CN106160300A - 电机的外壳、具有该外壳的电机以及具有该电机的车辆 - Google Patents

Abstract

电机的外壳、具有该外壳的电机以及具有该电机的车辆。所述外壳包括：主体，所述主体内形成有用于容纳驱动电机的转子和定子的空间；端盖，所述端盖连接到所述主体的一个端部，用于在所述端部处封闭所述空间；冷却流体通道，所述冷却流体通道设置在所述主体和所述端盖中的至少一个内；和至少一个加强肋，所述至少一个加强肋沿着所述主体的周向方向设置在所述主体的外周面上，所述周向方向大体平行于所述转子的旋转方向。本公开还涉及具有该外壳的电机以及具有该电机的车辆。

Description

电机的外壳、具有该外壳的电机以及具有该电机的车辆

技术领域

本公开涉及车辆，特别地涉及用于驱动车辆的驱动电机。

背景技术

在当今世界中，车辆已经成为人们工作和生活必不可少的交通工具，而伴随着石油资源的紧缺、环保要求的提高以及技术的发展，通过全部或部分地使用电能来驱动行进的车辆越来越普遍。

驱动电机是通过全部或部分地使用电能来驱动行进的车辆中的关键部件。为了实现良好的驱动性能，通常要求上述类型的车辆中使用的驱动电机能够频繁地起动/停止、加速/减速、在低转速时提供较高的转矩、能够承受高达4-5倍的过载。此外，还要求上述驱动电机具有较大的调速范围，并且在整个调速范围内保持较高的运转效率。另外，这种驱动电机的安装空间较小、工作环境恶劣，一般采用变频调速。

驱动电机的上述性能要求和工作环境的特殊性导致这种驱动电机的电磁噪声问题十分突出。另一方面，由于在工作时驱动电机的发热量很高，所以为了适当地散热，通常在驱动电机的外壳内形成冷却流体通道，以通过循环冷却流体来进行散热。这导致驱动电机的外壳的刚度降低，使得外壳的固有频率接近或甚至落入上述电磁噪声的频率范围内，因此，容易引发不期望的共振。

发明内容

本公开旨在解决现有技术中存在的至少一个问题。

根据本公开的第一方面，提供一种用于驱动电机的外壳，所述外壳包括：主体，所述主体内形成有用于容纳驱动电机的转子和定子的空间；端盖，所述端盖连接到所述主体的一个端部，用于在所述端部处封闭所述空间；和至少一个加强肋，所述至少一个加强肋沿着所述主体的周向方向设置在所述主体的外周面上，所述周向方向大体平行于所述转子的旋转方向。

根据本公开的上述第一方面，电机的外壳在其主体的外周面上设置有沿着所述主体的周向方向布置的至少一个加强肋，由此提高了电机的外壳沿着所述周向方向的刚度。

根据本公开的上述第一方面，所述外壳还包括冷却流体通道，所述冷却流体通道设置在所述主体和所述端盖中的至少一个内。

根据本公开的上述第一方面，所述冷却流体通道为设置在所述主体内的螺旋流体通道，所述螺旋流体通道的两个端部分别设置有冷却流体入口和冷却流体出口。

根据本公开的上述第一方面，所述至少一个加强肋至少部分地位于所述冷却流体通道的正上方。

根据本公开的上述第一方面，所述至少一个加强肋至少部分地位于限定所述冷却流体通道的间隔壁的正上方。

根据本公开的上述第一方面，所述至少一个加强肋包括多个加强肋，所述多个加强肋大体均匀地分布在所述外壳的设置有所述冷却流体通道的部分的外周面上。

根据本公开的上述第一方面，所述至少一个加强肋包括多个加强肋，并且所述多个加强肋中的相邻的两个加强肋之间沿着所述转子的旋转轴线的距离大体等于所述冷却流体通道的沿着所述旋转轴线的宽度。

根据本公开的上述第一方面，所述主体和所述端盖通过铸造而形成为整体。

根据本公开的上述第一方面，所述转子的转轴从所述端盖伸出。

根据本公开的上述第一方面，所述主体的外周面上还设置有接线盒，所述接线盒通过铸造而与所述主体形成为整体。

根据本公开的上述第一方面，所述接线盒的内部设置有大体垂直于所述旋转轴线延伸的至少一个加强筋。

根据本公开的上述第一方面，所述接线盒设置有能够移除的盖板，并且所述接线盒在其沿着所述周向方向相对的两个侧壁处设置有用于固定所述盖板的至少一个支撑柱，所述至少一个支撑柱延伸到所述主体的外周面，并且用于固定所述盖板的螺纹连接件旋拧到所述至少一个支撑柱中。

根据本公开的第二方面，提供一种驱动电机，所述驱动电机具有转子和定子，并且所述驱动电机具有根据本公开的第一方面的外壳。

根据本公开的第三方面，提供一种车辆，所述车辆包括根据本公开的第二方面的驱动电机。

附图说明

现在将参考附图在下面具体描述中描述本公开，其中贯穿附图相同的附图标记表示相同或相似的组件。要理解的是，附图不一定按比例绘制，并且附图只用于说明本公开的示例性实施例，不应该认为是对本公开范围的限制。其中：

图1示出了根据本公开的一个实施例的车辆；

图2至图3示出了根据本公开的一个实施例的可以应用于图1中所示的车辆的驱动电机的外壳；

图4示出了图2至图3中所示的外壳，其中，移除了接线盒的盖板；

图5示出了图2至图3中所示的外壳的接线盒盖板；

图6为图2至图3中所示的外壳的侧视图；和

图7是沿着图6中的剖切线A-A获取的剖视图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本公开的各种示例性实施例。但要理解的是，对各种实施例的描述仅仅是说明性的，不作为对本公开的技术的任何限制。

本文中所用的术语，仅仅是为了描述特定的实施例，而不意图限制本公开。除非上下文明确地另外指出，本文中所用的单数形式的“一”和“该”意图同样包括复数形式。还要理解的是，“包括”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。

现在参考图1，图1示出了根据本公开的一个实施例的车辆的示意性侧视图。通常地，车辆10可以包括车身12、多个将车身12支撑在行驶路面上的车轮14、以及车辆动力系统16等。该车辆动力系统16可以包括至少一个驱动电机22。

应当理解在本文中使用的车辆动力系统16可以广泛地包括能够用于推动车辆的具有一个或多个驱动电机的任何车辆动力系统。该车辆动力系统可以用于例如纯电动车辆以及混合动力车辆。在混合动力车辆的动力系统中，至少一个驱动电机与发动机可以串行或并行地推动车辆的行进。混合动力车辆的例子可以包括但不限于插电式混合动力车辆、双模式混合动力车辆、全混合动力车辆、增程式混合动力车辆、动力辅助混合动力车辆、轻度混合动力车辆、串联式混合动力车辆、并联式混合动力车辆、串联-并联式混合动力车辆、液力混合动力车辆、功率分流式混合动力车辆、BAS混合动力车辆以及任何其他类型的混合动力车辆。本公开中的车辆可以被配置为轿车、运动型车、卡车、公共汽车、商用车、跨界车、休闲车等。应当理解的是本公开的技术可以用于任何上述车辆动力系统，而不局限于某一特定类型。

如图1所示，在一些实施例中，车辆动力系统16通常可以包括电源24、逆变器20、控制单元18、驱动电机22以及输入装置26。如上所述，车辆动力系统16可以采用其他布置和/或配置，但通常地包括至少一个驱动电机。在一些实施例中，驱动电机22可操作性地连接到至少一个车轮14，向车轮14施加转矩从而推动车辆10。驱动电机22通常可以包括永磁同步电机、无刷直流电机，但不限于此。

电源24可以直接或间接地将电力提供给驱动电机22。电源24，例如电池，可以包括一个或多个电池单元，并且可以采用锂离子、镍金属氢化物、钠氯化镍、镍镉以及任何适合的其他电池技术。

逆变器20可操作性地将电源24和驱动电机22互连。逆变器20可以从电源24接收直流电，将其转换为交流电，并且将交流电传递给驱动电机22。

控制单元18可操作性地连接到逆变器20，从而控制逆变器20。控制单元18可以是一个或多个通用的数字计算机或数据处理设备，通常可以包括但不限于处理器或微处理器或中央处理单元、存储器(诸如但不限于只读存储器、随机存取存储器、电可擦除可编程只读存储器)、输入/输出装置或装置、模拟数字转换器或转换电路、数字模拟转换器或转换电路、时钟等。控制单元18可以被配置为执行程序指令，该程序指令可以存储在控制单元18内的存储器或其他与控制单元18相关联的其他适当的存储装置中。控制单元18可以经由逆变器20对驱动电机22进行控制以实现各种操作。

在一些实施例中，输入装置26可操作性地连接到控制单元18。车辆的驾驶者操作输入装置26，以便经由控制单元18来控制驱动电机22的转矩输出。在一些实施例中，输入装置26可选择地包括踏板，控制单元18响应于踏板的位置状态经由逆变器调节传递到驱动电机22的电力的大小，从而调节驱动电机22的转矩输出。

如图2-图5所示，根据本公开的一个实施例的驱动电机22包括外壳3。需要注意的是，在图2-图5中省略了驱动电机22的定子、转子等部件，以更清楚地示出外壳3的结构。需要注意的是，虽然图2-图5中所示的外壳3整体呈圆筒状，但是其他形状的外壳3，例如矩形、正方形、椭圆形的外壳3也是可以想到的，并且根据驱动电机22的具体的安装条件、性能要求等，外壳3可以具有任意其它的形状和尺寸。

外壳3包括主体31和端盖32，驱动电机22的定子和转子容纳在所述主体31内形成的空间31a(参见图4)中，所述端盖32连接到所述主体31的一个端部，用于在该端部处封闭所述空间31a。驱动电机22的输出轴(未示出)延伸通过端盖32中的开口32a。另外，所述外壳3还包括设置在所述主体31的外周面上的接线盒33，接线盒33由盖板33a封闭，盖板33a可以通过多个螺钉(未示出)可拆卸地连接到接线盒33。

在根据本公开的一个优选实施例中，所述端盖32与所述主体31通过铸造形成为整体，由此可以增强外壳3的整体刚度，提高其固有频率。尽管如此，能够想到的是，端盖32可以是一个独立的部件，并且通过焊接、铆接、螺栓连接等方式连接到所述主体31的端部。

类似地，在根据本公开的一个优选实施例中，接线盒33与主体31通过铸造而形成为整体，由此可以增强外壳3的整体刚度，提高其固有频率。尽管如此，能够想到的是，接线盒33可以是一个独立的部件，并且通过焊接、铆接、螺栓连接等方式连接到主体31的外周面。而且，作为一个可选的实施例，接线盒33也可以连接到主体31的与连接端盖32的端部相对的另一个端部。

在图2-图5所示的实施例中，所述接线盒33在其沿着周向方向(其大体平行于驱动电机22的转子的旋转方向)相对的两个侧壁331、332处分别设置有用于固定所述盖板33a的两个支撑柱331a、332a，所述支撑柱331a和332a均延伸到所述主体31的外周面，并且用于固定所述盖板33a的螺钉(未示出)旋拧到所述支撑柱331a和332a中。虽然图2至图5中仅示出了两个支撑柱331a和332a，但是可以想到的是，根据需要可以设置更多个支撑柱。而且，除了旋拧到支撑柱331a和332a中的螺钉之外，还可以设置额外的螺钉将盖板33a固定到接线盒33。通过设置这种延伸到主体31的外周面的支撑柱，能够将盖板33a更牢固地固定到接线盒33，从而提高由此形成的外壳3的固有频率。

为了进一步提高外壳3的刚度从而进一步提高其固有频率，可以想到的是，在接线盒33内部设置多个加强筋(未示出)，尤其是在接线盒33的沿着周向方向相对的两个侧壁331和332处设置多个加强筋。

由于用于驱动车辆的驱动电机22的功率密度大且体积小，所以在工作时，驱动电机22的发热量较大。为了增强驱动电机22的散热，参见图6-图7，在外壳33内设置有冷却流体通道34。优选地，所述冷却流体通道34为设置在主体31内的螺旋形冷却流体通道34。螺旋形冷却流体通道的两个端部设置冷却流体入口34a和冷却流体出口34b(参见图2-图4)。在驱动电机22的温度超过一阈值时，可以驱动冷却流体从冷却流体入口34a进入螺旋形冷却流体通道34、沿着螺旋形冷却流体通道34行进并从冷却流体出口34b流出，从而冷却驱动电机22。作为示例，冷却流体可以是冷却水、冷却油，并且也可以是其它冷媒。可以想到的是，根据需要，也可以驱动冷却流体从冷却流体出口34b进入螺旋形冷却流体通道34并从冷却流体入口34a流出。而且，冷却流体通道34并不局限于图中所示的螺旋形，冷却流体通道34也可以是沿着周向方向延伸多条平行的冷却流体通道34，这些冷却流体通道34可以具有各自的并且相互独立的冷却流体入口34a和冷却流体出口34b，也可以具有共用的冷却流体入口34a和冷却流体出口34b。

设置上述冷却流体通道34会在一定程度上降低外壳3的刚度，从而降低外壳3的固有频率。为了提高外壳3的固有频率，如图2至图5所示，外壳3的外周面上设置有多个加强肋35，所述多个加强肋35沿着周向方向延伸，用于增强外壳3沿着周向方向的刚度。作为本公开的优选实施例，加强肋35位于冷却流体通道34正上方或者与位于冷却流体通道34的间隔壁34c(参见图7)正上方。作为另一个优选实施例，多个加强肋35大体均匀地分布在所述外壳3的设置有所述冷却流体通道34a的部分的外周面上。需要注意的是，虽然图中示出了6条加强肋35，但可以想到的是，根据需要可以设置更多的或者更少的加强肋35。另外，虽然图7中所示的加强肋35具有大体矩形的横截面，但可以想到的是，加强肋35也可以具有其他形状的横截面，例如梯形、半圆形、半椭圆形的横截面。

根据本公开的一个优选实施例，所述加强肋35中的相邻的两个加强肋35之间沿着所述驱动电机22的旋转轴线的距离大体等于所述冷却流体通道34的沿着所述旋转轴线的宽度，这对于提高外壳3的固有频率是非常有利的。

以上已经参照附图描述了本公开的一些实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且本公开也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (14)

1.一种用于驱动电机的外壳，其特征在于，所述外壳包括：

主体，所述主体内形成有用于容纳驱动电机的转子和定子的空间；

端盖，所述端盖连接到所述主体的一个端部，用于在所述端部处封闭所述空间；和

至少一个加强肋，所述至少一个加强肋沿着所述主体的周向方向设置在所述主体的外周面上，所述周向方向大体平行于所述转子的旋转方向。

2.根据权利要求1所述的外壳，其中，所述外壳还包括冷却流体通道，所述冷却流体通道设置在所述主体和所述端盖中的至少一个内。

3.根据权利要求2所述的外壳，其中，所述冷却流体通道为设置在所述主体内的螺旋流体通道，所述螺旋流体通道的两个端部分别设置有冷却流体入口和冷却流体出口。

4.根据权利要求2所述的外壳，其中，所述至少一个加强肋至少部分地位于所述冷却流体通道的正上方。

5.根据权利要求2所述的外壳，其中，所述至少一个加强肋至少部分地位于限定所述冷却流体通道的间隔壁的正上方。

6.根据权利要求2所述的外壳，其中，所述至少一个加强肋包括多个加强肋，所述多个加强肋大体均匀地分布在所述外壳的设置有所述冷却流体通道的部分的外周面上。

7.根据权利要求2所述的外壳，其中，所述至少一个加强肋包括多个加强肋，并且所述多个加强肋中的相邻的两个加强肋之间沿着所述转子的旋转轴线的距离大体等于所述冷却流体通道的沿着所述旋转轴线的宽度。

8.根据权利要求1所述的外壳，其中，所述主体和所述端盖通过铸造而形成为整体。

9.根据权利要求1所述的外壳，其中，所述转子的转轴从所述端盖伸出。

10.根据权利要求1所述的外壳，其中，所述主体的外周面上还设置有接线盒，所述接线盒通过铸造而与所述主体形成为整体。

11.根据权利要求10所述的外壳，其中，所述接线盒的内部设置有大体垂直于所述旋转轴线延伸的至少一个加强筋。

12.根据权利要求10或11所述的外壳，其中，所述接线盒设置有能够移除的盖板，并且所述接线盒在其沿着所述周向方向相对的两个侧壁处设置有用于固定所述盖板的至少一个支撑柱，所述至少一个支撑柱延伸到所述主体的外周面，并且用于固定所述盖板的螺纹连接件旋拧到所述至少一个支撑柱中。

13.一种驱动电机，所述驱动电机具有转子和定子，其特征在于，所述驱动电机具有根据权利要求1-12中的任一项所述的外壳。

14.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求13所述的驱动电机。