CN204451974U - 电动车的集成驱动组件 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电动车的集成驱动组件，包括：设置在电机罩中的电机；设置在功率逆变器罩中的功率逆变器，所述功率逆变器被配置成将电池组提供的DC电流转换为能够操作所述电机的AC电流；设置在变速器罩中的变速器，其中所述变速器被连接至所述电机且连接至驱动轴，其中所述电机向所述电动车提供推进力；和多个逆变器支撑元件，其中所述多个逆变器支撑元件的每一个的第一端部被刚性连接至所述变速器罩，且其中所述多个逆变器支撑元件中的每一个的第二端部通过多个挠性套筒被柔性地连接至所述功率逆变器罩，且其中所述多个逆变器支撑元件将所述功率逆变器罩保持成距所述变速器罩一距离。

Description

电动车的集成驱动组件
技术领域
本实用新型大体涉及电机，且更具体地涉及用于电动车的集成电机组件，且更具体地涉及具有柔性安装的功率转换器的集成电机组件。
背景技术
响应于由日益升高的燃料价格和全球变暖的可怕效应所引起的消费者的需求，车辆工业慢慢地开始接受对超低排放高效率车辆的需要。尽管在该工业中一些尝试通过设计更加高效的内燃机来实现该目的，而另一些尝试将混合动力或者全电动驱动系统结合至其车辆阵容(line-ups)。然而，为了满足消费者的期望，车辆工业不仅仅实现更绿色的驱动系统，还必须同时保持性能、范围、可靠性和成本的合理水平。
最常规的实现低排放、高效率车辆的方法是通过使用混合动力驱动系统，其中内燃机与一个或多个电机组合。大体有三种类型的混合动力驱动系统：并行混合动力、混联混合动力和串联混合动力。在并行混合动力驱动系统中，推进车辆所需要的动力可由内燃机或者电机单独地或共同地提供。在混联混合动力驱动系统中，由使用诸如行星齿轮组的功率分配器的内燃机和电机二者来提供推进动力。在串联混合动力驱动系统中，推进功率仅仅由电机提供，且连接至发电机的内燃机仅用于根据需要为电池充电。
尽管混合动力车提高了汽油里程并降低了车辆排放，然而由于包括内燃机，所以其仍然受到这种动力源的很多固有限制。例如，在运行过程中，车辆仍然排放出有害污染物，尽管与常规车辆相比处于降低的水平。此外，由于包括内燃机和具有其相应电池组的电机，所以混合动力车的驱动系统通常复杂得多，导致成本升高且重量增加。因此，几个车辆制造商在设计仅使用一个电机或多个电机的车辆，从而消除一个污染源同时显著地降低驱动系统复杂性。本实用新型提供了用于这样的车辆的改进的驱动系统。
实用新型内容
本实用新型提供了用于电动车的集成驱动系统，其中功率逆变器罩与电机和变速器分开，且其中功率逆变器罩经由多个逆变器支撑元件而连接至电机并与电机相分离。各逆变器支撑元件的第一部分被刚性地连接至变速器罩，而各逆变器支撑元件的第二部分通过挠性套筒(如，橡胶或者合成套筒)被柔性地连接至功率逆变器罩。电机和变速器可使用与功率逆变器罩分离的单个多件罩。该逆变器支撑元件可被制造为从变速器罩伸出的变速器罩延伸部，或者其可以是单独的且与变速器罩分别地制造并且使用螺栓、焊接接头、铜焊接头或者其它方式刚性地连接至变速器罩。该逆变器支撑元件可由金属(如，钢、铝等)或者由复合材料制造。该变速器可以是单速、固定齿轮变速器，且可被连接至第一和第二驱动半轴。
根据本实用新型的一个方面，提供了一种电动车的集成驱动组件，包括：设置在电机罩中的电机；设置在功率逆变器罩中的功率逆变器，所述功率逆变器被配置成将电池组提供的DC电流转换为能够操作所述电机的AC电流；设置在变速器罩中的变速器，其中所述变速器被连接至所述电机且连接至驱动轴，其中所述电机向所述电动车提供推进力；和多个逆变器支撑元件，其中所述多个逆变器支撑元件的每一个的第一端部被刚性连接至所述变速器罩，且其中所述多个逆变器支撑元件中的每一个的第二端部通过多个挠性套筒被柔性地连接至所述功率逆变器罩，且其中所述多个逆变器支撑元件将所述功率逆变器罩保持成距所述变速器罩一距离。
可选地，所述多个逆变器支撑元件包括三个逆变器支撑元件，且其中所述三个逆变器支撑元件的每一个被柔性地连接至所述功率逆变器罩的三个侧中的每一侧。
可选地，所述多个逆变器支撑元件包括两个逆变器支撑元件，且其中所述两个逆变器支撑元件的每一个被柔性地连接至所述功率逆变器罩的两个相反侧的每一侧。
可选地，所述电机罩和所述变速器罩被组合为单个、多件式罩，且其中所述功率逆变器罩与所述单个、多件式罩相分离。
可选地，所述变速器是单速、固定齿轮变速器。
可选地，所述变速器被连接至第一驱动半轴和第二驱动半轴。
可选地，所述多个逆变器支撑元件的每一个包括从所述变速器罩向外伸出的延伸部。
可选地，所述多个逆变器支撑元件中的每一个相对于所述变速器罩是不同的和单独的。
可选地，与所述多个逆变器支撑元件的每一个相应的所述第一端部被栓接、焊接或者钎焊至所述变速器罩。
可选地，所述多个套筒由橡胶或者合成材料制造。
可选地，所述多个逆变器支撑元件由金属或复合材料制造。
对本实用新型的实质和优点的进一步理解可通过参考本说明书的其余部分和附图而实现。
附图说明
图1提供了组件的透视图，其中使用三个支撑元件将逆变器柔性地安装至电机-变速器组件；
图2提供了图1中所示的电机-变速器组件的侧视图；
图3提供了图1和2中所示的电机-变速器组件的顶视图；
图4提供了组件的透视图，其中使用两个支撑元件将逆变器柔性地安装至电机-变速器组件；
图5提供了图4中所示的电机-逆变器组件的侧视图；
图6提供了图4和5中所示的电机-逆变器组件的顶视图。
具体实施方式
在大多电动车(即，EV)中，无论该EV是纯电动车，插电式混合动力车(也被称作PHEV)，或者混合动力车(也被称作HEV)，电机和功率逆变器被保持为安装在各自壳体中的分离部件，且通常被安装在车辆的完全不同区域中。然而，在至少一个可选的配置中，单个、多件式罩被用于容纳电机和功率逆变器，其中电机和逆变器各被刚性地连接至插入的变速器。
尽管将电机、变速器和功率逆变器集成到单个壳体中缩短了功率逆变器与电机之间的电连接，且还可简化系统冷却，本发明人发现对于逆变器和电机使用单独的壳体并且使用柔性安装方式(compliant mounting scheme)将这些分离的壳体连接在一起提供了明显的优点。具体地，使用挠性安装套筒的柔性安装方式让功率逆变器的质量可吸收和减弱由电机所引起的不良旋转振动，特别是在电机经过强加速或者减速的时候。吸收和减弱该振动延长了部件寿命，同时减少了从驱动系统传递至乘客舱的噪音和振动的幅度，从而提供了更平稳的坐乘以及提高的乘客舒适度和驾驶控制。
图1-3示出了根据本实用新型的电机-逆变器组件100的优选实施方式。图1提供了组件100的透视图，而图2和3分别提供了该组件的侧视图和顶视图。图1示出了电机101，变速器103和逆变器105。优选地，电机101是三相交流(即，AC)电机。电机101被连接至车辆的驱动轴，且优选地如所示经由变速器103被连接至一对驱动半轴107。变速器103可以是单速、固定齿轮变速器或者多速(如，双速)变速器。逆变器105将来自车辆电池(未示出)的直流(即，DC)电转换为匹配电机101的动力需求的电能，该电机101如上所述优选为AC电机。为了简化图像并保证清晰度，在逆变器105与电池组之间以及逆变器105与电机101之间的电连接没有示出。类似地，尽管在图1中示出了冷却剂入口109，然而没有示出用于将驱动系统连接至冷却系统的冷却管道。
从变速器罩103延伸的是三个逆变器支撑元件111。如图所示，支撑元件111将逆变器罩保持在变速器和电机组件罩之外且从其间隔开。支撑元件111可如图所示制造为变速器罩的一部分。可选地，支撑元件111可以是不同和单独制造的元件，其通过栓接、焊接、钎焊或其它方式连接至变速器。尽管可使用其它的金属(如，钢)和非金属(如，复合材料)，然而在优选的实施方式中，支撑元件111由铝制造。在各支撑元件111的端部处或端部附近是套筒环113，其保持橡胶或合成套筒115。各支撑元件的该套筒/套环组件通过螺栓117被栓接至逆变器罩105。
图4-6示出了可选的实施方式。总体而言，组件400与组件100是相同的，除了逆变器105通过两个而不是三个逆变器支撑元件111被柔性地连接至变速器壳体，且各支撑元件111通过所示的两个套筒组件被栓接至逆变器。
所公开的方法的优点中的一个是其允许组件根据需要被调节，例如为了去除特定的谐波。在初始的设计阶段，可通过选择支撑元件111的数量(如，在组件400中是两个，在组件100中是三个，或更多)，选择支撑元件的材料(如，铝对钢对复合材料等)，各支撑元件111的尺寸(如，厚度和宽度)，电机变速器壳体与转换器之间的间隔距离(即，各支撑元件111的长度)，以及用于将逆变器105安装至支撑元件111的套筒组件的数量和位置(即，在组件100中所示出的每个支撑元件一个套筒组件，对在组件400中示出的每个支撑元件两个套筒组件，对多于两个套筒组件)，可调节逆变器105被允许相对于电机/变速器组件移动的程度。在装配过程中，可基于所选择的套筒的材料特征(如，橡胶对合成物，套筒材料密度等等)实现进一步的调节。
图1-6中示出的配置，其中电机被安装至车辆的纵向中心线的一侧，且逆变器被安装至中心线的另一侧，以最佳地实现平衡重量分布。应理解，可使用其它配置，例如在一些配置中优选逆变器支撑元件从电机罩延伸而不是如所示地从变速器罩延伸。在该配置中，替代将变速器插入在电机和逆变器之间，变速器将被安装至电机的一侧而逆变器将通过支撑元件111被柔性地安装至电机的另一侧。
应理解，附图仅仅是示意的目的，而不限制本实用新型的范围，且不应考虑比例尺寸。
这里以概述的方式对系统和方法进行了说明，以有助于对本实用新型的细节的理解。在一些实施方式中，没有具体地示出或说明已知的结构、材料和/或操作，以避免模糊本实用新型的实质特征。在其它实例中，提供了具体的细节以提供对本实用新型的透彻理解。相关领域技术人员应理解本实用新型可以其它特定方式实现，例如适用于具体的系统或装置或环境或材料或构件，而不偏离本实用新型的实质或主要特征。因此，这里的公开和说明旨在示例性的，而不限制本实用新型的范围。

Claims (11)

1.一种电动车的集成驱动组件，其特征在于包括：
设置在电机罩中的电机；
设置在功率逆变器罩中的功率逆变器，所述功率逆变器被配置成将电池组提供的DC电流转换为能够操作所述电机的AC电流；
设置在变速器罩中的变速器，其中所述变速器被连接至所述电机且连接至驱动轴，其中所述电机向所述电动车提供推进力；和
多个逆变器支撑元件，其中所述多个逆变器支撑元件的每一个的第一端部被刚性连接至所述变速器罩，且其中所述多个逆变器支撑元件中的每一个的第二端部通过多个挠性套筒被柔性地连接至所述功率逆变器罩，且其中所述多个逆变器支撑元件将所述功率逆变器罩保持成距所述变速器罩一距离。
2.如权利要求1所述的集成驱动组件，其特征在于所述多个逆变器支撑元件包括三个逆变器支撑元件，且其中所述三个逆变器支撑元件的每一个被柔性地连接至所述功率逆变器罩的三个侧中的每一侧。
3.如权利要求1所述的集成驱动组件，其特征在于所述多个逆变器支撑元件包括两个逆变器支撑元件，且其中所述两个逆变器支撑元件的每一个被柔性地连接至所述功率逆变器罩的两个相反侧的每一侧。
4.如权利要求1-3中任一项所述的集成驱动组件，其特征在于所述电机罩和所述变速器罩被组合为单个、多件式罩，且其中所述功率逆变器罩与所述单个、多件式罩相分离。
5.如权利要求1-3中任一项所述的集成驱动组件，其特征在于所述变速器是单速、固定齿轮变速器。
6.如权利要求1-3中任一项所述的集成驱动组件，其特征在于所述变速器被连接至第一驱动半轴和第二驱动半轴。
7.如权利要求1-3中任一项所述的集成驱动组件，其特征在于所述多个逆变器支撑元件的每一个包括从所述变速器罩向外伸出的延伸部。
8.如权利要求1-3中任一项所述的集成驱动组件，其特征在于所述多个逆变器支撑元件中的每一个相对于所述变速器罩是不同的和单独的。
9.如权利要求8所述的集成驱动组件，其特征在于与所述多个逆变器支撑元件的每一个相应的所述第一端部被栓接、焊接或者钎焊至所述变速器罩。
10.如权利要求1-3中任一项所述的集成驱动组件，其特征在于所述多个套筒由橡胶或者合成材料制造。
11.如权利要求1-3中任一项所述的集成驱动组件，其特征在于所述多个逆变器支撑元件由金属或复合材料制造。
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