大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制集成裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到汽車電機領(lǐng)域，特別涉及到一種大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制集成裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前純電動和混合動力汽車電機控制系統(tǒng)都是由分離的驅(qū)動電機、電機控制器組成，沒有進行優(yōu)化設(shè)計匹配，成本高、線束多、整車線路復(fù)雜、機械電器連接復(fù)雜、電磁干擾大，且EMC很難解決。而目前純電動和混合動力汽車電機控制系統(tǒng)有如下弊端:
1、由驅(qū)動電機+線束+電機控制器等分離器件組成:上海大學(xué)黃蘇融的(新能源汽車永磁電機的設(shè)計)只對電機和控制器設(shè)計進行了仿真，對于電機和控制器之間如何進行聯(lián)接，都沒有給出方案；
2、沒有進行優(yōu)化設(shè)計匹配，電機定子線通過電線+接插件與控制器聯(lián)接，造成成本高，線束多，整車線路復(fù)雜，機械電器聯(lián)接復(fù)雜，電磁干擾大；
3、永磁同步電機用控制器的驅(qū)動采用IGBT驅(qū)動模塊，對于大電流永磁同步電機大都是采用大電流IGBT驅(qū)動模塊或多組小電流IGBT驅(qū)動模塊并聯(lián)來實現(xiàn)。這樣就造成控制器與電機之間的線束截面積非常大，成本高，裝配困難；特別是IGBT驅(qū)動模塊并聯(lián)時對于每組IGBT驅(qū)動模塊并聯(lián)性能一致要求高，否則就特別容易失效，必須增加平衡電路保證并聯(lián)IGBT驅(qū)動模塊的電流均衡，目前的產(chǎn)品都是采用這種模式。傳統(tǒng)永磁同步電機和控制器，當(dāng)IGBT驅(qū)動模塊失效時，汽車無法再繼續(xù)運行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種將一個電機分別按多個子電機進行驅(qū)動控制的大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制集成裝置。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制集成裝置，包括后端蓋、控制器蓋板、電池正極端子、電池負極端子、整車控制線、進水接頭、機殼、輸出軸、安裝支架、I號驅(qū)動模塊、2號驅(qū)動模塊、3號驅(qū)動模塊、4號驅(qū)動模塊、冷卻水道、出水□、進水口、電機控制板、電源板、整車控制板、旋轉(zhuǎn)變壓器、溫度傳感器、I號電機繞組、2號電機繞組、3號電機繞組和4號電機繞組，所述裝置的電機機殼一端用螺栓連接有后端蓋，后端蓋內(nèi)裝有I號驅(qū)動模塊、2號驅(qū)動模塊、3號驅(qū)動模塊、4號驅(qū)動模塊、電機控制板、電源板和整車控制板，后端蓋上用螺栓連接有控制器蓋板，機殼的底部焊接有安裝支架，機殼內(nèi)部裝有I號電機繞組、2號電機繞組、3號電機繞組、4號電機繞組和輸出軸,繞組內(nèi)裝有溫度傳感器，輸出軸端部裝有旋轉(zhuǎn)變壓器，旋轉(zhuǎn)變壓器和溫度傳感器分別用導(dǎo)線與電機控制板相連接，電機控制板用導(dǎo)線分別與電源板和整車控制板相連接，輸出軸與汽車驅(qū)動端相連接。
[0005]所述裝置的I號電機繞組用I號三相出線與I號驅(qū)動模塊相連接，2號電機繞組用2號三相出線與2號驅(qū)動模塊相連接，3號電機繞組用3號三相出線與3號驅(qū)動模塊相連接，4號電機繞組用4號三相出線與4號驅(qū)動模塊相連接，上述四組模塊用導(dǎo)線分別與電機控制板相連接。
[0006]所述裝置的電池正極端子和電池負極端子分別用導(dǎo)線分別與I號驅(qū)動模塊、2號驅(qū)動模塊、3號驅(qū)動模塊和4號驅(qū)動模塊相連接。
[0007]所述裝置的后端蓋內(nèi)開有冷卻水道，冷卻水道分別與出水口和進水口相連通，進水口與進水接頭相連通，出水口與汽車水箱相連通。
[0008]所述裝置的后端蓋上裝有用于電池正極端子和電池負極端子的專用接插件，同時裝有用于連接整車控制線的專用接插件。
[0009]本發(fā)明的積極效果為:
1、將大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制進行重新匹配優(yōu)化設(shè)計，集成為純電動汽車電動或混合動力汽車驅(qū)動動力總成。由于將驅(qū)動電機、大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制、整車控制器進行一體化集成，這樣要求驅(qū)動電機、電機控制器、整車控制器進行集成設(shè)計，來滿足純電動或混合動力汽車電動驅(qū)動的要求。這樣純電動或混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)一體化集成優(yōu)化，溫升低，體積小，重量輕，可靠性高，集成度高，匹配好；
2、電機多驅(qū)動控制:解決了將一個電機分為幾個小電機進行驅(qū)動控制，根據(jù)電機的極數(shù)來確定所需電機繞組和所匹配的驅(qū)動模塊的數(shù)量。如8極電機最多可分為8個小電機，12級電機最多可分為12個小電機依此類推。將一個大電流單電機分成多個小電機進行驅(qū)動控制，降低了功耗，降低了溫升，無大截面線束(無接插件，無焊接接頭，提高可靠性和效率)，降低了電磁干擾，旋轉(zhuǎn)變壓器信號線直接接入控制板(無接插件，提高了抗干擾能力和可靠性);
3、控制器的容錯功能強:當(dāng)控制器的某組IGBT驅(qū)動模塊失效時，汽車還可以繼續(xù)運行，只是功率會減小，汽車進行報警，可將汽車開到修理處；
4、冷卻水道集成:將控制器水冷卻與電機冷卻水道集成，冷卻聯(lián)接水管減少；整體集成設(shè)計可降低成本和EMC干擾、提高效率和可靠性。
【附圖說明】
[0010]圖1、大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制集成裝置局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2、大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制集成裝置外部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3、后端蓋B-B向首I]面結(jié)構(gòu)不意圖；
圖4、后端蓋A-A向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5、大電流永磁同步電機多驅(qū)動(4級)控制集成裝置電路示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖1-5進一步說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0012]以8級電機為例
參見附圖1-5，通過機殼7下部的安裝支架9將電機用螺栓安裝在汽車底盤上，輸出軸8與汽車驅(qū)動端連接好，控制器蓋板2處的電池正極端子3和電池負極端子4分別與汽車電源的正負極連接，整車控制線5與汽車控制系統(tǒng)相連接，將冷卻水道14的進水口 15與進水接頭6連接好，并將出水口 16連接好。駕駛員通過外部控制端，如油門、離合器等由整車控制線5給裝在后端蓋I內(nèi)的整車控制板19發(fā)送電機運轉(zhuǎn)指令，整車控制板19驅(qū)動電機控制板17工作，電機控制板17根據(jù)控制指令，分別控制I號驅(qū)動模塊10、2號驅(qū)動模塊11、3號驅(qū)動模塊12、4號驅(qū)動模塊13工作，I號驅(qū)動模塊10、2號驅(qū)動模塊11、3號驅(qū)動模塊12、4號驅(qū)動模塊13分別通過I號三相出線22、2號三相出線23、3號三相出線24、4號三相出線25驅(qū)動與之相對應(yīng)的I號電機繞組26、2號電機繞組27、3號電機繞組28、4號電機繞組29工作，從而實現(xiàn)電機的運轉(zhuǎn)。在電機控制板17的控制下，4個驅(qū)動模塊同步運行，同時驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，并根據(jù)實際需要，各驅(qū)動模塊自動調(diào)節(jié)各自的工作狀態(tài)，當(dāng)其中一組驅(qū)動模塊失效時，其他三組驅(qū)動模塊不受其影響，可以繼續(xù)驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)，提高了電機系統(tǒng)的容錯能力。機殼7內(nèi)所裝的旋轉(zhuǎn)變壓器20用于檢測轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置和轉(zhuǎn)速，溫度傳感器21用于監(jiān)控定子線圈的溫度，冷卻水從進水口 16進入冷卻水道14中，冷卻裝在后端蓋I內(nèi)的所有控制模塊后由出水口 15排出，電源板18將輸出的高壓直流電變?yōu)榈蛪褐绷麟娪傻蛪褐绷骶€30輸送到汽車的低壓電器上使用。
[0013]本發(fā)明僅僅給出了 8級電機的附圖，對于其他極數(shù)電機，只需增加或減少相對應(yīng)的電機繞組和驅(qū)動模塊，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，是不需要進行創(chuàng)造性勞動就能實現(xiàn)的，如果審查員需要增補其他極數(shù)電機電路圖時，請審查員允許發(fā)明人增補所需的附圖。
[0014]以上所述僅是本發(fā)明的非限定實施方式，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思和不作出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制集成裝置，包括后端蓋(I)、控制器蓋板(2)、電池正極端子(3)、電池負極端子(4)、整車控制線(5)、進水接頭(6)、機殼(7)、輸出軸(8)、安裝支架(9)、1號驅(qū)動模塊(10)、2號驅(qū)動模塊(11)、3號驅(qū)動模塊(12)、4號驅(qū)動模塊(13)、冷卻水道(14)、出水口(15)、進水口(16)、電機控制板(17)、電源板(18)、整車控制板(19)、旋轉(zhuǎn)變壓器(20)、溫度傳感器(21)、I號電機繞組(26)、2號電機繞組(27)、3號電機繞組(28)和4號電機繞組(29)，其特征在于:所述電機機殼(7)的一端用螺栓連接有后端蓋(I)，后端蓋(I)內(nèi)裝有I號驅(qū)動模塊(10)、2號驅(qū)動模塊(11)、3號驅(qū)動模塊(12)、4號驅(qū)動模塊(13)、電機控制板(17)、電源板(18)和整車控制板(19)，后端蓋(I)上用螺栓連接有控制器蓋板(2)，機殼(7)的底部焊接有安裝支架(9)，機殼(7)內(nèi)部裝有I號電機繞組(26 )、2號電機繞組(27 )、3號電機繞組(28 )、4號電機繞組(29 )和輸出軸(8 )，繞組內(nèi)裝有溫度傳感器(21)，輸出軸(8 )端部裝有旋轉(zhuǎn)變壓器(20 )，旋轉(zhuǎn)變壓器(20 )和溫度傳感器(21)分別用導(dǎo)線與電機控制板(17)相連接，電機控制板(17)用導(dǎo)線分別與電源板(18)和整車控制板(19)相連接，輸出軸(8)與汽車驅(qū)動端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制集成裝置，其特征在于:所述I號電機繞組(26)用I號三相出線(22)與I號驅(qū)動模塊(10)相連接，2號電機繞組(27)用2號三相出線(23)與2號驅(qū)動模塊(11)相連接，3號電機繞組(28)用3號三相出線(24)與3號驅(qū)動模塊(12)相連接，4號電機繞組(29)用4號三相出線(25)與4號驅(qū)動模塊(13)相連接，上述四組模塊用導(dǎo)線分別與電機控制板(17)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制集成裝置，其特征在于:所述電池正極端子(3)和電池負極端子(4)分別用導(dǎo)線分別與I號驅(qū)動模塊(10)、2號驅(qū)動模塊(11)、3號驅(qū)動模塊(12 )和4號驅(qū)動模塊(13 )相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制集成裝置，其特征在于:所述后端蓋(I)內(nèi)開有冷卻水道(14)，冷卻水道(14)分別與出水口( 15 )和進水口( 16 )相連通，進水口(16)與進水接頭(6)相連通，出水口(15)與汽車水箱相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制集成裝置，其特征在于:后端蓋(I)上裝有用于電池正極端子(3)和電池負極端子(4)的專用接插件，同時裝有用于連接整車控制線(5)的專用接插件。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制集成裝置。所述裝置的電機機殼一端用螺栓連接有后端蓋，后端蓋內(nèi)裝有4組驅(qū)動模塊、電機控制板、電源板、整車控制板，后端蓋內(nèi)開有冷卻水道，機殼的底部焊接有安裝支架，機殼內(nèi)部裝有4組電機繞組、旋轉(zhuǎn)變壓器和溫度傳感器和輸出軸，旋轉(zhuǎn)變壓器和溫度傳感器分別用導(dǎo)線與電機控制板相連接，電機控制板用導(dǎo)線分別與電源板和整車控制板相連接，輸出軸與汽車驅(qū)動端相連接。該裝置將大電流永磁同步電機多驅(qū)動控制進行重新匹配優(yōu)化設(shè)計，集成為純電動汽車或混合動力汽車驅(qū)動動力總成。
【IPC分類】H02K11-00
【公開號】CN104716786
【申請?zhí)枴緾N201510162573
【發(fā)明人】陳志傳, 鄧巍, 孟小艮, 凡哲雄, 劉文光
【申請人】新動力電機（荊州）有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年4月8日