专利名称：一种电动汽车控制器中电容的固定和电气连接结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电动汽车领域，尤其是涉及一种电动汽车控制器中电容的固定和电气连接结构。
背景技术：
目前，以电为动力或动力辅助的汽车系统不论是纯电动，还是混合动力，电动驱动及控制是其核心内容，反观现在的电驱动汽车，除了日本的普锐斯比较成功外，其他的基本还没有达到量产实用阶段，制约其发展的因素除了成本外(主要是电池的成本)，可靠性是各厂家都不愿提及的一个因素，所以提高控制器的可靠性成为当务之急。在控制器中，因功率器件(IPM/IGBT/M0SFE等)工作时流过高频电流，会产生很高的di/dt，电路的配线电感的压降L*di/dt形成的关断浪涌电压加载到功率器件上使其造成损坏或使最终使用寿命降低，大大降低了产品的整体寿命。除了常用的附加薄膜电容，降低开关频率外，减少电路的配线电感是行之有效的根本解决之道。另外，因常采用的电容容量不能太小，综合考虑体积和成本，目前绝大多数厂家都采用电解电容，不管是电解电容或者其他电容的固定及减震，现在的大多数方法都存在着过定位和欠定位等缺陷，而且基本都没有减震的措施，因此而造成的连接紧固松脱事故和电容早期失效寿命缩短等经常发生，也成为了提高控制器可靠性，延长产品最终寿命的主要因素。总之，在现有的控制器中电容的固定方式中，存在电容没有进行完整的机械定位或者是过定位，在电气方面电路的配线电感较大，两个电极(正负极)不能很好的进行电气耦合，导致器件的性能下降或者是早期损坏等技术问题。
发明内容为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电容的固定以及连接方式有效降低系统的配线电感，简化电容的固定方式，保证电容的稳固安装和有效减震，进而提高控制器的整体可靠性，延长控制器的使用寿命，尤其适合于车载条件下的情况。该结构适用于绝大多数的控制器产品。本实用新型的技术方案是一种电动汽车控制器中电容的固定和电气连接结构， 其特征在于电容的正、负极输出端分别与对应极性的极板直接固定并电连接，两极板之间设有绝缘板并相互绝缘，两极板分别与功率器件固定并电连接；电容尾部采用固定件压紧固定，电容尾部与固定件之间还设有弹性减震部件。进一步，所述两极板在对应电容相应极性的输出端位置分别开有连接孔，连接孔的大小满足紧固螺栓使对应极性的极板与输出端相互固定并电连接；所述正、负极板和绝缘板在对应电容的负、正极输出端设有穿过孔，绝缘板上的穿过孔的孔径满足紧固螺栓的安装半径，极板上的穿过孔的直径大于紧固螺栓顶部的直径；进一步，远离电容的极板的连接孔与对应极性的电容输出端之间还设有一个导电连接件。进一步，所述导电连接件为圆环形。进一步，所述导电连接件的厚度等于靠近电容的极板厚度与绝缘板厚度之和。进一步，所述弹性减震部件为导热绝缘弹性橡胶。本实用新型具有的优点和积极效果是电容整体固定采用两点固定方式，第一点将电容的电气输出和固定合二为一，使其既传导电流，也起支撑固定作用，正负极两极板是电气耦合式的安装方式，减少配线电感；第二点在电容接近另一端的地方进行减震固定，同时进行电容直径不同的补差和电容的减震。电容的固定更加方便紧固，减震效果突出，具有结构简单、维修方便、加工成本低、生产效率高、作用明显等优点，同时降低了系统的配线电感，提高了控制器的性能，延长了控制器的使用寿命，更加适合车载条件下的使用等优点。
图1是本实用新型的电容头部固定连接示意图图2是电容头部负极输出端位置的剖面结构示意图图3是电容头部正极输出端位置的剖面结构示意图图4是电容固定连接方式侧视图图5是多个电容固定及多点弹性减震部件连接示意图图中1、电容；2、电容正极输出端紧固螺栓；3、电容负极输出端紧固螺栓；4、正极板；5、负极板；6、绝缘板；7、功率器件；8、功率器件负电极紧固螺栓；9、功率器件正电极紧固螺栓；10、导电连接件；11、穿过孔；12、连接孔；13、散热底板；14、上压板；15、下固定板； 16、弹性减震部件
具体实施方式
将电容的正负极引出极板和电容的固定合二为一，即电容的电气连接引出极板兼做电容的支撑固定。如图1、图2和图3所示，正、负极板在功率器件上直接固定，因一般大功率的功率器件电极引入多是M6/M8等螺栓安装方式，加上为导通较大的电流正负极板都有一定的厚度，所有做电容的支架在强度和刚度方面都没有问题。电容的正、负极输出端(简称头部，以下同)直接固定在相互重叠的正、负极板上， 正、负极板间以绝缘板隔离，这样正、负极板形成电气耦合降低配线电感。我们以负极板作为靠近电容的极板为例，负极板上开连接孔并通过紧固螺栓和电容头部的负极输出端相连，那么在对应于负极输出端的绝缘板和正极板上开穿过孔，穿过孔的大小依次保证负极板的紧固螺栓安装半径(绝缘板)和与正极板的电气安全距离；相类似，在对应于电容头部的正极输出端的负极板和绝缘板上开穿过孔，穿过孔的大小保证电容头部的正极输出端与负极板的电气安全距离，对于正极板和电容头部的正极输出端的距离差，通过在正极板上对应电容正极输出端的位置增加一个厚度正好等于负极板的厚度和绝缘板的厚度之和的圆形导电连接件(一般采用和极板相同材质的导电铜环)来补正。这样电容的头部通过正负极极板就和功率器件固定在了一起，而功率器件是固定在底板上的，所以电容就得到了固定。如图4和图5所示为第二点的结构在电容远离正负极输出端(简称尾部，以下同)的位置在底板上设立第二个固定点。因电容的制造误差以及不同批次产品或厂家的差异，电容的直径常常变化，固定电容时选用上下两半圆(或少半圆，一般情况下下半部为半圆，上半部为少半圆)固定件压紧固定，半圆或少半圆直径等于电容的直径加上弹性减震部件(常采用导热绝缘弹性橡胶，以此为例)的厚度，在两半圆内敷设一层导热绝缘弹性橡胶，或在下部的半圆内设立两个固定点，在上半部的半圆内设立第三个固定点，形成三点固定，当然也可以设置四个点来固定，图中对所提及的都有表示，当然不止于这三种固定方式。这样做的好处一是可以补正电容的直径变化，二是可以对电容本体进行减震处理，减少因车用震动带来的电容头部固定松脱和电容内部的断极或漏液等造成的早期失效，进而提高整个控制器的使用寿命。同时由于采用了导热绝缘弹性橡胶，当支架的厚度较大时，可以增加电容对外界的传热强度， 降低电容的温度；与此同时进一步增加了电容对外部器件的绝缘强度。以上仅仅是一般应用，也包括类似的或扩展的应用，例如当把支架的厚度增大到电容的总长度时就相当于把电容整个固定在散热底板上也在本专利保护范围之内。通过将固定在功率器件上的电极极板的耦合连接至电容上，整个配线中两个极板基本都处于耦合状态，降低了系统的配线电感，简化了固定工艺。通过电容尾部的压紧固定，对电容进行了稳固的固定，同时加进了减震措施，提高的电容工作的可靠性。以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
权利要求1.一种电动汽车控制器中电容的固定和电气连接结构，其特征在于电容的正、负极输出端分别与对应极性的极板直接固定并电连接，两极板之间设有绝缘板并相互绝缘，两极板分别与功率器件固定并电连接；电容尾部采用固定件压紧固定，电容尾部与固定件之间还设有弹性减震部件。
2.根据权利要求1所述的电容的固定和电气连接结构，其特征在于所述两极板在对应电容相应极性的输出端位置分别开有连接孔，连接孔的大小满足紧固螺栓使对应极性的极板与输出端相互固定并电连接；所述正、负极板和绝缘板在对应电容的负、正极输出端设有穿过孔，绝缘板上的穿过孔的孔径满足紧固螺栓的安装半径，极板上的穿过孔的直径大于紧固螺栓顶部的直径。
3.根据权利要求2所述的电容的固定和电气连接结构，其特征在于远离电容的极板的连接孔与对应极性的电容输出端之间还设有一个导电连接件。
4.根据权利要求3所述的电容的固定和电气连接结构，其特征在于所述导电连接件为圆环形。
5.根据权利要求3所述的电容的固定和电气连接结构，其特征在于所述导电连接件的厚度等于靠近电容的极板厚度与绝缘板厚度之和。
6.根据权利要求1所述的电容的固定和电气连接结构，其特征在于所述弹性减震部件为导热绝缘弹性橡胶。
专利摘要本实用新型提供了一种电动汽车控制器中电容的固定和电气连接结构。采用了将极板既与电容电连接又作为固定部件，通过在极板上分别开孔的方式进行连接，同时中间的绝缘板起隔离作用，对于电容极柱和距离较远的极板采用距离补正的方式保证连接的可靠稳固，同时将固定的结构件分成上下两部分，以便于安装，并通过设置三点或几点甚至是整个内环表面的弹性减震材料(常采用导热绝缘弹性橡胶)的方法进行紧固安装和减震，将两者合二为一。通过采用本实用新型中的电容的固定方式，提高了电容的安装紧固度，增强了减震能力，减少了配线电感，提高了系统的可靠性和性能。
文档编号H01R11/03GK201984954SQ20102064503
公开日2011年9月21日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者刘江涛, 程普 申请人:天津市领航科技发展有限公司