一种电机控制器和电动汽车的制作方法

本发明涉及电动汽车领域，特别涉及一种电机控制器和电动汽车。

背景技术

近年来世全球汽车保有量不断增加，传统燃油汽车带来的能源问题和环保问题日益突出。新能源汽车的研究正成为全球热点。我国对新能源汽车的研发格外重视，其中，新能源电动汽车更是其中最重要的发展方向。作为新能源电动汽车的核心，电机控制器的技术发展水平直接决定了新能源电动汽车的性能。因此，现阶段对电机控制也提出了新的要求。

现今的电机控制器，基本分为固定电容、功率模块，控制电路板、电机控制器箱体等。其主要特征，表现为：支撑电容结构庞大，需要和功率模块分别固定在电机控制箱体，总体结构较大。驱动控制电路集中在一个印制电路板上，使得驱动模块布局受限，从而造成结构的不灵活。此外，目前的电动汽车为保证运转，所采用的电机控制器大多是借用整车提供的水冷系统对功率器件进行散热。然而，在电机控制器中部分控制组件过载时，由于整车水冷系统无法对控制组件中子功率模块进行散热。若在环境温度及冷却液温度都较高时，极易导致电机控制器的过温损坏。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提供一种电机控制器和电动汽车，以提高电机控制器的散热性能。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种电机控制器，包括：铝基板组件、盖板组件和控制组件；所述铝基板组件用于支撑所述控制组件和所述盖板组件，并与所述盖板组件形成封闭空间，所述控制组件固定在所述封闭空间内；所述控制组件包括：功率模块、驱动控制模块；所述功率模块和所述驱动控制模块通过插接件电连接；所述功率模块由多个子功率模块组成；所述铝基板组件包括：铝基板和多个水槽；多个所述水槽均设在所述铝基板的底面；多个所述子功率模块均固定在所述铝基板的顶面，分别与所述水槽的位置一一对应；所述铝基板的顶面背对所述水槽的位置两侧设有凹槽，所述插接件通过绝缘导热片与所述凹槽抵接；所述子功率模块包括：交流引出线接线柱、驱动控制板、交流过渡铜排和直流过渡铜排；所述驱动控制板、所述交流过渡铜排和所述直流过渡铜排依次层叠压合固定；所述交流引出线接线柱通过所述驱动控制板上设置的通孔与所述交流过渡铜排连接。

进一步的，所述铝基板组件还包括：多个水槽盖板；每个所述水槽盖板对应一个所述水槽，所述水槽盖板密封在所述水槽上；相邻所述水槽依次连通。

进一步的，每个所述子功率模块上均设有直流输入孔；所述驱动控制模块还包括：电容组、印制电路板和多个直流连接柱；所述电容组和多个所述直流接线柱均设置在所述印制电路板上，每个所述直流连接柱与对应的所述直流输入孔电连接。

进一步的，每个所述子功率模块上均设有驱动输入接口；所述驱动控制模块还包括：多个驱动信号接口和多个直流出线组件；多个所述驱动信号接口和多个所述直流出线组件均设置在所述印制电路板上；每个所述驱动信号接口均与对应的所述驱动输入接口电连接。

进一步的，所述驱动控制模块上还设有第一通讯接口；所述盖板组件包括：安装孔、交流引出线孔、第二通讯接口、通讯电路板、信号端口引出线接口、直流引出线孔和盖板；所述盖板内表面固定有所述通讯电路板，所述盖板上还设有所述交流引出线孔和所述安装孔，所述安装孔用于将所述盖板固定在所述铝基板上；所述通讯电路板上固定有所述第二通讯接口、所述信号端口引出线接口和所述直流引出线孔；所述交流引出线接线柱通过所述交流引出线孔用于与电机电连接；所述第一通讯接口与所述第二通讯接口电连接，用于在所述驱动控制模块和所述功率模块之间传输数字信号；所述信号端口引出线接口用于与外部设备电连接，为所述电机控制器与所述外部设备之间的通讯接口；所述直流出线组件通过所述直流引出线孔外接直流电源。

进一步的，所述插接件为三脚直插器件，每个所述插接件均与所述驱动控制板、所述交流过渡铜排和所述直流过渡铜排电连接。

进一步的，所述盖板组件通过螺柱同时与所述控制组件和所述铝基板组件连接并固定。

为解决上述问题，本发明还提供一种电动汽车，该电动汽车包括：电机和上述所述的电机控制器；所述电机控制器与电机电连接，用于控制所述电机。

(三)有益效果

本发明提供的电机控制器采用铝基板作为电机控制器导热散热部分，并在每个子功率模块对应位置设置水槽，能够同时对插接件和子功率模块进行冷却，大幅提高了电机控制器的导热和散热性能。同时功率模块采用分立的设计方案，每一路交流输出用一个子功率模块，结构上更加灵活，安装拆卸方便。同时由于采用结构完全相同的子功率模块，子功率模块中的驱动控制板完全相同，更好的实现了信号的一致性，且各子功率模块中采用铜排作为交流和直流信号的载体，增加了功率密度。

附图说明

图1是本发明优选实施例中提供的电机控制器的结构示意图；

图2是本发明优选实施例中提供的铝基板组件的主视图；

图3是本发明优选实施例中提供的铝基板组件的爆炸示意图；

图4是本发明优选实施例中提供的铝基板组件的仰视图；

图5是本发明优选实施例中提供的子子功率模块的爆炸示意图；

图6是本发明优选实施例中提供的驱动控制模块的主视图；

图7是本发明优选实施例中提供的驱动控制模块的仰视图；

图8是本发明优选实施例中提供的盖板组件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例的电机控制器是用来控制电动汽车的启动、运行、进退、速度、停止以及电动汽车的其它电子器件的核心控制器件，是电动汽车上重要的部件，适用于宽电压范围48v～144v。该电机控制器包括：铝基板组件1、盖板组件3和控制组件2。铝基板组件1用于支撑控制组件2和盖板组件3，并与盖板组件3形成封闭空间，控制组件2固定在封闭空间内。其中，盖板组件3通过螺柱同时与控制组件2和铝基板组件1连接并固定。

其中，控制组件2包括：功率模块21、驱动控制模块22。其中，功率模块21和驱动控制模块22通过插接件214电连接。功率模块21由多个子功率模块组成，通过选择子功率模块的数量，满足12kw～52kw等不同的功率输出要求。铝基板组件1包括：铝基板11和多个水槽。多个水槽均设在铝基板11的底面。多个子功率模块均固定在铝基板11的顶面，分别与水槽的位置一一对应。铝基板11的顶面背对水槽的位置两侧设有凹槽19。铝基板11的顶面背对水槽的位置两侧均设有凹槽19。本实施例中，铝基板11的顶面共设有4个凹槽19，插接件214通过绝缘导热片与凹槽19抵接，以同时对插接件214和子功率模块进行冷却，提高电机控制器的散热性能。

具体地，如图1-2所示，功率模块21由于第一子功率模块211、第二子功率模块212和第三子功率模块213组成。铝基板组件1包括：铝基板11、第一水槽12、第二水槽13和第三水槽14。铝基板11为双面结构，第一水槽12、第二水槽13和第三水槽14相互间隔，设置在铝基板11的底面上。第一子功率模块211、第二子功率模块212和第三子功率模块213均固定在铝基板11的顶面，分别与第一水槽12、第二水槽13和第三水槽14的位置一一对应。

如图5所示，子功率模块包括：交流引出线接线柱2131、驱动控制板2132、交流过渡铜排2133和直流过渡铜排2134。驱动控制板2132、交流过渡铜排2133和直流过渡铜排2134依次层叠压合固定。交流引出线接线柱2131通过驱动控制板2132上设置的通孔与交流过渡铜排2133连接。其中，交流引出线接线柱2131穿过驱动控制板2132的矩形孔，连接到交流过渡铜排2133。驱动控制板2132、交流过渡铜排2133、直流过渡铜排2134采取绝缘漆绝缘后压合到一起，直流过渡铜排2134通过绝缘导热材料固定在凹槽19两侧，即直流过渡铜排2134固定在铝基板11的顶面与水槽的位置一一对应。子功率模块中的驱动控制板2132、交流过渡铜排2133、直流过渡铜排2134通过多个插接件214相互电连接。本实施例中，插接件214为三脚直插器件，每个插接件214均与驱动控制板2132、交流过渡铜排2133和直流过渡铜排2134电连接。

本实施例提供的电机控制器采用铝基板11作为电机控制器导热散热部分，并在每个子功率模块对应位置设置水槽，能够同时对插接件214和子功率模块进行冷却，大幅提高了电机控制器的导热和散热性能。同时功率模块采用分立的设计方案，每一路交流输出用一个子功率模块，结构上更加灵活，安装拆卸方便。同时由于采用结构完全相同的子功率模块，子功率模块中的驱动控制板2132完全相同，更好的实现了信号的一致性，且各子功率模块中采用铜排作为交流和直流信号的载体，增加了功率密度。

基于上述实施例，作为一个优选的实施例，如图1-4所示，铝基板组件1还包括：多个水槽盖板15；每个水槽盖板15对应一个水槽，水槽盖板15密封在水槽上。相邻水槽依次连通，铝基板11两侧设置的水槽依次设有进水口16和出水口17。

其中，铝基板11为双面结构，铝基板11的底面设有第一水槽12、第二水槽13和第三水槽14，第一水槽12和第二水槽13通过第一连接水槽111连通，第二水槽13和第三水槽14通过第二连接水槽112连通，水槽钢盖18分别密封在第一连接水槽111和第二连接水槽112上。第一水槽12设有进水口16，进水口16上装有第一快速接头161，第二水槽13设有出水口17，出水口17上装有第二快速接头171，水经由第一快速接头161，从第一水槽12的进水口16流入，依次经过第一水槽12、第二水槽13和第三水槽14，再由出水口17上的第二快速接头171流出，以通过循环的冷却水同时对电机控制器中的插接件214和子功率模块进行冷却。

可以理解的是，在其他实施例中，可将各水槽相互独立开，每个水槽均设置进水口和出水口，以进一步提高电机控制器的散热性能。

本实施例中，如图5-7所示，每个子功率模块上均设有直流输入孔21321。驱动控制模块22还包括：电容组221、印制电路板222和多个直流连接柱223。电容组221和多个直流接线柱均223设置在印制电路板222上，每个直流连接柱223与对应的直流输入孔21321电连接。为现实对电机的控制，如图5-7所示，每个子功率模块上均设有驱动输入接口21322。驱动控制模块22还包括：多个驱动信号接口224和多个直流出线组件225。多个驱动信号接口224和多个直流出线组件225均设置在印制电路板222上。每个驱动信号接口224均与对应的驱动输入接口21322电连接。

其中，如图5-8所示，驱动控制模块22还设有第一通讯接口226。盖板组件3包括：安装孔31、交流引出线孔32、第二通讯接口33、通讯电路板34、信号端口引出线接口35、直流引出线孔36和盖板37。盖板37内表面固定有通讯电路板34，盖板37上还设有交流引出线孔32和安装孔31，安装孔31用于将盖板37固定在铝基板11上。通讯电路板34上固定有第二通讯接口33、信号端口引出线接口35和直流引出线孔36。交流引出线接线柱2131通过交流引出线孔32用于与电机电连接。本实施例中，驱动控制模块22上还设有多个交流接线柱过孔227，交流引出线接线柱2131依次穿过对应的交流接线柱过孔227和交流引出线孔32与电机电连接。第一通讯接口226与第二通讯接口33电连接，用于在驱动控制模块22和功率模块21之间传输数字信号。信号端口引出线接口35用于与外部设备电连接，为电机控制器与所述外部设备之间的通讯接口。直流出线组件225通过直流引出线孔36外接直流电源。运行时，电机控制器通过直流出线组件225与直流电源连通，外部设备通过信号端口引出线接口35读取电机控制器上的信息，电机控制器通过对应的设置对电流进行调整，再通过与电机连接的交流引出线接线柱2131实现对电机的控制。本实施例提供的电机控制器结构简单，布局合理紧凑，通过直流电源有效实现对电机的控制，同时能通过外部设备获取电机运行的状态，有效提升了电机控制器的性能。

此外，本发明还提供一种电动汽车，该电动汽车包括：电机和本发明以上任一所述的电机控制器。电机控制器与电机电连接，用于控制电机。由于采用了上述电机控制器，该电动汽车中在运行过程中，电机控制器能够同时对插接件和子功率模块进行冷却，大幅提高了电机控制器的导热和散热性能。同时功率模块采用分立的设计方案，每一路交流输出用一个子功率模块，结构上更加灵活，安装拆卸方便。同时由于采用结构完全相同的子功率模块，子功率模块中的驱动控制板完全相同，更好的实现了信号的一致性，且各子功率模块中采用铜排作为交流和直流信号的载体，增加了功率密度，进而大幅提高了电动汽车的性能。其中，电机控制器的结构可参照上述图1-图8相关的文字描述，在此不再赘述。

可以理解的是，本实施例中的电机控制器的应用场景并不仅限于电动汽车，还可用来控制除电动汽车外的其他装置，例如物流车，高尔夫球车，工业车辆等，在此不做限定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。