CN205255982U - 两级振动隔离系统 - Google Patents

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Abstract

一种两级振动隔离系统，其将车辆的乘客舱室与车辆的马达在正常操作过程中产生的振动隔离开。包括：马达组件罩，电动机被设置在所述马达组件罩内，且所述电动机为所述电动车提供推进力；电池组；多个马达组件支撑构件，所述多个马达组件支撑构件中的每一个的第一端部分被刚性地连接至所述马达组件罩，所述多个马达组件支撑构件中的每一个的第二端部分通过第一组多个挠性套筒被顺从性连接至所述电池组的第一部分，且所述多个马达组件支撑构件将所述马达组件罩保持在距所述电池组的所述第一部分一距离处；和多个顺从性电池组安装构件，所述多个顺从性电池组安装构件通过第二组多个挠性套筒将所述电池组的第一部分顺从性连接至所述电动车的一结构。

Description

两级振动隔离系统
技术领域
本实用新型大体涉及电动机，且更具体地涉及用于电动车的马达组件安装系统。
背景技术
响应于消费者由日益升高的燃油价格以及全球变暖的可怕后果所驱动的需求，汽车工业缓慢地开始接受对超低排放、高效车的需求。尽管在该工业中尝试更有效地操作内燃机来实现这些目标，然而其他的尝试将混合动力或全电传动系统结合至其车辆系列。然而，为了符合消费者的预期，车辆工业不仅仅必须实现更绿色的传动系统，然而还必须同时保持合理水平的性能、范围、可靠性、安全性和成本。
实现低排放、高效率车辆的最通常的方法是通过使用混合动力传动系统，其中内燃机(ICE)与一个或多个电动机结合。总而言之，存在着三种类型的混合传动系统：并联混合式，串并联混合式和串联混合式。在并联混合式传动系统，推进车辆所需要的动力可由内燃机或者电动机提供，可以是独立地或共同地。在串并联混合式传动系统中，推进动力由内燃机和电动机二者通过诸如行星齿轮组的功率分配器而提供。在串联混合式传动系统中，推进动力仅由电动机提供，且连接至发电机的内燃机仅用于根据需要而为电池充电。
尽管混合动力车提供了改进的汽油里程，然而由于其包括内燃机，所以其仍然受到该动力源的很多内在限制。例如，在操作过程中，车辆仍然释放出有害污染物，尽管与常规车辆相比处于较低水平。此外，由于包括内燃机和具有所附电池组的电动机二者，该混合动力车的传动系统通常更加复杂，导致升高的成本和增加的重量。因此，几个车辆制造商正在设计仅使用一个电动机或者多个电动机的车辆，从而消除污染源同时显著地降低传动系统的复杂性。
总而言之，基于电动机的传动系统的简化导致了与基于ICE的传动系统相比的改进的可靠性。然而，在电动传动系统中的振动通常难以控制，特别是在前轮驱动配置中。如果不受控制，这些传动系统振动被传递至乘客舱室中，导致不需要的噪音和振动。因此，所需要的是用于电动机组件的安装系统能够减轻传递至乘客舱室的传动系统振动，从而提高乘客舒适度。本实用新型提供了这样的马达组件安装系统。
实用新型内容
本实用新型提供了用于电动车的两级振动隔离系统，该系统包括：(i)马达组件罩，其中用于向车提供推进力的电动机被设置在所述马达组件罩中；(ii)电池组；(iii)多个马达组件支撑构件(例如，由铝、钢或者复合物材料制造)，其中所述马达组件支撑构件的每一个的第一端部分被刚性地连接至所述马达组件罩，其中所述马达组件支撑构件的每一个的第二端部分通过第一组多个挠性套筒(例如，橡胶或者合成物套筒)被顺从性连接至所述电池组的第一部分，且其中所述多个马达组件支撑构件将所述马达组件罩保持在距所述电池组的所述第一部分一距离处；和(iv)多个顺从性电池组安装构件，其中所述多个顺从性电池组安装构件通过第二组多个挠性套筒(例如，橡胶或者合成物套筒)将所述电池组的第一部分顺从性连接至所述电动车的一结构。该马达组件支撑构件可被集成至马达组件罩且作为罩的延伸部而制造；可选地，马达组件支撑构件可以是单独的且相对于马达组件罩独立地制造，且接着栓接、焊接或者铜焊至马达组件罩。
在一个方面，多个顺从性电池组安装构件还包括多个电池组支座，其中各电池组支座的第一端部分被刚性地连接至电池组的第一部分，其中各电池组支座的第二端部分通过第二组多个挠性套筒被顺从性连接至车的结构(例如，车门槛板结构(rockerpanelstructure)、车架等)，且其中电池组支座将电池组的第一部分保持在距电动车该结构的第二距离处。
在另一个方面，电池组的第二部分被插入在所述电池组的第一部分与所述车的结构之间，其中所述多个顺从性电池组安装构件将所述电池组的第一部分顺从性连接至所述电池组的第二部分，且其中所述电池组的第二部分通过多个非顺从性电池组安装构件被刚性地连接至所述电动车的所述结构(例如，车门槛板结构、车架等)。所述多个顺从性电池组安装构件还包括多个电池组支座，其中所述多个电池组支座中的每一个的第一端部分被刚性地连接至所述电池组的第一部分，且其中所述多个电池组支座的每一个的第二端部分通过所述第二组多个挠性套筒被顺从性连接至所述电池组的第二部分，且其中所述多个电池组支座将所述电池组的第一部分保持在距所述电池组的第二部分第二距离处。
在另一个方面，传动装置可被设置在马达组件罩中，其中传动装置被连接至电动机且被连接至车的传动轴。
在另一个方面，功率逆变器罩容纳有用于将电池组提供的DC电流转换为能够操作电动机的AC电流的功率逆变器，该功率逆变器罩被机械地连接至马达组件罩。多个逆变器支撑构件可用于将功率逆变器罩机械地连接至马达组件罩，其中逆变器支撑构件被刚性地连接至马达组件罩且(i)刚性地连接至功率逆变器罩或者(ii)通过第三组多个挠性套筒而顺从性连接至功率逆变器罩。
参考说明书的其余部分和附图，可进一步理解本实用新型的实质和优点。
附图说明
应理解附图仅仅是示意性的，而不是限制本实用新型的范围，且不应考虑其比例。此外，在不同附图中的相同的参考标记应理解为指相同构件或者相似功能的构件。
图1提供了用于顺从性安装EV的马达传动装置组件的两级振动隔离安装系统的透视图；
图2提供了图1中所示的安装的马达传动装置组件的端视图；
图3提供了用于顺从性安装EV的马达传动装置组件的可选的两级振动隔离安装系统的透视图；
图4提供了图3中所示的安装的马达传动装置组件的端视图。
具体实施方式
如这里所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该个”旨在还包括复数形式，除非上下文另外地指示。如这里所使用的术语“包括”、“包括有”、“具有”和/或“具备有”表示存在着所述的特征、整体单元、步骤、操作、元件和/或构件，但是不排除存在或者增加有一个或多个其它特征、整体单元、步骤、操作、元件、构件和/或其组合。如这里所使用的，术语“和/或”以及符号“/”表示包括一个或多个所列出的项目的任意以及所有组合。此外，尽管这里可使用术语第一、第二等来描述多个步骤或者计算，然而这些步骤或计算不应由这些术语所限制，这些术语仅用于将一个步骤或计算彼此区别。例如第一计算可被称为第二计算，类似地，第一步骤可被称为第二步骤，类似地，第一构件可被称为第二构件，所有这些都不偏离本公开的范围。
在常规的电动车中(EV)，无论EV是全电动车，插电式混合动力车(也被称做PHEV)，或者混合动力车(也被称做HEV)，马达组件经由多个套筒被安装在车架上。这些套筒帮助将车辆，且具体地车辆的乘客舱室与马达在正常工作过程中产生的振动隔离开。为了实现改进的振动隔离，发明人发现优选两级隔离(duallevelsofisolation)。然而，两级隔离难以在具有大的电池组的EV中实现，特别是在EV被配置为前轮驱动车时。因此，本安装系统将马达组件经由第一组多个隔离套筒安装至电池组的一部分，而电池组的该部分通过第二组多个隔离套筒直接安装至车辆或者经由电池组的剩余部分间接地安装至车辆。除了提供两级振动隔离之外，该顺从性安装方案允许电池组的质量吸收和减弱由马达引起的不必要的旋转振动，特别是在马达经历强的加速或者减速时。吸收和减弱该振动延长了构件寿命，同时减少了从传动系统传递至乘客舱室的噪音和振动的幅度，从而提供了具有改进了乘客舒适度和驾驶者控制的更加平滑的驾驶。
图1和2示出了本实用新型的两级顺从性安装系统的优选实施方式，其中各级顺从性安装经由多个挠性、非刚性连接件而提供振动隔离。图1提供了安装系统的透视图，而图2提供了该系统的端视图。在图1和图2中示出了马达101、传动装置103和逆变器105。为了简化附图并且确保清楚，在逆变器105与电池组之间的电连接以及在逆变器105与马达101之间的电连接未示出。类似地，用于将传动系统连接至冷却系统的冷却管道未示出。
优选地，马达101是三相交流(即，AC)马达。马达101经由传动装置103被连接至车辆的驱动轴，且优选地连接至一对驱动半轴。传动装置103可以是单速度、固定齿轮传动装置，或者多速度(例如，两个速度)传动装置。在至少一个优选配置中，该马达传动装置壳体被配置成允许转子轴和驱动轴由三个，而不是四个轴承组件支撑，如申请日为2014年10月1日，申请号为14/503,683的共同受让的美国专利所公开的，在此结合其全部内容作为参考。
逆变器105将来自车辆电池组的直流电源(即，DC)转换为匹配马达101的电源需求，即如上所述，马达优选为包括AC马达。逆变器105可通过多个顺从性安装件而安装至马达传动装置壳体，该顺从性安装件如在申请日为2014年2月8日，申请号为14/176,053的共同受让美国专利申请中所公开的，在此结合该公开的内容。可选地，逆变器105可被刚性地安装至马达传动装置壳体。
还如图1和2中所示的是EV的电池组的一部分，该部分包括上部电池盘(在此也称作电池组子组件)107和下部电池盘109。容纳在各电池盘中的是多个独立的电池，未示出。常规的电池化学品包括但不限于锂离子、锂离子聚合物、镍金属氢化物、镍镉、镍氢、镍锌和银锌。应理解，大体地根据所要求的电池组容量以及用于组装电池组的独立电池的类型和容量，以及具体地独立的电池盘，在本实用新型的电池组中的电池可以并联、串联或者串并联的方式连接。在申请日为2013年3月11日，申请号为13/794,535的共同受让美国专利申请中公开了示例的互连配置，在此为任何和所有的目的结合该公开。类似地，电池组的电池可被堆叠成多种配置中的任一种，并且使用多种不同的热管理系统中的任一种来进行冷却。电池子组件的使用简化了电池组制造、装配、测试和维修。
在图1和2中所示的实施方式中，电池组，以及更具体地电池盘107，被尺寸设置成基本在左和右车架构件111之间延伸。各车架构件111可包括车门槛板(vehiclerockerpanel)结构、车辆侧轨或者其它框架结构。
从马达组件罩延伸的是至少两个马达组件支撑构件113。如所示，支撑构件113保持马达组件不接近且离开电池组子组件107。支撑构件113可作为所示的马达传动装置壳体的部分而制造。可选地，支撑构件113可以是单独的和分别制造的构件，其通过栓接、焊接、铜焊或者其它方式而附接至马达传动装置壳体。在该优选的实施方式中，支撑构件113由铝制成，然而也可使用其它金属(如，钢)和非金属(如，复合物)。在各支撑构件113的端部处或附近是至少一个套筒圈115，其保持橡胶或者合成物套筒。与各支撑元件113对应的套筒/卡圈组件优选地被栓接至电池盘107。应理解，尽管图1和2中所示的本实用新型的实施方式包括两个支撑构件113，各支撑构件113使用两个套筒/卡圈组件115，然而该系统可使用多于两个支撑构件113和与所示的数量不同的套筒/卡圈组件115。
多个电池组支撑构件117(在此也称作支座)从电池组上顺从性安装有马达传动装置壳体的部分延伸。支撑构件117提供了用于将电池组顺从性安装至车辆的装置，例如车架构件111。在图1和2中所示的实施方式中，支撑构件117被物理地连接至上部电池盘107。然而，应理解，电池组可通过从电池组的其它部分延伸的支撑构件而被顺从性安装至框架，所述电池组的其它部分例如下部电池盘109。
支撑构件117可作为电池组壳体的一部分而制造，从而被集成至电池组壳体。例如，支撑构件117可被集成至下部电池组壳体板(例如，壳体底板119)；可选地，支撑构件117可被集成至电池组壳体侧壁(例如，壁121)；可选地，支撑构件117可被集成至上部电池组壳体板(例如，壳体盖123)。在可选的配置中，支撑构件117是单独的和独立地制造的构件，其通过栓接、焊接、铜焊或者其它方式而被附接至电池组罩(例如，至壁119、121或123)。在优选的实施方式中，支撑构件117由铝制成，然而也可使用其它的金属(例如，钢)或者非金属(例如，复合物)。在各支撑构件117的端部处或附近的是至少一个套筒卡圈125，其保持橡胶或者合成物套筒。各套筒/卡圈组件125经由顺从性的、非刚性连接套筒而提供振动隔离，且优选地被栓接至车架构件111。应理解，尽管在图中示出了两个顺从性电池组支撑构件117，其分别使用两个套筒/卡圈组件125，然而该系统可使用多于图示的两个支撑构件117和四个套筒/卡圈组件125。
图3和4示出了本实用新型的可选的实施方式。如在组件100中，组件300的马达传动装置壳体通过多个支撑构件113和多个套筒/卡圈组件115被顺从性安装至电池组的第一部分，从而在马达组件与车辆之间提供了第一级振动隔离。然而，在组件300中，通过将电池组的第一部分顺从性安装至电池组的第二部分而实现第二级振动隔离，其中电池组的第二部分被刚性地连接至车架，例如车架构件111。
在图3和4中所示的组件300的示例性实施方式中，马达组件罩使用如之前实施方式中的多个支撑构件113。如所示，支撑构件113保持马达组件不接近和离开电池组的一部分301。支撑构件113可作为所示的马达传动装置壳体的一部分而制造，或者与马达传动装置壳体分离地制造并经由栓接、焊接、铜焊或者其它方式而附接至壳体。在优选的实施方式中，支撑构件113由铝制成，然而也可使用其它材料，例如其它金属(例如，钢)或者非金属(例如，复合物)。在各支撑构件113的端部处或附近是保持橡胶或者合成物套筒的至少一个套筒卡圈115。各支撑构件113的套筒/卡圈组件优选地被栓接至电池子组件301，例如栓接至所示的电池组壳体盖板。可选地，与各支撑构件113对应的套筒/卡圈组件可被附接至子组件301的另一个表面(例如，电池盘侧壁)。应理解，尽管图3和4中所示的组件300使用两个支撑构件113，其分别使用两个套筒/卡圈组件115，然而该系统可使用多于两个支撑构件113和与所示的不同数量的套筒/卡圈组件115。
电池组子组件301通过多个套筒/卡圈组件305被顺从性安装至电池组的第二部分303。各组件305使用橡胶或者合成物套筒而在电池组部分301和303之间提供振动隔离。优选地，如所示，套筒/卡圈组件305被插入在电池组部分301与303之间，然而应理解还可使用其它方式，例如支架或支座与套筒/卡圈组件结合来定位顺从性安装件。此外，应理解，本实用新型不要求具体数量的套筒/卡圈组件，即，本实用新型的顺从性安装系统可使用更少数量或者更多数量的套筒/卡圈组件305。尽管未示出，然而应理解电池组的第二部分303被刚性地附接至车架，例如构件111。
如上所述，由本实用新型提供的两级隔离系统总体上有助于将车辆，且具体是乘客舱室，从马达传动装置组件所产生的振动和噪音隔离。本实用新型的特别优点在于其允许组件被调节，例如从而除去特定的谐波(harmonic)。在初始设计阶段，马达传动装置组件被允许相对于车架移动的程度可通过选择支撑构件(例如，构件113和117)数量和位置，支撑构件材料选择(例如，对铝、钢、复合物的选择等)，各支撑构件的尺寸(例如，厚度和宽度)，马达传动装置壳体与电池组的第一部分之间的分离距离，电池组的第一部分与框架(例如，组件100)或者电池组的第二部分(例如，组件300)之间的分离距离，以及套筒/卡圈组件(例如，组件115、125和305)的数量和位置而调节。在装配过程中，可基于所选择套筒的材料特征而实现进一步的调节(例如，橡胶和合成材料的选择，套筒材料密度等)。
已大体对系统和方法进行了说明来帮助理解本实用新型的细节。在一些情况下，没有具体地示出或者详细地说明广泛已知的结构、材料和/或操作，以避免模糊本实用新型的方面。在其它情况下，给出了具体的细节以提供对本实用新型的透彻的理解。相关领域技术人员应理解，本实用新型可以其它具体形式实现，例如适应具体的系统或者设备或者环境或者材料或者构件，而不偏离其实质或基本特征。因此，这里的公开和说明旨在为示意性的而不限制本实用新型的范围。

Claims (20)

1.一种用于电动车的两级振动隔离系统，其特征在于包括：
马达组件罩，其中电动机被设置在所述马达组件罩内，且其中所述电动机为所述电动车提供推进力；
电池组；
多个马达组件支撑构件，其中所述多个马达组件支撑构件中的每一个的第一端部分被刚性地连接至所述马达组件罩，其中所述多个马达组件支撑构件中的每一个的第二端部分通过第一组多个挠性套筒被顺从性连接至所述电池组的第一部分，且其中所述多个马达组件支撑构件将所述马达组件罩保持在距所述电池组的所述第一部分一距离处；和
多个顺从性电池组安装构件，其中所述多个顺从性电池组安装构件通过第二组多个挠性套筒将所述电池组的第一部分顺从性连接至所述电动车的一结构。
2.如权利要求1所述的两级振动隔离系统，其特征在于所述多个顺从性电池组安装构件还包括多个电池组支座，其中所述多个电池组支座中的每一个的第一端部分被刚性地连接至所述电池组的所述第一部分，其中所述多个电池组支座中的每一个的第二端部分通过所述第二组多个挠性套筒而被顺从性连接至所述电动车的所述结构，且其中所述多个电池组支座将所述电池组的所述第一部分保持在距所述电动车的所述结构第二距离处。
3.如权利要求2所述的两级振动隔离系统，其特征在于所述电动车的所述结构包括车架。
4.如权利要求2所述的两级振动隔离系统，其特征在于所述电动车的所述结构包括一对车门槛板结构。
5.如权利要求1所述的两级振动隔离系统，其特征在于还包括所述电池组的第二部分，其中所述电池组的第二部分被插入在所述电池组的所述第一部分与所述电动车的所述结构之间，其中所述多个顺从性电池组安装构件将所述电池组的所述第一部分顺从性连接至所述电池组的所述第二部分，且其中所述电池组的所述第二部分通过多个非顺从性电池组安装构件被刚性地连接至所述电动车的所述结构。
6.如权利要求5所述的两级振动隔离系统，其特征在于所述多个顺从性电池组安装构件还包括多个电池组支座，其中所述多个电池组支座中的每一个的第一端部分被刚性地连接至所述电池组的所述第一部分，且其中所述多个电池组支座中的每一个的第二端部分通过所述第二组多个挠性套筒被顺从性连接至所述电池组的所述第二部分，且其中所述多个电池组支座将所述电池组的所述第一部分保持在距所述电池组的所述第二部分第二距离处。
7.如权利要求5所述的两级振动隔离系统，其特征在于所述电动车的所述结构包括车架。
8.如权利要求5所述的两级振动隔离系统，其特征在于所述电动车的所述结构包括一对车门槛板结构。
9.如权利要求1所述的两级振动隔离系统，其特征在于还包括设置在所述马达组件罩内的传动装置，其中所述传动装置被连接至所述电动机且被连接至驱动轴。
10.如权利要求1所述的两级振动隔离系统，其特征在于还包括设置在功率逆变器罩内的功率逆变器，所述功率逆变器被配置成将由所述电池组提供的DC电流转换为能够操作所述电动机的AC电流，其中所述功率逆变器罩被机械地连接至所述马达组件罩。
11.如权利要求10所述的两级振动隔离系统，其特征在于还包括多个逆变器支撑构件，其中所述多个逆变器支撑构件中的每一个的第一端部分被刚性地连接至所述马达组件罩，且其中所述多个逆变器支撑构件中的每一个的第二端部分被刚性地连接至所述功率逆变器罩。
12.如权利要求10所述的两级振动隔离系统，其特征在于还包括多个逆变器支撑构件，其中所述多个逆变器支撑构件中的每一个的第一端部分被刚性地连接至所述马达组件罩，且其中所述多个逆变器支撑构件中的每一个的第二端部分通过第三组多个挠性套筒被顺从性连接至所述功率逆变器罩。
13.如权利要求1所述的两级振动隔离系统，其特征在于所述多个马达组件支撑构件中的每一个与所述马达组件罩形成为一体，且制造成所述马达组件罩的延伸部。
14.如权利要求1所述的两级振动隔离系统，其特征在于所述多个马达组件支撑构件中的每一个是独立的且与所述马达组件罩分开制造。
15.如权利要求14所述的两级振动隔离系统，其特征在于与所述多个马达组件支撑构件中的每一个对应的所述第一端部分被栓接至所述马达组件罩。
16.如权利要求14所述的两级振动隔离系统，其特征在于与所述多个马达组件支撑构件中的每一个对应的所述第一端部分被焊接至所述马达组件罩。
17.如权利要求14所述的两级振动隔离系统，其特征在于与所述多个马达组件支撑构件中的每一个对应的所述第一端部分被铜焊至所述马达组件罩。
18.如权利要求1所述的两级振动隔离系统，其特征在于所述第一组多个套筒的制造材料为橡胶或合成物材料。
19.如权利要求1所述的两级振动隔离系统，其特征在于所述第二组多个套筒的制造材料为橡胶或合成物材料。
20.如权利要求1所述的两级振动隔离系统，其特征在于所述多个马达组件支撑构件的制造材料选自铝、钢和复合物材料。
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