一种风冷集成式电机控制器壳体的制作方法

本发明涉及永磁同步电机控制器壳体，特别涉及一种风冷集成式电机控制器壳体。

背景技术：

1、现有集成式永磁同步电机多采用电机、控制器分体结构，控制器壳体与电机后端盖相互独立装配，整机轴向堆叠尺寸大，设备厚度难以压缩；常规电控壳体散热依赖独立水冷或外置散热风扇，额外增加零部件成本与整机体积，未利用电机自身运转产生的气流辅助散热，随着科技的不断发展，人们对于电机控制器壳体的要求也越来越高。

2、传统控制器壳体内部高低压走线无分区隔离结构，功率器件igbt、低压信号线、高压母线共处同一腔体，工作时高低压回路产生电磁互扰，容易造成电机控制信号失真、运行抖动；常规接线端子集成在壳体内部，检修、拆装时需完全拆解电机与控制器整体，拆装工序繁琐；传统电控壳体仅采用单一铝合金基体，导热、绝缘、散热综合性能较差，且无专用防水透气预留结构，腔体内部温变产生凝露易造成元器件短路损坏，现有电机控制器壳体轴承安装位独立设置于电机后端盖，控制器壳体仅承担电控元器件承载功能，集成度低，整机装配零件多、装配效率低，无法满足小型化风冷集成电机量产需求，市面上电控散热分为纯水冷、外置独立风扇风冷两类：水冷方案需配套水泵、水路接头、储液罐，管路复杂、渗漏风险高；外置风扇风冷需单独设计风扇支架、供电线束，额外增加零部件、整机重量与物料成本，且未利用电机转子运转天然产生的轴向气流，散热能源利用率低。常规壳体仅采用单一压铸铝合金材质，导热系数有限，igbt大功率工作时热量堆积，易出现过温降功率，为此，我们提出一种风冷集成式电机控制器壳体。

技术实现思路

1、解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提供了一种风冷集成式电机控制器壳体，实现电机出风辅助电控风冷散热、整机小型化、高低压电磁隔离、快速分体拆装、高导热复合壳体一体化成型的效果，可以有效解决背景技术中的问题。

2、技术方案：为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种风冷集成式电机控制器壳体，包括壳体主体，所述壳体主体的后端中部定位有轴承后盖，所述壳体主体的后端表面成型有散热鳍片，所述壳体主体的背面底部定位有接插件支座，所述壳体主体的背面上端设置有接线盖，所述壳体主体靠下位置开设有防水透气阀预留口，所述壳体主体内的中部设置有轴承室，所述壳体主体内靠近底部定位有第一高低压区电磁隔离挡墙与第二高低压区电磁隔离挡墙，所述壳体主体内靠近上端定位有固定卡座与igbt组件，所述壳体主体的外壁一体成型有角码，所述角码上开设有销孔，所述接插件支座内部设置有插件口，所述壳体主体外圈定位有密封卡圈，所述壳体主体的外壁定位有风冷机座，所述风冷机座的前端定位有出风网，所述风冷机座的后端固定有循环水冷座，所述循环水冷座的背面定位有循环水箱。

3、作为本申请一种优选的技术方案，所述壳体主体包括壳体基座、铝夹层片、陶瓷硅橡胶片、铝基体片与石墨烯片，所述铝夹层片位于壳体基座的表面，所述陶瓷硅橡胶片位于铝夹层片的表面，所述铝基体片位于陶瓷硅橡胶片的表面，所述石墨烯片位于铝基体片的表面。

4、作为本申请一种优选的技术方案，所述壳体主体与散热鳍片之间通过压铸一体成型，所述壳体主体与接线盖、接插件支座和轴承后盖之间均通过螺丝进行固定。

5、作为本申请一种优选的技术方案，所述壳体主体通过角码、销孔与盖体之间进行组装固定，所述壳体主体与第一高低压区电磁隔离挡墙、第二高低压区电磁隔离挡墙之间通过螺丝进行固定。

6、作为本申请一种优选的技术方案，所述igbt组件卡合在固定卡座的内侧与壳体主体之间进行固定，所述壳体主体外圈通过密封卡圈与盖体之间密封定位。

7、作为本申请一种优选的技术方案，所述壳体基座、铝夹层片、陶瓷硅橡胶片、铝基体片和石墨烯片之间通过压铸一体成型。

8、作为本申请一种优选的技术方案，所述风冷机座的内部组装有风机座，所述风机座内部设置有风扇，所述循环水冷座的内部设置有循环管，所述循环水冷座的一端设置有进水孔，所述循环水冷座的另一端设置有第一回水孔，所述循环水箱的一端设置有出水孔，所述循环水箱的另一端设置有第二回水孔，所述循环水箱内的中部定位有滤网，所述循环水箱表面定位有冷凝器，所述进水孔与出水孔之间连接有出水管，所述第一回水孔与第二回水孔之间连接有回水管。

9、作为本申请一种优选的技术方案，所述循环水箱内部冷却水通过出水孔、出水管、进水孔进入循环管内部循环流通，最终经过第一回水孔、第二回水孔重新泵入循环水箱内部。

10、有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种风冷集成式电机控制器壳体，具备以下有益效果：该一种风冷集成式电机控制器壳体，整机厚度大幅缩减，集成度提升，将轴承室直接一体成型于壳体主体内部，取消独立电机后端轴承盖，控制器壳体同步承担电控元器件承载与电机轴承安装双重功能，省去电机、控制器之间的分隔安装结构，整机轴向厚度显著缩短，适配2kw小型集成永磁同步电机小型化设计。

11、风冷散热结构优化，无需额外散热风扇：壳体后端一体压铸散热鳍片，电机运转时自身吹出的气流直接流经散热鳍片表面，带走igbt组件工作产生的热量；壳体内部石墨烯复合层快速导热，电机原生气流即可满足电控持续散热需求，减少独立散热零部件，降低整机成本与重量。

12、双层高低压隔离挡墙，抑制电磁互扰：壳体内设置第一、第二双层高低压区电磁隔离挡墙，将高压功率器件igbt与低压控制线束分区隔离，阻断高低压回路之间电磁辐射与耦合干扰，避免控制信号畸变，提升电机运行稳定性。

13、可拆卸后置接线盖，拆装维护便捷：接线盖布置于壳体背面上端并采用螺丝可拆卸固定，检修时仅需拆卸接线盖即可操作接线端子，同时可快速拆分电机与控制器两大模块，装配、维修工序简化，量产装配效率提升。

14、多层复合壳体基体，导热绝缘兼顾：壳体主体由铝、陶瓷硅橡胶、石墨烯多层结构压铸复合成型，石墨烯层贴合igbt实现快速导热，陶瓷硅橡胶层提供绝缘阻隔，铝合金基体保障结构强度，单一壳体同时具备高强度、高导热、绝缘防短路多重性能。

15、防水透气预留结构，提升腔体防护能力：壳体侧壁开设防水透气阀预留口，可装配防水透气阀平衡壳体内外气压，消除温度变化产生的内部凝露，避免igbt、接线端子受潮短路；外圈密封卡圈配合端盖实现整体密封，防护等级更高。

16、风冷+水冷复合散热：基础散热依靠电机原生气流风冷，满足常规轻载工况；长时间满负荷、高温环境下，可启动风冷机座风扇加速气流，同步开启水冷循环系统带走余热，双散热模式兼容短时峰值负载与长期连续工作场景，拓宽电机驱动系统适用工况。

1.一种风冷集成式电机控制器壳体，包括壳体主体（1），其特征在于：所述壳体主体（1）的后端中部定位有轴承后盖（4），所述壳体主体（1）的后端表面成型有散热鳍片（3），所述壳体主体（1）的背面底部定位有接插件支座（9），所述壳体主体（1）的背面上端设置有接线盖（2），所述壳体主体（1）靠下位置开设有防水透气阀预留口（5），所述壳体主体（1）内的中部设置有轴承室（13），所述壳体主体（1）内靠近底部定位有第一高低压区电磁隔离挡墙（14）与第二高低压区电磁隔离挡墙（15），所述壳体主体（1）内靠近上端定位有固定卡座（10）与igbt组件（12），所述壳体主体（1）的外壁一体成型有角码（6），所述角码（6）上开设有销孔（7），所述接插件支座（9）内部设置有插件口（8），所述壳体主体（1）外圈定位有密封卡圈（11），所述壳体主体（1）的外壁定位有风冷机座（21），所述风冷机座（21）的前端定位有出风网（24），所述风冷机座（21）的后端固定有循环水冷座（25），所述循环水冷座（25）的背面定位有循环水箱（22）。

2.根据权利要求1所述的一种风冷集成式电机控制器壳体，其特征在于：所述壳体主体（1）包括壳体基座（16）、铝夹层片（17）、陶瓷硅橡胶片（18）、铝基体片（19）与石墨烯片（20），所述铝夹层片（17）位于壳体基座（16）的表面，所述陶瓷硅橡胶片（18）位于铝夹层片（17）的表面，所述铝基体片（19）位于陶瓷硅橡胶片（18）的表面，所述石墨烯片（20）位于铝基体片（19）的表面。

3.根据权利要求1所述的一种风冷集成式电机控制器壳体，其特征在于：所述壳体主体（1）与散热鳍片（3）之间通过压铸一体成型，所述壳体主体（1）与接线盖（2）、接插件支座（9）和轴承后盖（4）之间均通过螺丝进行固定。

4.根据权利要求1所述的一种风冷集成式电机控制器壳体，其特征在于：所述壳体主体（1）通过角码（6）、销孔（7）与盖体之间进行组装固定，所述壳体主体（1）与第一高低压区电磁隔离挡墙（14）、第二高低压区电磁隔离挡墙（15）之间通过螺丝进行固定。

5.根据权利要求1所述的一种风冷集成式电机控制器壳体，其特征在于：所述igbt组件（12）卡合在固定卡座（10）的内侧与壳体主体（1）之间进行固定，所述壳体主体（1）外圈通过密封卡圈（11）与盖体之间密封定位。

6.根据权利要求2所述的一种风冷集成式电机控制器壳体，其特征在于：所述壳体基座（16）、铝夹层片（17）、陶瓷硅橡胶片（18）、铝基体片（19）和石墨烯片（20）之间通过压铸一体成型。

7.根据权利要求1所述的一种风冷集成式电机控制器壳体，其特征在于：所述风冷机座（21）的内部组装有风机座（27），所述风机座（27）内部设置有风扇（28），所述循环水冷座（25）的内部设置有循环管（30），所述循环水冷座（25）的一端设置有进水孔（29），所述循环水冷座（25）的另一端设置有第一回水孔（31），所述循环水箱（22）的一端设置有出水孔（33），所述循环水箱（22）的另一端设置有第二回水孔（35），所述循环水箱（22）内的中部定位有滤网（34），所述循环水箱（22）表面定位有冷凝器（32），所述进水孔（29）与出水孔（33）之间连接有出水管（23），所述第一回水孔（31）与第二回水孔（35）之间连接有回水管（26）。

8.根据权利要求7所述的一种风冷集成式电机控制器壳体，其特征在于：所述循环水箱（22）内部冷却水通过出水孔（33）、出水管（23）、进水孔（29）进入循环管（30）内部循环流通，最终经过第一回水孔（31）、第二回水孔（35）重新泵入循环水箱（22）内部。