一种车用集成电机的逆变器总成的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电机逆变器技术领域，涉及一种逆变器总成，特别涉及一种车用集成电机的逆变器总成。
【背景技术】
[0002]面对日益枯竭的石油资源以及环境保护的巨大压力，新能源汽车显示了巨大优势和广阔的发展前景。
[0003]新能源汽车虽对节能和环保有突出贡献，但其较传统车增加的成本确是生产厂家和用户必须面对的，为此，低成本增加，又能对整车油耗和排放有贡献的轻度混合动力得到了大家的青睐。前期开发的轻度混合动力普遍采用高压大功率皮带启动/发电一体化电机BSG或是集成启动/发电一体化电机ISG系统，这种系统成本高，集成度低，在附加成本容忍度低的小排量乘用车上无法得到大量应用，为此，一种低成本、高集成度的逆变器设计成为当务之急；专利ZL201120451221.2中描述了一种电机控制器的驱动结构，将功率变换的金属氧化物半导体场效应管MOSFET布置在铝基板上，形成功率变换主电路，这种结构利用铝基板实现功率器件散热和变换电路连接，铝基板通常设计为单面布板，一般只布置功率器件，驱动电路或控制电路需要布置在另外印制电路板PCB板上，这对系统集成度和紧凑性设计带来了不利影响。专利ZL201220099411.7中描述了一种三相电机驱动控制器功率板，这种结构与上述专利结构类似，单面布板，通过接线柱和铜排将功率电路实现。专利ZL201320462143.5和专利ZL201220688632.8中都描述了一种大功率电机控制器，通过功率器件在铝基板上均流布置，提高器件的工作可靠性。
[0004]针对上述问题，新能源汽车的逆变器集成化设计成为迫切的需求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种新能源车用集成电机的逆变器总成，其可以实现新能源车逆变器的结构紧凑化、集成化，同时达到低成本化设计。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]一种车用集成电机的逆变器总成，包括厚铜PCB板总成23，所述厚铜PCB总成23由控制电路1、驱动电路3、功率主回路9和厚铜PCB板2组成；
[0008]所述控制电路1、驱动电路3和功率主回路9通过厚铜PCB板2实现电路连接；
[0009]控制电路I实现控制算法，并将控制算法对应的控制信号通过驱动电路3进行信号放大；
[0010]驱动功率主回路9实现功率变换，按驱动电路3驱动信号实现直流变换到交流，驱动电机运行。
[0011 ]技术方案中所述功率主回路9由功率半桥U相4、功率半桥V相5、功率半桥W相6、母线电容8和电流传感器10组成；
[0012]功率主回路9中的功率半桥U相4、功率半桥V相5和功率半桥W相6构成三相全桥功率变换电路；
[0013]直流端母线电容8，实现纹波电流吸收和瞬时功率补充；
[0014]交流端电流通过电流传感器1采集工作相电流信息。
[0015]技术方案中所述厚铜PCB板2由顶层信号器件层18、信号层20、信号层A17、功率输入层15和底层功率输出层13五层电路层组成，五层电路层的层间通过环氧板C19、环氧板D21、环氧板BI 6和环氧板Al 4实现层间电路绝缘；
[0016]所述控制电路1、驱动电路3、功率主回路9中的元器件和功率主回路9中的电流传感器10贴装在厚铜PCB板2上的顶层信号器件层18或底层功率输出层13;
[0017]技术方案中所述电流传感器10为表贴式霍尔传感器；
[0018]所述电流传感器10固定在底层功率输出层13或是集成分流器的内部铜块上，实现电机相电流米集。
[0019]技术方案中所述厚铜PCB板2中设置埋铜块11，顶层布置功率半桥U相4、功率半桥V相5和功率半桥W相6，通过埋铜块11和顶层信号器件层18、信号层20、信号层A17、功率输入层15和底层功率输出层13中的电路连接，连接成三相全桥功率变换电路。
[0020]技术方案中所述车用集成电机的逆变器总成还包括带冷却的逆变器壳体7，所述带冷却的逆变器壳体7与厚铜PCB板2中的绝缘导热膜12相连接。
[0021]技术方案中所述控制电路I或是驱动电路3中的元器件作为层间器件22设置在厚铜PCB板2中。
[0022]本发明的积极效果在于:
[0023]该总成利用厚铜PCB板总成实现了功率主回路、驱动电路和控制电路以及电流传感器的一体化集成和多层布件的设计，结构高度集成，轴向和径向空间更加紧凑，大幅缩减多个厚铜PCB板固定部件数量，使得整个总成更加轻量化，在整车布置的灵活性大幅提高。
【附图说明】
[0024]图1为车用集成电机的逆变器总成轴向集成的布置图；
[0025]图2为车用集成电机的逆变器总成径向集成的布置图；
[0026]图3所示为逆变器中厚铜PCB板总成的截面图；
[0027]图中:1、控制电路;2、厚铜PCB板;3、驱动电路;4、功率半桥U相;5、功率半桥V相;6、功率半桥W相;7、带冷却的逆变器壳体;8、母线电容;9、功率主回路；10、电流传感器；11、埋铜块；12、绝缘导热膜；13、底层功率输出层；14、环氧板A; 15、功率输入层；16、环氧板B; 17、信号层A;18、顶层信号器件层；19、环氧板C;20、信号层B;21、环氧板D;22、层间器件；23、厚铜PCB板总成。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明做进一步的描述:
[0029]一种车用集成电机的逆变器总成，由带冷却的逆变器壳体和厚铜PCB板总成构成，厚铜PCB板总成集成功率主回路、驱动电路与控制电路以及和电流传感器;带冷却的逆变器壳体可内部带冷却水道或是冷却翅片，水道或冷却翅片设计需满足系统散热量需求。
[0030]电流传感器10可采用与铜排集成的分流器或是霍尔形式的非接触式传感器;厚铜PCB板总成通过绝缘导热膜12(绝缘导热膜可采用具有导热且绝缘的胶或硅脂材料)与逆变器壳体中的冷却面接触，三相铜排穿过电流传感器1将厚铜PCB板总成与电机连接的端子连接或是直接通过集成分流器的铜排将二者相连，实现逆变器与电机的功率连接。
[0031]将功率主回路9、驱动电路3与控制电路I集成在厚铜PCB板2上，或是据设计边界约束将功率主回路9与驱动电路3集成在厚铜PCB板2上，控制电路I分立设计在另一个PCB上；厚铜PCB板2由功率层和信号层构成，可进行多层设计，同时据具体设计可进行不同组合的功率层和信号层分布，功率层实现功率主回路9和该回路能量转换，同时该层可布置层间器件22，实现多层(顶层、底层和功率层)布件(>2层)；信号层实现信息回路，同时可在顶层信号器件层18和底层功率输出层13布置实现驱动电路3和控制电路I的电子器件。
[0032]所述的车用集成电机的逆变器冷却方式为水冷或是风冷，水冷方式的冷却水道布置在发热的功率器件或部件的位置，风冷方式的散热翅片布置在厚铜PCB板2底部。功率器件工作时产生的热量通过埋铜块11、绝缘导热膜12和带冷却的逆变器壳体7导热，最