本發(fā)明涉及車載控制器,尤其是涉及一種高集成的車載控制器。
背景技術(shù):
1、隨著新能源汽車技術(shù)的快速發(fā)展,高集成、高功率的電機控制器已逐漸成為市場主流發(fā)展趨勢,功率器件、薄膜電容器在高功率、高集成的電機控制器內(nèi),由于空間狹小、熱量集中、不易冷卻等特點,其發(fā)熱量是驅(qū)動電機控制器開發(fā)過程中不可回避的問題。
2、另一方面,近年來,新能源造車新勢力對新能源汽車電驅(qū)總成的自主研發(fā)不斷發(fā)力,主機廠對驅(qū)動電機控制器總成的需求量有所緩解,取而代之的是定制化的功率器件組件。通過定制電機控制器用功率組件的形式,來匹配整車端集成式的電驅(qū)系統(tǒng)。如此,既可以降低主機廠對電機控制器的采購成本,也可以提高整車端電驅(qū)系統(tǒng)的集成度。同時,也通過這種途徑,增加了主機廠對電機控制器聯(lián)動開發(fā)的參與度,從而進一步地促進主機廠對新能源三電系統(tǒng)的研發(fā)能力。
3、為了解決上述現(xiàn)有問題及市場需求,業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了多種新能源電機控制器用功率組件的案例。其組合方式,基本都是將散熱器、igbt、薄膜電容構(gòu)成一個組件,從而實現(xiàn)一體式裝配,同時能夠?qū)gbt和和薄膜電容等發(fā)熱器件進行有效冷卻。
4、然而,通過查閱現(xiàn)有技術(shù)方案,不難發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有的總成方案基本都是基于單獨散熱器或散熱板,將薄膜電容和功率模塊貼合在散熱器兩面,從而實現(xiàn)功率組件的集成。這類集成方案,電容都是以常規(guī)塑殼的方式進行灌封,并通過螺栓固定在散熱器一側(cè)。功率模塊則按常見的方式蓋在散熱器的另一側(cè)。這種現(xiàn)有的技術(shù)方案,一來薄膜電容仍需獨立的灌封塑殼,并通過螺栓的方式加以固定。再者,薄膜電容與散熱器貼合并不緊密,電容的發(fā)熱量需穿過塑殼、塑殼與散熱器的氣隙,方可傳導(dǎo)到散熱器,散熱的熱阻較大。
5、cn21643787公開了一種電機控制器及汽車,該集成方案由散熱器、薄膜電容和igbt模塊組成,采用了一個獨立的散熱器結(jié)構(gòu),散熱器上表面設(shè)有一個仿形的凹槽結(jié)構(gòu),薄膜電容通過灌封到塑殼內(nèi),在將其通過螺栓固定到散熱器的仿形槽內(nèi)。散熱器另一側(cè)固定功率igbt模塊,從而實現(xiàn)功率組件的一體化集成,并實現(xiàn)對散熱器兩側(cè)發(fā)熱器件的冷卻。但其仍存在以下問題或缺陷:電容仍需獨立的塑殼進行灌封,并通過螺栓固定安裝到散熱器上,裝配工序繁瑣,生產(chǎn)成本高。同時,薄膜電容通過螺栓固定到散熱器底部,電容與散熱器之間的熱阻較大,不易于散熱。
6、pct/cn2021/097164公開了一種集成式電機控制器,該集成功率板組件由薄膜電容、散熱器、mos功率板、驅(qū)動板、屏蔽板和控制板構(gòu)成。薄膜電容設(shè)置在散熱器底部,mos功率板通過螺栓固定在散熱器上表面,薄膜電容通過螺栓固定在散熱器底部,mos功率板與散熱器、薄膜電容與散熱器之間分別鋪設(shè)了一層導(dǎo)熱墊進行熱傳導(dǎo),驅(qū)動板和控制板分別固定在屏蔽板兩側(cè),并將屏蔽板固定在mos功率板上方。這種技術(shù)方案解決了傳統(tǒng)控制器內(nèi)部核心組件的疊層式集成。不足的是,這種集成方案是將傳統(tǒng)控制器內(nèi)的零件進行機械式的物理疊加,未能將零件種類和數(shù)量進行合并精簡,使得該方案零件種類過多,物料成本偏高,裝配工藝復(fù)雜,不易于批量化生產(chǎn)制造。
7、綜上,現(xiàn)有的車載控制器的電容和散熱器之間的固定影響散熱效果,且控制器的各個零件的集成度不足。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供的一種高集成的車載控制器,將濾波裝置以線銅排和芯子的形式,灌封在鋁質(zhì)散熱基體下方的腔體內(nèi),實現(xiàn)濾波裝置本體和鋁質(zhì)散熱基體無縫固定和熱傳導(dǎo),同時也實現(xiàn)薄膜電容與散熱器合而為一,精簡零件數(shù)量。
2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
3、一種高集成的車載控制器,包括:散熱基體、濾波裝置本體、逆變裝置、電磁屏蔽罩和ac轉(zhuǎn)接組件,散熱基體包括長方形板狀結(jié)構(gòu)和板狀結(jié)構(gòu)下方的長方體容腔,長方體容腔的開口位于散熱基體的側(cè)立面,長方形板狀結(jié)構(gòu)的底面設(shè)有進水口和出水口;
4、濾波裝置本體連接逆變裝置和ac轉(zhuǎn)接組件,濾波裝置本體灌封在長方體容腔內(nèi),電磁屏蔽罩覆蓋在逆變裝置上,其中,
5、濾波裝置本體包括疊層母排和芯子本體,疊層母排分為上層板和下層板,芯子本體焊接在疊層母排的上層板和下層板之間,芯子本體的側(cè)面設(shè)有濾波電容,疊層母排的上層板的側(cè)板設(shè)有動力端子,疊層母排的上層板的上表面緊靠長方體容腔的頂面,上層板的側(cè)板緊靠長方形板狀結(jié)構(gòu)的側(cè)面;
6、長方形板狀結(jié)構(gòu)的上表面設(shè)有容納冷卻液的水槽,水槽與進水口和出水口相通,水槽上方設(shè)有密封蓋板,密封蓋板與水槽的邊緣攪拌摩擦焊接成一體式結(jié)構(gòu),逆變裝置安裝在密封蓋板的上表面,密封蓋板的下表面設(shè)有導(dǎo)熱柱。
7、進一步地,長方形板狀結(jié)構(gòu)的上表面設(shè)有兩圈立柱,包括外圈的a立柱和內(nèi)圈的b立柱;
8、逆變裝置包括集成電路板,集成電路板上集成兩塊區(qū)域,分別為驅(qū)動單元區(qū)域和控制單元區(qū)域,驅(qū)動單元區(qū)域設(shè)有dc輸入端子、ac輸出端子和igbt,集成電路板的底面固定在散熱基體的長方形板狀結(jié)構(gòu)的上表面的b立柱上,igbt底部的散熱底板固定在散熱基體的密封蓋板上。
9、ac輸出端子與ac轉(zhuǎn)接組件電氣連接,dc輸入端子與濾波裝置本體的動力端子電氣連接,所述動力端子平行布置在疊層母排的上層板的側(cè)板。
10、進一步地,電磁屏蔽罩設(shè)有多個l形的支腳,支腳固定在a立柱上,支腳的數(shù)量和位置與a立柱的數(shù)量和位置對應(yīng)。
11、進一步地,外圈的a立柱共有8個,長方形板狀結(jié)構(gòu)的一側(cè)分別有3個a立柱,3個a立柱中,兩兩相近的a立柱之間的長方形板狀結(jié)構(gòu)設(shè)有凹槽,長方形板狀結(jié)構(gòu)的另外一側(cè)分別有1個a立柱。
12、進一步地,立柱的橫截面均為同心圓,a立柱的橫截面的大圓的半徑大于b立柱的橫截面的大圓的半徑。
13、進一步地,igbt的底部涂有導(dǎo)熱硅脂,并與密封蓋板固定連接。
14、進一步地,水槽的橫截面與密封蓋板的形狀相匹配,密封蓋板的中間部分為導(dǎo)熱柱區(qū)域,導(dǎo)熱柱區(qū)域內(nèi)設(shè)置導(dǎo)熱柱;
15、導(dǎo)熱柱區(qū)域的形狀為長方形,密封蓋板的兩側(cè)都有突起,且一側(cè)的突起的長度大于另外一側(cè)突起的長度。
16、進一步地,導(dǎo)熱柱區(qū)域內(nèi)部的導(dǎo)熱柱的橫截面為橢圓形。
17、進一步地,導(dǎo)熱柱區(qū)域內(nèi)部的導(dǎo)熱柱呈交錯式陣列布置。
18、進一步地,散熱基體的側(cè)立面設(shè)有螺栓固定點,ac轉(zhuǎn)接組件安裝在螺栓固定點上。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下有益效果:
20、(1)本發(fā)明的逆變裝置安裝到鋁質(zhì)散熱基體上方,支撐電器(濾波裝置)直接以芯子和母排的形式灌封到鋁質(zhì)散熱基體的下腔體內(nèi),從而形成了一個逆變總成的集成結(jié)構(gòu),相對傳統(tǒng)功率組件,支撐電容不再需要單獨灌封塑殼后再固定在散熱器上,精簡了零件數(shù)量,具有結(jié)構(gòu)簡便,易裝配、制造成本低等優(yōu)點。
21、(2)本發(fā)明的散熱基體內(nèi)部設(shè)有容納冷卻液的水槽,水槽上方通過攪拌摩擦焊接實現(xiàn)密封,水槽下方設(shè)有電容灌封槽,濾波裝置本體灌封在鋁質(zhì)散熱基體內(nèi),實現(xiàn)了電容芯子和母排與散熱基體的無縫熱傳導(dǎo),具有導(dǎo)熱面積大、散熱效率高等優(yōu)點。
22、(3)本發(fā)明的電磁屏蔽罩覆蓋在逆變裝置上方,可以屏蔽環(huán)境中的電磁信號,避免逆變裝置上的驅(qū)動電路受到環(huán)境中電磁干擾,使得高性能逆變總成結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的電磁兼容性。