一种印刷电路板安装结构、装配方法、电机控制器及车辆与流程

    专利查询2025-08-09  22


    本发明涉及电机控制器,具体涉及一种印刷电路板安装结构、装配方法、电机控制器及车辆。


    背景技术:

    1、在电机控制器领域,pcba(印刷电路板组件)作为核心控制单元,其稳定性和可靠性对整个电机系统的性能至关重要。传统设计中,pcba常被直接布置于大电容与igbt(绝缘栅双极型晶体管)上方,采用紧凑的单板布置方式以优化空间利用率。然而,这种布局方式在面对igbt外壳固有的尺寸公差时,往往会导致pcba承受超过安全标准的安装应力。igbt外壳与pcba之间存在的公差通过安装螺栓传递,不仅影响了pcba的稳固性,还可能对电路连接和元件寿命造成潜在威胁。

    2、为了缓解这一问题,通过采用在pcba上开设应力释放槽的方法来减小安装应力,以保护电路板免受机械应力的损害。然而,在某些复杂或特定设计的控制器中,如当igbt固定螺栓孔与电流传感器固定柱位置极为接近时,这种方法难以可行,因为直接开槽易干扰到电流传感器的布局,甚至影响其性能稳定性。此外,若应力释放槽未能有效将应力降低至合格标准,则不得不考虑更为复杂的结构改造,如将pcba单板结构改为双板或多板结构。这样的改变不仅增加了设计难度,还需要额外的模具和工装投入,显著提升了控制器的制造成本,同时还可能受限于外部总成空间的限制,导致设计不可行。

    3、更为严峻的是,安装尺寸公差的问题还直接影响到电流传感器与pcba之间焊接部位的稳固性。这些焊接部位在后续的使用过程中,尤其是面对振动环境时,极易因超出安全标准的应力而发生破坏,进而引发系统故障甚至安全隐患。因此,亟需一种兼顾结构振动性能和成本,来解决安装尺寸造成的强度风险的方法。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明的目的在于提供一种印刷电路板安装结构、装配方法、电机控制器及车辆,以在不改变电机控制器整体布局的前提下,解决安装应力问题,提升结构振动性能,同时兼顾成本控制,以满足电机控制器对高可靠性和经济性的双重需求。

    2、为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:

    3、一种印刷电路板安装结构,包括印刷电路板和绝缘栅双极型晶体管,所述印刷电路板上设有电流传感器固定柱和用于与所述绝缘栅双极型晶体管装配固定的螺栓安装孔,所述电流传感器固定柱与所述螺栓安装孔的最短距离为4.3mm,所述螺栓安装孔中填充有粘接胶,以实现所述印刷电路板与所述绝缘栅双极型晶体管的装配固定,同时通过所述粘接胶承受安装应力。

    4、根据上述技术手段,由于原有的igbt固定螺栓孔与电流传感器固定柱相距极近,直接开槽会干扰到电流传感器的布局,甚至影响其性能稳定性,因此,无法通过开槽方式释放应力,若采用双板方式,也无法切割开电流传感器,重新布板则又收到外部总成空间限制,因而,本技术通过在不改变电机控制器整体布局的前提下,将传统采用连接螺栓连接印刷电路板(pcba)与绝缘栅双极型晶体管(igbt)的装配方式,替换为在印刷电路板(pcba)的用于与绝缘栅双极型晶体管装配固定的螺栓安装孔中直接填充粘接胶,在实现印刷电路板(pcba)和绝缘栅双极型晶体管的装配固定的同时,通过粘接胶承受安装应力,从而将安装应力降低至合格标准,有效解决了安装应力问题,提升了结构振动性能,同时具有成本低的优势,满足了电机控制器的高可靠性和经济性的双重需求,解决了安装尺寸公差造成的强度风险。

    5、其中,粘接胶为具有特殊性能的抗振白胶。抗振白胶具有高弹性模量及低热膨胀系数,高弹性模量可以帮助抵抗振动,而低热膨胀系数则可以减少由于温度变化引起的应力变化。

    6、抗振白胶为sx720wh白胶,是一种单液型、性能优异、用途广泛的单组分常温湿气硬化弹性胶粘剂。

    7、优选的,所述电流传感器固定柱与所述螺栓安装孔的最短距离为4.3mm。

    8、优选的,在所述绝缘栅双极型晶体管上与所述螺栓安装孔相对应的位置设有第一螺栓安装孔,所述螺栓安装孔与所述第一螺栓安装孔通过所述粘接胶相连。

    9、优选的,所述安装结构还包括电流传感器,所述印刷电路板通过所述电流传感器固定柱与所述电流传感器装配固定在一起。

    10、优选的,所述印刷电路板为单板结构。

    11、由于巧妙的在印刷电路板的螺栓安装孔中填充了粘接胶,从而使得在不改变电机控制器整体布局的前提下,解决了安装尺寸公差,因此,保留了印刷电路板的单板结构,简化了整体结构的复杂度,减少了开发和生产成本,并提升了电机控制器的空间利用率。

    12、优选的,所述安装结构还包括薄膜电容和设在所述印刷电路板上的连接铜排,所述薄膜电容通过所述连接铜排与所述绝缘栅双极型晶体管相连。

    13、通过设定连接铜排连接薄膜电容和绝缘栅双极型晶体管,增强了电机控制器的稳定性和性能。

    14、优选的,所述安装结构还包括端盖壳体,所述印刷电路板通过连接件装配在所述端盖壳体上,所述绝缘栅双极型晶体管通过固定胶与所述端盖壳体相连。

    15、通过设置端盖壳体,实现了对印刷电路板和绝缘栅双极型晶体管的保护和支撑。

    16、本发明还提供一种印刷电路板安装结构的装配方法,包括以下步骤:

    17、s1、将绝缘栅双极型晶体管通过导热硅脂安装在端盖壳体上;

    18、s2、将印刷电路板通过连接件装配在端盖壳体上,同时在所述印刷电路板上的螺栓安装孔中填充粘接胶,以实现所述印刷电路板与所述绝缘栅双极型晶体管的装配固定。

    19、根据上述技术手段,通过调整装配工序,即先将通过固定胶将绝缘栅双极型晶体管安装在端盖壳体,在通过连接件将印刷电路板装配在端盖壳体上,同时在印刷电路板的螺栓安装孔中填充粘接胶,以同时实现印刷电路板与绝缘栅双极型晶体管的装配固定,不仅减少了安装公差,提升了装配精度,还解决了安装应力的问题。

    20、其中,导热硅脂具有抗震性能。

    21、优选的,所述绝缘栅双极型晶体管与所述端盖壳体的安装公差为零或者趋近于零。

    22、绝缘栅双极型晶体管与端盖壳体的安装公差为零或者趋近于零,有效提升了装配精度,从而提升了印刷电路板安装结构的整体精度。

    23、优选的,所述印刷电路板与端盖壳体的安装公差在-0.1mm~0.1mm之间。

    24、优选的,所述印刷电路板与所述绝缘栅双极型晶体管的安装公差为零或者趋近于零。

    25、印刷电路板与端盖壳体的安装公差在±0.1mm之间,且印刷电路板与绝缘栅双极型晶体管的安装公差为零或者趋近于零,大大提升了装配精度。

    26、本发明还提供一种电机控制器,包括本发明所述的印刷电路板安装结构。

    27、本发明还提供一种车辆,包括本发明所述的电机控制器。

    28、本发明的有益效果:

    29、本发明的印刷电路板安装结构,由于原有的igbt固定螺栓孔与电流传感器固定柱相距极近,直接开槽会干扰到电流传感器的布局,甚至影响其性能稳定性,因此,无法通过开槽方式释放应力,若采用双板方式,也无法切割开电流传感器,重新布板则又收到外部总成空间限制,因而,本技术通过在不改变电机控制器整体布局的前提下,将传统采用连接螺栓连接印刷电路板(pcba)与绝缘栅双极型晶体管(igbt)的装配方式,巧妙而简单地替换为在印刷电路板(pcba)的用于与绝缘栅双极型晶体管装配固定的螺栓安装孔中直接填充粘接胶,在实现印刷电路板(pcba)和绝缘栅双极型晶体管(igbt)的装配固定的同时,通过粘接胶承受安装应力,从而将安装应力降低至合格标准,有效解决了安装应力问题,提升了结构振动性能,同时具有成本低的优势,满足了电机控制器的高可靠性和经济性的双重需求,解决了安装尺寸公差造成的强度风险。

    30、本发明的印刷电路板安装结构的装配方法,通过巧妙而简单的调整装配工序,即先将通过固定胶将绝缘栅双极型晶体管安装在端盖壳体,在通过连接件将印刷电路板装配在端盖壳体上,同时在印刷电路板的螺栓安装孔中填充粘接胶,以同时实现印刷电路板与绝缘栅双极型晶体管的装配固定,不仅减少了安装公差,提升了装配精度,还解决了安装应力的问题,在电机控制器技术领域,具有推广应用价值。


    技术特征:

    1.一种印刷电路板安装结构,包括印刷电路板(1)和绝缘栅双极型晶体管(2),所述印刷电路板(1)上设有电流传感器固定柱(11)和用于与所述绝缘栅双极型晶体管(2)装配固定的螺栓安装孔(12),所述电流传感器固定柱(11)与所述螺栓安装孔(12)的最短距离为4.3mm,其特征在于,所述螺栓安装孔(12)中填充有粘接胶(3),以实现所述印刷电路板(1)与所述绝缘栅双极型晶体管(2)的装配固定,同时通过所述粘接胶(3)承受安装应力。

    2.根据权利要求1所述的印刷电路板安装结构,其特征在于,在所述绝缘栅双极型晶体管(2)上与所述螺栓安装孔(12)相对应的位置设有第一螺栓安装孔(21),所述螺栓安装孔(12)与所述第一螺栓安装孔(21)通过所述粘接胶(3)相连。

    3.根据权利要求1所述的印刷电路板安装结构,其特征在于,所述安装结构还包括电流传感器(4),所述印刷电路板(1)通过所述电流传感器固定柱(11)与所述电流传感器(4)装配固定在一起;

    4.根据权利要求1所述的印刷电路板安装结构,其特征在于,所述安装结构还包括薄膜电容(5)和设在所述印刷电路板(1)上的连接铜排(6),所述薄膜电容(5)通过所述连接铜排(6)与所述绝缘栅双极型晶体管(2)相连。

    5.根据权利要求1所述的印刷电路板安装结构,其特征在于,所述安装结构还包括端盖壳体(7),所述印刷电路板(1)通过连接件装配在所述端盖壳体(7)上,所述绝缘栅双极型晶体管(2)通过固定胶与所述端盖壳体(7)相连。

    6.一种如权利要求1至权利要求5任一项所述印刷电路板安装结构的装配方法,其特征在于,包括以下步骤:

    7.根据权利要求6所述的装配方法,其特征在于,所述绝缘栅双极型晶体管(2)与所述端盖壳体(7)的安装公差为零或者趋近于零。

    8.根据权利要求6所述的装配方法,其特征在于,所述印刷电路板(1)与端盖壳体(7)的安装公差在-0.1mm~0.1mm之间;

    9.一种电机控制器,其特征在于,包括如权利要求1至权利要求5任一项所述的印刷电路板安装结构。

    10.一种车辆,其特征在于,包括如权利要求9所述的电机控制器。


    技术总结
    本发明涉及一种印刷电路板安装结构、装配方法、电机控制器及车辆。印刷电路板安装结构,包括印刷电路板和绝缘栅双极型晶体管,印刷电路板上设有电流传感器固定柱和螺栓安装孔,电流传感器固定柱与螺栓安装孔的最短距离为4.3mm,螺栓安装孔中填充有粘接胶。本发明还提供一种印刷电路板安装结构的装配方法,包括:将绝缘栅双极型晶体管通过固定胶安装在端盖壳体上;将印刷电路板通过连接件装配在端盖壳体上,同时在印刷电路板上的螺栓安装孔中填充粘接胶。本发明还提供一种电机控制器,包括印刷电路板安装结构。本发明还提供一种车辆,包括所述的电机控制器。本发明在不改变电机控制器整体布局的前提下,解决了安装应力问题,提升了结构振动性能。

    技术研发人员:苏岭,闫琳,李向林
    受保护的技术使用者:中国长安汽车集团有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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