CN114734799A - 一种电驱动总成的壳体结构和电驱动总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电驱动总成的壳体结构和电驱动总成。其中，壳体结构包括电机壳体、减速器壳体、控制器壳体、油冷组件和水冷组件；电机壳体、减速器壳体和控制器壳体中的至少两个壳体采用一体化结构；油冷组件包括泵油单元和油道，油道布设在电机壳体的内部和减速器壳体的内部，泵油单元与油道连通，并且将减速器壳体内的润滑油输送至油道；水冷组件包括水道，水道为循环水路，并且布设在控制器壳体的内部和电机壳体的内部，水道与车辆的水冷源连接。该壳体结构可以减轻电驱动总成的重量，以及提升电驱动总成的刚度，具有NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能好、冷却和润滑效率高的优点。

Description

一种电驱动总成的壳体结构和电驱动总成

技术领域

本发明属于电驱动总成技术领域，特别涉及一种电驱动总成的壳体结构和电驱动总成。

背景技术

随着汽车制造业的快速发展，新能源汽车动力系统的振动噪声水平已经成为现代汽车制造质量的一个重要技术指标。电动系统的振动噪音主要与系统本身模态相关，而系统本身的模态与系统的结构相关，即影响电驱动系统振动噪声指标的主要因素有电磁设计和结构设计，如电机电磁噪声、齿轮阶次噪声和壳体模态等。对于新能源电驱动系统而言，改善振动噪声性能的关键在于如何降低各种因素的噪声等级，由于电磁高频噪声和齿轮阶次噪声受到需求目标性能的限制，导致从硬件内部结构降低噪声等级的效果有限。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种电驱动总成的壳体结构和电驱动总成，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供一种电驱动总成的壳体结构，所述壳体结构包括电机壳体、减速器壳体、控制器壳体、油冷组件和水冷组件；

所述电机壳体、所述减速器壳体和所述控制器壳体中的至少两个壳体采用一体化结构；

所述油冷组件包括泵油单元和油道，所述油道布设在所述电机壳体的内部和所述减速器壳体的内部，所述泵油单元与所述油道连通，并且将所述减速器壳体内的润滑油输送至所述油道；

所述水冷组件包括水道，所述水道为循环水路，并且布设在所述控制器壳体的内部和所述电机壳体的内部，所述水道与车辆的水冷源连接。

进一步地，所述电机壳体、所述减速器壳体和所述控制器壳体采用一体化结构；

所述控制器壳体设置在所述电机壳体的上方，所述减速器壳体设置在所述电机壳体的动力输出侧。

进一步地，所述油道包括若干分油通道，各所述分油通道的出油位置分别对应所述电机壳体内的待冷却零件和待润滑零件，以及所述减速器壳体内的待冷却零件和待润滑零件。

进一步地，所述水道包括设置在所述控制器壳体的底部和/或侧壁的第一水道，以及设置在电机壳体与电机水套之间的第二水道，所述第一水道和所述第二水道通过连接水道连接。

进一步地，所述水冷源内的冷却水依次通过所述第一水道、所述连接水道和所述第二水道流回所述水冷源。

进一步地，所述第一水道由设置在所述控制器壳体底部的水槽以及设置在所述水槽上的密封板形成。

进一步地，所述油冷组件还包括热交换单元；

所述油道和所述水道均与所述热交换单元连通，通过所述热交换单元实现所述油道内的润滑油与所述水道内的冷却水之间的热量交换。

进一步地，所述壳体结构还包括滤油组件；

所述滤油组件设置在所述减速器壳体的底部，所述泵油单元通过所述滤油组件与所述减速器壳体连通，所述滤油组件用于润滑油的过滤。

进一步地，所述泵油单元包括电子油泵和电控器件；

所述电子油泵设置在所述电机壳体或所述减速器壳体的底部，所述电控器件用于控制所述电子油泵工作。

本发明另一方面提供一种电驱动总成，所述电驱动总成使用上述任一项所述的壳体结构。

本发明的优点及有益效果是：

本发明的壳体结构中，通过将电机壳体、减速器壳体和控制器壳体中的至少两个壳体一体化结构设计，可以显著减少零件和重量、提升整体刚度、简化制造和装配工艺、避免机械连接和接触密封、有效改善动力总成的振动噪声，从而保证或提升了整车的NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能；另外，通过在壳体结构中设置油冷组件和水冷组件，可同时实现对电机、减速器和控制器的冷却，以及对电机和减速器的润滑，使冷却和润滑效率更高。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明的一个实施例中壳体结构第一视角的立体结构图；

图2为本发明的一个实施例中壳体结构第二视角的立体结构图；

图3为本发明的一个实施例中壳体结构的左视图；

图4为本发明的一个实施例中壳体结构的正视图；

图5为本发明的一个实施例中壳体结构的后视图；

图6为本发明的一个实施例中壳体结构的俯视图。

图中：1、电机壳体；2、减速器壳体；3、控制器壳体；4、电机后盖；5、减速器后盖；6、控制器盖；7、分油通道；8、第一水道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例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。

以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。

本发明的一个实施例中提供一种电驱动总成的壳体结构，如图1～图6所示，该壳体结构包括电机壳体1、减速器壳体2、控制器壳体3、油冷组件和水冷组件。其中，电机壳体1上设有电机腔，用于容纳电机定子、电机转子和电机轴等，电机腔通过电机后盖4进行封装。减速器壳体2上设有减速器腔，用于容纳减速器内的轴和齿轮等，并通过减速器后盖5进行封装。控制器壳体3上设有控制器腔，用于容纳电路板和线路等，并通过控制器盖6进行封装。

具体地，电机壳体、减速器壳体和控制器壳体采用一体化结构铸造而成，这样不仅减少了零件数量和加工工序，避免了各壳体之间的配合连接，同时也避免了在各壳体之间设置密封结构，从而减小了电驱动总成整体的重量，实现轻量化设计。并且多个壳体集成为一体的结构，可以提升壳体结构的整体刚度，改善壳体结构的模态，进而有效改善电驱动总成的振动噪声性能。另外，该壳体结构易于扩展，可根据实际使用情况调整电机壳体的长度，也可以根据不同使用情况，调整减速器壳体和控制器壳体的结构，使电机、减速器和控制器三者实现不同的结构设置和位置布局。

进一步地，油冷组件包括泵油单元和油道，油道布设在电机壳体的内部和减速器壳体的内部，泵油单元与所述油道连通，用于把减速器壳体内的润滑油泵入油道，通过油道把润滑油输送到电机壳体和减速器壳体内需要进行冷却和润滑的结构处，进而冷却和润滑电机壳体与减速器壳体内的结构。在完成润滑和冷却后，润滑油因重力作用流至电机壳体和减速器壳体的底部，又由于电机壳体与减速器壳体连通，电机壳体底部的润滑油会回流到减速器壳体底部。

水冷组件包括水道，水道为循环水路，并且布设在控制器壳体的内部和电机壳体的内部，水道与车辆的水冷源连接，进而冷却控制器和电机。其中，车辆的水冷源为车辆本身的水冷系统，水冷源中的冷却水通过水道在控制器壳体和电机壳体内循环后回流到水冷源，这样可以带走控制器和电机产生的热量。

本实施例中，通过在壳体结构中设置油冷组件和水冷组件，可同时实现对电机、减速器和控制器的冷却，以及对电机和减速器的润滑，使电驱动总成的冷却和润滑效率更高。

进一步地，由于控制器对温度敏感程度更高，如图1～图5所示，本实施例的控制器壳体3设置在电机壳体1的上方，这样便于水冷组件先完成控制器壳体3的冷却降温，再进行电机壳体1的冷却降温；并且，减速器壳体2设置在电机壳体1的动力输出侧，这样设计可使壳体结构更为紧凑。

当然，在本发明的其他实施例中，电机壳体、减速器壳体和控制器壳体中的两个壳体采用一体化结构，亦在本发明的保护范围之内。

在一个实施例中，如图5所示，油道包括若干分油通道7，分油通道7可为油管或油路，当分油通道7为油路时，油路可以直接铸造在电机壳体和减速器壳体上。各分油通道7的出油位置分别对应电机壳体内的待冷却零件和待润滑零件，以及减速器壳体内的待冷却零件和待润滑零件。泵油单元把减速器壳体内的润滑油泵入油道内，然后通过各分油通道7输送到待冷却零件和待润滑零件处，针对性地实现对待冷却零件的冷却以及对待润滑零件的润滑，这样冷却和润滑效率更高，可满足电驱动总成在各种工况下长时间、高功率、高扭矩、高转速工作时的冷却和润滑需求，增加了车辆的可靠性。其中，待冷却零件包括轴承、齿轮、电机线圈、电机转子等，待润滑零件包括轴承、齿轮、油封等。

例如：一个或多个分油通道的出油位置对应电机线圈，实现润滑油对电机线圈的定向主动冷却，及时快速地带走电机线圈工作时产生热量，避免或降低因整车在特殊工况下电机产生过高的工作温度导致早期失效，提升电机功率密度和整机效率。

在一个实施例中，如图1、图2和图6所示，水道包括设置在控制器壳体的底部和/或侧壁的第一水道8，以及设置在电机壳体与电机水套之间的第二水道(图中未示出)，第一水道8和第二水道通过连接水道连接，这样水冷源内的冷却水依次通过第一水道8、连接水道和第二水道流回水冷源，带走控制器壳体和电机壳体内的热量。当然，在其他实施例中，水冷源内的冷却水可也依次通过第二水道、连接水道和第一水道流回水冷源。

进一步地，第一水道具体由设置在控制器壳体底部的水槽以及设置在水槽上的密封板形成，水槽在控制器壳体底部曲折设置，便于控制器壳体底部散热更为均匀。另外，为了增加密封性，水槽和密封盖板之间设有密封圈。

在一个实施例中，油冷组件还包括热交换单元。

油道和水道均与热交换单元连接，通过热交换单元实现油道内的润滑油与水道内的冷却水之间的热量交换，通过冷却水带走润滑油中的热量，进而提高电驱动总成的散热性能。

在一个实施例中，壳体结构还包括滤油组件。

滤油组件设置在减速器壳体的底部，泵油单元通过滤油组件与减速器壳体连通，滤油组件用于润滑油的过滤。减速器壳体内的润滑油在进入泵油组件前，可先通过滤油组件进行过滤，滤除润滑油中的颗粒，防止颗粒堵塞分油通道，影响电机和减速器正常运行。滤油组件设置在减速器壳体的底部，一方面充分利用了减速器壳体底部的空间，另一方面可以使减速器壳体底部的润滑油在重力作用下进入滤油组件进行过滤。

进一步地，为了防止滤油组件因为长时间使用导致的过滤效果差，滤油组件为可拆式油滤器，通过拆换滤芯来保证滤油组件的过滤效果。

在一个实施例中，泵油单元包括电子油泵和电控器件。

电子油泵设置在电机壳体或减速器壳体的底部，进而可以有效节省空间，电控器件用于控制电子油泵工作。

并且，泵油单元关联有若干个温度传感器和转速传感器。

各温度传感器设置在电机壳体和/或减速器壳体内，各温度传感器把检测到的温度传给电控器件，电控器件根据温度传感器检测的温度控制电子油泵工作；例如，温度传感器设置在电机线圈处，用于检测电机线圈的温度，当电机线圈的温度达到一定值时，电控器件控制电子油泵工作，通过把润滑油泵到电机线圈处，实现给电机线圈降温。

转速传感器用于检测电机或减速器的转速，并把检测到的转速传递给电控器件，电控器件根据电机或减速器的转速控制电子油泵工作，即当电机或减速器的转速高于预设值时，电控器件控制电子油泵工作，实现对电驱动总成的冷却和润滑。

本发明的另一个实施例中公开一种电驱动总成，该电驱动总成使用上述任一个实施例中的壳体结构，该电动总成具有冷却润滑性能和NVH性能好的优点，可实现高扭矩和高转速输出。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电驱动总成的壳体结构，其特征在于，所述壳体结构包括电机壳体、减速器壳体、控制器壳体、油冷组件和水冷组件；

所述电机壳体、所述减速器壳体和所述控制器壳体中的至少两个壳体采用一体化结构；

所述油冷组件包括泵油单元和油道，所述油道布设在所述电机壳体的内部和所述减速器壳体的内部，所述泵油单元与所述油道连通，并且将所述减速器壳体内的润滑油输送至所述油道；

所述水冷组件包括水道，所述水道为循环水路，并且布设在所述控制器壳体的内部和所述电机壳体的内部，所述水道与车辆的水冷源连接。

2.根据权利要求1所述的壳体结构，其特征在于，所述电机壳体、所述减速器壳体和所述控制器壳体采用一体化结构；

所述控制器壳体设置在所述电机壳体的上方，所述减速器壳体设置在所述电机壳体的动力输出侧。

3.根据权利要求1所述的壳体结构，其特征在于，所述油道包括若干分油通道；

各所述分油通道的出油位置分别对应所述电机壳体内的待冷却零件和待润滑零件，以及所述减速器壳体内的待冷却零件和待润滑零件。

4.根据权利要求1所述的壳体结构，其特征在于，所述水道包括设置在所述控制器壳体的底部和/或侧壁的第一水道，以及设置在电机壳体与电机水套之间的第二水道，所述第一水道和所述第二水道通过连接水道连接。

5.根据权利要求4所述的壳体结构，其特征在于，所述水冷源内的冷却水依次通过所述第一水道、所述连接水道和所述第二水道流回所述水冷源。

6.根据权利要求5所述的壳体结构，其特征在于，所述第一水道由设置在所述控制器壳体底部的水槽以及设置在所述水槽上的密封板形成。

7.根据权利要求1所述的壳体结构，其特征在于，所述油冷组件还包括热交换单元；

所述油道和所述水道均与所述热交换单元连通，通过所述热交换单元实现所述油道内的润滑油与所述水道内的冷却水之间的热量交换。

8.根据权利要求1-7任一项所述的壳体结构，其特征在于，所述壳体结构还包括滤油组件；

所述滤油组件设置在所述减速器壳体的底部，所述泵油单元通过所述滤油组件与所述减速器壳体连通，所述滤油组件用于润滑油的过滤。

9.根据权利要求1-7任一项所述的壳体结构，其特征在于，所述泵油单元包括电子油泵和电控器件；

所述电子油泵设置在所述电机壳体或所述减速器壳体的底部，所述电控器件用于控制所述电子油泵工作。

10.一种电驱动总成，其特征在于，所述电驱动总成使用权利要求1-9任一项所述的壳体结构。

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