一种内置大电流继电器的电动车电机驱动器的制作方法

本发明属于电动车电机驱动器技术领域，更为具体地讲，涉及一种内置大电流继电器的电动车电机驱动器。

背景技术：

电动车采用车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，不燃烧汽油，不产生尾气，在世界各地得到广泛应用。

驱动电动车的电机配有一个电机驱动器(或者称为电机控制器)，用于将车载电池的电能输入电机，电机进而将电能转化成电动车前进的动力。电机驱动器通过控制驱动电流来控制电机加速、减速、制动等动作。电动车电机功率在数千瓦到数百千瓦，因此，电机的驱动电流可达上千安培。

现有的电动车电机驱动器外部结构及与电机的连接关系如图1所示，其中，(a)为外部结构图，(b)为与电机的连接示意图。如图1(a)所示，电机驱动器外部电机驱动器共有五个接线端子，包括两个连接电源(分别通过一根电源进线)的接线端子，用来为电机驱动器提供电能，被称之为接电源端，以及三个连接电机的接线端子，用于驱动电机，被称之为接电机端。如图1(b)所示，通常在一根电源进线接一个继电器，用来断开或接通电源，然后接入到电机驱动器，电机驱动器经过一系列控制后，通过三个接电机端驱动电机运转。

在电动车熄火的时候，继电器可以保证电源部分与电机驱动器完全断开，以此提高整车的安全性；在电动车运行时，继电器保证电源部分和电机驱动器可靠连接；在电动车出现紧急事件时，继电器可以及时断开电源部分和电机驱动器。

现有的电动车电机驱动器内部结构如图2所示，主要包括上盖、底盖、控制层、功率层。对于其中的电路来说，一个是功率层，另一个是控制层。电机驱动器的五个接线端子全都固定在功率层上面，功率层上面电流大，发热量高。为了保证电机驱动器可靠的散热，功率层安装在底板(底板一般为金属，具有良好导热性)上。

由于电动车功率大，其电机驱动器属于大电流电机控制领域。现有技术中，电机驱动器采用两种方式来接入继电器，一种如图3(a)所示，通过外置的大电流继电器的断开和闭合实现电源的断开或接通。这种方式需要电机驱动器单独接出控制线来控制继电器，继电器需要独立安装，无法集成电机驱动器中。

为了克服系统集成的问题，另一种如图3(b)所示，在电机驱动器内集成多个小电流继电器，采用多个小电流继电器并联方式来实现对大电流的控制(断开或接通)。这样的结构存在两个缺陷，一是多个小电流继电器在同步导通时，难以保证每个继电器的电阻一致，继而造成电流在每个小电流继电器上并不是均匀分配的，也就是说部分继电器上通过的电流大，部分继电器上通过的电流小，通过电流大的继电器就会非常容易过载而损坏。二是现有的内置小电流通断器必须焊接在控制层上面，电流输入输出引脚也必须焊接在控制层电路板上面。电流必须流过控制层，控制层电路板是针对小电流环境设计的，当大电流通过控制层时，系统发热更大，而且流过控制层电路的大电流会对控制层电路造成较大的干扰，降低了电机驱动器的可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种内置大电流继电器的电动车电机驱动器，在便于系统集成的基础上，消除大电流分配不均匀以及大电流对控制层的干扰问题，提升电机驱动器的可靠性。

为实现上述发明目的，本发明内置大电流继电器的电动车电机驱动器，包括控制层、功率层，其特征在于，还包括：

电源外部接入端，电源外部接入端通过一根电源进线连接到车载电源；

第一触点，其安装在电源外部接入端上；

电源内部接入端，其与功率层连接，为功率层提供大电流，用于驱动电机；

第二触点，其安装在电源内部接入端上；

继电器金属板以及继电器执行器，所述继电器金属板安装在继电器执行器上，所述继电器执行器安装在控制层上，由控制层控制：断开或接通电源；

所述电源外部接入端以及电源内部接入端均不与控制层电路连通；所述电源外部接入端上安装的第一触点以及电源内部接入端上安装的第二触点均位于控制层；在控制层控制继电器执行器接通车载电源时，继电器执行器推动继电器金属板，使其与第一触点、第二触点同时接触，车载电池提供的电流从电源外部接入端进入电机驱动器后，通过第一触点、继电器金属板、第二触点以及电源内部接入端，流入功率层，为功率层提供大电流，用于驱动电机；在控制层控制继电器执行器断开车载电源时，继电器执行器推动继电器金属板，使其与第一触点、第二触点断开接触，从而断开功率层的大电流。

本发明的目的是这样实现的。

本发明内置大电流继电器的电动车电机驱动器，通过将一个电源接入端分为电源外部接入端和电源内部接入端，并在二者位于控制层部分分别安装上分别第一触点、第二触点，这样与安装在控制层的继电器执行器以及安装在继电器执行器上的继电器金属板构成一个内置大电流继电。这样，将继电器触点直接安装在电机驱动器的接线端子(电源外部接入端和电源内部接入端)上，使得整个大电流通路完全不会流过控制层，避免了大电流对控制层的干扰问题，提升电机驱动器的可靠性；同时，由于触点安装在接线端子上，可以使触点与继电器金属板的接触面积做得更大，从而实现大电流的通断，克服了现有内置小电流通断器需要多个，容易出现电流分配不均的问题，避免了继电器过载问题。此外，大电流流动路径缩短，触点产生的热量也容易通过接线端子传导出去，有利于触点散热。

附图说明

图1是现有电动车电机驱动器一实例的外部结构以及与电机的连接关系图；

图2是图1所示电动车电机驱动器的内部结构图；

图3是现有电动车电机驱动器中用来断开或接通电源的继电器的接入方式示意图；

图4是图3(b)所示电机驱动器的内部结构图；

图5是本发明内置大电流继电器的电动车电机驱动器一种具体实施方式的内部结构图，其中，(a)为实际的内部结构图，(b)为安装分解图；

图6是本发明内置大电流继电器的电动车电机驱动器另一种具体实施方式的内部结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

图4是现有技术中内置多个小电流继电器的电机驱动器内部结构图。图4中，画出了两个小电流继电器，实际使用过程中，如果电机驱动器更大，则可能需要更多的小电流继电器。

一根电源进线连接到继电器旁的接线端子即接电源端，这样车载电源的电流经该接线端子同时进入多个小电流继电器，然后经过控制层电路板，控制层与功率层电源连接线到功率层，另一根电源进线直接连接到另一个接电源端，该接电源端的接线端子直接穿过控制层印制板，与功率层电源端连接。

如图4所示，小电流通断器必须焊接在控制层上面，电流输入输出引脚也必须焊接在控制层电路板上面，会对控制层电路造成较大的干扰，同时，小电流通断器的电流分配也容易出现不均匀的现象，造成过载而损坏。

实施例1

在本实施例中，如图5所示，本发明内置大电流继电器的电动车电机驱动器包括控制层3、功率层4。在此基础上，增加有电源外部接入端1，电源外部接入端1通过一根电源进线连接到车载电源(未画出)，在本发明中，在电源外部接入端1上还安装第一触点9，具体如图5(b)所示，电源进线连接到电源外部接入端1的上端部分，第一触点9安装在电源外部接入端1的下端部分，第一触点9为导电性能良好的金属片，电源外部接入端1的底端固定控制层3上，并且与控制层电路板不连通即绝缘，固定方式采用螺杆螺母，实现电源外部接入端1与控制层3可靠固定，特别地，在电源外部接入端1与控制层3之间加入绝缘材料，进一步提高绝缘效果。

在本发明中，还进一步包括电源内部接入端2，电源内部接入端2与功率层4连接，为功率层4提供大电流，用于电机的驱动。

电源内部接入端2上还安装第二触点7，具体如图5(b)所示，电源内部接入端2上端部分位于控制层3上，下端部分穿过控制层3(印制板过孔)连接并固定到功率层4，电源内部接入端2不与功率层4电路连通。第二触点7安装在电源内部接入端2上端部分，与电源外部接入端1上安装的第一触点9位于同一水平面上。所述固定采用螺杆螺母，实现电源外部接入端2与控制层3、功率层4可靠固定。

在本发明中，如图5所示，还进一步包括继电器金属板6以及继电器执行器5，所述继电器金属板6安装在继电器执行器5上，所述继电器执行器5安装在控制层3上，由控制层3控制：断开或接通电源。继电器金属板6与第一触点9、第二触点7均位于控制层3上，并在同一水平面上。

在本实施例中，第一触点9、第二触点7采用导电性高的铜金属片制成，继电器金属板6也为铜金属板，并且三者都进行了相应的工艺处理，使其接触时，能可靠导通。在控制层3控制继电器执行器5接通车载电源时，继电器执行器5推动继电器金属板6向左侧移动，使其与第一触点9、第二触点7同时良好接触，车载电池提供的电流从电源外部接入端1进入电机驱动器后，通过第一触点9、继电器金属板6、第二触点7以及电源内部接入端2，流入功率层4，为功率层4提供大电流，用于电机的驱动。同理，在控制层3控制继电器执行器5断开车载电源时，继电器执行器5推动继电器金属板6，使其与第一触点9、第二触点7断开接触，从而断开功率层4的大电流。

在本发明中，通过将一个电源接入端分为电源外部接入端1和电源内部接入端2，并在二者位于控制层部分3分别安装上分别第一触点9、第二触点1，这样与安装在控制层3的继电器执行器5以及安装在继电器执行器5上的继电器金属板6构成一个内置大电流继电器。

上述内置大电流继电器为大电流电机控制系统(电机驱动器)的功能部件，该部件用于连通车载电源与电机驱动器。通过上述设计，该继电器可以内置于电机驱动器内部。由于该继电器触点直接安装在电机驱动器的接线端子(电源外部接入端子1和电源内部接入端子2)上，使得整个大电流通路完全不会流过控制层3。并且该继电器动作部分(继电器执行器5以及继电器金属板6)直接固定在电机驱动器的控制层3上，由控制层3控制。

在本实施例中，继电器执行器5的支架为金属钣金结构，更利于继电器执行器5线圈的散热，通过在继电器执行器5金属部分与接线端子之间安装导热零件，可以再增加继电器在使用过程中的导热效率，从而使得继电器在相同体积下继电器执行部分体积更小。

在大电流继电器导通时，由于大电流继电器触点直接安装在电机驱动器的接线柱上，电机驱动器功率层的大电流完全不会流过控制层，从而降低了对控制层干扰，使得电机驱动器更加稳定。

此外，第一触点9和第二触点7直接固定在电子驱动器的接线端子上，减短了大电流流动的路径，并且更利于触点散热，触点在工作过程中产生的热量直接通过接线端子(接线柱)传导至外壳，使得构成的大电流继电器可以在相同体积内通过的电流变得更大。

在本发明中，大电流继电器的执行器焊接在控制层上，大电流继电器的金属支架通过热传导材料如散热硅胶等直接可以将热量传导至电机驱动器的接线端子，进而将热量传导至电机驱动器外壳，这样使得大电流继电器可以在相同的体积内通过的电流更大。

实施例2

在本实施例中，如图6所示，将图5中的继电器执行器5更换成微型直线电机10，通过直线电机10驱动触点铜板即继电器金属板6前后运动来实现继电器的断开和闭合。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。