一种动力控制器总成、集成动力系统及汽车

技术领域

本发明涉及汽车制造领域，尤其是涉及一种动力控制器总成、集成动力系统及汽车。

背景技术

随着时代的进步，汽车已经成为人们日常生活中的重要代步工具。集成动力系统作为汽车的动力供给部件，拥有空间占用小和装配便捷的优点，在汽车领域已广泛应用。集成动力系统通常采用电机总成、减速器总成及动力控制器总成集成一体化设计，三者集成于集成动力系统的壳体内部。

现有技术中，动力控制器总成作为电机总成的控制中枢，与电机总成和减速器总成共用壳体，动力控制器总成结构设计复杂，各组件未采用模块化设计，导致装配不便；同时，由于动力控制器总成在工作时温度较高、电压较大，各组件布置紧密，导致动力控制器总成的散热效果不佳，因此其配载的驱动模块需要具备低损耗，高开关频率、耐高温及耐高压等特点，采用SiC驱动模块可以很好的满足这一需求，电源直流电经过SiC驱动模块转化三相交流电，通过电机总成将电能转化为机械能供汽车使用。然而，在实际应用的过程中，SiC驱动模块高开关频率、高功率密度和高压特性会导致配载SiC驱动模块的集成动力系统电磁兼容(EMC)性能较差，不能同时满足集成动力系统散热需求及高电磁兼容性需求。

鉴于上述问题，亟需设计一种新的动力控制器总成以解决集成动力系统装配复杂，散热能力及电磁兼容性不佳的问题。

发明内容

针对上述，本发明提供一种动力控制器总成、集成动力系统及汽车，旨在解决现有技术中，集成动力系统的装配复杂，散热能力及电磁兼容性不佳的问题。

本发明首先提供一种动力控制器总成，包括控制板、屏蔽板、冷却模块、SiC驱动模块、三相交流模块及EMC滤波模块；

控制板安装于屏蔽板一侧；

冷却模块及屏蔽板设置有隔离墙，冷却模块布置于屏蔽板的另一侧，与屏蔽板通过隔离墙围成至少三个腔体；

SiC驱动模块、三相交流模块及EMC滤波模块分别布置于不同的腔体内，与冷却模块贴合。

可选的，还包括母线电容，贴合布置在冷却模块背离屏蔽板一侧，与EMC滤波模块电连接；母线电容还与SiC驱动模块电连接；三相交流模块与SiC驱动模块电连接，用于向电机总成供三相交流电；SiC驱动模块上设置有低压插件，通过低压插件与控制板电连接，用于控制SiC驱动模块的功率。

可选的，还包括直流模块，与EMC滤波模块连接，用于接直流电源进行供电。

可选的，EMC滤波模块包括固定座、两个Y电容、两个纳米晶磁环、直流母线铜排及接地铜排；固定座与直流母线铜排间隔布置，固定座与直流模块连接；两个纳米晶磁环间隔布置在固定座和直流母线铜排上；两个Y电容布置在两个纳米晶磁环之间；接地铜排与Y电容相邻，与冷却模块贴合连接；直流母线铜排连接母线电容，以将直流电输送至母线电容。

可选的，隔离墙包括第一隔离墙和第二隔离墙；第一隔离墙竖直设置在屏蔽板的一侧，第一隔离墙内侧布置控制板，外侧与冷却模块围成第一腔体，用于布置三相交流模块；第二隔离墙竖直设置在冷却模块上，两侧分别与屏蔽板和冷却模块围成第二腔体和第三腔体，第二腔体内布置SiC驱动模块，第三腔体内布置EMC滤波模块；其中，第一腔体与第二腔体相邻。

可选的，隔离墙还包括第三隔离墙，第三隔离墙水平布置在屏蔽板上，屏蔽板、第三隔离墙、第二隔离墙及冷却模块围成第三腔体，EMC滤波模块布置在第三腔体内。

可选的，三相交流模块设置有安装部及UVW三相交流铜排；三相交流模块通过安装部贴合连接于冷却模块；UVW三相交流铜排与安装部固定连接，用于连接电机总成。

可选的，SiC驱动模块包括驱动板、SiC功率组件和三相电流传感器；驱动板布置在靠近屏蔽板一侧，背离屏蔽板一侧紧密连接SiC功率组件和三相电流传感器；其中，三相电交流器与EMC滤波模块相邻。

本发明还提供一种集成动力系统，包括如上的动力控制器总成，还包括电机总成及壳体；动力控制器总成和电机总成集成于壳体内，且与电机总成电连接；壳体与屏蔽板围成第四腔体，以布置控制板；壳体还与屏蔽板及冷却模块围成第一腔体、第二腔体及第三腔体，以分别布置三相交流模块、SiC驱动模块及EMC滤波模块。

本发明最后提供一种汽车，包括如上的集成动力系统。

本发明提供的一种动力控制器总成、集成动力系统及汽车的有益效果有：

1、通过动力控制器总成的结构优化设计，在屏蔽板和冷却模块设置隔离墙，使得屏蔽板和冷却模块通过隔离墙围成多个独立的腔体，SiC驱动模块、三相交流模块及EMC滤波模块分别布置在不同的腔体内，控制板布置在屏蔽板背离SiC驱动模块、三相交流模块及EMC滤波模块的一侧，四者互相形成电磁隔离，使得动力控制器总成中的电磁干扰的得到降低，EMC性能得到大幅提高，增强了集成动力系统的电磁兼容性；

2、同时通过将SiC驱动模块、三相交流模块及EMC滤波模块与冷却模块贴合布置，冷却模块大面积与SiC驱动模块、三相交流模块及EMC滤波模块接触，提高了动力控制器总成的散热能力，以提高集成动力系统的散热能力；

3、动力控制器总成中，各组件模块化设计，使得集成动力系统装配时更加便捷。

本发明实施例的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以说明。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中示例性提供的动力控制器总成的爆炸结构示意图；

图2为本发明实施例中示例性提供的屏蔽板的结构示意图；

图3为本发明实施例中示例性提供的冷却模块的结构示意图；

图4为本发明实施例中示例性提供的EMC滤波模块的结构示意图；

图5为本发明实施例中示例性提供的SiC驱动模块的结构示意图；

图6为本发明实施例中示例性提供的三相交流模块的结构示意图；

图7为本发明变形例中示例性提供的集成动力系统的结构示意图；

图8为本发明变形例中示例性提供的汽车的模块示意图。

以上附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100、动力控制器总成； 200、集成动力系统；

10、控制板； 20、屏蔽板；

30、冷却模块； 40、SiC驱动模块；

60、三相交流模块； 50、EMC滤波模块；

70、母线电容； 41、低压插件；

80、直流模块； 51、固定座；

52、Y电容； 53、纳米晶磁环；

54、直流母线铜排； 55、接地铜排；

21、第一隔离墙； 31、第二隔离墙；

66、第一腔体； 46、第二腔体；

56、第三腔体； 22、第三隔离墙；

61、安装部； 62、UVW三相交流铜排；

42、驱动板； 43、SiC功率组件；

44、三相电流传感器； 300、电机总成；

400、壳体； 16、第四腔体；

1000、汽车； 63、接触板。

具体实施方式：

为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。

承前述，本发明总的一个构思即提供一种动力控制器总成100、集成动力系统200及汽车1000，通过对动力控制器总成100的结构进行优化设计，将动力控制器总成100的组件进行模块化设计，以使得集成动力总成的装配更加便捷；现有技术中集成动力系统200的控制器中各组件紧密布置，SiC驱动模块40与各组件之间容易产生电磁干扰，影响集成动力系统200的EMC性能，为了此缺陷，在SiC驱动模块40周围设计隔离墙，形成多个独立的腔体，各组件均布置于腔体中，由此电磁干扰大幅降低，以满足集成动力系统200电磁兼容性的需求；同时将SiC驱动模块40、三相交流模块60及EMC滤波模块50等容易升温的组件与冷却模块30紧密贴合，冷却模块30以提供大面积的换热，使得各功耗组件散热能力增强，进而增加集成动力系统200的散热效果。

请参考图1～图8，本发明实施例首先提供一种动力控制器总成100，包括控制板10、屏蔽板20、冷却模块30、SiC驱动模块40、三相交流模块60及EMC滤波模块50；

控制板10安装于屏蔽板20一侧；

冷却模块30及屏蔽板20设置有隔离墙，冷却模块30布置于屏蔽板20的另一侧，与屏蔽板20通过隔离墙围成至少三个腔体；

SiC驱动模块40、三相交流模块60及EMC滤波模块50分别布置于不同的腔体内，与冷却模块30贴合。

可以理解，本实施例中动力总成控制器包括控制板10、屏蔽板20、冷却模块30、SiC驱动模块40、三相交流模块60及EMC滤波模块50；其中控制板10及SiC驱动模块40分别布置于屏蔽板20的两侧，屏蔽板20为控制板10提供优异的电磁隔离；SiC驱动模块40布置于屏蔽板20与冷却模块30之间，与冷却模块30贴合，屏蔽板20及冷却模块30设计有多个隔离墙，隔离墙在屏蔽板20及冷却模块30之间围成三个独立的腔体，三个腔体中，中间的腔体内布置SiC驱动模块40，两侧的两个腔体分别贴合冷却模块30布置三相交流模块60及EMC滤波模块50，使得SiC驱动模块40、三相交流模块60及EMC滤波模块50互相电磁隔离，避免三者之间产生电磁干扰，且三者与控制器通过屏蔽板20隔离，由此动力控制器总成100的EMC能力的到增强；SiC驱动模块40、三相交流模块60及EMC滤波模块50与冷却模块30紧密贴合，使得SiC驱动模块40、三相交流模块60及EMC滤波模块50的散热能力得到提高，由此动力控制器总成100的散热性能得到提高，进而提高了集成动力系统200的散热性能。

进一步的，动力控制器总成100还包括母线电容70，与冷却模块30贴合，且布置在背离屏蔽板20的一侧，与EMC滤波模块50对齐且与EMC滤波模块50电连接；母线电容70还与SiC驱动模块40电连接；三相交流模块60与SiC驱动模块40电连接，用于向电机总成300供三相交流电；SiC驱动模块40上设置有低压插件41，通过低压插件41与控制板10电连接，用于控制SiC驱动模块40的功率。

本发明实施例可选的方案中，母线电容70作为功耗组件，与冷却模块30贴合布置，使得母线电容70的散热性能得到提高，母线电容70固定在冷却模块30背离屏蔽板20一侧，与EMC滤波模块50对齐，便于与EMC滤波模块50和SiC驱动模块40电连接，使得动力控制器总成100内的组件布置更加模块化，便于装配；电流经过EMC滤波模块50滤波处理后通过母线电容70流至SiC驱动模块40，母线电容70可以进一步滤波，以进一步增强动力控制器总成100的电磁兼容性。

进一步的，动力控制器总成100还包括直流模块80，与EMC滤波模块50连接，用于接直流电源进行供电。

本发明实施例可选的方案中，动力控制器总成100还包括直流模块80，直流模块80用于连接汽车1000的直流电源，直流模块80连接EMC滤波模块50，直流电源经过EMC滤波模块50输送至母线电容70，再经过SiC驱动模块40输送至三相交流模块60转换为三相交流电，以输送至电机总成300。

本实施例对EMC滤波模块50的结构进行设计，EMC滤波模块50包括固定座51、两个Y电容52、两个纳米晶磁环53、直流母线铜排54及接地铜排55；固定座51与直流母线铜排54间隔布置，固定座51与直流模块80连接；两个纳米晶磁环53间隔布置在固定座51和直流母线铜排54上；两个Y电容52布置在两个纳米晶磁环53之间；接地铜排55与Y电容52相邻，与冷却模块30贴合连接；直流母线铜排54连接母线电容70，以将直流电输送至母线电容70。

可以理解，在EMC滤波模块50中，固定座51与直流母线铜排54间隔布置，二者分别套设有纳米晶磁环53，两个Y电容52连接在固定座51与直流母线铜排54之间，使得电流可以经过直流模块80经固定座51处的纳米晶磁环53进行滤波处理后，再由两个Y电容52输送至直流母线铜排54，直流母线铜排54处的纳米晶磁环53再次进行滤波处理后输送至母线电容70，同时Y电容52可以抑制电磁干扰，以上各组件构成两级滤波，使得EMC滤波模块50的滤波效果优异；接地铜排55与冷却模块30贴合连接，使得EMC滤波模块50的散热能力得到提高。

进一步的，对隔离墙进行设计，隔离墙包括第一隔离墙21和第二隔离墙31；第一隔离墙21竖直设置在屏蔽板20的一侧，第一隔离墙21内侧布置控制板10，外侧与冷却模块30围成第一腔体66，用于布置三相交流模块60；第二隔离墙31竖直设置在冷却模块30上，两侧分别与屏蔽板20和冷却模块30围成第二腔体46和第三腔体56，第二腔体46内布置SiC驱动模块40，第三腔体56内布置EMC滤波模块50；其中，第一腔体66与第二腔体46相邻。

本发明实施例可选的方案中，第一隔离墙21竖直布置在屏蔽板20的一侧，第一隔离墙21内侧布置控制板10，外侧与冷却模块30围成第一腔体66以布置三相交流模块60，实现控制板10与三相交流模块60的电磁隔离；第二隔离墙31竖直设置在冷却模块30上，两侧分别于屏蔽板20及冷却模块30围成第二腔体46及第三腔体56，第二腔体46位于第一腔体66与第三腔体56之间，第二腔体46内布置SiC驱动模块40，第三腔体56内布置EMC滤波模块50，以实现各模块之间电磁隔离，增强EMC滤波能力。

可以理解，第一隔离墙21及第二隔离墙31竖直布置，具体形状可以根据各模块的需求作适当的弯折变形，以适配各模块的安装。

进一步的，隔离墙还包括第三隔离墙22，第三隔离墙22水平布置在屏蔽板20上，屏蔽板20、第三隔离墙22、第二隔离墙31及冷却模块30围成第三腔体56，EMC滤波模块50布置在第三腔体56内。

本发明实施例可选的方案中，隔离墙还包括第三隔离墙22，第三隔离墙22水平布置在屏蔽板20，第三隔离墙22、冷却模块30及第二隔离墙31围成第三腔体56，使得连接于EMC滤波模块50的直流模块80于控制板10形成电磁隔离，提高了动力控制器总成100的EMC性能。

进一步的，三相交流模块60设计有安装部61及UVW三相交流铜排62；三相交流模块60通过安装部61贴合连接于冷却模块30；UVW三相交流铜排62与安装部61固定连接，用于连接电机总成300。

可以理解，三相交流模块60中，UVW三相铜排与安装部61可以采用注塑一体成型，安装部61设计有三个接触板63，三个接触板63与冷却模块30贴合增大冷却模块30散热面积，提高散热能力；UVW三相铜排用于直接连接电机总成300，以缩短铜排长度。

进一步的，SiC驱动模块40包括驱动板42、SiC功率组件43和三相电流传感器44；驱动板42布置在靠近屏蔽板20一侧，背离屏蔽板20一侧紧密连接SiC功率组件43和三相电流传感器44；其中，三相电交流器与EMC滤波模块50相邻。

本发明实施例可选的方案中，SiC驱动模块40包括集成的驱动板42、SiC功率组件43和三相电流传感器44，SiC功率组件43和三相电流传感器44贴合冷却模块30，使得SiC驱动模块40的散热效果优异，驱动板42布置于SiC功率组件43和三相电流传感器44靠屏蔽板20一侧，三者紧密连接，共同布置在第二腔体46内，使得抗电磁干扰能力得到提高，以提高动力控制器总成100的EMC性能。

本发明实施例还提供一种集成动力系统200，包括如上的动力控制器总成100，还包括电机总成300及壳体400；动力控制器总成100和电机总成300集成于壳体400内，且与电机总成300电连接；壳体400与屏蔽板20围成第四腔体16，以布置控制板10；壳体400还与屏蔽板20及冷却模块30围成第一腔体66、第二腔体46及第三腔体56，以分别布置三相交流模块60、SiC驱动模块40及EMC滤波模块50。

可以理解，本发明实施例中，电机总成300布置在动力控制器总成100的一侧，壳体400与动力控制器总成100的屏蔽板20围成第四腔体16，供控制板10布置；壳体400还与屏蔽板20及冷却模块30围成第一腔体66、第二腔体46及第三腔体56，分别供直流模块80、三相交流模块60、SiC驱动模块40及EMC滤波模块50布置；其中，母线电容70侧壁还与壳体400接触，其运行中的热量一部分通过冷却模块30带走，一部分通过壳体400带走，提高集成动力系统200的散热能力，进而提高集成动力系统200的输出能力。

可以理解，屏蔽板20上分布第一隔离墙21与第三隔离墙22，与具有第二隔离墙31的冷却模块30搭配一起，可将动力控制器总成100的腔体隔成多个小空间，高压直流部分、三相高压交流部分、低压控制部分相互独立，且线束短，布置合理，使得在高开关频率下、高功率工况下，大大增强集成动力总成的EMC能力。

本发明实施例最后提供一种汽车1000，包括如上的集成动力系统200。

综上，本发明实施例提供的一种动力控制器总成100、集成动力系统200及汽车1000的有益效果有：通过动力控制器总成100的结构优化设计，在屏蔽板20和冷却模块30设置隔离墙，使得屏蔽板20和冷却模块30通过隔离墙围成多个独立的腔体，SiC驱动模块40、三相交流模块60及EMC滤波模块50分别布置在不同的腔体内，控制板10布置在屏蔽板20背离SiC驱动模块40、三相交流模块60及EMC滤波模块50的一侧，四者互相形成电磁隔离，使得动力控制器总成100中的电磁干扰的得到降低，EMC性能得到大幅提高，增强了集成动力系统200的电磁兼容性；同时通过将SiC驱动模块40、三相交流模块60及EMC滤波模块50与冷却模块30贴合布置，冷却模块30大面积与SiC驱动模块40、三相交流模块60及EMC滤波模块50接触，提高了动力控制器总成100的散热能力，以提高集成动力系统200的散热能力；动力控制器总成100中，各组件模块化设计，使得集成动力系统200装配时更加便捷。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。