[发明专利]电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统

摘要

一种电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统，在外层屏蔽体内部安装多个电源浪涌保护器和信号线、控制线路保护器，达到卸载和吸收外部强电场在电动汽车电机控制器外层屏蔽体上、电源线上、信号线上、和冷却水箱上感应出的电流，使电动汽车电机控制器内部电子器件不会受到外部强电磁场的破坏，达到保护电动汽车按设计要求安全高速行驶的要求，冷却水降温系统可以使电动汽车在持续爬坡或者大负载下运行电动汽车电机控制器温度不变。以上技术使电动汽车具备了可以大力推广的部分技术基础，电动汽车大力推广后可以取代现有的以汽油和柴油为燃料汽车，使环境污染得到根本治理。

主权项

1.一种电动汽车电机控制器的电磁场屏蔽系统，其特征是：在散热器(18)的外部安装层由导电导磁的金属制成的外层屏蔽体(16)，用散热器第一固定器(17)、散热器第二固定器(20)、散热器第三固定器(25)和散热器第四固定器(33)把散热器(18)固定在外层屏蔽体(16)内，冷却液通过散热器(18)上安装的冷却液进口(41)和冷却液出口(49)循环进出散热器(18)，降低了外层屏蔽体(16)内的温度，电机控制器固定板(34)安装在散热器(18)的内部，用螺丝通过电机控制器(19)上的电机控制器第一固定口(22)和电机控制器第二固定口(35)把电机控制器(19)固定在电机控制器固定板(34)上面，弯成弯度90°的信号线进出导管(48)和电源线进出导管(44)由导电导磁的金属制成固定在外层屏蔽体(16)上，在外层屏蔽体(16)的内部，电机控制器固定板(34)的下部安装：个第一电源浪涌保护器(28)、个第二电源浪涌保护器(30)、个第三电源浪涌保护器(31)和个信号线、控制线路保护器(32)，第一电源浪涌保护器(28)上的第一连接线(29)与外层屏蔽体(16)的内表面连接后第一电源浪涌保护器(28)就可以吸收和卸载外部强电磁场在外层屏蔽体(16)的壳体上感应出的电流，防止外部电磁场穿透外层屏蔽体(16)后攻击电机控制器(19)，第一电源浪涌保护器(28)上的第二连接线(27)与散热器(18)的外表面连接，就可以吸收和卸载外部强电磁场在散热器(18)的冷却液进口(38)和冷却液出口(44)感应出的未被与外层屏蔽体(16)连接第二连接线(27)上的第一电源浪涌保护器(28)吸收的遗漏的电流，第一电源浪涌保护器(28)上的第三连接线(26)与电机控制器(19)外表面连接，就可以吸收和卸载外部强电磁场在第一电源线(42)、第二电源线(43)和信号线(46)感应出的未被第二电源浪涌保护器(30)、第三电源浪涌保护器(31)器和信号线、控制线路保护器(32)全部吸收的遗漏电流，第一电源线(42)进入电源线进出导管(44)后，进入外层屏蔽体(16)内部前与第三电源浪涌保护器(31)的第三电源浪涌保护器连接导线(38)并联连接于第一电源线第一接合部(45)处，然后第一电源线(42)进入外层屏蔽体(16)内部与电机控制器(19)的两相连接器(2)连接，第一电源线第一接合部(45)卸载和吸收了外界电磁场沿着第一电源线(42)感应出的大电流，第二电源线(43)进入电源线进出导管(41)后，进入外层屏蔽体(16)内部前与第二电源浪涌保护器(30)的第二电源浪涌保护器连接导线(37)并联连接于第二电源线第一接合部(47)处，然后第二电源线(40)进入外层屏蔽体(16)内部与电机控制器(19)的三相连接器(1)连接，第二电源线第一接合部(47)卸载和吸收了外界电磁场沿着第二电源线(43)感应出的大电流，信号线(46)进入信号线进出导管(48)后，进入外层屏蔽体(16)内部前，与信号线、控制线路保护器(32)的信号线、控制线路保护器连接导线(39)连接导线串联或者并联连接于信号线第一接合部(50)处，然后信号线(46)进入信号线进出导管(48)与电机控制器(19)的信号连接器(3)连接，信号线第一接合部(50)卸载和吸收了外界电磁场沿着信号线(46)感应出的大电流，用外层屏蔽体固定螺丝(51)把外层屏蔽体(16)上的外层屏蔽体第一接口(16)、外层屏蔽体第二接口(21)、外层屏蔽体第三接口(24)、外层屏蔽体第四接口(36)上的外层屏蔽体第一接合部(52)和外层屏蔽体第二接合部(53)固定在一起，电源浪涌保护器(SPD)在电路中与电源线的常用连接方式是并联，在电机控制器(19)中通过盒体(54)将电机控制器的各功能性构件紧凑的集成为一体，盒体(54)设置有矩形体，盒体(54)包括盒身(55)和盒盖(56)，盒身(55)为具有开口的矩形体，盒盖(56)扣合在盒身(55)上，在盒体(54)外部固定有三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)，在盒体内部固定有IGBT模块(4)、驱动板(5)、控制板(6)、吸收板(7)、AC母排(8)、DC母排(9)和电容(10)，在盒体(54)外部：将三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)集成在盒体(54)上，位于同一侧壁上，三相连接器(1)、两相连接器(2)和信号连接器(3)分别采用面板安装式连接器，即将其直接安装到盒体(54)的侧壁上，在盒体(54)内部：IGBT模块(4)安装在盒体(54)的底板上；IGBT模块(4)的上方，自下而上依次设置有驱动板(5)、控制板(6)和吸收板(7)；IGBT模块(4)相对的两侧分别设置有AC母排(8)和DC母排(9)，AC母排(8)邻近三相连接器(1)，DC母排(9)与箱体侧壁之间设置有电容(10)，盒体(54)内部还固定有屏蔽板(11)，屏蔽板(11)设置在控制板(6)和驱动板(5)之间，屏蔽板(11)能够防止控制板(6)上长距离传导的模拟信号受干扰，以及防止控制板(6)与驱动板(5)匹配后受振动影响较大，通过设置屏蔽板(11)，一方面保证了控制板(6)和驱动板(5)之间的连接强度，使控制板(6)能通过振动测试验证，另一方面能够实现对高压功率侧即三相连接器一侧的干扰屏蔽，提高控制板(6)上的模拟信号质量，AC母排(8)与盒体(54)侧壁之间，以及DC母排(9)与其邻近的盒体(54)侧壁之间，分别固定有导热绝缘垫，导热绝缘垫采用导热系数较高的绝缘材质制成，以实现是绝缘和导热的作用，将母排上的热量能及时散出去，保证电流的流通，以及实现AC母排(8)和DC母排(9)能够紧密的贴紧在盒体(54)相应的侧壁上，驱动板(5)通过焊盘方式焊接在IGBT模块(4)上，驱动板(5)不需要专门的抗振动支撑板，AC母排(8)与三相连接器(1)通过镀锌的外六角法兰螺栓(12)相连接，外六角法兰螺栓(12)与AC母排(8)的接触面积大，在拧紧作业时，相同扭矩下，压强相对较小，有效防止了母排由于变形而导致母排截面变小的现象，还降低了AC母排(8)与三相连接器(1)之间的接触电阻；外六角法兰螺栓(12)的镀锌方案，能够起到分流的作用，控制板(6)与驱动板(5)之间，以及控制板(6)与信号连接器(3)之间，分别通过相应的转接板(13)相连接，转接板(13)为具有一定弯折角度的板结构，该板结构的形状可灵活设置，以用于连接控制板(6)与驱动板(5)，以及用于连接控制板(6)与信号连接器(3)，控制板(6)与信号连接器(3)之间断开未连接，实际上是通过转接板(13)电连接，DC母排(9)采用叠层设计，DC母排(9)的正端和负端平行叠加在一起，电容(10)，即直流支撑电容(10)，采用外母排形式，DC母排(9)设置为电容(10)外部，而非集成在电容(10)内部，并且将电容(10)的连接端子与IGBT模块(4)直接连接，IGBT模块(4)的冷却液道一侧，在电路布局方面，吸收板(7)与DC母排(9)在电路上导通，电容(10)的连接端和DC母排(9)的一连接端自上而下的分别连接在IGBT模块(4)上，DC母排(9)的另一连接端通过法兰螺栓与两相连接器(2)相连接，形成直流功率输入路径，驱动板(5)上固定有电流传感器，电流传感器内插装有铜柱(14)；AC母排(8)的一端通过螺栓固定在铜柱(14)上，其另一端通过法兰螺栓与三相连接器(1)相连接，形成交流功率输出路径，对应于三相连接器(1)，铜柱(14)设置为三个，三个铜柱(14)并排设置，将AC母排(8)、驱动板(5)和IGBT模块(4)贯穿并固定叠压在一起，然后用螺栓拧紧，即铜柱(14)沿轴向设置有螺纹孔，盒体(54)采用整体导电导磁的材料加工，DC母排(9)和AC母排(8)的厚度，设置为3mm左右，铜柱(14)为空心结构。