CN108569125B - 电驱动系统和包括所述电驱动系统的汽车 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种电驱动系统以及一种包括所述电驱动系统的汽车。所述电驱动系统包括电机、电机控制器、以及位于所述电机和所述电机控制器之间的散热器件，所述散热器件至少包括第一空间和与第一空间隔开的第二空间，其中，所述电机的伸出端子与电机控制器的伸出端子在所述第一空间内电气连接，所述第二空间内设置有流道，以便冷却液通过所述流道在所述电机控制器电机之间输送。本申请具有改善的过电流及功率能力。

Description

电驱动系统和包括所述电驱动系统的汽车
技术领域
本申请涉及一种电驱动系统以及一种包括所述电驱动系统的汽车。
背景技术
电机驱动系统包括电力电子变换器以及相应的控制器。电力电子变换器由固态器件组成，主要作用是将大量能量从电源传递给电机输入端。控制器通常由微控制器或数字信号处理器和相关的小信号电子电路组成，其主要作用是处理信息以及产生电力变换器半导体开关器件所需的切换信号。
现在电机和电机控制器之间通过高压线束进行电气连接以及采用水管在两者之间构成二者的冷却系统，线束连接成本较高，而且线束温升限制电驱动系统过电流能力，另外水管较长且占用空间大。
发明内容
本申请涉及的一个方面是提供电驱动系统，包括电机、电机控制器、以及位于所述电机和所述电机控制器之间的散热器件，所述散热器件至少包括第一空间和与第一空间隔开的第二空间，其中，所述电机的伸出端子与电机控制器的伸出端子在所述第一空间内电气连接，所述第二空间内设置有流道，以便冷却液通过所述流道在所述电机控制器和电机之间输送。
其中，在所述电驱动系统中，所述第一空间面向电机设置有第一入口以便所述电机的伸出端子经由第一入口进入所述第一空间，而面向电机控制器设置有第二入口以便电机控制器的伸出端子经由所述第二入口进入所述第一空间，所述伸出端子与所述伸出端子在所述第一空间内电气连接，所述第二空间面向电机设置有与流道相通的流道口而面向电机控制器设置有与流道相通的流道口。
其中，在所述电驱动系统中，所述电机和所述电机控制器布置于所述散热器件的相对两侧。
其中，在所述电驱动系统中，与所述电机和所述电机控制器连接的变速箱位于所述电机和所述电机控制器之间，所述散热器件固定于所述变速箱上。
其中，在所述电驱动系统中，面向电机控制器设置的流道口与第二入口相邻，面向电机设置的流道口与第一入口相邻。
其中，在所述电驱动系统中，所述水道在所述电机和所述电机控制器的端子连接的地方下方弯折布置，以增加所述流道对所述端子的冷却面积。
其中，在所述电驱动系统中，所述电机或电机控制器的端子为用于所述电机或所述电机控制器的多相电气连接的多个汇流排，所述电机的端子和所述电机控制器的端子在所述散热器件的内部对应地连接。
其中，在所述电驱动系统中，所述散热器件包括导热的绝缘垫片，所述导热的绝缘垫片布置于所述电机和电机控制器的端子与所述流道之间。
本申请的另一个方面是提供一种汽车，所述汽车包括上述任意一种实施方式的电驱动系统，所述电驱动系统布置于所述汽车的前面、后面、或者前面和后面。
在本申请的散热器件内部，出于不同目的被划分为隔开的工作空间，电机的伸出端子与电机控制器的伸出端子在第一空间内电气连接。第二空间内有流道，冷却液通过流道在电机控制器与电机之间输送。
电机和电机控制器的端子通过第一入口和第二入口于第一空间内连接，电机控制器的冷却系统和电机的冷却系统经由面向电机控制器的流道口和面向电机的流道口通过流道连接。利用流道对端子连接产生的热量进行散热，降低了端子温度，提升电驱动系统过电流及功率能力。
电驱动系统是集成式电驱动系统，其集成了电机、电机控制器和变速箱。散热器件内部既实现了电机和电机控制器的电气连接而无需多余的线束，而且实现了电机和电机控制器的冷却系统与整车冷却系统的集成化，比起原来的水管连接，流道布置可以缩短长度和节省空间。
本申请的散热器件的各出入口与电机或电机控制器为密封对接，本申请的散热器件通过盖板将这些空间遮蔽，保证了电连接性能和冷却能力。
通过以下参考附图的详细说明，本申请的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本申请的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。
附图说明
结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本申请，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：
图1是本申请涉及的电驱动系统的一种实施方式的主视图；
图2是图1中的电驱动系统的立体图；
图3是本申请涉及的电驱动系统的散热器件的一种实施方式的示意图，该图是立体图；
图4展示的是图3中的散热器件在其一面上的盖板除去后的内部结构；以及
图5展示的是图3中的散热器件在其另一面上的盖板除去后的内部结构。
具体实施方式
为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本申请要求保护的主题，下面结合附图详细描述本申请的具体实施方式。
图1和图2分别是本申请涉及的电驱动系统的主视图和立体图。如图所示，电驱动系统包括电机1、电机控制器2以及位于电机1和电机控制器2之间的散热器件3。电机1和电机控制器2在散热器件3内实现彼此的电气连接，而电机1的冷却系统和电机控制器2的冷却系统经由散热器件3连接。同时，利用散热器件3的冷却作用，对由电机1和电机控制器2的电气连接产生的热量散热。
根据本发明的该示例，该电驱动系统是集成式电驱动系统，除了电机1和电机控制器2，其还集成有变速箱4。在这里，电机1、电机控制器2和变速箱4各自为独立并且分开的封装体，三者通过机械连接组装在一起。电机1的输入轴或输出轴方向与变速箱4的输入轴或输出轴（输出轴见41）平行。这种布置方式极其紧凑并且经集成后便于安装到车上。电机1、电机控制器2和变速箱4之间的机械连接可以是：电机1的端面通过法兰连接面与变速箱4的面向电机侧的端面连接，电机控制器2的端面通过法兰连接面与变速箱4的面向电机控制器侧的端面连接。
散热器件3例如通过螺栓连接固定于变速箱4上。散热器件3与电机1之间以及散热器件3与电机控制器2之间是彼此密封连接的。
图3-5是散热器件的结构示意图。结合这些附图，散热器件3至少包括第一空间（未标示）和与第一空间隔开的第二空间（未标示），电机1的伸出端子11与电机控制器2的伸出端子21在第一空间内电气连接，第二空间内设置有流道35，以便冷却液通过流道35在电机控制器2与电机1之间输送。
参见图4与图5，根据本发明的示例，第一空间面向电机1设置有第一入口31，面向电机控制器2设置有第二入口32。第二空间面向电机1设置有流道口34而面向电机控制器2设置有流道口33，下文的具体示例中，将流道口34称为第一出口34而将流道口33称为第三入口33。
电机1的伸出端子11和电机控制器2的伸出端子21分别经由第一入口31、第二入口32进入散热器件3且在第一空间内连接。散热器件3的内部还设置有处于第二空间的流道35，流道35与第三入口33和第一出口34连接（如图5）以使得液体能够从第三入口33进入到流道35并进而从第一出口34流出，由此在电机控制器2和电机1之间输送冷却液。来自于电机控制器2的冷却系统的冷却液经由第三入口33进入散热器件3的流道35内，并经由第一出口34离开流道35从而进入电机1的冷却系统。冷却液可以是水或水和乙二醇的混合物。需要说明的是，本申请的从电机控制器流入散热器件、再流入电机的冷却液的流路是整车冷却回路的一部分。在工作状态下，冷却液沿一个方向流动，即冷却液从电机控制器流向电机。在非工作状态下，冷却液停留在各冷却系统和流道中。按照本发明该示意而非限制性的示例，冷却液首先进入电机控制器对其进行冷却然后再经由散热器件3进入到电机1，这样的流路，使得冷却液在温度更低时首先冷却电机控制器，这非常有利于电机控制器中一些对热较为敏感的电子元件的冷却。
该例中，第一入口31是覆盖电机1所有端子11的连通端口，可以允许多个端子经由一个端口进入散热器件3内，第二入口32是覆盖电机控制器2所有端子21的连通端口，允许多个端子经由一个端口进入散热器件3内。电机1和电机控制器2的端子11、21可以是多个汇流排，其也被称为铜排。在图示的实施例中，连通端口是在散热器件的两侧开设的扁平的长孔，每个端口容纳三个铜排通过。当然，铜排数量不限于三个，可以多于或少于三个。铜排数量取决于电机的相线数，电机1和电机控制器2的端子11、21安排成在散热器件3内对应地连接。另外，需要说明的是，在本发明示例中，第一入口31与第二入口32分别是同时接纳多个接线端子，在其它示例中，第一入口31与第二入口32分别可以包括多个入口，例如对应一个接线端子一个入口等；类似地，作为可选的示例，第一空间可被进一步分割为多个小空间，每个小空间都可容纳一个或多个端子。
回到图4，第三入口33为相邻于第二入口32的圆孔，第一出口34为相邻于第一入口31的圆孔。第一入口31、第一出口34分别与电机11的端子端口和冷却系统端口对接，第二入口32、第三入口33分别与电机控制器2的端子端口和冷却系统端口对接。在散热器件3的上述出入口上均设有了大致沿着孔形状的密封条5以与电机1、电机控制器2对接，从而实现气体密封和流体密封。可以知道，第一入口不一定要设置在电机一侧，它们可以设置在电机控制器一侧。第一出口也不一定要设置成与第一入口同侧，它们可以分开设置。同理，对于第二入口、第三入口也是如此。还需要说明的是，在此提及的各入口、各出口的形状是为了配合与之要连接的端子端口的形状，在实际应用中，它们的形状并不以在此描述的为限制。
来自于电机1和电机控制器2的端子11、21彼此间的电气连接在散热器3的第一空间内实现，而冷却液是在位于第二空间的流道35中通过。可见，无需其他线束或水管，本申请的散热器件3实现了对电机1与电机控制器2的电气连接和冷却系统的连接，且由于第一空间与第二空间隔开（下文会进一步描述第一空间与第二空间的关系），因此使得电气连接不受冷却液的任何影响。同时，因在第二空间内对应于端子连接处的下方布置了冷却液的流道，还使得冷却液能够对端子连接处进行散热。
散热器件3为箱式结构。该箱式结构包括壳体36，壳体36内部被分隔件（未示出）分成用于电机1和电机控制器2电气连接的第一空间和用于电机1和电机控制器2冷却系统连接的第二空间。图4中展示了第一空间，图5是将图4的散热器件倒过来，展示了第二空间。分隔件可以是单独的或者与壳体集成在一起。电机1和电机控制器2的端子11、21经由第一入口31、第二入口32进入到第一空间并连接。在图示实施例中，铜排端部都设有连接孔，来自电机的铜排与来自电机控制器的铜排通过将连接孔对准，再拧上螺钉6，实现铜排连接。
流道35布置在第二空间并从端子11、21下方穿过。为了增加冷却面积，流道35的路径尽可能集中在端子11、21连接产生的热量较大的地方。由图5可知，流道35在两边端子连接的地方的下方布置成弯折路径，冷却液沿图中所示x1方向在端子下方横穿，再转折沿图示相反方向x2在端子下方横穿返回，这样就增大了对端子冷却的面积。
在端子11、21和未示出的分隔件之间布置绝缘垫片7以避免导电。该绝缘垫片7还是导热的，这样有利于发挥流道中的冷却液散热效果。在端子连接的地方增设绝缘块8，用于将端子与垫片压紧。
散热器件3还包括盖板91、92，散热器件的壳体36上留有第一安装孔37，通过螺栓或螺钉将第一盖板91安装到散热器件3上，遮蔽第一空间。第二盖板92遮蔽第二空间，第二盖板92的安装原理与第一盖板91相同。
散热器件的壳体36外侧上还设有第二安装孔38，用于散热器件3与变速箱4的连接。
回到图1和图2，下面介绍本申请涉及的电驱动系统的安装过程。首先，在安装前，可以将第二盖板92安装到散热器件3上，以遮蔽第二空间。然后，通过第二安装孔将散热器件3与变速箱4固定在一起，再将电机1通过安装端面固定到变速箱4的电机侧上。在电机1安装上后，电机1的端子通过第一入口进入到散热器件3内部，电机1的冷却系统的输入流道通过第一出口与散热器件3的流道实现对接并密封。再将电机控制器2通过安装端面固定到变速箱4的另一侧上，电机控制器2的端子通过第二入口进入到散热器件3内部，电机控制器2的输出流道通过第三入口与散热器件3的流道实现对接并密封。散热器件3内已布置绝缘垫片。通过绝缘块将端子和垫片压紧。电机1的端子和电机控制器2的端子对齐，螺钉将二者的端子连接在一起。最后将第一盖板91通过第一安装孔37安装到散热器件3上，以遮蔽第一空间。
取决于汽车、特别是电动汽车的驱动方式，如两驱还是四驱，或者前轮驱动还是后轮驱动，本申请涉及的电驱动系统可以布置在车前、车后、或车前后。
虽然已详细地示出并描述了本申请的具体实施例以说明本申请的原理，但应理解的是，本申请可以其它方式实施而不脱离这样的原理。

Claims (9)

1.一种电驱动系统，其特征是，该电驱动系统包括电机（1）、电机控制器（2）、以及位于所述电机（1）和所述电机控制器（2）之间的散热器件（3），所述散热器件（3）至少包括壳体，所述壳体内通过分隔件分成第一空间和与第一空间隔开的第二空间，其中，所述电机（1）的伸出端子（11）与电机控制器（2）的伸出端子（21）在所述第一空间内电气连接，所述第二空间内设置有流道（35），以便冷却液通过所述流道（35）在所述电机控制器（2）和电机（1）之间输送。
2.根据权利要求1所述的电驱动系统，其特征是，所述第一空间面向电机（1）设置有第一入口（31）以便所述电机（1）的伸出端子（11）经由第一入口（31）进入所述第一空间，而面向电机控制器（2）设置有第二入口（32）以便电机控制器（2）的伸出端子（21）经由所述第二入口（32）进入所述第一空间，所述电机的所述伸出端子（11）与所述电机控制器的所述伸出端子（21）在所述第一空间内电气连接，所述第二空间面向电机（1）设置有与流道（35）相通的流道口（34）而面向电机控制器（2）设置有与流道（35）相通的流道口（33）。
3.根据权利要求1所述的电驱动系统，其特征是：所述电机（1）和所述电机控制器（2）布置于所述散热器件（3）的相对两侧。
4.根据权利要求3所述的电驱动系统，其特征是：与所述电机（1）和所述电机控制器（2）连接的变速箱（4）位于所述电机（1）和所述电机控制器（2）之间，所述散热器件（3）固定于所述变速箱（4）上。
5.根据权利要求4所述的电驱动系统，其特征是：面向电机控制器（2）设置的流道口（33）与第二入口（32）相邻，面向电机（1）设置的流道口（34）与第一入口（31）相邻。
6.根据权利要求1到5中任意一项所述的电驱动系统，其特征是：所述流道(35)在所述电机和所述电机控制器的伸出端子(11、21)连接的区域下方弯折布置，以增加所述流道（35）对所述电机和所述电机控制器的所述伸出端子(11、21)的冷却面积。
7.根据权利要求6所述的电驱动系统，其特征是：所述电机的伸出端子（11）或所述电机控制器的伸出端子（21）为用于所述电机或所述电机控制器的多相相线连接的多个汇流排，所述电机的伸出端子（11）和所述电机控制器的伸出端子（21）在所述散热器件（3）的内部对应地连接。
8.根据权利要求6所述的电驱动系统，其特征是：所述散热器件（3）包括导热的绝缘垫片（7），所述导热的绝缘垫片（7）布置于所述电机和所述电机控制器的伸出端子（11、21）与所述流道（35）之间。
9.一种汽车，其特征是：所述汽车包括根据权利要求1-8中任一项所述的电驱动系统，所述电驱动系统布置于所述汽车的前面、后面、或者前面和后面。
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