电机控制器

专利摘要:
本实用新型实施例公开了一种电机控制器，所述电机控制器包括壳体、散热器、接线导体、导热绝缘布，所述接线导体为铜排或采用铝材料制成的铝排，所述接线导体与散热器之间通过导热绝缘布和导热胶绝缘连接。本实用新型通过使用铝排代替铜排在电机控制器中充当功率流导体，同时增加散热设计来增加铝排的导体载流量，从而实现了电机控制器的轻量化、低成本要求。
公开号:CN214338417U
申请号:CN202120302652.6U
申请日:2021-02-02
公开日:2021-10-01
发明作者:张大千；李�浩；黄海；杨田力；廖金波；韦德基
申请人:Shenzhen Faraday Electric Drive Co ltd；
IPC主号:H05K7-20

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种电机控制器。
[n0002] 目前随着汽车产品对轻量化、低成本的要求日趋严苛，作为新能汽车的核心零部件电机控制器，其轻量化、低成本革新设计势在必行。行业内普遍从控制器壳体入手通过更换材料、优化结构、改善工艺等手段来达到轻量化或低成本的要求。此举无异于扬汤止沸，很难在轻量化和低成本两个维度同时有较大改善。
[n0003] 铜排作为电机控制器内部功率流的导体，用于连接输入接线座与母线电容之间以及IGBT模块的输出脚与输出接线座之间，其成本、重量在整个电机控制器产品中占比不容小觑。由于铜单价高、密度大，其对整个产品成本、重量的影响尤为明显。
[n0004] 目前电机控制器铜排导体普遍存在以下问题：
[n0005] 1）铜排重量重、成本高；
[n0006] 2）铜排耐温较高，但电机控制器中导电铜排与薄膜电容、接线座相连，薄膜电容芯包耐温105℃；接线座一般采用塑胶材料，塑胶材料耐温一般不超过150℃，因此铜排温度受到限制，从而铜排的载流量收到制约，铜材耐高温的属性不被利用。
[n0007] 3）当电机控制器工作电流较大时，需要采用厚度较厚的铜排，此类铜排加工难度大，加工尺寸公差难以管控。
[n0008] 本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电机控制器，以实现电机控制器的轻量化、低成本要求。
[n0009] 为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种电机控制器，包括壳体、散热器以及用于连接输入接线座与母线电容之间和IGBT模块的输出脚与输出接线座之间的接线导体，还包括导热绝缘布，所述接线导体为铜排或采用铝材料制成的铝排，所述接线导体与散热器之间通过导热绝缘布和导热胶绝缘连接。
[n0010] 进一步地，还包括接地导体，壳体采用铝合金材料制成，其特征在于，所述接地导体采用铝材料制成，接地导体与壳体相连。
[n0011] 本实用新型的有益效果为：
[n0012] 1）本实用新型提升了电机控制器中导体的载流量，进而大幅降低了电机控制器中的导体重量和成本，从而实现了电机控制器产品的轻量化、低成本化；
[n0013] 2）铝排加工难度较铜排小，且公差容易管控；
[n0014] 3）铝排耐蚀性较铜排好；
[n0015] 4）在控制器壳体普遍为铝合金，电机控制器内部的接地导体使用铝排可与壳体直接相连，简化了结构；
[n0016] 5）导体增加散热设计后，电机控制内部温度明显降低，控制器内部电子元件寿命延长、失效率降低。
[n0017] 图1是本实用新型实施例的电机控制器的结构原理图。
[n0018] 图2是图1中A-A处的剖视图。
[n0019] 图3是本实用新型实施例的电机控制器的立体结构图。
[n0020] 图4是本实用新型实施例的电机控制器的侧视图。
[n0021] 图5是图4中B-B处的剖视图。
[n0022] 图6是图5中A处的放大图。
[n0023] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
[n0024] 本实用新型实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[n0025] 另外，在本实用新型中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。
[n0026] 请参照图1～图6，本实用新型实施例的电机控制器包括壳体5、散热器1（散热壳体）、导热绝缘布2以及接线导体3。
[n0027] 接线导体3用于输入接线座与母线电容之间和IGBT模块的输出脚与输出接线座之间的电连接。电机控制器包括屏蔽板、母线电容、输入接线座（直流接线座）、输出接线座（交流输出接线座）、驱动PCB板、控制PCB板、IGBT模块、电流传感器等部件。
[n0028] 作为一种实施方式，接线导体3为铜排（铜排包括母线铜排、输出铜排），铜排与散热器1之间通过导热绝缘布2和导热胶4绝缘连接，即导热绝缘布2一侧与铜排抵接，另一侧通过导热胶4与散热器1（或散热壳体）相连。本实用新型实施例通过给铜排散热增大铜排单位截面的载流量，从而降低铜排厚度，进而降低了成本和重量。由于铜排是高压，散热器1通常接地，故两者之间除了导热材质，还需具备绝缘材质，可使用导热胶4和导热绝缘布2组合的方式实现导热、绝缘。本实用新型实施例增加散热设计，能够使接线导体3减重50%，成本降低50%。
[n0029] 作为一种实施方式，接线导体3为采用铝材料制成的铝排，铝排与散热器1之间通过导热绝缘布2和导热胶4绝缘连接，即导热绝缘布2一侧与铝排抵接，另一侧通过导热胶4与散热器1（或散热壳体）相连。本实用新型实施例通过使用铝排代替铜排在电机控制器中充当功率流导体，从而实现电机控制器的轻量化、低成本要求。同时将铝排通过导热材质散热器1或散热壳体相连，通过给导体散热增大导体单位截面的载流量。由于导体是高压，散热器1通常接地，故两者之间除了导热材质，还需具备绝缘材质，可使用导热胶4和导热绝缘布2组合的方式实现导热、绝缘。
[n0030] 相同条件下铝的载流量是铜的0.8倍，单位重量铜排价格约是铝排价格的3倍以上（价格随行情波动）。铝的密度为2.7g/cm³，铜的密度为8.9g/cm³。由此可得，使用环境相同、需求通流量相同时，使用铝排截面约是铜排的1.25倍，即铝排体积约是铜排的1.25倍，铝排重量约是铜排的0.38倍；铝排使用材料价格约是铜排的0.13倍，考虑铜铝排加工行业内平均水平（铜排成品成本中材料成本约占50%，铝排成品成本中材料成本约占20%），故铝排价格约是铜排的0.5*0.13/0.2=0.325倍。
[n0031] 当使用散热设计时，相同温升情况下导体载流量可提升1倍。即使用环境相同、需求通流量相同时，散热铝排的重量约是无散热铜排的0.19倍；忽略材料外其他成本差异，散热铝排的价格小于无散热铜排的0.5*0.13*0.5/0.2=0.1625倍。即电机控制器导体减重81%，接线导体3成本降低83.75%。若单独将铜排替换成铝排，接线导体3可减重62%，成本降低67.5%。
[n0032] 作为一种实施方式，电机控制器还包括接地导体，壳体5采用铝合金材料制成，其特征在于，所述接地导体采用铝材料制成，接地导体与壳体5相连，简化了结构，降低了成本。现有技术中，均采用接地铜排来直接接地，结构复杂，成本高（由于铜和铝电位差较大，若采用接地铜排直接与壳体5相连会存在电化学腐蚀）。
[n0033] 本实用新型实施例采用的电机控制器的制备方法，包括：
[n0034] 步骤1：制备接线导体3、导热绝缘布2，所述接线导体3为铜排或采用铝材料制成的铝排；
[n0035] 步骤2：将导热绝缘布2通过导热胶4粘连于散热器1上的与接线导体3位置对应处；
[n0036] 步骤3：安装接线导体3，并使接线导体3和导热绝缘布2抵接，通过导热绝缘布2和导热胶4使接线导体3与散热器1绝缘连接。
[n0037] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

权利要求:
Claims (2)
[0001] 1.一种电机控制器，包括壳体、散热器以及用于连接输入接线座与母线电容之间和IGBT模块的输出脚与输出接线座之间的接线导体，其特征在于，还包括导热绝缘布，所述接线导体为铜排或采用铝材料制成的铝排，所述接线导体与散热器之间通过导热绝缘布和导热胶绝缘连接。
[0002] 2.如权利要求1所述的电机控制器，还包括接地导体，壳体采用铝合金材料制成，其特征在于，所述接地导体采用铝材料制成，接地导体与壳体相连。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120302652.6U|CN214338417U|2021-02-02|2021-02-02|电机控制器|CN202120302652.6U| CN214338417U|2021-02-02|2021-02-02|电机控制器|