CN116865502A - 电驱组件和车辆 - Google Patents

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CN116865502A CN202310655532.8A CN202310655532A CN116865502A CN 116865502 A CN116865502 A CN 116865502A CN 202310655532 A CN202310655532 A CN 202310655532A CN 116865502 A CN116865502 A CN 116865502A
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胥佳琦
操孙鹏
陈皓
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Guangzhou Xiaopeng Motors Technology Co Ltd
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Abstract

本发明实施方式提供一种电驱组件和车辆，电驱组件包括电机、控制器和连接件，电机设有第一连接部，控制器电连接于电机，控制器设有第二连接部，连接件连接于第一连接部和第二连接部。第一连接部和第二连接部中的至少一个设有绝缘层，连接件抵接于绝缘层。如此，绝缘层有助于阻断电机和控制器间共模电流的电路，有助于避免共模电流循环流动于电机和控制器之间的回路，有助于避免电机的轴承内部流过轴电流，从而有助于降低电机的轴承电腐蚀的风险，有助于提高电机的轴承的使用寿命。此外，电机和控制器阻断轴电流的方式简单，在方便制造的同时有助于提高电驱组件工作的可靠性。

Description

电驱组件和车辆
技术领域
本发明涉及电驱技术领域，具体而言，涉及一种电驱组件和车辆。
背景技术
随着电动汽车的高速发展，电机控制器的应用迅猛发展且逐渐偏向集成化、高压化、大功率设计。随着碳化硅(SiC)功率模块应用的推广，脉宽调制变频器(PWM)开关频率和母线电压的逐步提高，逆变器产生的共模噪声不断提升。逆变器工作时产生的共模电流，会通过电机内部形成的耦合电容在电机转轴上诱发轴电压，在驱动系统运行时，一旦轴电压的幅值大于轴承油膜承受的阈值电压，油膜会发生击穿，在电机内部由寄生电容构成的回路上形成轴电流，导致轴承发生电火花加工(ElectricalDischargeMachining，EDM)现象或者高频环路电流，导致轴承出现严重的电腐蚀，产生异响甚至引发安全问题。
因此，如何降低轴电流，避免导致电机的轴承发生EDM击穿越来越成为人们关注的重点。
发明内容
本发明实施方式提出了一种电驱组件或车辆，以改善上述至少一个技术问题。
本发明实施方式通过以下技术方案来实现上述目的。
第一方面，本发明实施方式提供一种电驱组件，电驱组件包括电机、控制器和连接件，电机设有第一连接部，控制器电连接于电机，控制器设有第二连接部。连接件连接于第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部中的至少一个设有绝缘层，连接件抵接于绝缘层。
在一些实施方式中，连接件包括相背的电机连接部和控制器连接部，电机连接部与第一连接部过盈配合，控制器连接部与第二连接部过盈配合。
在一些实施方式中，第一连接部设有绝缘层，电机连接部抵接于绝缘层，控制器连接部连接于第二连接部，绝缘层沿连接件的高度方向的尺寸大于第一连接部沿高度方向的尺寸。
在一些实施方式中，绝缘层包括相连接的第一绝缘层和第二绝缘层，第一绝缘层沿高度方向延伸并位于第一连接部与电机连接部之间，第二绝缘层位于第一连接部朝向第二连接部的一侧，第二绝缘层沿连接件的长度方向延伸并分别连接第一连接部和电机连接部。
在一些实施方式中，第二连接部设有绝缘层，控制器连接部抵接于绝缘层，电机连接部连接于第一连接部，绝缘层沿连接件的高度方向的尺寸大于第一连接部沿高度方向的尺寸。
在一些实施方式中，控制器连接部包括相连接的头部和连接部，绝缘层包括相连接的第三绝缘层和第四绝缘层，第三绝缘层沿高度方向延伸并位于第二连接部与连接部之间，第四绝缘层沿连接件的长度方向延伸并位于第二连接部与头部之间。
在一些实施方式中，绝缘层还包括第五绝缘层，第五绝缘层连接于第三绝缘层背离第四绝缘层的一侧，第五绝缘层沿长度方向延伸并分别连接第二连接部和连接部。
在一些实施方式中，第一连接部和第二连接部均设有绝缘层，电机连接部和控制器连接部均抵接于绝缘层。
在一些实施方式中，绝缘层为绝缘胶水。
第二方面，本发明实施方式提供一种车辆，车辆包括车身以及上述任一实施方式提供的电驱组件，电驱组件安装于车身。
本发明实施方式提供的电驱组件和车辆，电驱组件包括电机、控制器和连接件，控制器电连接于电机。电机设有第一连接部，控制器设有第二连接部，连接件连接于第一连接部和第二连接部，则连接件有助于保证电机和控制器连接的稳固性，有助于提高电驱组件结构的紧凑性。第一连接部和第二连接部中的至少一个设有绝缘层，连接件抵接于绝缘层，如此，绝缘层有助于阻断电机和控制器间共模电流的电路，有助于避免共模电流循环流动于电机和控制器之间的回路，有助于避免电机的轴承内部流过轴电流，从而有助于降低电机的轴承电腐蚀的风险，有助于提高电机的轴承的使用寿命和机械耐久性。且由于绝缘层阻断电机和控制器间共模电流的电路，电机与控制器不会形成共模电流闭合环路，有助于避免电驱组件发热，有助于提高电驱组件工作的可靠性。此外，电机和控制器阻断轴电流的方式简单，方便制造。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施方式提供的电驱组件的结构示意图。
图2示出了图1的电驱系统的第一连接部、第二连接部以及连接件连接的结构示意图。
图3示出了相关技术的电驱组件的等效电路图。
图4示出了图1的电驱组件的等效电路图。
图5示出了图2的电驱系统的第一连接部、第二连接部以及连接件连接的纵向剖视示意图。
图6示出了本发明实施方式提供的车辆的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域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方式，都属于本发明保护的范围。
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
相关技术的电驱系统中，降低轴电流一般是从轴电流的激励源入手，从控制策略上采取措施，尽量减小共模电压，例如通过增加导电刷的方式缓解EDM损伤，但是导电刷只是提供一个放电路径，并不能让轴承内部形成油膜，也不能从根源上减小共模电流，轴电流仍然存在，因此电驱总成的轴承仍然存在损坏的情况。
另外一种方式是从轴电流流经路径入手，改变轴电流路径上的阻抗，阻断轴电流路径。例如可以通过增加有源滤波器和无源滤波器改变轴电流路径上的阻抗，存在的问题为有源滤波器的参数难以设计，设计参数存在问题时可能引入新的噪声，并且会导致功率的损失，无源滤波器参数设计较为简单，但是同样会带来发热问题。又例如可以通过将轴承变为陶瓷球轴承的方案改变轴电流路径上的阻抗，但是陶瓷球的成本要远大于钢球，且陶瓷球的刚度也低于钢球。
请一并参阅图1和图2，本发明实施方式提供一种电驱组件10，电驱组件10包括电机11、控制器12和连接件13，控制器12电连接于电机11，例如控制器12的三相输出线可以连接于电机11的定子绕组，如此有助于维持电驱组件10的正常工作。
电机11设有第一连接部111，控制器12设有第二连接部121，连接件13连接于第一连接部111和第二连接部121，例如第一连接部111和第二连接部121均设有连接通孔，连接件13分别穿设第一连接部111的通孔和第二连接部121的通孔以连接电机11和控制器12，则连接件13有助于保证电机11和控制器12连接的稳固性，有助于提高电驱组件10结构的紧凑性。
在一些实施方式中，第一连接部111和第二连接部121中的至少一个设有绝缘层14，连接件13抵接于绝缘层14。例如第一连接部111可以设有绝缘层14，连接件13抵接于第一连接部111的绝缘层14，此时连接件13与第一连接部111绝缘；又例如第二连接部121可以设有绝缘层14，连接件13抵接于第二连接部121的绝缘层14，此时连接件13与第二连接部121绝缘；再例如第一连接部111和第二连接部121均可以设有绝缘层14，连接件13同时抵接于第一连接部111的绝缘层14和第二连接部121的绝缘层14，此时连接件13与第一连接部111绝缘和第二连接部121均绝缘。
如此，绝缘层14有助于阻断电机11和控制器12间共轴电流的电路，有助于避免共轴电流循环流动于电机11和控制器12之间的回路，有助于避免电机11的轴承内部流过轴电流，从而有助于降低电机11的轴承电腐蚀的风险，有助于提高电机11的轴承的使用寿命和机械耐久性。且由于电机11与控制器12不会形成共模电流闭合环路，有助于避免电驱组件10发热，有助于提高电驱组件10工作的可靠性。
此外，电机11和控制器12阻断轴电流的方式简单，方便制造。
为方便理解本申请实施例的绝缘层14的作用，参阅图3和图4。其中，图3为没有设置绝缘层14时电机11和控制器12间的等效电路图，图4为设置有绝缘层14时电机11和控制器12间的等效电路图。
由于功率器件开关时产生的共模电流在电机11的转轴上感应出轴承电压ub，轴承电压ub导致电机11的轴承内外圈之间形成电流回路，轴电流流通于回路中，共模电流有以下三个回路。
如图3所示，功率器件开关瞬间产生共模电压UCMV，共模电流通过定子绕组与定子之间的耦合电容Cwf流到电机11的机壳形成第一环路；共模电流通过定子绕组与转子之间的耦合电容Cwr，再通过转子和定子铁心之间耦合电容Csr回到电机11的机壳，形成第二环路；共模电流通过定子绕组对转子之间的耦合电容Cwr，再通过电机11的轴承的等效电容Cb流到电机11的机壳形成第三环路，此时轴电流流过电机11的轴承。其中，R为等效电路的电阻，L为等效电路的电感。
电机11的轴承由于内部油膜形态的不同，有三种不同状态下的等效模型，分别为油膜未建立时的阻态，油膜不稳定下的阻容态，还有稳定油膜状态下的容态。由于轴电流不利于油膜的形成，因此当轴电流较大时，油膜没有良好的建立，导致电机11的轴承出现干磨的情况，如此会加速电机11的轴承损伤的速率，且当轴承电压过大时，油膜会被击穿，导致轴承发生EDM现象，导致电机11的轴承出现严重的电腐蚀，减小电机11的轴承的使用寿命。
如图4所示，当电驱组件10设置有绝缘层14时，第一连接部111和第二连接部121间的共模电流的电路被阻断，使得共模电流无法流通于第一连接部111和第二连接部121之间，此时轴电流也无法循环流动于回路中。如此有助于避免电机11的轴承内部流过轴电流，从而有助于降低电机11的轴承电腐蚀的风险，有助于增大电机11的轴承的使用寿命。
请参阅图5，在一些实施方式中，连接件13包括相背的电机连接部131和控制器连接部132，电机连接部131与第一连接部111过盈配合，控制器连接部132与第二连接部121过盈配合。如此，电机连接部131和第一连接部111、控制器连接部132和第二连接部121连接时均会产生弹性压力，有助于提高电机连接部131连接于第一连接部111的紧固性，有助于提高控制器连接部132连接于第二连接部121的紧固性。
在一些实施方式中，在第一连接部111设有绝缘层14的情况下，电机连接部131抵接于绝缘层14，控制器连接部132连接于第二连接部121，绝缘层14沿连接件13的高度方向的尺寸大于第一连接部111沿连接件13的高度方向的尺寸，如此有助于保证绝缘层14可以沿连接件13的高度方向具有足够的尺寸面积以包覆第一连接部111，有助于避免第一连接部111和电机连接部131接触，从而有助于避免共模电流的电路导通。
如此，第一连接部111的绝缘层14在保证第一连接部111和电机连接部131的绝缘效果的同时，有助于简化电驱组件10的结构，有助于节约制造的成本。
在一些实施方式中，绝缘层14包括相连接的第一绝缘层141和第二绝缘层142，第一绝缘层141沿高度方向延伸并位于第一连接部111与电机连接部131之间，第二绝缘层142沿连接件13的长度方向延伸并分别连接第一连接部111和电机连接部131。
例如第一绝缘层141与第二绝缘层142可以大致呈90度夹角分布，第一绝缘层141位于第一连接部111与电机连接部131之间，第二绝缘层142位于第一连接部111朝向第二连接部121的一侧，如此，第二绝缘层142有助于增大绝缘层14的绝缘面积，有助于避免外界的导电介质例如酸、碱、盐水溶液等导电介质散落于第一连接部111朝向第二连接部121的表面进而导通共模电流的电路。
如此，第一绝缘层141和第二绝缘层142有助于保证绝缘层14具有足够的绝缘面积，第一绝缘层141和第二绝缘层142可以共同对第一连接部111和电机连接部131进行绝缘，有助于提高电机连接部131和第一连接部111的绝缘效果，有助于更好地阻断第一连接部111和电机连接部131之间的共模电流的电路。
在一些实施方式中，在第二连接部121设有绝缘层14的情况下，控制器连接部132抵接于绝缘层14，电机连接部131连接于第一连接部111，绝缘层14沿连接件13的高度方向的尺寸大于第二连接部121沿连接件13的高度方向的尺寸，如此有助于保证绝缘层14可以沿连接件13的高度方向具有足够的尺寸面积以包覆第二连接部121，有助于避免第二连接部121和控制器连接部132接触，从而有助于避免共模电流的电路导通。
如此，第二连接部121的绝缘层14在保证第二连接部121和控制器连接部132的绝缘效果的同时，有助于简化电驱组件10的结构，有助于节约制造的成本。
在一些实施方式中，控制器连接部132包括相连接的头部1321和连接部1322，绝缘层14包括相连接的第三绝缘层143和第四绝缘层144，第三绝缘层143沿连接件13的高度方向延伸并位于第二连接部121与连接部1322之间，第四绝缘层144沿连接件13的长度方向延伸并位于第二连接部121与头部1321之间。
例如第三绝缘层143与第四绝缘层144可以大致呈90度夹角分布，第三绝缘层143位于第二连接部121与控制器连接部132之间，第四绝缘层144位于第二连接部121背离第一连接部111的一侧且连接于头部1321。如此，第四绝缘层144有助于避免头部1321和第二连接部121接触，有助于避免共模电流电路的导通。
如此，第三绝缘层143和第四绝缘层144有助于保证绝缘层14具有足够的绝缘面积，第三绝缘层143和第四绝缘层144可以共同对第二连接部121和控制器连接部132进行绝缘，有助于提高控制器连接部132和第二连接部121的绝缘效果，有助于更好地阻断第二连接部121和控制器连接部132之间的共模电流的电路。
在一些实施方式中，绝缘层14还可以包括第五绝缘层145，第五绝缘层145连接于第三绝缘层143背离第四绝缘层144的一侧，第五绝缘层145沿连接件13的长度方向延伸并分别连接第二连接部121和连接部1322。
例如第五绝缘层145与第四绝缘层144可以大致呈90度夹角分布，第五绝缘层145位于第二连接部121朝向第一连接部111的一侧。如此，第五绝缘层145有助于增大绝缘层14的绝缘面积，有助于避免外界的导电介质例如酸、碱、盐水溶液等导电介质散落于第二连接部121朝向第一连接部111的表面进而导通共模电流的电路。
如此，第三绝缘层143、第四绝缘层144和第五绝缘层145有助于保证绝缘层14具有足够的绝缘面积，有助于更好地阻断第二连接部121和控制器连接部132之间的共模电流的电路。
在一些实施方式中，第一连接部111和第二连接部121均可以设有绝缘层14，电机连接部131和控制器连接部132均抵接于绝缘层14。如此，第一连接部111的绝缘层14可以对第一连接部111和电机连接部131进行绝缘，第二连接部121的绝缘层14可以对第二连接部121和控制器连接部132进行绝缘，有助于实现连接件13和第一连接部111以及第二连接部121的双重绝缘。第一连接部111的绝缘层14和第二连接部121的绝缘层14有助于更好地阻断电机11和控制器12间共模电流的流通电路，有助于避免电机11的轴承内部流过轴电流，从而有助于降低电机11的轴承电腐蚀的风险，有助于提高电机11的轴承的使用寿命和机械耐久性。
此外，当第一连接部111的绝缘层14绝缘效果降低时，电驱组件10还可以通过第二连接部121的绝缘层14实现绝缘；当第二连接部121的绝缘层14绝缘效果降低时，电驱组件10还可以通过第一连接部111的绝缘层14实现绝缘。
在一些实施方式中，绝缘层14为绝缘胶水。例如绝缘层14可以采用结构胶、瞬干胶、热熔胶、粘合胶等工业胶水。在其他实施方式中，绝缘胶水也可以为其他。
在第一连接部111设有绝缘层14的情况下，绝缘层14可以涂覆于第一连接部111朝向电机连接部131的表面；在第二连接部121设有绝缘层14的情况下，绝缘层14可以涂覆于第二连接部121朝向控制器连接部132的表面；在第一连接部111和第二连接部121均设有绝缘层14的情况下，绝缘层14可以涂覆于第一连接部111朝向电机连接部131的表面以及第二连接部121朝向控制器连接部132的表面。
如此，绝缘胶水有助于节约制造的成本，绝缘胶水连接于第一连接部111和/或第二连接部121的方式简单，有助于简化绝缘层14连接于第一连接部111和/或第二连接部121的工艺，有助于方便制造。
在其他实施方式中，绝缘层14也可以为绝缘胶带等绝缘结构，具体可以根据实际情况进行设置。
请参阅图6，本发明实施方式提供一种车辆100，车辆100可以为混合动力车辆、纯电动车辆、燃料电池车辆等新能源车辆。在其他实施方式中，车辆100也可以为其他类型的车辆。
车辆100包括车身20以及电驱组件10，电驱组件10安装于车身20。如此，电驱组件10可以提供车辆100的动力，电驱组件10可以将系统的电能转换为机械能以推动车辆100运动，有助于满足车辆100的运动需求。
综上，本发明实施方式提供的电驱组件10和车辆100，电驱组件10包括电机11、控制器12和连接件13，控制器12电连接于电机11。电机11设有第一连接部111，控制器12设有第二连接部121。连接件13连接于第一连接部111和第二连接部121，则连接件13有助于保证电机11和控制器12连接的稳固性，有助于提高电驱组件10结构的紧凑性。第一连接部111和第二连接部121中的至少一个设有绝缘层14，连接件13抵接于绝缘层14，如此，绝缘层14有助于阻断电机11和控制器12间共模电流的电路，有助于避免共模电流循环流动于电机11和控制器12之间的回路，有助于避免电机11的轴承内部流过轴电流，从而有助于降低电机11的轴承电腐蚀的风险，有助于提高电机11的轴承的使用寿命和机械耐久性。且由于绝缘层阻断电机11和控制器12间共模电流的电路，电机11与控制器12不会形成共模电流闭合环路，有助于避免电驱组件10发热，有助于提高电驱组件10工作的可靠性。此外，电机11和控制器12阻断轴电流的方式简单，方便制造。
在本发明中，除非另有明确的规定或限定，术语“装配”等术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通，也可以是仅为表面接触，或者通过中间媒介的表面接触连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为特指或特殊结构。术语“一些实施方式”的描述意指结合该实施方式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方式或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。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方式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发明中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电驱组件，其特征在于，包括：
电机，所述电机设有第一连接部；以及
控制器，所述控制器电连接于所述电机，所述控制器设有第二连接部；以及
连接件，所述连接件连接于所述第一连接部和所述第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部中的至少一个设有绝缘层，所述连接件抵接于所述绝缘层。
2.根据权利要求1所述的电驱组件，其特征在于，所述连接件包括相背的电机连接部和控制器连接部，所述电机连接部与所述第一连接部过盈配合，所述控制器连接部与所述第二连接部过盈配合。
3.根据权利要求2所述的电驱组件，其特征在于，所述第一连接部设有所述绝缘层，所述电机连接部抵接于所述绝缘层，所述控制器连接部连接于所述第二连接部，所述绝缘层沿所述连接件的高度方向的尺寸大于所述第一连接部沿所述高度方向的尺寸。
4.根据权利要求3所述的电驱组件，其特征在于，所述绝缘层包括相连接的第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层沿所述高度方向延伸并位于所述第一连接部与所述电机连接部之间，所述第二绝缘层位于所述第一连接部朝向所述第二连接部的一侧，所述第二绝缘层沿所述连接件的长度方向延伸并分别连接所述第一连接部和电机连接部。
5.根据权利要求2所述的电驱组件，其特征在于，所述第二连接部设有所述绝缘层，所述控制器连接部抵接于所述绝缘层，所述电机连接部连接于所述第一连接部，所述绝缘层沿所述连接件的高度方向的尺寸大于所述第一连接部沿所述高度方向的尺寸。
6.根据权利要求5所述的电驱组件，其特征在于，所述控制器连接部包括相连接的头部和连接部，所述绝缘层包括相连接的第三绝缘层和第四绝缘层，所述第三绝缘层沿所述高度方向延伸并位于所述第二连接部与所述连接部之间，所述第四绝缘层沿所述连接件的长度方向延伸并位于所述第二连接部与所述头部之间。
7.根据权利要求6所述的电驱组件，其特征在于，所述绝缘层还包括第五绝缘层，所述第五绝缘层连接于所述第三绝缘层背离所述第四绝缘层的一侧，所述第五绝缘层沿所述长度方向延伸并分别连接所述第二连接部和连接部。
8.根据权利要求2所述的电驱组件，其特征在于，所述第一连接部和所述第二连接部均设有所述绝缘层，所述电机连接部和所述控制器连接部均抵接于所述绝缘层。
9.根据权利要求1所述的电驱组件，其特征在于，所述绝缘层为绝缘胶水。
10.一种车辆，其特征在于，包括：
车身；以及
根据权利要求1至9任一项所述的电驱组件，所述电驱组件安装于所述车身。
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