一種車用集成電機(jī)的逆變器總成的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)逆變器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種逆變器總成，特別涉及一種車用集成電機(jī)的逆變器總成。
【背景技術(shù)】
[0002]面對(duì)日益枯竭的石油資源以及環(huán)境保護(hù)的巨大壓力，新能源汽車顯示了巨大優(yōu)勢(shì)和廣闊的發(fā)展前景。
[0003]新能源汽車雖對(duì)節(jié)能和環(huán)保有突出貢獻(xiàn)，但其較傳統(tǒng)車增加的成本確是生產(chǎn)廠家和用戶必須面對(duì)的，為此，低成本增加，又能對(duì)整車油耗和排放有貢獻(xiàn)的輕度混合動(dòng)力得到了大家的青睞。前期開(kāi)發(fā)的輕度混合動(dòng)力普遍采用高壓大功率皮帶啟動(dòng)/發(fā)電一體化電機(jī)BSG或是集成啟動(dòng)/發(fā)電一體化電機(jī)ISG系統(tǒng)，這種系統(tǒng)成本高，集成度低，在附加成本容忍度低的小排量乘用車上無(wú)法得到大量應(yīng)用，為此，一種低成本、高集成度的逆變器設(shè)計(jì)成為當(dāng)務(wù)之急；專利ZL201120451221.2中描述了一種電機(jī)控制器的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，將功率變換的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET布置在鋁基板上，形成功率變換主電路，這種結(jié)構(gòu)利用鋁基板實(shí)現(xiàn)功率器件散熱和變換電路連接，鋁基板通常設(shè)計(jì)為單面布板，一般只布置功率器件，驅(qū)動(dòng)電路或控制電路需要布置在另外印制電路板PCB板上，這對(duì)系統(tǒng)集成度和緊湊性設(shè)計(jì)帶來(lái)了不利影響。專利ZL201220099411.7中描述了一種三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器功率板，這種結(jié)構(gòu)與上述專利結(jié)構(gòu)類似，單面布板，通過(guò)接線柱和銅排將功率電路實(shí)現(xiàn)。專利ZL201320462143.5和專利ZL201220688632.8中都描述了一種大功率電機(jī)控制器，通過(guò)功率器件在鋁基板上均流布置，提高器件的工作可靠性。
[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，新能源汽車的逆變器集成化設(shè)計(jì)成為迫切的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種新能源車用集成電機(jī)的逆變器總成，其可以實(shí)現(xiàn)新能源車逆變器的結(jié)構(gòu)緊湊化、集成化，同時(shí)達(dá)到低成本化設(shè)計(jì)。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種車用集成電機(jī)的逆變器總成，包括厚銅PCB板總成23，所述厚銅PCB總成23由控制電路1、驅(qū)動(dòng)電路3、功率主回路9和厚銅PCB板2組成；
[0008]所述控制電路1、驅(qū)動(dòng)電路3和功率主回路9通過(guò)厚銅PCB板2實(shí)現(xiàn)電路連接；
[0009]控制電路I實(shí)現(xiàn)控制算法，并將控制算法對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路3進(jìn)行信號(hào)放大；
[0010]驅(qū)動(dòng)功率主回路9實(shí)現(xiàn)功率變換，按驅(qū)動(dòng)電路3驅(qū)動(dòng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)直流變換到交流，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。
[0011 ]技術(shù)方案中所述功率主回路9由功率半橋U相4、功率半橋V相5、功率半橋W相6、母線電容8和電流傳感器10組成；
[0012]功率主回路9中的功率半橋U相4、功率半橋V相5和功率半橋W相6構(gòu)成三相全橋功率變換電路；
[0013]直流端母線電容8，實(shí)現(xiàn)紋波電流吸收和瞬時(shí)功率補(bǔ)充；
[0014]交流端電流通過(guò)電流傳感器1采集工作相電流信息。
[0015]技術(shù)方案中所述厚銅PCB板2由頂層信號(hào)器件層18、信號(hào)層20、信號(hào)層A17、功率輸入層15和底層功率輸出層13五層電路層組成，五層電路層的層間通過(guò)環(huán)氧板C19、環(huán)氧板D21、環(huán)氧板BI 6和環(huán)氧板Al 4實(shí)現(xiàn)層間電路絕緣；
[0016]所述控制電路1、驅(qū)動(dòng)電路3、功率主回路9中的元器件和功率主回路9中的電流傳感器10貼裝在厚銅PCB板2上的頂層信號(hào)器件層18或底層功率輸出層13;
[0017]技術(shù)方案中所述電流傳感器10為表貼式霍爾傳感器；
[0018]所述電流傳感器10固定在底層功率輸出層13或是集成分流器的內(nèi)部銅塊上，實(shí)現(xiàn)電機(jī)相電流米集。
[0019]技術(shù)方案中所述厚銅PCB板2中設(shè)置埋銅塊11，頂層布置功率半橋U相4、功率半橋V相5和功率半橋W相6，通過(guò)埋銅塊11和頂層信號(hào)器件層18、信號(hào)層20、信號(hào)層A17、功率輸入層15和底層功率輸出層13中的電路連接，連接成三相全橋功率變換電路。
[0020]技術(shù)方案中所述車用集成電機(jī)的逆變器總成還包括帶冷卻的逆變器殼體7，所述帶冷卻的逆變器殼體7與厚銅PCB板2中的絕緣導(dǎo)熱膜12相連接。
[0021]技術(shù)方案中所述控制電路I或是驅(qū)動(dòng)電路3中的元器件作為層間器件22設(shè)置在厚銅PCB板2中。
[0022]本發(fā)明的積極效果在于:
[0023]該總成利用厚銅PCB板總成實(shí)現(xiàn)了功率主回路、驅(qū)動(dòng)電路和控制電路以及電流傳感器的一體化集成和多層布件的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)高度集成，軸向和徑向空間更加緊湊，大幅縮減多個(gè)厚銅PCB板固定部件數(shù)量，使得整個(gè)總成更加輕量化，在整車布置的靈活性大幅提高。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為車用集成電機(jī)的逆變器總成軸向集成的布置圖；
[0025]圖2為車用集成電機(jī)的逆變器總成徑向集成的布置圖；
[0026]圖3所示為逆變器中厚銅PCB板總成的截面圖；
[0027]圖中:1、控制電路;2、厚銅PCB板;3、驅(qū)動(dòng)電路;4、功率半橋U相;5、功率半橋V相;6、功率半橋W相;7、帶冷卻的逆變器殼體;8、母線電容;9、功率主回路；10、電流傳感器；11、埋銅塊；12、絕緣導(dǎo)熱膜；13、底層功率輸出層；14、環(huán)氧板A; 15、功率輸入層；16、環(huán)氧板B; 17、信號(hào)層A;18、頂層信號(hào)器件層；19、環(huán)氧板C;20、信號(hào)層B;21、環(huán)氧板D;22、層間器件；23、厚銅PCB板總成。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述:
[0029]一種車用集成電機(jī)的逆變器總成，由帶冷卻的逆變器殼體和厚銅PCB板總成構(gòu)成，厚銅PCB板總成集成功率主回路、驅(qū)動(dòng)電路與控制電路以及和電流傳感器;帶冷卻的逆變器殼體可內(nèi)部帶冷卻水道或是冷卻翅片，水道或冷卻翅片設(shè)計(jì)需滿足系統(tǒng)散熱量需求。
[0030]電流傳感器10可采用與銅排集成的分流器或是霍爾形式的非接觸式傳感器;厚銅PCB板總成通過(guò)絕緣導(dǎo)熱膜12(絕緣導(dǎo)熱膜可采用具有導(dǎo)熱且絕緣的膠或硅脂材料)與逆變器殼體中的冷卻面接觸，三相銅排穿過(guò)電流傳感器1將厚銅PCB板總成與電機(jī)連接的端子連接或是直接通過(guò)集成分流器的銅排將二者相連，實(shí)現(xiàn)逆變器與電機(jī)的功率連接。
[0031]將功率主回路9、驅(qū)動(dòng)電路3與控制電路I集成在厚銅PCB板2上，或是據(jù)設(shè)計(jì)邊界約束將功率主回路9與驅(qū)動(dòng)電路3集成在厚銅PCB板2上，控制電路I分立設(shè)計(jì)在另一個(gè)PCB上；厚銅PCB板2由功率層和信號(hào)層構(gòu)成，可進(jìn)行多層設(shè)計(jì)，同時(shí)據(jù)具體設(shè)計(jì)可進(jìn)行不同組合的功率層和信號(hào)層分布，功率層實(shí)現(xiàn)功率主回路9和該回路能量轉(zhuǎn)換，同時(shí)該層可布置層間器件22，實(shí)現(xiàn)多層(頂層、底層和功率層)布件(>2層)；信號(hào)層實(shí)現(xiàn)信息回路，同時(shí)可在頂層信號(hào)器件層18和底層功率輸出層13布置實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路3和控制電路I的電子器件。
[0032]所述的車用集成電機(jī)的逆變器冷卻方式為水冷或是風(fēng)冷，水冷方式的冷卻水道布置在發(fā)熱的功率器件或部件的位置，風(fēng)冷方式的散熱翅片布置在厚銅PCB板2底部。功率器件工作時(shí)產(chǎn)生的熱量通過(guò)埋銅塊11、絕緣導(dǎo)熱膜12和帶冷卻的逆變器殼體7導(dǎo)熱，最