CN109955702A - 一种车辆及其集成化电驱动系统总成 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集成化电驱动系统总成，包括依次设置的变速器壳体、共用端盖、驱动电机定子壳体和驱动电机后端盖；变速器壳体和共用端盖形成用以容纳变速器的第一腔体，且变速器壳体和共用端盖分别支撑变速器的变速器传动输入转轴的两端；共用端盖、驱动电机定子壳体和驱动电机后端盖三者形成用以容纳驱动电机的第二腔体；且共用端盖和驱动电机后端盖分别支撑驱动电机的驱动电机转子轴的两端，变速器传动输入转轴和驱动电机转子轴同轴传动连接；驱动电机后端盖具体为用以实现接线功能的密封腔。本发明还公开了一种包括上述集成化电驱动系统总成的车辆。上述集成化电驱动系统总成，体积小、成本低、可靠性高且装配简单。

Description

一种车辆及其集成化电驱动系统总成
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种车辆及其集成化电驱动系统总成。
背景技术
随着化工能源的不断枯竭，环境污染的加剧，电动汽车在市场上使用日趋广泛。电驱动系统作为电动汽车的核心部件，电驱动系统性能的提升将影响电动汽车的发展。
目前，常见的电驱动系统由独立的驱动电机、电机控制器和变速器这三部分组成。驱动电机和电机控制器分开布置，二者通过高低压线束和接插件实现电气连接。驱动电机和减速器通过螺栓实现机械连接。上述分体式的电驱动系统通常空间体积较大不利于整车布置，质量较重不利于整车轻量化和续航里程的提升，进而成本较高不利于整车成本控制。
由此，面对低成本、小型化、轻量化的需求，电机控制器、驱动电机、减速器三者高度集成的电驱动系统总成已成为未来新能源动力系统发展的重要趋势。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆及其集成化电驱动系统总成，其中，集成化电驱动系统总成的体积小、成本低、可靠性高且装配简单。
为实现上述目的，本发明提供的集成化电驱动系统总成，利用变速器壳体和共用端盖形成第一腔体，用以容纳变速器；利用共用端盖、驱动电机定子壳体和驱动电机后端盖三者形成第二腔体，用以容纳驱动电机；变速器的变速器传动输入转轴的两端分别由变速器壳体和共用端盖支撑，驱动电机的驱动电机转子轴的两端分别由共用端盖和驱动电机后端盖支撑，且变速器传动输入转轴和驱动电机转子轴同轴传动连接，与此同时，驱动电机后端盖为密封腔，用以实现接线功能。
如此设置具有如下的有益效果：
第一、变速器和驱动电机两者集成为一体，在整车装配时无须先在线下对两者进行分装，可类似于传统燃油车的发动机系统作为一个整体较简单的装配在整车上，减化了整车装配工作，节省了工时，加快了生产节拍。
第二、变速器和驱动电机两者共用一个共用端盖，使两者集成为一体，较传统结构节省了一个端盖，从而降低了产品材料成本，节约了电驱动系统总成的占用空间，同时两者共用的共用端盖减少了尺寸链，能够改善变速器传动输入转轴和驱动电机转子轴的同心度，对电驱动系统总成的NVH性能提升带来正面影响。
第三、驱动电机后端盖集成了接线盒功能，较传统结构节省了一个接线盒，降低了材料成本，节约了空间。
优选地，本发明提供的集成化电驱动系统总成，还包括电机控制器，电机控制器用以控制驱动电机；电机控制器的功率模块输出端引出三相铜排，驱动电机的驱动电机定子设有三相端子；驱动电机后端盖设有由绝缘材料制成的接线座，三相铜排和三相端子相连，且固定于接线座上，起到电气绝缘的作用。
如此设置的有益效果与上述类似：电机控制器、变速器和驱动电机三者构成集成化电驱动系统总成，在整车装配时无须先在线下对三者进行分装，节省工时，加快生产节拍。此外，驱动电机后端盖能够确保三相铜排的防护性能，由此三相铜排无须作表面绝缘和防护处理。
优选地，所述电机控制器设于所述驱动电机定子壳体的上表面。
优选地，所述驱动电机后端盖还设有连接器固定板，用以检测所述驱动电机的工作状态的温度传感器信号接插件和旋变信号接插件连接于所述电机控制器，且固定于所述连接器固定板。
优选地，还包括设于所述第一腔体和所述第二腔体之间、用以避免所述变速器的润滑油进入所述驱动电机的油封装置。
优选地，所述变速器传动输入转轴和所述驱动电机转子轴之间通过连接部相连，所述连接部处涂覆润滑油，所述连接部相较于所述油封装置靠近所述第一腔体。
优选地，所述变速器传动输入转轴和所述驱动电机转子轴之间通过连接部相连，所述连接部处涂覆润滑脂，所述连接部相较于所述油封装置靠近所述第二腔体。
优选地，还包括连通于所述电机控制器和所述驱动电机、用以实现所述电机控制器和所述驱动电机冷却的冷却管道。
优选地，所述冷却管道包括用以冷却所述电机控制器的第一冷却段以及和所述第一冷却段相连、用以冷却所述驱动电机的第二冷却段；所述第一冷却段设于所述电机控制器的内部，所述第二冷却段设于所述驱动电机的内部，且所述第一冷却段和所述第二冷却段之间通过位于外部的连接管相连。
本发明提供的一种车辆，包括上述任一项所述的集成化电驱动系统总成。
针对具有集成化电驱动系统总成的车辆的有益效果，如上文所述，此处将不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的集成化电驱动系统总成的原理框图；
图2为本发明实施例所提供的集成化电驱动系统总成的结构图；
图3为本发明实施例所提供的集成化电驱动系统总成的结构简图；
图4为本发明实施例所提供的集成化电驱动系统总成的装配示意图；
图5为本发明实施例所提供的集成化电驱动系统总成中的冷却管道连接示意图。
其中：
1—电驱动系统总成、11—变速器、111—变速器壳体、112—变速器传动输入转轴、113—变速器轴承、114—油封装置、12—电机控制器、121—三相铜排、122—直流高压输入接口、123—电机控制器进水口、124—电机控制器出水口、13—驱动电机、131—共用端盖、132—驱动电机定子、1321—驱动电机定子壳体、1322—三相端子、1323—温度传感器信号接插件、1324—旋变信号接插件、1325—电机进水口、1326—电机出水口、133—电机转子、1331—电机轴承、1332—驱动电机转子轴、134—驱动电机后端盖、1341—接线座、1342—连接器固定板、14—连接管、15—卡箍。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供的一种集成化电驱动系统总成1，如说明书附图1至附图3，包括依次设置的变速器壳体111、共用端盖131、驱动电机定子壳体1321和驱动电机后端盖134。
变速器壳体111和共用端盖131形成第一腔体，第一腔体用以容纳变速器11，变速器11中包括的变速器内部组件可参考现有技术；共用端盖131、驱动电机定子壳体1321和驱动电机后端盖134三者形成第二腔体，第二腔体用以容纳驱动电机13，驱动电机13中包括的驱动电机内部组件可参考现有技术，如说明书附图3所示。其中，驱动电机定子壳体1321类似于套筒的结构，其两端贯通，两端分别安装共用端盖131和驱动电机后端盖134。
参考说明书附图4，变速器传动输入转轴112作为变速器11的重要部件，其可看作是变速器内部组件中的一个部件，变速器传动输入转轴112的两端分别由变速器壳体111和共用端盖131支撑；驱动电机转子轴1332作为驱动电机13的重要部件，其可看作是驱动电机内部组件中的一个部件，驱动电机转子轴1332的两端分别由共用端盖131和驱动电机后端盖134支撑。
变速器传动输入转轴112和驱动电机转子轴1332同轴传动连接，实现转矩的传递。显然，共用端盖131应设置安装通孔，实现变速器传动输入转轴112和驱动电机转子轴1332的机械连接，进而实现变速器11和驱动电机13的动力传动，如说明书附图1、附图3和附图4。也即，共用端盖131同时作为变速器11的壳体和驱动电机13的壳体的一部分，装配后使得变速器11和驱动电机13连接成一体，进而实现结构集成。
具体地，针对共用端盖131，其位于变速器11的一侧设置轴承室，用以固定和支撑变速器传动输入转轴112；也即位于第一腔体中，共用端盖131和变速器壳体111均设置轴承室，轴承室设有变速器轴承113，用以固定和支撑变速器传动输入转轴112的两端。
类似地，共用端盖131位于驱动电机13的一侧设置轴承室，轴承室设有电机轴承1331，用以固定和支撑驱动电机转子轴1332，进而实现对电机转子133的固定；也即位于第二腔体中，共用端盖131和驱动电机后端盖134均设置轴承室，用以固定和支撑驱动电机转子轴1332的两端。可以看出，本申请利用一个共用端盖131实现了传统电驱动系统中变速器半边壳体和驱动电机前端盖(轴伸端)两者的功能。
以说明书附图4所示的方位为例，针对共用端盖131，其左右两端均设置轴承室，位于左端的轴承室设有变速器轴承113，位于右端的轴承室设有电机轴承1331，分别支撑变速器传动输入转轴112的右端和驱动电机转子轴1332的左端。
针对驱动电机后端盖134，如说明书附图3和附图4所示，其呈腔体结构，包括两个端面，两个端面之间具有空腔；其中一个端面设置轴承室，用以固定和支撑驱动电机转子轴1332的一端，另一个端面位于外侧；当驱动电机转子轴1332和驱动电机后端盖134安装之后，两个端面之间的空腔呈密封腔，用来实现接线功能。也即，驱动电机后端盖134集成了接线盒功能，较传统结构节省了一个接线盒，进而降低材料成本，节约空间。
参考说明书附图1至附图3，集成化电驱动系统总成还包括电机控制器12，电机控制器12用以对驱动电机13进行控制。电机控制器12可设于驱动电机13的上方，两者紧邻设置。
如说明书附图1和附图3所述，针对变速器11、电机控制器12和驱动电机13之间的连接关系以及电机控制器内部组件可参考现有技术，电机控制器12包括功率模块，功率模块的输出端引出三相铜排121，驱动电机13的驱动电机定子132设有三相端子1322，三相铜排121和三相端子1322两者通过设置于驱动电机后端盖134的接线座1341相连。
具体地，电机控制器12可布置在驱动电机13的上方，两者之间通过机械连接为一体。这样即可取消传统电机控制器与驱动电机之间的三相高压线束和相应接插件，改用从电机控制器12的内部引出的三相铜排121实现其功能。三相铜排121位于驱动电机后端盖134的内部，且与驱动电机定子132的三相端子1322电气连接。
电机控制器12可通过螺栓与驱动电机13安装连接。电机控制器12设有直流高压输入接口122，此接口也是电驱动系统总成1的高压输入接口，从电机控制器12功率模块输出端引出三相铜排121，在驱动电机后端盖134的内部与驱动电机定子132引出三相端子1322连接，从而替代了传统形式中三相高压线束和接插件在电机控制器与驱动电机之间传输高压交流电。当然，电机控制器12和驱动电机后端盖134之间的结合面需作防护处理，以保证防水、防尘性能。
除此之外，驱动电机后端盖134还设有连接器固定板1342，利用温度传感器信号接插件1323和旋变信号接插件1324检测驱动电机13的工作状态，温度传感器信号接插件1323和旋变信号接插件1324两者连接于电机控制器12，且两者固定于连接器固定板1342。
参考说明书附图4，驱动电机后端盖134还安装有绝缘材料制作的连接器固定板1342，温度传感器信号接插件1323和旋变信号接插件1324两者和电机控制器12连接后固定于连接器固定板1342，起到电气绝缘的作用。同时驱动电机后端盖134还保证了三相铜排121和上述两个信号接插件的防护性能，因此三相铜排121无须作表面绝缘和防护处理。
其中，驱动电机后端盖134可通过螺栓和驱动电机定子132连接，在两者的结合处作防护处理以保证内部防护等级。绝缘材料制作的接线座1341可通过螺栓安装在驱动电机后端盖134的内部。三相端子1322和电机控制器12输出的三相铜排121之间可通过螺栓连接，且固定在接线座1341上，形成电气连接并对地绝缘。由绝缘材料制作的连接器固定板1342可以通过螺栓安装在驱动电机后端盖134的内部，温度传感器信号接插件1323和旋变信号接插件1324两者和电机控制器12连接后固定在连接器固定板1342上，形成电气连接并对地绝缘。驱动电机后端盖134本身和与其他部件的结合面需做防护处理，以保证内部防水、防尘性能。
参考说明书附图4，集成化电驱动系统总成1还包括油封装置114，油封装置114设于第一腔体和第二腔体之间，用以避免变速器11的润滑油进入驱动电机13中，也即避免润滑油由第一腔体进入第二腔体中。为了实现变速器传动输入转轴112和驱动电机转子轴1332的传动连接，两者之间可采用花键等连接部实现连接和传递转矩，并且在连接部处涂覆润滑油，连接部应布置于第一腔体中，而油封装置114相较于连接部远离第一腔体。倘若在连接部处涂覆润滑脂，则连接部应设于第二腔体中，油封装置114相较于连接部远离第二腔体。
也即，连接部处可采用油润滑或脂润滑进行润滑，当采用润滑油进行润滑时，则连接部(花键)应布置在靠近第一腔体的一侧，而油封装置114远离第一腔体；当采用润滑脂进行润滑时，则连接部(花键)应布置在靠近第二腔体的一侧，而油封装置114远离第二腔体，说明书附图4示出了采用润滑油进行润滑的情形，由于变速器11的内部为油润滑，因此变速器传动输入转轴112和驱动电机转子轴1332之间的油润滑应位于第一腔体中，而当变速器传动输入转轴112和驱动电机转子轴1332之间为脂润滑时，则连接部(花键)应布置在第二腔体中，利用油封装置114避免第一腔体中润滑油接触到连接部。
集成化电驱动系统总成1还包括冷却管道，冷却管道位于电机控制器12和驱动电机13中，实现对电机控制器12和驱动电机13冷却。
具体地，冷却管道包括第一冷却段和第二冷却段，第一冷却段和第二冷却段相连通，第一冷却段位于电机控制器12中，实现对电机控制器12的内部进行冷却，第二冷却段位于驱动电机13中，实现对驱动电机13的内部进行冷却；第一冷却段和第二冷却段之间通过位于外部的连接管14相连，如说明书附图1和附图5所示。
参考说明书附图5，电机控制器12设置第一冷却段，第一冷却段包括电机控制器进水口123和电机控制器出水口124，用以实现冷却液体的进入和流出，从而完成对电机控制器12的内部的冷却。驱动电机13设置第二冷却段，第二冷却段包括电机进水口1325和电机出水口1326，电机控制器出水口124和电机进水口1325之间通过连接管14和卡箍15相连，使得冷却液体经电机控制器出水口124排出后流至电机进水口1325中，从而实现先对电机控制器12冷却，再对驱动电机13冷却。如此设置，在集成化电驱动系统总成1工作时，能够在不需要借助于外部管路的情况下实现对电机控制器12和驱动电机13同时冷却。当然，电机控制器出水口124和电机进水口1325之间还可直接装配，进而节省连接管14。
本发明所提供的一种具有集成化电驱动系统总成的车辆，包括上述具体实施例所描述的集成化电驱动系统总成；车辆的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的车辆及其集成化电驱动系统总成进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种集成化电驱动系统总成，其特征在于，包括依次设置的变速器壳体(111)、共用端盖(131)、驱动电机定子壳体(1321)和驱动电机后端盖(134)；
所述变速器壳体(111)和所述共用端盖(131)形成用以容纳变速器(11)的第一腔体，且所述变速器壳体(111)和所述共用端盖(131)分别支撑所述变速器(11)的变速器传动输入转轴(112)的两端；
所述共用端盖(131)、所述驱动电机定子壳体(1321)和所述驱动电机后端盖(134)三者形成用以容纳驱动电机(13)的第二腔体；且所述共用端盖(131)和所述驱动电机后端盖(134)分别支撑所述驱动电机(13)的驱动电机转子轴(1332)的两端，所述变速器传动输入转轴(112)和所述驱动电机转子轴(1332)同轴传动连接；
所述驱动电机后端盖(134)具体为用以实现接线功能的密封腔。
2.根据权利要求1所述的集成化电驱动系统总成，其特征在于，还包括用以控制所述驱动电机(13)的电机控制器(12)，所述电机控制器(12)的功率模块输出端引出三相铜排(121)，所述驱动电机(13)的驱动电机定子(132)设有三相端子(1322)，所述三相铜排(121)和所述三相端子(1322)两者通过设置于所述驱动电机后端盖(134)的接线座(1341)相连。
3.根据权利要求2所述的集成化电驱动系统总成，其特征在于，所述电机控制器(12)设于所述驱动电机定子壳体(1321)的上表面。
4.根据权利要求2所述的集成化电驱动系统总成，其特征在于，所述驱动电机后端盖(134)还设有连接器固定板(1342)，用以检测所述驱动电机(13)的工作状态的温度传感器信号接插件(1323)和旋变信号接插件(1324)连接于所述电机控制器(12)，且固定于所述连接器固定板(1342)。
5.根据权利要求1所述的集成化电驱动系统总成，其特征在于，还包括设于所述第一腔体和所述第二腔体之间、用以避免所述变速器(11)的润滑油进入所述驱动电机(13)的油封装置(114)。
6.根据权利要求5所述的集成化电驱动系统总成，其特征在于，所述变速器传动输入转轴(112)和所述驱动电机转子轴(1332)之间通过连接部相连，所述连接部处涂覆润滑油，所述连接部相较于所述油封装置(114)靠近所述第一腔体。
7.根据权利要求5所述的集成化电驱动系统总成，其特征在于，所述变速器传动输入转轴(112)和所述驱动电机转子轴(1332)之间通过连接部相连，所述连接部处涂覆润滑脂，所述连接部相较于所述油封装置(114)靠近所述第二腔体。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的集成化电驱动系统总成，其特征在于，还包括连通于所述电机控制器(12)和所述驱动电机(13)、用以实现所述电机控制器(12)和所述驱动电机(13)冷却的冷却管道。
9.根据权利要求8所述的集成化电驱动系统总成，其特征在于，所述冷却管道包括用以冷却所述电机控制器(12)的第一冷却段以及和所述第一冷却段相连、用以冷却所述驱动电机(13)的第二冷却段；所述第一冷却段设于所述电机控制器(12)的内部，所述第二冷却段设于所述驱动电机(13)的内部，且所述第一冷却段和所述第二冷却段之间通过位于外部的连接管(14)相连。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的集成化电驱动系统总成。
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