CN114701342A - 电驱系统和交通工具 - Google Patents

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贺文涛
高军
张继军
尚达权
莫理雄
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    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Abstract

本发明提供一种电驱系统和交通工具，电驱系统包括电机装置、减速器装置、电机控制装置和电源总成，减速器装置位于电机装置的轴向前端并与电机装置连接，电机控制装置位于电机装置的轴向后端；电源总成包括壳体组件、充电模块、DC‑DC模块和配电模块，壳体组件位于电机装置的外壁的径向外侧，充电模块、DC‑DC模块和配电模块均位于壳体组件内。利用电机控制装置集成布置在轴向后端，电源总成位于电机装置的径向外侧，本方案不仅有效降低重心，提高设备的运行稳定性，且提高了电驱系统的集成化程度和小型化，可适用于更广泛的车型和交通工具。

Description

电驱系统和交通工具
技术领域
本发明涉及电驱技术领域，尤其涉及一种电驱系统和交通工具。
背景技术
新能源交通工具因其不燃烧汽油或柴油产生动力，故具有环保、污染小等诸多特点，且在水能、风能、太阳能和核能等新能源发电大力推广应用下，诸多新能源交通工具在逐渐推广应用，如新能源电动轿车、新能源电动客车、新能源电动货车、新能源电动清洁车、新能源电动轨道交通工具、新能源电动飞行交通工具、新能源电动航运交通工具等。
新能源交通工具的电驱系统一般配备有电池、电机控制装置、电机、变速器和动力产生装置，电机控制装置内的功率管接收电池输出的直流电，并将直流电逆变转换成交流电向电机输出，继而电机输出旋转驱动力带动动力产生装置如车轮、桨叶等，实现带动交通工具行进。
而随着交通工具对电驱系统的更进一步的集成，在常规驱动总成与电源总成七合一结构设计中，现有大都使用叠层结构设计或者整体平铺设计，使用叠层结构设计驱动总成与电源总成七合一整体高度偏高，如图1所示的叠层布置，底部为减速器与电机，中层为电机控制器, 顶层则为充电机(OBC)、DC-DC模块和配电模块(PDU)，或如图2所示的具有较厚层高的电源总成布置，将电机控制器、充电模块、DC-DC模块和配电模块均集中布置，从而导致整体高度偏高。
这样的堆叠布置的电气系统导致设备整体重心偏上，导致安装孔受力严重，外壳受力位置容易出现断裂的风险，需要额外增加加强筋，影响整机重量、增加成本，而使用平铺结构设计驱动总成与电源总成七合一整体占据电动车内部空间偏大，影响整车布局，不利于多车型共用。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种高度集成化的电驱系统。
本发明的第二目的是提供一种具有上述电驱系统的交通工具。
为了实现本发明第一目的，本发明提供一种电驱系统，包括电机装置、减速器装置、电机控制装置和电源总成，减速器装置位于电机装置的轴向前端并与电机装置连接，电机控制装置位于电机装置的轴向后端；电源总成包括壳体组件、充电模块、DC-DC模块和配电模块，壳体组件位于电机装置的外壁的径向外侧，充电模块、DC-DC模块和配电模块均位于壳体组件内。
由上述方案可见，将减速器装置设置在电机装置的轴向前端，电机控制装置集成布置在电机装置的轴向后端，继而可充分利用电机装置的轴向空间，因此不仅可将电源总成壳体组件设置电机装置的径向空间上，充分利用电机装置的径向空间，并将电源总成的器件呈单层扁平平铺布置，即将充电模块、DC-DC模块位于电机装置的外壁的径向外侧上方，将配电模块位于电机装置的外壁的径向外侧且位于动力输出轴上侧，不仅有效降低重心，也有利于减轻重量、减小体积，提高设备的运行稳定性，且提高了电驱系统的集成化程度和小型化，便于整车安装布局，增加车辆空间有效利用率，可适用于更广泛的车型和交通工具。
更进一步的方案是，减速器装置设置有动力输入端和动力输出端，动力输入端位于电机装置的轴向前端并与电机装置的输出轴连接，动力输出端位于电机装置的输出轴的径向外侧，动力输出端的外侧设置有动力输出轴安装位，动力输出轴安装位位于电机装置的外壁的径向外侧；充电模块和DC-DC模块位于电机装置的上方，配电模块位于动力输出轴安装位的上方。
由上可见，由于动力输出端和电机装置的外壁之间具有动力输出轴安装位，其用于安装动力输出轴，继而将充电模块和DC-DC模块设置电机装置的上方，将配电模块设置在动力输出轴安装位的上方，继而可充分利用动力输出轴安装位的上方的空间，可更进一步有利于设备的扁平化布置。
更进一步的方案是，壳体组件围成第一放置腔和第二放置腔，第一放置腔位于电机装置的上方，第二放置腔位于动力输出轴安装位的上方，充电模块和DC-DC模块位于第一放置腔内，配电模块位于第二放置腔内。
由上可见，由于配电模块中的器件一般高度较高，较高的器件可放置在第二放置腔中，第二放置腔位于动力输出轴安装位的上方，因此具有更多的布置空间，通过借用动力输出轴安装位的空间，继而不影响整体的径向高度。
更进一步的方案是，壳体组件在第二放置腔的底部设置有放置槽，配电模块的继电器、电容、预充电阻或保险位于放置槽内。
由上可见，通过在第二放置腔的下方设置放置槽，放置槽用于放置体积较大继电器、电容、电感、预充电阻或保险等较高器件，继而更进一步地充分利用动力输出轴的上方空间，有利于电源总成除继电器、电容、预充电阻或保险等较高器件部分以外的扁平化。
为了实现本发明第二目的，本发明提供一种交通工具，包括如上述方案的电驱系统、动力产生装置和动力输出轴，动力输出轴位于动力输出轴安装位处并连接在动力输出端和动力产生装置之间。
由上述方案可见，通过本案高度集成化程度和小型化的电驱系统，不仅可适用于更广泛的车型和交通工具，且可有效降低重心，以提高运行稳定性，也使得交通工具可具有更多布置空间。
附图说明
图1是现有技术中电驱系统的设备布置示意图。
图2是现有技术中另一电驱系统的设备布置示意图。
图3是本发明电驱系统实施例的结构图。
图4是本发明电驱系统实施例在另一视角下的结构图。
图5是本发明电驱系统实施例在轴后侧视角下的结构图。
图6是本发明电驱系统实施例在径向侧视角下的结构图。
图7是本发明电驱系统实施例在径向俯视角下的结构图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参照图3至图7，电驱系统包括电机装置11、减速器装置12、电机控制装置15(MCU)和电源总成2，减速器装置12设置有动力输入端和动力输出端121，动力输入端位于电机装置11的轴向前端并与电机装置11的输出轴连接，动力输出端121位于电机装置11的输出轴的径向外侧，动力输出端121的外侧设置有动力输出轴安装位122，动力输出轴安装位122位于电机装置11的外壁的径向外侧，电机控制装置15位于电机装置11的轴向后端，并盖合布置有轴后端盖，轴向后端设置的电机控制装置15可参见公开号为CN110855161A的叠层母排组件、电机控制装置、驱动总成和交通工具所公开的技术方案。
电源总成2包括壳体组件、组合模块23和配电模块24(PDU)，壳体组件包括外壳21和顶盖22，外壳21围成第一放置腔和第二放置腔，顶盖22盖合在第一放置腔和第二放置腔上方并与外壳21封闭连接。壳体组件位于电机装置11的外壁的径向外侧，第一放置腔位于电机装置11的上方，第二放置腔位于动力输出轴安装位122的上方，组合模块23设置在第一放置腔内，组合模块23包括充电模块(OBC)和DC-DC模块，配电模块24设置在第二放置腔内。
配电模块24包括电路板、多个导电铜排、继电器和电容等，配电模块24的功能是负责新能源车高压系统中的电源分配与管理，为整车提供充放电控制、高压部件上电控制、电路过载短路保护、高压采样、低压控制等功能，以及保护和监控高压系统的运行，配电模块24可选择性地集成PTC控制电路，通过PTC控制电路对PTC加热器或电加热器作为辅助加热装置进行控制，继而可实现冷却液加热、电池加热、暖风、座椅加热等功能。
外壳21在第二放置腔的底部设置有放置槽25，配电模块24中的继电器、电容、电感、预充电阻或保险可设置在放置槽25内，当动力输出轴123位于动力输出轴安装位122处并连接在动力输出端121时，继电器、电容、预充电阻或保险位于动力输出轴123的上方。
通过将配电模块24、充电模块和DC-DC模块设置在同一水平方向上，且将继电器、电容、电感、预充电阻或保险等较高器件呈下沉式布置，使得顶盖22可呈沿水平平整地布置，继而壳体组件具有更扁平化的高度。
交通工具包括上述方案电驱系统，交通工具可为新能源电动轿车、新能源电动客车、新能源电动货车、新能源电动清洁车、新能源电动轨道交通工具、新能源电动飞行交通工具、新能源电动航运交通工具等。且交通工具还包括动力产生装置和动力输出轴123，动力输出轴123位于动力输出轴安装位122处并连接在动力输出端121和动力产生装置之间，动力产生装置可以为蜗杆、齿轮、链条、车轮、桨叶等，通过电机装置的旋转驱动以及减速器的传动后，带动动力产生装置产生动力，以驱动交通工具行走。
由上可见，将减速器装置设置在电机装置的轴向前端，电机控制装置集成布置在电机装置的轴向后端，继而可充分利用电机装置的轴向空间，由于动力输出端和电机装置的外壁之间具有动力输出轴安装位，其用于安装动力输出轴，因此不仅可将壳体组件设置电机装置的径向空间上，充分利用电机装置的径向空间，并将电源总成的器件呈单层扁平平铺布置，即将充电模块和DC-DC模块设置电机装置的上方，将配电模块在动力输出轴安装位的上方，不仅有效降低重心，也有利于减轻重量，提高设备的运行稳定性，且提高了电驱系统的集成化程度和小型化，可适用于更广泛的车型和交通工具。
当然上述实施例只是本案的较佳实施例，在实际应用时可具有更多的变化，例如配电模块中的电路板、PTC控制电路、PDU电路、电容、继电器可根据不同机型不同应用需求进行调整，其电路的布置方式和器件的布置形态均各有不同，上述这些改变均是在本发明的核心构思基础上进行变化的，其改动均属于本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.电驱系统，其特征在于，包括电机装置、减速器装置、电机控制装置和电源总成，所述减速器装置位于所述电机装置的轴向前端并与所述电机装置连接，所述电机控制装置位于所述电机装置的轴向后端；
所述电源总成包括壳体组件、充电模块、DC-DC模块和配电模块，所述壳体组件位于所述电机装置的外壁的径向外侧，所述充电模块、所述DC-DC模块和所述配电模块均位于所述壳体组件内。
2.根据权利要求1所述的电驱系统，其特征在于：
所述减速器装置设置有动力输入端和动力输出端，所述动力输入端位于所述电机装置的轴向前端并与所述电机装置的输出轴连接，所述动力输出端位于所述电机装置的输出轴的径向外侧，所述动力输出端的外侧设置有动力输出轴安装位，所述动力输出轴安装位位于所述电机装置的外壁的径向外侧；
所述充电模块和所述DC-DC模块位于所述电机装置的上方，所述配电模块位于所述动力输出轴安装位的上方。
3.根据权利要求2所述的电驱系统，其特征在于：
所述壳体组件围成第一放置腔和第二放置腔，所述第一放置腔位于所述电机装置的上方，所述第二放置腔位于所述动力输出轴安装位的上方，所述充电模块和所述DC-DC模块位于所述第一放置腔内，所述配电模块位于所述第二放置腔内。
4.根据权利要求3所述的电驱系统，其特征在于：
所述壳体组件在所述第二放置腔的底部设置有放置槽，所述配电模块的继电器、电容、电感、预充电阻或保险位于所述放置槽内。
5.交通工具，其特征在于，包括如上述权利要求1至4任一项所述的电驱系统、动力产生装置和动力输出轴，所述动力输出轴位于所述动力输出轴安装位处并连接在所述动力输出端和所述动力产生装置之间。
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