电机控制器的制作方法

1.本实用新型涉及控制设备技术领域，特别涉及一种电机控制器。


背景技术：

2.随着环境问题的日益突出以及中国新能源汽车各种政策的出台各大车企在新能源方面的投入也日益增加。目前电驱动系统向高效化、小型化、轻量化的方向发展，在这种趋势下，电机、电机控制器、减速器三合一的电桥方案成为各大车企的主流发展方向。由于前桥高度空间充足，管路线束走线复杂，后桥环境恶劣，振动等级要求高、高度空间尺寸限制严苛。为应对这种情况满足搭载要求，各车企开发出不同布局方案结构产品来满足前后桥不同搭载环境。
3.要满足产品平台化需求就需要开发一款空间利用率高、结构紧凑，布局合理的三合一总成来同时满足整车前后桥搭载的需求。同时为降低成本、提高可靠性选用标准模块会带来电控箱内部各电路模块布局复杂，空间利用不合理，影响三合一电驱动系统的效率问题、抗振动能力问题、nvh(noise、vibration、harshness)问题、冷却布置问题、emc(电磁兼容)问题。而选用定制模块会延长开发周期，增加研发投入和项目风险。
4.现有电机控制器中，通常包括上盖、箱体和下盖，其中，箱体一般分为直流侧、交流侧、igbt(功率模块)侧三个隔离腔体，而控制器的交流侧腔体设计冗余，腔体会增加腔体密封挡板、加强筋、导电胶，增加了成本和重量，对不利于优化emc效果。目前，igbt，散热水道，dc-link电容叠层放置，其中，散热水道和箱体集成一体放置，增加了下盖、密封胶条和螺栓，增加密封风险的同时降低了一阶模态不利于nvh，且也不利于控制器的整体装配。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电机控制器，以利于提高控制器的整体装配效率。
6.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种电机控制器，包括围构形成有容纳腔的上盖和箱体，还包括设于所述容纳腔内的滤波模块、直流支撑电容、冷却模块、igbt模块和电路板、ac输出模块，其中：
8.所述直流支撑电容位于所述容纳腔的第一空间内，所述直流支撑电容的上方依次设有所述冷却模块和所述igbt模块，所述直流支撑电容与所述igbt模块电连接；
9.所述滤波模块位于所述容纳腔的第二空间内，并与所述直流支撑电容间隔设置，所述滤波模块与所述直流支撑电容电连接；
10.所述ac输出模块位于所述直流支撑电容的背向所述滤波模块的一侧，且所述ac输出模块与所述igbt模块电连接；
11.所述电路板覆盖在所述滤波模块和所述igbt模块的上方，所述电路板和所述上盖经由导电胶连接，所述电路板和所述igbt模块电连接。
12.进一步的，还包括设于所述容纳腔内的屏蔽板，所述屏蔽板夹置于所述滤波模块
和所述电路板之间，并包括覆盖在所述滤波模块上方的屏蔽板主体，以及由所述屏蔽板主体延伸至所述第一空间内的延伸部，且所述延伸部位于所述冷却模块的一侧。
13.进一步的，所述延伸部的上表面通过第一导热介质与所述电路板连接。
14.进一步的，所述屏蔽板的一侧设有第一加强筋，且所述第一加强筋位于所述屏蔽板主体和延伸部的靠近所述冷却模块的部位；所述第一加强筋的凹槽内填充有第一导电橡胶，所述屏蔽板经由所述第一导电橡胶连接所述电路板；和/或，所述屏蔽板的另一侧设有第二加强筋，且所述第二加强筋位于所述屏蔽板主体的靠近所述冷却模块的部位；所述第二加强筋的凹槽内填充有第二导电橡胶，所述屏蔽板经由所述第二导电橡胶连接位于所述箱体内的支撑筋。
15.进一步的，所述电路板具有位于所述导电胶两侧的控制电路集成区和驱动电路集成区，且所述控制电路集成区位于所述屏蔽板的上方，所述驱动电路集成区位于所述igbt模块的上方，所述电路板经由位于所述驱动电路集成区的驱动电路与所述igbt模块电连接。
16.进一步的，所述igbt模块和所述冷却模块之间设有密封两者之间间隙的igbt密封圈。
17.进一步的，所述冷却模块的外壳与所述直流支撑电容的外壳均采用铝质材料制成，且两者螺接于一起。
18.进一步的，所述冷却模块与所述直流支撑电容之间填充有第二导热介质。
19.进一步的，所述上盖设有第一环形加强筋、多个条形加强筋和第二环形加强筋；所述第一环形加强筋位于所述上盖的中部；多个所述条形加强筋于所述第一环形加强筋的周侧间隔布置，且各所述条形加强筋均自所述第一环形加强筋的边缘沿所述第一环形加强筋的径向向外延伸布置；所述第二环形加强筋环绕所述第一环形加强筋布置，并连接各所述条形加强筋。
20.进一步的，所述上盖和所述箱体通过螺栓连接，且两者间通过密封胶密封；和/或，所述箱体上设有进水口和出水口，所述冷却模块的两端分别与进水口和出水口密封连接。
21.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
22.本实用新型所述的电机控制器，通过上盖和箱体之间围构的容纳腔，并在容纳腔的第一空间内设置直流支撑电容，以及冷却模块和igbt模块，在第二空间内设置滤波模块，且在直流支撑电容的背向滤波模块的一侧设置ac输出模块，以及设置电路板覆盖在滤波模块和igbt模块的上方，通过如上结构布置的优化，使得电机控制器内部结构布置更为合理，且利于电机控制器的整体装配，从而能够提高电机控制器的装配效率，并具有较好的使用效果。
23.此外，设置的屏蔽板能够覆盖滤波模块的同时，也延伸至第一空间内，从而扩大了电路板的屏蔽区域，改善了电路的布置框架，从而能够提高产品emc抗干扰能力。在屏蔽板上设置的第一加强筋和第二加强筋，有利于使得屏蔽板与电路板之间等电位连接。电路板具有控制电路集成区和驱动电路集成区，可使得易受干扰的电路放在第一空间内，能够利于提高emc抗干扰能力。
24.另外，冷却模块的外壳与直流支撑电容的外壳压装于一起，且两者采用铝质材料制成，不仅有利于提高冷却模块对直流支撑电容的散热效果，而且也能够减少固定螺栓而
降低成本，同时也能够缩减沿高度方向的布置高度，使得电机控制器更有利于车辆后桥的布置。在上盖上设置的第一环形加强筋、多个条形加强筋和第二环形加强筋，可使得噪声源和信号电路有效隔离，而能够优化电磁兼容特性，同时也能够优化nvh性能。
附图说明
25.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
26.图1为本实用新型实施例所述的电机控制器的爆炸图；
27.图2为本实用新型实施例所述的未装上盖的电机控制器的结构示意图；
28.图3为本实用新型实施例所述的未装上盖及电路板的电机控制器的结构示意图；
29.图4为本实用新型实施例所述的屏蔽板与箱体连接状态的结构示意图；
30.图5为本实用新型实施例所述的屏蔽板的结构示意图；
31.图6为本实用新型实施例所述的屏蔽板的另一视角的结构示意图；
32.图7为本实用新型实施例所述的电路板的结构示意图；
33.图8为本实用新型实施例所述的冷却水路的结构示意图；
34.图9为本实用新型实施例所述的盖板的结构示意图；
35.附图标记说明：
36.1、上盖；2、箱体；3、滤波模块；4、直流支撑电容；5、冷却模块；6、igbt模块；7、电路板；8、ac输出模块；9、屏蔽板；10、输入水嘴；11、第二导电橡胶；101、导电胶；102、第一环形加强筋；103、条形加强筋；104、第二环形加强筋；701、导电筋；702、控制电路集成区；703、驱动电路集成区；901、屏蔽板主体；902、延伸部；903、第一加强筋；904、第二加强筋。
具体实施方式
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
41.本实施例涉及一种电机控制器，在整体构成上，其包括上盖1和箱体2，上盖1和箱体2之间围构形成有容纳腔，在该容纳腔内设有滤波模块3、直流支撑电容4、冷却模块5、
igbt模块6和电路板7、ac输出模块8，通过对容纳腔内结构布置的优化，使得电机控制器的整体装配更为便捷，从而能够提高电机控制器的装配效率。
42.基于如上设计思想，本实施例的电机控制器的一种示例性结构如图1所示，此时，正如前述中所说，该电机控制器包括上盖1和箱体2，上盖1和箱体2之间围构形成有容纳腔，在该容纳腔内设有滤波模块3、直流支撑电容4、冷却模块5、igbt模块6和电路板7、ac输出模块8。其中，上盖1和箱体2通过螺栓连接，为提高密封性能，上盖1和箱体2之间通过密封胶密封连接。
43.另外，为利于冷却水路的流通，本实施例中，在箱体2设有进水口和出水口，冷却模块5的两端分别与进水口和出水口对应密封连接。具体的，进水口和冷却模块5可采用插接相连，具体插接结构可参照现有技术中的快插结构。此处可以理解的是，出水口和冷却模块5之间的连接也可采用插接的方式相连。
44.作为优选实施方式，在箱体2上分别设有输入水嘴10和输出水嘴，且输入水嘴10和输出水嘴分别与箱体2之间通过密封圈密封连接，而上述的进水口和出水口则分别由输入水嘴10和输出水嘴的内腔构成。
45.结合图1至图3所示，本实施例中，直流支撑电容4具体位于容纳腔的第一空间内，直流支撑电容4的上方依次设有冷却模块5和igbt模块6，直流支撑电容4与igbt模块6电连接。滤波模块3位于容纳腔的第二空间内，并与直流支撑电容4间隔设置，滤波模块3与直流支撑电容4电连接，且滤波模块3与电源插接件相连。ac输出模块8位于直流支撑电容4的背向滤波模块3的一侧，且ac输出模块8与igbt模块6电连接。而电路板7则覆盖在滤波模块3和igbt模块6的上方，电路板7和上盖1经由导电胶101连接，电路板7和igbt模块6电连接。
46.另外，本实施例的电机控制器还包括设于容纳腔内的屏蔽板9，其中，屏蔽板9具体夹置于滤波模块3和电路板7之间，并通过螺栓连接件固定连接在箱体2上。作为优选实施方式，本实施例的屏蔽板9包括覆盖在滤波模块3上方的屏蔽板主体901，以及由屏蔽板主体901延伸至第一空间内的延伸部902，且延伸部902位于冷却模块5的一侧。如上结构，可扩大电路板7的屏蔽区域，并能够改善电路的布置框架，从而有利于提高产品的emc抗干扰能力。
47.详细来说，继续参看图1至图3，并结合图5和图6中所示，本实施例的屏蔽板9，其在整体结构上呈l形，该盖屏蔽板9包括屏蔽板主体901和延伸部902，其中，屏蔽板主体901覆盖在滤波模块3的上方，延伸部902由屏蔽板主体901延伸至第一空间内，且延伸部902位于冷却模块5的一侧。作为本实施例的优选实施方式，本实施例中，延伸部902的上表面通过第一导热介质与电路板7连接，如此有利于提高散热能力。
48.与此同时，作为进一步优选实施方式，本实施例中，屏蔽板9的一侧设有第一加强筋903，该第一加强筋903具体位于屏蔽板主体901和延伸部902的靠近冷却模块5的部位，且第一加强筋903的凹槽内填充有第一导电橡胶，屏蔽板9经由第一导电橡胶连接电路板7。该结构中，屏蔽板9与电路板7通过第一导电橡胶连接，可实现噪声源和信号电路的隔离。
49.此外，屏蔽板9的另一侧设有第二加强筋904，该第二加强筋904位于屏蔽板主体901的靠近冷却模块5的部位，且第二加强筋904的凹槽内填充有第二导电橡胶11，屏蔽板9经由第二导电橡胶11连接于箱体2内的支撑筋上。其中，支撑筋沿容纳腔的底部也即是箱体2底部向敞口侧延伸布置。该结构中，通过设置在屏蔽板9侧面上的第二加强筋904及第二导电橡胶11，使得屏蔽板9与箱体2之间实现等电位连接。
50.在此需说明的是，上述的第一导热介质可例如采用导热胶等，以便于取材，且具有较好的传热性能，而利于提高散热效果。另外，还需说明的是，本实施例的屏蔽板9上除了采用上述中的结构与电路板7和箱体2连接形式外，还可采用其他连接形式，以能够满足屏蔽板9与电路板7的等电位连接便可。
51.本实施例中，电路板7和上盖1经由导电胶101连接。具体的，参照图2和图9所示，电路板7上设有导电筋701，对应该导电筋701，在上述中的上盖1上设有导电胶101，在上盖1与电路板7的装配状态下，导电筋701通过导电胶101粘接，使得电路板7能够固连在上盖1上。本实施例的电路板7，如图7所示，其具有位于导电胶101两侧的控制电路集成区702和驱动电路集成区703，且控制电路集成区702位于屏蔽板9的上方，驱动电路集成区703位于igbt模块6的上方，电路板7经由位于驱动电路集成区703的驱动电路与igbt模块6电连接。
52.如上结构中，电路板7通过导电胶101分成两个部分，即控制电路集成区702和驱动电路集成区703，如此使得一部分易受干扰的电路放在第一空间，能够利于提高emc抗干扰能力，而另一部分不易受干扰的电路靠近igbt模块6设置，能够缩短引脚距离，实现合理布置。
53.在此值得说明的是，本实施例的igbt模块6与集成电路板7之间通过压接工艺实现电气连接和信号传导，如此可降低连接处的接触电阻，并可降低安装失败率，缩短装配时间，同时还能够提升端子连接处的抗振动能力。
54.结合图1和图8所示，本实施例中，冷却模块5设于直流支撑电容4的上方，并位于igbt模块6的下方。该冷却模块5与箱体2独立设置，直流支撑电容4与冷却模块5通过螺栓连接于一起，冷却模块5通过螺栓固定在箱体2上。其中，冷却模块5内形成有冷却通道，上述的进水口和出水口设于冷却通道的两端，也即输入水嘴10和输出水嘴分别与冷却通道相连通。通过如上结构，可使得冷却模块5能够同时对igbt模块6及直流支撑电容4进行冷却。
55.本实施例中，冷却液的流通路径如图8中所示，首先冷却液通过输入水嘴10进入至冷却通道，然后经输出水嘴流出，其中，输出水嘴的一端与箱体2之间通过密封橡胶密封连接，另一端可直接插到电机入水管中，如此，可减少电机与电机控制器之间的额软管，并可降低生产成本。
56.为提高冷却模块5的也即冷却通道的密封性，本实施例中，在igbt模块6和冷却模块5之间设有密封两者之间间隙的igbt密封圈，由此，可实现冷却通道的密封。此外，为进一步提高散热效果，本实施例中，冷却模块5的外壳与直流支撑电容4的外壳均采用铝质材料制成，以具有较好的热传导性能，而利于提高散热效果。
57.在此值得说明的是，本实施例的冷却模块5可例如采用柱形散热器，如此可增加功率器件与冷却水流的直接接触面积，而利于提高散热效率。
58.另外，本实施例中，igbt模块6与冷却模块5及直流支撑电容4采用上中下层布置，由于冷却模块5和电容集成一体壳设置，使得由三个零部件变为两个零部件，优化了布局，并可缩减高度方向的布置高度，使得电机控制器更有利于车辆后桥的布置。
59.作为本实施例的优选实施方式，本实施例中冷却模块5与直流支撑电容4之间填充有第二导热介质。此处的第二导热介质可例如采用导热硅脂，以具有较好的导热性能，并使得直流支撑电容4产生的热量能够传递至水道，从而实现对直流支撑电容4的散热。
60.本实施例的上盖1的结构如图9所示，该上盖1设有第一环形加强筋102、多个条形
加强筋103和第二环形加强筋104。其中，第一环形加强筋102位于上盖1的中部，多个条形加强筋103于第一环形加强筋102的周侧间隔布置，且各条形加强筋103均自第一环形加强筋102的边缘沿第一环形加强筋102的径向向外延伸布置，并呈放射状。而第二环形加强筋104环绕第一环形加强筋102布置，并连接各条形加强筋103。
61.于此同时，本实施例的上盖1上还设有与形成在电路板7上的导电筋701对应的导电胶101，如此在上盖1装配后，使得导电筋701与导电胶101粘接连接，从而使得电路板7与上盖1连接。由此，通过如上结构，不仅使得噪声源和信号电路有效隔离，而且能够优化电磁兼容特性，同时也能够优化nvh性能。
62.本实施例的电机控制器通过内部结构的优化布置，不仅利于电机控制器的整体装配，而且能够扩大电路板7的屏蔽区域，改善电路布置环境，提高产品emc抗干扰性能，同时还可优化电磁兼容特性，改善nvh性能，也更加适合三合一高功率的后桥环境，而有着较好的使用效果。
63.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。