用于旋转电机的控制系统的制作方法

文档序号:23186640发布日期:2020-12-04 14:15阅读:88来源:国知局
用于旋转电机的控制系统的制作方法

本发明涉及特别是机动车辆的旋转电机的控制系统的温度管理。特别地,本发明尤其涉及一种用于旋转电机的控制系统。



背景技术:

旋转电机是优选多相机电装置,其使得可以将电能转换成机械能,反之亦然。旋转电机在汽车领域的已知应用是交流发电机-起动器:一种用于自动停止和重新启动机动车辆的内燃机的装置,其使得可以减少燃料消耗和污染,例如在红灯处短暂停车时。

在机动车辆的重新启动期间,在其临时停止之后,其间切断了内燃机,旋转电机用作电动机,以便从电能产生机械能并驱动内燃机旋转,以便重新启动它。

以已知的方式,旋转电机由控制系统控制。更特别地,控制系统包括:外壳,其容纳功率模块,该功率模块使得可以定义在所述旋转电机的定子的每个电相中流动的电流的值;以及控制模块,其使得可以根据某些环境参数和在机动车辆上测量的数据来控制功率模块。

由于存在许多电子部件,特别是功率部件和滤波电容器,因此控制系统在运行时主要通过焦耳效应产生大量的热能。为了确保最佳运行并且还避免控制模块或旋转电机的故障和/或过早损坏,已知的做法是将一个或多个散热器与控制系统相关以耗散其在运行时产生的热能。

因此,控制系统是已知的,其中外壳还容纳多个散热器,以促进一方面由旋转电机驱动的空气与另一方面控制模块和功率模块之间的热交换。特别是,与功率模块相关的滤波电容器的冷却很难实施;并且已知的做法是将特定的散热器与这些滤波电容器相关,所述散热器位于控制系统的封闭盖的区域中,与所述滤波电容器的一端热接触。不幸的是,与滤波电容器相关的散热器的热性能仍然不足。这导致滤波电容器处的温度升高,从而有助于降低控制系统的效率和可用性。

本发明的目的是提出一种用于旋转电机的新颖的控制系统,以便至少在很大程度上应对上述问题并且还带来进一步的优点。

特别地,本发明的另一目的是更有效地冷却控制系统的滤波电容器。



技术实现要素:

根据本发明第一方面,至少一个上述目的是通过一种控制系统来实现的,该控制系统包括:

–功率模块,其电连接至旋转电机;

–控制模块,其配置为生成至少一个控制信号,该控制信号使得可以控制功率模块,所述控制模块容纳在外壳中;

–至少一个滤波电容器;

–与功率模块相关的第一散热器,所述第一散热器配置为实现由功率模块在其运行时产生的热能热传递至周围空气;

–与控制模块相关的第二散热器,所述第二散热器配置为实现由控制模块在其运行时产生的热能热传递至周围空气。

在根据本发明第一方面的控制系统中,第二散热器热耦合到至少一个滤波电容器,以实现将由所述至少一个滤波电容器产生的热能热传递至周围空气。

控制系统电连接至旋转电机,以便能够生成至少一个电信号,该电信号旨在向旋转电机的定子供应电相。

在本发明的一实施例中,控制系统还连接至电气网络,特别是机动车辆的车载网络。车载网络用于供应所述机动车辆配备有的各种电气设备。车载网络的电源由至少一个电池提供,当机动车辆行驶时,电池可以通过旋转电机而被再充电,旋转电机则将内燃机的机械旋转能转换为电能,其被提供给网络和/或至少一个电池。

有利地,控制模块可以是由基板形成的电路板的形式,通过电轨道电连接在一起的电子部件牢固地固定至基板,从而形成用于生成一个或多个控制信号的电路,控制信号又使得可以控制功率模块。控制模块使得可以解释来自机动车辆的电气网络和/或传感器的多个电信号。电气网络和/或传感器使得可以考虑机动车辆的操作和/或其行使所处的环境。在其电子部件中,控制模块有利地包括至少一个集成电路或微处理器或控制器,用于执行复杂操作并生成一个或多个电控制信号,从而可以控制功率模块的电状态。通过非限制性示例,控制模块的基板有利地为pcb(印刷电路板)的形式。

根据本发明第一方面,第二散热器热耦合至滤波电容器,从而通过所述滤波电容器与所述第二散热器之间的热传导实现必要的热交换。

此外,在本发明的一特定实施例中,第二散热器热耦合至控制模块,从而通过所述控制模块与所述第二散热器之间的热传导实现必要的热交换。

以可比较的方式,功率模块有利地以至少一个功率构件的形式,每个功率构件由基板形成,电连接在一起的电子部件牢固地固定至基板,从而形成用于控制旋转电机的电路。功率模块通过母线电连接至旋转电机,母线使得可以在电子部件和旋转电机之间传递电功率信号。

当旋转电机用作发电机时,功率模块根据控制模块生成的电控制信号,可以生成旨在将每个电相供应到旋转电机的定子的电功率信号,以驱动其旋转。为此,功率模块包括功率部件,比如功率晶体管,例如mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)类型的,其被有利地控制为开关。特别地,功率模块有利地形成由多对功率晶体管形成的桥,每对功率晶体管电连接至旋转电机的一个电相。作为非限制性示例,根据本发明第一方面的优选实施例,功率模块以多个功率构件的形式,并且更优选地为三个功率构件,每个功率构件与旋转电机的两个电相相关。

根据特别有利的实施例,每个功率构件以至少一个金属基板的形式,例如铜棒,电子部件例如通过焊接牢固地固定到金属基板。每个金属基板都用围绕所有电子部件的电绝缘材料包覆成型。

根据本发明第一方面,第一散热器热耦合至功率模块,以允许通过所述功率模块与所述第一散热器之间的热传导进行必要的热交换。更具体地,每个功率模块与第一散热器的至少一部分相关,使得每个功率构件热耦合至第一散热器。

在根据本发明第一方面的控制系统中,滤波电容器至少部分地在控制模块和功率模块之间延伸。换句话说,滤波电容器相对于基本垂直于控制模块与第二散热器的接触表面的方向位于功率模块和控制模块之间的中间位置。

滤波电容器电连接至功率模块,特别是所述功率模块的功率晶体管。特别地,每个功率构件电连接到至少一个滤波电容器。

有利地,在本发明的特定实施例中,根据本发明第一方面的控制系统包括五个滤波电容器。

根据其第一方面,本发明使得可以提高滤波电容器和第二散热器之间的热传递效率,因为所述第二散热器同时热耦合至控制模块和滤波电容器。当控制系统与打算与其一起使用的旋转电机相关时,这种有利的设置是特别有利且有效的,这将在下面参考本发明第二方面进行描述。

根据本发明第一方面的控制系统可以有利地包括以下改进中的至少一个,形成这些改进的技术特征能够被单独考虑或组合考虑:

–功率模块连接到电气网络,例如车载网络;

–所述至少一个滤波电容器使得可以对在所述功率模块和车载网络之间交换的电流进行滤波;

–pi滤波器位于功率模块和车载网络之间,所述pi滤波器包括所述至少一个滤波电容器;

–第一散热器和/或第二散热器有利地由具有高导热系数的材料制成,以促进通过传导的热传递并提高第一和/或第二散热器的效率。优选地,该材料是金属的,并且包括例如铝或铝合金;

–至少一个滤波电容器中的每个包括与第二散热器的热耦合面热接触的耗散面,该热耦合面位于与所述耗散面相对。可选地,仅一些滤波电容器各自包括与第二散热器的热耦合面热接触的耗散面,该热耦合面位于与所述耗散面相对。这种有利的配置使得可以改善在相应的滤波电容器和散热器之间的热能传递。有利地,滤波电容器的耗散面是所述滤波电容器的封闭凸缘;

–至少一个滤波电容器中的每个的耗散面通过导热元件与第二散热器热接触。这种有利的配置使得可以改善在相应的滤波电容器和散热器之间的热能传递。作为非限制性示例,导热元件是热粘合型的;

–第二散热器包括基部板,其中第一热交换面与控制模块的电子部件中的至少一部分热接触,并且第二热交换面包括多个散热片,所述散热片相对于第二热交换面在与第一热交换面相对的方向上从所述第二热交换面突出。基部板的第一热交换面与控制模块之间的热接触使得可以实现电子部件的一部分与第二散热器之间的热耦合,并且向第二散热器耗散由电子部件在其运行时产生的热能。在基部板的第二热交换面上存在散热片使得可以增加第二散热器和周围空气之间的热交换表面积。这种有利的配置使得可以改善控制模块与周围空气之间的热交换。

–在与第二热交换面平行的平面中,第二散热器的每个散热片在相对于控制系统的中心轴线的径向方向上纵向延伸,所述中心轴线垂直于第二热交换面延伸。这种有利的配置使得可以特别产生多个通道,通道使得可以从第二散热器的外部沿控制系统的中心轴线的方向引导周围空气,从而通过产生径向空气流进一步促进热交换;

–第二散热器包括至少一个壳体,其配置为部分地容纳所述至少一个滤波电容器,第二散热器的第二热交换面包括所述至少一个壳体的底壁。换句话说,滤波电容器容纳在一个或多个壳体中。可选地,仅一些滤波电容器容纳在壳体中,每个壳体容纳至少一个滤波电容器,优选地一个或两个滤波电容器;

–第二散热器的至少一个壳体相对于所述第一热交换面在与多个散热片相对的方向上从第一热交换面突出。这种有利的配置使得可以减小沿着基本垂直于控制模块的轴线的控制系统的尺寸,从而使得沿着所述轴线将控制模块与功率模块分开的距离可以小于滤波电容器的纵向尺寸。为此,控制模块包括至少一个互补开口,以允许第二散热器的壳体在其中心处延伸;

–每个滤波电容器容纳在套筒中,所述套筒使得可以相对于第一散热器对相应的滤波电容器进行热绝缘,每个套筒在由相应的滤波电容器的耗散面所位于的纵向端处敞开。为此,每个套筒的纵向尺寸略小于相应的滤波电容器的纵向尺寸,该纵向尺寸优选地沿着基本垂直于控制模块的轴线测量。每个套筒容纳至少一个滤波电容器,优选地一个或两个滤波电容器;

–在平行于第二散热器的第二热交换面的平面中,所述第二散热器的至少一个壳体的横向尺寸大于相应的滤波电容器的套筒的横向尺寸,使得每个套筒至少部分地插入至少一个相应壳体之一中;

–在界定每个壳体的侧壁和滤波电容器的相应套筒之间设有密封件,例如粘性密封件。这种有利的配置使得可以将容纳滤波电容器的套筒保持在第二散热器的相应壳体内。另外,密封件一方面可以将滤波电容器保持在其壳体内的适当位置,和/或另一方面可以将相应的壳体气密密封,从而防止水和/或湿气进入所述壳体;

–至少一个外壳的侧壁或相应的滤波电容器的套筒包括配置为部分地容纳密封件的外围凹槽;

–根据本发明第一方面的控制系统包括至少一个间隔件,其在第一散热器和第二散热器之间延伸,从而以与第二散热器间隔开的方式将所述第一散热器固定至第二散热器。每个间隔件或附接到第一散热器或与所述第一散热器一体地形成。这种有利的配置使得一方面可以在控制模块和功率模块之间设置滤波电容器,另一方面允许空气流在所述控制模块和所述功率模块之间流动;

–第一散热器包括与功率模块的电子部件中的至少一部分热接触的第一传热面。第一散热器的第一传热面与功率模块的电子部件之间的热耦合优选地在形成功率模块的每个功率构件的金属基板的热耦合面处实现,所述金属基板支撑相应的电子部件。另外,第一散热器还包括第二传热面,其包括多个散热片,所述散热片相对于第一传热面在与第二散热器相对的方向上从所述第二传热面突出。第一散热器的第一传热面与功率模块之间的热接触使得可以实现电子部件的一部分与第一散热器之间的热耦合,并且向所述第一散热器耗散由所述电子部件在其运行时产生的热能。在第一散热器的第二传热面上存在散热片使得可以增加所述第一散热器与周围空气之间的热交换表面积。这种有利的配置使得可以改善功率模块与周围空气之间的热交换;

–功率模块沿基本垂直于第一散热器的第一传热面的方向容纳在由第一散热器的所述第一传热面和第二散热器的第二热交换面界定的空间中。换句话说,根据本发明第一方面的控制系统使得可以在第一和第二散热器之间限定通风空间,以促进与周围空气的热交换,并因此改善控制模块和功率模块的冷却;

–根据本发明第一方面的控制系统包括在控制模块和第一散热器之间延伸的中心开口。这种有利的配置使得可以改善控制系统的不同部件之间的周围空气的流动,并最终改善与周围空气的热交换以及第一和第二散热器的效率。特别地,根据控制系统的配置,控制模块包括中心开口,和/或功率模块包括中心开口,和/或第一散热器包括中心开口,和/或第二散热器包括中心开口和/或外壳包括中心开口。

–根据本发明第一方面的控制系统包括牢固地固定到外壳的封闭盖。有利地,封闭盖相对于控制模块延伸超出第二散热器的壳体。换句话说,第二散热器的壳体位于特别由一侧的控制模块和另一侧的封闭盖界定的空间中。在封闭盖和第二散热器的壳体的远端之间相对于控制模块有非零间隙;

–有利地,封闭盖以板的形式。特别地,并且与迄今已知的现有技术不同,封闭盖不包括能够增加其与周围空气的交换表面积的结构元件:在这种情况下封闭盖被简化并且不再像之前那样用作散热器。

根据本发明第二方面,提出了一种电气组件,包括旋转电机和根据本发明第一方面或其任何一个改进的控制系统,用于控制旋转电机。

有利地,根据本发明第二方面的电气组件的电机相对于所述控制系统延伸超出控制系统的第一散热器,所述第一散热器位于旋转电机与控制系统的第二散热器之间的中间位置。

这种有利的配置使得可以更有效地冷却功率模块、控制模块,尤其是控制系统的滤波电容器。具体地,第二散热器的特别有利的设置将其暴露于流过由控制系统的两个散热器界定的空间的径向空气流中,如上所述。这种空气流特别是由旋转电机的旋转产生的,旋转电机驱动周围空气通过中心开口和由两个散热器界定的空间。因此,提高了冷却效率并且增加了至少一个滤波电容器的寿命,从而降低了根据本发明第二方面的电气组件的损坏风险。

提供了本发明的各种实施例,以其所有可能的组合结合了此处说明的各种可选特征。

附图说明

本发明的其他特征和优点从下面的描述以及从以非限制性的方式参考所附示意图给出的多个示例性实施例中将变得更加明显,其中:

–图1示出了根据本发明第二方面的电气组件的示例性实施例的透视图;

–图2a示出了图1所示的电气组件的控制系统的横截面上的截断透视图;

–图2b示出了图1所示的电气组件的控制系统的功率模块的详细视图;

–图3示出了控制系统的上部的截断透视图,示出了在图1所示的电气组件的控制模块的外壳的区域中的第二散热器;

–图4示出了图3所示的第二散热器的上面的透视图;以及

–图5示出了图4所示的第二散热器的底视图。

当然,本发明的特征、变型和不同实施例可以以各种组合彼此结合,只要它们不相互不兼容或互斥即可。特别地,如果这种特征选择足以赋予技术优势或使本发明与现有技术相区别,则有可能构想出仅包括下述特征的选择而与所描述的其他特征分离的本发明的变型。

特别地,如果从技术角度来看没有什么阻止这种组合,则所描述的所有变型和所有实施例都能够彼此组合。

在附图中,多个附图共有的元件使用相同的参考标记。

具体实施方式

参考图1和2,描述了根据本发明第二方面的电气组件1的示例性实施例。

电气组件1包括旋转电机20和根据本发明第一方面的用于控制旋转电机20的控制系统10。电气组件1例如旨在由机动车辆的车载网络供电。

在图1所示的示例中,示意性地示出了旋转电机20,并且在以下段落中将不对其进行详细描述。沿着位于电气组件1的中心并且在图中基本竖直延伸的旋转轴线o,旋转电机20通过固定装置(未示出)牢固地固定至控制系统10;并且其位于所述控制系统10的下方。

附图示出了根据本发明第一方面的控制系统10的特定示例。这种控制系统包括:

–功率模块160,其电连接至旋转电机,以便例如在将所述旋转电机20用作电动机时生成至少一个电功率信号,其用于向旋转电机20的定子供应电相;

–控制模块130,其使得可以生成至少一个控制信号以控制功率模块160。控制模块130容纳在外壳120中;

–至少一个滤波电容器150,其使得可以对在功率模块160和车载网络之间交换的电流进行滤波。在附图所示的示例中,控制系统10包括五个滤波电容器150;

–在本示例性实施例中,包含五个滤波电容器150中的两个pi滤波器位于功率模块和车载网络之间;

–第一散热器170,其与功率模块160相关,并且使得可以实现由功率模块160在其运行时产生的热能热传递到围绕控制系统10的周围空气;

–第二散热器140,其与控制模块130相关,并且使得可以实现由控制模块130在其运行时产生的热能热传递到围绕控制系统10的周围空气。根据本发明,第二散热器也热耦合到每个滤波电容器150,以实现将由每个滤波电容器150产生的热能热传递到围绕控制系统10的周围空气。

更特别地,控制系统10具有总体上为圆形闭合轮廓的圆柱形整体形状。在控制系统的上端,通过关闭控制模块的封闭盖110将其关闭。有利地,盖110是牢固地固定到外壳120的圆形板的形式,特别是在形成边缘121的外周界处。

参考图3,外壳120由圆形整体形状的边缘121在周界上界定,该边缘121突出超过所述外壳120的底板122。因此,底板122和边缘121一起形成了一容积,其内可以容纳仅在图1中可见的控制模块130。更特别地,外壳120包括多个间隔件123,其使得可以将所述控制模块130定位在底板122与封闭盖110之间的沿旋转轴线o截取的轴向中间位置。外壳120还包括多个第一开口124,第二散热器的壳体145在第一开口124内部分地延伸,这将参照图4和5更详细地描述。

最后,外壳120还包括第二开口125,其使得可以实现第二散热器140和控制模块130之间的直接热耦合。更具体地,外壳120的第二开口125有利地围绕在运行时主要产生热量的控制模块130的一部分延伸。作为非限制性示例,该部分可以是例如有源电子部件,例如晶体管。另外,外壳120的第二开口125也围绕第二散热器140的突起1411延伸,所述突起1411从第二散热器140的第一热交换面141突出。突起1411是第二散热器140的第一热交换面141的一部分。突起1411有利地竖直位于与在运行时主要产生热量的控制模块130的一部分成一直线,如上所述。因此,突起1411的上面与控制模块130的下面接触,从而实现直接热耦合,以便提取由所述控制模块130的电子部件产生的热能,并且避免了温度升高,这对控制模块130的正常运行有害。

作为非限制性示例,外壳120可以由金属材料或塑料材料制成。在后一种情况下,优选的是,散热器至少部分地与外壳120包覆成型。

为了确保功率模块160的最佳运行,尤其是如上所述的用于形成功率桥的开关,图2a中描述的控制系统10包含多个滤波电容器150。

取决于功率模块160产生的电功率,滤波电容器150具有使其体积庞大和/或难以结合在控制系统10中的尺寸。作为非限制性示例,滤波电容器之一的纵向尺寸大于或等于15mm,甚至大于30mm。

滤波电容器150通常具有带圆形基部的圆柱形状。纵向尺寸对应于封闭滤波电容器的两个圆形凸缘之间的距离。

每个滤波电容器150的直径通常在5至21mm之间。

控制系统10的滤波电容器150可以根据期望的滤波要求而相同或不同。特别地,每个滤波电容器的值通常大于500μf。

作为非限制性示例,滤波电容器150是化学电容器类型。

如上所述,滤波电容器150在每个纵向端处由圆形凸缘封闭:第一圆形凸缘使得可以通过多个电插针与功率模块160建立电连接;第二圆形凸缘形成耗散面151,当所述滤波电容器150运行时,热能通过耗散面151耗散。举例来说,滤波电容器150在运行时产生的热能的至少一半或甚至至少四分之三在耗散面处耗散。

图2a和2b所示的功率模块160以多个功率构件161的形式,每个功率构件具有电耦合至金属基板的电子部件,金属基板优选为母线190型,使得可以将功率模块160的每个功率构件电连接到旋转电机20。特别地,形成功率模块160的每个功率构件由两个低压母线供电,这两个低压母线使得可以将功率模块160电连接到电气网络。优选地,每个低压母线使得可以分别传送+48v的第一电压和-48v的第二电压。

另外,每个功率构件通过母线190电连接到旋转电机20的电相,以便向旋转电机20传送被称为功率信号的高压信号或将其从旋转电机20传送。

换句话说,功率模块160的每个功率构件都配备有(i)例如由铜棒或母线形成的金属基板,所述金属基板特别支撑功率晶体管,(ii)两个功率连接,其电连接到旋转电机20,并且电相通过该功率连接在相应的功率构件和所述旋转电机20之间传输,以及(iii)两个低压母线,其使得可以将功率模块与电气网络连接。

功率模块160的每个功率构件有利地包括由至少一对功率晶体管形成的功率桥,该功率晶体管被控制为在打开导通状态和关闭导通状态之间的开关,每个功率构件的母线190电连接至位于两个功率晶体管之间的中间点。

有利地,功率模块160的功率晶体管是mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)型的。

有利地,功率模块160的一个面热耦合至第一散热器170,以便提取由功率晶体管在运行时产生的热能。更具体地,形成功率模块160的每个功率构件的每个金属基板位于第一散热器170上方,使得所述功率模块160相对于旋转轴线o位于第一散热器170和第二散热器140之间的轴向中间位置。有利地,第一散热器170通过热膏或热胶与功率模块160热耦合。

为此,在附图中示出的控制系统10包括在第一散热器170和第二散热器140之间延伸的至少一个间隔件,以便以与所述第二散热器140间隔开的方式将所述第一散热器170固定至其并且使得既可以容纳功率模块160又可以在所述第一散热器170和所述第二散热器140之间插入滤波电容器150。这种有利的配置还使得可以在旋转电机20运行时改善控制系统10内的空气流,从而提高第一散热器170和第二散热器140的效率,如下所述。

第一散热器170包括与功率模块160的面热接触的第一传热面171和包括多个散热片173的第二传热面172,散热片相对于第一传热面171沿与第二散热器140相对的方向从所述第二传热面突出。换句话说,第一散热器170的散热片173向下延伸,即沿旋转电机20的方向。

第一散热器170有利地包括中心开口175,以便使得在旋转电机20运行时可以改善控制系统10内的空气流,从而提高功率模块160与第一散热器170结合的冷却效率,如下所述。

第一散热器170有利地由具有高导热系数的材料形成,以便通过与功率模块160的传导来促进热传递。作为非限制性示例,第一散热器170可以由金属材料形成,例如包括铝和/或铝合金和/或铜和/或镁。

从图2a中可以看出,第二散热器140位于控制模块130附近,以耗散由所述控制模块130在运行时产生的热能。如上所述,第二散热器140包括基部板,其第一热交换面141与控制模块130的电子部件中的至少一部分热接触。根据第一实施例变型,第一热交换面141和控制模块130的电子部件中的至少一部分之间的热耦合是直接的,特别是通过上述突起。根据第二实施例变型,第一热交换面141与控制模块130的电子部件中的至少一部分之间的热耦合是间接的,所述热耦合通过设置在所述第一热交换面141与控制模块130的电子部件中的至少一部分之间的热膏实现。此外,第二散热器140还包括由多个散热片143形成的第二热交换面142,散热片相对于第二热交换面142沿与第一交换面141相对的方向从所述第二热交换面142突出。这种有利的配置使得可以增加与周围空气的交换表面积,从而提高控制模块130的冷却效率。

如图5所示,第二散热器140的每个散热片143相对于旋转电机20的旋转轴线o在径向方向上纵向延伸。旋转电机20的旋转轴线o也对应于控制系统10的中心轴线。这种有利的配置使得可以促进空气流从控制系统10的外围流动且流向位于旋转轴线o附近的中心区域。

根据本发明第一方面,第二散热器140热耦合到每个滤波电容器150,以实现由所述至少一个滤波电容器150产生的热能热传递至周围空气。更具体地,每个滤波电容器150的耗散面151与第二散热器140的与所述耗散面151相对的热耦合面热接触。根据第一实施例变型,每个滤波电容器150的耗散面151和第二散热器140的与所述耗散面151相对的热耦合面之间的热耦合是直接的。根据第二实施例变型,每个滤波电容器150的耗散面151和第二散热器140的与所述耗散面151相对的热耦合面之间的热耦合是间接的,所述热耦合通过在每个滤波电容器150的耗散面151和第二散热器140的所述热耦合面之间设置热膏或热胶来实现。假设在控制系统10中结合了滤波电容器150,则将第二散热器140的热耦合面对应于其基部板的第二热交换面142。

给定滤波电容器的大纵向尺寸,并且为了限制根据本发明第一方面的控制系统10的轴向尺寸,第二散热器140还包括用于部分地容纳每个滤波电容器150的多个壳体145,第二散热器140的热耦合面由所述至少一个壳体145的底壁1451形成,如图2、4和5所示。每个壳体容纳一个滤波电容器150或两个滤波电容器150。

为了防止水或湿气进入滤波电容器150附近和/或使每个滤波电容器150的侧壁特别是相对于第一散热器170热绝缘和/或电绝缘,每个滤波电容器150定位在套筒180中。套筒具有圆柱形整体形状,其第一纵向端在第一散热器170的侧面上封闭,同时如上所述使得可以与功率模块160建立电连接,并且其第二纵向端在相应滤波电容器150的耗散面151的侧面上敞开。从套筒180的第一纵向端开始,套筒180的侧壁在滤波电容器的耗散面151的方向上延伸,但是当所述滤波电容器150容纳在所述套筒180中时,滤波电容器的耗散面151保持在套筒180的第二端之外。这种有利的配置使得可以在滤波电容器150的耗散面151和相应壳体145的底壁1451之间建立热接触,而不会由于套筒180的存在而受到损害。

每个滤波电容器150的套筒180有利地由塑料材料制成。作为变型,套筒180也可以由金属制成,特别是当这些套筒是第一散热器170的延伸部时。

为了允许第二散热器140和滤波电容器150之间热耦合,所述第二散热器140的每个壳体145配置为容纳相应滤波电容器150的上纵向端,即由第二散热器140所位于并且包括耗散面151的纵向端。因此,当壳体145容纳一个电容器150时,每个壳体145都由圆形整体形状的封闭轮廓界定。每个壳体145的横向尺寸大于所容纳的滤波电容器150及其套筒180的直径。

为了改善滤波电容器150及其套筒180在第二散热器140的壳体145中的保持,可以在套筒180及其壳体145之间定位粘性密封件。可选地,在壳体145的侧壁中和/或在套筒180的外壁中制成外围凹槽,以容纳粘性密封件。

在运行中,由于由功率模块160产生的电功率信号,旋转电机20的转子由在其定子处产生的磁场驱动旋转。旋转电机20的转子尤其支承风扇,当风扇绕旋转轴线o旋转时,其叶片的定向使得可以吸入周围空气。

更具体地,周围空气被位于第一散热器170和第二散热器140之间的自由体积吸入,并且由图2a中的箭头f1指示。空气的这种吸入f1产生从控制系统10的外围区域到位于旋转轴线o附近的区域的同心空气流:吸入的空气流f1沿着朝向旋转轴线会聚并由第二散热器140的散热片143界定的辐射导管。空气的这种会聚运动使得可以促进第二散热器140与吸入的空气流f1的热交换。因此,改进了滤波电容器150的冷却。

当吸入的空气流f1到达位于旋转轴线o附近的中心区域时,其沿位于下方的旋转电机20的方向吸入。在旋转电机20的方向上已重新定向的该空气流在图2a中以f2表示。

为此,根据本发明第一方面的控制系统10包括在控制模块130和第一散热器170之间轴向延伸的中心开口175。更具体地,控制系统的不同部件(如果它们在旋转轴线o的附近延伸)具有这样的中心开口175,以便允许吸入的空气流f1在旋转电机20的方向上重新定向。因此,在附图所示的示例中,功率模块160、第一散热器170和第二散热器140包括这样的中心开口175。

以类似的方式,当风扇由旋转电机20驱动旋转时,位于控制系统10外围的环境空气也被位于第一散热器170和旋转电机20的上部之间的自由空间吸入,并且由图1中的箭头f3指示。空气的该第二吸入f3从控制系统的外围区域到位于旋转轴线o附近的区域产生同心空气流:吸入的第二空气流f3沿着朝向旋转轴线o会聚并由第一散热器170的散热片173界定的辐射导管。空气的这种会聚运动使得可以促进第一散热器170与吸入的第二空气流f3的热交换。因此,改进了功率模块160的冷却。

当吸入的第二空气流f3到达位于旋转轴线o附近的中心区域时,其沿位于下方的旋转电机20的方向重新定向。

总而言之,本发明尤其涉及一种用于控制系统的巧妙配置,其使得可以控制旋转电机20,所述控制系统10包括功率模块160和控制模块130,每个功率模块160和控制模块130分别由第一散热器170和第二散热器140进行热调节。第二散热器140包括壳体145,通过使第二散热器140经受朝向靠近旋转电机20的旋转轴线o的中心区域会聚的同心空气流f1,壳体145可以使控制系统10的滤波电容器150热耦合并改善其冷却。

当然,本发明不限于刚刚描述的示例,并且在不脱离本发明的范围的情况下可以对这些示例进行多种修改。特别地,本发明的不同特征、形式、变型和实施例可以以各种组合彼此结合,只要它们不相互不兼容或互斥即可。特别地,上述所有变型和实施例能够彼此组合。

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