[發明專利]電動車輛電機控制器及控制器總成模塊化單元結構方式

在審

• 申請號: 201310631406.5
• 申請日: 2013-12-02
• 公開（公告）號: CN103607159A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 周旺龍
• 申請（專利權）人: 周旺龍
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00;H02M7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及小型電動車輛交流電機控制器及控制器總成的模塊化單元結構布局方式，具體講是：功率半導體模塊及其驅動控制板單元1；鋁電解電容器集成模塊2；內設電流傳感器的輸出端子構件模塊3；接觸器4a、功率熔斷器4b、分流器4c等功率測量保護組件單元4，和散熱鋁外殼5、塑膠內蓋6、外蓋7組成的散熱密閉外殼，構成小型電動車輛用交流電機控制器或控制器總成的結構布局方式。

背景技術：

電動車不燃燒化石燃料產生動力，具有環保、污染小特點，已成為未來汽車的發展方向。目前小型純電動汽車、電動高爾夫球車、電動場地車和工業類電動車輛如電動叉車等得到較快普及。

電動車輛用電磁型電機大致可以分為直流電機和交流電機，交流電機包括交流異步電機(感應電機)和交流同步電機。車用交流同步電機一般是永磁同步電機或是開關磁阻電機。當永磁同步電機工作在方波換向模式時，又常稱為無刷直流電機。

交流電機控制器及控制器總成，用于將蓄電池輸出的直流電源轉換成三相交流電源并控制電機的轉矩和轉速，是電動汽車的核心技術部件。

圖1是本發明電機控制器總成電路結構示意圖。

市場上小型電動車輛一般采用中、低壓驅動系統，車用低壓交流電機控制器產品的公司：如美國curtis、英國sevcon、意大利zapi、意大利sme、美國danaher、英國pg等，包括中國國內專業從事電動車輛電機控制器研發生產的公司，這些企業在電動車輛領域積累多年，擁有成熟的產品。

通常低壓電機控制器由功率MOSEFT單管并聯組成使直流電轉換為交流電的功率開關器件單元；由鋁電解電容器并聯電容器組，為功率MOSEFT開關器件單元提供穩壓濾波和吸收高頻噪音用途。

由于功率回路由分立元器件并聯構成，均壓均流問題比較突出；結構復雜導致主電路脈沖電流使整個電路結構空間中存在較強的電磁場輻射干擾；主回路鋁電解電容器ESR值較大，負載工作時產生的熱量沒有散熱設計，導致控制器內部溫升很高，元器件可靠性降低；特別是控制器元器件數量眾多，制造工作耗時費力。

采用元器件并聯集成方式的電機控制器產品并非專門針對電動汽車應用，很多產品的市場定位僅為交流電控叉車領域，所以控制器用在高速電動車輛中，在振動可靠性方面存在較嚴重的缺陷。

此外電機控制器安裝需要特定的平滑金屬面，涂抹導熱硅脂并與控制器底板精密貼合保障最大程度的導熱和功率產生的熱量散發，在一般使用環境中，需要外接散熱器，這給電機控制器的安裝使用帶來很多不便。

再有電機控制器與接觸器、功率熔斷器、分流器等測量保護器件組成控制器總成時，各部分結構相容性不好，需要另外殼體做外部防護使用，存在電機控制器總成不易實現小型化等等問題。

人們對于電機控制器及電機控制器總成產品的小型化，組裝工作簡易化，解決產品散熱問題和提高可靠性等需求強烈。目前低電壓大電流功率MOSFET模塊產品已經面世，如日本三菱電機公司FM系列功率MOSFET模塊產品群，功率MOSFET模塊與通常圓柱狀的電解電容器通過“矩形方塊狀有散熱面的鋁電解電容器功率模組”技術(中國專利申請號：201310009423.5，以下稱專利文獻1)實現了小型化簡易連接。

發明內容：