专利名称：一种蓄电池车辆用他励电动机控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车行业用蓄电池车辆的无级调速和外设控制，尤其是一种轻小型电动车辆用他励电动机控制器。
背景技术：
随着环境和能源问题的日益严重，世界各国政府以及各大汽车制造商都在加大力度开发各种不同类型电动汽车，而开发电动车辆的关键技术在于电动机与控制驱动系统。目前，蓄电池车辆大多数以直流电动机作为驱动力。他励电动机是直流电动机的一种，其特点是励磁绕组和电枢绕组分别由两个电源供电，具有较宽的调速范围和环保、高效的特点，因此广泛应用于一些中小型的蓄电池车辆，例如:叉车、拖盘车、堆垛车、清扫车和其他小型工业车辆。这在欧美国家应用比较普遍，而国内蓄电池车辆大都采用进口控制器，虽然其性能比较好，但是价格昂贵。国内在这方面的理论研究和控制软件设计都有一定基础，能力并不很弱，在理论研究的某些方面还有领先的成就，但产业化仍很不理想。由于使用在工业车辆上的他励电动机控制器往往功率较大，这就在散热方面以及性能稳定方面具有较高要求。而现有的他励电动机控制器存在着结构布置不合理的缺陷，散热较差，性能不稳定；同时，绝缘结构也不尽合理，防水结构也不完善，导致电路板经常失灵。为此，设计一种使用可靠、性价比高的他励电机控制器，对于提高蓄电池车辆使用效能具有十分重要的意义。
发明内容本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种布局合理、散热性好，抗震性好、性能稳定的蓄电池车辆用他励电动机控制器。为解决上述问题，本发明的一种蓄电池车辆用他励电动机控制器，包括外壳、散热底座以及安装在外壳内部的控制电路和电流检测模块，其中控制电路包括自上而下布置的主控制板、电容电源板以及驱动板；在外壳顶部竖直向下设置有伸入外壳内部的接线柱，所述接线柱穿过主控制板，与电容电源板连接，并通过导电柱与驱动板相连接；所述接线柱包括电源接线柱、励磁接线柱以及电枢接线柱；在所述外壳上，还设置有输入输出信号接口 ；所述接线柱位于壳体顶部的一端，所述输入输出信号接口位于壳体顶部另一端的左右两侧。所述的接线柱上套有用于密封的锥形橡胶圈，接线柱通过锥形橡胶圈的挤压变形与外壳密封连接。在所述接线柱上设置有卡簧槽，锥形橡胶圈通过设置在卡簧槽内的卡簧进行限位。所述的输入输出信号接口与外壳之间通过娃胶垫密封。在所述外壳上位于输入输出信号接口的位置设置有泄水槽。所述的电流检测模块包括分别套于励磁接线柱与电枢接线柱上，并设有切口的磁环，所述磁环固定在主控制板上，主控制板上的霍尔电流传感器位于磁环切口的中间。所述的驱动板的基板为单面铝基板，上面分布全桥励磁驱动模块、半桥电枢驱动模块以及电源模块。所述的驱动板与散热底座通过导热硅脂相连。所述电容电源板上依电源走线均匀布置若干滤波电容，在电容电源板上安装滤波电容的位置正反两面敷有铜层。采用本发明结构的蓄电池车辆用他励电动机控制器，与现有技术相比，提供一种新的布局结构，其布局较为合理，抗震效果强，运行稳定，散热性好；同时，本发明的蓄电池车辆用他励电动机控制器，绝缘结构合理，防水结构完善，能够避免因进水短路所导致的电路板失灵的缺陷。本发明的使用可靠、性价比高的他励电机控制器，对于提高蓄电池车辆使用效能具有十分重要的意义。
图1为本发明蓄电池车辆用他励电动机控制器的立体图。图2为本发明蓄电池车辆用他励电动机控制器的内部结构图。图3为本发明蓄电池车辆用他励电动机控制器中电容电源板的结构示意图。图4为本发明蓄电池车辆用他励电动机控制器内部结构的侧视图。图5为本发明蓄电池车辆用他励电动机控制器中驱动板的结构示意图。图6为本发明蓄电池车辆用他励电动机控制器中电流检验模块的立体图。图7为本发明蓄电池车辆用他励电动机控制器中接线柱密封结构分解图。图中:电源正接线柱I ;励磁接线柱2 ;外壳加强筋3 ；电枢接线柱4 ;励磁接线柱5 ;电源负接线柱6 ;输入输出信号接口 7 ;外壳8 ;散热底座9 ;泄水槽10 ;驱动板11 ;电容电源板12 ;主控制板13 ;锥形橡胶圈14 ;接插件15 ;硅胶密封垫16 ；电流检测模块18 ;连接柱17 ;滤波电容19 ;定位引脚20 ;信号接插件21 ;导电柱22 ；M0S管23 ;励磁驱动桥臂24 ;单面铝基板25 ；电源模块26 ;励磁驱动桥臂27 ;再生制动桥臂28 ；电枢驱动桥臂29 ;磁环架30 ;磁环31 ;切口 32 ;接线柱底座33 ;导电孔34 ;定位孔35 ;接线柱的本体36 ;卡簧槽37 ；卡簧38
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明技术方案，
以下结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。如图1至7所示所示，本发明的蓄电池车辆用他励电动机控制器，包括外壳8、散热底座9以及安装在外壳内部的控制电路和电流检测模块，其中控制电路包括自上而下布置的主控制板13、电容电源板12以及驱动板11 ;所述主控制板13负责他励电动机控制器的外围输入输出信号的采集、外设的驱动控制、内部反馈信号的采集与处理、故障点监测、算法运算等；电容电源板12负责电源的走线，根据电流流经路线均匀布局滤波电容19，对输入电源和再生制动的反馈电源就近滤波，在电容电源板12上安装滤波电容19的位置正反两面敷有铜层，以增加其散热效果；驱动板11负责构建大功率开关电路以及功率器件的均匀散热。主控制板13与电容电源板12通过连接柱17固定连接。[0026]外壳8采用塑料注塑成型工艺，通过外壳加强筋3增强结构强度。在外壳8顶部竖直向下设置有伸入外壳内部的接线柱，所述接线柱穿过主控制板13，与电容电源板12通过螺丝连接，并通过导电柱22与驱动板11相连接；所述接线柱包括电源正接线柱1、电源负接线柱6，以及励磁接线柱2、5，还包括电枢接线柱4。在所述外壳8上,还设置有输入输出信号接口 7 ;所述接线柱位于壳体8顶部的一端，所述输入输出信号接口 7位于壳体8顶部另一端的左右两侧。如图7所示，所述的接线柱上套有用于密封的锥形橡胶圈14，接线柱通过锥形橡胶圈14的挤压变形与外壳8密封连接；锥形橡胶圈14的锥形面使得接触和密封效果更好。在所述接线柱上设置有卡簧槽37，卡簧槽37安装卡簧38，锥形橡胶圈14套在接线柱上并与卡簧38上表面接触，通过卡簧38进行限位。如图1、2所不,输入输出信号接口 7与控制器外壳8之间存有侧面间隙,娃胶密封垫16拉伸变形后套在接插件15上，外壳内表面与密封垫上表面接触，通过挤压变形进行密封，因清洗和淋洒进入输入输出信号接口 7的水可以通过泄水槽10流出。如图4、7所示，接线柱的本体36穿过主控制板13上的通孔，与主控制板13不接触，接线柱底座33的定位孔35通过螺丝与电容电源板12定位连接，导电孔34通过螺丝与导电柱22连接，导电柱22下端通过焊接固定到驱动板11。主控制板13，电容电源板12以及驱动板11三者之间的信号传输线通过信号接插件21连接。如图5所示，所述驱动板11的基板采用单面铝基板25，单面铝基板25上表面布局功率元器件和规划走线，下表面绝缘，通过导热硅脂与散热底座9平面接触。通过小功率MOS管23并联替代传统的大功率IGBT (绝缘栅双极型晶体管)，通过热平衡分析，规划MOS管驱动模块的布局。驱动板11上设有电源模块26，励磁驱动桥臂24，励磁驱动桥臂27，电枢驱动桥臂29以及再生制动桥臂28。由于励磁驱动桥臂24、27以及电源模块26的电流和发热量相对较小，采用紧凑布局方式。电枢驱动桥臂29以及再生制动桥臂28的电流和发热量相对较大，采用大面积敷铜和宽松布局的方式用于减小阻抗和增强散热效果。如图3、6所示，电流检测模块18分别套在励磁接线2、5和电枢接线柱4上用于检测励磁电流和电枢电流。电流检测模块18由定位引脚20、磁环架30以及具有切口 32的磁环31组成，磁环31通过热熔胶固定于磁环架30中，电流检测模块18通过定位引脚20焊接固定到主控制板13反面，霍尔电流检测芯片焊接于控制板13反面，嵌入于磁环切口 32进行安装。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求1.一种蓄电池车辆用他励电动机控制器，包括外壳、散热底座以及安装在外壳内部的控制电路和电流检测模块，其特征在于:其中控制电路包括自上而下布置的主控制板、电容电源板以及驱动板；在外壳顶部竖直向下设置有伸入外壳内部的接线柱，所述接线柱穿过主控制板，与电容电源板连接，并通过导电柱与驱动板相连接；所述接线柱包括电源接线柱、励磁接线柱以及电枢接线柱；在所述外壳上，还设置有输入输出信号接口 ；所述接线柱位于壳体顶部的一端，所述输入输出信号接口位于壳体顶部另一端的左右两侧。
2.如权利要求1所述蓄电池车辆用他励电动机控制器，其特征在于:所述的接线柱上套有用于密封的锥形橡胶圈，接线柱通过锥形橡胶圈的挤压变形与外壳密封连接。
3.如权利要求2所述蓄电池车辆用他励电动机控制器，其特征在于:在所述接线柱上设置有卡簧槽，锥形橡胶圈通过设置在卡簧槽内的卡簧进行限位。
4.如权利要求1所述蓄电池车辆用他励电动机控制器，其特征在于:所述的输入输出信号接口与外壳之间通过娃胶垫密封。
5.如权利要求4所述蓄电池车辆用他励电动机控制器，其特征在于:在所述外壳上位于输入输出信号接口的位置设置有泄水槽。
6.如权利要求1所述蓄电池车辆用他励电动机控制器，其特征在于:所述的电流检测模块包括分别套于励磁接线柱与电枢接线柱上，并设有切口的磁环，所述磁环固定在主控制板上，主控制板上的霍尔电流传感器位于磁环切口的中间。
7.如权利要求1所述蓄电池车辆用他励电动机控制器，其特征在于:所述的驱动板的基板为单面铝基板，上面分布全桥励磁驱动模块、半桥电枢驱动模块以及电源模块。
8.如权利 要求1所述蓄电池车辆用他励电动机控制器，其特征在于:所述的驱动板与散热底座通过导热硅脂相连。
9.如权利要求1所述蓄电池车辆用他励电动机控制器，其特征在于:所述电容电源板上依电源走线均匀布置若干滤波电容，在电容电源板上安装滤波电容的位置正反两面敷有铜层。
专利摘要本实用新型公开了一种蓄电池车辆用他励电动机控制器，包括外壳、散热底座以及安装在外壳内部的控制电路和电流检测模块，其中控制电路包括自上而下布置的主控制板、电容电源板以及驱动板；在外壳顶部竖直向下设置有伸入外壳内部的接线柱，所述接线柱穿过主控制板，与电容电源板连接，并通过导电柱与驱动板相连接；所述接线柱包括电源接线柱、励磁接线柱以及电枢接线柱；在所述外壳上，还设置有输入输出信号接口。本实用新型布局较为合理，抗震效果强，运行稳定，散热性好；同时，本实用新型的蓄电池车辆用他励电动机控制器，绝缘结构合理，防水结构完善，能够避免因进水短路所导致的电路板失灵的缺陷。
文档编号H05K7/20GK203086403SQ201220693468
公开日2013年7月24日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者康少华, 侍才洪, 李春卉, 周京京, 王爱荣, 解亚 申请人:中国人民解放军军事交通学院