一种车载高压滤波器的制作方法

1.本实用新型涉及滤波器技术领域，具体涉及一种车载高压滤波器。


背景技术：

2.随着节能减排，以及控制大气污染的需求，新能源汽车市场的迅猛发展，尤其是混动汽车解决了节能与里程焦虑问题，获得了市场的广泛认可。在此背景下，市场对电驱总成中的关键性零部件-电机控制器提出了小型化，集成化的更高要求。而双电机控制器的小型化、集成化设计首先要面对的一大挑战就是高压滤波器如何在达到emc（电磁兼容）性能要求的同时将减小体积、提升可靠性。因此对高压滤波器的设计要求很高，在目前的解决方案中，双电机控制器的滤波器由于emc的性能要求、高压绝缘间距、结构体固定点、散热性能、成本控制等原因，难以做到体积小型化和可靠性的兼顾。


技术实现要素：

3.针对背景技术的缺陷，本实用新型提出了一种车载高压滤波器，在满足emc性能的前提下，结构紧凑、固定强度高且散热性能好。
4.本实用新型提出了一种车载高压滤波器，包括胶封体和母线铜排，胶封体内密封设置有滤波电容板和两个磁环，两个磁环环孔相对的间隔设置，母线铜排依次穿过两个磁环的环孔，滤波电容板位于两个磁环的径向外围，并与母线铜排电性连接；
5.两个磁环的排列方向平行于滤波电容板的延展平面。
6.优选的，滤波电容板通过铜柱与母线铜排导通和固定连接。
7.优选的，两个磁环的其中一个为纳米晶磁环，另一个为铁氧体磁环。
8.优选的，胶封体为三层胶体灌注形成，三层胶体依次分为底层硬质胶、位于中间夹层的夹层软质胶和顶层硬质胶。
9.优选的，纳米晶磁环密封在底层硬质胶中，铁氧体磁环纳米晶磁环密封在夹层软质胶中。
10.优选的，纳米晶磁环由环形的纳米晶磁片堆叠形成。
11.优选的，车载高压滤波器还包括底座；
12.两个磁环竖向排列，纳米晶磁环安装在底座的顶部，铁氧体磁环间隔设置在铁氧体磁环的上方。
13.优选的，母线铜排固定在底座上。
14.优选的，母线铜排向下穿过底座，母线铜排的底端开设有底接线柱；
15.母线铜排的顶端外露于胶封体并开设有顶接线柱。
16.优选的，滤波电容板设有接地铜排。
17.本实用新型的有益效果包括：
18.车载高压滤波器采用了纳米晶磁环和铁氧体磁环的双磁环结构，通过纳米晶磁环优化低频率emc性能，通过铁氧体磁环优化高频率emc性能，比常规的双铁氧体磁环性能更
好；
19.胶封体采用了硬胶、软胶、硬胶的三明治胶体结构，不需要单独给磁环增加保护和固定结构，在满足国家规范和振动要求的同时，节约了空间。
20.车载高压滤波器整体结构紧凑、固定强度高且散热性能好。
附图说明
21.下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：
22.图1是本实用新型车载高压滤波器的外观图。
23.图2是本实用新型车载高压滤波器的内部结构图。
24.图3是本实用新型车载高压滤波器的结构爆炸图。
25.图4是本实用新型车载高压滤波器的电路原理图。
26.附图标记：
27.1-胶封体，11-底层硬质胶，12-夹层软质胶，13-顶层硬质胶，2-滤波电容板，21-接地铜排，3-母线铜排，31-铜柱，32-底接线柱，33-顶接线柱，4-纳米晶磁环，5-铁氧体磁环，6-底座。
具体实施方式
28.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
30.下面结合附图及实施例对本实用新型的原理进行详细说明。
31.一种车载高压滤波器，如图1-3所示，包括胶封体1和母线铜排3，胶封体1内密封设置有滤波电容板2和两个磁环，两个磁环环孔相对的间隔设置，母线铜排3依次穿过两个磁环的环孔，滤波电容板2位于两个磁环的径向外围，并与母线铜排3电性连接；
32.两个磁环的排列方向平行于滤波电容板2的延展平面。
33.上述结构布局可有效的利用空间，使车载高压滤波器整体非常紧凑。
34.本实施例中，滤波电容板2通过铜柱31与母线铜排3导通和固定连接。铜柱31同时起到固定支撑和导通的双重作用，不仅节约空间，还有利于减少配件，降低安装难度。
35.本实施例中，两个磁环的其中一个为纳米晶磁环4，另一个为铁氧体磁环5。如图2所示，纳米晶磁环4在下方，铁氧体磁环5在上方。
36.本实施例中，车载高压滤波器还包括底座6，两个磁环竖向排列，纳米晶磁环4安装在底座6的顶部，铁氧体磁环5间隔设置在铁氧体磁环5的上方。胶封体1将位于底座6上方的纳米晶磁环4、铁氧体磁环5和滤波电容板2完全包覆在内部。
37.胶封体1为三层胶体灌注形成，三层胶体依次分为底层硬质胶11、位于中间夹层的
夹层软质胶12和顶层硬质胶13。纳米晶磁环4密封在底层硬质胶11中，铁氧体磁环5纳米晶磁环4密封在夹层软质胶12中。
38.由于铁氧体性能容易受外部应力影响，并且受力易碎，而纳米晶性能不容易受外部应力影响但片层结构如果没有保护容易脱落的特性。为了满足国家规范中的安规和振动要求，会在磁环外部使用绝缘材料保护和增加固定结构。但是增加外部材料保护会导致整体体积的增加，通常是高度和宽度各增加20%。
39.针对纳米晶和铁氧体的特性，本实施例先灌注硬质胶、再使用软质胶进行灌封固化，最后在滤波电容板2上方3mm处再次覆盖硬质胶灌封固化，形成底层硬质胶+夹层软质胶+顶层硬质胶的三明治结构。胶体材料可以选用耐高温、稳定性强、导热性好的环氧材料，比如采用邵氏硬度100ha、导热系数0.6的硬质胶，和邵氏硬度50ha、导热系数0.6的软质胶。
40.这种方式不需要单独给磁环增加保护和固定结构，适用于结构尺寸有限的密闭空间，经过试验验证可以同时满足国家规范中的安规和振动要求。
41.本实施例中，纳米晶磁环4由环形的纳米晶磁片堆叠形成，制作材料选用的是16-20微米厚度的带材。片层结构令性能不易受外部应力影响，并且可以降低加工难度和成本，
42.纳米晶是一种fe
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cu
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nb
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si
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b合金，纳米晶磁环主要优化0.1-20mhz的中低频率，emc性能较强，为同尺寸铁氧体的3-4倍。铁氧体成分为nio
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zno
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fe2o3，铁氧体磁环主要优化10-60mhz的中高频率,emc性能相对较弱。根据纳米晶的特性，本实施例的电容电路中，主要使用中小型电容，只优化中高频段，低频emc主要由纳米晶磁环4优化。
43.本实施例中，母线铜排3向下穿过底座6，母线铜排3的底端开设有底接线柱32，母线铜排3的顶端外露于胶封体1并开设有顶接线柱33。
44.如图4所示，高压电流信号从底接线柱32沿着母线铜排3先通过纳米晶磁环4，再经过连接母线铜排3和滤波电容板2的铜柱31进入滤波电容板2的电路中；一部分无用的噪声信号由y1电容和y2电容传输到滤波电容板2连接的接地铜排21接地引出，一部分耦合的无用噪声信号由x3电容吸收。高压电流信号再通过铁氧体磁环5，部分耦合信号通过铜柱31到滤波电容板2上被x1电容、x2电容吸收。最终高压电流信号完全通过高压滤波器，从连接母线铜排3的顶接线柱33引出。
45.同类产品常采用多个铁氧体磁环，由于铁氧体磁环的emc性能有限，需要针对低中高三个频段分别使用电容优化。由于电容的emc特性是大电容优化低频率，小电容优化高频率，因此大电容数量的增加会导致高压滤波器的体积增大和成本上升。
46.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种车载高压滤波器，包括胶封体和母线铜排，所述胶封体内密封设置有滤波电容板和两个磁环，其特征在于，所述两个磁环环孔相对的间隔设置，所述母线铜排依次穿过所述两个磁环的环孔，所述滤波电容板位于所述两个磁环的径向外围，并与所述母线铜排电性连接；所述两个磁环的排列方向平行于所述滤波电容板的延展平面。2.如权利要求1所述的车载高压滤波器，其特征在于，所述滤波电容板通过铜柱与所述母线铜排导通和固定连接。3.如权利要求2所述的车载高压滤波器，其特征在于，所述两个磁环的其中一个为纳米晶磁环，另一个为铁氧体磁环。4.如权利要求3所述的车载高压滤波器，其特征在于，所述胶封体为三层胶体灌注形成，所述三层胶体依次分为底层硬质胶、位于中间夹层的夹层软质胶和顶层硬质胶。5.如权利要求4所述的车载高压滤波器，其特征在于，所述纳米晶磁环密封在所述底层硬质胶中，所述铁氧体磁环密封在所述夹层软质胶中。6.如权利要求5所述的车载高压滤波器，其特征在于，所述纳米晶磁环由环形的纳米晶磁片堆叠形成。7.如权利要求6所述的车载高压滤波器，其特征在于，所述车载高压滤波器还包括底座；所述两个磁环竖向排列，所述纳米晶磁环安装在所述底座的顶部，所述铁氧体磁环间隔设置在所述铁氧体磁环的上方。8.如权利要求7所述的车载高压滤波器，其特征在于，所述母线铜排固定在所述底座上。9.如权利要求8所述的车载高压滤波器，其特征在于，所述母线铜排向下穿过所述底座，所述母线铜排的底端开设有底接线柱；所述母线铜排的顶端外露于所述胶封体并开设有顶接线柱。10.如权利要求1所述的车载高压滤波器，其特征在于，所述滤波电容板设有接地铜排。

技术总结
本实用新型提出了一种车载高压滤波器，包括胶封体，胶封体内密封设置有滤波电容板和两个磁环，两个磁环环孔相对的间隔设置，母线铜排依次穿过两个磁环的环孔，滤波电容板位于两个磁环的径向外围，并与母线铜排电性连接；两个磁环的排列方向平行于滤波电容板的延展平面。车载高压滤波器采用了纳米晶磁环和铁氧体磁环的双磁环结构，通过纳米晶磁环优化低频率EMC性能，通过铁氧体磁环优化高频率EMC性能，比常规的双铁氧体磁环性能更好；另外胶封体采用了硬胶、软胶、硬胶的三明治胶体结构，不需要单独给磁环增加保护和固定结构，在满足国家规范和振动要求的同时，节约了空间。车载高压滤波器整体结构紧凑、固定强度高且散热性能好。固定强度高且散热性能好。固定强度高且散热性能好。


技术研发人员：韩永杰 刘钧 冯仁伟
受保护的技术使用者：上海威迈斯新能源有限公司
技术研发日：2022.12.05
技术公布日：2023/8/8