接。
41.其中，本技术的电机控制器100，还包括：直流支撑电容2和直流滤波组件。
42.直流支撑电容2和直流滤波组件间隔开安装于安装腔内，这样，电机控制器100的更多个元件均集成于下盖基座1的安装腔，利于提高电机控制器100的集成度，减小元件单独设置所需的安装空间。
43.其中，直流滤波组件与电源接插件相连，其中，电源接插件用于与外部电源连接，以使外部的直流电能够通过电源接插件输入到直流滤波组件。且直流滤波组件与直流支撑电容2电连接，直流支撑电容2与igbt模块13电连接。也就是说，在直流电通过电源接插件输入后，依次通过直流滤波组件、直流支撑电容2传递到igbt模块13。
44.具体地，直流支撑电容2与igbt模块13之间以铜排压接的形式实现两者之间的电气连接，并通过螺钉固定，直流支撑电容2与下盖基座1之间以螺栓固定的形式实现两者之间的机械连接，直流支撑电容2与下盖基座1之间通过导热填缝剂实现传热连接，由此，可实现直流支撑电容2、直流滤波组件与igbt模块13相对位置的固定。且直流支撑电容2还连接有电压检测线束5，且电压检测线束5与电容之间通过螺栓压接固定的形式实现线束固定和信号导通。其中，电压检测线束5的另外一端通过插件过孔后选择性波峰焊的形式实现线束焊接固定将电压信号传递到控制板24进行信号处理。
45.其中，直流支撑电容2的安装贴合面为铝制材料，使直流支撑电容2芯子直接和铝制材料接触，通过铝制材料优秀的导热能力来提高直流支撑电容2的散热能力，提高散热效率。同时直流支撑电容2塑壳内部集成4个y电容，使得直流支撑电容2本身的滤波能力更强。
46.在一些实施例中，直流滤波组件包括：底座18、磁环19和安规电容20。
47.其中，底座18设有与电源接插件相连的输入铜排，电源接插件与底座18通过底座18上的输入铜排实现插接配合。
48.需要说明的是，底座18集成了电源接插件的公端铜排特征，使得电机控制器100高度方向尺寸缩短有利于整车搭载，同时直流滤波组件集成快插连接器的公端铜排有利于电机控制器100的结构布置，减小了铜排及螺栓的使用数量，省下了购买插件公端的成本。
49.磁环19与底座18通过导热固定胶相连，即磁环19与底座18之间通过导热固定胶实现两者之间的机械连接与传热连接，磁环19通过滤波作用将电流中的噪声部分转化为热能过滤掉，增加产品的电磁兼容能力。
50.安规电容20与底座18通过导热固定胶相连且通过电阻焊电连接，安规电容20与直流支撑电容2电连接。也就是说，安规电容20与底座18之间通过电阻焊实现引脚固定与信号导通，安规电容20通过电容的滤波特性过滤电流中的噪声，增加产品的电磁兼容能力。
51.安规电容20包括磁环19前端后端各两个y电容，磁环19后端一个x电容，通过使用电阻焊工艺将4个y电容及1个x电容直接与功率铜排连接，并通过铜排单独接地，大大缩短了电容引脚距离，提高了滤波性能的同时保证了焊点的质量稳定可靠。
52.其中，底座18设有随形槽，底座18通过注塑随形槽与导热固定胶粘接相结合的形式固定磁环19与安规电容20，能保证磁环19和电容在最适合的拓扑结构位置上进行滤波，同时能够保证安装方便与机械结构稳定可靠。
53.由此，通过集成底座18、磁环19、安规电容20等关键零部件，使直流滤波组件作为一个分总成件安装，则滤波器模块集成度更高，且安装简便，具有更大的成本优势。
54.在一些实施例中，igbt模块13与安装腔的内壁通过螺纹连接件可拆卸地相连，且igbt模块13与安装腔的内壁之间设有igbt密封圈27。
55.igbt模块13与下盖基座1之间通过螺栓实现两者之间的机械连接，igbt模块13与下盖基座1之间通过igbt密封圈27实现水道密封，igbt密封圈27安装在下盖基座1的igbt密封槽中，通过igbt与箱体下盖基座1的压紧力实现控制器腔体内水道的密封。
56.在一些实施例中，igbt模块13采用pin分结构，增加功率器件与水流的换热面积，igbt模块13采用定制化的模块，高度方向和宽度方向尺寸比市场现有模块小约20％，同时采用散热效率高的pin分结构直接水冷，通过增加功率器件与水流的直接接触面积，提高散热效率。
57.本技术实施例还包括：屏蔽板22，屏蔽板22与下盖基座1可拆卸地相连，且屏蔽板22位于控制板24与igbt模块13之间。例如，屏蔽板22与下盖基座1之间可以通过螺栓固定的形式实现两者之间的机械连接，而屏蔽板22与控制板24之间可以通过螺栓固定的形式实现两者之间的机械连接。
58.需要说明的是，屏蔽板22采用压铸铝合金材料制作不同于一般产品的冷匝钢板，在屏蔽效果相同的同时，提高了抗振动能力，由于制作工艺不同提高了各个安装面的位置精度，由于压铸铝材的导热系数高于冷匝钢板，提高了控制板24电路的散热能力。同时重量和成本较冷匝钢板优势明显。
59.屏蔽板22与控制板24之间设有导热垫23，且屏蔽板22与下盖基座1的内壁之间设有导热填缝剂，而控制板24与屏蔽板22之间通过螺栓固定的形式实现两者之间的机械连接。屏蔽板22与控制板24之间通过导热垫23实现传热连接，将控制板24上的热量，传导至屏蔽板22上，减小控制板24与屏蔽板22之间的热阻，提高散热能力，与传统的绝缘纸加导热硅脂相比，安装更加方便、可多次拆卸，且绝缘、散热效果稳定。同时屏蔽板22与下盖基座1之间通过导热填缝剂实现传热连接。需要说明的是，屏蔽板22与固线夹29通过杉树形卡扣将信号线束固定在屏蔽板22上，实现线束的平稳走线。
60.本技术实施例还包括：上盖21，上盖21可拆卸地安装于下盖基座1，且上盖21用于封闭安装腔的敞开口，且上盖21与屏蔽板22通过上盖加强筋间隔开。
61.具体进行中，上盖21与下盖基座1之间通过螺栓固定的形式实现两者之间的机械连接，上盖21与dc接插件25通过螺栓固定的形式实现两者之间的机械连接。上盖21与下盖基座1之间通过密封胶实现箱体密封以起到防护内部器件的作用，该密封胶具有良好的弹性，固化后单面有粘性，可以实现多次拆装，比传统的密封圈更容易实现自动化生产和质量管控。同时单台成本要低于传统密封圈。
62.其中，上盖21与下盖基座1之间通过上盖加强筋与屏蔽板22实现噪声源与信号电路的隔离，优化电磁兼容特性。同时，上盖21通过造型设计及加强筋的合理布置优化nvh性能，一阶模态较常规控制器增加200hz～300hz左右，更加适合三合一高功率的后桥环境。
63.需要说明的是，dc接插件25与上盖21布置位置为上下布置，与其它产品不同的是开盖互锁与高压互锁由逻辑并联关系变为逻辑串联。从机械结构上讲如果需要开盖首先必须拔掉高压互锁插件，所以就省掉了单一的开盖互锁结构，降低成本的同时，减少了线束与信号插件31的应用，使得系统可靠性提高。
64.本技术实施例还包括：弯水嘴4和快插水嘴15，弯水嘴4和快插水嘴15均可拆卸地安装于下盖基座1，且弯水嘴4和快插水嘴15与下盖基座1的配合处均设有密封件，安装腔内设有与弯水嘴4、快插水嘴15连通的水路。
65.在一些实施例中，快插水嘴15与下盖基座1之间可以通过螺栓固定的形式实现两者之间的机械连接，快插水嘴15与下盖基座1之间可以通过o形圈径向密封的形式实现两者之间的密封，避免水道中的水泄漏。同时，快插水嘴15与下盖基座1之间设有防错销以实现安装防错。
66.由此，下盖基座1作为电机控制器100的包络载体，承担着三相输出端口密封、旋变线束12密封、控制板24低压接插件密封、igbt水道密封、水道布置、以及内部器件防护、支撑、固定等作用。箱体中的水路通过igbt密封圈27实现箱体内部密封，箱体外部通过搅拌摩
擦焊实现水道密封，比同类产品使用螺栓、盖板、密封圈进行密封结构更加简单，可靠性更高。
67.本技术实施例还包括：直流霍尔传感器17和交流霍尔传感器8。
68.直流霍尔传感器17与控制板24通过电流检测线束16电连接，同时直流霍尔传感器17与底座18之间通过螺栓固定的形式实现两者之间的机械连接与电流导通。电流检测线束16与直流霍尔传感器17之间通过信号插件实现信号连接，电流检测线束16与控制板24之间通过信号插件实现信号连接，从而将直流霍尔传感器17检测到的信号通过电流检测线束16传递给控制板24。
69.交流霍尔传感器8与ac输出模块10电连接。交流霍尔传感器8与ac输出模块10之间通过螺栓压接固定的形式实现固定，交流霍尔传感器8与控制板24设有ac霍尔线束11，通过ac霍尔线束11实现信号连接。而交流霍尔传感器8与ac输出模块10之间通过霍尔效应采集ac电流信号，在获得信号后，ac霍尔线束11与交流霍尔传感器8的信号插件导通信号，信号经由ac霍尔线束11导入控制板24内。其中，ac霍尔线束11与下盖基座1之间通过固线夹29实现线束固定。
70.在具体的执行过程中，可以将高压警示标签28通过自身的背胶粘贴于上盖21的机加工面上。通过高压警示标签28上的图文，让我们提高安全防护意识。同时可以将控制器铭牌30通过自身的背胶粘贴于下盖基座1的机加工面上。通过铭牌上的文字让使用者了解到产品的主要参数。
71.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
72.尽管已经示出和描述了本技术的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。