CN210390768U - 电驱动系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电驱动系统及车辆，涉及车辆技术领域。电驱动系统包括电机减速器总成和电源总成，电机减速器总成包括集成到一起的壳体、电机和减速器。壳体包括限定有容置空间的本体、分别设置于本体相对两端的电机端盖和减速器端盖。电机设置于本体的容置空间内。减速器设置于本体的容置空间内，减速器的输入轴与电机的输出轴同轴设置。电机与减速器深度集成，采用共壳体设计，相比将电机和减速器进行组装，能够有效实现轻量化设计原则，且有效降低成本。进一步地，该电驱动系统体积较小，方便小机舱的布置，在同级别的车型中，能够增大乘客舱、行李舱的空间尺寸。

Description

电驱动系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别是涉及一种电驱动系统及车辆。

背景技术

电驱动系统作为电动汽车动力驱动装置必备的零部件，其动力经济性、重量、成本等是考量电动汽车的竞争能力指标。

目前国内的电动汽车电驱动系统主要包括电机、减速器、电机控制器(IPU)、电源输出单元(DC/DC)、电源分配单元(PDU)。现有技术中，上述电机、减速器、IPU、DC/DC、PDU均为为单体供货，主机厂组装，导致整体重量在100-150kg左右，影响整车动力性(各阶段加速性能、百公里电耗高等)无法满足轻量化的需求。

因此高度集成式的电驱动系统成为未来电动车发展的需求趋势，在轻量化的同时满足低成本的目标。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是要提供一种电驱动系统，以解决现有技术中电驱动系统动力性和经济性较差的问题。

本实用新型一个进一步的目的是要使得电机的输出轴与减速器的输入轴一体化成型，避免产生异响。

本实用新型另一个目的是要提供一种车辆。

一方面，本实用新型提供了一种电驱动系统，电驱动系统包括电机减速器总成和电源总成，电机减速器总成包括：

壳体，其包括限定有容置空间的本体、分别设置于本体相对两端的电机端盖和减速器端盖；

电机，设置于本体的容置空间内；

减速器，设置于本体的容置空间内，减速器的输入轴与电机的输出轴同轴设置。

可选地，电机的输出轴与减速器的输入轴一体化成型。

可选地，电机减速器总成还包括设置于壳体的电机控制器和用于冷却电机控制器的冷却器。

可选地，电源总成包括电源分配单元和电源输出单元，电源分配单元和电源输出单元集成在一起。

可选地，电机控制器设置于电机减速器总成的上方，冷却器设置于电机控制器的上方，电源总成设置于冷却器的上方，其中，电源分配单元、电源输出单元和电机控制器共用冷却器。

可选地，电机减速器总成还包括设置于壳体的三相线盒，三相线盒内设有用于连接电机控制器和电机的铜排。

可选地，壳体设置有预留安装点、预留驻车模块和预留传感器中的至少一个，其中，预留安装点用于安装电驱动系统，预留驻车模块用于与车辆的控制器相连，预留传感器用于记录减速器的里程。

可选地，本体为电机的定子，电机的转子设置于容置空间内，通过调整转子的大小以调整电机的最大输出功率。

可选地，电源总成设置有用于为电源充电的快充插口。

另一方面，本实用新型还提供了一种车辆，车辆设置有上述的电驱动系统。

本实用新型的电驱动系统，电驱动系统包括电机减速器总成和电源总成，电机减速器总成包括集成到一起的壳体、电机和减速器。壳体包括限定有容置空间的本体、分别设置于本体相对两端的电机端盖和减速器端盖。电机设置于本体的容置空间内。减速器设置于本体的容置空间内，减速器的输入轴与电机的输出轴同轴设置。电机与减速器深度集成，采用共壳体设计，相比将电机和减速器进行组装，能够有效实现轻量化设计原则，且有效降低成本。进一步地，该电驱动系统体积较小，方便小机舱的布置，在同级别的车型中，能够增大乘客舱、行李舱的空间尺寸。

进一步地，本实用新型中的电驱动系统中电机的输出轴与减速器的输入轴一体化成型，将两者同轴设置且一体化成型，在车辆起步和加速过程中，可以有效避免产生“咯噔”的异响。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的电驱动系统的示意性结构图；

图2是图1所示电驱动系统中壳体的示意性分解图；

图3是图1所示电驱动系统的示意性右视图；

图4是图1所示电驱动系统的示意性俯视图；

图5是图1所示电驱动系统的示意性正视图；

图6是图1所示电驱动系统的另一角度的示意性结构图；

图7是图1所示电驱动系统的示意性分解图；

图8是图1所示电驱动系统的电源总成的示意性结构图；

图9是图1所示电驱动系统的电机与减速器连接轴的示意性结构图；

图中的附图标记为：

100-电驱动系统，

13-减速器，12-电机，1-电机减速器总成，11-壳体，111-本体，113-电机端盖，112-减速器端盖，114-预留安装点，115-预留驻车模块，116-预留传感器，121-输出轴，131-输入轴，14-电机控制器，15-冷却器，16-三相线盒，

2-电源总成，23-快充插口；

151-减速器左悬置安装点，152-减速器前悬置安装点，153-电机端盖右悬置安装点，154-电机前悬置安装点，155-减速器后悬置安装点。

具体实施方式

下面参照图1至图9来描述本实用新型实施例的电驱动系统100，本实用新型实施例的描述中，“前后”“上下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

电动汽车的电驱动系统主要包括电机、减速器、电机控制器(IPU)、电源输出单元(DC/DC)、电源分配单元(PDU)。为了降低电驱动系统的成本，且使其轻量化，参考图1和图2，本实施例中的电驱动系统100包括电机减速器总成1和电源总成2。电机减速器总成1包括集成到一起壳体11、电机12和减速器13。壳体11包括限定有容置空间的本体111、分别设置于本体111相对两端的电机端盖113和减速器端盖112。壳体11的三部分主要以螺栓连接合箱，合箱面要求机加工处理，以达到较高的平面度和粗糙度，且需要进行密封胶处理。容置空间一般地分为可分为两部分，分别容纳电机12和减速器13。电机端盖113用于将电机12封装于容置空间内。减速器端盖112用于将减速器13封装于容置空间内。参考图9，为了进一步节省空间，降低电机减速器总成1的尺寸，减速器13的输入轴131与电机12的输出轴121需同轴设置。在本实施例中，电机12与减速器13深度集成，采用共壳体设计，相比现有技术中将电机和减速器分别进行组装的方案，能够实现轻量化设计原则，且有效降低成本。进一步地，该电驱动系统100体积较小，方便小机舱的布置，在同级别的车型中，能够增大乘客舱、行李舱的空间尺寸。

在一个进一步的实施例中，为了进一步降低整体重量和尺寸，将本体111设置成电机12的定子，电机12的转子设置于容置空间内，通过调整转子的大小以调整电机12的最大输出功率。具体地，可以调节转子的轴向尺寸来来调节电机12的输出功率。采用上述设置，减速器13输入极限扭矩可达到300Nm，壳体11能够容纳φ190mm*150mm的硅钢片平台，通过控制硅钢片的叠层厚度135mm-150mm，同时缩减转子中硅钢片、磁钢的厚度，能够从结构上实现20KW波动范围内的共平台设计，例如：70-90KW，这样，壳体11不用重新开发模具。当然，除了20KW外，还可以是其他波动范围，可具体根据壳体11和电机12结构设计，此处只是举例，并不做限定。

参考图9，为了避免了电机12轴、减速器13通过内外花键连接带来的异响等问题。本实施例中的电驱动系统100中电机12的输出轴121与减速器13的输入轴131一体化成型。将两者同轴设置且一体化成型，在车辆起步和加速过程中，可以有效避免产生“咯噔”的异响。具体地，电机12的输出轴121和减速器13的输入轴131一体化设置，采用三轴承同轴设计，类似于平行轴的减速器13方案，其中一个轴承设置于输出轴121的左端，两个输出轴121设置于减速器的输入轴131上，三轴承式安装方法可以对一体化成型的轴进行有效支撑。

继续参考图1，电机减速器总成1还包括设置于壳体11的电机控制器14和用于冷却电机控制器14的冷却器15。电机12与IPU采用内部铜排连接。电源总成2包括电源分配单元(PDU)和电源输出单元(DC/DC)，电源分配单元和电源输出单元集成在一起。电源总成2(DC/DC、PDU)与IPU采用铜排连接。电源总成2可以包括DC/DC、PDU的独立功能，参考图8，电源总成2通过下方的正负铜排与电解减速器13总成可拆卸连接(专业人员拆装)。内置的正负铜排连接方式可以有效降低整体尺寸。

继续参考图1，在本实施例中，电机控制器14设置于电机减速器总成1的上方，冷却器15设置于电机控制器14的上方，电源总成2设置于冷却器15的上方，其中，电源分配单元、电源输出单元和电机控制器14共用冷却器15。在本实施例中，冷却器15为水冷板结构，电源总成2安装于水冷板上方，电机控制器14安装于水冷板下方，同时将PDU与DC/DC深度集成在一起，且DC/DC、PDU与IPU共用水冷板结构，能够有效实现电机12、减速器13、IPU、DC/DC、PDU的轻量化设计，有降低整体尺寸。

电机减速器总成1和电源总成2通过物理连接集成，在不改变模具的前提下，能够进行拆分。根据电动汽车动力经济性的配置需求，可实现前驱动力五合一(电机12、减速器13、IPU、DC/DC、PDU深度集成)、后驱动力三合一(电机12、减速器13、IPU深度集成)，达到前驱、后驱、四驱自由配置的应用。本实用新型中，将电驱动系统100改装成可拆卸二合一(DC/DC、PDU深度集成)和三合一。根据车型配置，提供前驱车型的五合一、后驱车型的二合一+三合一、四驱车型的前五合一+后三合一，以满足不同车型的功能和空间布置的需求。

继续参考图1，电机减速器总成1还包括设置于壳体11的三相线盒16，三相线盒16内设有用于连接电机控制器14和电机12的铜排。三相线盒16的设置取消了外部的三相高压线束的连接，降低成本和重量，同时防水防尘性能提升。

同时参考图3-7，为了达到多配置的壳体11共用，减少模具的多次开发造成的成本和管理浪费。壳体11设置有多个用于安装电驱动系统100的预留安装点114。预留安装点114包括但不限于减速器左悬置安装点151、减速器前悬置安装点152、电机端盖右悬置安装点153、电机前悬置安装点154和减速器后悬置安装点155。在一个实施例中，电驱动系统100中设计有两种悬置安装结构和方案：

1)电机端盖右悬置安装点153、减速器左悬置安装点151、减速器后悬置安装点155组成的左右后的三点式的悬置匹配方案；

2)电机前悬置安装点154、减速器前悬置安装点152、减速器后悬置安装点155组成的前二后一的三点式悬置匹配方案。

上述两种悬置方案匹配的安装点均采用三点式的锁副结构，能够有效降低锁副点的应力，避免在实际行驶工况下，对壳体11造成了撕裂。上述两种方案能够有效应用于大部分的机舱布置。

参考图3和图4，考虑到电动汽车的多配置需求，该电驱动系统100还设置有预留驻车模块115和预留传感器116。预留驻车模块115用于与车辆的控制器(VCU)相连。VCU可通过预留驻车模块115控制减速器13，实现电子驻车。预留传感器116用于记录减速器13的里程。预留传感器116主要用于出租车和共享汽车等，以方便车企对上述车辆的里程进行监控，防止用户通过更改仪表里程来继续使用车辆。

参考图8，电源总成2设置有用于为电源充电的快充插口23。本实施中的电驱动系统100取消了外置的甩线接插件型式的直流快充(分体式方案)，降低了物理防护的风险，成本可降低10％以上。采用国标的直流快充插口23，使电源总成2和电动汽车能够取消外置在车身上的线接快充装置，节省了直流高压线缆，简化车身模具，使车身钣金不需要冲压快充口。

本实用新型还提供了一种车辆，车辆设置有上述任一实施例的电驱动系统100。工作流程如下：车辆的电池包输出高压电源进入电源总成2(由DC/DC、PDU集成)，在VCU获取到信号指令后，输出相应的信号并通过电机控制器14进行矢量控制、由三相线盒16传输电能至电机12，以驱动电机12运转，带动减速器13加减速，来输出车轮端需要的旋转的机械能。

采用上述电驱动系统100，总重量基本可以控制在75-80kg，降低了主机厂的组装工艺成本，对优化整车的动力经济性有一定的贡献。相比传统的单体动力装置，采用同轴设计，有效避免减速器13与电机12通过内外花键连接而存在异响问题。根据电动汽车动力经济性的配置需求，实现前驱动力五合一，后驱动力三合一(电机12、减速器13、IPU深度集成)，达到前驱、后驱、四驱自由配置的应用。

在一个具体的实施例中，电源总成2(DC/DC、PDU)集成在电机12、减速器13、IPU的正上方，减速器13采用300Nm的极限轴距(输入轴输出轴的距离)175-180mm，有效控制了X向尺寸(整车前后方向)。在满足五星碰撞的前提下，机舱的X项尺寸能做到757mm(减速器13的输出轴121的中心距与前保险杠的边界距离)，同比燃油车、油改电等车型的X尺寸大大减小。此外电源总成2(DC/DC、PDU)集成在电机12、减速器13、IPU的正上方，还有效缩减了Z向尺寸(整车的高度方向)，取消了传统的增加安装梁固定DC/DC、PDU、IPU的方案，使机舱布置紧凑，节省了安装梁的成本。本实施例的电驱动系统，在90-120KW的级别内，成本相比同类产品的降低了30％以上，重量相比同类产品减轻了50％以上(帝豪EV上电驱动系统的重量超过105kg，日产聆风上电驱动系统的重量超过150kg)，同时满足两种悬置的方案，可以适应性的满足前驱、后驱、四驱车型的应用。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种电驱动系统，其特征在于，所述电驱动系统包括电机减速器总成和电源总成，所述电机减速器总成包括：

壳体，其包括限定有容置空间的本体、分别设置于所述本体相对两端的电机端盖和减速器端盖；

电机，设置于所述本体的容置空间内；

减速器，设置于所述本体的容置空间内，所述减速器的输入轴与所述电机的输出轴同轴设置。

2.根据权利要求1所述的电驱动系统，其特征在于，

所述电机的输出轴与所述减速器的输入轴一体化成型。

3.根据权利要求1所述的电驱动系统，其特征在于，

所述电机减速器总成还包括设置于所述壳体的电机控制器和用于冷却所述电机控制器的冷却器。

4.根据权利要求3所述的电驱动系统，其特征在于，

所述电源总成包括电源分配单元和电源输出单元，所述电源分配单元和所述电源输出单元集成在一起。

5.根据权利要求4所述的电驱动系统，其特征在于，

所述电机控制器设置于所述电机减速器总成的上方，所述冷却器设置于所述电机控制器的上方，所述电源总成设置于所述冷却器的上方，其中，所述电源分配单元、电源输出单元和所述电机控制器共用所述冷却器。

6.根据权利要求3所述的电驱动系统，其特征在于，

所述电机减速器总成还包括设置于壳体的三相线盒，所述三相线盒内设有用于连接所述电机控制器和所述电机的铜排。

7.根据权利要求1所述的电驱动系统，其特征在于，

所述壳体设置有预留安装点、预留驻车模块和预留传感器中的至少一个，其中，所述预留安装点用于安装所述电驱动系统，所述预留驻车模块用于与车辆的控制器相连，所述预留传感器用于记录所述减速器的里程。

8.根据权利要求1所述的电驱动系统，其特征在于，

所述本体为所述电机的定子，所述电机的转子设置于所述容置空间内，通过调整所述转子的大小以调整所述电机的最大输出功率。

9.根据权利要求1所述的电驱动系统，其特征在于，

所述电源总成设置有用于为电源充电的快充插口。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置有如权利要求1-9中任一项所述的电驱动系统。

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