CN211377817U - 一种电动汽车电机与电机控制器集成结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车电机与电机控制器集成结构，包括驱动电机和电机控制器，所述驱动电机和电机控制器集成设置共用一个外壳体，所述外壳体内设有冷却结构，冷却结构包括一个入水口、一个出水口、电控电机共用冷却水道以及电机单独冷却水道，所述电控电机共用冷却水道设在驱动电机和电机控制器之间，电动电机共用冷却水道和电机单独冷却水道相连通。其电机和控制器以及两者的冷却系统高度集成，占用空间小，利于整车布置，降低了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其是涉及一种电动汽车电机与电机控制器集成结构。
背景技术
近年来，人们对环境保护和绿色出行的倡议越来越多，电动汽车也在逐步取代传统燃油汽车，整车产业不断壮大。而电动汽车的电驱系统作为其核心部件，高度集成化，高效率化，高可靠性一直是汽车行业追求的目标。在电动汽车设计过程中，整车动力性和整车经济性被认为是两个相互矛盾的技术指标，整车成本和整车可靠性是两个矛盾的技术要求。一方面整车动力性要求使得电机功率扭矩参数大，然而实际使用过程中汽车经常工作在电机低功率低扭矩区域，此处电驱系统的效率偏低，因此过度强调整车动力性就会导致整车经济性的严重拉低。反之更好的整车经济性，势必会降低整车的动力性。单一的电机控制器驱动系统在故障时会导致散失动力，从而造成一定安全风险，而驱动系统的设计冗余势必带来整车成本的增加。电动汽车驱动系统的不少设计方案是为了更好的兼顾整车动力性和整车经济性指标，整车成本和可靠性要求。多电机组合设计，高经济性的工作方式切换成为目前研究的主要热点。
现阶段电动汽车电驱系统中电机和控制器一般是相互独立的或半集成方式，需求通过连接器实现控制器和驱动电机的高压电气连接；同时电机的转子位置传感器和温度传感器也要在外部通过低压线束与电机控制器相连接；电驱系统散热也是独立设计并需要冷却管道串联连接。此种设计方案在相同设计功率条件下占用体积较大，重量也较高，不利于电机驱动系统的高功率密度化要求。
实用新型内容
针对现有技术不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电动汽车电机与电机控制器集成结构，其电机和控制器以及两者的冷却系统高度集成，占用空间小，利于整车布置。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：
该电动汽车电机与电机控制器集成结构，包括驱动电机和电机控制器，所述驱动电机和电机控制器集成设置共用一个外壳体，所述外壳体内设有冷却结构，冷却结构包括一个入水口、一个出水口、电控电机共用冷却水道以及电机单独冷却水道，所述电控电机共用冷却水道设在驱动电机和电机控制器之间，电动电机共用冷却水道和电机单独冷却水道相连通。
进一步的，所述入水口与电控电机共用冷却水道的一端相连通，电控电机共用冷却水道的另一端与电机单独冷却水道的一端相连通，电机单独冷却水道的另一端与出水口相连通。
所述入水口和出水口设在外壳体的同一侧。
所述驱动电机包括主驱电机和辅助电机，所述主驱电机和辅助电机同轴线并排设置。
所述外壳体上设有用于密封电机控制器的电机控制器盖板。
所述电机控制器为用于同时控制两个电机的二合一控制单元模组。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：
该电动汽车电机与电机控制器集成结构设计合理，同轴双电机与控制器高度集成，大幅降低总成尺寸，利于整车布置；通过双电机的冗余方式实现更高的可靠性，通过集成化设计，省掉电机和控制器之间通过三相连接器和缆线，既降低成本；通过合理的结构布置和水道设计来达到较好散热效果，同时电机电控实现水嘴和冷却水道共用，降低整车水路布置难度；同时可通过双电机动力输出的分配实现整车经济性或动力性的提升。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本实用新型集成结构布置示意图。
图2为本实用新型集成结构散热示意图。
图中：
1.电机轴线、2.外壳体、3.电机控制盖器板、4.入水口、5.出水口、6.电控电机共用冷却水道、7.冷却液、8.电机单独冷却水道。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，该电动汽车电机与电机控制器集成结构，包括驱动电机和电机控制器，驱动电机和电机控制器集成设置共用一个外壳体2，外壳体内设有冷却结构，冷却结构包括一个入水口4、一个出水口5、电控电机共用冷却水道6以及电机单独冷却水道8，电控电机共用冷却水道设在驱动电机和电机控制器之间，电动电机共用冷却水道和电机单独冷却水道相连通。
驱动电机包括主驱电机和辅助电机，主驱电机和辅助电机同轴线并排设置，即两个电机轴线1重合；电机控制器为用于同时控制两个电机的二合一控制单元模组，结构紧凑，占用空间小。
入水口和出水口设在外壳体的同一侧；外壳体上设有用于密封电机控制器的电机控制器盖板3。
入水口与电控电机共用冷却水道的一端相连通，电控电机共用冷却水道的另一端与电机单独冷却水道的一端相连通，电机单独冷却水道的另一端与出水口相连通，冷却液7通过入水口进入，经过电控电机共用冷却水道和电机单独冷却水道至出水口。
本实用新型的电动汽车电机与电机控制器集成结构设计合理，同轴双电机与控制器高度集成，大幅降低总成尺寸，利于整车布置；通过双电机的冗余方式实现更高的可靠性，通过集成化设计，省掉电机和控制器之间通过三相连接器和缆线，既降低成本；通过合理的结构布置和水道设计来达到较好散热效果，同时电机电控实现水嘴和冷却水道共用，降低整车水路布置难度；同时可通过双电机动力输出的分配实现整车经济性或动力性的提升。
优选具体实例为：
本集成结构中电机与控制器共用外壳体；电机在外壳设计时需预留控制器模组的布置空间，控制器模组安装在预留的空间里，其上方为控制器盖板实现控制器腔体与外界的密封。
如图1所示，电机控制器模组可以采样二合一控制单元模组，通过共用控制器部分低压电路，低压/高压进线接口，母线电容等部件实现较高的集成度，可以进一步降低布置体积和成本。电机控制器的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)模块横向平行布置降低控制器高度，同时便于水道设计和电机三相线进线端口设计。在IGBT模块侧面布置薄膜电容，这样设计上可以方便电容下侧走水道以加强薄膜电容的散热。
如图2所示，冷却水道设上电机和控制器共用水道，该集成结构只有一个进水口和出水口，以降低水路连接的复杂性。水道最开始一段优先给电机控制器散热，此后的水道通过螺旋结构设计以达到较好的电机散热能力。
控制方式上，若在纯电动汽车上应用，则双电机在其中一个电机为主驱电机(电机1)，另一个为辅助电机(电机2)。通常乘员驾驶时主驱电机输出动力即可满足要求，此时连接脱开机构脱开(如同步器，离合器等)，仅让主驱电机工作，相对于两个电机均工作的模式，此种情况下仅让主驱电机工作的效率更高，以提高整车运行经济性。当加速，爬坡等需要强劲动力性场合，连接脱开机构结合(如同步器，离合器等)，两电机协同工作从而最大输出力矩得以提升，同时通过调节两个电机之间的动力分配达到最优的整车运行经济性。若此方案应用在混动双电机系统里，根据混动系统电机的不同配置方式，两个电机将会有更多的运行模式配合以满足不同的工况要求，亦能简单按照整车经济性和动力性的需求进行控制方案设计。
本实用新型中使用直径相同但两个功率特性不同的驱动电机同轴排列，其中一个电机作为常驱电机工作，另一个电机作为辅助电机工作。正常工作时使用常驱电机工作，当需要强劲动力性时辅助电机加入工作。常驱电机和辅助电机通过连接脱开机构(如同步器，离合器等)，实现辅助电机的按需介入。此方案可以实现整车更好的经济性要求，同时能够根据客户需求提供强劲动力性。
电机与控制器共用水道结构，同时电机外壳体提供整个控制器防护，这样除了控制器上端盖外，其它结构件均实现与电机共用。通过设计合理的电机控制器和电机的结构，实现更高效率的冷却。集成系统只有一个入水口和出水口，分别都在电机控制器的左右两端，优化提供给电机控制器的冷却，这样使控制器散热得到可靠保证，其次是电机定子的冷却，通过合理的布局和水道设计达到较好的散热效果。
上述仅为对本发明较佳的实施例说明，上述技术特征可以任意组合形成多个本发明的实施例方案。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电动汽车电机与电机控制器集成结构，包括驱动电机和电机控制器，其特征在于：所述驱动电机和电机控制器集成设置共用一个外壳体，所述外壳体内设有冷却结构，冷却结构包括一个入水口、一个出水口、电控电机共用冷却水道以及电机单独冷却水道，所述电控电机共用冷却水道设在驱动电机和电机控制器之间，电动电机共用冷却水道和电机单独冷却水道相连通。
2.如权利要求1所述电动汽车电机与电机控制器集成结构，其特征在于：所述入水口与电控电机共用冷却水道的一端相连通，电控电机共用冷却水道的另一端与电机单独冷却水道的一端相连通，电机单独冷却水道的另一端与出水口相连通。
3.如权利要求1所述电动汽车电机与电机控制器集成结构，其特征在于：所述入水口和出水口设在外壳体的同一侧。
4.如权利要求1所述电动汽车电机与电机控制器集成结构，其特征在于：所述驱动电机包括主驱电机和辅助电机，所述主驱电机和辅助电机同轴线并排设置。
5.如权利要求1所述电动汽车电机与电机控制器集成结构，其特征在于：所述外壳体上设有用于密封电机控制器的电机控制器盖板。
6.如权利要求4所述电动汽车电机与电机控制器集成结构，其特征在于：所述电机控制器为用于同时控制两个电机的二合一控制单元模组。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112677749A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-04-20 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 集成电驱动系统及电动汽车 |
| CN112993617A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-18 | 哈尔滨东安汽车发动机制造有限公司 | 一种集成电子泵控制器的多合一电机控制器总成 |
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2019
- 2019-12-11 CN CN201922209264.9U patent/CN211377817U/zh active Active
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