一种电动汽车用多合一集成驱动控制系统

技术领域

本发明涉及一种驱动控制系统，尤其是涉及一种电动汽车用多合一集成驱动控制系统。

背景技术

在石油资源日益匮乏和环境污染日趋严重的情况下，电动汽车越来越受到市场的欢迎。现在传统电动汽车通常只是采用将减速器、电机、控制器集成布置，很少考虑会将整车上面的一些其他功能进行集成，如PDU和车载OBC等，容易造成整车空间利用率低，并且控制器与PDU和车载OBC之间的线束相互交错，给装配带来了一定的困难，而且外部的线束容易与其它部件磨损，还存在高压漏电的风险。随着整车厂对整车空间要求越来越严格，对空间利用率提出了越来越高的要求，减速器、电机、控制器集成为一体的同时，还要考虑将一些整车上面的其他功能集成进去，以此来解决整车布置空间不足的问题，但是集成过程中仍然存在控制器内部结构布置不合理、控制器耐振动性能变差的问题。

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电动汽车用多合一集成驱动控制系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电动汽车用多合一集成驱动控制系统，包括驱动电机，驱动电机的前端和上侧分别固定有减速器和电机控制器，所述电机控制器包括箱体和设置在箱体内的薄膜电容、IGBT模块、PCBA电路板、磁环支座、三相包塑极板，所述薄膜电容的输出端与IGBT模块的输入端电气连接，所述PCBA电路板固定在IGBT模块上方，并与IGBT模块的信号针脚电气连接，所述箱体上设有高压母线插件和低压插件；

所述电机控制器上设有PDU配电盒和车载OBC；所述PDU配电盒包括PDU插件、第一正极板、第一负极板和小保险丝，所述第一正极板的两端分别与所述高压母线插件的正输入端子和PDU插件的正输出端子电气连接，所述第一负极板的两端分别与高压母线插件的负输入端子和PDU插件的负输出端子电气连接，所述小保险丝串联在第一负极板中间；所述车载OBC包括高压快充插件、第二正极板、第二负极板、大保险丝、第一继电器和第二继电器，所述第二正极板的两端分别与所述高压母线插件的正输入端子和高压快充插件的正输入端子电气连接，所述第二负极板的两端分别与高压母线插件的负输入端子和高压快充插件的负输入端子电气连接，所述第一继电器和大保险丝分别都串联在第二正极板中间，所述第二继电器串联在第二负极板中间。

优选的，所述三相包塑极板固定在箱体的底面，所述三相包塑极板的前端与IGBT模块输出端电气连接，末端穿过箱体上的腰形孔进入驱动电机内部与三相输入端子电气连接。

优选的，所述PCBA电路板同时集成了驱动和控制功能的电路，且同时集成了U相电流传感器、V相电流传感器、W相电流传感器。

优选的，所述三相包塑极板包括U相极板、V相极板和W相极板，所述U相极板、V相极板和W相极板分别穿过U相电流传感器、V相电流传感器、W相电流传感器与IGBT模块的输出端电气连接。

优选的，所述箱体的底板和驱动电机的机壳内均设有冷却水道，且两个冷却水道相互连通。

优选的，所述磁环支座的顶部开设有长方形去重槽，中部设有用于穿过薄膜电容的输入端长条形过孔。

优选的，所述薄膜电容的输入端穿过磁环支座与高压母线插件的端子电气连接。

优选的，所述薄膜电容的上侧中间设有一条长方形挡板，用来隔断第二正极板和第二负极板之间的电气距离，挡板两侧布置有用于固定第二正极板和第二负极板的螺纹支柱。

优选的，所述箱盖的内表面设置了纵横交错的多条长条形筋条和互相交叉的多个圆形筋条。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明电机控制器当中同时集成了PDU配电盒和车载OBC功能，实现了在驱动控制系统的多合一集成，结构紧凑、集成度高，既能节省整车上面PDU配电盒和车载OBC的空间，又能降低整体重量，提高系统工作时的稳定性。

2、通过将电机控制器与驱动电机集成为一个整体，并且将控制器内部三相输出模块的输入端和输出端分别与控制器内部IGBT模块和驱动电机内部的三相输入端电气连接，这样可以大大解决现有单体式电机和控制器连接时候接线混乱的情况，同时控制器内部多个零件进行集成，划分成对应的模块，并将模块集成于控制器箱体内部，可以大大减轻控制器出的重量，并保持整个系统的稳定可靠。

3、PCBA板同时集成了驱动和控制的功能，并集成了三相电流传感器，使得整个PCBA板的体积大大减小，PCBA板直接固定在IGBT模块上方，可以实现驱动与控制之间的通讯，因此可以进一步提高整个电机控制器的集成程度，继而提高整个系统的集成程度，减小系统的体积。

4、三相包塑极板实现了与驱动电机内三相输入端的电气连接，而且驱动电机内部的旋变信号线束可以直接深入到电机控制器内部，并与PCBA板连接，这种接线方式简单，解决了现有电机系统中电机控制器和驱动电机之间接线混乱的问题。

5、箱体的底板和驱动电机的机壳内均设有冷却水道，且两个水道相互连通，形成一整个连通的水道，通过一次冷却水循环同时为电机控制器和驱动电机进行散热，既增强了散热能力而且也不会过大的增加控制系统的体积，在保证了集成程度的情况下实现了较好的散热。

附图说明

图1为本发明多合一驱动控制系统的结构示意图；

图2为本发明多合一驱动控制系统的结构爆炸示意图；

图3为本发明多合一驱动控制系统的薄膜电容结构示意图；

图4为本发明多合一驱动控制系统的箱盖结构示意图；

图5为本发明多合一驱动控制系统的磁环支座结构示意图。

图中标注：1、驱动电机，2、电机控制器，3、减速器，4、PDU配电盒，5、车载OBC，2-1、箱体，2-2、箱盖，2-3、高压母线插件，2-4、磁环支座，2-5、薄膜电容，2-6、低压插件，2-7、PCBA电路板，2-8、IGBT模块，2-9、三相包塑极板，4-1、PDU插件，4-2、第一正极板，4-3、第一负极板，4-4、小保险丝，5-1、高压快充插件，5-2、第二正极板，5-3、第二负极板，5-4、大保险丝，5-5、第一继电器，5-6、第二继电器。

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

如图1、2所示，本申请提出一种电动汽车用多合一集成驱动控制系统，包括驱动电机1，驱动电机1的前端和上侧分别固定有减速器3和电机控制器2。电机控制器2包括箱体2-1和设置在箱体2-1内的薄膜电容2-5、IGBT模块2-8、PCBA电路板2-7、磁环支座2-4、三相包塑极板2-9，箱体2-1上设有高压母线插件2-3和低压插件2-6，箱体2-1开口设有箱盖2-2。磁环支座2-4、薄膜电容2-5和IGBT模块2-8固定在箱体2-1底面上。薄膜电容2-5的输出端与IGBT模块2-8的输入端电气连接，PCBA电路板2-7固定在IGBT模块2-8上方，并通过锡焊与IGBT模块2-8的信号针脚电气连接。电机控制器2上设有PDU配电盒4和车载OBC5。

PDU配电盒4包括PDU插件4-1、第一正极板4-2、第一负极板4-3和小保险丝4-4。PDU插件4-1固定在箱体2-1侧壁上。第一正极板4-2的两端分别与高压母线插件2-3的正输入端子和PDU插件4-1的正输出端子电气连接，第一负极板4-3的两端分别与高压母线插件2-3的负输入端子和PDU插件4-1的负输出端子电气连接，小保险丝4-4串联在第一负极板4-3中间。

车载OBC5包括高压快充插件5-1、第二正极板5-2、第二负极板5-3、大保险丝5-4、第一继电器5-5和第二继电器5-6。高压快充插件5-1固定在箱体2-1侧壁上，第一继电器5-5和第二继电器5-6固定在箱体2-1底面。第二正极板5-2的两端分别与高压母线插件2-3的正输入端子和高压快充插件5-1的正输入端子电气连接，第二负极板5-3的两端分别与高压母线插件2-3的负输入端子和高压快充插件5-1的负输入端子电气连接，第一继电器5-5和大保险丝5-4分别都串联在第二正极板5-2中间，第二继电器5-6串联在第二负极板5-3中间。

PCBA电路板2-7同时集成了驱动和控制功能的电路，且同时集成了U相电流传感器、V相电流传感器、W相电流传感器。三相包塑极板2-9固定在箱体2-1的底面，三相包塑极板2-9的前端与IGBT模块2-8输出端电气连接，末端穿过箱体2-1上的腰形孔进入驱动电机1内部与三相输入端子电气连接。三相包塑极板2-9包括U相极板、V相极板和W相极板，U相极板、V相极板和W相极板分别穿过U相电流传感器、V相电流传感器、W相电流传感器与IGBT模块2-8的输出端电气连接。

薄膜电容2-5的输入端穿过磁环支座2-4与高压母线插件2-3的端子电气连接。薄膜电容2-5的输入端和输出端分别位于薄膜电容2-5相邻两个面上，IGBT模块2-8并排设置在薄膜电容2-5输出端的一侧。如图3所示，薄膜电容2-5的上侧中间设有一条长方形挡板，用来隔断第二正极板5-2和第二负极板5-3之间的电气距离，挡板两侧布置有用于固定第二正极板5-2和第二负极板5-3的螺纹支柱。

如图4所示，磁环支座2-4的顶部开设有长方形去重槽，中部设有用于穿过薄膜电容2-5的输入端长条形过孔。

如图5所示，箱盖2-2的内表面设置了纵横交错的多条长条形筋条和互相交叉的多个圆形筋条，对箱盖2-2的振动模态起到加强作用。箱体2-1的底板和驱动电机1的机壳内均设有冷却水道，且两个冷却水道相互连通，形成一整个连通的水道，通过一次冷却水循环同时为电机控制器2和驱动电机1进行散热，既增强了散热能力而且也不会过大的增加控制系统的体积，在保证了集成程度的情况下实现了较好的散热。

本驱动控制系统的具体装配过程如下：

(1)首先将驱动电机1和减速器3固定在一起，然后将箱体2-1固定在驱动电机1和减速器3的上方；

(2)再将磁环支座2-4、薄膜电容2-5、第一继电器5-5、第二继电器5-6固定在箱体2-1底面，再将IGBT模块2-8固定在箱体2-1底面，并将薄膜电容2-5的输出端与IGBT模块2-8的输入端电气连接固定，将PCBA电路板2-7固定在IGBT模块2-8的上方，并将IGBT模块2-8的信号针脚与PCBA电路板2-7通过锡焊电气连接，再将三相包塑极板2-9固定在箱体2-1底面，并将三相包塑极板2-9的输入端与IGBT模块2-8的输出端电气连接，三相包塑极板2-9的输出端深入到驱动电机1的内部与驱动电机1的三相输入端电气连接；

(3)将高压母线插件2-3、PDU插件4-1和高压快充插件5-1分别固定在箱体2-1侧面，并让高压母线插件2-3的输出端子与薄膜电容2-5的输入端电气连接，接着将小保险丝4-4和大保险丝5-4固定在箱体内部，然后将第一正极板4-2的两端分别与高压母线插件2-3正输入端子和PDU插件4-1的正输出端子电气连接，小保险丝4-4串联在第一负极板4-3中间并分别与第一负极板4-3电气连接，且第一负极板4-3的两端分别与高压母线插件2-3的负输入端子和PDU插件4-1的负输出端子电气连接，第二正极板5-2两端分别与高压母线插件2-3的正输入端子和高压快充插件5-1的正输入端子电气连接，第一继电器5-5和大保险丝5-4分别串联在第二正极板5-2中间并分别与第二正极板5-2电气连接，第二负极板5-3两端分别与高压母线插件2-3的负输入端子和高压快充插件5-1的负输入端子电气连接，且第二继电器5-6串联在第二负极板5-3中间并分别与第二负极板5-3电气连接，最后；

(4)将箱盖2-2固定在箱体2-1上方，完成整个装配。