一种集成式风冷BSG电机控制系统

技术领域

本发明涉及电动汽车电机控制系统，尤其是涉及一种集成式风冷BSG电机控制系统。

背景技术

在石油资源日益匮乏和环境友好可持续的要求下，对传统燃油车发动机的排放、节能要求也越来越严格。传统发动机在启动阶段、低速爬行阶段燃油效率较低，油耗增加，能量损失严重，而BSG(Belt Driven Starter Generator)技术便是对传统发动机的工况进行优化，对在怠速、启动等情况下提高燃油效率有着比较突出的效果，目前国内还没有比较完善且批量化生产的集成式BSG电机控制系统，现有BSG电机及其控制器体积和重量较大，而且大多是采用液冷的方式进行散热。

中国发明专利CN108233628A说明书公开了一种集成式BSG系统，主要包括BSG电机和电机控制器，电机控制器主要包括集成电气模块、控制板和控制器箱体；所述集成电气模块包括散热基板、电容模块、MOSFET模块、三相极板和电流传感器；电容模块、MOSFET模块和电流传感器固定在散热基板上，三相极板设置于电流传感器上方；所述电容模块与MOSFET模块输入端电气连接；所述三相极板与MOSFET模块输出端电气连接；所述控制板设置于MOSFET模块上方；所述散热基板固定于BSG电机后端盖面；所述控制器箱体固定于散热基板上，将电机控制器整体封装，BSG电机设置了螺旋式冷却水道以及与之连通的进水口和出水口；所述散热基板设置了冷却水道以及与之连通的进水口和出水口；BSG电机的进水口与散热基板的进水口连通，散热基板的出水口与BSG电机的冷却水道连通。该集成式BSG系统采用水冷的方式进行散热，成本较贵，而且也不能满足集成式BSG系统小型轻量化发展需要。

发明内容

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式风冷BSG电机控制系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种集成式风冷BSG电机控制系统，包括相互连接的BSG电机和电机控制器，所述的电机控制器包括箱体和置于箱体内部的相互连接的集成电气模块和PCBA板，所述箱体包括相互连接的箱盖和散热底板，所述BSG电机包括相互连接的端盖和电机本体，所述电机本体的转子连接风扇，所述散热底板的底面设有散热筋条，所述散热底板固定于箱体的支撑柱。

所述的散热筋条为辐射状散热筋条。

所述的端盖包括前端盖和后端盖，所述的前端盖、电机本体和后端盖依次连接，所述前端盖与后端盖分离，所述的前端盖与散热底板连接。

所述的前端盖和后端盖通过长螺栓固定连接。

所述BSG电机的电机轴的后端设有一个凹槽，永磁体固定于凹槽的内壁。

所述的BSG电机的磁编码器固定于前端盖的固定柱，所述磁编码器的正下方为永磁体。

所述的集成电气模块包括电容子模块、功率子模块、电流传感器和三相输出极板，所述电容子模块、功率子模块和电流传感器固定于散热底板，所述功率子模块与电流传感器电气连接，所述电容子模块的输出端与功率子模块的输入端电气连接，所述三相输出极板与功率子模块的输出端电气连接，所述PCBA板固定于功率子模块的上方且与功率子模块和电流传感器电气连接，所述电容子模块的输入端与高压线束电气连接。

所述前端盖的边缘设有构成品字形的三个通孔，BSG电机的三相极板穿过所述的三个通孔与三相输出极板电气连接。

所述的散热底板设有腰形孔，所述BSG电机的旋变线穿过腰形孔与PCBA板电气连接。

所述的旋变线与橡胶块一体硫化成型后穿过腰形孔，橡胶块对所述腰形孔进行密封。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)电机控制系统采用了风冷方式，与现有市场上面液冷BSG电机控制系统结构存在明显差异，BSG电机转子上面带有风扇叶片，通过BSG电机转子转动然后带动形成负压，产生空气流动，电机控制器散热底板与箱体有一定空隙，且下面有散热筋条，产生风阻，这样就可以实现对整个电机控制器的散热；风冷散热取代液冷散热，成本较低，而且省去了水道以及进出水管件的空间，可以满足集成式BSG系统小型轻量化发展需要。

(2)散热底板设有辐射状散热筋条，在转子高速运转时，辐射状筋条增加风阻，增强散热作用。

(3)前端盖与后端盖分离，端盖未完全包覆电机本体，有利于BSG电机散热。

(4)电容子模块、功率子模块和电流传感器直接固定于散热底板，有利于其散热。

(5)BSG电机的三相极板穿过三个通孔与三相输出极板电气连接，有利于集成。

(6)旋变线与橡胶块一体硫化成型后穿过腰形孔，橡胶块对所述腰形孔进行密封，有利于集成，且可以防止旋变线的晃动。

(7)BSG电机的电机轴的后端设有一个凹槽，永磁体固定于凹槽的内壁，BSG电机的磁编码器固定于前端盖的支柱，所述磁编码器的正下方为永磁体；这样就可以实现对BSG电机转速信号的精确采集，可以保证电机控制系统的控制精度。

(8)将电机控制器集成在BSG电机的前端盖，整体结构紧凑、集成度高、散热性能好、且适合批量自动化生产。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的结构爆炸视图；

图3为本发明的前端盖示意图；

图4为本发明的电机轴示意图；

图5为本发明的散热底板的仰视图；

附图标记：

1为BSG电机；1-1为前端盖；1-1-1为支撑柱；1-1-2为圆形区域；1-1-3为固定柱；1-1-4为三个通孔；1-2为电机本体；1-2-1为凹槽；1-3为后端盖；1-4为皮带轮；2为电机控制器；2-1为集成电气模块；2-1-1为电容子模块；2-1-2为功率子模块；2-1-3为电流传感器；2-1-4为三相输出极板；2-2为PCBA板；2-3为散热底板；2-3-1为平坦区域，2-3-2为腰形孔，2-4为箱盖。

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为前提进行实施，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。

实施例

本实施例提供一种集成式风冷BSG电机控制系统，包括相互连接的BSG电机1和电机控制器2，电机控制器2包括箱体和置于箱体内部的相互连接的集成电气模块2-1和PCBA板2-2，箱体包括相互连接的箱盖2-4和散热底板2-3，箱盖2-4与散热底板2-3将电机控制器2整体封装，BSG电机1包括相互连接的端盖和电机本体1-2，电机本体1-2的转子连接风扇，散热底板2-3的底面设有散热筋条，散热底板2-3固定于前端盖1-1的支撑柱1-1-1上；BSG电机转子上面带有风扇叶片，通过BSG电机转子转动然后带动形成负压，产生空气流动，电机控制器散热底板与前端盖有一定空隙，且下面有散热筋条，产生风阻，这样就可以实现对整个电机控制器的散热；风冷散热取代液冷散热，成本较低，而且省去了水道以及进出水管件的空间，可以满足集成式BSG电机系统小型轻量化发展需要。

优选地，散热筋条为辐射状散热筋条；在转子高速运转时，辐射状筋条增加风阻，增强散热作用。

优选地，端盖包括前端盖1-1和后端盖1-3，前端盖1-1、电机本体1-2和后端盖1-3依次连接，前端盖1-1与后端盖1-3分离，前端盖1-1和后端盖1-3通过长螺栓固定连接，前端盖1-1与散热底板2-3连接；前端盖与后端盖分离，端盖未完全包覆电机本体，有利于BSG电机散热。

优选地，集成电气模块2-1包括电容子模块2-1-1、功率子模块2-1-2、电流传感器2-1-3和三相输出极板2-1-4，电容子模块2-1-1、功率子模块2-1-2和电流传感器2-1-3固定于散热底板2-3，功率子模块2-1-2与电流传感器2-1-3电气连接，电容子模块2-1-1的输出端与功率子模块2-1-2的输入端通过超声波焊接电气连接，三相输出极板2-1-4与功率子模块2-1-2的输出端电气连接，PCBA板2-2固定在功率模块的塑料壳体上面的固定柱1-1-3上，并且与功率模块的信号针和电流传感器2-1-3的信号针电气连接，电容子模块2-1-1的输入端与高压线束电气连接；电容子模块、功率子模块和电流传感器直接固定于散热底板，有利于其散热。

优选地，BSG电机1的电机轴的后端设有一个凹槽1-2-1，永磁体通过过盈配合固定于凹槽1-2-1的内壁，前端盖1-1中间位置有一个圆形区域1-1-2，此位置有三个固定柱1-1-3，磁编码器固定在这三个固定柱1-1-3上，散热底板2-3的平坦区域2-3-1刚好罩住解码板，磁编码器的正下方为永磁体，形成一个完整地电机转速的测量模块；这样就可以实现对BSG电机转速信号的精确采集，可以保证电机控制系统的控制精度。

优选地，前端盖1-1的边缘设有构成品字形的三个通孔1-1-4，BSG电机1的三相极板穿过电流传感器2-1-3并且穿过三个通孔1-1-4以电阻焊接方式与三相输出极板2-1-4电气连接；该结构有利于集成。

优选地，散热底板2-3设有腰形孔2-3-2，BSG电机1的旋变线穿过腰形孔2-3-2与PCBA板2-2电气连接，有利于集成；旋变线与橡胶块一体硫化成型后穿过腰形孔2-3-2，橡胶块对所述腰形孔2-3-2进行密封，可以防止旋变线的晃动。

优选地，BSG电机1的输出端为皮带轮1-4，皮带轮1-4通过皮带与发动机连接，皮带轮1-4靠过盈配合压紧固定在电机本体1-2的输出轴端。

优选地，电容子模块2-1-1的输入端位置有两个长方形凸起，主要是为了防止与整车线束固定时候发生转动，方便装配定位。

优选地，箱盖2-4的上面有一个拱形缺口，缺口位置通过一个密封橡胶块实现与电容模块输入端密封，同时，箱盖2-4上面有一个长方形缺口，缺口位置穿过一个与橡胶块一体成型的线束，完成与整车的通讯；有利于稳定和集成。

本实施例将BSG电机和电机控制器进行模块化集成，将电机本体部分做成一个整体模块固定在前后端盖之间，同时将电机控制器固定在BSG电机前端盖的支撑柱上，形成一个完整地电机控制系统，有利于BSG电机控制系统的小型轻量化及自动化生产的发展需求。