CN112440705A - 动力总成 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力总成,所述动力总成包括电机组件、变速器组件、电源模块、电控模块,所述电机组件、所述变速器组件、所述电源模块以及所述电控模块集成于同一箱体内,所述电源模块、所述电控模块水平排布于所述箱体的上部,所述电机组件和所述变速器组件水平排布于所述箱体的下部,且所述电控模块位于所述电机组件顶端。根据本发明实施例的动力总成,动力总成的各部分高度集成,且占用空间缩小。
Description
技术领域
本发明涉及交通运输技术领域,特别涉及一种动力总成。
背景技术
随着现在社会技术的发展,电动汽车越来越普及,电动汽车的控制器功能集成也越来越多,体积要求越来越小。相关技术中的车辆控制器功能相对单一,电机、电控和电源外壳是独立壳体,集成度不高,而且占用空间比较大且比较笨重、成本高。
发明内容
本发明的一个目的在于提出一种动力总成,动力总成的各部分高度集成,且占用空间缩小。
根据本发明实施例的动力总成,所述动力总成包括电机组件、变速器组件、电源模块、电控模块,所述电机组件、所述变速器组件、所述电源模块以及所述电控模块集成于同一箱体内,所述电源模块、所述电控模块水平排布于所述箱体的上部,所述电机组件和所述变速器组件水平排布于所述箱体的下部,且所述电控模块位于所述电机组件顶端。
根据本发明实施例的动力总成,动力总成的各部分高度集成,且占用空间缩小。
另外,根据本发明上述实施例的动力总成,还可以具有如下附加的技术特征:
一些实施例中,所述箱体内设有散热通道,所述电源模块、所述电控模块和所述电机组件设于所述散热通道的周围以共用所述散热通道。
一些实施例中,所述散热通道包括:第一通道、第二通道和第三通道,所述第一通道具有介质入口;所述第二通道与所述第一通道连通;以及所述第三通道与所述第二通道连通,所述第三通道具有介质出口,其中,所述第一通道贴合或贯穿所述电控模块,所述第二通道部分包围式设置于所述电机组件的外侧,所述第三通道贴合或贯穿所述电源模块。
一些实施例中,所述电机组件与所述电控模块分别设于所述第一通道的相对两侧,所述第一通道一侧与所述电控模块贴合,另一侧与所述电机组件贴合。
一些实施例中,所述电源模块和所述变速器组件分别设于所述第三通道的相对两侧,所述第三通道的一侧与所述电源模块贴合,另一侧与所述变速器组件贴合。
一些实施例中,所述电源模块包括MOS管、电源变压器、电源降压变压器、电源DC电感,所述MOS管贴合所述散热通道,所述箱体内设有分布于所述散热通道周围的电源变压器灌封腔、电源降压变压器灌封腔、电源DC电感灌封腔。
一些实施例中,所述电机组件与所述电控模块之间的壁上设有三相线过线孔,以用于连接所述电机组件与所述电控模块的三相线穿过。
一些实施例中,所述箱体包括:箱壳、上盖和小盖,所述电机组件、所述变速器组件、所述电源模块以及所述电控模块集成于所述箱壳内,所述箱壳的顶部敞开以放置所述电源模块以及所述电控模块;所述上盖盖在所述箱壳的顶部以遮盖所述电源模块和所述电控模块,所述上盖上设有至少一个开口;所述小盖设于所述上盖上,并构造成适于从所述开口外侧开闭所述开口。
一些实施例中,所述箱壳下部的相对两侧中一侧具有第一安装口并由电机盖封盖以放置所述电机组件,所述箱壳下部的相对两侧中另一侧具有第二安装口并由变速箱盖封盖以放置所述变速器组件。
一些实施例中,所述箱体上安装有直流母线与信号接插件,且所述直流母线与所述信号接插件被所述电控模块和所述电源模块共用。
附图说明
图1是本发明一个实施例的动力总成的示意图。
图2是本发明一个实施例的动力总成的示意图。
图3是本发明一个实施例的动力总成的剖视图。
图4是本发明一个实施例的动力总成的隔板的示意图。
图5是本发明一个实施例的动力总成的箱壳的示意图。
图6是本发明一个实施例的动力总成的箱壳的示意图。
图7是本发明一个实施例的动力总成的剖视图。
图8是本发明一个实施例的动力总成的爆炸示意图。
图8A是图8中圈A所示区域的局部放大示意图。
图9是本发明一个实施例的动力总成的电源模块、电控模块的深度集成电路板的布局示意图。
图10是本发明一个实施例的动力总成的爆炸示意图。
图11是本发明一个实施例的动力总成的爆炸示意图。
图12是本发明一个实施例的动力总成的局部示意图。
图13是本发明一个实施例的动力总成的爆炸示意图。
附图标记:动力总成100,箱体101,电源模块102,电控模块103,小盖a1,上盖2,小盖b3,交流充电接插件4,进水管5,箱壳6,变速箱盖7,直流母线8,PTC接插件9,压缩机接插件10,直流充电线11,DC转接头12,出水管13,信号接插件14,电机盖15,IGBT驱动板16,IGBT17,第一盖板18,第一通道19,电机仓20,电机轴21,第一开口22,第一流道 a23,第二流道b24,第三流道c25,第四流道d26,隔板27,第五流道28,第二开口29,支撑筋30,第三通道31,第二盖板32,MOS管驱动板a33,MOS管34,第一螺丝柱a35,第一筋位a36,第一缺口a37,第二筋位b38,第二缺口b39,第三筋位c40,第三缺口c41,第二螺丝柱b42,第一腔体43,介质入口44,隔离筋a45,隔离筋b46,变速箱腔体47,电源DC电感灌封腔48,电源降压变压器灌封腔49,电源变压器灌封腔50,三相线过线孔51,介质出口 52,第二通道53,安装槽54,三相线端子55,霍尔56,三相线57,电机组件58,变速器组件59,螺丝60,电机轴承61,深度集成电路板62,电源DC滤波区63,信号转接接插件64,电源OBC滤波区65,屏蔽罩66,导电连接柱67,电源功率模块组件68,磁环座组件69,金属化薄膜电容70,负极连接铜排71,正极连接铜排72,保险73,保险转接铜排a74,保险转接铜排b75,接触器76,配电转接铜排a77,配电转接铜排支架78,配电转接铜排b79,MOS管驱动板b80,M4螺丝81,DC转接件82,MOS管压板组件83,电源变压器84,电源降压变压器 85,电源DC电感86,电源功率板87。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
如图1至图13,根据本发明实施例的动力总成100,包括电机组件58、变速器组件59、电源模块102、电控模块103。
其中,电机组件58、变速器组件59、电源模块102以及电控模块103集成于同一箱体101 内,电源模块102、电控模块103水平排布于箱体101的上部,电机组件58和变速器组件59 水平排布于箱体101的下部,且电控模块103位于电机组件58顶端。
根据本发明实施例的动力总成100,动力总成100中的电机组件58、变速器组件59、电源模块102、电控模块103集成于同一箱体101内,动力总成100整体的集成度高,而且各部分的排布方式缩小了动力总成100占用的空间,便于动力总成100的安装以及装配。
具体而言,相对于相关技术中各部分外壳分体设置方案,本发明中动力总成100各部分集成在一起,可以利用同一个箱体101安装不同的部件,保证了动力总成100整体上的完整性,不需要对每一个部分都进行独立组装之后再装配到一起,有效地提高了动力总成100 的整体性。
而且,由于动力总成100的各部分集成于同一箱体101内,因此,可以方便设置散热通道对各个部件进行散热,各部分之间的散热通道不需要另外设置连接结构,简化散热通道的路径。
因此,可选地,本发明中的箱体101内设置了对电源模块102、电控模块103、电机组件 58散热的散热通道。当然,也可以分别设置散热通道对各个部件分别散热,以适应于不同部件对散热的要求。本发明下面以各部件共用散热通道为例进行说明。
一些实施例中,箱体101内设有散热通道,电源模块102、电控模块103和电机组件58 设于散热通道的周围以共用散热通道。通过将电源模块102、电控模块103和电机组件58设置到散热通道的周围,可以通过散热通道对各个部件进行散热,提高对动力总成100整体的散热效果,而且,用于对电源模块102、电控模块103和电机组件58进行散热的通道不需要设置另外的连接机构进行连接,有效地简化了散热通道的结构,而且,还减少了散热通道的连接处泄露的问题。有效地降低了成本,而且,还提高了动力总成100的运行稳定性和安全性。
可选地,散热通道包括第一通道19,第一通道19可以设置为贴合电控模块103,在介质通过第一通道19时,可以对电控模块103进行散热;另外,第一通道19也可以设置为贯穿电控模块103,也就是说,第一通道19从电控模块103内部穿过,从而有效的提高对电控模块 103的散热效果。
散热通道还可以包括第二通道53,第二通道53设置成部分包围电机组件58的形式,也就是说,第二通道53部分包围式设置于电机组件58的外侧。
其中,第二通道53可以包围电机的1/4到3/4,可选地,可以将第二通道53沿电机的周向设置,电机的周向方向上,第二散热通道包围电机的1/4到3/4。
散热通道还可以包括第三通道31,第三通道31可以设置为贴合电源模块102,在介质通过第三通道31时,可以对电源模块102进行散热;另外,第三通道31也可以设置为贯穿电源模块102,也就是说,第三通道31从电源模块102内部穿过,从而有效地提高对电源模块102 的散热效果。
可选地,第一通道19、第二通道53和第三通道31可以设置为串联在一起的形式,也就是说,第一通道19、第二通道53、第三通道31串联在一起,并在串联后形成的散热通道上形成介质入口44和介质出口52。
进一步地,可以将第一通道19、第二通道53和第三通道31依次串接,具体而言,第一通道19具有介质入口44,第二通道53与第一通道19连通,第三通道31与第二通道53连通,第三通道31具有介质出口52。其中,第一通道19贴合或贯穿电控模块103,第二通道53部分包围式设置于电机组件58的外侧,第三通道31贴合或贯穿电源模块102。
可选地,电机组件58与电控模块103分别设于第一通道19的相对两侧,第一通道19一侧与电控模块103贴合,另一侧与电机组件58贴合。这样,通过第一通道19可以同时对电控模块103和电机组件58进行散热,提高了散热的效率,另外,第二通道53也可以对电机组件58 进行散热,因此,有效地提高了对电机的散热效果,综合考虑不同部件对散热的不同要求。
可选地,第一通道19和第二通道53可以连接为环绕电机的形式,也就是说,第一通道 19第二通道53的组合对电机构造成包围结构,而第一通道19和第二通道53可以构造成包围电机的1/4到3/4,可选地,第一通道19和第二通道53组合的结构形成沿电机的周向包覆1/4 到3/4的结构,另外可选地第一通道19和第二通道53组合形成对电机的半包围结构。
可选地,电源模块102和变速器组件59分别设于第三通道31的相对两侧,第三通道31 的一侧与电源模块102贴合,另一侧与变速器组件59贴合。因此,可以通过第三通道31对电源模块102进行降温,有效地提高动力总成100的整体以及散热通道的集成。
另外,电源模块102包括MOS管、电源变压器84、电源降压变压器85、电源DC电感86,其中,电源变压器84、电源降压变压器85以及电源DC电感86的发热量相对比较大,因此,需要增强对其的散热要求,因此,本申请中将这些部件也设置在了散热通道的周围,从而提高对高发热部件的散热效果。
进一步地,MOS管贴合第三通道31,电源DC电感86、电源降压变压器85、电源变压器84 分布于第三通道31的周侧,因此,第三通道31达到了直接给MOS管散热,间接给电源DC电感 86、电源降压变压器85、电源变压器84散热的目的。
具体而言,本发明中的一体化箱体101中,各个部件共用散热通道,对电源模块102进行散热的结构、对电控模块103进行散热的结构集成为散热通道,简化了结构。
另外,在箱体101上设置了用于对电源模块102的部分元件进行封装的结构,这样可以进一步地提高对电源模块102散热的效果,例如,在箱体101内设置了电源变压器灌封腔50、电源降压变压器灌封腔49、电源DC电感灌封腔48,其中,电源变压器灌封腔50用于封装电电源变压器84,电源降压变压器灌封腔49用于封装电源降压变压器85,电源DC电感灌封腔 48用于封装电源DC电感86,其中,电源变压器灌封腔50、电源降压变压器灌封腔49分布于散热通道的周围,以实现各部分围绕散热通道设置。
因此,可以达到一个散热通道对多个需要散热的部件进行散热的目的,减少了相关技术中的水道的水路连接结构。
另外,在本发明中,第三通道、电源变压器灌封腔50设置在变速器的转轴的上方,从而可以充分地利用变速器转轴上方的空间,提高动力总成100的空间利用率。
可选地,由于电源模块102、电控模块103、电机组件58集成于同一箱体101之内,这样电源模块102和电控模块103可以共用一根直流母线和一个信号接插件(相对于相关技术,可以省掉一根直流母线和一个信号接插件及其连接线)。具体而言,箱体101上安装有直流母线与信号接插件,且直流母线与信号接插件被电控模块103和电源模块102共用。
如前所述,本发明中的电控模块103设置在电机组件58的上方,这样可以简化电控模块 103与电机组件58之间的连接结构。可选地,电机组件58与电控模块103之间的壁上设有三相线过线孔,以用于连接电机组件58与电控模块103的三相线穿过。电控模块103和电机组件58的三相线连接可以直接由电机组件58拉线向上和电控模块103连接,省掉了相关的三相铜排注塑件及电控模块103和电机组件58之间三相线连接处的防水结构。
另外,本发明中的电控模块103、电源模块102、电机组件58、变速器组件59集成在同一箱体101上,各部件之间的相对位置固定,而且,箱体101上可以更加容易地设置铜排来连接各个部件,因此,本发明中电控模块103、电源模块102、电机组件58、变速器组件59 之间,可以通过铜排连接,利用铜排连接代替线速连接,有效地减少电源模块102与其他部件之间线束的长度,从而保证了动力总成100的稳定性。
本发明中,散热通道的设计,相比现有设计中的分体式结构,在保证具有较佳的冷却效果的同时,优化了冷却回路,减少了散热介质管长度。如此,冷却效果好且兼顾了空间紧凑,同时降低了总成成本。
可选地,本发明中的箱体101可以包括箱壳6,电机组件58、变速器组件59、电源模块 102以及电控模块103集成于箱壳6内,箱壳6可以设置为一体化结构,例如将箱壳6设置成一体成型的形式。
为了方便动力总成100中各个部分的安装,可以将箱体101设置成具有安装孔的形式,从而可以方便地将各个部件安装到对应的位置。例如,本发明中的电源模块102、电控模块 103朝向同一侧敞开,并由同一个上盖2进行封闭,进一步地,本发明中的箱体101可以包括上盖2,箱壳6的顶部敞开以放置电源模块102以及电控模块103,通过同一个上盖2同时封盖箱壳6的顶部,从而实现对电源模块102和电控模块103的封盖。换言之,上盖2盖在箱壳6的顶部以遮盖电源模块102和电控模块103。
可选地,本发明中的上盖2上设置有开口,可以通过开口对箱壳6内部的零部件进行安装或维护。例如,在上盖2上设置便于安装直流母线、直流充电线端子和保险的开口;在上盖2上设置安装交流充电线端子开口。
可选地,可以通过小盖来封盖开口,从而实现箱体101的密封。其中,本发明中的开口可以设置一个或多个,而小盖盖在上盖2上,小盖可以设置成可以从开口的外侧打开或关闭开口的形式,也就是说,不需要将整个上盖2打开即可以打开或管壁小盖。
另外,在上盖2上设置多个开口时,可以利用一个上盖2同时关闭多个开口,也可以对应于每一个开口设置一个上盖2,通过多个上盖2独立地开闭开口。
可选地,箱壳6下部具有第一安装口,可以通过该第一安装口将电机组件58放置到箱壳 6内,然后将电机盖封盖在箱壳6上以封盖第一安装口。可选地,箱壳6下部具有第二安装口,可以通过该第二安装口将变速器组件59放置于箱壳6内,然后将变速器该封盖上箱壳6上以封盖第二安装口。其中,箱壳6上用于放置电机组件58的腔室与用于放置变速器组件59的腔室是相通的,这样可以方便电机组件58与变速器组件59连接。可选地第一安装口与第二安装口是相对设置的。
具体而言,箱壳6下部的相对两侧中一侧具有第一安装口并由电机盖封盖以放置电机组件58;箱壳6下部的相对两侧中另一侧具有第二安装口并由变速箱盖7封盖以放置变速器组件59。
本发明是将电源模块102外壳、电控模块103外壳、电机组件58外壳、变速器组件59外壳做成了一个箱体101,三者的散热介质通道相互连通散热,省去了各模块的散热介质通道连接,电控模块103和电机组件58局部达到共用散热介质通道。同时,电源模块102和电控模块103的外壳和电机组件58外壳做成一体化后,结构更牢固,省去了外壳之间的连接,同时充分利用变速箱转轴上方空间,一体化箱体101也省掉了利用此空间时的额外支撑结构。这样节省了整个产品的空间和减轻重量,使之能做到更轻巧。
电源模块102、电控模块103、电机组件58的外壳做成一体化箱体101后,电机组件58 和电控模块103的IGBT距离很近,电机组件58三相线可以直接连接到IGBT上,省掉了三相注塑件铜排的转接以及电机组件58和电控模块103三相注塑件过孔处的防水结构。
电控模块103、电源模块102及整车控制器深度集成,使这些控制板可以共用1个低压接插件,从而节省了2个接插件;电控模块103和电源模块102共用一条直流母线,减少了布线;电控模块103中的IGBT驱动板和IGBT控制板同电源滤波板、控制板精简布局共用一块PCB, 减少了内部连线和电子元件,从而达到节省成本目的。
下面参照附图描述本发明具体实施方式的动力总成。
如图1图2所示是动力总成中箱体周围结构示意图,动力总成的箱体部分有上盖2和一体化箱壳6,上盖2上又有便于安装直流母线、直流充电线端子和保险的小盖a1以及安装交流充电线端子的小盖b3;箱壳6周围装有交流充电接插件4、进水管5、变速箱盖7、直流母线8、 PTC接插件9、压缩机接插件10、直流充电线11、DC转接头12、出水管13、信号接插件14、电机盖15等零件。
如图3所示是动力总成的散热通道剖开及介质流向示意图,从这个示意图上我们可以看出散热介质从进水管5进入到第一通道19后,第一通道19上方是IGBT17,下方是电机仓20,此时电机组件的一部分散热流道是共用的第一通道19,第一通道19是通过第一盖板18用摩擦焊接方式密封。散热介质再从第一通道19另一端的第一开口22流入到第二通道53。第二通道53里装有一个隔板27,隔板27在第二通道52沿靠近和远离电机组件的方向内隔出不同的通道,而隔板上设有至少一个筋位以形成依次相接的多个流道。具体而言,隔板27把第二通道53隔离成了第一流道a23、第二流道b24、第三流道c25、第四流道d26和第五流道28 五个小区域。
这样把第二通道44分成几个小水道的目的是防止水从第一开口流入第二通道53后没有经过第一流道、第二流道、第三流道和第四流道的区域而直接从第二开口流出,使得第一流道、第二流道、第三流道和第四流道区域成为死水区域而达不到冷却电机组件的作用。整个电源模块、电机组件、电控模块的散热通道一体贯通,只有一个进水管和一个出水管,减少了各散热水道模块的水管连接。
散热介质冷却电机组件后经第五流道28上方的第二开口流入第三通道31,第三通道31 上方有用摩擦焊接密封的第二盖板32,MOS管34紧贴于第二盖板32上。散热介质经过第三通道后再从出水管13流出。
如图4所示是隔板结构及其水流向示意图,通过此图进一步阐述了隔板27的工作原理和作用。隔板27上有第一螺丝柱a35和第二螺丝柱b42,用于隔板27通过螺丝安装在第二通道 53里面。从图上可以看出,第一螺丝柱a35和第二螺丝柱b42与隔板27配合形成缺口,水流正好分别从这2个螺丝柱的缺口流进和流出。从水路路线可以看出,散热介质从第一螺丝柱 a35的缺口处流入后被第一筋位a36隔离成了第四流道d26,水经第四流道d26后再从第一筋位a36的第一缺口a37流入被第二筋位b38隔离成的第三流道c25,散热介质再从第二筋位b38 的第二缺口b39处流出,流向被第三筋位c40隔离成的第二流道b24,再从第三筋位c40上的第三缺口c41处流向第二螺丝柱b42和第三筋位c40之间的第一流道a23,再从第一螺丝柱b42 的缺口流出(相当于流向如图3的第五流道28并最终流向了第三通道31)。
如图5和图6所示是动力总成的箱体构造示意图,从图上可以看出箱壳6上包含有第一腔体43和变速箱腔体47及电机仓20三大部分,第一腔体用于装配电源模块、电控模块电子器件;变速箱腔体用于装配变速箱齿轮;电机仓用于装配电机组件机蕊等。第一腔体43上又有第一通道19,第一通道19内由隔离筋分割为依次相接的多个流道,第一通道19被隔离筋 a45和隔离筋b46分隔成3个小水道,这样散热介质从介质入口44流入从第一开口流出时,水路形成了一个”S“形,从而加大了此区域的散热面积,使IGBT和电机组件的局部散热流道共用。
第一腔体43上还分别有电源DC电感灌封腔48、电源降压变压器灌封腔49、电源变压器灌封腔50,它们的作用是用于这些电子器件填装灌封胶时控制其填胶量并防止这些电子器件被震坏。同时,电源DC电感灌封腔48、电源降压变压器灌封腔49、电源变压器灌封腔50 分布在第三通道两边(具体而言设于MOS管两侧),也有利于这些电子器件散热;这种灌封胶自身也有散热和绝缘功能。第一腔体43上还有第二开口29、第三通道31和介质出口52,用于MOS管冷却。由于第一腔体43装入电子器件后会比较重,所以在箱体下方还增加了支撑筋30,这样我们也可以充分利用了转轴上方的空间。在电机仓20旁边有用于电机组件冷却的第二通道53,第二通道53里还长有安装槽54,用于安装固定前面的隔板27。电机仓20上方的的靠第一通道位开有一个三相线过线孔51,这样电机组件的三相线可以直接从这个过孔穿过连接IGBT,省掉了IGBT和三相线的转接的三相注塑件和铜排。
如图7所示是电机组件、电控模块三相线连接示意图,从此示意图可以看到,电机组件 58上的三相线57直接通过三相线过线孔51后,通过线上的三相线端子55用螺丝固定在装有霍尔56的IGBT17上,这样省掉了IGBT和电机组件三相线的转接的三相注塑件和铜排,节省成本。同时,因电控模块外壳和电机组件外壳集成为一体箱体,整个箱体通过上盖2和电机盖15装配密封即可,省掉了以前三相注塑件与电机组件三相线过孔的密封,进一步的节省了成本。
如图8所示是电动总成动力部分爆炸示意图,从此示意图可以看到电动总成动力部分的主要零件装配方式:电机组件58的电机轴21两端分别装有电机轴承61,电机轴承61分别装入电机仓20和电机盖15内固定从而固定电机组件58。电机仓20通过电机盖15打螺丝和涂密封胶装配密封。变速器组件装入箱壳6的变速器腔体47后,再用变速箱盖7通过打螺丝和涂密封胶的方式装配密封。
如图9所示是集成有电源模块、电控模块的深度集成电路板的布局示意图,从此示意图可以看到IGBT17和电源DC滤波区63、电源OBC滤波区65都在深度集成电路板62的同一面,深度集成电路板62上还有2个信号转接接插件64用于连接来自电源模块中功率模块的信号并经过信号接插件14传输给整车控制中心。为了防止信号传输时受干扰,信号接插件14上还有屏蔽罩66。深度集成电路板62的装配信号接插件14的这一面为电源模块、电控模块的制区域,因电源模块和电控模块的控制部分集中在电路板的一个地方,这样电源模块和电控模块只需共用一个信号接插件14就可以了,可以省掉一个信号接插件及其和信号接插件连接的线束。
如图10和11分别所示是电源功率板组件装配示意图和电源模块、电控模块深度集成电路板组件装配示意图,从此示意图可以看到分别装有MOS管的MOS管驱动板a33和MOS管驱动板b80立着装于箱壳6的MOS管两偏侧,所有的MOS管紧贴于涂有导热硅脂的第二盖板32上,然后再用MOS管压板组件通过螺丝固定方式把MOS管紧紧紧压在第二盖板32上。再把DC转接件装配于箱壳6上和DC转接头12相连接,DC转接头12用螺丝固定在箱壳6侧边。再把焊接有电源变压器84、电源降压变压器85、电源DC电感86等电子器件的电源功率板87装配于箱体内,并让电源功率板87上的电源变压器84、电源降压变压器85、电源DC电感86分别对应的装入箱壳6的电源变压器灌封腔50、电源降压变压器灌封腔49和电源DC电感灌封腔48内,以便于灌胶
MOS管驱动板a33、MOS管驱动板b和电源功率板87焊接在一起使其能导电连通,电源功率板87的DC导电位和DC转接头12通过螺丝连接固定导电。电源功率板87上还装有2个导电连接柱67用于电源功率板87和深度集成电路板62的导电连接。我们把前面图9介绍的焊接有 IGBT17和霍尔56以及DC/OBC滤波的深度集成电路板62安装于电源功率板87上方,使IGBT17 紧贴于第一盖板18上,通过导电连接柱67通电导通,装有2个保险73的金属化薄膜电容70 固定在箱体后,电容电流出线铜排与IGBT1连接导通,其中一个保险73通过保险转接铜排a 和深度集成电路板62连接导电,使DC/OBC模块通电时经过这个保险73。
如图12所示是各配电模块装配示意图,从此示意图可以看到各配电线路的连接,交流充电接插件4通过螺丝连接在深度集成电路板62上,经过此PCB的OBC滤波后再经导电连接柱 67流入电源功率模块,再由另一个导电连接柱67把电源功率模块处理好的电流传向深度集成电路板62上的DC滤波,最后经过保险连接铜排a74和保险73及正极连接铜排72经直流母线 8流向电池给电池充电。直流充电时,直流电经直流充电线11再分别经配电转接铜排a77和配电转接铜排b79连接接触器76,直流充电线11和配电转接铜排的固定是通过安装在箱体的配电转接铜排支架连接固定在一起。2个接触器的另一端分别连接有负极连接铜排71和正极连接铜排72连接直流母线8并流入电池。为了过滤经直流母线8的干扰,直流母线8处增加了磁环座组件69。从图上还可以看到,负极连接铜排71和正极连接铜排72的另一端除了连接着直流母线8,也连接着电容的正负极,这样电池就可以给电控模块的电容和IGBT供电给电机组件。前面已具体讲过电机组件是直接引线上来和IGBT上的霍尔处接线导通。电容上的另一个保险经过保险转接铜排b75,分别连接PTC接插件9和压缩机接插件10的正极,PTC接插件9和压缩机接插件10的负极连接在负极连接铜排71上,这们电池就可以经过保险分别给 PTC和空调压缩机供电了。这样整个电源模块电控模块和配电的电子器件已装完,然后装上上盖就可以了。
如图13所示是电源模块、电控模块部分的爆炸示意图:电源功率模块组件68装入箱壳6 后点灌封胶防止电子器件被震坏,然后把交流充电接插件4连接到电源功率模块组件68上,再依次安装磁环座组件69、金属化薄膜电容70和接触器76,IGBT17和信号接插件14、屏蔽罩66焊接到深度集成电路板后安堆叠装于电源功率模块组件68上面。再用负极连接铜排71 和正极连接铜排72固定到金属化薄膜电容70的正负极入口并分别连接直流母线8和接触器 76的正负极。配电转接铜排a77和配电转接铜排b79固定到配电转接铜排支架78上后再分别连接直流充电线11和接触器76的正负极。2个保险73的一端共同连接到正极连接铜排72上,其中一个保险的另一端通过保险转接铜排a74连接到电源功率模块组件68上,另一个保险的另一端通过保险转接铜排b75分别连接PTC接插件9和压缩机接插件10的正极,以起到对这些电器的保护作用。PTC接插件9和压缩机接插件10的负极连到负极转接铜排71上。电容电流出口端通过铜排连接IGBT。电机组件通过前面说的三相线及端子和IGBT连接通电。然后盖上上盖2和小盖a、小盖b就完成了整个电控模块器的装配。如需检修产品,只需打开小盖a 或小盖b即可。
综上所述,本发明的技术方案特点是电源模块、电控模块、电机组件的外壳合并做成了一个一体化的箱体,并使电源模块的MOS管、电控模块的IGBT和电机组件的散热水道一体贯通和局部共用,减少了各散热水道之间的连接和防水结构。第二通道增加隔板结构,防止了第二通道的局部出现死水而达不到冷却效果,有效保证其冷却面积。电机组件、电控模块的外壳做成一体化箱体后,电机组件和电控模块的IGBT模块距离很近,电机组件三相线可以直接连接到IGBT上,省掉了三相注塑件铜排的转接以及电机组件和电控模块三相注塑件过孔处的防水结构。电源模块、电控模块、电机组件的外壳做成一体化箱体后,体积空间和箱体重量变得更小更轻,充分利用了转轴上方空间,一体化箱体强度好,省掉了分离外壳时需利用此空间的支撑结构件,有效提高了空间利用率。电源模块和电控模块的深度集成,不仅省掉了一些接插件及其连接线(如低压信号接插件),也省掉了一根直流母线,这样只需一根直流母线从电池给电控模块和电源模块供电。此电控模块器还集成了配电功能的直流和交流充电功能,这样省掉了电源模块的外壳和散热流道及给电源模块供电的直流母线,同时车辆直流充电/交流充电的配电模块也置于一个箱体内,减少了外部电源模块所需电缆或铜排的长度,高压电缆采用利于维修成本相对法兰接插件较低的小盖加线鼻子结构,这些都有利于减轻车辆总重量和成本。
本发明中的散热介质可以为冷却水、冷却油等介质。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种动力总成,所述动力总成包括电机组件、变速器组件、电源模块、电控模块,其特征在于,所述电机组件、所述变速器组件、所述电源模块以及所述电控模块集成于同一箱体内,所述电源模块、所述电控模块水平排布于所述箱体的上部,所述电机组件和所述变速器组件水平排布于所述箱体的下部,且所述电控模块位于所述电机组件顶端。
2.根据权利要求1所述的动力总成,其特征在于,所述箱体内设有散热通道,所述电源模块、所述电控模块和所述电机组件设于所述散热通道的周围以共用所述散热通道。
3.根据权利要求2所述的动力总成,其特征在于,所述散热通道包括:
第一通道,所述第一通道具有介质入口;
第二通道,所述第二通道与所述第一通道连通;以及
第三通道,所述第三通道与所述第二通道连通,所述第三通道具有介质出口,
其中,所述第一通道贴合或贯穿所述电控模块,所述第二通道部分包围式设置于所述电机组件的外侧,所述第三通道贴合或贯穿所述电源模块。
4.根据权利要求3所述的动力总成,其特征在于,所述电机组件与所述电控模块分别设于所述第一通道的相对两侧,所述第一通道一侧与所述电控模块贴合,另一侧与所述电机组件贴合。
5.根据权利要求3所述的动力总成,其特征在于,所述电源模块和所述变速器组件分别设于所述第三通道的相对两侧,所述第三通道的一侧与所述电源模块贴合,另一侧与所述变速器组件贴合。
6.根据权利要求2所述的动力总成,其特征在于,所述电源模块包括MOS管、电源变压器、电源降压变压器、电源DC电感,所述MOS管贴合所述散热通道,所述箱体内设有分布于所述散热通道周围的电源变压器灌封腔、电源降压变压器灌封腔、电源DC电感灌封腔。
7.根据权利要求1所述的动力总成,其特征在于,所述电机组件与所述电控模块之间的壁上设有三相线过线孔,以用于连接所述电机组件与所述电控模块的三相线穿过。
8.根据权利要求1所述的动力总成,其特征在于,所述箱体包括:
箱壳,所述电机组件、所述变速器组件、所述电源模块以及所述电控模块集成于所述箱壳内,所述箱壳的顶部敞开以放置所述电源模块以及所述电控模块;
上盖,所述上盖盖在所述箱壳的顶部以遮盖所述电源模块和所述电控模块,所述上盖上设有至少一个开口;
小盖,所述小盖设于所述上盖上,并构造成适于从所述开口外侧开闭所述开口。
9.根据权利要求8所述的动力总成,其特征在于,所述箱壳下部的相对两侧中一侧具有第一安装口并由电机盖封盖以放置所述电机组件,所述箱壳下部的相对两侧中另一侧具有第二安装口并由变速箱盖封盖以放置所述变速器组件。
10.根据权利要求1所述的动力总成,其特征在于,所述箱体上安装有直流母线与信号接插件,且所述直流母线与所述信号接插件被所述电控模块和所述电源模块共用。
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