电机控制器及车辆的制作方法

本申请涉及车辆，具体而言，涉及一种电机控制器及车辆。

背景技术：

1、目前，市场上的主流的电机控制器大致分为以下几种技术路线。

2、第一种是分散式电驱，电机控制器与电机、减速器分离。电机控制器一般安装在车辆引擎盖内。此种方案存在系统集成度低，占用空间大的缺点。

3、第二种是三合一电驱，集成电机控制器、电机、减速器。电机与电机控制器分别安装在减速器的两侧，两者通过伸出的铜排穿过减速器进行电连接，电机控制器形状根据减速器轮廓设计，电驱内部通过多层交直流铜排将功率模块与母线电容进行电连接。例如特斯拉model 3/y 车型首次搭载的碳化硅三合一电驱系统。此种方案存在电机控制器形状怪异、内部主电路连接结构复杂、电机与电机控制器连接需要贯穿减速器。

4、第三种为多合一电驱，电机控制器与车载充电机、高压配电单元等系统集成为一个盒状单元安装在电机、减速器顶部，电机控制器通过独立的外部交流电缆向电机供电，例如，华为driveone六合一电驱，比亚迪p-dcu多合一电驱，重庆长安、广汽埃安等主机厂的多合一电驱。此种多合一单元方案存在不能灵活适配高中低多个功率等级、内部电路连接复杂、主电路杂散电感高、器件容易散热不良、占用后备箱底部空间等缺点。

5、因此，亟需一种电机控制器及车辆，解决现有技术中集成度不高、外形不规整、内部连接复杂、难以适配多种功率等级、主电路杂散电感高、散热不良的缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电机控制器及车辆，电机控制器可直接安装在电机端部，同时具有结构简单规整紧凑、适配多种功率等级、主电路杂散电感低、水冷风冷一体散热等特点。

2、本发明的目的通过以下技术方案实现。

3、一种电机控制器，包括壳体、环形母线电容、水冷板、功率模块、交流铜排、直流连接器、冷却水进出接口、控制板、端盖、控制连接器。

4、进一步的，所述环形母线电容外壳紧贴壳体内壁，电容中部有一贯穿孔；所述功率模块依次排布在水冷板平面上，功率模块功率端子一侧与母线电容输出端铜片电连接，功率模块另一侧功率端子与交流铜排电连接，功率模块控制端子插针与控制板电连接；所述交流铜排一端铜排呈扇形与多个功率模块功率端子电连接，另一端焊接连接器针与电机线圈电缆电连接；所述直流连接器通过壳体对应安装孔插入；所述冷却水进出接口通过壳体对应安装孔插入水冷板凹槽；所述端盖通过螺栓与壳体机械连接；所述控制连接器安装于端盖上，连接器插针与控制板电连接。

5、进一步的，所述电机控制器还包括母线电容输入端螺柱、母线电容输出端铜片、y电容、直流转接柱，所述母线电容输入端螺柱设置于环形母线电容靠近水冷板内圈的端面上，所述母线电容输出端铜片沿着环形母线电容外圆周分布，所述y电容与母线电容输入端螺柱电连接，所述直流转接柱一端与中间两个母线电容输入端螺柱电连接，另一端与直流连接器铜排电连接。

6、进一步的，所述所述母线电容输出端铜片分为正负极两层，在环形母线电容内部叠层，伸出端子呈现交错齿型分布。

7、进一步的，所述电机控制器还包括导热硅胶垫，所述导热硅胶垫位于水冷板与环形母线电容之间。

8、进一步的，所述电机控制器还包括电流传感器，所述电流传感器安装于水冷板内圈中，被交流铜排穿过，电流传感器信号供电采样端子与控制板电连接。

9、进一步的，所述电机控制器还包括旋转变压器，所述旋转变压器位于电机控制器中心，被电机转轴穿过，旋转变压器采样线缆与控制板电连接。

10、进一步的，所述电机控制器还包括内循环叶片，所述内循环叶片位于电机控制器中心，与电机转轴机械连接。

11、进一步的，所述壳体内侧设置有内循环通风凹槽，外侧设有散热翅片。

12、进一步的，所述端盖外侧端面设置有散热翅片。

13、本发明的有益效果如下：

14、1.本发明提供的电机控制器将环形母线电容、导热硅胶垫、水冷板、功率模块、交流铜排、控制板按照特定的位置关系集成于壳体与端盖内；将直流连接器、冷却水进出接口、控制连接器灵活布置在壳体与端盖上，实现了有限空间内的相互补充，使电机控制器体积大幅度压缩，减小了体积浪费，具备高功率密度特点，可提升车辆空间利用率。

15、2.本发明提供的电机控制器外形规整紧凑，可以直接安装在驱动电机端部，无需额外的交流连接电缆，节省了电驱系统的体积与成本；旋转变压器安装在电机控制器中心被电机转轴穿过，节省了电机端单独安装的空间。

16、3.本发明提供的电机控制器通过调整功率模块数量可以灵活适配不同功率等级需求的电驱系统；母线电容输出端铜片正负极在电容内部完成叠层，降低了杂散电感，同时使得功率模块端子与母线电容输出端铜片可直接进行电气连接，省去了复杂的叠层母排，节省了电机控制器的成本与空间。

17、4.本发明提供的电机控制器内部水冷系统不仅可用于功率模块的冷却，同时通过导热硅胶垫还可以用于环形母线电容的冷却；再者灵活借用驱动电机转轴安装内循环叶片，借用壳体凹槽内侧形成内部空气流道，使得处于密封壳体内部的器件可以得到强迫风冷，解决了散热不均问题的同时提高了电子器件寿命。

18、5.本发明所述车辆因包括所述电机控制器所具有的一切技术效果，在此不再赘述。

19、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种电机控制器，其特征在于，所述电机控制器包括壳体（1）、环形母线电容（7）、水冷板（41）、功率模块（4）、交流铜排（5）、直流连接器（17）、冷却水进出接口（18）、控制板（3）、端盖（13）、控制连接器（15）。

2.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述环形母线电容（7）外壳紧贴壳体（1）内壁，电容中部有一贯穿孔；所述功率模块（4）依次排布在水冷板（41）平面上，功率模块（4）功率端子一侧与环形母线电容（7）电连接，功率模块（4）另一侧功率端子与交流铜排（5）电连接，功率模块（4）控制端子插针与控制板（3）电连接；所述交流铜排（5）一端铜排呈扇形与多个功率模块（4）功率端子电连接，另一端焊接连接器针与电机线圈电缆电连接；所述直流连接器（17）通过壳体（1）对应安装孔插入；所述冷却水进出接口（18）通过壳体（1）对应安装孔插入水冷板（41）凹槽；所述端盖（13）通过螺栓与壳体（1）机械连接；所述控制连接器（15）安装于端盖（13）上，连接器插针与控制板（3）电连接。

3.根据权利要求1-2所述的电机控制器，其特征在于，还包括母线电容输入端螺柱（71）、母线电容输出端铜片（72）、y电容（6）、直流转接柱（61），所述母线电容输入端螺柱（71）设置于环形母线电容（7）靠近水冷板（41）内圈的端面上，所述母线电容输出端铜片（72）沿着环形母线电容（7）外圆周分布，所述y电容（6）与母线电容输入端螺柱（71）电连接，所述直流转接柱（61）一端与中间两个母线电容输入端螺柱（71）电连接，另一端与直流连接器（17）铜排电连接。

4.根据权利要求3所述的电机控制器，其特征在于，所述母线电容输出端铜片（72）分为正负极两层，在环形母线电容（7）内部叠层，伸出端子呈现交错齿型分布。

5.根据权利要求1-2所述的电机控制器，其特征在于，还包括导热硅胶垫（73），所述导热硅胶垫（73）位于水冷板（41）与环形母线电容（7）之间。

6.根据权利要求1-2所述的电机控制器，其特征在于，还包括电流传感器（51），所述电流传感器（51）安装于水冷板（41）内圈中，被交流铜排（5）穿过，电流传感器（51）信号供电采样端子与控制板（3）电连接。

7.根据权利要求1-2所述的电机控制器，其特征在于，还包括旋转变压器（81），所述旋转变压器（81）位于电机控制器中心，被电机转轴穿过，旋转变压器（81）采样线缆与控制板（3）电连接。

8.根据权利要求1-2所述的电机控制器，其特征在于，还包括内循环叶片（8），所述内循环叶片（8）位于电机控制器中心，与电机转轴机械连接。

9.根据权利要求1-2所述的电机控制器，其特征在于，所述壳体（1）内侧设置有内循环通风凹槽，外侧设有散热翅片。

10.根据权利要求1-2所述的电机控制器，其特征在于，所述端盖（13）外侧端面设置有散热翅片。

11.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的电机控制器。

技术总结
本发明公开了一种电机控制器及车辆，所述电机控制器包壳体、环形母线电容、水冷板、功率模块、交流铜排、直流连接器、冷却水进出接口、控制板、端盖、控制连接器。电机控制器通过借用电机端盖与电机紧凑安装，功率模块数量可根据功率等级适配，设计的环形母线电容结构可省去叠层母排，采用风冷、水冷一体化设计，以上技术方案可以解决现有技术中电机控制器集成度不高、外形不规整、内部连接复杂、难以适配多种功率等级、主电路杂散电感高、散热不良的问题，同时所述电机控制器具备高功率密度可提升车辆空间利用率。

技术研发人员：刘林英,姚铮
受保护的技术使用者：刘林英
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13