本發(fā)明涉及一種電源模塊,以及包括這種電源模塊的供電系統(tǒng)和車輛。
背景技術(shù):
1、電動或混合動力汽車具有電驅(qū)動總成系統(tǒng),需要由電源模塊,例如車載電源模塊進行供電。隨著越來越多的緊湊型產(chǎn)品在車輛上的普及,電源模塊的集成化和緊湊化設(shè)計需求也應(yīng)運而生。
2、根據(jù)集成化和緊湊化設(shè)計的需求,電源模塊中的一個或多個電路板,例如主電路板和/或濾波電路板,需要垂直堆疊布置在電源模塊的殼體中。此外,考慮到電磁兼容性,電路板需要設(shè)置屏蔽板進行電磁屏蔽。然而,將電路板和屏蔽板安裝在殼體上的安裝空間有限。
3、因此,需要在有限的殼體空間中布置多個電路板和屏蔽板,滿足車輛集成化和緊湊化設(shè)計的需求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上文提到的問題和需求,本發(fā)明提出了一種新型的電源模塊,以及包括這種電源模塊的供電系統(tǒng)和車輛,其由于采取了如下技術(shù)特征而解決了上述問題,并帶來其他技術(shù)效果。
2、一方面,本發(fā)明提供一種電源模塊,包括:殼體,包括從其底部延伸的多個安裝柱;第一電路板,被配置為經(jīng)由所述多個安裝柱中的第一數(shù)量安裝柱連接至所述殼體;以及屏蔽板,被配置為設(shè)置在所述殼體的底部與所述第一電路板之間,其包括主體和多個安裝臂,所述多個安裝臂從所述主體朝向所述第一電路板延伸離開;其中,所述多個安裝臂被配置為對應(yīng)于所述第一數(shù)量安裝柱,所述屏蔽板經(jīng)由所述安裝臂與所述安裝柱的配合而連接至殼體。
3、根據(jù)以上特征,本發(fā)明為垂直堆疊布置電路板和屏蔽板提供了解決方案,充分利用殼體的安裝柱,使得第一電路板和屏蔽板共用同一安裝柱和同一緊固件,無需額外設(shè)置安裝結(jié)構(gòu),有效利用緊湊的殼體內(nèi)部空間,實現(xiàn)電源模塊的集成化和緊湊化設(shè)計。
4、在一些實力中,所述電源模塊還包括第二電路板,被配置為經(jīng)由所述多個安裝柱中的第二數(shù)量安裝柱連接至所述殼體,其中,所述屏蔽板將所述殼體沿安裝方向分隔為第一殼體部分和第二殼體部分,所述第一殼體部分用于容納所述第一電路板,所述第二殼體部分用于容納第二電路板,其中所述第一電路板和所述第二電路板中的一個為濾波電路板。
5、根據(jù)以上特征,由于空間利用率高,本公開提出的電源模塊可以容納多個電路板,電路板之間通過屏蔽板分隔,以滿足電磁兼容性要求。在本公開的描述中,安裝方向指的是電路板和屏蔽板安裝在殼體內(nèi)的裝配方向。例如,在垂直堆疊布置的電源模塊中,安裝方向為從上至下的豎直方向。在未示出的其他實施例中,安裝方向也可以是水平方向或其他線性方向或曲線方向。
6、電磁兼容性(emc),是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受電磁騷擾的能力。根據(jù)emc定義,電子設(shè)備要滿足emc設(shè)計指標,一方面需要保證電子設(shè)備對所在環(huán)境存在的電磁干擾有一定程度的抗擾度,另一方面要求電子設(shè)備在運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過規(guī)定的限值。
7、在進行emc方案設(shè)計時,一般的設(shè)計思路是,在直流端和/或交流端增加磁環(huán)、磁扣等濾波器件,在傳輸路徑上設(shè)置濾波電路板組件,包括濾波電路板以及設(shè)置在濾波電路板上的濾波電容、電阻等元件。一般而言,濾波電路板的體積和尺寸較大,因此需要占用殼體中的較大空間。在垂直堆疊布置的電源模塊中,濾波電路板可以根據(jù)電源模塊的設(shè)計需要選擇合適的布置位置。例如,在一些實施例中,第二電路板為濾波電路板,相應(yīng)地,第二殼體部分提供較大的容置空間。反之,在一些實施例中,第一電路板為濾波電路板,相應(yīng)地,第一殼體部分提供較大的容置空間。
8、示例性地,第一電路板和第二電路板中的另一個可以是主電路板。主電路板配置為驅(qū)動功率器件模塊和/或控制電源模塊中的元件。示例性地,主電路板可以集成有控制單元和驅(qū)動單元,控制單元可以包括主控mcu和相電流采樣、旋轉(zhuǎn)變壓器(resolver)采樣等電路,驅(qū)動單元可以包括igbt驅(qū)動芯片和高壓采樣、主動放電、被動放電等電路。本公開并不以此為限,控制單元和驅(qū)動單元還可以根據(jù)實際需要增加或減少相應(yīng)的電路,只要能實現(xiàn)驅(qū)動和控制功能即可。主電路板還可以包括集成在電路板上的連接器,電源模塊的外部信號可以通過連接器傳輸。
9、在一些示例中,所述第一數(shù)量安裝柱具有設(shè)置在其端部的安裝表面,并且所述屏蔽板與所述第一電路板通過第一緊固件壓靠安裝至所述安裝表面。
10、根據(jù)以上特征,屏蔽板和第一電路板通過第一緊固件壓靠安裝至安裝表面。安裝表面可以設(shè)置有配合特征,例如螺紋孔,第一緊固件例如可以是螺釘。相應(yīng)地,屏蔽板和第一電路板在對應(yīng)于安裝表面的位置處可以設(shè)置有通孔,從而螺釘穿過屏蔽板和第一電路板的通孔并螺紋配合安裝在安裝柱上。其他的安裝方式也是可行的,例如通過卡扣安裝,焊接連接或其他本領(lǐng)域常見的安裝緊固方式。
11、在一些示例中,所述多個安裝臂中的每一個都具有設(shè)置在其自由端部處的安裝凸片,且所述安裝凸片與所述主體之間通過撓性樞轉(zhuǎn)部連接。
12、撓性樞轉(zhuǎn)部對于處理制造公差和裝配公差是有利的。撓性樞轉(zhuǎn)部可以相對于安裝臂樞轉(zhuǎn),換而言之,相對于屏蔽板樞轉(zhuǎn),因此可以提供安裝凸片和安裝臂可以適應(yīng)不同高度的安裝表面,防止過定位。
13、在一些示例中,在安裝前所述安裝凸片到主體的第一高度等于或小于對應(yīng)所述安裝表面到所述主體的第二高度,使得所述安裝凸片與所述安裝表面之間不存在間隙。
14、根據(jù)以上特征,第一高度等于或小于第二高度時,安裝凸片與安裝表面之間無間隙,那么安裝就位時,撓性樞轉(zhuǎn)部會相對于屏蔽板沿遠離屏蔽板主體的方向樞轉(zhuǎn)。
15、在一些示例中,在安裝前所述安裝凸片到主體的第一高度大于對應(yīng)所述安裝表面到所述主體的第二高度,使得所述安裝凸片與所述安裝表面之間存在間隙。
16、根據(jù)以上特征,第一高度大于第二高度時,安裝凸片與安裝表面之間存在間隙,那么安裝就位時,撓性樞轉(zhuǎn)部會相對于屏蔽板沿靠近屏蔽板主體的方向樞轉(zhuǎn)。
17、在一些示例中,所述第二電路板通過第二緊固件安裝至殼體,所述屏蔽板還包括設(shè)置在所述主體上沿朝向所述第一電路板的方向凸起的突出部,所述突出部用于容納所述第二緊固件的至少一部分。
18、由于第二電路板需要通過例如第二緊固件安裝至殼體,因此第二緊固件不可避免地會相對于第二電路板突出一定高度。屏蔽板設(shè)置突出部,能夠錯開第二緊固件突出的高度,從而使得屏蔽板更接近第二電路板,屏蔽效果更好,并且在垂直方向上的尺寸更緊湊。
19、在一些示例中,所述殼體周緣具有支撐邊緣,所述主體沿所述安裝方向抵靠所述支撐邊緣。
20、在一些示例中,所述殼體和所述屏蔽板之間設(shè)置有可壓縮導(dǎo)電材料,所述可壓縮導(dǎo)電材料對應(yīng)于所述支撐邊緣布置。
21、在一些示例中,所述可壓縮導(dǎo)電材料包括彈性體材料。例如泡沫材料、泡棉、橡膠等。
22、根據(jù)以上特征,在對應(yīng)殼體周緣的支撐邊緣的位置設(shè)置可壓縮導(dǎo)電材料,使得殼體和屏蔽板導(dǎo)電接觸,提高屏蔽能力。此外,可壓縮的導(dǎo)電材料還可以適應(yīng)制造和裝配公差,提供安裝裕度。
23、在一些示例中,所述安裝臂通過沖壓彎折所述主體形成。
24、根據(jù)以上特征,安裝臂可以通過沖壓工藝由屏蔽板主體一體形成。替代地,安裝臂也可以形成為單獨的零件,通過緊固件固定到主體上。
25、又一方面,本發(fā)明還提出一種供電系統(tǒng),包括如前所述的電源模塊。由于包括了如前所述的電源模塊的全部技術(shù)特征,供電系統(tǒng)也具有相應(yīng)的技術(shù)效果和優(yōu)點。