CN113415138A - 一种可变架构电驱动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变架构电驱动力系统，包括驱动电机、减速器和控制器，减速器上设有三相接线座，控制器上设有与三相接线座插接配合的三相接线头，所述三相接线座和三相接线头为圆形，所述控制器水平设置。（1）对于不同架构无需改变接口、减速器、控制器的结构，零件通用化程度高，降低生产成本；（2）采用水平布置的控制器更有利于保护这些电子元器件在整车经常发生震动冲击的工作环境下，保证高可靠性；（3）油路循环流量始终保持最佳状态；（4）电驱动力系统不同角度架构提升车内空间利用率；（5）设置水平检测装置保证装配和行驶时控制器的水平状态。

Description

一种可变架构电驱动力系统

技术领域

本发明涉及电动汽车动力系统技术领域，尤其涉及一种可变架构电驱动力系统。

背景技术

电驱动力系统通常包含电机、减速器、控制器三个核心模块，电动汽车的用户可使用空间已经成为产品市场竞争的卖点，整车结构布局要求更紧凑，电驱动力系统在整车周边的空间非常小；同时为避让整车其他零部件结构，或整车布局要求，电驱动力系统布局匹配整车布局需求，需要倾斜一定的角度布置。对于不同车型，通常需要调整控制器与减速器的装配角度以匹配整车架构，但是现有的电驱动力系统通常为固定架构，当为匹配整车边界，减速器与控制器倾斜角度发生变化后，控制器与减速器的三相接线结构以及控制器与电机的安装点结构需要随结构调整匹配，涉及接口和安装点的零部件需要重新设计开发，从而增加生产成本。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种控制器、减速器、电机的三合一壳体结构”，其公开号CN208754130U，包括一体铸造成型的控制器壳体、减速器壳体和电机壳体；所述电机壳体内设有径向M型的电机水道。该实用新型通过设置一体成型的壳体将控制器、减速器和电机固定为一个整体结构。其不足之处是，该电驱动力系统为固定架构，对于不同车型，难以做到完全匹配整车边界，若要改变控制器和减速器之间夹角，则需要重新铸模，增加生产成本。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的电驱动力系统无法匹配不同车型整车边界的问题，改变架构增加大量成本，提供一种可变架构电驱动力系统，实现控制器装配角度可调，提高零部件通用化比率，降低成本，适应车型架构范围广，可靠性高。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可变架构电驱动力系统，包括驱动电机、减速器和控制器，减速器上设有三相接线座，控制器上设有与三相接线座插接配合的三相接线头，所述三相接线座和三相接线头为圆形，所述控制器水平设置。

本发明的特点在于将控制器与减速器的三相接线口设置呈圆形，由此在装配时，减速器的三相接线头插入减速器上的三相接线座中，在保证控制器水平设置的前提下，根据不同的整车架构改变控制器与减速器的夹角，角度调整完成后再通过支架连接控制器和驱动电机，由于驱动电机与减速器互相连接，从而完成电驱动力系统的整体固定，形成不同的电驱动力系统架构，对于不同架构无需改变接口、减速器、控制器的结构，零件通用化程度高，降低生产成本；控制器内有很多核心电子元器件（例如IGBT、电路板等），由于这些电子元件的先天结构特点，采用水平布置更有利于保护这些电子元器件在整车经常发生震动冲击的工作环境下，保证高可靠性。

作为优选，所述减速器轴心与驱动电机轴心之间的连线与水平方向夹角为0°-30°。

控制器与减速器的角度在该范围下与周边架构适配性好，例如电驱总成采用前驱布置架构时，由于前机舱会布置很多其他零部件，如转向机、散热器、压缩机等，周边零部件很多，边界环境复杂，匹配难度大。采用调整电驱布置倾角的方式（如将夹角设置为25°），避让周边零件，可以使前舱布置有更多的方案可以选择，降低匹配难度，优化空间利用效率；又如当电驱总成采用后驱布置架构时，调整电驱布置倾角小于8°形成水平布置架构， Z向尺寸更小，可以释放更多的空间到成员舱，供用户使用。

作为优选，所述驱动电机和减速器之间沿周向设有进油管接口和出油管接口，所述进油管接口高于出油管接口设置，所述进油管接口中心到驱动电机轴心连线与水平方向夹角为23°-67°，所述出油管接口中心到驱动电机轴心连线与竖直方向夹角在±26°之间。

油冷电机冷却液（例如变速箱润滑油等）通过减速器从减速器侧循环至电机壳，喷淋至电机定子转子等发热区域后，通过重力作用经回油管路回流至减速器腔的油池内。油路结构沿电机壳和减速壳表面布置，在电机与减速器合箱面处对接。当电驱总成布置倾角改变时，延电机壳圆周布置的进油管路和回油管路高度位置会发生变化，从而影响进油口出流量和回油管路流量。当油路中心与电机轴心与水平方向夹角在23°-67°范围布置，进口油路流最大，回油管截面中心与电机轴心连线与垂直方向夹角±26°范围为回油流量最大位置。当超过上述角度范围油冷电驱的油路循环流量都无法达到最佳状态。

作为优选，所述三相接线座和三相接线头之间设有水平检测装置。

通过设置水平检测装置用于在装配过程中以及行驶过程中时刻监测控制器的水平状态，装配过程中，当控制器处于水平状态，以控制器为基准，准确调节减速器与控制器的夹角；行驶过程中监测控制器的水平状态以保证电驱动力系统的可靠性，优选在水平检测装置上连接报警系统，当控制器位于非水平状态，系统提示报警直到控制器位于水平状态。

作为优选，所述水平检测装置包括沿周向设置在三相接线头上的环形管，所述环形管中滚动设有压力块，所述环形管底部沿竖直方向对称设有压力传感器，压力传感器之间面积大于压力块与环形管底面的接触面积。

两个压力传感器的对称轴与控制器宽度方向垂直，当控制器（即控制器宽度方向）位于非水平状态时，两个压力传感器的对称轴与竖直方向形成夹角，压力块在重力作用下始终向环形管最低点移动，此时压力块在位于竖直方向最底部，压在压力传感器上，压力传感器传出非水平状态的信号；转动控制器位于水平状态时，两个压力传感器沿竖直方向对称，而压力块在重力作用下始终向环形管最低点移动，此时压力块位于两个压力传感器之间的环形管上，压力传感器感受不到压力。

作为优选，所述三相接线座内壁设有活动槽，所述活动槽与三相接线座周向滑动连接，所述活动槽底部设有配重块，所述活动槽内固定设置有第一下极板和第二下极板，所述第一下极板和第二下极板沿竖直方向对称设置，所述三相接线头外壁底部设有上极板，所述上极板中心至三相接线头中心连线与控制器宽度方向垂直，所述第一下极板、第二下极板和上极板均与MCU连接。

另一种实施方式为设置极板，三相接线座和三相接线头之间形成以空气为介质的腔体。空气介质、上极板和第一下极板形成第一电容，上极板、空气介质和第二下极板形成第二电容，上极板的角度随控制器变化，而由于配重块作用于可活动的活动槽上，第一下极板和第二下极板随活动槽始终保持沿竖直方向对称的状态，当控制器位于水平状态时，上极板不产生偏移，上极板与第一下极板和第二下极板对应面积为0，第一电容和第二电容大小为0，当控制器发生转动，上极板角度发生偏移，若向左转动则上极板与第一下极板形成的第一电容产生电容值，根据第一电容的电容值大小判断角度偏移大小；若向右侧转动，则上极板与第二下极板形成的第二电容产生电容值，根据第二电容的电容值大小判断角度偏移大小，根据是第一电容还是第二电容产生电容值判断是左倾还是右倾。

作为优选，所述三相接线座和三相接线头之间设有用于检测减速器和控制器之间夹角的角度检测装置。

通过设置角度检测装置，在装配时精确控制减速器和控制器的夹角。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）对于不同架构无需改变接口、减速器、控制器的结构，零件通用化程度高，降低生产成本；（2）采用水平布置的控制器更有利于保护这些电子元器件在整车经常发生震动冲击的工作环境下，保证高可靠性；（3）油路循环流量始终保持最佳状态；（4）电驱动力系统不同角度架构提升车内空间利用率；（5）设置水平检测装置保证装配和行驶时控制器的水平状态。

附图说明

图1是本发明实施例1控制器的一种结构示意图。

图2是本发明实施例1倾斜架构的一种结构示意图。

图3是本发明实施例1水平架构的一种结构示意图。

图4是本发明整车电驱倾斜架构布局示意图。

图5是本发明整车电驱水平架构布局示意图。

图6是本发明实施例2的水平检测装置的一种结构示意图。

图7是本发明实施例3的水平检测装置的一种结构示意图。

图中：1、驱动电机，2、减速器，21、三相接线座，22、活动槽，23、第一上极板，24、第二上极板，3、控制器，31、三相接线头，32、环形管，321、压力块，322、压力传感器，33、上极板，34、密封圈，4、出油管接口，5、进油管接口。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1

如图1所示，一种可变架构电驱动力系统，包括驱动电机1、减速器2和控制器3，驱动电机1轴心与减速器2连接，减速器2远离驱动电机1的一侧上方设有圆形三相接线座21，控制器3上设有与三相接线座21插接配合的圆形三相接线头31，三相线接线铜排与控制器接线头搭接并螺栓紧固，控制器3水平设置，三相接线头31上设有密封圈34。控制器3与驱动电机1通过固定支架固定连接。驱动电机1和减速器2之间沿周向设有进油管接口5和出油管接口4，进油管接口5高于出油管接口4设置。

如图2所示，减速器2轴心与驱动电机1轴心之间的连线与水平方向夹角为25°，形成倾斜架构。进油管接口5中心到驱动电机1轴心连线与水平方向夹角为44.5°，出油管接口4中心到驱动电机1轴心连线与竖直方向夹角为26°。

如图4所示，倾斜架构的电驱动力系统用于前驱布置架构，有利于避让汽车前舱转向机、散热器、压缩机等。

如图3所示，减速器2轴心与驱动电机1轴心之间的连线与水平方向夹角为8°，形成水平架构。进油管接口5中心到驱动电机1轴心连线与水平方向夹角为27.5°，出油管接口4中心到驱动电机1轴心连线与竖直方向夹角为9°。

如图4所示，水平架构的电驱动力系统用于后驱布置架构，Z向尺寸更小，可以释放更多的空间到成员舱，供用户使用。

当电驱总成采用四驱架构布局时，由于前后驱周边边界需求不同，可能需要同时有两种倾角架构的电驱总成，例如可以水平架构后置，前舱设置倾斜架构或水平架构。

调整不同角度的架构无需改变减速器、控制器及二者接口的结构，节省成本，且控制器保持水平状态，可靠性高。

实施例2

一种可变架构电驱动力系统，其结构与实施例1大致相同，如图5所示，区别之处在于，还包括三相接线座21和三相接线头31之间设有的水平检测装置以及角度检测装置。

水平检测装置包括沿周向设置在三相接线头31上的环形管32，环形管32中滚动设有压力块321，压力块321为球形，环形管32底部沿垂直于控制器3延伸方向对称设有压力传感器322，压力传感器322沿环形管32内壁延伸，压力传感器322之间的间隔面积大于压力块321与环形管32底面的接触面积。

如图5所示，控制器3为非水平状态，压力块321由于重力始终位于最低点，此时压力块321位于右侧的压力传感器322上，压力传感器322将信号发送至系统，提醒调整控制器3倾角直到控制器3为水平状态，压力块321位于两个压力传感器322之间，不传递信号。环形管32不限于圆形，可以为椭圆形，由于曲率不同可以提高或降低检测精度。通过角度检测装置在装配时精确控制减速器和控制器的夹角。

实施例3

一种可变架构电驱动力系统，其结构与实施例2大致相同，如图6所示，区别之处在于，三相接线座21内壁设有活动槽22，活动槽22与三相接线座21周向滑动连接，活动槽22底部设有配重块，活动槽22内固定设置有第一下极板23和第二下极板24，第一下极板23和第二下极板24沿竖直方向对称设置，三相接线头31外壁底部设有上极板33，上极板33中心至三相接线头31中心连线与控制器3宽度方向垂直，第一下极板23、第二下极板24和上极板33均与MCU连接。

三相接线座和三相接线头之间形成以空气为介质的腔体，密封圈用于保证腔体的密封性。空气介质、上极板和第一下极板形成第一电容，上极板、空气介质和第二下极板形成第二电容，上极板的角度随控制器变化，而由于配重块作用于可活动的活动槽上，第一下极板和第二下极板随活动槽始终保持沿竖直方向对称的状态，当控制器位于水平状态时，如图6所示，上极板不产生偏移，上极板与第一下极板和第二下极板对应面积为0，第一电容和第二电容大小为0，当控制器发生转动，上极板角度发生偏移，若向左转动则上极板与第一下极板形成的第一电容产生电容值，根据第一电容的电容值大小判断角度偏移大小；若向右侧转动，则上极板与第二下极板形成的第二电容产生电容值，根据第二电容的电容值大小判断角度偏移大小，根据是第一电容还是第二电容产生电容值判断是左倾还是右倾。该装置既可以用于装配时，又可用于行驶时控制器水平状态的监测。

Claims (7)

1.一种可变架构电驱动力系统，包括驱动电机（1）、减速器（2）和控制器（3），减速器（2）上设有三相接线座（21），控制器（3）上设有与三相接线座（21）插接配合的三相接线头（31），其特征是，所述三相接线座（21）和三相接线头（31）为圆形，所述控制器（3）水平设置。

2.根据权利要求1所述的一种可变架构电驱动力系统，其特征是，所述减速器（2）轴心与驱动电机（1）轴心之间的连线与水平方向夹角为0°-30°。

3.根据权利要求1所述的一种可变架构电驱动力系统，其特征是，所述驱动电机（1）和减速器（2）之间沿周向设有进油管接口（5）和出油管接口（4），所述进油管接口（5）高于出油管接口（4）设置，所述进油管接口（5）中心到驱动电机（1）轴心连线与水平方向夹角为23°-67°，所述出油管接口（4）中心到驱动电机（1）轴心连线与竖直方向夹角在±26°之间。

4.根据权利要求1所述的一种可变架构电驱动力系统，其特征是，所述三相接线座（21）和三相接线头（31）之间设有水平检测装置。

5.根据权利要求4所述的一种可变架构电驱动力系统，其特征是，所述水平检测装置包括沿周向设置在三相接线头（31）上的环形管（32），所述环形管（32）中滚动设有压力块（321），所述环形管（32）底部沿垂直于控制器（3）延伸方向对称设有压力传感器（322），压力传感器（322）之间的面积大于压力块（321）与环形管（32）底面的接触面积。

6.根据权利要求4所述的一种可变架构电驱动力系统，其特征是，所述三相接线座（21）内壁设有活动槽（22），所述活动槽（22）与三相接线座（21）周向滑动连接，所述活动槽（22）底部设有配重块，所述活动槽（22）内固定设置有第一下极板（23）和第二下极板（24），所述第一下极板（23）和第二下极板（24）沿竖直方向对称设置，所述三相接线头（31）外壁底部设有上极板（33），所述上极板（33）中心至三相接线头（31）中心连线与控制器（3）宽度方向垂直，所述第一下极板（23）、第二下极板（24）和上极板（33）均与MCU连接。

7.根据权利要求1所述的一种可变架构电驱动力系统，其特征是，所述三相接线座（21）和三相接线头（31）之间设有用于检测减速器（2）和控制器（3）之间夹角的角度检测装置。

Images