電動車驅動器過壓保護結構及電動車的制作方法

文檔序號:3918206
專利名稱:電動車驅動器過壓保護結構及電動車的制作方法
技術領域
本發明涉及功率開關器件關斷過程中的過電壓控制技術,更具體地說,涉及一種電動車驅動器過壓保護結構及電動車。
背景技術
近年來,在地球環境問題和交通環境問題的影響下,以電池為動力驅動的車輛 (例如電動汽車、電動自行車等)越來越受到重視。目前,電動汽車已經成為繼內燃機汽車之后的最被看好的新能源汽車,各個政府以及全球各大汽車企業紛紛都把電動車作為未來的發展方向。在電動車中,一般通過電機驅動器控制電機運轉,從而帶動車輪轉動。電機驅動器的工作電流很大,從而在開關器件關斷時,電流在短時間內急速下降,導致在電機驅動器電路的分布電感上感應出較高的過電壓,使電機驅動器的內部電路損壞。因此必須采取措施消除過電壓,防止故障的發生?,F有技術中,電機驅動器開關器件的過電壓控制一般采用在開關器件正負極并接無感電容和采用層疊母排的方式,使開關器件關斷時電流下降速度變緩。然而,由于無感電容和層疊母排方式成本非常高,且安裝工藝非常復雜,很難實現自動化生產。

發明內容
本發明要解決的技術問題在于,針對上述開關器件過電壓保護成本高、工藝復雜的問題,提供一種電動車驅動器過壓保護結構及電動車。本發明解決上述技術問題的技術方案是,提供一種電動車驅動器過壓保護結構, 包括連接到開關器件的直流母排,所述直流母排包括由金屬薄片構成的正母排、負母排以及絕緣介質,其中所述正母排和負母排分別壓合到所述絕緣介質的上下表面。在本發明所述的電動車驅動器過壓保護結構中,所述構成直流母排的正母排、負母排以及絕緣介質位于同一 PCB板上,所述開關器件的正極和負極連接到所述PCB板。在本發明所述的電動車驅動器過壓保護結構中,還包括電解電容,所述電解電容直接焊接在所述PCB板上且兩個引腳分別與正母排和負母排電連接。在本發明所述的電動車驅動器過壓保護結構中,所述PCB板上還設有電動車驅動器的部分或全部電路及元件。在本發明所述的電動車驅動器過壓保護結構中,所述絕緣介質的厚度為 0. 08-0. 25毫米,所述直流母排中正母排和負母排的面積不小于300平方厘米,所述正母排和負母排之間絕緣介質的厚度越大,所述正母排和負母排的面積越大。在本發明所述的電動車驅動器過壓保護結構中,所述直流母排中正母排和負母排的長寬比為3 1至1 1。本發明還提供一種電動車,包括電機驅動器,所述電機驅動器包括連接到開關器件的直流母排,所述直流母排包括由金屬薄片構成的正母排、負母排以及絕緣介質,其中所述正母排和負母排分別壓合到所述絕緣介質的上下表面。在本發明所述的電動車中,還包括電解電容,所述構成直流母排的正母排、負母排以及絕緣介質位于同一 PCB板上,所述開關器件的正極和負極連接到所述PCB板。在本發明所述的電動車中,還包括電解電容,所述電解電容直接焊接在所述PCB 板上且兩個引腳分別與正母排和負母排電連接。在本發明所述的電動車中,所述絕緣介質的厚度為0. 08-0. 25毫米,所述直流母排中正母排和負母排的面積不小于300平方厘米,所述正母排和負母排之間絕緣介質的厚度越大,所述正母排和負母排的面積越大。本發明的電動車驅動器過壓保護結構及電動車,通過簡化直流母排,無需使用無感電容,相對于疊層銅牌和無感電容結構,在物料成本上可以節約20% 30%。此外,本發明通過PCB結構的直流母排,可簡化生產工藝,從而在整機生產上實現自動化。本發明可以直接使用自動生產設備將電解電容直接安裝到PCB上,并且不需要固定銅牌和絕緣層的工序,在生產效率上節省30%以上的工時。由于本發明將電解電容直接安裝到母排PCB上,在結構空間上可節省10%的空間,從而可有效提高產品功率密度,增強廣品競爭力ο


下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明,附圖中圖1是本發明電動車驅動器過壓保護結構的實施例的示意圖。
具體實施例方式本發明利用多層PCB技術將直流母線的正負兩個母排壓合到絕緣介質的兩面,并將開關器件的正負極連接到壓合在絕緣介質的正負母排,使得每個開關器件的正負母排回路非常短,以消除引線電感;同時通過絕緣介質分隔的正負母排之間的分布電容大幅度提升,從而完全足夠抑制開關器件開關時造成的尖峰電壓。如圖1所示,是本發明電動車驅動器過壓保護結構的實施例的示意圖。在本實施中,該過壓保護結構包括連接到開關器件的直流母排,該直流母排包括由金屬薄片(例如銅箔)構成的正母排11、負母排13以及絕緣介質12,其中正母排11和負母排13分別壓合到絕緣介質12的上下表面,無需螺釘連接。絕緣介質12可采用諸如聚丙烯,環氧樹脂,玻璃纖維等材料。上述構成直流母排的正母排11、負母排13以及絕緣介質12位于同一PCB板上,而開關器件的正極和負極連接到該PCB板。該直流母排可以是上述PCB板的一部分,例如在正母排11和負母排13四周可包括電機驅動器的其他電路和元件(例如逆變電路等),也可在正母排11的上側和/或負母排13的下側分部其他層電路結構。正母排11、負母排13以及正母排11和負母排13之間的絕緣介質12構成了一個電容,從而使得該過壓保護結構無需接入無感電容。此外,為了縮短開關器件的正負母排回路,可將開關器件直接連接到正負母排所在的PCB板,從而消除引線電感。為了保證直流母排的電容值符合要求(例如不小于0. luF,請補充),以完全抑制開關器件開關時造成的尖峰電壓(將開關器件的關斷尖峰電壓抑制在母線電壓的20%以內),在本實施例中,可使絕緣介質12的厚度(即正母排11和負母排13之間的間距)較小 (例如可以為0. 08-0. 25毫米)。同時使正母排11和負母排13的面積相對較大,例如大于 300平方厘米。按照電容的計算公式C= ε S/4 Jikd(式中S為正負母排的面積,d為正負母排的間距),正母排11和負母排13之間絕緣介質12的厚度越小,正母排11和負母排13 本身的面積越大,正負母排之間分布電容也就越大。例如當正負母排之間的間距為0. 1毫米時,使正母排11負母排13的尺寸為195毫米X 195毫米。上述過電壓保護結構中,為了節省空間,可使直流母排中正母排11和負母排13的長寬比為3 1至1 1。在上述過壓保護結構中,還可包括電解電容,以進一步抑制開關器件在關斷時的尖峰電壓。該電解電容直接焊接在直流母線所在的PCB板上且兩個引腳分別與正母排和負母排電連接。由于電解電容和母排直接焊接在一起,可顯著減少引線電感。在電機驅動器采用上述過壓保護結構時,可在整機生產工藝上實現自動化。上述過電壓保護結構由于使用PCB作為母排,從而不需要無感電容,相對于疊層銅牌和無感電容方案,在物料成本上可以節約20% 30% ;上述直流母線便于直接使用自動生產設備將電解電容直接安裝到PCB上,并且無需固定銅牌和絕緣層的工序,在生產效率上節省30% 以上的工時;上述結構的直流母線中,可以將電解電容直接安裝到直流母線PCB上,在結構空間上節省10%的空間,可有效提高產品功率密度,增強產品競爭力。上述過電壓保護結構可廣泛應用于各個控制領域,例如電動車中。此時,電動車包括電機驅動器,電機驅動器包括連接到開關器件的直流母排,直流母排包括由金屬薄片構成的正母排、負母排以及絕緣介質,其中正母排和負母排分別壓合到所述絕緣介質的上下表面。以上所述,僅為本發明較佳的具體實施方式
,但本發明的保護范圍并不局限于此, 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易想到的變化或替換, 都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此,本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種電動車驅動器過壓保護結構,其特征在于,包括連接到開關器件的直流母排,所述直流母排包括由金屬薄片構成的正母排、負母排以及絕緣介質,其中所述正母排和負母排分別壓合到所述絕緣介質的上下表面。
2.根據權利要求1所述的電動車驅動器過壓保護結構,其特征在于,所述構成直流母排的正母排、負母排以及絕緣介質位于同一 PCB板上,所述開關器件的正極和負極連接到所述PCB板。
3.根據權利要求2所述的電動車驅動器過壓保護結構,其特征在于,還包括電解電容, 所述電解電容直接焊接在所述PCB板上且兩個引腳分別與正母排和負母排電連接。
4.根據權利要求2所述的電動車驅動器過壓保護結構,其特征在于,所述PCB板上還設有電動車驅動器的部分或全部電路及元件。
5.根據權利要求1所述的電動車驅動器過壓保護結構,其特征在于,所述絕緣介質的厚度為0. 08-0. 25毫米,所述直流母排中正母排和負母排的面積不小于300平方厘米,所述正母排和負母排之間絕緣介質的厚度越大,所述正母排和負母排的面積越大。
6.根據權利要求1所述的電動車驅動器過壓保護結構,其特征在于,所述直流母排中正母排和負母排的長寬比為3 1至1 1。
7.一種電動車,包括電機驅動器,其特征在于,所述電機驅動器包括連接到開關器件的直流母排,所述直流母排包括由金屬薄片構成的正母排、負母排以及絕緣介質,其中所述正母排和負母排分別壓合到所述絕緣介質的上下表面。
8.根據權利要求7所述的電動車,其特征在于,還包括電解電容,所述構成直流母排的正母排、負母排以及絕緣介質位于同一 PCB板上,所述開關器件的正極和負極連接到所述 PCB 板。
9.根據權利要求6所述的電動車,其特征在于,還包括電解電容,所述電解電容直接焊接在所述PCB板上且兩個引腳分別與正母排和負母排電連接。
10.根據權利要求6所述的電動車,其特征在于,所述絕緣介質的厚度為0.08-0. 25毫米,所述直流母排中正母排和負母排的面積不小于300平方厘米,所述正母排和負母排之間絕緣介質的厚度越大,所述正母排和負母排的面積越大。
全文摘要
本發明涉及一種電動車驅動器過壓保護結構,包括連接到開關器件的直流母排,所述直流母排包括由金屬薄片構成的正母排、負母排以及絕緣介質,其中所述正母排和負母排分別壓合到所述絕緣介質的上下表面。本發明還揭露了一種采用上述過壓保護結構的電動車。本發明通過簡化直流母排,無需使用無感電容,相對于疊層銅牌和無感電容結構,在物料成本上可以節約20%~30%,并且可降低生產的復雜度,實現自動化生產。
文檔編號B60L3/00GK102340135SQ20101023030
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月19日 優先權日2010年7月19日
發明者何承曾, 潘波, 許小燕 申請人:深圳市匯川技術股份有限公司
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