一种集成减速器、电机和控制器的三合一电机控制装置的制作方法

本发明涉及一种电机控制器，尤其是涉及一种集成减速器、电机和控制器的三合一电机控制装置。

背景技术：

传统新能源汽车的减速器、电机、控制器分散式排布，空间利用率低，并且控制器与电机的线束相互交错，给装配带来了极大的困难，外部的线束容易与其它部件磨损，存在高压漏电的风险。随着人们生活水平的提高，对空间利用率提出了越来越高的要求，减速器、电机、控制器集成为一体已成为研究热点，集成化的设计中需要解决散热、电气连接、动力连接的问题。目前已有的一些三合一电机控制装置虽然实现了集成，但是仍然存在以下问题：1、控制器的内部结构布置不合理，导致空间布局不紧凑、功率密度较低；2、集成装置的整体体积纵向高度过大，一方面占用了整车过多的空间，另一方面重心较高，在振动方面存在隐患。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种集成减速器、电机和控制器的三合一电机控制装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种集成减速器、电机和控制器的三合一电机控制装置，包括减速器、电机和控制器，所述的减速器固定于电机的一侧端，并且通过传动轴与电机进行动力连接，所述的控制器包括壳体、igbt(绝缘栅双极型晶体管)、薄膜电容、pcba-电路板、三相输出铜排、电流传感器组件、磁环组件、高压母线接插件、高压分线接插件和信号接插件，所述的壳体包括箱盖和扁平状的箱体，并且固定于电机的上方，所述的高压母线接插件、高压分线接插件、信号接插件均固定于箱体的同一侧壁上，所述的igbt、薄膜电容、pcba-电路板、三相输出铜排、电流传感器组件、磁环组件均固定于箱体内的底板上，并且在壳体内部呈现四排空间分布，第一排空间包括磁环组件，该磁环组件连接高压母线接插件，第二排空间包括薄膜电容，该薄膜电容的一端连接高压分线接插件，另一端连接igbt的输入端，第三排空间包括igbt和pcba-电路板，在igbt和底板之间设有水道，所述的pcba-电路板覆盖在igbt上方，所述水道的出水口连接电机的入水口，第四排空间包括三相输出铜排和电流传感器，该三相输出铜排一端与igbt输出端进行电气连接，另一端与电机进行电气连接。

进一步地，所述igbt以多块并行排布的方式固定于箱体底板上，并且在相邻两个igbt之间设有限位柱，所述igbt为扁平式，其信号针脚呈“l”型折弯状态，且信号针脚为两侧交错式排布。

进一步地，所述薄膜电容的输出铜排与输入铜排分别位于薄膜电容的两侧，所述薄膜电容的输入铜排为“l”型，所述薄膜电容的输出铜排与igbt输入端进行电气连接。

进一步地，所述pcba-电路板将pcba-驱动板、pcba-控制板集成为一体，并且与igbt电气连接。

进一步地，所述电流传感器组件包括电流传感器和三相支架，所述电流传感器将u相电流传感器、v相电流传感器、w相电流传感器集成为一体，以卧式固定于三相支架上。

进一步地，所述三相输出铜排包括u相铜排、v相铜排和w相铜排，所述三相输出铜排穿过电流传感器的感应环与igbt输出端进行电气连接。

进一步地，所述磁环组件包括磁环、磁环支架、微动开关、微动开关支架、保险丝和母线支架，所述的磁环呈腰形跑道型嵌于磁环支架内部，保险丝安装在磁环支架的一端，母线支架安装在磁环支架的另一端，所述微动开关通过微动开关支架安装在母线支架上，微动开关支架上端呈“d”型，微动开关位于“d”型的中间。

进一步地，整车高压线束通过高压母线接插件穿过磁环，与薄膜电容的输入铜排进行电气连接，并且可以通过高压分线接插件进行分流。

进一步地，所述箱盖的上表面设有矩形与三角形相间分布的花纹块。

进一步地，所述的水道内设有pin-fin(翅片)散热片。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过对控制器结构的优化使装置的整体结构呈现扁平化，结构紧凑、功率密度高，既能够节省车内空间，也能够降低装置的整体重心，提高其工作时的稳定性。

2、igbt以多块的形式并行设置，实现了控制器的高度降低，并且能够在其上方设置pcba-电路板，进一步地节省了空间结构。限位柱对多块形式的igbt起到了良好的固定作用。同时，igbt信号针脚采用两侧交错式排布，增大了电气间隙。

3、薄膜电容的输出铜排与输入铜排分布在薄膜电容的两个面上，节省了铜排，内部结构得到了优化。

4、pcba-电路板将pcba-驱动板、pcba-控制板集成为一体，去除了传统结构需要的屏蔽板，提高了空间利用率。

5、电流传感器将u相电流传感器、v相电流传感器、w相电流传感器集成为一体，在降低成本的同时提高了整体结构的紧凑性，且电流传感器以卧式固定于三相支架上，进一步增加了空间利用率。

6、微动开关支架上端呈“d”型结构，避免装配过程中对微动开关造成碰撞，同时起到了保护微动开关的作用。

7、高压母线接插件、高压分线接插件、信号接插件均固定在壳体的同侧，出线紧凑化，便于整车装配及布局。

8、在igbt下设置水道，节省内部空间，而且在水道内设有pin-fin散热片，起到扰流与导流的作用，提升散热效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的爆炸示意图；

图3为电流传感器组件的结构示意图；

图4为磁环组件的结构示意图；

图5为薄膜电容的结构示意图；

图6为微动开关支架的结构示意图；

附图标记：1、减速器，2、电机，3、控制器，31、箱体，32、箱盖，33、igbt，34、薄膜电容，35、pcba电路板，36、三相输出铜排，37、电流传感器组件，38、磁环组件，39、高压母线接插件，310、高压分线接插件，311、信号接插件，331、限位柱，371、电流传感器，372、三相支架，381、磁环，382、磁环支架，383、微动开关，384、微动开关支架，385、保险丝，386、母线支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案、前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1～图6所示，本实施例提供了一种集成减速器、电机和控制器的三合一电机控制装置，由减速器1、电机2和控制器3组成。减速器1固定于电机2的左侧端并且通过传动轴与电机2进行动力连接；控制器3固定在电机2的上方。

控制器3包括壳体、igbt33、薄膜电容34、pcba-电路板35、三相输出铜排36、电流传感器组件37、磁环组件38、高压母线接插件39、高压分线接插件310和信号接插件311。

壳体包括箱盖32和扁平状的箱体31，并且固定于电机2的上方。高压母线接插件39、高压分线接插件310、信号接插件311均固定于箱体31的同一侧壁上；igbt33、薄膜电容34、pcba-电路板35、三相输出铜排36、电流传感器组件37、磁环组件38均固定于箱体31内的底板上，并且在壳体内部呈现四排空间分布：

第一排空间距离减速器最近，包括磁环组件38，该磁环组件38连接高压母线接插件39。具体结构为：磁环组件38包括磁环381、磁环支架382、微动开关383、微动开关支架384、保险丝385和母线支架386。磁环381呈腰形跑道型嵌于磁环支架382内部，保险丝385安装在磁环支架382的一端，起到过流保护的作用，母线支架386安装在磁环支架382的另一端。微动开关383通过微动开关支架384安装在母线支架386上，微动开关支架384上端呈“d”型，微动开关383位于“d”型的中间。整车高压线束通过高压母线接插件39穿过磁环381，与薄膜电容34的输入铜排进行电气连接，并且可以通过高压分线接插件310进行分流。

第二排空间包括薄膜电容34，该薄膜电容34的一端连接高压分线接插件310，另一端连接igbt33的输入端。薄膜电容34的输出铜排与输入铜排分别位于薄膜电容34的两侧，薄膜电容34的输入铜排为“l”型，薄膜电容34的输出铜排与igbt33输入端进行电气连接。

第三排空间包括igbt33和pcba-电路板35，在igbt33和底板之间设有水道，pcba-电路板35覆盖在igbt33上方，水道的出水口连接电机2的入水口。在水道内还设有pin-fin散热片，起到扰流与导流的作用，对igbt33进行散热，然后控制器3内的冷却液通过控制器3后流入电机2，将电机2产生的热量带走，从而形成整个散热回路。

igbt33以多块(本实施例中为3块)并行排布的方式固定于箱体31底板上，并且在相邻两个igbt33之间设有限位柱331。igbt33为扁平式，其信号针脚呈“l”型折弯状态，且信号针脚为两侧交错式排布。pcba-电路板35将pcba-驱动板、pcba-控制板集成为一体，igbt33的信号针脚穿过pcba-电路板35的通孔，并通过钎焊进行电气连接。

第四排空间包括三相输出铜排36和电流传感器371。该三相输出铜排36一端与igbt33输出端进行电气连接，另一端与电机2进行电气连接。电流传感器组件37包括电流传感器371和三相支架372。电流传感器371将u相电流传感器、v相电流传感器、w相电流传感器集成为一体，以卧式固定于三相支架372上。三相输出铜排36包括u相铜排、v相铜排和w相铜排，所述三相输出铜排36穿过电流传感器371的感应环与igbt33输出端进行电气连接。

箱盖32的上表面设有矩形与三角形相间分布的花纹块，在起到美观作用的同时，用于增加箱盖32的表面积，有助于控制器3的整体散热。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。