一种直流滤波组件、电机控制器以及电路系统的制作方法

本公开涉及电力电子，特别地，涉及一种直流滤波组件、一种电机控制器以及一种电路系统。

背景技术：

1、在当前的电力驱动与发电技术领域中，发电机/驱动电机的控制策略与性能优化是研究的热点之一。为了控制电机根据负载变化动态调整工作状态，传统技术通常在电机和电池之间设置控制器以实现对电机的闭环控制，包括输出整流、功率大小的智能调节等。然而，随着电机控制器中对控制精度要求的提升，对输入直流电压的稳定性、噪声抑制等要求也随之提高，这对系统前端的滤波设计提出了更高要求。

2、为了对电机进行智能控制，系统要求控制器对电池输入的直流电压波动，噪声等进行滤波控制，以满足控制器使用开关元件（如igbt，mosfet等）进行控制计算的需求。而直流滤波器作为一种电子滤波器，可用于消除直流信号中的高/低频噪声和波动。其包括电容滤波器和电感滤波器两种类型基本结构，基本原理是通过电容器或电感器对不同频率的信号进行阻抗匹配，从而实现对信号的滤波作用。因此可在直流输入到控制电路中间，设计一个直流滤波模块。但由于在该直流滤波模块上，需要集成如差模电感/共模电感，x电容/y电容等阻抗元件，使得系统设计非常复杂。

3、现有技术中，直流滤波器的电感使用两个零件单体设计，并采用差模电感与共模电感分离设计，并通过复杂结构集成于滤波器总成中，导致设计难度与成本的增加以及空间利用率低下。此外，铜排之间的连接依赖螺钉固定，这种机械连接方式不仅影响连接的可靠性，还易产生较大的接触电阻，影响电流传输效率，增加系统损耗。综上所述，现有的电机控制装置中仍存在系统复杂度高、装配难度大、系统成本高、占用空间大，连接可靠性低，接触电阻高的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种直流滤波组件的技术方案，提升电机控制系统的性能、稳定性以及装配的便利性。

2、本公开提供了一种直流滤波组件，用于设置在电池和电机之间的电机控制器，直流滤波组件包括：框架部件、至少一个x电容、铜排结构以及滤波电感；框架部件包括安装腔，用于容纳x电容和铜排结构；铜排结构用于传输电流，包括正铜排和负铜排，正铜排包括正第一连接端和正第二连接端，负铜排包括负第一连接端和负第二连接端，正第一连接端与电池的主正铜排连接，负第一连接端与电池的主负铜排连接，正第二连接端和负第二连接端与电机控制器的主体部分连接；正铜排和负铜排均包括至少一个第一音叉结构，x电容的两个针脚分别与正铜排的第一音叉结构和负铜排的第一音叉结构相连接；滤波电感设置于正铜排和负铜排之间。

3、本公开在直流输入与控制电路之间，精心构建了一个高效集成的直流滤波组件，通过优化布局与元件选型，实现了框架部件将正负铜排、x电容和滤波电感集成于一体，实现了关键阻抗元件的紧凑集成，有效简化了系统结构，提高了空间利用率。

4、可选地，铜排结构的厚度和宽度，可基于需要传输电流的大小进行设计。

5、可选地，x电容的针脚设置为引脚。通过二次加工的方式，将x电容的针脚折弯成引脚形状，且与正铜排、负铜排上的第一音叉结构相匹配。

6、可选地，第一音叉结构为小音叉结构，降低了电容焊接工艺的难度，提高焊接可靠性，并且该结构针对不同尺寸的电容针脚，具有结构形式的通用性，只需改变音叉之间间距即可。

7、可选地，滤波电感设置为两个pi型结构，嵌套在正铜排、负铜排之间，使用两个相同的pi型电感组合形成差共模一体的滤波电感，可大大降低了零件生产过程中组装的复杂性，缩小了产品尺寸，同时降低了产品成本。

8、可选地，直流滤波组件包括两个连接螺栓，正第一连接端与连接螺栓压铆连接，并通过连接螺栓连接至电池的主正铜排，负第一连接端与连接螺栓压铆连接，并通过连接螺栓连接至电池的主负铜排。

9、本公开使用连接螺栓以铆接的形式连接正铜排、负铜排，降低了接触电阻，提升了电流传输效率与系统整体机械连接的可靠性。

10、可选地，正第一连接端和负第一连接端包括涂覆层，涂覆层的电阻小于正铜排和负铜排。优选地，涂覆层包括镀锡或镀银表面，可减小连接的接触电阻。正铜排、负铜排与电池主正铜排、主负铜排，使用螺栓连接，通过涂覆层实现电路导通。

11、可选地，直流滤波组件包括保护模块，保护模块用于封闭安装腔。

12、可选地，保护模块被配置为覆盖x电容。保护模块可避免如盐雾，湿气，异物等使用环境产生的使用限制。可选地，保护模块包括灌封胶；灌封胶优选地设置为完全覆盖或高出x电容至少2~3mm，以阻挡车辆运行过程中可能飞石的撞击等其它异物侵入；可选地，灌封胶包括聚氨酯或者硅胶。根据使用环境的实际温度选择灌封胶的材料。当温度小于120度，可选用聚氨酯材料；当温度高于120度，小于180度，则使用硅胶。保护模块进一步为直流滤波组件提供有效的环境防护和电气安全保护，还提升了直流滤波组件的性能稳定性和可维护性。

13、可选地，框架部件包括蜂窝状结构。蜂窝状结构可有效提高产品的强度，并减小产品质量，提高控制器总成的功率密度。

14、可选地，正第一连接端和负第一连接端具有不同尺寸。通过结构尺寸设计的差异，进行物理防错，以避免在客户端使用时发生错装或误装的问题。

15、可选地，使用电阻焊/激光焊/锡焊工艺进行电气和机械连接，工艺方式可选择性高，有利于和产线已有工艺融合，减少产品生产的相关设备投资。

16、本公开还提供了一种电机控制器，包括控制器主体以及上述直流滤波组件；

17、框架部件包括连接部件，控制器主体与直流滤波组件通过连接部件固定。

18、可选地，直流滤波组件和控制器主体之间垂直布置，将直流滤波组件布置在控制器主体的下方，缩小了产品的整体外形，使产品在车辆上装配更友好，适配更多车型。

19、可选地，框架部件还包括第一结构粘接面，控制器主体包括第二结构粘接面，第一结构粘接面与第二结构粘接面通过胶粘连接。通过该设计，大大提升了控制器整体的刚度和强度，以满足发电机产品在整车上恶劣的振动环境。

20、可选地，正第二连接端和负第二连接端均包括第二音叉结构，控制器主体包括第三音叉结构，第二音叉结构与第三音叉结构连接。优选地，第二音叉结构与第三音叉结构通过电阻焊/氩弧焊/激光焊/锡焊等方式焊接，实现电气和机械连接。

21、本公开还提供了一种电路系统，包括电池，电机以及上述电机控制器，电机控制器被配置为控制电机的输出功率，或被配置为控制电机的发电效率。

22、综上所述，本实用新型通过优化直流滤波组件的设计，不仅满足了控制器对直流电压稳定性与噪声抑制的高要求，还显著简化了系统结构，提高了空间利用率。进一步提升了电机控制系统的响应速度与精度，为电机的高效、稳定运行及智能化控制更为可靠、高效的解决方案。

技术特征：

1.一种直流滤波组件，用于设置在电池和电机之间的电机控制器，其特征在于，所述直流滤波组件包括：框架部件（100）、至少一个x电容（300）、铜排结构（500）以及滤波电感（600）；

2.根据权利要求1所述的直流滤波组件，其特征在于，所述直流滤波组件包括两个连接螺栓（200），所述正第一连接端（511）与所述连接螺栓（200）压铆连接，并通过所述连接螺栓（200）连接至所述电池的主正铜排，所述负第一连接端（521）与所述连接螺栓（200）压铆连接，并通过所述连接螺栓（200）连接至所述电池的主负铜排。

3.根据权利要求1所述的直流滤波组件，其特征在于，所述正第一连接端（511）和所述负第一连接端（521）包括涂覆层（503），所述涂覆层（503）的电阻小于所述正铜排（510）和所述负铜排（520）。

4.根据权利要求1所述的直流滤波组件，其特征在于，所述直流滤波组件包括保护模块（400），所述保护模块（400）封闭所述安装腔（102），所述保护模块（400）被配置为覆盖所述x电容（300）。

5.根据权利要求1所述的直流滤波组件，其特征在于，所述框架部件（100）包括蜂窝状结构（103）。

6.根据权利要求1所述的直流滤波组件，其特征在于，所述正第一连接端（511）和所述负第一连接端（521）具有不同尺寸。

7.一种电机控制器，其特征在于，包括控制器主体（700）以及权利要求1-6中任一项所述的直流滤波组件；

8.根据权利要求7所述的电机控制器，其特征在于，所述框架部件（100）还包括第一结构粘接面（104），所述控制器主体（700）包括第二结构粘接面（704），所述第一结构粘接面（104）与所述第二结构粘接面（704）通过胶粘连接。

9.根据权利要求7所述的电机控制器，其特征在于，所述正第二连接端（512）和负第二连接端（522）均包括第二音叉结构（502），所述控制器主体（700）包括第三音叉结构（702），所述第二音叉结构（502）与所述第三音叉结构（702）连接。

10.一种电路系统，其特征在于，包括电池，电机以及权利要求7-9中任一项所述的电机控制器，所述电机控制器被配置为控制所述电机的输出功率，或被配置为控制所述电机的发电效率。

技术总结
本公开提供了直流滤波组件、电机控制器以及电路系统，包括框架部件、至少一个X电容、铜排结构以及滤波电感；框架部件包括安装腔，铜排结构包括正铜排和负铜排，正铜排包括正第一连接端和正第二连接端，负铜排包括负第一连接端和负第二连接端，正第一连接端与电池的主正铜排连接，负第一连接端与电池的主负铜排连接，正第二连接端和负第二连接端与电机控制器的主体部分连接；正铜排和负铜排均包括至少一个第一音叉结构，X电容的两个针脚分别与正铜排的第一音叉结构和负铜排的第一音叉结构相连接；滤波电感设置于正铜排和负铜排之间。本公开将X电容和滤波电感集成于一体，实现了关键阻抗元件的紧凑集成，有效简化了系统结构，提高了空间利用率。

技术研发人员：朱海鸿,李钧
受保护的技术使用者：至驱汽车科技（上海）有限公司
技术研发日：20240919
技术公布日：2024/10/24