电机控制器、电动总成和车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种电机控制器、电动总成和车辆。


背景技术：

2.相关技术中的车辆，通常设置有电机控制器，电机控制器包括功率模块和冷却水道，冷却水道为功率模块进行散热，冷却水道一般为单层水道，冷却液从冷却水道的一端流入且从另一端流出，这样冷却水道的长度较大，且不便于实现整车的冷却液的循环。一些电机控制器将冷却水道设置为双层水道，双层水道的其中一层用于为功率模块散热且另一侧进行冷却液的流出和循环，这样冷却水道的整体长度变短且便于整车冷却液的循环，但是由于冷却水道一般为焊接(例如，摩擦焊)成型，因此将冷却水道构造为双层水道，工艺复杂，加工成本高，且水道漏水的风险较大。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电机控制器，该电机控制器不仅构造有双层冷却水道，而且具有工艺简单，加工成本低，不易漏水等优点。
4.本发明还提出一种具有上述电机控制器的电动总成。
5.本发明还提出一种具有上述电动总成的车辆。
6.为了实现上述目的，根据本发明的第一方面实施例提出一种电机控制器，所述电机控制器包括：控制箱，所述控制箱内设有冷却空间；水道盖板，所述水道盖板安装于所述控制箱且位于所述冷却空间内，所述水道盖板将所述冷却空间分隔为第一冷却水道和第二冷却水道，所述第一冷却水道和第二冷却水道相连通且分别位于所述水道盖板的相对两侧；功率模块，所述功率模块安装于所述控制箱内且伸入所述第一冷却水道。
7.根据本发明实施例的电机控制器不仅构造有双层冷却水道，而且具有工艺简单，加工成本低，不易漏水等优点。
8.根据本发明的一些具体实施例，所述第一冷却水道由所述冷却空间的侧壁与所述水道盖板共同限定而成，所述第一冷却水道的背向所述水道盖板的一侧设有敞口，所述功率模块通过所述敞口伸入所述第一冷却水道。
9.根据本发明的一些具体实施例，所述控制箱与所述功率模块之间设有密封圈，所述密封圈围绕所述第一冷却水道设置；所述控制箱的朝向所述功率模块的内壁设有密封槽，所述密封槽围绕所述第一冷却水道设置，所述密封圈安装于所述密封槽。
10.根据本发明的一些具体实施例，所述第二冷却水道由所述冷却空间的底壁和侧壁与所述水道盖板共同限定而成；所述第二冷却水道内设有分流筋，所述分流筋沿所述第二冷却水道的长度方向延伸，所述分流筋将所述第二冷却水道分隔为至少两个分流水道。
11.根据本发明的一些具体实施例，所述第一冷却水道包括进水段、蓄水段和冷却段，所述冷却段的底壁高于所述进水段的底壁，所述蓄水段连接在所述进水段和所述冷却段之
间，所述蓄水段的底壁从所述进水段至所述冷却段向上倾斜延伸，所述功率模块伸入所述冷却段。
12.根据本发明的一些具体实施例，所述的电机控制器还包括：进水管，所述进水管连接于所述控制箱且与所述第一冷却水道连通。
13.根据本发明的一些具体实施例，所述的电机控制器还包括：温度传感器，所述温度传感器用于检测所述冷却空间内冷却液的温度；所述第一冷却水道和所述第二冷却水道通过转折段连通，所述转折段为所述水道盖板的边沿与所述冷却水道的侧壁共同限定。
14.根据本发明的一些具体实施例，所述冷却空间具有冷却暗槽，所述冷却暗槽位于所述转折段的远离所述水道盖板的一侧，所述冷却暗槽从所述冷却空间的侧壁朝向远离所述水道盖板的方向凹陷，所述温度传感器用于检测所述冷却暗槽内冷却液的温度。
15.根据本发明的一些具体实施例，所述控制箱包括：箱体，所述冷却空间设于所述箱体；盖体，所述盖体安装于所述箱体，所述盖体的背向所述箱体的一面设有加强筋；所述盖体设有沿其周向间隔分布的多个安装孔，多个所述安装孔邻近所述盖体的外周沿设置，所述盖体通过分别配合于多个所述安装孔的多个紧固件安装于所述箱体；所述加强筋为沿所述盖体的周向间隔设置的多个，每个所述加强筋从所述盖体的几何中心向所述盖体的外周沿延伸。
16.根据本发明的一些具体实施例，所述盖体包括：第一层和第二层；阻尼层，所述阻尼层位于所述第一层和所述第二层之间，所述第一层、所述阻尼层和所述第二层层叠设置，所述阻尼层的弹性大于所述第一层的弹性和所述第二层的弹性。
17.根据本发明的一些具体实施例，所述的电机控制器还包括：控制板和驱动板，所述驱动板和控制板一体成型为驱动控制板且安装于所述控制箱内；电容，所述电容安装于所述控制箱内，所述驱动控制板集成有检测铜排，所述检测铜排与所述电容连接，所述驱动控制板通过所述检测铜排检测所述电容的参数。
18.根据本发明的一些具体实施例，所述的电机控制器还包括：信号插接板，所述控制箱具有屏蔽腔，所述信号插接板位于所述屏蔽腔内；电容，所述控制箱设有电容腔，所述电容安装于所述电容腔内；电容屏蔽板，所述电容屏蔽板安装于所述控制箱且封盖所述电容腔。
19.根据本发明的第二方面实施例提出一种电动总成，包括：根据本发明的第一方面实施例所述的电机控制器；电机，所述电机具有电机冷却水道，所述电机冷却水道与所述第二冷却水道连通；变速箱，所述变速箱安装于所述电机。
20.根据本发明的第二方面实施例的电动总成，通过利用根据本发明的第一方面实施例所述的电机控制器，具有工艺简单、加工成本低、不易漏水、冷却液便于循环等优点。
21.根据本发明的第三方面实施例提出一种车辆，包括根据本发明的第二方面实施例所述的电动总成。
22.根据本发明的第三方面实施例的车辆，通过利用根据本发明的第二方面实施例所述的电动总成，具有工艺简单、加工成本低、不易漏水、冷却液便于循环等优点。
23.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
24.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
25.图1是根据本发明的电机控制器的剖视图，虚线为冷却液的流动示意方向。
26.图2是根据本发明的电机控制器的爆炸图。
27.图3是根据本发明的电机控制器的箱体和水道盖板的爆炸图。
28.图4是根据本发明的电机控制器的盖体的结构示意图。
29.图5是根据本发明的电机控制器的盖体的剖视图。
30.图6是根据本发明的电机控制器的盖体和现有技术的电机控制器的盖体的nvh的仿真图，实线为现有技术的电机控制器的盖体的nvh的仿真图，虚线为本发明的电机控制器的盖体的nvh的仿真图。
31.图7是根据本发明的电动总成的结构示意图。
32.附图标记：
33.电机控制器1、电动总成2、
34.控制箱100、冷却空间110、第一冷却水道120、密封圈121、密封槽122、进水段123、蓄水段124、冷却段125、第二冷却水道130、分流筋131、分流水道132、出水槽133、转折段140、冷却暗槽150、箱体160、盖体170、安装孔171、加强筋172、第一层173、第二层174、阻尼层175、水平安装脚176、竖直安装脚177、三相线过孔178、玄变过孔179、
35.水道盖板200、功率模块300、散热针310、进水管400、温度传感器500、驱动控制板600、电容700、电容腔710、电容屏蔽板720、直流母线730、磁环740、磁环固定槽750、三相注塑件760、玄变接插件770、信号插接板800、屏蔽腔810、电机900、变速箱910、出水管930。
具体实施方式
36.下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
39.下面参考附图描述根据本发明实施例的电机控制器1。
40.如图1-图5所示，电机控制器1包括控制箱100、水道盖板200和功率模块300。
41.控制箱100内设有冷却空间110，冷却液可以在冷却空间110内流动，水道盖板200安装于控制箱100且位于冷却空间110内，水道盖板200将冷却空间110分隔为第一冷却水道120和第二冷却水道130，第一冷却水道120和第二冷却水道130相连通且分别位于水道盖板200的相对两侧，例如，冷却液可以先进入第一冷却水道120，然后再通过第二冷却水道130流出冷却空间110，功率模块300安装于控制箱100内且伸入第一冷却水道120。
42.其中，第一冷却水道120和第二冷却水道130为层叠结构，例如，第一冷却水道120
和第二冷却水道130在控制箱100的内外方向上层叠，且第二冷却水道130相对于第一冷却水道120更加邻近控制箱100的外侧。
43.根据本发明实施例的电机控制器1，通过在控制箱100内设有冷却空间110，将水道盖板200安装于控制箱100且位于冷却空间110内，且水道盖板200将冷却空间110分隔为第一冷却水道120和第二冷却水道130，这样水道盖板200将冷却空间110分为双层水道，不仅缩短了冷却空间110的长度，而且无需通过焊接(例如摩擦焊)的方式构成双层水道，简化了加工工艺，降低了生产成本，降低了双层水道整体漏水的风险。
44.另外，水道盖板200和控制箱100为分体设置，便于对水道盖板200进行拆装，降低了后期对第一冷却水道120和第二冷却水道130的维护的难度，提高了控制箱100整体的使用寿命。且可以对水道盖板200进行更换，无需由于水道盖板200的损坏，而对控制箱100进行更换，降低了维修成本。
45.此外，第一冷却水道120和第二冷却水道130相连通且分别位于水道盖板200的相对两侧，功率模块300安装于控制箱100内且伸入第一冷却水道120。这样不仅实现了对功率模块300进行散热，而且功率模块300直接伸入第一冷却水道120与冷却液接触，散热效果更好，而且便于整车冷却液的循环。
46.如此，根据本发明实施例的电机控制器1不仅构造有双层冷却水道，而且具有工艺简单，加工成本低，不易漏水等优点。
47.本领域的技术人员可以理解地是，本发明对水道盖板200的具体数量不做具体限制，即也可以设置多个水道盖板200，形成更多层的冷却水道。
48.根据本发明的一些具体实施例，如图1-图3所示，第一冷却水道120由冷却空间110的侧壁与水道盖板200共同限定而成，第一冷却水道120的背向水道盖板200的一侧设有敞口，功率模块300通过敞口伸入第一冷却水道120。这样功率模块300便于伸入第一冷却水道120内，且第一冷却水道120的构造简单，加工成本低。
49.根据本发明的一些具体实施例，功率模块300具有散热针310，散热针310通过敞口伸入第一冷却水道120。通过散热针310的设置，可以增加功率模块300与冷却液的接触面积，提高功率模块300的散热效率，而且可以减小第一冷却水道120的部分位置的横截面积，防止冷却液的液压压损较大，进而保证冷却液的流速较快，进一步地提高功率模块300的散热效率。
50.进一步地，如图2所示，控制箱100与功率模块300之间设有密封圈121，密封圈121围绕第一冷却水道120设置。可以理解的是，功率模块300封盖第一冷却水道120的敞口，密封圈121设置于功率模块300与第一冷却水道120之间且围绕所述敞口，这样密封圈121可以防止冷却液由敞口溢出第一冷却水道120，提高了第一冷却水道120的密封性，增加了电机控制器1整体的可靠性。
51.再进一步地，如图2和图3所示，控制箱100的朝向功率模块300的内壁设有密封槽122，密封槽122围绕第一冷却水道120设置，密封圈121安装于密封槽122。这样密封圈121的拆装简便且相对于第一冷却水道120的位置稳定，可以更好地防止冷却液的溢出。
52.根据本发明的一些具体实施例，如图1-图3所示，第二冷却水道130由冷却空间110的底壁和侧壁与水道盖板200共同限定而成。这样第二冷却水道130的构造简单、加工成本低且不易漏水。可以理解的是，第二冷却水道130位于第一冷却水道120的下方，便于冷却液
从第一冷却水道120流淌至第二冷却水道130。
53.根据本发明的一些具体实施例，如图3所示，第二冷却水道130内设有分流筋131，分流筋131沿第二冷却水道130的长度方向延伸，分流筋131将第二冷却水道130分隔为至少两个分流水道132。这样分流水道132的横截面积小于第二冷却水道130的横截面积，可以防止由于第二冷却水道130的横截面积较大而导致冷却液的液压压损较大，进而保证冷却液的流速较快，跟进一步地提高对功率模块300的散热效率。
54.根据本发明的一些具体实施例，如图2和图3所示，水道盖板200与控制箱100通过螺纹紧固件(例如，螺栓或螺丝)连接。这样水道盖板200与控制箱100之间连接稳定，且易于拆装。
55.根据本发明的一些具体实施例，如图1所示，第一冷却水道120包括进水段123、蓄水段124和冷却段125，冷却段125的底壁高于进水段123的底壁，蓄水段124连接在进水段123和冷却段125之间，蓄水段124的底壁从进水段123至冷却段125向上倾斜延伸，功率模块300伸入冷却段125。可以理解是的，冷却液从进水段123流向蓄水段124，再流向冷却段125，接下来再流向第二冷却水道130。
56.通过设置蓄水段1240，在进水段123和冷却段125之间形成倾斜的流路，进水段123的冷却液流至冷却段125更加平顺，并且进水段123的底壁高度较低，可以容纳更多的冷却液，待冷却液蓄满蓄水段124后，会均匀流向发冷却段125，保证足够的冷却液对功率模块300进行冷却，并提高对功率模块300冷却的均匀性。
57.根据本发明的一些具体实施例，如图1-图3所示，电机控制器1还包括进水管400，进水管400连接于控制箱100且与第一冷却水道120连通。这样便于实现整车冷却液循环，且便于冷却液流入第一冷却水道120。
58.根据本发明的一些具体实施例，如图1所示，电机控制器1还包括温度传感器500，温度传感器500用于检测冷却空间110内冷却液的温度。这样整车控制器可以获取电机控制器1的运行参数，以防止车辆出现故障，保证车辆正常运行。
59.根据本发明的一些具体实施例，如图1所示，第一冷却水道120和第二冷却水道130通过转折段140连通，转折段140为水道盖板200的边沿与冷却水道的侧壁共同限定。其中，转折段140连接第一冷却水道120和第二冷却水道130相邻的一端，通过转折段140使第一冷却水道120和第二冷却水道130连通顺畅。可以理解的是，转折段140分别连接于第一冷却水道120的出水端和第二冷却水道130的进水端。
60.进一步地，冷却空间110具有冷却暗槽150，冷却暗槽150位于转折段140的远离水道盖板200的一侧，冷却暗槽150从冷却空间110的侧壁朝向远离水道盖板200的方向凹陷，温度传感器500用于检测冷却暗槽150内冷却液的温度。这样冷却液与温度传感器500之间的距离更近，温度传感器500检测的冷却液温度更准确，且温度传感器500主要检测的是第一冷却水道120流出的冷却液，换言之，温度传感器500检测的冷却液的温度更接近于功率模块300的温度，因此整车控制器可以获取功率模块300的温度，更好地保证车辆正常运行。
61.根据本发明的一些具体实施例，如图1-图4所示，控制箱100包括箱体160和盖体170，冷却空间110设于箱体160，例如设置在箱体160的底部，盖体170安装于箱体160，例如，安装于箱体160的顶部，盖体170的背向箱体160的一面(如上表面)设有加强筋172。这样通过加强筋172可以提高盖体170整体的刚度，进而可以降低电机控制器1整体的振动。
62.根据本发明的一些具体实施例，如图4所示，盖体170设有沿其周向间隔分布的多个安装孔171(例如螺纹孔)，多个安装孔171邻近盖体170的外周沿设置，盖体170通过分别配合于多个安装孔171的多个紧固件(例如，螺栓或螺丝)安装于箱体160。这样盖体170和箱体160之间的连接稳定且拆装简便。
63.根据本发明的一些具体实施例，如图4所示，加强筋172为沿盖体170的周向间隔设置的多个，每个加强筋172从盖体170的几何中心向盖体170的外周沿延伸。例如，盖体170在其背向箱体160的一面的几何中心处设有圆环形凸起，每个加强筋172均从圆环形凸起的外周面朝向盖体170的外周沿延伸，即加强筋172和圆环形凸起组合成太阳光芒形的结构，这样不仅加强了盖体170的刚度，而且盖体170的外观更漂亮。
64.根据本发明的一些具体实施例，如图5所示，盖体170包括第一层173、第二层174和阻尼层175，阻尼层175位于第一层173和第二层174之间，第一层173、阻尼层175和第二层174层叠设置，阻尼层175的弹性大于第一层173的弹性和第二层174的弹性。其中，第一层173和第二层174可以为金属件，例如钢板。阻尼层175可以为橡胶阻尼件。这样有助于减少盖体170因机械振动产生的噪声辐射，降低电机控制器1整体的机械性噪音。如图6所示，相比于相关技术中的盖体，在其他条件相同的情况下，本发明实施例的盖体170最大可以降低10db左右的噪音。本发明实施例的盖体170可以降低电机控制器1整体和电机900、变速箱910之间共振，从而改善电机控制器1的振动与声振粗糙度(noise、vibration、harshness,nvh)。
65.根据本发明的一些具体实施例，如图1和图2所示，电机控制器1还包括控制板和驱动板，驱动板和控制板一体成型为驱动控制板600且安装于控制箱100内。这样可以省掉控制板和驱动板之间的屏蔽板支架和脉冲宽度调制(pulse width modulation，pwm)线，有利于降低电机控制器1的高度。
66.根据本发明的一些具体实施例，如图2和图3所示，电机控制器1还包括电容700，电容700安装于控制箱100内，驱动控制板600集成有检测铜排，检测铜排通过螺纹紧固件与电容700的采样连接柱的一端固定连接，电容700的采样连接柱的另一端与直流母线730的连接柱固定连接，直流母线730与外界电源并联，驱动控制板600通过检测铜排检测输入到直流母线730的电压和电流参数。
67.举例而言，控制箱100设有直流母线装配孔，用于通过直流母线730。电机控制器1还包括磁环740，直流母线730穿过磁环740，控制箱100设有固定磁环740的磁环固定槽750。
68.其中，驱动控制板600焊接于功率模块300的背向冷却空间110的一端，功率模块300与电容700之间电连接。举例而言，检测铜排可以与控制箱100固定，这样既实现了驱动控制板600对直流母线730的输入电源的采样，也起到固定驱动控制板600的作用，节省成本和空间，也利于驱动控制板600拆卸。
69.根据本发明的一些具体实施例，如图2所示，电机控制器1还包括信号插接板800，控制箱100具有屏蔽腔810，信号插接板800位于屏蔽腔810内。其中，屏蔽腔810和进水管400分设于冷却空间110的两端，信号插接板800设有信号接插件，信号插接板800通过信号连接针与驱动控制板600连接且进行信号传递。这样可以防止信号插接板800受到干扰，保证电机控制器1的信号稳定，有利于改善电机控制器1整体的电磁兼容性(electro magnetic compatibility，emc)。
70.根据本发明的一些具体实施例，如图2和图3所示，电机控制器1还包括电容700和电容屏蔽板720，电容腔710形成于控制箱100，电容700安装于电容腔710内，电容屏蔽板720安装于控制箱100封盖电容腔710。其中，电容腔710可以位于冷却空间110的宽度方向的一侧。通过电容屏蔽板720可以降低电容700对电容腔710外的辐射，保证电机控制器1的其他电器件(例如，驱动控制板600)可以正常运行，进一步地有利于改善电机控制器1整体的电磁兼容性。
71.下面参考附图描述根据本发明实施例的电动总成2。
72.如图7所示，电动总成2包括根据本发明上述实施例的电机控制器1、电机900和变速箱910。
73.电机900具有电机冷却水道，电机冷却水道与第二冷却水道130连通，即冷却液从第一冷却水道120流向第二冷却水道130再流向电机冷却水道，变速箱910安装于电机900。例如，冷却液从电机控制器1的进水管400流入第一冷却水道120为功率模块300散热后，从第二冷却水道130流入电机冷却水道，从而实现电机900和电机控制器1的冷却散热，可以减小电动总成2整体的体积，有利于电动总成2的小型化。
74.根据本发明实施例的电动总成2，通过利用根据本发明上述实施例的电机控制器1，具有工艺简单、加工成本低、不易漏水、冷却液便于循环等优点。
75.根据本发明的一些具体实施例，如图1和图3所示，第二冷却水道130设有出水槽133，第二冷却水道130通过出水槽133与电机冷却水道连通。通过出水槽133的设置，可以使第二冷却水道130内的冷却液集中后再排入电机冷却水道内，增加了第二冷却水道130和电机冷却水道之间冷却液流通的便捷性。
76.根据本发明的一些具体实施例，如图7所示，电动总成2还包括出水管930，出水管930安装于电机900且与电机冷却水道连通。这样可以排出电机冷却水道的冷却液，实现冷却液的循环，电动总成2的结构更加合理。
77.在本发明的一些实施中，如图2所示，电机控制器1还包括三相注塑件760和玄变接插件770，控制箱100设有三相线过孔178和玄变过孔179，以便于三相注塑件760和玄变接插件770装配到电机控制器1后可以与电机900连接。另外，为了使电机控制器1能够很好地安装固定在电机900和变速箱910上，控制箱100还设置有多个水平安装脚176和至少一个竖直安装脚177，其中，水平安装脚176与控制箱100的长度方向平行，竖直安装脚177与控制箱100的长度方向垂直。通过多个水平安装脚176和竖直安装脚177通过螺纹件固定在电机900和变速器上，可以进一步提升电机控制器1安装于电机900上的模态，增加了电机控制器1和电机900之间的连接强度。
78.可以理解的是，玄变接插件770为多种传感器的组合，用于检测电机900的运行参数，例如，电机900的转速和电压。
79.下面参考附图描述根据本发明实施例的车辆，所述车辆包括根据本发明上述实施例的电动总成2。
80.根据本发明实施例的车辆，通过利用根据本发明上述实施例的电动总成2，具有工艺简单、加工成本低、不易漏水、冷却液便于循环等优点。
81.根据本发明实施例的电机控制器1、电动总成2和车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
82.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
83.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。