具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种电机控制器的结构示意图，如图1所示，电机控制器包括控制单元1、半导体功率模块组件2以及母线电容组件3，半导体功率模块组件2分别与控制单元1以及母线电容组件3电性连接，其中，母线电容组件3包括多个并联的电容31，半导体功率模块组件2包括多个单管功率器件21。

具体地，多个并联的电容21能够对外部所输入的直流电源，即输入电源进行平滑滤波，滤除输入电源中的高频干扰信号，而每一个单管功率器件21的控制信号的输入端均与控制单元1连接，控制单元1能够输出控制信号以控制单管功率器件21的导通与关断，从而单管功率器件21能够实现对滤波过后的输入电源进行处理后输出三相电源，该三相电源能够作为电机控制器所控制的电机的三相输入电源。

因此，本发明实施例所提供的电机控制器采用多个标准封装的小电流单管功率器件和小容量电容，封装形式统一，兼容性和采购性更好，成本更低更利于管控。同时，通过选用不同数量的单管功率器件21则能够对应不同的功率等级，便于进行功率的扩展。可理解，随着单管功率器件21的数量的改变，也需要对应更改电容31的数量。

需要说明的是，单管功率器件21是一种开关元件，其可以选用三极管、IGBT开关管或者是MOS中的一种即可，例如，当单管功率器件21选用三极管时，单管功率器件21的基极与控制单元1的控制信号输出端连接。

示例性地，如图2所示，图2为一种可能的电机控制器的爆炸视图。在一实施方式中，该电机控制器还包括壳体4、面盖5、高压连接器6以及低压连接器7。

在另一实施方式中，电机控制器还包括绝缘隔片8、EMC磁环9、直流母线接线座10、密封圈11以及防水透气阀12，同时，在壳体4上设置有水嘴41与水嘴42。

具体地，控制单元1可设置为一种控制板，其中包含了微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(Central Process Unit；CPU)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。例如，控制单元1输出控制信号控制各个单管功率器件21的导通与关断。

请结合图2参照图3，半导体功率模块组件2包括单管功率器件21、绝缘与导热单元22、散热单元23以及温度检测单元24，且绝缘与导热单元22设置于单管功率器件21与散热单元23之间，温度检测单元24设置于散热单元23上。

其中，以单管功率器件21为三极管为例进行说明，单管功率器件21有三个针脚，分别为基极211、集电极212和发射极213，这三个引脚按90度折弯后位于绝缘与导热单元22的上方，并采用回流焊技术工艺，通过焊料将单管功率器件21的底部与绝缘与导热单元22焊合连接。最终效果为单管功率器件21通过绝缘与导热单元22焊接至散热单元23上，实现单管功率器件21的绝缘与高效散热。

由于采用回流焊技术，将单管功率器件21通过焊料焊接至绝缘与导热单元22的表面，相比于传统印刷导热填缝材料和弹片固定而言，大大简化装配方式和提高散热效率。

可选地，请一并参阅图4，绝缘与导热单元22包括至少一片如图4所示的双面覆铜陶瓷板，其中，假设图4中的a图为双面覆铜陶瓷板的右视图，则图4中的b图为双面覆铜陶瓷板的主视图，图4中的c图为双面覆铜陶瓷板的左视图，可得，该双面覆铜陶瓷板包括顶层221、中间层222与底层223。

具体地，顶层221与底层223均为由铜制成的长方体结构，且顶层221与底层223的边缘均设置有多个开孔224，多个开孔224位于顶层221与底层223的边缘，用于释放边缘应力，提高温变循环的可靠性能，即顶层221与底层223为覆铜层，这两层既能够导热又能够用于实现与其他部件之间的连接，例如，底层223能够用于与单管功率器件21之间进行焊接，并将单管功率器件21的热量进行传输。中间层222为由陶瓷制成的长方体结构，且中间层222设置于顶层221与底层223之间，则中间层222为陶瓷层，该层使用高导热系数和高绝缘性能的陶瓷材料，如Al₂O₃和ALN等。

因此，该双面覆铜陶瓷板具有高绝缘性能与高导热性能，同时，双面覆铜陶瓷板数量可以根据实际使用情况而定，例如，在一实施例中，为了实现充分的导热与绝缘功能，将双面覆铜陶瓷板数量设置为12片，双面覆铜陶瓷板均位于散热单元23上方。

可选地，能够采用回流焊技术工艺将双面覆铜陶瓷板固定于散热单元23，例如，通过焊料将双面覆铜陶瓷板的顶层221与散热单元23的表面进行焊合连接。

进一步地，为了刚好的实现导热与绝缘功能，在一实施例中，可将双面覆铜陶瓷板与单管功率器件的数量设置为一一对应。而在另一种实施方式中，也可以增加单个双面覆铜陶瓷板的面积，将多个单管功率器件21同时焊接在同一片双面覆铜陶瓷板上。当然，在另一些实施例中，若选用内部自带绝缘的单管功率器件21，则可以直接将省略双面覆铜陶瓷板，因为自带绝缘的单管功率器件21能够直接通过焊料焊接至散热单元23上。

在一实施例中，请结合图3参照图5，散热单元23包括散热器基板，散热器基板包括顶部结构231、底部结构232以及至少一个第一定位孔233，其中，顶部结构231为长方体结构，底部结构232为针刺结构，底部结构232伸出顶部结构231，且底部结构232的表面积小于顶部结构231的表面积，每一个第一定位孔233均设置于顶部结构231上，第一定位孔233用于固定散热单元23。

具体地，散热器基板的上表面为长方体结构上面积最大的其中一个平面，散热器基板的底部结构232为针刺结构，即PINFIN结构，该结构能够增加与冷却介质的接触器面积，而为了更好的固定散热单元23，可以设置多个第一定位孔233，如，在一实施方式中，散热器基板上有8个第一定位孔233，8个第一定位孔233分别位于顶部结构231的两侧且与底部结构232隔开，可以防止安装过程中与底部结构232之间互相干涉，8个第一定位孔233可以均为腰型孔，能够提供安装固定孔位。

可以理解的是，在其他实施例中，散热器基板的底部结构也可以更改为其它形状，如方形或菱形，同样可以增加散热器基板的底部结构与冷却介质的接触器面积；散热器基板的底部结构还可以为平面结构，且中间采用导热填缝材料实现缝隙填充，以降低热阻。

可选地，温度检测单元24可选用一种温度传感器，温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，例如热电阻或热电偶等。在一实施例中，温度传感器通过镙钉固定于散热单元23上，并用于检测散热单元23的温度，以便实现对单管功率器件21的过温降额使用与过温保护。

请结合图2参照图6，母线电容组件3包括多个并联的电容31，功率板单元32、输入输出单元以及汇流单元36，且多个并联的电容31、输入与输出单元以及汇流单元36均设置于功率板单元32上，输入与输出单元分别与电容31以及汇流单元36电性连接。

其中，多个并联的电容31包括至少一个壳式电容31a与至少一个安规电容31b，壳式电容31a能够对输入电源进行滤波。在一实施方式中，选用壳式电容31a的数量为6个，且6个壳式电容31a均位于功率板单元32的底部，同时焊接至功率板单元32上，由设置于功率板单元32内的线路实现电气并联，从而组成电机控制器的母线电容，以起到平滑滤波的作用；而安规电容31b则选用Y电容，且同样可以选用多对Y电容，也均位于功率板单元32的底部，同时焊接至功率板单元32上，能够用于满足电机控制器的电磁兼容要求。

可选地，功率板单元32可以为一种功率PCB板，该功率PCB板可选用FR4材质基板。功率板单元32可用于作为支架，以为母线电容组件3中其它部件提供承载支撑的作用，同时，功率板单元32还能够用于作为电气连接的载体，其内部含多个布线线路，以起到电气连接的作用。

因此，若母线电容组件3中功率板单元32采用功率PCB板，则直流母线的正极与负极可轻易实现叠层铜排的效果，大大减小了桥臂的寄生电感。

可选地，输入输出单元包括直流输入铜排端子33、分线铜排端子34以及输出铜排组件35，直流输入铜排端子33、分线铜排端子34与输出铜排组件均固定于功率板单元32上，其中，直流输入铜排端子33用于提供直流输入连接点，以接入输入电源，分线铜排端子34用于提供直流输出连接点，以连接外部负载。

可选地，请一并参阅图7，输出铜排组件35包括安装部与连接部，且输出铜排组件35为注塑一体部件。其中，连接部包括三相输出铜排351，三相输出铜排351用于作为三相电的输出连接点，三相输出铜排351包含三根铜排，分别为电机控制器的U/V/W三相输出，三相输出铜排351均有四个焊接用铜引脚3511和铜排孔3512，焊接用铜引脚3511焊接至功率板单元32上，在另一实施方式中，连接部还包括电流采样用磁芯352，电流采样用磁芯352用于输出电流采样。安装部上设置有第二定位孔353，第二定位孔353用于将输出铜排组件35固定于功率板单元32上，在另一实施方式中，安装部上还设置有铜排固定孔354和塑料基材355，塑料基材355上设置有三个孔位，为铜排固定孔354，配合铜排孔3512作为电机控制器三相输出线的连接固定点。

在本实施例中，电流采样用磁芯352为U形结构，空间上三相输出铜排351位于输出电流采样用磁芯352的U形内部，实现三相输出铜排351过电流时周围磁场集中作用，输出电流采样用磁芯352与三相输出铜排351间保持一定间隙，由塑料基材355填充，实现绝缘效果。塑料基材355为塑料材质，提供输出铜排组件35中其它部件的承载支撑作用，同时具有绝缘性能，实现各部件间的绝缘性能。

可选地，汇流单元36包括多个汇流铜块，汇流铜块的数量也可根据实际使用情况进行选择，各个汇流铜块均位于功率板单元32上，并采用贴片焊接的方式焊接于功率板单元32上，汇流单元36能够作为电流的载体，以增强功率板单元32的载流能力。即汇流单元36能够增强功率板单元32的通流能力，且汇流单元36的具体形状可根据实际使用情况进行相应的设计，这里不做限制。

请再次参照图2，电机控制器还包括壳体4与面盖5，面盖5用于盖于壳体4上方，并与壳体4围合成一腔体。即壳体4作为电机控制器的其他所有部件的承载体，且壳体4与面盖5组合形成电机控制器的腔体，主要用于提供整机防护功能。

则半导体功率模块组件2与母线电容组件3均设置于壳体4与面盖5组合形成的腔体内，其中，母线电容组件3安装于半导体功率模块组件2的上方，并用镙钉固定于壳体4上，半导体功率模块组件2内的单管功率器件21的所有针脚均穿过母线电容组件3的功率板单元32，其中单管功率器件21的集电极212和发射极213穿过母线电容组件3的功率板单元32的位置上设计有焊接焊盘，用焊料将集电极212和发射极213与功率板单元32进行焊接，即集电极212和发射极213与功率板单元32连接在一起，并且单管功率器件103的基极211仅穿过母线电容组件3的功率板单元32，则不需要进行焊接。

可选地，壳体4上还设置有高压连接器6与低压连接器7。

其中，高压连接器6安装于主壳体3的侧壁上，高压连接器6与母线电容组件3电性连接，高压连接器6用于提供高压接口，以使母线电容组件3与输入电源连接，即电机控制器内部用线束连接到母线电容组件3中的分线铜排端子34，提供对外高压接口。低压连接器7也安装于主壳体3的侧壁上，低压连接器7与控制单元1电性连接，低压连接器7用于提供低压接口，以使控制单元1与所述单管功率器件2连接，电机控制器内部用线束连接到控制板6上，提供对外低压接口。

可选地，电机控制器还包括绝缘隔片8，绝缘隔片8选用一种绝缘材质隔片，其具有多个孔，绝缘隔片8安装于母线电容组件3的上方，单管功率器件21的所有针脚均穿过绝缘隔片8。

若控制单元6为控制板，绝缘隔片8位于控制板与母线电容组件3中间，用于提供绝缘防护功能。即控制板安装于绝缘隔片8的上方，通过镙钉固定于壳体4上，半导体功率模块组件2内的各个单管功率器件21的所有针脚均穿过控制板，同样假设单管功率器件21为三极管，则在单管功率器件21的基极211和发射极213穿过控制板的位置上设计有焊接焊盘，用焊料将基极211和发射极213与控制板进行焊接，连接在一起。

当控制板安装完成后，控制板上的电流采样芯片正好位于输出铜排组件35中输出电流采样用磁芯352的U形结构中心位置，电流采样芯片与输出电流采样用磁芯352配合实现电机控制器输出电流的采样。

可选地，电机控制器还包括EMC磁环9和直流母线接线座10，EMC磁环9和直流母线接线座10安装于壳体4内。电机控制器在安装使用的过程中，直流输入线束需要从EMC磁环9中间穿过，以满足电磁兼容的要求。直流母线接线座10则能够提供直流输入线束固定点，提供电气连接点。

可选地，电机控制器还包括密封圈11，当半导体功率模块组件2安装于壳体4内时，需要在半导体功率模块组件2与壳体4之间使用密封圈4进行密封，以形成一个冷却介质回路。

可选地，电机控制器还包括防水透气阀12，其中，防水透气阀12位于壳体4的侧壁上，并用以平衡电机控制器的腔体与外部环境之间的气压差。

需要说明的是，如图2所示的电机控制器的硬件结构仅是一个示例，并且，电机控制器可以具有比图中所示出的更多的或者更少的部件，可以组合两个或更多的部件，或者可以具有不同的部件配置，图中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。例如，为了节约成本或者根据应用需要，可将母线电容组件3中的Y电容或分线铜排端子34进行适当删减。

本发明实施例还提供一种电动汽车，在电动汽车中设置有如上所述的电机控制器。

本发明提供的电机控制器包括控制单元1、半导体功率模块组件2以及母线电容组件3，半导体功率模块组件3分别与控制单元1以及母线电容组件3电性连接，其中，母线电容组件3包括多个并联的电容31，电容31用于对输入电源进行滤波，半导体功率模块组件2包括多个单管功率器件21，单管功率器件21用于基于控制单元1所输出的控制信号对滤波后的输入电源进行处理，以提供三相电源，因此，通过选用不同数量的单管功率器件21以及对应数量的电容31，则能够实现提供不同的功率等级，便于进行功率扩展。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。