本实用新型涉及散热技术领域,具体涉及一种电机控制器散热系统。
背景技术:
电动汽车已经成为了汽车发展的重要方向之一,电机控制系统是实现电动车整车行驶功能的唯一载体,电机控制系统中核心部件为电机控制器,电机控制器通过一组IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)实现对整车驱动电机的控制,而IGBT作为功率驱动元件,其产生的热量非常大,如果不进行冷却,有可能烧毁IGBT,从而使电机控制系统无法正常工作。
现有技术方案中,电机控制系统的冷却多采用水冷方式或风冷方式,水冷方式主要是通过冷却水冷却,电机控制系统外部通过散热片、冷却水管路、风扇等结构实现了将电机控制系统中的热量向外部耗散;另一种冷却方式为风冷方式,在这种方式中,主要是通过电机控制器上的散热片和风扇的组合实现将IGBT产生的大量热量耗散出去。
在现有的技术方案中,通过热敏电阻(比如NTC,Negative Temperature Coefficient)来检测IGBT冷却水道回路端的水温度信息,电机控制器获取所述水温度信息后,判断当前的冷却系统是否出现异常状态(例如出现了冷却水泵的损坏,使IGBT冷却水道温度过高),而当冷却系统出现了温度异常状态后,无法对IGBT进行及时降温。
技术实现要素:
本实用新型提供了一种电机控制器散热系统,以对电机控制系统中IGBT进行有效地冷却。
为实现上述目的,本实用新型提供了如下技术方案:
一种电机控制器散热系统,应用于电动汽车,包括:风扇控制电路、风扇、电机控制器、电机以及用于采集IGBT冷却水道的水温值的温度采集电路;所述风扇放置在IGBT附近,并与风扇控制电路电连接;所述电机控制器与所述电机电连接;所述温度采集电路分别与所述电机控制器、风扇控制电路电连接,分别向所述电机控制器、风扇控制电路输出所述水温值,以使所述电机控制器根据所述水温值控制电机、所述风扇控制电路根据所述水温值控制所述风扇。
优选地,所述温度采集电路包括:
用于感应IBGT冷却水道温度的热敏模块、滤波电路、钳位电路;所述热敏模块输出端与所述滤波电路输入端电连接,所述滤波电路输出端与所述钳位电路输入端连接,所述钳位电路输出端与所述电机控制器电连接,以向所述电机控制器输出水温值。
优选地,所述热敏模块包括:第一电阻与热敏电阻;
热敏电阻和第一电阻串联于电源和接地端之间,第一电阻和热敏电阻的公共连接点为热敏模块的输出端。
优选地,所述温度采集电路还包括:
第一电压跟随器;所述第一电压跟随器电连接在所述钳位电路输出端与所述电机控制器之间。
优选地,所述风扇控制电路包括:
第三电阻、第四电阻、比较器、开关电路;其中,所述比较器同相输入端与所述钳位电路输出端电连接;比较器反相输入端分别与第三电阻一端、第四电阻一端电连接,第三电阻另一端与电源连接,第四电阻另一端与地连接;所述比较器输出端与所述开关电路一端电连接,所述风扇与所述开关电路另一端电连接。
优选地,所述开关电路为NMOS管;其中,所述NMOS管的栅极与所述比较器输出端电连接,所述NMOS管的漏极与所述风扇一端电连接,所述NMOS管的源极与地连接。
优选地,所述开关电路包括:第二电压跟随器、连接在所述第二电压跟随器与所述风扇之间的继电器;其中,第二电压跟随器的输入端与所述比较器的输出端连接,第二电压跟随器的输出端与所述继电器的线圈端电连接,所述继电器的控制端连接在所述风扇与地之间。
本实用新型的有益效果在于:
本实用新型提供的电机控制器散热系统,温度采集电路分别与电机控制器、风扇控制器电连接,用于采集IGBT冷却水道的水温值,并分别向电机控制器、风扇控制电路输出所述水温值,以使所述电机控制器根据所述水温值控制电机、所述风扇控制电路根据所述水温值控制所述风扇。本实用新型提供的电机控制器散热系统,电机控制器根据水温值控制电机,风扇控制电路根据水温值控制风扇,可以对电机控制系统中IGBT进行有效的冷却。
附图说明
图1是本实用新型实施例电机控制器散热系统的结构示意图。
图2是本实用新型实施例电机控制器散热系统的一种电路图。
图3是本实用新型实施例电机控制器散热系统的另一种电路图。
图4是本实用新型实施例中开关电路的一种电路图。
附图中标记:
NTC、热敏电阻 R1、第一电阻 R2、第二电阻 R3、第三电阻 R4、第四电阻 R5、第五电阻 C1、第一电容 D1、钳位二极管 U1、比较器 U2、第一电压跟随器 U3、第二电压跟随器 M1、电机 M2、风扇 Q1、NMOS管 K1、继电器
具体实施方式
为了使本领域技术人员能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容,下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作详细说明。
如图1所示是本实用新型电机控制器散热系统的结构示意图,应用于电动汽车,包括:风扇控制电路、风扇M2、电机控制器、电机M1以及用于采集IGBT冷却水道的水温值的温度采集电路;所述风扇M2放置在IGBT附近,并与风扇控制电路电连接;所述电机控制器与所述电机M1电连接;所述温度采集电路分别与所述电机控制器、风扇控制电路电连接,分别向所述电机控制器、风扇控制电路输出所述水温值,以使所述电机控制器根据所述水温值控制电机M1、所述风扇控制电路根据所述水温值控制所述风扇M2。
具体地,所述温度采集电路包括:用于感应IBGT冷却水道温度的热敏模块、滤波电路、钳位电路;所述热敏模块输出端与所述滤波电路输入端电连接,所述滤波电路输出端与所述钳位电路输入端连接,所述钳位电路输出端与所述电机控制器电连接,以向所述电机控制器输出水温值。
需要说明的是,如图2所示,本实施例中,热敏模块包括:第一电阻R1与热敏电阻NTC,热敏电阻NTC和第一电阻R1串联于电源和接地端之间,第一电阻R1和热敏电阻NTC的公共连接点为热敏模块的输出端,图2中,热敏电阻NTC未接第一电阻R1端与电源连接,第一电阻R1未接热敏电阻NTC端与地连接。当然,热敏电阻NTC未接第一电阻R1端也可以与地连接,而第一电阻R1未接热敏电阻NTC端与电源连接。具体地,第一电阻R1为高精度电阻,其精度为1/1000,其阻值为4.99kΩ;进一步,本实用新型实施例中,热敏电阻NTC可以放置在电机控制器的IGBT冷却水道的入水口处,以实时采集IGBT冷却水道的温度。
图2中,滤波电路包括:第二电阻R2与第一电容C1,第二电阻R2与第一电容C1串联连接,第二电阻R2与第一电容C1的公共连接点为滤波电路的输出端,第二电阻R2未接第一电容C1端与所述热敏模块的输出端电连接,第一电容C1未接第二电阻R2端与地连接。
图2中,钳位电路为钳位二极管D1,所述钳位二极管D1正极端接地,钳位二极管D1负极端接电源,钳位二极管D1输入端与第二电阻R2与第一电容C1的公共连接点连接,钳位二极管D1输出端分别与比较器U1同相输入端、第一电压跟随器U2同相输入端(如图3所示)或电机控制器(如图2所示)电连接。
具体地,温度采集电路工作原理为:热敏电阻NTC为检测温度用的传感器,当IGBT冷却水道温度变化了,热敏电阻NTC阻值就会有变化,将第一电阻R1与热敏电阻NTC串联分压得到IGBT冷却水道水温的电压值,所述电压值经过第二电阻R2与第一电容C1构成的RC滤波电路滤波与钳位电路的钳位得到IGBT冷却水道的水温值,从而将所水温值输出到电机控制器中进行温度采集。
本实用新型实施例中,所述风扇控制电路包括:第三电阻R3、第四电阻R4、比较器U1、开关电路;其中,所述比较器U1同相输入端与所述钳位电路输出端电连接,比较器U1反相输入端分别与第三电阻R3一端、第四电阻R4一端电连接,第三电阻R3另一端与电源连接,第四电阻R4另一端与地连接,所述比较器U1输出端与所述开关电路一端电连接,所述风扇与所述开关电路另一端电连接。需要说明的是,比较器U1在IGBT冷却水道的温度达到设定值(由第三电阻R3与第四电阻R4确定,比如105℃)后,控制风扇工作,实现为IGBT散热的目的。
进一步,如图2与图3所示,开关电路为NMOS管Q1;其中,所述NMOS管Q1的栅极与所述比较器U1输出端电连接,所述NMOS管Q1的漏极与所述风扇M2一端电连接,所述NMOS管Q1的源极与地连接。进一步,图2中,第五电阻R5为NMOS管Q1栅极与源极之间的下拉电阻,此下拉电阻可以如下功能:1、减少NMOS管Q1的静电以及外电场对NMOS管Q1的干扰误作2、衰减信号、关断泄放栅极储存电荷3、限制输入阻抗使输入阻抗为第五电阻R5的阻值,进一步,第五电阻R5精度可以为1/1000,其阻值可以为4.99kΩ。
进一步,开关电路还可以是由第二电压跟随器U3与继电器K1构成的电路。具体地,如图4所示开关电路包括:第二电压跟随器U3、连接在所述第二电压跟随器U3输出端与所述风扇M2之间的继电器K1,第二电压跟随器U3的输入端与比较器U1的输出端连接,第二电压跟随器U3的输出端与所述继电器K1的线圈端电连接,所述继电器K1的控制端连接在所述风扇M2与地之间。
需要说明的是,本实用新型实施例中,所述电机控制器根据IGBT冷却水道的水温值控制电机,主要是根据IGBT冷却水道的温度使电机工作全功率运行状态或限功率运行状态,比如,电机控制器检测到IGBT冷却水道的水温达到了设定值(比如105℃),向电机输出控制信号,以使电机限功率运行,从而有效地保护了整车电机控制系统。并且,本实施例中,风扇放置在IGBT的附近,当电机控制器根据所述水温值控制电机出现故障时,风扇可以独立工作,达到为IGBT散热的目的,进一步有效地保护了整车电机控制系统。
本实用新型实施例提供的电机控制器散热系统,针对电机控制器中IGBT散热,除了具有温度采集电路使电机控制器实时获取到IGBT冷却水道的温度以使电机控制器控制电机全功率或者限功率运行;还具有一套风冷电路,此风冷电路包括风扇控制电路与风扇,在IGBT冷却水道的温度达到设定值(由第三电阻R3与第四电阻R4确定,比如105℃)后,风扇控制电路控制风扇工作。通过本实用新型当整车的水冷系统出现异常状态后,可以使整车对IGBT的散热持续处于工作状态。
具体地,本实用新型的另一实施例,相对与图2所示实施例,图3所示实施例中,温度采集电路还可以包括:第一电压跟随器U2;所述第一电压跟随器U2电连接在所述钳位电路输出端与所述电机控制器之间。图3中所述第一电压跟随器U2输入端与所述钳位电路输出端电连接,所述第一电压跟随器U2输出端与所述电机控制器电连接;需要说明的是,本实用新型实施例中,增加第一电源跟随器U2可以增加温度采集电路的驱动能力,以使电机控制器得到的IGBT冷却水道的水温更加准确。
综上所述,本实用新型实施例提供的电机控制器散热系统,实现驱动电机控制器因水冷散热回路出现了故障后,由风冷电路继续工作,可以很好的缓解电机控制系统中IGBT温度升高的问题,通过本实用新型,能够提高电机控制器适应当前工作环境的性能,提升了整车的鲁棒性。
以上对本实用新型实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体实施方式对本实用新型进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本实用新型内容不应理解为对本实用新型的限制。