CN103312095A - 马达驱动装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种马达驱动装置和车辆。该马达驱动装置包括：马达，该马达包括高速驱动线圈和低速驱动线圈；线圈切换部，该线圈切换部切换所述马达的所述高速驱动线圈和所述低速驱动线圈的连接状态；连接至所述马达的电力转换器；以及至少收纳所述马达、所述线圈切换部和所述电力转换器的单个第一壳体部。

Description

马达驱动装置和车辆

技术领域

本发明涉及一种马达驱动装置和车辆。

背景技术

通常，已知包括具有高速驱动线圈和低速驱动线圈的马达的马达驱动装置。日本专利特开公报No.2010－017055公开了一种马达驱动装置，该马达驱动装置包括：具有高速驱动线圈和低速驱动线圈的马达；切换马达的两个线圈的连接状态的线圈切换部；以及连接至马达的逆变器（电力转换器）。

在上述日本专利特开公报No.2010－017055中公开的包括马达、线圈切换部和电力转换器的传统马达驱动装置中，马达、线圈切换部和电力转换器通常收纳在分开的壳体部中并且分开地放置。

然而，在上述传统的马达驱动装置中，马达、线圈切换部和电力转换器收纳在分开的壳体部中并分开地放置，从而在收纳马达、线圈切换部和电力转换器的各个壳体部之间可能形成死空间。在这种情况下，难以节省空间。

发明内容

为了解决上述问题而提出了本发明，并且本发明的目的是提供一种均能够节省空间的马达驱动装置和车辆。

根据第一方面的马达驱动装置包括：马达，该马达包括高速驱动线圈和低速驱动线圈；线圈切换部，该线圈切换部切换所述马达的所述高速驱动线圈和所述低速驱动线圈的连接状态；连接至所述马达的电力转换器；以及至少收纳所述马达、所述线圈切换部和所述电力转换器的单个第一壳体部。

在根据第一方面的马达驱动装置中，如上所述，所述马达、所述线圈切换部和所述电力转换器被收纳在单个第一壳体部中。因而，与所述马达、所述线圈切换部和所述电力转换器被收纳在分开的壳体部中并分开地放置的情况不同，本发明能够抑制在各个壳体部之间形成死空间。因而，能够节省空间。而且，可以不设置用于收纳所述马达、所述线圈切换部和所述电力转换器的多个壳体部，因此能够减少部件的数量。

根据第二方面的车辆包括车辆主体部以及放置在所述车辆主体部内的马达驱动部，而所述马达驱动部包括：马达，该马达包括高速驱动线圈和低速驱动线圈；线圈切换部，该线圈切换部切换所述马达的所述高速驱动线圈和所述低速驱动线圈的连接状态；连接至所述马达的电力转换器；以及至少收纳所述马达、所述线圈切换部和所述电力转换器的单个第一壳体部。

在根据第二方面的车辆中，如上所述，所述马达驱动部的所述马达、所述线圈切换部和所述电力转换器被收纳在单个第一壳体部中。因而，与所述马达、所述线圈切换部和所述电力转换器被收纳在分开的壳体部中并且分开地放置的情况不同，本发明能够抑制在各个壳体部之间形成死空间。因此，可以提供能够节省用于马达驱动部的空间的车辆。而且，可以不设置用于收纳所述马达、所述线圈切换部和所述电力转换器的多个壳体部，因此能够减少部件的数量。对于其中必须在有限布置空间中布置大量构件的车辆来说，这些效果是特别有利的。

根据上述的马达驱动装置和车辆，能够节省空间。

附图说明

从如下结合附图对本发明的详细描述，本发明的上述的和其他的目的、特征、方面和优点将变得更清楚。

图1是示出了根据第一实施方式的车辆和马达驱动部的示意结构的框图；

图2是示出了根据第一实施方式的马达驱动部的总体结构的立体图；

图3是图2中所示的马达驱动部的分解立体图；

图4是用于图示设置在图2中所示的马达驱动部的壳体部中的冷却管的立体图；

图5是当沿着箭头Y2观察时图2中所示的马达驱动部的图；

图6是图5中所示的马达驱动部的图，其中从马达驱动部去除了第一盖子；

图7是用于图示图2中所示的马达驱动部的马达和逆变器之间的连接关系的局部剖视图；

图8是示出了根据第二实施方式的马达驱动部的总体结构的立体图；

图9是图8中所示的马达驱动部的分解立体图；

图10是当沿着箭头Y2观察时图8中所示的马达驱动部的图；

图11是图10中所示的马达驱动部的图，其中从该马达驱动部去除了第一盖子；

图12是示出了根据第三实施方式的马达驱动部的总体结构的立体图；

图13是图12中所示的马达驱动部的分解立体图；

图14是当沿着箭头Y2观察时图12中所示的马达驱动部的图；

图15是图14中所示的马达驱动部的图，其中从该马达驱动部去除了第一盖子；

图16是示出了根据第四实施方式的马达驱动部的总体结构的立体图；

图17是图16中所示的马达驱动部的分解立体图；

图18是当沿着箭头Y2观察时图16中所示的马达驱动部的图；以及

图19是图18中所示的马达驱动部的图，其中从该马达驱动部去除了第一盖子。

具体实施方式

现在参照附图描述实施方式。

（第一实施方式）

首先，参照图1描述根据第一实施方式的车辆100和马达驱动部10的示意结构。

如图1所示，车辆100包括：车辆主体部101；设置在车辆主体部101内的马达驱动部10；和连接至马达驱动部10的电池部20。马达驱动部10是“马达驱动装置”的示例。

马达驱动部10包括逆变器1、平滑电容器2、马达3、线圈切换部4和控制器5。逆变器1是“电力转换器”的示例。

逆变器1被构造成将从电池部20输入的直流电力转换成三相（U相、V相和W相）交流电力以将交流电力输出到马达3。逆变器1具有连接至电池部20的直流输入端子TP1和TN1以及连接至马达3的交流输出端子TU1、TV1和TW1。逆变器1的直流输入端子TP1和TN1分别与平滑电容器2的端子TP2和TN2连接。设置该平滑电容器2是为了使从电池部20输入到逆变器1的直流电力平滑。换言之，平滑电容器2被构造成用于减少由于从电池部20输出的电压的负荷而引起的脉动。

而且，逆变器1包括六个用于电力转换的切换元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6。切换元件Q1和Q2被构造成用于执行U相电力转换。切换元件Q3和Q4被构造成用于执行V相电力转换。切换元件Q5和Q6被构造成用于执行W相电力转换。切换元件Q1至Q6均由SiC（碳化硅）半导体制成。

马达3被构造成根据从逆变器1供应的三相交流电力来驱动。马达3包括用于高速驱动的三相线圈3a和用于低速驱动的三相线圈3b。线圈3a和3b分别是“高速驱动线圈”和“低速驱动线圈”的示例。

线圈3a和3b以串联的方式电连接。线圈3a的第一侧的三相（U相、V相和W相）的端子TU2、TV2和TW2连接至逆变器1。线圈3a的第二侧以及线圈3b的第一侧的三相的端子TU3、TV3和TW3连接至线圈切换部4的稍后描述的二极管桥DB1。线圈3b的第二侧的端子TU4、TV4和TW4连接至线圈切换部4的稍后描述的二极管桥DB2。

线圈切换部4具有切换马达3的线圈3a和3b的连接状态的功能。具体地说，线圈切换部4包括高速线圈切换部4a和低速线圈切换部4b，所述高速线圈切换部4a具有用于使马达3的端子TU3、TV3和TW3短路的高速线圈开关SW1，所述低速线圈切换部4b具有用于使马达3的端子TU4、TV4和TW4短路的低速线圈开关SW2。高速线圈开关SW1和低速线圈开关SW2是“切换元件”的示例。高速线圈开关SW1和低速线圈开关SW2均由SiC半导体制成。

高速线圈切换部4a包括二极管桥DB1，该二极管桥DB1具有分别连接至马达3的端子TU3、TV3和TW3和端子TU5、TV5和TW5。低速线圈切换部4b包括二极管桥DB2，该二极管桥DB2包括分别连接至马达3的端子TU4、TV4和TW4的端子TU6、TV6和TW6。

二极管桥DB1由六个二极管D11、D12、D13、D14、D15和D16构成以对从马达3的端子TU3、TV3和TW3输出的三相（U相、V相和W相）交流电流进行整流。二极管D11和D12被构造成对U相交流电流进行整流。二极管D13和D14被构造成对V相交流电流进行整流。二极管D15和D16被构造成对W相交流电流进行整流。

二极管桥DB2由六个二极管D21、D22、D23、D24、D25和D26构成以对从马达3的端子TU4、TV4和TW4输出的三相（U相、V相和W相）交流电流进行整流。二极管D21和D22被构造成对U相交流电流进行整流。二极管D23和D24被构造成对V相交流电流进行整流。二极管D25和D26被构造成对W相交流电流进行整流。

控制器5连接至整个车辆100的设置在马达驱动部10外部的控制器（未示出）。控制器5被构造成向逆变器1和线圈切换部4输出控制信号（逆变器控制信号、高速线圈切换控制信号和低速线圈切换控制信号）。因而，控制器5控制逆变器1的切换元件Q1至Q6的切换，并且控制线圈切换部4的高速线圈开关SW1和低速线圈开关SW2的切换。尽管未在图1中示出，但逆变器1、线圈切换部4和控制器5均包括电源回路。

接下来，参照图2至图7描述根据第一实施方式的马达驱动部10的具体结构。在该第一实施方式中，线圈切换部4由单个模块构成，在该单个模块中集成有高速线圈切换部4a和低速线圈切换部4b（参见图1）。

如图2至图7所示，马达驱动部10的逆变器1、平滑电容器2、马达3和线圈切换部4被收纳在由诸如铝之类的金属（铸造金属）制成的单个壳体部11中。该壳体部11还收纳连接端子部61、62、63、64、65和66（稍后详细描述），这些连接端子部61、62、63、64、65和66以将马达3与逆变器1和线圈切换部4电连接。壳体部11是“第一壳体部”的示例。

如图3所示，壳体部11包括沿着马达3的旋转轴31（参见图3）的延伸方向（轴向方向：方向Y）延伸的呈圆筒形式的部分11a。呈圆筒形式的部分11a是“桶状部”的示例。在第一实施方式中，马达3布置在呈圆筒形式的部分11a的内表面侧的第一区域R1（由呈圆筒形式的部分11a的内表面包围的空间）中，如图3和5所示。

此外，线圈切换部4和逆变器1分别布置在呈圆筒形式的部分11a的外表面侧的第二区域R2和第三区域R3中，如图3和5所示。第二区域R2是由形成为从呈圆筒形式的部分11a的外表面侧向（沿着箭头X1）突出的矩形壁部11b包围的凹入空间。第三区域R3是由形成为从呈圆筒形式的部分11a的外表面向上（沿着箭头Z1）突出的矩形壁部11c包围的凹入空间。

平滑电容器2在布置有逆变器1的第三区域R3中与逆变器1相邻地布置，如图3和5所示。如图3所示，在包围第三区域R3的壁部11c的沿着箭头X1的部分中设置有两个通孔11d，以允许两个连接配线71（参见突2）穿过所述壁部11c，所述两个连接配线用于将平滑电容器2的连接端子部67（与图1中所示的上述端子TP2和TN2对应的连接端子部）与设置在马达驱动部10外部的电池部20（参见图1）彼此电连接。

如图3和5所示，第一区域R1布置在壳体部11的中央部分中。第二区域R2和第三区域R3分别布置在相对于第一区域R1与马达3的旋转轴31正交的第一方向上（沿着箭头X1）和第二方向上（沿着箭头Z1）。因而，布置在第二区域R2中的线圈切换部4和布置在第三区域R3中的逆变器1相对于布置在第一区域R1中的马达3布置在与旋转轴31正交的方向上。在第一实施方式中，布置在第二区域R2中的线圈切换部4和布置在第三区域R3中的逆变器1沿着马达3的旋转方向以90度的间隔布置。具体地说，如图5所示，线圈切换部4布置在从逆变器1的布置位置逆时针旋转90度的位置。

在第一实施方式中，在壳体部11的呈圆筒形式的部分11a内设置有用于冷却逆变器1、马达3和线圈切换部4的单个冷却管12，如图4和图5所示。如图5中所示，冷却管12布置成被保持在马达3和逆变器1并且保持在马达3和线圈切换部4之间。因而，逆变器1、马达3和线圈切换部4由同一个冷却通道（由单个冷却管12构成的冷却通道）冷却。壳体部11和该壳体部11中的冷却管12例如通过砂型铸造而形成。冷却管12是“冷却部”的示例。

如图4和5所示，冷却管12被设置成周向地包围布置在位于呈圆筒形式的部分11a的内表面侧的第一区域R1中的马达3。具体地说，冷却管12被构造成这样，即：使得沿着方向Y延伸的多个线性部12a（参见图4）沿着位于呈圆筒形式的部分11a内的马达3的旋转方向以基本上相等的间隔布置，如图5所示。

如图4所示，冷却管12的沿着方向Y延伸的多个线性部12a以U形的形式弯曲以在方向Y上在其两个端部处彼此相连。因而，冷却管12构成了从呈圆筒形式的部分11a的与第二区域R2相反（沿着箭头X2）的外表面突出的第一端部12b到从呈圆筒形式的部分11a的与第二区域R2相反（沿着箭头X2）的外表面突出的第二端部12c的一排冷却通道，冷却水在该冷却通道中流动。在第一实施方式中，逆变器1布置在冷却管12的第一端部12b的一侧（冷却通道的入口），而线圈切换部4布置在冷却管的第二端部12c的一侧（冷却通道的出口），如图5所示。

如图3和图6所示，具有圆形形状的第一开口11e设置在壳体部11的与第一区域R1对应的部分中。该第一开口11e用板状的第一盖子13覆盖。第一盖子13利用未示出的螺钉构件等以可打开/关闭的方式附装至壳体部11的与第一区域R1对应的部分。第一盖子13被构造成不仅覆盖壳体部11的第一开口11e，而且覆盖壳体部11的稍后描述的第二开口11f的沿着箭头Y1的部分。换言之，第一盖子13一体地设置有覆盖壳体部11的第一开口11e的圆形部13a和覆盖壳体部11的稍后描述的第二开口11f的沿着箭头Y1的部分的矩形部13b。第一盖子13和壳体部11之间的部分利用具有防水功能的未示出的密封构件密封。

如图3所示，在第一盖子13和收纳在壳体部11的第一区域R1中的马达3之间布置有基本上为盘状的分隔壁16，该分隔壁16在与马达3的旋转轴31正交的方向（方向X和方向Z）上延伸。连接至旋转轴31的轴承16a安装在该分隔壁16的中央部上。如图3、图6和图7所示，在分隔壁16的沿方向X的中央部附近且在该分隔壁16的沿着箭头Z1的部分中设置单个孔16b，以允许马达3的三个连接端子部61（与图1中所示的上述端子TU2、TV2和TW2对应的连接端子部）穿过分隔壁16。如图6和图7所示，马达3的穿过分隔壁16的孔16b的三个连接端子部61旋拧在稍后描述的L形的三个连接端子部65上，所述连接端子部65安装在分隔壁16的与马达3相反（沿着箭头Y1）的表面上。

此外，在分隔壁16的沿方向Z的中央部附近且在该分隔壁16的沿着箭头X1的端部中设置单个凹口16c，以允许马达3的六个连接端子部62（与图1中所示的上述端子TU3、TV3、TW3、TU4、TV4和TW4对应的连接端子部）穿过分隔壁16，如图3、图6和图7所示。如图6所示，马达3的穿过分隔壁16的凹口16c的六个连接端子部62旋拧在相对于马达3布置在沿着箭头X1的一侧的线圈切换部4的六个连接端子部63（与图1中所示的上述端子TU5、TV5、TW5、TU6、TV6和TW6对应的连接端子部）上。

如图3、图6和图7所示，L形的三个连接端子部65安装在分隔壁16的与马达3相反（沿着箭头Y1）的表面的位于上述孔16附近的部分上。尽管在图3、图6和图7中没有示出，所述三个连接端子部65均借助由树脂等制成的绝缘构件安装在分隔壁16的沿着箭头Y1的表面上。如图6和图7所示，三个连接端子部65旋拧在马达3的三个连接端子部61以及旋拧在逆变器1的三个连接端子部64（与图1中所示的上述端子TU1、TV1和TW1对应的连接端子部）上的L形的三个连接端子部66上。

如图3和图5所示，均具有矩形形状的第二开口11f和第三开口11g设置在壳体部11的分别与第二区域R2和第三区域R3对应的部分中。第二开口11f和第三开口11g分别覆盖有具有与第二开口11f和第三开口11g对应的形状（矩形形状）的板状的第二盖子14和第三盖子15。第二盖子14和第三盖子15利用未示出的螺钉构件等以可打开/可关闭的方式分别附装至壳体部11的与第二区域R2和第三区域R3对应的部分。第二盖子14和壳体部11之间的部分以及第三盖子15和壳体部11之间的部分均利用具有防水功能的未示出的密封构件密封。

如图3和图7所示，在壳体部11的与第三区域R3对应的部分的底表面部11h的沿着箭头Y1的端部中设置单个孔11i，以允许L形的三个连接端子部66穿过该底表面部11h。如图7所示，穿过壳体部11的孔11i的三个连接端子部66旋拧在安装于分隔壁16上的三个连接端子部65以及逆变器1的三个连接端子部64上。因而，马达3的连接端子部61和逆变器1的连接端子部64借助连接端子部65和66彼此电连接。

如图3和5所示，在第三盖子15的与壳体部11相反（沿着箭头Z1）的一侧设置布置有控制器5的第四区域R4。第四区域R4是由一体地形成在第三盖子15上的壁部15a包围的凹入空间。因而，第三盖子15用作收纳控制器5的壳体部。第三盖子15是“第二壳体部”的示例。

如图3和图5所示，在第三盖子15的与第四区域R4对应的部分中设置第四开口15b，该第四开口15b具有比壳体部11的第三开口11g小的矩形形状。该第四开口15b用具有与该第四开口15对应的形状（矩形形状）的盘状的第四盖子17覆盖。第四盖子17利用未示出的螺钉构件等以可打开/可关闭的方式附装至第三盖子15的与第四区域R4对应的部分。第四盖子17与第三盖子15的与第四区域R4对应的部分之间利用具有防水功能的未示出的密封构件密封。

如图3所示，在第三盖子15的包围第四区域R4的壁部15a的沿着箭头X1的部分中设置单个通孔15c，以允许单个连接配线72（参见图2）穿过壁部15a，所述单个连接配线72用于将布置在第四区域R4中的控制器5和设置在马达驱动部10外部的未示出的控制器彼此连接。如图3和图7所示，在第三盖子15的与第四区域R4对应的部分的底表面部15d的沿着箭头Y1的端部中设置孔15e，以允许连接至控制器5的未示出的连接配线、连接端子部等穿过该底表面部15d。

根据第一实施方式，如上所述，马达3、线圈切换部4和逆变器1收纳在单个壳体部11中。因此，与马达3、线圈切换部4和逆变器1收纳在分别的壳体部并分别地放置的情况不同，本发明能够抑制在每个壳体部之间形成死空间。因此，能够节省用于马达驱动部10的空间。而且，可以不设置用于收纳马达3、线圈切换部4和逆变器1的分别的壳体部，因而能够减少部件数量。对于必须在有限布置空间中布置大量构件的车辆100来说，这些效果是特别有利的。

根据第一实施方式，将马达3、线圈切换部4和逆变器1电连接的连接配线也能够收纳在单个壳体部11中。因此，可以不在壳体部11外部分别设置用于放置将马达3、线圈切换部4和逆变器1电连接的连接配线的空间。因而，能够进一步节省用于马达驱动部10的空间。

根据第一实施方式，用于将马达3、线圈开关部4和逆变器1电连接的连接配线收纳在单个壳体部11中。因此，能够借助壳体部11屏蔽由于线圈切换部4和逆变器1的切换操作（高速线圈开关SW1、低速线圈开关SW2和切换元件Q1至Q6的切换操作）而从连接配线产生的噪音。因而，能够抑制由于线圈切换部4和逆变器1的切换操作产生的噪音对放置在车辆100内的马达驱动部10的周边的装置施加不利影响。

根据第一实施方式，如上所述，线圈切换部4和逆变器1相对于马达3布置在与旋转轴31正交的方向（沿着箭头X1和箭头Z1）上。因而，与其中线圈切换部4、逆变器1和马达3在沿着旋转轴31的方向（轴向方向：方向Y）上排列的情况相比，能够进一步减小马达驱动部10的尺寸（在轴向方向上的长度）。因而，能够节省用于马达驱动部10的轴向方向上的空间。

根据第一实施方式，如上所述，单个冷却管12被放置成保持在马达3和线圈切换部4之间以及保持在马达3和逆变器1之间。因而，马达3、线圈切换部4和逆变器1（三个发热元件）能够借助单个冷却管12有效地冷却。

根据第一实施方式，如上所述，逆变器1布置在冷却管12的第一端部12b（冷却通道的入口）的一侧，而线圈切换部4布置在冷却管12的第二端部12c（冷却通道的出口）的一侧。因而，相比于线圈切换部4更频繁地执行切换从而温度倾向于升高的逆变器1能够布置在与冷却通道的出口侧相比流动有更冷的冷却水的冷却通道的入口侧。因此，能够有效地冷却逆变器1和线圈切换部4。

根据第一实施方式，如上所述，布置有马达3的第一区域R1设置在壳体部11的中央部中，布置有线圈切换部4的第二区域R2设置在相对于第一区域R1与旋转轴31正交的沿着箭头X1的一侧，并且布置有逆变器1的第三区域R3设置在相对于第一区域R1与旋转轴31正交的沿着箭头Z1的一侧。即，马达3、线圈切换部4和逆变器1分别布置在第一区域R1、第二区域R2和第三区域R3中。因而，线圈切换部4和逆变器1能够容易地布置在相对于马达3与旋转轴31正交的方向上（沿着箭头X1和箭头Z1）。

根据第一实施方式，如上所述，壳体部11包括沿着马达3的旋转轴31延伸的呈圆筒形式的部分11a。此外，第一区域R1布置在呈圆筒形式的部分11a的内表面侧，第二区域R2和第三区域R3布置在呈圆筒形式的部分11a的外表面侧。因而，通过利用位于呈圆筒形式的部分11a的内表面侧的区域能够容易地将第一区域R1设置在壳体部11的中央部中。可以通过利用位于呈圆筒形式的部分11a的外表面侧的区域能够容易地将第二区域R2和第三区域R3设置在相对于壳体部11的第一区域R1与旋转轴31正交的方向上（沿着箭头X1和箭头Z1）。

根据第一实施方式，如上所述，第一开口11e、第二开口11f和第三开口11g设置在壳体部11的与第一区域R1、第二区域R2和第三区域R3分别对应的部分中。因而，在组装时或维护期间，能够借助第一开口11e、第二开口11f和第三开口11g容易方便地接近（操作）布置在第一区域R1中的马达3、布置在第二区域R2中的线圈切换部4和布置在第三区域R3中的逆变器1。

根据第一实施方式，如上所述，第一盖子13、第二盖子14和第三盖子15以可打开/可关闭的方式设置，以分别覆盖第一开口11e、第二开口11f和第三开口11g。因而，分别覆盖第一开口11e、第二开口11f和第三开口11g的第一盖子13、第二盖子14和第三盖子15能够抑制外来物质通过第一开口11e、第二开口11f和第三开口11g进入。

根据第一实施方式，如上所述，在布置有逆变器1的第三区域R3中布置使输入到逆变器1的电力平滑的平滑电容器2。因而，平滑滤波器2和逆变器1能够彼此相邻地布置，因而平滑电容器2和逆变器1能够容易地彼此电连接。

根据第一实施方式，如上所述，控制线圈切换部4和逆变器1的控制器5布置在用于覆盖壳体部11的第三开口11g的第三盖子15的第四区域R4中。因此，和与第三盖子15分开地设置用于收纳控制器5的专用壳体部的情况相比，能够减少部件的数量。

根据第一实施方式，如上所述，第四开口15b设置在第三盖子15的与布置有控制器5的第四区域R4对应的部分中，并且第四盖子17以可打开/可关闭的方式设置以覆盖第四开口15b。因而，在组装时或维修期间，借助第四开口15b能够容易方便地接近（操作）布置在第三盖子15的第四区域R4中的控制器5。而且，覆盖第四开口15b的第四盖子17能够抑制外来物质通过第四开口15b进入。

根据第一实施方式，如上所述，线圈切换部4和逆变器1沿着马达3的旋转方向以90度间隔布置。因而，与线圈切换部4、马达3和逆变器1沿着与旋转轴31相交的方向（例如方向X或方向Z）排列的情况相比，能够进一步减小马达驱动部10在方向X（横向方向）或方向Z（竖直方向）上的长度。因此，能够有效地节省用于马达驱动部10的空间。

根据第一实施方式，如上所述，线圈切换部4的高速线圈开关SW1和低速线圈开关SW2以及逆变器1的切换元件Q1至Q6均由SiC半导体制成。因而，切换元件Q1至Q6、高速线圈开关SW1和低速线圈开关SW2均由具有优良热阻的SiC半导体制成，因此即使逆变器1和线圈切换部4布置在发热元件（例如马达3）附近，切换元件Q1至Q6、高速线圈开关SW1和低速线圈开关SW2也能够令人满意地操作。

（第二实施方式）

接下来，参照图8至图11描述根据第二实施方式的马达驱动部110的结构。与构成线圈切换部4的高速线圈切换部4a和低速线圈切换部4b集成为单个模块的上述第一实施方式不同，在该第二实施方式中，高速线圈切换部4a和低速线圈切换部4b被构造成分开的模块。马达驱动部110是“马达驱动装置”的示例。高速线圈切换部4a和低速线圈切换部4b分别是“第一线圈切换部”和“第二线圈切换部”的示例。

如图8至11中所示，根据第二实施方式的马达驱动部110的逆变器1、平滑电容器2、马达3、高速线圈切换部4a和低速线圈切换部4b被收纳在由诸如铝之类的金属（铸造金属）制成的单个壳体部111中。与上述第一实施方式类似，该壳体部11包括沿着马达3的轴向（方向Y）延伸的呈圆筒形式的部分11a。壳体部11是“第一壳体部”的示例。

如图9和10中所示，与上述第一实施方式类似，马达3布置在由呈圆筒形式的部分11a的内表面包围的第一区域R1中。逆变器1布置在由形成为从呈圆筒形式的部分11a的外表面沿着箭头Z1突出的矩形壁部11c包围的第三区域R3中。

在第二实施方式中，高速线圈切换部4a和低速线圈切换部4b作为分开的模块彼此分开地布置在壳体部11的呈圆筒形式的部分11a的外表面侧，如图9至11所示。具体地说，高速线圈切换部4a（低速线圈切换部4b）布置在由形成为从呈圆筒形式的部分11a的外表面沿着箭头X2（箭头X1）突出的矩形壁部111b包围的第二区域R2a（R2b）中。

如图10所示，布置在第二区域R2a（R2b）中的高速线圈切换部4a（低速线圈切换部4b）和布置在第三区域R3中的逆变器1沿着马达3的旋转方向以90度的间隔布置。具体地说，高速线圈切换部4a（低速线圈切换部4b）布置在从逆变器1的布置位置顺时针（逆时针）旋转90度的位置。因而，高速线圈切换部4a和低速线圈切换部4b沿着马达3的旋转方向以180度的间隔布置。换言之，高速线圈切换部4a和低速线圈切换部4b在方向X（水平方向）上线性地布置在关于马达3对称的位置。

如图9所示，在壳体部111与第一区域R1对应的部分中设置与根据上述第一实施方式的第一开口11e类似的第一开口11e。该第一开口11e由板状的第一盖子113覆盖。在第二实施方式中，第一盖子113被构造成不仅覆盖壳体部111的第一开口11e，还覆盖稍后描述的在方向X上设置在壳体部111的两侧的一对第二开口111f的沿着箭头Y的部分。换言之，第一盖子113一体地设置有覆盖壳体部111的第一开口11e的圆形部113a以及覆盖壳体部111的稍后描述的一对开口111f的沿着箭头Y1的部分的一对矩形部113b，如图9和图10所示。

在第二实施方式中，在收纳于壳体部111的第一区域R1中的马达3与第一盖子113之间布置基本上为盘状的分隔壁116，如图9中所示。该分隔壁116具有与根据上述第一实施方式的轴承16a和孔16b类似的轴承16a和孔16b。如图9和图11中所示，在分隔壁116的沿方向Z的中央部附近且在分隔壁116的沿方向X的两个端部中设置有一对凹口116c，以允许马达3的六个连接端子部62（与图1中所示的上述端子TU3、TV3、TW3、TU4、TV4和TW4对应的连接端子部）穿过分隔壁116。如图11所示，马达3的穿过分隔壁116的一对凹口116c的六个连接端子部62旋拧在布置于壳体部111的第二区域R2a中的高速线圈切换部4a的三个连接端子部63（与图1中所示的上述端子TU5、TV5和TW5对应的连接端子部）以及布置在第二区域R2b中的低速线圈切换部4b的三个连接端子部63（与图1中所示的上述端子TU6、TV6和TW6对应的连接端子部）上。

在第二实施方式中，一对矩形的第二开口111f设置在与一对第二区域R2a和R2b（它们设置在壳体部111的在方向X上的两侧）对应的部分中，如图9和10所示。该对第二开口111f用具有与该第二开口111f对应的形状（矩形形状）的一对板状第二盖子114覆盖。该对第二盖子114利用未示出的螺钉构件等以可打开/可关闭的方式附装至壳体部111的与一对第二区域R2a和R2b对应的部分。

第二实施方式的其余结构与上述第一实施方式类似。

根据第二实施方式，如上所述，线圈切换部4被分成高速线圈切换部4a和低速线圈切换部4b。因而，连接线圈切换部4和马达3的操作能够分成连接高速线圈切换部4a和马达3的操作以及连接低速线圈切换部4b和马达3的操作。因而能够提高可操作性。

根据第二实施方式，如上所述，高速线圈切换部4a和低速线圈切换部4b在方向X（水平方向）上布置在关于马达3对称的位置。因而，能够在方向X上彼此分开的位置执行连接高速线圈切换部4a和马达3的用于高速驱动的线圈3a的操作和连接低速线圈切换部4b和马达3的用于低速驱动的线圈3b的操作。因而，能够进一步提高可操作性。

第二实施方式的其余效果与上述第一实施方式的类似。

（第三实施方式）

接下来，参照图12至图15描述根据第三实施方式的马达驱动部210的结构。与其中逆变器1和线圈切换部4沿着马达3的旋转方向以90度间隔布置的上述第一实施方式不同，在该第三实施方式中，线圈切换部4相对于马达3布置在逆变器1的相反侧。马达驱动部210是“马达驱动装置”的示例。

如图12至图15所示，根据第三实施方式的马达驱动部210的的逆变器1、平滑电容器2、马达3和线圈切换部4收纳在由诸如铝之类的金属（铸造金属）制成的单个壳体部211中。与上述第一实施方式类似，该壳体部211包括沿着马达3的轴向（方向Y）延伸的呈圆筒形式的部分11a。壳体部211是“第一壳体部”的示例。

如图13和图14所示，与上述第一实施方式类似，马达3布置在由呈圆筒形式的部分11a的内表面包围的第一区域R1中。逆变器1布置在由形成为从呈圆筒形式的部分11a的外表面沿着箭头Z1突出的矩形壁部11c包围的第三区域R3中。

在第三实施方式中，线圈切换部4布置在由形成为从呈圆筒形式的部分11a的外表面向与第三区域R3相反的一侧（沿着箭头Z2）突出的矩形壁部211b包围的第二区域R2c中。因而，线圈切换部4和逆变器1沿着马达3的旋转方向以180度的间隔布置。换言之，线圈切换部4和逆变器1在方向Z（竖直方向）上线性地布置在关于马达3对称的位置。

如图14所示，在壳体部111的与第二区域R2c对应的沿着箭头Z2的部分中设置第二开口211f。该第二开口211f由具有矩形形状的板状第二盖子214（参见图13）覆盖。第二盖子214利用未示出的螺钉构件等以可打开/可关闭的方式附装至壳体部211的与第二区域R2c对应的部分。

如图13所示，与根据上述第一实施方式的第一开口11e类似的第一开口11e设置在壳体部211的与第一区域R1对应的部分中。该第一开口11e由板状的第一盖子213覆盖。第一盖子213被构造成不仅覆盖壳体部211的第一开口11e，而且还覆盖壳体部211的上述第二开口211f的沿着箭头Y1的部分。换言之，第一盖子213一体地设置有覆盖壳体部211的第一开口11e的圆形部213和覆盖壳体部211的第二开口211f的沿着箭头Y1的部分的矩形部213b，如图13和14所示。

在第三实施方式中，在收纳在壳体部211的第一区域R1中的马达3与第一盖子213之间布置基板上为盘状的分隔壁216，如图13所示。该分隔壁216具有与根据上述第一实施方式的轴承16a和孔16b类似的轴承16a和孔16b。在分隔壁216的沿着方向X的中央部附近且在分隔壁216的沿着箭头Z的端部中设置凹口216c，以允许马达3的六个连接端子部62（与图1中所示的上述端子TU3、TV3、TW3、TU4、TV4和TW4对应的连接端子部）穿过分隔壁216。如图15所示，马达3的穿过分隔壁216的凹口216c的六个连接端子部62旋拧在布置于壳体部211的第二区域R2c中的线圈切换部4的六个连接端子部63（与图1中所示的上述端子TU5、TV5、TW5、TU6、TV6和TW6对应的连接端子部）上。

第三实施方式的其余结构与上述第一实施方式的类似。

根据第三实施方式，如上所述，线圈切换部4和逆变器1在方向Z上布置在关于马达3对称的位置。因而，能够在沿方向Z彼此分开的位置执行连接线圈切换部4和马达3的操作以及连接逆变器1和马达3的操作，因而能够提高可操作性。

第三实施方式的其余效果与上述第一实施方式的类似。

（第四实施方式）

接下来，参照图16至图19描述根据第四实施方式的马达驱动部310的结构。在该第四实施方式中，与上述第三实施方式类似，线圈切换部4布置在相对于马达3与逆变器1相对的一侧，并且马达3和线圈切换部4借助布置在壳体部311中的一对接线盒81彼此相连接。马达驱动部310是“马达驱动装置”的示例。壳体部311是“第一壳体部”的示例。

如图16至图19所示，根据第四实施方式的马达驱动部310的逆变器1、平滑电容器2、马达3和线圈切换部4收纳在由诸如铝之类的金属（铸造金属）制成的单个壳体部311中。与上述第三实施方式类似，该壳体部311包括沿着马达3的轴向（方向Y）延伸的呈圆筒形式的部分11a。

如图17和18所示，与上述第三实施方式类似，马达3布置在由呈圆筒形式的部分11a的内表面包围的第一区域R1中。逆变器1布置在由形成为从呈圆筒形式的部分11a的外表面沿着箭头Z1突出的矩形壁部11c包围的第三区域R3中。在第四实施方式中，线圈切换部4布置在由形成为从呈圆筒形式的部分11a的外表面沿着箭头Z2突出的矩形壁部311b包围的第二区域R2d中。

如图17所示，与根据上述第三实施方式的第一开口11e类似的第一开口11e设置在壳体部311的与第一区域R1对应的部分中。该第一开口11e由具有与第一开口11e对应的形状（圆形形状）的板状第一盖子313覆盖。如图18所示，在壳体部311的与第二区域R2d对应的沿着箭头Z2的部分中设置矩形的第二开口311f。该第二开口311f由具有与第二开口311f对应的形状（矩形形状）的板状第二盖子314覆盖。

如图17所示，在第一盖子313和收纳于壳体部311的第一区域R1中的马达3之间布置基本上为盘状的分隔壁316。该分隔壁316具有与根据上述第三实施方式的轴承16a和孔16b类似的轴承16a和孔16b。在分隔壁316的沿着方向Z的中央部附近且在分隔壁316在方向X（水平方向）上的两个端部中设置一对凹口316c，以允许马达3的六个连接端子部62（与图1中所示的上述端子TU3、TV3、TW3、TU4、TV4和TW4对应的连接端子部）穿过分隔壁316。如图19所示，马达3的穿过分隔壁316的一对凹口316c的六个连接端子部62旋拧在稍后描述的布置于壳体部311的呈圆筒形式的部分11a的内表面上的一对接线盒81上。

在第四实施方式中，如图17和19所示，一对接线盒81布置在呈圆筒形式的部分11a的内表面的沿着箭头Y1的部分中且位于方向X上的两侧，以将马达3和线圈切换部4彼此电连接。该对接线盒81被布置成在与马达3的旋转轴31正交并与其中线圈切换部4和逆变器1相对于马达3布置的方向正交的方向（即方向X）上彼此相对。

如图19所示，马达3的与端子TU3、TV3和TW3（TU4、TV4和TW4）对应的三个连接端子部62以该顺序沿着箭头Z2布置于在方向X上彼此相对的一对接线盒81中的每个上。在该对接线盒81的沿着箭头Z1的端部（其中布置有与马达3的端子TU3和TU4对应的连接端子部62的部分）附近，设置在沿着方向Z延伸的连接配线91的末端上的连接端子部91a旋拧穿过沿着方向X延伸的柱状连接端子部82。类似地，还在一对接线盒81在方向Z上的中间部分（其中布置有与马达3的端子TV3和TV4对应的连接端子部62的部分）中，设置在沿着方向Z延伸的连接配线91的末端上的连接端子部91a旋拧穿过沿着方向X（水平方向）延伸的柱状连接端子部83。

如图19所示，每个连接端子部82在方向X上的长度都大于每个连接端子部83在方向X上的长度。具体地说，连接端子部82的供旋拧连接端子部91a的部分向内（在旋转轴31的一侧）布置成超过连接端子部83的供旋拧连接端子部91a的部分。因而，连接端子部91a旋拧在连接端子部82上的连接配线91布置在相对于连接端子部91a旋拧在连接端子部83上的连接配线91在方向X上偏移的位置。因此，能够阻止连接端子部91a旋拧在连接端子部82上的连接配线91与连接端子部91a旋拧在连接端子部83上的连接配线91彼此发生干涉。

而且，如图19所示，在一对接线盒81的沿着箭头Z2的端部（其中布置有与马达3的端子TW3和TW4对应的连接端子部62的部分）附近，设置在沿着方向Z延伸的连接配线91的末端上的连接端子部91a被直接地旋拧。因而，连接端子部91a旋拧在接线盒81的沿着箭头Z2的端部附近的连接配线91布置在相对于连接端子部91a穿过在方向X上上述长度彼此不同的连接端子部82和83旋拧在接线盒81上的连接配线91在方向X上偏移的位置。因而，能够防止连接端子部91a旋拧在接线盒81的沿着箭头Z2的端部附近的连接配线91与连接端子部91a穿过连接端子部81和83旋拧在接线盒81上的连接配线91彼此发生干涉。

尽管在图19中未示出，旋拧在一对接线盒81上的上述六个连接配线91还具有位于与连接端子部91a相反的端部上的、类似于连接端子部91a的连接端子部。设置在与这六个连接配线91的连接端子部91a相反的端部上的连接端子部通过设置在呈圆筒形式的部分11a的内表面的沿着箭头Y1和箭头Z2的端部附近的孔311j（参见图17）电连接至布置在壳体部311的第二区域R2d中的线圈切换部4的未示出的六个连接端子部（与图1中所示的上述端子TU5、TV5、TW5、TU6、TV6和TW6对应的连接端子）。

第四实施方式的其余结构与上述第三实施方式的结构相同。

根据第四实施方式，如上所述，接线盒81设置在壳体部311中，以将马达3和线圈切换部4彼此电连接。因而，马达3和线圈切换部4能够通过接线盒81容易地彼此连接。

第四实施方式的其余效果与上述第三实施方式的类似。

本领域技术人员应该理解，在所附权利要求或其等同物的范围内的情况下，根据设计要求和其他因素可以发生各种修改、组合、子组合和变化。

例如，在上述第一至第四实施方式的每个实施方式中，马达驱动部（马达驱动装置）都装载在车辆内。然而，马达驱动部（马达驱动装置）可以另选地装载在除了车辆之外的轮船等上。

在上述第一至第四实施方式的每个实施方式中，线圈切换部和逆变器布置在相对于马达与马达的旋转轴正交的方向上。然而，线圈切换部、逆变器和马达可以另选地在沿着马达的旋转轴的方向上顺序地布置在沿着马达的旋转轴延伸的单个壳体部中。

在上述第一至第四实施方式的每个实施方式中，对马达、线圈切换部和逆变器进行水冷却。然而，马达、线圈切换部和逆变器可以另选地利用除水冷之外的冷却手段（例如空气冷却、冷却元件等）来冷却。

在上述第一至第四实施方式的每个实施方式中，冷却管布置成被保持在马达和线圈切换部之间以及马达和逆变器之间。然而，冷却管可以另选地仅布置在马达和线圈切换部之间或马达和逆变器之间。

在上述第一至第四实施方式的每个实施方式中，马达、线圈切换部和逆变器由同一个冷却通道（单个冷却管）冷却。然而，马达、线圈切换部和逆变器可以另选地由分开的冷却管来冷却。

在上述第一至第四实施方式的每个实施方式中，马达、线圈切换部和逆变器布置在分开地设置在呈圆筒形式的部分的内表面侧和外表面侧的三个区域（所述第一区域、第二区域和第三区域）中。然而，马达、线圈切换部和逆变器可以另选地布置在形成于单个壳体部内的单个区域中。

在上述第一至第四实施方式的每个实施方式中，收纳马达、线圈切换部和逆变器的壳体部包括呈圆筒形式的部分，并且马达布置在呈圆筒形式的部分的内表面侧，而线圈切换部和逆变器布置在呈圆筒形式的部分的外表面侧。然而，第一壳体部可以另选地包括呈矩形筒形式的部分，并且马达可以另选地布置在呈矩形筒形式的部分的内表面侧，而线圈切换部和逆变器可以另选地布置在呈矩形筒形式的部分的外表面侧。

在上述第一至第四实施方式的每个实施方式中，平滑电容器布置在布置有逆变器的第二区域中。然而，逆变器和平滑电容器可以另选地布置在分开的区域中。

在上述第一至第四实施方式的每个实施方式中，在第三盖子上一体地设置了收纳控制器的壳体部（第二壳体部）。然而，除了第三盖子之外，用于收纳控制器的壳体部（第二壳体部）可以另选地一体设置在第一盖子或第二盖子上。而且，另选地，可以与第一盖子、第二盖子和第三盖子分开地设置用于收纳控制器的专用壳体部。

在上述第一实施方式（第二实施方式）中，线圈切换部（高速线圈切换部和低速线圈切换部）和逆变器沿着马达的旋转方向以90的间隔布置。然而，线圈切换部（高速线圈切换部和低速线圈切换部）和逆变器可以另选地沿着马达的旋转方向以小于90度的角或大于90度的角的间隔布置。

在上述第二实施方式中，高速线圈切换部和低速线圈切换部沿着马达的旋转方向以180度的间隔布置，而相对于马达彼此对置。然而，高速线圈切换部和低速线圈切换部可以另选地沿着马达的旋转方向以小于180度的角的间隔布置。

在上述第三和第四实施方式中的每个实施方式中，线圈切换部和逆变器沿着马达的旋转方向以180的间隔布置，而相对于马达彼此对置。然而，线圈切换部和逆变器可以另选地沿着马达的旋转方向以小于180的角的间隔布置。

在上述第一至第四实施方式中的每个实施方式中，逆变器和线圈切换部的高速线圈切换部和低速线圈切换部的切换元件都由SiC半导体制成。然而，除了SiC半导体之外，逆变器和线圈切换部的高速线圈切换部和低速线圈切换部的切换元件可以另选地例如由Si半导体制成，或者由除了均包含半导体的切换元件之外的切换元件构成。

Claims (15)

1.一种马达驱动装置，该马达驱动装置包括：

马达，该马达包括高速驱动线圈和低速驱动线圈；

线圈切换部，该线圈切换部切换所述马达的所述高速驱动线圈和所述低速驱动线圈的连接状态；

连接至所述马达的电力转换器；以及

至少收纳所述马达、所述线圈切换部和所述电力转换器的单个第一壳体部。

2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，

所述线圈切换部和所述电力转换器均相对于所述马达布置在与所述马达的旋转轴相交的方向上。

3.根据权利要求2所述的马达驱动装置，该马达驱动装置进一步包括冷却部，该冷却部冷却所述马达、所述线圈切换部和所述电力转换器，其中，

所述冷却部布置成至少保持在所述马达和所述线圈切换部之间或所述马达和所述电力转换器之间。

4.根据权利要求3所述的马达驱动装置，其中，

所述冷却部由单个的冷却通道构成，所述冷却通道布置成既保持在所述马达和所述线圈切换部之间也保持在所述马达和所述电力转换器之间。

5.根据权利要求4所述的马达驱动装置，其中，

所述电力转换器布置在所述冷却通道的入口侧；并且

所述线圈切换部布置在所述冷却通道的出口侧。

6.根据权利要求2所述的马达驱动装置，其中，

所述第一壳体部包括：

设置在所述第一壳体部的中央部中的第一区域，所述马达布置在该第一区域中；

相对于所述第一区域设置在与所述旋转轴相交的第一方向上的第二区域，所述线圈切换部布置在该第二区域中；以及

相对于所述第一区域设置在与所述旋转轴相交的第二方向上的第三区域，所述电力转换器布置在该第三区域中。

7.根据权利要求6所述的马达驱动装置，其中，

所述第一壳体部包括沿着所述旋转轴延伸的筒状部；

所述第一区域布置在所述筒状部的内表面侧；并且

所述第二区域和所述第三区域布置在所述筒状部的外表面侧。

8.根据权利要求6所述的马达驱动装置，其中，

所述第一壳体部的与所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域对应的部分分别设置有第一开口、第二开口和第三开口。

9.根据权利要求8所述的马达驱动装置，其中，该马达驱动装置进一步包括以可打开/可关闭的方式分别覆盖所述第一开口、所述第二开口和所述第三开口的第一盖子、第二盖子和第三盖子。

10.根据权利要求6所述的马达驱动装置，该马达驱动装置进一步包括使输入到所述电力转换器的电力平滑的平滑电容器，其中，

所述平滑电容器布置在布置有所述电力转换器的所述第三区域中。

11.根据权利要求6所述的马达驱动装置，其中，该马达驱动装置进一步包括：

控制器，该控制器控制所述线圈切换部和所述电力转换器；以及

第二壳体部，该第二壳体部在所述第二方向上相邻地布置在所述第一壳体部的所述第三区域的外侧，以收纳所述控制器。

12.根据权利要求11所述的马达驱动装置，其中，

所述第一壳体部的与所述第三区域对应的部分设置有第三开口；

所述马达驱动装置进一步包括以可打开/可关闭的方式覆盖所述第三开口的第三盖子，其中，

所述第二壳体部一体地设置在所述第三盖子上。

13.根据权利要求11所述的马达驱动装置，其中，

所述第二壳体部包括第四区域，所述控制器布置在该第四区域中；并且

所述第二壳体部的与所述第四区域对应的部分设置有第四开口，

所述马达驱动装置进一步包括以可打开/可关闭的方式覆盖所述第四开口的第四盖子。

14.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其中，

所述线圈切换部被分成连接至所述高速驱动线圈的第一线圈切换部和连接至所述低速驱动线圈的第二线圈切换部而布置。

15.一种车辆，该车辆包括：

车辆主体部；以及

放置在所述车辆主体部内的马达驱动部，其中，

所述马达驱动部包括：

马达，该马达包括高速驱动线圈和低速驱动线圈；

线圈切换部，该线圈切换部切换所述马达的所述高速驱动线圈和所述低速驱动线圈的连接状态；

连接至所述马达的电力转换器；以及

至少收纳所述马达、所述线圈切换部和所述电力转换器的单个第一壳体部。

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