CN116512932A - 电动车动力系统 - Google Patents

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CN116512932A CN202310525558.0A CN202310525558A CN116512932A CN 116512932 A CN116512932 A CN 116512932A CN 202310525558 A CN202310525558 A CN 202310525558A CN 116512932 A CN116512932 A CN 116512932A
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林楚辉
林建洪
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Abstract

本发明涉及电动车动力系统，包括电控装置(20)和电动机(50)。所述电控装置(20)包括给所述电动机(50)输出交流电的交流输出连接器(29)；所述电动机(50)包括交流输入连接器(59)；所述电控装置(20)和电动机(50)具有共用的冷却结构，所述冷却结构包括设置在所述电控装置(20)内部的第一冷却通道和设置到所述电动机(50)内部的第二冷却通道；所述电控装置(20)沿第一方向直接安装到所述电动机(50)之时，所述第一冷却通道的出口直接插接到所述第二冷却通道的入口(63)，所述交流输出连接器(29)直接插接到所述交流输入连接器(59)。实施本发明，电控装置安装到电动机时，就完成了两者之间的电路连接与冷却结构的连接。

Description

电动车动力系统
【技术领域】
本发明涉及电动车动力系统，其包括电动机及其电控装置。
【背景技术】
随着电池和电控技术的不断成熟，电动车逐渐普及。电动车在家用汽车、货车、仓库物流车等领域的占比逐渐提高。电动车的动力系统包括电动机和配套的电控装置。电控装置主要用于将车载电池的直流电能转换为交流电动从而给电动机供电，并控制电动机的运转。常见的电动车中，电动机和电控装置分别安装在车架的不同位置，两者之间通过信号线以及耐高压、耐高温、耐大电流的电缆连接。电动车行驶过程中，电动机和电控装置都会产生大量的热量，需要及时散热。现有的电动机和电控装置的装配关系复杂、体积较大，成本也较高。因此亟需一种改进方案。
【发明内容】
本发明的一个目的是简化电动车动力系统的结构和装配工作量。
为此，本发明提供一种电动车动力系统，包括电控装置和电动机；所述电控装置包括用于连接外部直流电源的直流输入连接器、用于将直流电转换为交流电的逆变器、用于给所述电动机输出交流电的交流输出连接器；所述电动机包括用于接受所述电控装置输出的交流电的交流输入连接器；所述电控装置和电动机具有共用的冷却结构，所述冷却结构包括设置在所述电控装置内部的第一冷却通道和设置到所述电动机内部的第二冷却通道；所述电控装置设置有进液管用于向所述第一冷却通道输入冷却液，所述电动机设置有出液管用于排出所述第二冷却通道的冷却液；所述电控装置沿第一方向直接安装到所述电动机并通过第一连接件固定连接在一起；所述电控装置沿所述第一方向装配到所述电动机之时，所述第一冷却通道的出口沿着所述第一方向直接插接到所述第二冷却通道的入口，所述交流输出连接器沿着所述第一方向直接插接到所述交流输入连接器。
在本发明的一个实施例中，所述电控装置包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和第二壳体扣合并在其中形成密封的收容空间；所述第一壳体贴靠所述电动机并设置有所述第一冷却通道的出口。
在本发明的一个实施例中，所述收容空间安装有导流模块，所述导流模块包括若干导流件，所述若干导流件之间的空间作为所述第一冷却通道的一部分；所述逆变器包括若干绝缘栅双极型晶体管；所述导流件由对应的绝缘栅双极型晶体管形成，或者由绝缘栅双极型晶体管的散热件形成。
在本发明的一个实施例中，所述若干导流件为若干沿着所述第一方向延伸的柱状体，所述若干柱状体以若干行、若干列的形式排列；所述若干导流件位于一密封空间内，所述密封空间位于所述收容空间内。
在本发明的一个实施例中，所述电动机包括定子和转子，所述转子可转动地安装到所述定子；所述定子包括定子磁芯和绕制到所述定子磁芯的定子绕组；所述第二冷却通道包括设置到所述定子的冷却通道；所述第二冷却通道的入口与所述出液管沿着所述电动机的轴向和/或周向错开。
在本发明的一个实施例中，所述进液管和/或出液管包括管体、形成在管体内端的第一引导部以便于将所述管体内端套入到电动车动力系统、形成在管体外周且靠近所述管体内端的凸缘、形成在在管体外周且位于所述第一引导部与所述凸缘之间的环状的第一凹陷区、套设到所述第一凹陷区的密封环；所述密封环用于密封连接，所述凸缘设有连接孔以供连接件穿过从而将所述管体固定连接到所述电动车动力系统。
在本发明的一个实施例中，所述进液管和/或出液管包括管体、形成在管体外端的第二引导部以便于将所述管体外端套入到外部管路、形成在管体外周且靠近所述管体外端的环状的第二凹陷区，所述第二凹陷区用于与外部管路固定连接和密封连接。
在本发明的一个实施例中，所述电控装置的交流输出连接器包括第一插销、第二插销和第三插销，所述第一插销、第二插销和第三插销的自由端均指向所述电动机；所述交流输入连接器包括第一插孔、第二插孔和第三插孔；所述电控装置沿所述第一方向装配到所述电动机之时，所述第一插销、第二插销和第三插销沿所述第一方向分别直接插接到所述第一插孔、第二插孔和第三插孔并形成导电连接。
在本发明的一个实施例中，所述电动机的外壳包括筒状的电动机壳体、分别安装到所述电动机壳体两端的前端盖和后端盖；所述电动机壳体、前端盖和后端盖形成一个密封的封闭空间；所述电动机的转轴从所述前端盖向外伸出并与所述前端盖密封连接；所述电动机还包括用于将所述封闭空间内的气体排放到外部的第一单向通气阀和第二单向通气阀，所述第一单向通气阀和第二单向通气阀设置到电动机的外壳并沿所述电动机的轴向隔开。
在本发明的一个实施例中，所述第一单向通气阀设置在所述前端盖，所述第二单向通气阀设置在所述后端盖。
实施本发明，沿第一方向将电控装置安装到电动机之时，就完成了两者之间的电路连接与冷却结构的连接，简化了电动车动力系统的结构和装配工作量。
【附图说明】
图1是本发明提供的一种电动车动力系统的示意图；
图2是图1所示动力系统的另一个视角方向的示意图；
图3图1所示动力系统的后端示意图；
图4是图1所示动力系统的前端示意图；
图5是图1所示动力系统的俯视示意图；
图6是图5所示动力系统移除电控装置后的示意图；
图7是图1所示动力系统使用的出液管的示意图；
图8是图9所示出液管的剖视图；
图9是图1所示动力系统使用的进液管的示意图；
图10是图1所示动力系统的电控装置使用的导流模块的示意图；
图11是图10所示导流模块的另一个视角方向的示意图；
图12至图14是本发明一款测试样品的不同视角方向的实物照片。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参考图1至图3，本发明一实施例提供的电动车动力系统100包括电控装置20和电动机50。电控装置20沿第一方向F(见图3)直接安装到电动机50并通过若干第一连接件21固定连接在一起。
电控装置20包括用于连接外部直流电源的直流输入连接器27、用于将直流电转换为交流电的逆变器、用于给电动机50输出交流电的交流输出连接器29。该外部直流电源通常是指电动车的车载动力电池，该种车载动力电池本身的输出为直流电。相应地，直流输入连接器27包括第一直流输入连接器271和第二直流输入连接器272，以分别与车载电池的两个电极导电连接。本实施例中，电控装置20包括第一壳体23和第二壳体25，第一壳体23和第二壳体25扣合并在其中形成密封的收容空间。第一壳体23和第二壳体25通过若干第二连接件24固定在一起。优选地，第一壳体23靠近电动机50，为具有开口的盒体状，包括底部和从底部延伸出来的壁部。第二壳体25为盖体状，用于封闭第一壳体23的开口。第一壳体23和第二壳体25之间密封连接，以防止外部的水汽、粉尘进入电控装置20内部。本实施例中，直流输入连接器27、交流输出连接器29设置在第一壳体23的壁部。
电动机50包括定子和可转动地安装到定子的转子，转子具有转轴51以对外输出。本实施例中，定子包括定子磁芯和绕制到定子磁芯的定子绕组。电动机50的外壳包括筒状的电动机壳体53、分别安装到电动机壳体53两端的前端盖55和后端盖57。电动机壳体53、前端盖55和后端盖57形成一个密封的封闭空间。电动机的转轴51从前端盖55向外伸出并与前端盖55密封连接。电动机壳体53与前端盖55之间为密封连接，并通过若干第三连接件54固定在一起。电动机壳体53与后端盖57之间为密封连接，并通过若干第四连接件56固定在一起。本实施例中，第三连接件54、第四连接件56沿电动机50的轴向(即，转轴51的延伸方向)延伸，而第一连接件21和第二连接件24沿第一方向F延伸，且第一方向F与电动机50的轴向垂直。
参考图1至图6，电控装置20沿第一方向F装配到电动机50之时，电控装置20的交流输出连接器29沿着第一方向F直接插接到电动机50的交流输入连接器59，从而不需要像传统方案那样使用耐高压、耐高温、耐大电流的电缆串接在电控装置20与电动机50之间，既方便了装配，又节省了空间与成本。
电控装置20的交流输出连接器29包括第一插销291、第二插销292和第三插销293，第一插销291、第二插销292和第三插销293的自由端均指向电动机50，如图2和图5所示。交流输入连接器59包括第一插孔591、第二插孔592和第三插孔593，如图6所示。电控装置20沿第一方向F装配到电动机50之时，第一插销291、第二插销292和第三插销293沿第一方向F分别直接插接到第一插孔591、第二插孔592和第三插孔593并形成导电连接。
本实施例中，电控装置20和电动机50具有共用的冷却结构。该冷却结构包括设置在电控装置20内部的第一冷却通道和设置到电动机50内部的第二冷却通道。电控装置20设置有进液管31(见图3至图5)用于向第一冷却通道输入冷却液，电动机50设置有出液管65用于排出第二冷却通道的冷却液。冷却系统工作时，冷却液自进液管31进入电控装置20，并随后从电控装置20进入电动机50，然后从出液管65排出；冷却液被冷却后又从进液管31进入电控装置20，开始新的冷却循环。
电控装置20沿第一方向F装配到电动机50之时，第一冷却通道的出口沿着第一方向F直接插接到第二冷却通道的入口63(见图6)并形成密封连接。本实施例中，电控装置20的第一壳体23贴靠电动机50并设置有第一冷却通道的出口，优选地，该出口为管状。相应地，电动机50的电动机壳体53在朝向电控装置20的位置设有入口63。因为电控装置20通过若干第一连接件21与电动机50固定连接在一起，从而可以保障电控装置20的交流输出连接器29与电动机50的交流输入连接器59之间的稳定连接，以及保障电控装置20的第一冷却通道的出口与电动机50的第二冷却通道的入口63之间的稳定连接。如此，实施本发明，沿第一方向F将电控装置20安装到电动机50之时，就完成了两者之间的电路连接与冷却结构的连接，简化了装配工作量和结构。
本实施例中，电动机50的定子包括定子磁芯和绕制到定子磁芯的定子绕组。定子磁芯固定安装到电动机壳体53的内壁。第二冷却通道包括设置到定子的冷却通道。第二冷却通道的入口63与出液管65沿着电动机50的轴向和/或周向错开，以提高冷却效果。
本实施例中，电动机50电动机壳体53、前端盖55和后端盖57形成一个密封的封闭空间。考虑到电动机50工作时存在温升，从而可能导致电动机50内部的气体受热膨胀而产生较大的气压。本实施例中，电动机50还设置有用于将封闭空间内的气体排放到外部的第一单向通气阀67(见图1)和第二单向通气阀69(见图2)。第一单向通气阀67和第二单向通气阀69设置到电动机50的外壳并沿电动机50的轴向隔开。本实施例中，第一单向通气阀67设置在前端盖55，如图1和图4所示；第二单向通气阀69设置在后端盖57，如图2和图3所示。
参考图7和图8，出液管65包括管体651、形成在管体内端的第一引导部656以便于将管体内端套入到电动车动力系统(例如套入到电动机壳体53的对应出液孔)、形成在管体外周且靠近管体内端的凸缘652、形成在在管体外周且位于第一引导部656与凸缘652之间的环状的第一凹陷区654、套设到第一凹陷区654的密封环655。装配时，密封环655用于密封连接，例如，用于管体651与电动机壳体53的出液孔之间的密封连接。凸缘652在管体651两侧设有两个连接孔653，分别供两个第五连接件66(见图2)穿过，用于将管体651固定连接到电动车动力系统(例如固定到电动机壳体53)。
出液管65在管体外端形成第二引导部659以便于将管体外端套入到外部管路，管体外周且靠近管体外端设有环状的第二凹陷区658，第二凹陷区658用于与外部管路固定连接和密封连接。
本实施例中，出液管65的管体651具有平滑的折弯部，例如形成L形。可以根据实际的需求采用不同形状的管体。可理解地，进液管31的结构可以与出液管65相同，也可以不相同。
本实施例中，参考图9，进液管31为直管，包括直的管体311、形成在管体外端的引导部315以便于将管体内端套入到外部管路，管体外周且靠近管体外端设有环状的凹陷区313，凹陷区313用于与外部管路固定连接和密封连接。
参考图10和图11，如上所述，电控装置20的第一壳体23和第二壳体25扣合形成密封的收容空间。第一冷却结构形成在电控装置20。本实施例中，电控装置20的收容空间内还安装有导流模块33，导流模块33包括支架333和设置在支架333的一个面上的若干导流件333。若干导流件333之间的空间作为第一冷却通道的一部分。本实施例中，电控装置20的逆变器包括若干绝缘栅双极型晶体管(简称IGBT，即Insulated Gate Bipolar Transistor)。导流件333由对应的绝缘栅双极型晶体管形成，或者由绝缘栅双极型晶体管的散热件形成。支架333可通过若干第六连接件335连接到电控装置20的第二壳体25的对应区域251(见图2和图5)。该若干导流件333为若干沿着第一方向F延伸的柱状体，柱状体的自由端指向电动机50。该若干柱状体以若干行、若干列的形式排列，且该若干导流件333位于一个密封空间内，该密封空间位于电控装置20的收容空间内。该密封空间可由支架331及另一个面板(图中未显示)共同形成，两者之间密封连接从而形成一个收容该批导流件333的密封空间。
本实施例中，该若干柱状体的行、列的方向所定义的平面基本上平行于电动机50的轴向，柱状体的两端分别指向电控装置20和电动机50。
本发明创造已经实施，相关样品已在测试。因该产品的改进之处较多，申请人针对其中几项重要的改进提交了若干件专利申请以符合“一件专利申请应当限于一项发明或者实用新型”的要求。
以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动车动力系统，包括电控装置(20)和电动机(50)，其特征在于：
所述电控装置(20)包括用于连接外部直流电源的直流输入连接器(27)、用于将直流电转换为交流电的逆变器、用于给所述电动机(50)输出交流电的交流输出连接器(29)；所述电动机(50)包括用于接受所述电控装置(20)输出的交流电的交流输入连接器(59)；
所述电控装置(20)和电动机(50)具有共用的冷却结构，所述冷却结构包括设置在所述电控装置(20)内部的第一冷却通道和设置到所述电动机(50)内部的第二冷却通道；所述电控装置(20)设置有进液管(31)用于向所述第一冷却通道输入冷却液，所述电动机(50)设置有出液管(65)用于排出所述第二冷却通道的冷却液；
所述电控装置(20)沿第一方向直接安装到所述电动机(50)并通过第一连接件(21)固定连接在一起；所述电控装置(20)沿所述第一方向装配到所述电动机(50)之时，所述第一冷却通道的出口沿着所述第一方向直接插接到所述第二冷却通道的入口(63)，所述交流输出连接器(29)沿着所述第一方向直接插接到所述交流输入连接器(59)。
2.如权利要求1所述的电动车动力系统，其特征在于，所述电控装置(20)包括第一壳体(23)和第二壳体(25)，所述第一壳体(23)和第二壳体(25)扣合并在其中形成密封的收容空间；所述第一壳体(23)贴靠所述电动机(50)并设置有所述第一冷却通道的出口。
3.如权利要求2所述的电动车动力系统，其特征在于，所述收容空间安装有导流模块(33)，所述导流模块包括若干导流件(333)，所述若干导流件(333)之间的空间作为所述第一冷却通道的一部分；所述逆变器包括若干绝缘栅双极型晶体管；所述导流件(333)由对应的绝缘栅双极型晶体管形成，或者由绝缘栅双极型晶体管的散热件形成。
4.如权利要求3所述的电动车动力系统，其特征在于，所述若干导流件(333)为若干沿着所述第一方向延伸的柱状体，所述若干柱状体以若干行、若干列的形式排列；所述若干导流件(333)位于一密封空间内，所述密封空间位于所述收容空间内。
5.如权利要求1所述的电动车动力系统，其特征在于，所述电动机(50)包括定子和转子，所述转子可转动地安装到所述定子；所述定子包括定子磁芯和绕制到所述定子磁芯的定子绕组；所述第二冷却通道包括设置到所述定子的冷却通道；所述第二冷却通道的入口(63)与所述出液管(65)沿着所述电动机(50)的轴向和/或周向错开。
6.如权利要求1所述的电动车动力系统，其特征在于，所述进液管和/或出液管包括管体(651)、形成在管体内端的第一引导部(656)以便于将所述管体内端套入到电动车动力系统、形成在管体外周且靠近所述管体内端的凸缘(652)、形成在在管体外周且位于所述第一引导部(656)与所述凸缘(652)之间的环状的第一凹陷区(654)、套设到所述第一凹陷区(654)的密封环(655)；所述密封环(655)用于密封连接，所述凸缘(652)设有连接孔(653)以供连接件穿过从而将所述管体(651)固定连接到所述电动车动力系统。
7.如权利要求1所述的电动车动力系统，其特征在于，所述进液管和/或出液管包括管体(651)、形成在管体外端的第二引导部(659)以便于将所述管体外端套入到外部管路、形成在管体外周且靠近所述管体外端的环状的第二凹陷区(658)，所述第二凹陷区(658)用于与外部管路固定连接和密封连接。
8.如权利要求1所述的电动车动力系统，其特征在于，所述电控装置(20)的交流输出连接器(29)包括第一插销(291)、第二插销(292)和第三插销(293)，所述第一插销(291)、第二插销(292)和第三插销(293)的自由端均指向所述电动机(50)；所述交流输入连接器(59)包括第一插孔(591)、第二插孔(592)和第三插孔(593)；所述电控装置(20)沿所述第一方向装配到所述电动机(50)之时，所述第一插销(291)、第二插销(292)和第三插销(293)沿所述第一方向分别直接插接到所述第一插孔(591)、第二插孔(592)和第三插孔(593)并形成导电连接。
9.如权利要求1所述的电动车动力系统，其特征在于，所述电动机(50)的外壳包括筒状的电动机壳体(53)、分别安装到所述电动机壳体(53)两端的前端盖(55)和后端盖(57)；所述电动机壳体(53)、前端盖(55)和后端盖(57)形成一个密封的封闭空间；所述电动机的转轴(51)从所述前端盖(55)向外伸出并与所述前端盖(55)密封连接；所述电动机还包括用于将所述封闭空间内的气体排放到外部的第一单向通气阀(67)和第二单向通气阀(69)，所述第一单向通气阀(67)和第二单向通气阀(69)设置到电动机(50)的外壳并沿所述电动机的轴向隔开。
10.如权利要求9所述的电动车动力系统，其特征在于，所述第一单向通气阀(67)设置在所述前端盖(55)，所述第二单向通气阀(69)设置在所述后端盖(57)。
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