电动车控制器与电动车的制作方法

文档序号:33124765发布日期:2023-02-01 04:46阅读:68来源:国知局
电动车控制器与电动车的制作方法

1.本技术属于电动车控制器技术领域,尤其涉及一种电动车控制器与电动车。


背景技术:

2.现有技术中,通常采用三相电机来驱动电动车运动,采用电动车控制器来控制三相电机以控制电动车的运动。电动车控制器中,基于所包含的功率管的数量和规格来决定电动车控制器的输出功率,电动车控制器的输出功率则决定了对电动车的控制性能。
3.随着消费者对电动车性能的要求越来越高,电动车控制器的功率要求也越来越高,功率管的数量也越来越多,功率管的数量多少不但决定了电动车控制器的功率,同时也影响了电动车控制器的内部构造和体积。
4.若是不对功率管进行合理的结构布局设计,必然会导致电动车控制器出现内部结构复杂与体积过大等问题。因此,如何对功率管进行合理的结构布局设计,使得电动车控制器的内部构造布局更为合理、体积得到控制,是大功率的电动车控制器的应用中亟待解决的问题之一。


技术实现要素:

5.本技术实施例提供一种电动车控制器,旨在解决如何在大功率的电动车控制器中对数量众多的功率管进行合理地结构布局设计,使电动车控制器的内部构造布局合理、体积得到控制的技术问题。
6.本技术实施例是这样实现的,一种电动车控制器,包括:
7.电路板;
8.焊接于所述电路板上的多个功率管,被配置成第一相、第二相与第三相的上桥臂功率管和下桥臂功率管;以及
9.与所述下桥臂功率管的金属背板背面热连接的至少3块下桥臂热中继体,和与所述上桥臂功率管的金属背板背面热连接的至少1块上桥臂热中继体;
10.所述第一相与所述第二相的所述上桥臂功率管和所述下桥臂功率管位于所述电路板的第一侧,在单个所述功率管的三个引脚的排列方向上排成四排,所述第三相的所述上桥臂功率管和所述下桥臂功率管在与所述第一侧相对的第二侧排列成两排。
11.更进一步地,所述第三相的所述上桥臂功率管和所述下桥臂功率管,与单个所述功率管的三个引脚的排列方向同向和/或垂直。
12.更进一步地,所述第三相的所述上桥臂功率管和所述下桥臂功率管,与所述第一相或所述第二相的所述上桥臂功率管和所述下桥臂功率管呈直线排列。
13.更进一步地,所述电动车控制器还包括与所述热中继体电连接的接线端;
14.所述接线端包括正极接线端和三相输出接线端。
15.更进一步地,
16.所述正极接线端设于所述第一相或所述第三相的所述上桥臂功率管与所述下桥
臂功率管之间;
17.所述三相输出接线端中的任意一相输出接线端设于所述第二相的所述上桥臂功率管与所述下桥臂功率管之间;
18.所述三相输出接线端中的其余两相输出接线端设于所述第二侧;
19.所述三相输出接线端沿单个所述功率管的三个引脚的排列方向排成一排。
20.更进一步地,所述电动车控制器还包括与所述第一相、所述第二相与所述第三相的所述上桥臂功率管和所述下桥臂功率管的金属背板正面热连接的正面热中继体。
21.更进一步地,所述接线端与所述热中继体一体成型。
22.本技术还提供一种电动车,其包括:
23.三相电机;以及
24.根据上述任一项所述的电动车控制器,所述三相电机的三相线接口电连接所述控制器的三相输出。
25.本技术中,将第一相与第二相的上桥臂功率管与下桥臂功率管布局于电路板的第一侧,且进一步地将此两相的上桥臂功率管与下桥臂功率管在单个功率管的三个引脚的排列方向上排成四排,而第三相的上桥臂功率管与下桥臂功率管在电路板的第二侧排成两排,功率管在电动车控制器中的排布更为规则紧凑,布局更为合理,便于电动车控制器的电气设计与对其他元器件的布置,进而使得电动车控制器的内部构造布局更为合理以控制体积,能够适用于大功率的电动车控制器中,同时,通过至少一块上桥臂热中继体与至少三块下桥臂热中继体的组合,能够对三相的上桥臂功率管与下桥臂功率管进行有效散热,保证功率管的正常工作,进而保证电动车控制器的正常运行。
附图说明
26.图1为本技术实施例提供的电动车控制器的立体示意图;
27.图2为本技术实施例提供的电动车控制器的立体拆解示意图;
28.图3为本技术实施例提供的电动车控制器的部分结构的结构示意图;
29.图4为本技术另一实施例提供的电动车控制器的部分结构的结构示意图;
30.图5为本技术再一实施例提供的电动车控制器的部分结构的结构示意图;
31.图6为图3所示电动车控制器的部分结构的立体示意图;
32.图7为图3所示的电动车控制器中的热中继体的立体示意图;
33.图8为图7所示的热中继体的立体拆解示意图;
34.图9为图3所示的电动车控制器的电路板的立体示意图;
35.图10为本技术实施例提供的功率管的立体示意图;
36.图11为本技术实施例提供的功率管立式安装的立体示意图;
37.图12为本技术实施例提供的功率管倾斜安装的立体示意图;
38.图13为本技术实施例提供的正面热中继体与功率管的装配示意图;
39.图14为本技术实施例提供的正面热中继体与功率管的另一装配示意图;
40.图15为本技术实施例提供的电动车的结构示意图。
具体实施方式
41.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本技术,而不能理解为对本技术的限制。此外,应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。
42.在本技术的描述中,需要理解的是,对于方向和位置关系的描述中所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技术和简化描述,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技术的限制。
43.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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
44.下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本技术。此外,本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的应用和/或其它材料的使用。
45.本技术中,将第一相与第二相的上桥臂功率管与下桥臂功率管布局于电路板的第一侧,并在单个功率管的三个引脚的排列方向上排成四排,而第三相的上桥臂功率管与下桥臂功率管在电路板的第二侧排成两排,功率管在电动车控制器中的排布更为规则紧凑,布局更为合理,使得电动车控制器的内部构造布局更为合理以控制自身体积。
46.实施例一
47.请参阅图1至图8,本技术的电动车控制器100包括:
48.电路板10;
49.焊接于电路板10上的多个功率管20,被配置成第一相、第二相与第三相的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201;以及
50.与上桥臂功率管202的金属背板背面热连接的至少1块上桥臂热中继体301,和与下桥臂功率管201的金属背板21背面热连接的至少3块下桥臂热中继体302;
51.第一相与第二相的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201位于电路板10的第一侧11,在单个功率管20的三个引脚的排列方向上排成四排,第三相的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201在与第一侧11相对的第二侧12排列成两排。
52.本技术的电动车控制器100中,将第一相与第二相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201布局于电路板10的第一侧11,且进一步地将此两相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201在单个功率管20的三个引脚的排列方向上排成四排,而第三相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201在电路板10的第二侧12排成两排,功率管20在电动车控制器100中的排布更为规则紧凑,布局更为合理,便于电动车控制器100的电气设计与对其他元器件的布
置,进而使得电动车控制器100的内部构造布局更为合理以控制体积,能够适用于大功率的电动车控制器100中。
53.同时,通过至少1块上桥臂热中继体301与至少3块下桥臂热中继体302的组合,能够对三相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201进行有效散热,保证功率管20的正常工作,进而保证电动车控制器100的正常运行。
54.本技术实施例中,电动车控制器100可以为三相电机控制器,其应用于电动车1000中提供三相输出,以实现对电动车1000的电机与电动车1000的精准控制。三相电机200控制器为电动车1000领域中常用的控制器,其功能与优点在此不做赘述。
55.请结合图3与图10,本技术实施例中,功率管20可为直插可视金属封装功率管20,其由塑料封装将三个引脚22与金属背板21封装在一起后形成,三个引脚22分别为栅极、漏级和源级,在塑料封装上呈一排排列,金属背板21与漏极电性连接,功率管20通过上述三个引脚22与电路板10焊接以固定于电路板10上。
56.功率管20的三个引脚22的排列方向决定了功率管20与电路板10的相对位置关系,三个引脚22在功率管20上的排列方向是固定的,三个引脚22焊接于电路板10上可以呈横向、纵向或倾斜方向,使得一排的功率管20可以在电路板10上可以呈横向、纵向或倾斜方向,以向不同的方向延伸排布。
57.请继续结合图3至图6,电路板10上还设有电动车控制器100的信号控制模块13与电路元器件,信号控制模块13如控制芯片与信号排针,上述信号控制模块13在电路板10上的位置需要与功率管20在电路板10上的位置分开以避免互相干扰,功率管20在电路板10上的排布对电路板10上的其他元器件的布局有着直接影响。
58.本技术实施例中,上桥臂热中继体301与上桥臂功率管202的金属背板21的背面热连接,即上桥臂热中继体301可吸收传递来自上桥臂功率管202的热量,下桥臂热中继体302与下桥臂功率管201的金属背板21的背面热连接,即下桥臂热中继体302可吸收传递来自下桥臂功率管201的热量。
59.在功率管20被配置为第一相、第二相与第三相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201的基础上,通过配置至少一块上桥臂热中继体301与至少三块下桥臂热中继体302,以针对性地、快速有效地对上述三相的上桥臂功率管202与三相的下桥臂功率管201导热散热,保证电动车控制器100的运行安全,提升其工作可靠性,可以理解,在解决功率管20的发热问题后,可提升功率管20的输出电流来增大电动车控制器100的输出功率,在不改变功率管20数量的情况下,进一步地提升电动车控制器100的功率。
60.上桥臂热中继体301与下桥臂热中继体302统称为热中继体30,本技术实施例中通过热中继体30所起的具体功能来进行具体定义,即与上桥臂功率管202热连接的热中继体30被定义为上桥臂热中继体301,与下桥臂功率管201热连接的热中继体30被定义为下桥臂热中继体302。
61.在下文的一些不涉及具体功能的地方,为简要描述将会以热中继体30作为示例进行说明。
62.进一步地,上桥臂热中继体301与上桥臂功率管202的金属背板21导电热连接,下桥臂热中继体302与下桥臂功率管201的金属背板21导电热连接,导电热连接可以理解为热中继体30与功率管20的金属背板21直接接触,两者之间能够导电且进行热量传导,也可以
理解为热中继体30与功率管20的金属背板21通过其它元件间接接触,以实现间接的导电和热量传导。
63.在本技术实施例中,导电热连接指的是热中继体30与功率管20的金属背板21直接接触进行导电与导热,可以通过热中继体30与金属背板21的任意部位接触来实现,如热中继体30与金属背板21的正面、背面和/或侧面等部位接触,即可达到导电热连接的目的。功率管20的金属背板21的背面为图10所示的金属背板21的下表面,上表面则为金属背板21的正面。
64.可以理解,金属背板21的背面相比于正面的面积更大,与热中继体30有着更大的接触面积,因此,将热中继体30与功率管20的金属背板21的背面接触,能够对功率管20进行较大面积的导电与导热,保证电连接的稳定性与高效的导热散热效果。
65.为保证热中继体30的导电导热效果,本技术实施例中热中继体30采用金属制成,金属包括但不限于铜和/或铝以及和/或铜铝复合件,如此,不但能提升热中继体30的结构强度,而且还能够达到优良的导电与导热散热效果。
66.在一个较佳的实施例中,第一相的一排上桥臂功率管202与第二相的一排上桥臂功率管202并排设置,或第一相的一排下桥臂功率管201与第二相的一排下桥臂功率管201并排设置,在两排功率管20的金属背板21不接触的基础上,可将两排功率管20之间的间隔设置的较小,可控制功率管20在电路板10上占用的面积,进而便于其他元器件的设置。
67.另外,当第一相的一排上桥臂功率管202与第二相的一排上桥臂功率管202并排设置时,基于上桥臂功率管202的电气特性,第一相的一排上桥臂功率管202与第二相的一排桥臂功率管20可共电连接至一块上桥臂热中继体301上,共用一块上桥臂热中继体301进行导电导热,而无需分别为第一相的一排上桥臂功率管202与第二相的一排上桥臂功率管202分别对应设置上桥臂热中继体301,不但便于组装拆卸,也能够节省材料费用,进而控制电动车控制器100的成本,提升生产效率。
68.更多地,在本技术实施例中,第一相、第二相与第三相共三排的上桥臂功率管202可共电连接至一块上桥臂热中继体301,共用一块上桥臂热中继体301进行导电与散热,因此本技术实施例中的上桥臂热中继体301至少为一块。
69.值得注意的是,当两相的上桥臂功率管202共用一部分的上桥臂热中继体301,另一相的上桥臂功率管202与上述两相的上桥臂功率管202间隔一部分距离而需要单独布置另一部分的上桥臂热中继体301时,此部分的上桥臂热中继体301可通过具备导电导热功能的连接件与上一部分的上桥臂热中继体301固定来导电热连接,使得两部分的上桥臂热中继体301成为一个整体的上桥臂热中继体301,即固定连接在一起的两部分热中继体30仍可以理解为一块热中继体30。
70.当然,在其他实施例中,也可为第一相、第二相与第三相共三排的上桥臂功率管202分别对应设置一块上桥臂热中继体301,使得每相的上桥臂功率管202都具备对应自身的导电散热途径。
71.另外,在本技术实施例中,下桥臂功率管201的排数与下桥臂热中继体302的数量相同,如第一相、第二相与第三相的下桥臂功率管201为三排,则下桥臂热中继体302为三块,分别与第一相、第二相和第三相的下桥臂功率管201对应热连接,保证每相的下桥臂功率管201都能进行有效散热。
72.在一个较佳的实施例中,热中继体30采用铝制成。
73.铝相较于铜来说,导电与导热性能相差不是很大,但价格更为低廉,能够控制电动车控制器100的生产成本,而且质量更轻,以控制电动车控制器100的质量。
74.在本技术实施例中,功率管20可采用卧式、立式或倾斜式的安装方式安装于电路板10上,具体而言:
75.如图3至图6所示,卧式安装为功率管20的金属背板21相对电路板10平行,此时热中继体30与功率管20的金属背板21接触的部分也相对电路板10平行;
76.如图11所示,立式安装为功率管20的金属背板21相对电路板10垂直,此时热中继体30中与金属背板21接触的部分也可相对电路板10垂直;
77.如图12所示,倾斜安装为功率管20的金属背板21相对电路板10倾斜,此时热中继体30与金属背板21接触的部分也相对电路板10倾斜。
78.也即是说,当功率管20采用不同的安装方式安装于电路板10上时,热中继体30中与功率管20的金属背板21接触的部分始终与功率管20为同一方向,以保证两者能够紧密的贴合接触,进而保证热传导效果。
79.作为本技术的较佳示例,功率管20采用卧式安装的方式安装于电路板10上,采用这种安装方式,功率管20对电动车控制器100内竖直方向上的空间占用较少,也更便于热中继体30的设置。
80.在本技术实施例中,第一相、第二相与第三相可以为a、b、c三相,电路板10的第一侧11与第二侧12可以理解为电路板10长度方向的右侧与左侧,如图3至图6所示,第一侧11为电路板10的右侧,第二侧12为电路板10的左侧,且单个功率管20的三个引脚的排列方向为电路板10的长度方向,为图3至图6所示的横向。
81.或者,设有两相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201的电路板的一侧理解为第一侧11,反之,设有一相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201的电路板的一侧理解为第二侧12。
82.基于上述方位,第一相与第二相的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201位于电路板10的第一侧11,在单个功率管20的三个引脚22的排列方向上排成四排可以理解为,第一相与第二相的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201位于电路板10的右侧,在电路板10的横向上排成四排,第三相的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201在与第一侧11相对的第二侧12排列成两排可以理解为,第三相的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201在与电路板10的左侧排列成两排。
83.本技术实施例中,第一相、第二相与第三相可以对应a、b、c三相中的任意一相,即第一相可以为a、b、c三相中的任意一相,第二相可以为a、b、c三相中的任意一相,第三相可以为a、b、c三相中的任意一相,只要能够满足三相输出即可,功率管20至少为6个,至少6个功率管20被配置为a、b、c三相的至少3个上桥臂功率管202与至少3个下桥臂功率管201,满足电动车控制器100的三相输出的基本要求。
84.在此不对功率管20的类型、数量、组合与排布等做具体限定,本技术实施例中所示出的功率管20类型、数量、组合与排布等仅为示例地,不应理解为对本技术的限制,在保证电动车控制器100能够正常提供三相输出的基础上,结合对电动车控制器100的具体功率需求来具体选择功率管20的上述各项即可。
85.示例性地,当功率管20为6个时,6个功率管20包括三个上桥臂功率管202与三个下桥臂功率管201,分别为:
86.a相上桥臂功率管2021、b相上桥臂功率管2022以及c相上桥臂功率管2023,a相下桥臂功率管2011、b相下桥臂功率管2012以及c相下桥臂功率管2013。
87.其中,a相上桥臂功率管2021、b相上桥臂功率管2022与c相上桥臂功率管2023均与电源正极电连接,提供电源正极输入,a相下桥臂功率管2011、b相下桥臂功率管2012与c相下桥臂功率管2013均与电路板10电连接,提供电动车控制器100的三相输出。
88.在上述情况下,单个功率管20设于电路板10上可理解为“一排”,即设于电路板10上的a相上桥臂功率管2021、b相上桥臂功率管2022、c相上桥臂功率管2023、a相下桥臂功率管2011、b相下桥臂功率管2012以及c相下桥臂功率管2013均可理解为“一排”,此时,a、b、c三相中第一相与第二相的功率管20总共4个,在单个功率管20的引脚22的排列方向上排成四排,即4个功率管20分别为一排。
89.请结合图3至图6,在图3所示实施例中,一排功率管20为8个,a、b、c三相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201总共6排,功率管20的总数为6*8=48个,可使电动车控制器100提供一个较大的输出功率。
90.一般而言,采用本技术实施例的功率管20布局,一排功率管20至少为6个,a、b、c三相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201被排布为6排,即功率管20的总数至少为6*6=36个,以满足大功率的电动车控制器100的功率要求。
91.在本技术实施例中,第一相与第二相的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201位于电路板10的第一侧11,在单个功率管20的三个引脚22的排列方向上排成四排,以及第三相的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201在与第一侧11相对的第二侧12排列成两排的排列情况可以为:
92.1、a相上桥臂功率管2021、a相下桥臂功率管2011、b相上桥臂功率管2022与b相下桥臂功率管2012设于第一侧11,c相上桥臂功率管2023与c相下桥臂功率管2013则设于第二侧12;
93.2、a相上桥臂功率管2021、c相下桥臂功率管2013、c相上桥臂功率管2023与a相下桥臂功率管2011第一侧11,b相上桥臂功率管2022与b相下桥臂功率管2012则设于第二侧12;
94.3、b相上桥臂功率管2022、c相下桥臂功率管2013、c相上桥臂功率管2023与b相下桥臂功率管2012第一侧11,a相上桥臂功率管2021与a相下桥臂功率管2011则设于第二侧12。
95.示例性地,请结合图3至图6,假设第一相、第二相与第三相分别为a相、b相与c相,单个功率管20的三个引脚的排列方向为横向,一排功率管20为8个,第一侧11为电路板10的右侧,第二侧12为电路板10的左侧,则:
96.第一相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201为a相上桥臂功率管2021与a相下桥臂功率管2011,第二相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201为b相下桥臂功率管2012与b相上桥臂功率管2022,第三相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201为c相下桥臂功率管2013与c相上桥臂功率管2023,以上述情况对三相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201进行排列为:
97.在电路板10的右侧排成一横排的8个a相上桥臂功率管2021、排成一横排的8个b相上桥臂功率管2022、排成一横排的8个a相下桥臂功率管2011与排成一横排的8个b相下桥臂功率管2012,以及在电路板10的左侧排成一排的8个c相上桥臂功率管2023与排成一排的8个c相下桥臂功率管2013。
98.a相上桥臂功率管2021、b相上桥臂功率管2022、a相下桥臂功率管2011与b相下桥臂功率管2012可在电路板10右侧随意分布排成四排,如从上至下分别为a上、b上、a下、b下,或为a上、a下、b上、b下,或为a上、b下、a下、b上等,c相上桥臂功率管2023与c相下桥臂功率管2013可在电路板10左侧排成横排、竖排或斜排,电路板10上的其他元器件可穿插于任意相邻的两排功率管20的间隔之中,或是设置于电路板10未设有功率管20的空置区域上,以提升对电路板10的空间利用率。
99.在一个较佳的实施例中,同一相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201相邻设置,即a相上桥臂功率管2021与a相下桥臂功率管2011相邻、b相上桥臂功率管2022与b相下桥臂功率管2012相邻、c相上桥臂功率管2023与c相下桥臂功率管2013相邻,便于功率管20的安装,也便于电动车控制器100的电气设计。
100.以上关于a、b、c三相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201的结构布局的描述仅为示例性地,在其他实施例中,a、b、c三相上桥臂功率管202与下桥臂功率管201还可以呈其他结构布局,在此不做具体限制。
101.请参阅图3与图9,由于电路板10的中间位置设有两排功率管20,为实现功率管20的金属背板21的背面与热中继体30的有效导电热连接,本技术实施例在电路板10对应的位置处设有通槽14,图3所示实施例的功率管20位于电路板10的上半部分,并且当部分的功率管20位于电路板10的相对中间时(图3示出的这部分功率管20是为下桥臂功率管201),上述部分的功率管20的金属背板21与设置在电路板10下方的热中继体30通过通槽14实现导电热连接。
102.在一些实施例中(图未示),当功率管20位于电路板10下方时,则无需通槽14;在又一些实施例中(图未示),当功率管20的金属背板的正面也设置热中继体30时,则通槽14还可用于实现功率管20的金属背板与正面的热中继体30之间的导电热连接。。
103.除去设于电路板10中间位置的功率管20外,本技术实施例还包括设于电路板10边缘处的功率管20,此时功率管20的金属背板21靠近电路板10的边缘处,将热中继体30对应设于电路板10的边缘处,使得热中继体30在电路板10的边缘处与功率管20的金属背板21的背面对应接触实现导电热连接,并且电路板10的边缘也能够为功率管20的设置起到参照作用,使功率管20排布的更为规则。
104.也即是说,本技术实施例中若是将功率管20设于电路板10的内部位置,则在电路板10上开设通槽14,使得热中继体30能够嵌入通槽14中与功率管20的金属背板21的背面对应接触实现导电热连接,或功率管20能够嵌入通槽14中使得金属背板21的正面与正面的热中继体30对应接触实现导电热连接,若是功率管20设于电路板10的边缘位置,则将热中继体30设于电路板10的边缘处与功率管20的金属背板21的背面对应接触实现导电热连接。
105.请参阅图1至图3,本技术实施例的电动车控制器100还包括外壳40,上述电路板10、功率管20与热中继体30均设于外壳40之中,热中继体30一方面与功率管20的金属背板21导电热连接,即热中继体30可同时实现对功率管20的导电与导热,保证功率管20的正常
工作。
106.另一方面,热中继体30还与外壳40绝缘性热连接,可在保证电动车控制器100的电气安全的前提下,建立功率管20至热中继体30至外壳40的散热路径,将功率管20产生的热量传导至外壳40进行有效散热。
107.绝缘性热连接应理解为热中继体30与外壳40之间首先是绝缘的、不导电的,避免功率管20的电流传输至外壳40导致短路或其他危害,可通过在热中继体30和/或外壳40上涂抹绝缘涂层或是间隔绝缘物体等方式来实现两者之间绝缘。同时,外壳40也具备一定的热传导能力,如此,能够在与热中继体30绝缘接触保证电动车控制器100的电气安全的前提下,实现对电动车控制器100的散热。
108.另外,当选择在热中继体30与外壳40之间间隔绝缘物体来实现两者的绝缘连接时,该绝缘物体同样具备一定的热传导能力。
109.请结合图1与图2,本技术实施例的外壳40包括相互配合可拆卸设置的上壳41与下壳42。
110.上壳41与下壳42之间具体可以通过螺丝螺固、扣合固定或铆钉锚固等方式来实现两者之间的可拆卸设置,上壳41与下壳42组合围成一个内部空间,电动车控制器100的内部元器件,如电路板10、功率管20与热中继体30等均设于上述内部空间内,能够上述避免元器件受到来自外界的直接冲击与水汽杂质的影响,保证内部元器件的正常使用与寿命。
111.更多地,上壳41与下壳42可采用金属或塑料制成,金属或塑料的硬度与强度足够高,且具备较佳的延展性,不但能够提升外壳40的整体强度,也易于生产制造成设计的形状。
112.值得说明的是,上壳41与下壳42中的至少一者的至少部分结构采用金属制成,金属包括但不限于铜和/或铝以及和/或铜铝复合件。
113.请参阅图3、图7与图8,进一步地,在本技术实施例中,热中继体30包括吸热部31与自吸热部31延伸出的延伸部32,吸热部31与功率管20的金属背板21导电热连接,其上设置有与功率管20的金属背板21的背面导电热连接的吸热面311,且热中继体30上还设有与外壳40绝缘性热连接的传热面。
114.吸热部31与延伸部32的设计使得热中继体30具备一定的储热散热空间,提升热中继体30的储热能力,能够更有效地传导走功率管20的热量,实现对电动车控制器100快速有效地散热,减轻电动车控制器100的散热负担,进而保证其正常工作,而吸热面311和传热面分别与功率管20和外壳40形成良好的面接触,从而保证吸热部31对功率管20的热传导效果与电流传输效果。
115.本技术实施例中,吸热部31的顶面与功率管20的金属背板21的背面导电热连接,即上述吸热面311为吸热部31的顶面,热中继体30的底面与外壳40绝缘性热连接,即上述传热面为热中继体30的底面。
116.具体而言,吸热部31导电的基础上,吸热面311将功率管20产生的热量从金属背板21的背面吸收后传导至吸热部31上,吸热部31将热量向延伸部32传导而分布在吸热部31与延伸部32上,而后通过传热面大面积地将热量导出至外壳40,即形成功率管20(金属背板21)-吸热面311-吸热部31与延伸部32-传热面-外壳40的热传导途径,从而实现对功率管20快速导热与散热,保证其与电动车控制器100的正常工作。
117.在本技术实施例中,功率管20的金属背板21的背面可大致呈矩形,即金属背板21的背面与吸热部31的接触面大致呈矩形,吸热面311的形状可以与金属背板21的背面的形状相适配且两者共平面设置,使吸热面311完全覆盖金属背板21的背面,提升两者之间的热接触面积,形成两者之间良好的导电热连接,提升热传导效果。
118.当然,在其他实施例中,金属背板21的背面与吸热面311并不限于水平面,在具体实施例中具体设置即可。
119.值得说明的是,在本技术实施例中,一排功率管20共用一个热中继体30,也共用一个吸热面311,吸热面311为整个热中继体30的上表面,与呈一排设置的功率管20的金属背板21的背面导电热连接,可在保证有效导电导热的基础上,减少热中继体30的制造流程,降低电动车控制器100的结构复杂度。
120.请继续参阅图3、图7与图8,更进一步地,吸热部31具有与功率管20的金属背板21固定的安装孔312。
121.更多地,为提升功率管20的金属背板21与吸热面311之间的接触稳定性,同时避免可能因两者分离而影响导电与导热的问题,本技术实施例在吸热面311上开设有用于与功率管20的金属背板21的背面热连接的安装孔312,该安装孔312与功率管20的金属背板21上的穿孔对应,安装孔312可以为螺孔也可以为穿孔。
122.如此,可通过螺钉、螺栓或铆钉等紧固件穿过金属背板21上的穿孔与安装孔312后向下拧紧或压紧,以将金属背板21与吸热面311压紧贴附,不但实现金属背板21与吸热面311的热连接,还可提升两者之间的稳定性,提升电动车控制器100的可靠性。
123.在其他实施例中,吸热面311还可通过压紧、焊接或胶粘(如导电胶)的方式与功率管20的金属背板21导电热连接,在保证吸热面311与金属背板21之间有效导电热连接的基础上,合理选择两者之间的连接方式即可,在此不做具体限制。
124.实施例二
125.请参阅图3至图6,更进一步地,第三相的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201,与单个功率管20的三个引脚的排列方向同向和/或垂直。
126.也即是说,第三相共两排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201,相对第一相与第二相共四排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201平行、垂直或既平行又垂直,其中,第三相共两排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201相对第一相与第二相共四排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201既平行又垂直可以理解为:
127.第三相的一排上桥臂功率管202或一排下桥臂功率管201,相对第一相与第二相共四排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201平行,而第三相的另一排下桥臂功率管201或另一排上桥臂功率管202相对第一相与第二相共四排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201垂直,以构成不同的结构布局,满足不同的排列需求。
128.示例性地:
129.示例1:如图3所示,单个功率管20的三个引脚的排列方向为横向,第三相共两排的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201与单个功率管20的三个引脚的排列方向同向,即沿电路板10的长度方向排列分布,电路板10上的其他电路元器件可设于第三相共两排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201之间的间隔中,还可设于电路板10左侧的空余位置处,提升对电路板10的空间利用率,使得电路板10上的结构分布更为规则与紧凑;
130.示例2:如图4所示,单个功率管20的三个引脚的排列方向为横向,第三相共两排的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201与单个功率管20的三个引脚的排列方向同向与垂直,其中,一排上桥臂功率管202(或下桥臂功率管201)的排列方向为纵向,即沿电路板10的宽度方向排列分布,另一排下桥臂功率管201(或上桥臂功率管202)的排列方向为横向,即沿电路板10的长度方向排列分布,电路板10上的其他电路元器件可设置于第三相共两排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201围成的空间内;
131.示例3:如图5所示,单个功率管20的三个引脚的排列方向为纵向,第三相共两排的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201与单个功率管20的三个引脚的排列方向垂直,即沿电路板10的宽度方向排列分布,电路板10上的其他电路元器件的排布方式可参考上文所描述的排布方式,在此不做赘述。
132.在本技术中,以上述示例1为一个较佳的实施例。
133.采用示例1的布局方式,即第三相的上桥臂功率管202与第一相或第二相的上桥臂功率管202对齐,第三相的下桥臂功率管201与位于上述第一相或第二相的上桥臂功率管202下方的下桥臂功率管201对齐,如此,功率管20的排布更为规则,能够在电路板10上空余出更大、更为规则的区域,便于电动车控制器100的其他元器件的集中设置,有利于促进电动车控制器100的紧凑与集成化。
134.值得一提的是,无论第三相共两排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201如何排列分布,都始终靠近第一相与第二相共四排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201设置,以控制电动车控制器100的体积。
135.更多地,在一个较佳的方式中,可将第三相其中的一排上桥臂功率管202或一排下桥臂功率管201靠近电路板10的边缘处设置,在电路板10的边缘处对应设置热中继体30与一排上桥臂功率管202或一排下桥臂功率管201接触,可减少在电路板10上开设通槽14,减少加工流程,控制工艺难度。
136.当然,第三相共两排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201可在电路板10上任意地排布,满足实际的设计需求即可,在此不做具体限制。
137.实施例三
138.请参阅图2、图3与图6,更进一步地,第三相的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201,与第一相或第二相的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201呈直线排列。
139.也即是说,第三相共两排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201的排列方向与单个功率管20的三个引脚的排列方向同向,均为横向,且与第一相和第二相的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201对齐呈直线排列,即第三相共两排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201沿电路板10的长度方向排列分布形成两横排。
140.具体而言,第三相的上桥臂功率管202与第一相或第二相的上桥臂功率管202呈直线排列,第三相的下桥臂功率管201与第一相或第二相的下桥臂功率管201呈直线排列,电路板10上的其他电路元器件沿着第三相共两排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201之间的间隔设置,还可设于电路板10左侧的空余位置处,提升对电路板10的空间利用率,使得电路板10上的结构分布更为规则与紧凑。
141.进一步地,第一相和第二相共四排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201中,位于电路板10第一侧11的纵向上的第一排与第二排的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201,
分别与第三相共两排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201对应对齐。
142.如此,电路板10上的其他电路元器件可设于电路板10左下角的空余空间处,即设于电路板10第二侧12的下半部分,使得整个电路板10上的元器件分布较为均匀规则,内部结构较为紧凑与集成化,能够控制电动车控制器100的体积,也便于做电气设计。
143.示例性地,以图3与图6为例,仍以电路板10右侧(第一侧11)为a、b两相共四排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201,左侧(第二侧12)为c相共两排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201为例,若a、b两相共四排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201由上至下分别为:
144.一横排a相下桥臂功率管2011、一横排a相上桥臂功率管2021、一横排b相上桥臂功率管2022与一横排b相下桥臂功率管2012,c相共两排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201分别为一横排c相上桥臂功率管2023与一横排c相下桥臂功率管2013,则一横排c相上桥臂功率管2023与一横排a相下桥臂功率管2011对齐呈直线排列,一横排c相下桥臂功率管2013与一横排a相上桥臂功率管2021对齐呈直线排列。
145.本技术实施例中,总共包括a、b、c三相共六排的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201,即包括三排上桥臂功率管202与三排下桥臂功率管201,若是从单侧电路板10上的功率管20的排布来定义,总共六排功率管20可以定义为功率管20的“四+二”排排布,而若是从功率管20的排数来对功率管20的排布进行定义,则可以定义为功率管20的六排排布。
146.实施例四
147.请参阅图3至图8,更进一步地,电动车控制器100还包括与热中继体30电连接的接线端50,接线端50包括正极接线端501和三相输出接线端502。
148.本技术实施例中,接线端50提供电动车控制器100的电源正极输入和/或电机三相输出,具体为:
149.1、接线端50与电源正极输入电性连接以提供电源正极输入时,即接线端50为正极接线端501时,其设于上桥臂热中继体301上,电流通过正极接线端501从上桥臂热中继体301的一端传输至另一端,再传送至功率管20的金属背板21,通过功率管20的三个引脚22输入到电路板10上,实现电动车控制器100的供电;
150.2、接线端50作为电动车控制器100的三相输出时,即接线端50为三相输出接线端502时,其设于下桥臂热中继体302上,由于功率管20的引脚22焊接于电路板10上,因此功率管20可将控制信号从电路板10上,由金属背板21将控制信号从与下桥臂热中继体302接触的一端传输至另一端,最后通过三相输出接线端502输出至三相电机200实现对其的控制;
151.3、接线端50提供电动车控制器100的电源正极输入和电机三相输出时,即接线端50为正极接线端501与三相输出接线端502时,正极接线端501设于上桥臂热中继体301上,三相输出接线端502则设于下桥臂热中继体302上,可同时实现上述两种功能,既实现电源正极输入,也实现电机三相输出。
152.具体地,接线端50可以为接线柱、接线孔、接线槽、接线凸起或接线块等结构形态,以满足不同的结构要求、适配不同的结构设计。在本技术实施例中,接线端50为中空的柱状,即为上述接线柱的结构形态,便于导线经螺钉穿入中空的柱状体中与热中继体30电性连接进行导电,连接关系较为稳定,保证电流的稳定传输。
153.本技术实施例中,三相输出接线端502为三个,具体可为a相输出接线端5021、b相
输出接线端5022与c相输出接线端5023,分别设于三块下桥臂热中继体302上并与电动车1000电机的三相接口电性连接,提供电动车控制器100的三相输出以控制电动车1000的运行。
154.在一个实施例中,a相输出接线端5021、b相输出接线端5022与c相输出接线端5023可平行间隔排布位于电动车控制器100的同一侧,不但较为规则美观,在同一侧出线也便于与三相电机200电连接。
155.更多地,本实施例的接线端50一体成型或连接于吸热部31和/或延伸部32上,使得接线端50可根据吸热部31或延伸部32的不同布置,而布置于电动车控制器100的任何合理的位置上。
156.当然,在其他实施例中,a相输出接线端5021、b相输出接线端5022与c相输出接线端5023还可设置于其他位置上,并可根据实际需求布置于电动车控制器100的任何合理的位置上,在此不做具体限制。
157.请结合图3至图6,在本技术实施例中,接线端50还包括一个负极接线端503。
158.上述负极接线端503不设于热中继体30上,而是设于单独的一个金属结构件上,该结构件通过负极接线端503与电源负极电性连接,并还与电路板10的负极铜箔电性连接,以提供电机控制器的负极输入。
159.在本技术一个实施例中,将三排上桥臂功率管202设于电路板10相对中间的位置,将三排下桥臂功率管201设于电路板10的上、下边缘位置。
160.如此,设于上桥臂热中继体301上的正极接线端501与设于三块下桥臂热中继体302上的三相输出接线端502最邻近,使得电动车控制器100的出线更为集中。
161.在本技术另一个实施例中,将三排下桥臂功率管201设于电路板10相对中间的位置,将三排上桥臂功率管202设于电路板10的上、下边缘位置。
162.如此,设于上桥臂热中继体301的正极接线端501与设于三块下桥臂热中继体302上的三相输出接线端502靠近电动车控制器100的上、下两侧分布,电动车控制器100能够在上、下两侧出线,出线的方向使得出线更为规则,便于与电动车1000的三相电机200通过导线电性连接。
163.实施例五
164.请参阅图2、图3与图6,更进一步地,正极接线端501设于第一相或第三相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201之间,三相输出接线端502中的任意一相输出接线端50设于第二相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201之间,三相输出接线端502中的其余两相输出接线端50设于第二侧12,三相输出接线端502沿单个功率管20的三个引脚的排列方向排成一排。
165.具体地,本技术实施例中,第一相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201设于电路板10的右上方,第二相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201设于电路板10的右下方,第三相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201设于电路板10的左上方。
166.在上述布局的基础上,正极接线端501设于第一相或第三相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201之间,即正极接线端501设于电路板10的上半部分。三相输出接线端502中的任意一相输出接线端50设于第二相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201之间,即三相输出接线端502中的任意一相输出接线端50设于电路板10的下半部分,而其余两相输出接
线端50设于电路板10的左侧,并与位于第二相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201之间的输出接线端50排成一排,即其余两相输出接线端50也位于电路板10的下半部分,使得三相输出端在电路板10的下半部分排成一排。如此,三相输出接线端502的排布较为规则,便于电气设计,并且使得电动车控制器100可从上、下两侧出线,便于与三相电机200连接。
167.示例性地,若第一相、第二相与第三相分别为a、b、c三相,三相输出接线端502分别为a相输出接线端5021、b相输出接线端5022与c相输出接线端5023,第一侧11为电路板10的右侧,第二侧12为电路板10的左侧,单个功率管20的三个引脚22的排列方向为横向,则:
168.正极接线端501设于a相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201之间,a相输出接线端5021、b相输出接线端5022与c相输出接线端5023中的任一个设置于b相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201之间,其余两相输出接线端50设于电路板10的左侧,a相输出接线端5021、b相输出接线端5022与c相输出接线端5023沿横向排成一排。
169.a相输出接线端5021、b相输出接线端5022与c相输出接线端5023中的任一个设置于b相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201之间,其余两相输出接线端50设于电路板10的左侧具体可为:
170.1、a相输出接线端5021设于b相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201之间,b相输出接线端5022与c相输出接线端5023设于电路板10的左侧;
171.2、b相输出接线端5022设于b相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201之间,a相输出接线端5021与c相输出接线端5023设于电路板10的左侧;
172.3、c相输出接线端5023设于b相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201之间,a相输出接线端5021与b相输出接线端5022设于电路板10的左侧。
173.在本技术一个较佳的实施例中,c相输出接线端5023设于b相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201之间,b相输出接线端5022设于a相输出接线端5021与c相输出接线端5023之间。
174.实施例六
175.更进一步地,接线端50与热中继体30一体成型。
176.具体地,通过将热中继体30与接线端50一体成型为一个整体,使得两者可作为电动车控制器100的标准件来生产制造与出厂出售,直接与功率管20适配安装,无需如现有技术一般将接线端50与散热结构分别生产后,再分别与功率管20装配连接,简化了电动车控制器100的组装流程,并节省了材料成本与人工成本,提高了电动车控制器100的生产效率,控制了生产成本。
177.在一个实施例中,热中继体30与接线端50通过压铸工艺一体成型。
178.压铸铝工艺能够将铝材制作成具备一定弯折角度的结构,可在将热中继体30与接线端50设为一体结构,以节约制造、组装工序和成本的同时,使得热中继体30成为具备一定弯折角度的结构,进而形成特定的散热路径与电性连接路径,不但能在有限的空间内提高热中继体30的延伸长度从而提高散热面积,还能够适配不同的连接方式与不同的结构设计,使得接线端50设置于热中继体30的任何地方,可随着热中继体30延伸至任何可能的地方,充分利用电动车控制器100的空间,使得电动车控制器100的结构布局更为合理可靠。
179.本技术实施例中的接线端50一体成型于吸热部31和/或延伸部32上,具体为:
180.1、接线端50一体成型于吸热部31上,吸热部31在实现对功率管20吸热导热的同
时,还可直接实现接线端50与功率管20的电性连接;
181.2、接线端50一体成型于延伸部32上,接线端50可随着延伸部32的延伸而位于电动车控制器100中任何可行的位置上,以适配电动车控制器100内部结构的设计需求,并且使得电动车控制器100的导线连接也更为灵活;
182.3、接线端50一体成型于吸热部31与延伸部32上,此时,接线端50位于吸热部31与延伸部32的连接处,以满足特殊的连线需求。
183.在一个较佳的实施例中,接线端50与延伸部32一体成型。
184.也即是说,正极输入端与上桥臂热中继体301的延伸部32一体成型,a相接线端50可与a相下桥臂热中继体302的延伸部32一体成型,b相接线端50可与b相下桥臂热中继体302的延伸部32一体成型,c相接线端50可与c相下桥臂热中继体302的延伸部32一体成型。
185.实施例七
186.更进一步地,请参阅图13与图14,电动车控制器还包括与第一相、第二相与第三相的上桥臂功率管202和下桥臂功率管201的金属背板21正面热连接的正面热中继体303。
187.也即是说,正面热中继体303为与功率管20的金属背板21的正面热连接的热中继体,正面热中继体303可覆盖于每一个功率管20的金属背板21的正面之上,即正面热中继体303可设于第一相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201的金属背板21的正面,设于第二相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201的金属背板21的正面,以及设于第三相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201的金属背板21的正面,以进一步地提升对功率管20的散热效果。
188.当将正面热中继体303设于功率管20的金属背板21的正面时,可以是单个正面热中继体303与单个功率管20一一对应,当单个正面热中继体303和/或功率管20损坏、故障时,便于每个正面热中继体303和/或功率管20的更换维修,也可以是呈一条的多个正面热中继体303直接覆盖固定于呈一排的功率管20之上,更便于组装拆卸,减少组装时间。
189.实施例八
190.请参阅图13,本技术的电动车1000包括:
191.三相电机200;以及
192.根据上述任一项的电动车控制器100,三相电机200的三相线接口电连接控制器的三相输出。
193.本技术的电动车1000中应用有电动车控制器100,电动车控制器100中将第一相与第二相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201布局于电路板10的第一侧11,且进一步地将此两相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201在单个功率管20的三个引脚22的排列方向上排成四排,而第三相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201在电路板10的第二侧12排成两排,功率管20在电动车控制器100中的排布更为规则紧凑,布局更为合理,便于电动车控制器100的电气设计与对其他元器件的布置,进而使得电动车控制器100的内部构造布局更为合理以控制体积,能够适用于大功率的电动车控制器100中。
194.同时,通过至少1块上桥臂热中继体301与至少3块下桥臂热中继体302的组合,能够对三相的上桥臂功率管202与下桥臂功率管201进行有效散热,保证功率管20的正常工作,进而保证电动车控制器100的正常运行。
195.三相电机200的三相线接口可包括a相线接口、b相线接口、c相线接口,电动车控制
器100的三相输出端包括a相输出端、b相输出端、c相输出端,即为上文中的a相输出接线端5021、b相输出接线端5022与c相输出接线端5023,三者与三相电机200的三相线接口一一对应电性连接,以对三相电机200进行控制。
196.在本说明书的描述中,参考术语“实施例一”、“实施例二”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
197.以上仅为本技术的较佳实施例而已,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
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