CN213920648U - 一种集成式电驱动系统及车辆 - Google Patents

Abstract

一种集成式电驱动系统及车辆，包括：用于装配减速器的减速器壳体；以及用于装配发电机和驱动电机的双电机壳体；减速器壳体和双电机壳体适配连接后形成一体式壳体；一体式壳体上集成有用于装配有双电机控制器的双电机控制器壳体。通过优化设计减速器壳体、双电机壳体及双电机控制器壳体的结构，将减速器、双电机及双电机控制器集成为一体式增程电驱动系统，解决分体式增程电驱动系统体积大、重量重、集成化程度不高的问题。

Description

一种集成式电驱动系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆电驱动集成技术领域，特别涉及一种集成式电驱动系统及车辆。

背景技术

现有增程电驱动系统为分体式，发电机、驱动电机和增程专用减速器在整车装配过程中通过螺栓分别连接，构成“双电机+增程专用减速器”的分总成，双电机控制器通过独立支架再装配到“双电机+增程专用减速器”的分总成上，双电机控制器分别通过高压三相线束再与发电机和驱动电机连接。

上述分体式增程电驱动总成体积大、重量重、高压线长、冷却水管多，在整车装配时将造成整车前机舱布置空间紧张，集成度不高。同时增程电驱动系统的各个零部件的分装需要在整车装配过程中完成，将影响整车装配节拍。而零部件多会导致涉及的供应商多，如果出现相关问题责任不好区分，增加人力物力。

实用新型内容

(一)实用新型目的

本实用新型的目的是提供一种集成式电驱动系统及车辆，通过优化设计增程专用减速器壳体、双电机壳体及双电机控制器壳体的结构，将增程专用减速器、双电机(发电机和驱动电机)及双电机控制器(驱动电机控制器和发电机控制器)集成为一体式增程电驱动系统，解决现有技术中分体式增程电驱动系统体积大、重量重、集成化程度不高的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种一种集成式电驱动系统，包括：用于装配减速器的减速器壳体；以及用于装配发电机和驱动电机的双电机壳体；所述减速器壳体和所述双电机壳体适配连接后形成一体式壳体；所述一体式壳体上集成有用于装配有双电机控制器的双电机控制器壳体。

进一步的，还包括：双电机端盖；所述双电机端盖与所述双电机壳体远离所述减速器壳体的一端相适配，用于密封所述双电机壳体。

进一步的，所述双电机壳体内形成有独立的第一腔体和第二腔体，分别用于装配所述发电机和所述驱动电机；所述双电机壳体还包括连接端；所述连接端的一侧与所述减速器壳体连接，所述连接端的另一侧用于连接所述第一腔体和所述第二腔体。

进一步的，还包括：冷却结构；所述冷却结构包括：通过转接水管相互连通的双电机冷却结构和双电机控制器冷却结构；所述双电机冷却结构包括：进水口水管接头、出水口水管接头，以及用于连通所述进水口水管接头和所述出水口水管接头的多列互通型螺旋冷却水管；所述双电机控制器冷却结构包括：进水管接头、出水管接头，以及用于连通所述进水管接头和所述出水管接头的多个串联的水管；所述转接水管分别与所述出水管接头和所述进水口水管接头连通，以使冷却水经所述进水管接头流入所述双电机控制器冷却后从所述出水管接头流出，再通过所述转接水管流入进水口水管接头，以对所述双电机进行冷却，最后经所述经出水口水管接头流出。

进一步的，所述进水口水管接头安装于所述双电机壳体上靠近所述发电机的一侧，所述出水口水管接头安装于所述双电机壳体上靠近所述驱动电机的一侧。

进一步的，所述双电机控制器包括：电容模块与功率模块；所述电容模块与所述功率模块水平放置，且形成为上下层布置的结构；所述双电机控制器冷却结构水平布置于所述电容模块与所述功率模块之间，能够同时冷却所述电容模块与所述功率模块。

进一步的，所述双电机控制器包括：电容模块与功率模块；所述电容模块与所述功率模块竖直放置，且形成为并排布置的结构；所述双电机控制器冷却结构竖直布置于所述电容模块与所述功率模块之间，能够同时冷却所述电容模块与所述功率模块。

进一步的，所述减速器壳体内装配有：动力传递机构和齿轮传递机构；所述动力传递机构的输入轴连接有发动机，所述动力传递机构的输出轴与所述发电机连接；所述齿轮传递机构的两端分别连接所述驱动电机和动力输出端，用于完成所述驱动电机的动力输出。

进一步的，所述双电机控制器还包括：固定连接于所述双电机控制器壳体上的第一接线座和第二接线座；所述第一接线座上设置有第一高压三相铜排，所述第二接线座上设置有第二高压三相铜排，所述第一高压三相铜排与发电机定子的高压三相铜排连接，所述第二高压三相铜排与驱动电机定子的高压三相铜排连接。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供了一种车辆，包括以上所阐述的集成式电驱动系统。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本实用新型的集成式电驱动系统包括双电机：发电机和驱动电机，发电机和驱动电机共同装配在双电机壳体中，减速器装配在减速器壳体；通过将减速器壳体与双电机壳体共同集成为一体式壳体，在该一体式壳体内集成减速器和双电机，构成双电机+减速器的分二合一总成。本实用新型的集成式电驱动系统还包括双电机控制器，通过在一体式壳体上集成双电机控制器壳体，最终将减速器、双电机、双电机控制器集成为一体，从而构成集成式增程电驱动系统的三合一总成。

而减速器壳体内形成有减速器腔体，双电机控制器壳体内形成有双电机控制器腔体，双电机壳体内形成有独立的分别用于装配发电机和驱动电机第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体又通过双电机端盖进行密封，从而构成分四腔体合一的总成。最终使得集成式电驱动系统集成化程度高、体积小、重量轻，所有的零件可由同一家供应商负责制造和提供，易于主机厂机舱的布置和管理。

本实用新型的冷却结构包括相互连通的双电机冷却结构和双电机控制器冷却结构，能够通过一条管道先后冷却双电机控制器和双电机，极大减少了冷却水管道的设置，进一步减小了集成式电驱动系统的体积和重量。

附图说明

图1是本实用新型提供的集成式电驱动系统的总装配示意图；

图2是本实用新型提供的集成式电驱动系统的总装配爆炸示意图；

图3是本实用新型提供的减速器的装配爆炸示意图；

图4是本实用新型提供的双电机的装配爆炸示意图；

图5是本实用新型提供的双电机控制器的装配爆炸示意图。

附图标记：

1：减速器；1-1：减速器左壳体；1-2：减速器右壳体；1-3：动力传递机构；1-4：齿轮传递机构；1-3-1：输入轴；1-3-2：输出轴：

2：双电机；2-1：发电机定子；2-2：发电机转子；2-3：驱动电机定子；2-4：驱动电机转子；2-5：双电机端盖；2-6：双电机低压信号插件；2-7：进水口水管接头；2-8：出水口水管接头；2-9：双电机壳体；2-10：连接端；

3：双电机控制器；3-1：箱体；3-2：箱盖；3-3：电容模块；3-4：功率模块；3-5：散热结构；3-6：驱动板；3-7：屏蔽板；3-8：控制板；3-9：控制器低压信号插件；3-10a：第一接线座；3-10b：第二接线座；3-11：直流母排高压插件；3-12：进水管接头；3-13：出水管接头；

4：转接水管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

在附图中示出了根据本发明实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

图1是本实用新型提供的集成式电驱动系统的总装配示意图，图2是本实用新型提供的集成式电驱动系统的总装配爆炸示意图，请查看图1和图2。

在本实用新型的一实施例提供了一种集成式电驱动系统，包括减速器1、双电机2和双电机控制器3，双电机2包括发电机和驱动电机，双电机控制器3包括发电机控制器和驱动电机控制器。

图3是本实用新型提供的减速器的装配爆炸示意图，请查看图3，减速器1包括：减速器左壳体1-1和减速器右壳体1-2，减速器左壳体1-1和减速器右壳体1-2适配连接后得到减速器壳体，减速器壳体内形成有减速器腔体。

双电机2包括双电机壳体2-9，双电机壳体2-9内形成有独立的第一腔体和第二腔体，分别用于装配发电机和驱动电机。减速器壳体和双电机壳体2-9适配连接后将形成一体式壳体，使得减速器1和双电机2集成为一体。

双电机控制器3包括双电机控制器壳体，双电机控制器壳体集成于一体式壳体上，使得减速器1、双电机2和双电机控制器3集成为一体。

减速器1还包括：动力传递机构1-3和齿轮传递机构1-4，动力传递机构1-3和齿轮传递机构1-4均装配于减速器腔体中。其中，动力传递机构1-3包括输入轴1-3-2和输出轴1-3-1，输入轴1-3-2与整车的发动机端连接，输出轴1-3-1与发电机连接；输入轴1-3-2为齿数少的小齿轮，输出轴1-3-1为齿数多的大齿轮，且输入轴1-3-2和输出轴1-3-1预先设置有一定的齿数比，高速运转的动力将通过输入轴1-3-2的齿轮啮合至输出轴1-3-1的齿轮，从而达到减速的目的。齿轮传递机构1-4的两端分别连接驱动电机和车辆半轴，用于完成驱动电机的动力输出。

图4是本实用新型提供的双电机的装配爆炸示意图，请查看图4，双电机2还包括：发电机定子2-1、发电机转子2-2、驱动电机定子2-3、驱动电机转子2-4、双电机端盖2-5、双电机低压信号插件2-6及双电机壳体2-9。

其中，双电机壳体2-9还包括用于连接第一腔体和第二腔体的连接端2-10，连接端2-10与减速器右壳体1-2一体成型，减速器左壳体1-1和减速器右壳体1-2可拆卸适配连接，再装配时，首先使得减速器右壳体1-2和双电机壳体2-9适配连接，再安装减速器左壳体1-1，最终得到包含三个腔体的一体式壳体。优选的，将双电机控制器壳体集成于一体式壳体的减速器右壳体1-2上，由于减速器右壳体1-2位于减速器左壳体1-1和双电机壳体2-9之间，在安装时能够保证安装强度。

具体地，减速器左壳体1-1的一端面与发动机端通过螺栓连接，减速器左壳体1-1的另一端面与减速器右壳体1-2的一端面通过螺栓连接，连接端2-10与减速器右壳体1-2的另一端面通过螺栓连接后通过密封胶密封，形成密闭的减速器腔体。

发电机定子2-1和发电机转子2-2装配后设于第一腔体中，驱动电机定子2-3和驱动电机转子2-4装配后设于第二腔体中，双电机端盖2-5与双电机壳体2-9相适配，在发电机定子2-1、发电机转子2-2、驱动电机定子2-3、驱动电机转子2-4装配后，对第一腔体和第二腔体进行密封。双电机端盖2-5上还设有整车悬置安装点，用于本实施例的集成式电驱动系统与整车的连接固定。

双电机低压信号插件2-6设于双电机端盖2-5上，用于发电机、驱动电机旋变信号和温度信号的传输。其中，双电机低压信号插件2-6包括旋转变压器和温度传感器，通过旋转变压器采集双电机转子位置信号，通过温度传感器采集双电机温度信号。

双电机2还包括：进水口水管接头2-7和出水口水管接头2-8，进水口水管接头2-7安装于双电机壳体2-9上靠近第一腔体的一侧，出水口水管接头2-8安装于双电机壳体2-9上靠近第二腔体的一侧；同时双电机壳体2-9内部还设有多列互通型螺旋冷却水管，多列互通型螺旋冷却水管连通进水口水管接头2-7和出水口水管接头2-8，冷却水通过进水口水管接头2-7进入多列互通型螺旋冷却水管，冷却发电机定子2-1和驱动电机定子2-3后从出水口水管接头2-8排出。

其中，多个螺旋冷却水管相互排列在双电机壳体2-9内部，且每个螺旋冷却水管之间互相连通，每个螺旋冷却水管具有相同的流量，使得冷却水快速均匀地分布在螺旋冷却水管中，达到快速冷却的目的。

图5是本实用新型提供的双电机控制器的装配爆炸示意图，请查看图5，双电机控制器3包括：箱体3-1和箱盖3-2，箱体3-1和箱盖3-2适配连接后组成双电机控制器壳体，双电机控制器壳体内形成有双电机控制器腔体。双电机控制器3还包括：电容模块3-3、功率模块3-4、散热结构3-5、驱动板3-6、屏蔽板3-7、控制板3-8、控制器低压信号插件3-9、第一接线座3-10a、第二接线座3-10b及直流母排高压插件3-11。

其中，电容模块3-3、功率模块3-4、散热结构3-5、驱动板3-6、屏蔽板3-7、控制板3-8、控制器低压信号插件3-9、第一接线座3-10a、第二接线座3-10b及直流母排高压插件3-11均设于双电机控制器腔体内。

可选的，电容模块3-3为薄膜电容，当电容模块3-3与功率模块3-4水平放置时，电容模块3-3与功率模块3-4上下层布置，功率模块3-4位于电容模块3-3之上，且功率模块3-4与电容模块3-3通过若干个螺栓固定在一起，形成电容模块3-3与功率模块3-4的高压电气连接。散热结构3-5水平布置于电容模块3-3和功率模块3-4之间，实现对电容模块3-3和功率模块3-4的同时冷却。

此时，驱动板3-6通过针脚焊接和螺栓固定的方式与功率模块3-4连接，且水平布置于功率模块3-4上方，与功率模块3-4形成上下层连接的结构。驱动板3-6上方安装有水平布置的控制板3-8，由于在正常工作时，驱动板3-6上的高压信号会对控制板3-8上的低压信号产生信号干扰，因此在驱动板3-6与控制板3-8之间还设有屏蔽板3-7，屏蔽板3-7能够屏蔽高压信号对低压信号产生的信号干扰，从而保证控制板3-8的控制信号输出不失真。

可选的，当电容模块3-3与功率模块3-4竖直放置时，电容模块3-3与功率模块3-4并排布置，功率模块3-4与电容模块3-3通过若干个螺栓固定在一起，形成电容模块3-3与功率模块3-4的高压电气连接。此时的散热结构3-5竖直布置于电容模块3-3和功率模块3-4之间，实现对电容模块3-3和功率模块3-4的同时冷却。

此时，驱动板3-6的一侧通过针脚焊接和螺栓固定的方式与功率模块3-4连接，且并排布置于功率模块3-4一侧，与功率模块3-4形成左右层并排连接的结构。驱动板3-6的另一侧连接有竖直布置的控制板3-8，由于在正常工作时，驱动板3-6上的高压信号会对控制板3-8上的低压信号产生信号干扰，因此在驱动板3-6与控制板3-8之间还设有屏蔽板3-7，屏蔽板3-7能够屏蔽高压信号对低压信号产生的信号干扰，从而保证控制板3-8的控制信号输出不失真。

可选的，控制板3-8与驱动板3-6间的通信通过插件连接或线束连接。

本实施例的散热结构3-5包括：多个串联的水管、进水管接头3-12和出水管接头3-13，箱体3-1的左右两侧壁上开设有通孔，进水管接头3-12和出水管接头3-13分别穿过左右两侧壁上的通孔后与散热结构3-5内的多个串联的水道连通，使得冷却水通过进水管接头3-12进入散热结构3-5中的多个串联的水道，完成冷却散热后从出水管接头3-13排出。

优选的，本实施例的集成式电驱动系统还包括：转接水管4，转接水管4分别与出水管接头3-13和进水口水管接头2-7连通。

具体地，本实施例的集成式电驱动系统的冷却水流经路径为：冷却水从整车冷却水箱流出，经双电机控制器3的进水管接头3-12流入散热结构3-5，对双电机控制器3中的电容模块3-3与功率模块3-4冷却后从出水管接头3-13流出。冷却水再通过转接水管4流入双电机2上的进水口水管接头2-7，用于对发电机定子2-1和驱动电机定子2-3进行冷却，最后经出水口水管接头2-8流出。

本实施例的控制器低压信号插件3-9与直流母排高压插件3-11按照自身结构特点安装固定在双电机控制器腔体内。控制器低压信号插件3-9用于完成双电机控制器3与整车控制器之间的信号传输，直流母排高压插件3-11用于完成与整车电池之间的高压电气连接。

第一接线座3-10a与第二接线座3-10b用于完成双电机控制器3与发电机、驱动电机之间的高压电气连接；其中第一接线座3-10a与第二接线座3-10b的一端固定连接于双电机控制器壳体的箱体3-1的底部，并通过径向密封圈进行密封；第一接线座3-10a与第二接线座3-10b的另一端通过螺栓固定在双电机2的双电机壳体2-9上。第一接线座3-10a上还设置有第一高压三相铜排，第二接线座3-10b上还设置有第二高压三相铜排，第一高压三相铜排与发电机定子2-1的高压三相铜排通过螺栓连接，第二高压三相铜排与驱动电机定子2-3的高压三相铜排通过螺栓连接。

本实用新型旨在保护一种集成式电驱动系统，包括：用于装配减速器的减速器壳体；以及用于装配发电机和驱动电机的双电机壳体；减速器壳体和双电机壳体适配连接后形成一体式壳体；该一体式壳体上集成有用于装配有双电机控制器的双电机控制器壳体。还保护一种车辆，包括以上所阐述的集成式电驱动系统。通过优化设计减速器壳体、双电机壳体及双电机控制器壳体的结构，将减速器、双电机及双电机控制器集成为一体式增程电驱动系统，解决分体式增程电驱动系统体积大、重量重、集成化程度不高的问题。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种集成式电驱动系统，其特征在于，包括：

用于装配减速器的减速器壳体；以及

用于装配发电机和驱动电机的双电机壳体；

所述减速器壳体和所述双电机壳体适配连接后形成一体式壳体；

所述一体式壳体上集成有用于装配有双电机控制器的双电机控制器壳体。

2.根据权利要求1所述的集成式电驱动系统，其特征在于，还包括：

双电机端盖；

所述双电机端盖与所述双电机壳体远离所述减速器壳体的一端相适配，用于密封所述双电机壳体。

3.根据权利要求1所述的集成式电驱动系统，其特征在于，

所述双电机壳体内形成有独立的第一腔体和第二腔体，分别用于装配所述发电机和所述驱动电机；

所述双电机壳体还包括连接端；

所述连接端的一侧与所述减速器壳体连接，所述连接端的另一侧用于连接所述第一腔体和所述第二腔体。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的集成式电驱动系统，其特征在于，还包括：冷却结构；

所述冷却结构包括：通过转接水管相互连通的双电机冷却结构和双电机控制器冷却结构；

所述双电机冷却结构包括：进水口水管接头、出水口水管接头，以及用于连通所述进水口水管接头和所述出水口水管接头的多列互通型螺旋冷却水管；

所述双电机控制器冷却结构包括：进水管接头、出水管接头，以及用于连通所述进水管接头和所述出水管接头的多个串联的水管；

所述转接水管分别与所述出水管接头和所述进水口水管接头连通，以使冷却水经所述进水管接头流入所述双电机控制器冷却后从所述出水管接头流出，再通过所述转接水管流入进水口水管接头，以对所述双电机进行冷却，最后经所述出水口水管接头流出。

5.根据权利要求4所述的集成式电驱动系统，其特征在于，

所述进水口水管接头安装于所述双电机壳体上靠近所述发电机的一侧，所述出水口水管接头安装于所述双电机壳体上靠近所述驱动电机的一侧。

6.根据权利要求4所述的集成式电驱动系统，其特征在于，所述双电机控制器包括：电容模块与功率模块；

所述电容模块与所述功率模块水平放置，且形成为上下层布置的结构；

所述双电机控制器冷却结构水平布置于所述电容模块与所述功率模块之间，能够同时冷却所述电容模块与所述功率模块。

7.根据权利要求4所述的集成式电驱动系统，其特征在于，

所述双电机控制器包括：电容模块与功率模块；

所述电容模块与所述功率模块竖直放置，且形成为并排布置的结构；

所述双电机控制器冷却结构竖直布置于所述电容模块与所述功率模块之间，能够同时冷却所述电容模块与所述功率模块。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的集成式电驱动系统，其特征在于，

所述减速器壳体内装配有：动力传递机构和齿轮传递机构；

所述动力传递机构的输入轴连接有发动机，所述动力传递机构的输出轴与所述发电机连接；

所述齿轮传递机构的两端分别连接所述驱动电机和动力输出端，用于完成所述驱动电机的动力输出。

9.根据权利要求1所述的集成式电驱动系统，其特征在于，

所述双电机控制器还包括：固定连接于所述双电机控制器壳体上的第一接线座和第二接线座；

所述第一接线座上设置有第一高压三相铜排，所述第二接线座上设置有第二高压三相铜排，所述第一高压三相铜排与发电机定子的高压三相铜排连接，所述第二高压三相铜排与驱动电机定子的高压三相铜排连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9所述的集成式电驱动系统。

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