CN219667953U - 用于新能源汽车的电驱动力总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于新能源汽车的电驱动力总成，本动力总成包括集成壳体，集成壳体设有驱动电机容纳腔、减速器容纳腔和逆变器容纳腔，驱动电机容纳腔和减速器容纳腔横向间隔布置，逆变器容纳腔位于驱动电机容纳腔和减速器容纳腔顶面，驱动电机容纳腔和减速器容纳腔内的驱动电机和减速器通过转轴连接，逆变器容纳腔内的逆变器输出端连接驱动电机的三相输入端，逆变器容纳腔顶面通过螺钉设有上盖板，上盖板设有高压窗口，高压窗口上通过螺钉设有高压盖板。本动力总成将电机、减速器和逆变器集成于同一壳体，适配各类车型，使产品轻量化、性价比更高，能够使空间得到最大化的利用，提高动力总成在车辆中排布的灵活性。

Description

用于新能源汽车的电驱动力总成

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种用于新能源汽车的电驱动力总成。

背景技术

随着全球石油资源的衰减，新能源汽车凭借着排放污染低、驱动系统产生的噪声小、耗能低等优点得到极大的发展。因此，新能源汽车对其核心部件的要求也日趋严格，尤其是整车动力系统。近年来，随着整车动力系统的不断开发和应用，提高新能源汽车电驱动力总成集成度和空间利用率是重点研究的课题。

现有新能源汽车电驱动力总成中电机、减速器和逆变器大多是分体式，通常采用刚性连接，因此方案的集成度不高，且重量大，空间利用率低从而导致成本高，性价比低。同时，逆变器中IGBT功率模块价格昂贵、可替代性比较差，一些分立器件的功率密度相对来说比较小，容易发热从而导致控制失效。

中国专利文献CN214984790U 公开了一种三合一电驱动系统及汽车，该系统整体较长，结构不够紧凑，空间利用率低，总成重量较大，水冷子系统结构复杂，成本比较高，增加壳体成本和泄露风险。

中国专利文献CN217415441U公开了一种电驱总成结构和车辆，其电机壳体和减速器壳体采用集成壳体，但该集成壳体内并不包含有逆变器壳体，则逆变器壳体为单独设置的方案，由此增加开模成本及总成重量。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于新能源汽车的电驱动力总成，本动力总成克服传统新能源汽车电驱动系统的缺陷，将电机、减速器和逆变器集成于同一壳体，形成模块化设计，实现标准化生产，适配各类车型，使产品轻量化、性价比更高，能够使空间得到最大化的利用，提高动力总成在车辆中排布的灵活性。

为解决上述技术问题，本实用新型用于新能源汽车的电驱动力总成包括集成壳体，所述集成壳体设有驱动电机容纳腔、减速器容纳腔和逆变器容纳腔，所述驱动电机容纳腔和减速器容纳腔横向间隔布置，所述逆变器容纳腔位于所述驱动电机容纳腔和减速器容纳腔顶面，所述驱动电机容纳腔和减速器容纳腔内的驱动电机和减速器通过转轴连接，所述逆变器容纳腔内的逆变器输出端连接驱动电机的三相输入端，所述逆变器容纳腔顶面通过螺钉设有上盖板，所述上盖板设有高压窗口，所述高压窗口上通过螺钉设有高压盖板。

进一步，所述逆变器容纳腔内设有EMC滤波模块、功率电容模块、功率板、控制板、终端输入线束、温度采样线束和旋变线束，所述逆变器容纳腔外侧面分别设有高压直流线束端子和低压信号连接器，所述功率板与控制板采用驱动接插件连接，所述终端输入线束分别连接所述控制板和低压信号连接器，所述温度采样线束连接设于功率板的温度传感器与控制板，所述旋变线束连接设于驱动电机的旋变传感器与控制板。

进一步，所述EMC滤波模块包括第一滤波电容、第二滤波电容、前端磁环、后端磁环和直流滤波铜排，所述第一滤波电容和第二滤波电容设于所述EMC滤波模块的包塑组件的固定槽中并注入导热灌封胶固定，所述第一滤波电容和第二滤波电容与直流滤波铜排采用电阻焊焊接形成电连接，所述前端磁环和后端磁环分别套入直流滤波铜排的两端并打胶固定，所述直流滤波铜排的包塑件上分别设有定位销孔和安装通孔，所述直流滤波铜排通过定位销孔固定于所述逆变器容纳腔内，所述安装通孔内设有与集成壳体连接的接地铜排，所述第一滤波电容和第二滤波电容的接地端通过接地铜排连接集成壳体。

进一步，所述高压直流线束端子通过螺钉设于所述逆变器容纳腔外侧面，并且穿过所述EMC滤波模块的前端磁环后连接所述EMC滤波模块的正极输入端子和负极输入端子连接。

进一步，所述功率电容模块通过螺钉固定于所述逆变器容纳腔内，并且所述功率电容模块与所述功率板电连接，所述功率电容模块的正极端子和负极端子分别与所述EMC滤波模块的正极输入端子和负极输入端子连接。

进一步，所述逆变器容纳腔内通过螺钉设有水冷板，底部设有进水口、与减速器容纳腔接壤的拐角位置设有出水口，所述进水口和出水口分别连通所述水冷板，所述功率板设于所述水冷板顶面，并通过密封圈进行密封。

进一步，所述功率板底面间隔设有若干冷却翅片，所述若干冷却翅片位于所述水冷板的冷却水流道内。

进一步，所述逆变器容纳腔顶面设有胶槽，所述胶槽内注入密封胶用于逆变器容纳腔与上盖板之间的密封，所述逆变器容纳腔与上盖板之间采用销孔配合定位。

由于本实用新型用于新能源汽车的电驱动力总成采用了上述技术方案，即本动力总成包括集成壳体，集成壳体设有驱动电机容纳腔、减速器容纳腔和逆变器容纳腔，驱动电机容纳腔和减速器容纳腔横向间隔布置，逆变器容纳腔位于驱动电机容纳腔和减速器容纳腔顶面，驱动电机容纳腔和减速器容纳腔内的驱动电机和减速器通过转轴连接，逆变器容纳腔内的逆变器输出端连接驱动电机的三相输入端，逆变器容纳腔顶面通过螺钉设有上盖板，上盖板设有高压窗口，高压窗口上通过螺钉设有高压盖板。本动力总成克服传统新能源汽车电驱动系统的缺陷，将电机、减速器和逆变器集成于同一壳体，形成模块化设计，实现标准化生产，适配各类车型，使产品轻量化、性价比更高，能够使空间得到最大化的利用，提高动力总成在车辆中排布的灵活性。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：

图1为本实用新型用于新能源汽车的电驱动力总成示意图；

图2为本动力总成中逆变器容纳腔上盖板打开状态示意图；

图3为本动力总成中逆变器容纳腔上盖板打开后俯视图；

图4为本动力总成中EMC滤波模块示意图；

图5为本动力总成中水冷板与功率板布置示意图。

具体实施方式

实施例如图1所示，本实用新型用于新能源汽车的电驱动力总成包括集成壳体1，所述集成壳体1设有驱动电机容纳腔2、减速器容纳腔3和逆变器容纳腔4，所述驱动电机容纳腔2和减速器容纳腔3横向间隔布置，所述逆变器容纳腔4位于所述驱动电机容纳腔2和减速器容纳腔3顶面，所述驱动电机容纳腔2和减速器容纳腔3内的驱动电机和减速器通过转轴5连接，所述逆变器容纳腔4内的逆变器输出端连接驱动电机的三相输入端，所述逆变器容纳腔4顶面通过螺钉设有上盖板6，所述上盖板6设有高压窗口，所述高压窗口上通过螺钉设有高压盖板7。

其中，高压盖板用于方便在整车接入高压直流线束，并对线束进行固定。

优选的，如图2和图3所示，所述逆变器容纳腔4内设有EMC滤波模块41、功率电容模块42、功率板43、控制板44、终端输入线束45、温度采样线束46和旋变线束47，所述逆变器容纳腔4外侧面分别设有高压直流线束端子48和低压信号连接器49，所述功率板43与控制板44采用驱动接插件连接，所述终端输入线束45分别连接所述控制板44和低压信号连接器49，所述温度采样线束46连接设于功率板43的温度传感器与控制板44，所述旋变线束47连接设于驱动电机的旋变传感器与控制板44。

优选的，如图4所示，所述EMC滤波模块41包括第一滤波电容411、第二滤波电容412、前端磁环413、后端磁环414和直流滤波铜排415，所述第一滤波电容411和第二滤波电容412设于所述EMC滤波模块41的包塑组件的固定槽416、417中并注入导热灌封胶固定，所述第一滤波电容411和第二滤波电容412与直流滤波铜排415采用电阻焊焊接形成电连接，所述前端磁环413和后端磁环414分别套入直流滤波铜排415的两端并打胶固定，所述直流滤波铜排415的包塑件上分别设有定位销孔和安装通孔，所述直流滤波铜排415通过定位销孔固定于所述逆变器容纳腔4内，所述安装通孔内设有与集成壳体1连接的接地铜排418，所述第一滤波电容411和第二滤波电容412的接地端通过接地铜排418连接集成壳体1。

优选的，所述高压直流线束端子48通过螺钉设于所述逆变器容纳腔4外侧面，并且穿过所述EMC滤波模块41的前端磁环413后连接所述EMC滤波模块41的正极输入端子419和负极输入端子410连接。

优选的，所述功率电容模块42通过螺钉固定于所述逆变器容纳腔4内，并且所述功率电容模块42与所述功率板43电连接，所述功率电容模块42的正极端子和负极端子分别与所述EMC滤波模块41的正极输入端子419和负极输入端子410连接。

优选的，如图5所示，所述逆变器容纳腔4内通过螺钉设有水冷板8，底部设有进水口81、与减速器容纳腔3接壤的拐角位置设有出水口82，所述进水口81和出水口82分别连通所述水冷板8，所述功率板43设于所述水冷板8顶面，并通过密封圈9进行密封。

优选的，所述功率板43底面间隔设有若干冷却翅片431，所述若干冷却翅片431位于所述水冷板8的冷却水流道内。

优选的，如图2所示，所述逆变器容纳腔4顶面设有胶槽40，所述胶槽40内注入密封胶用于逆变器容纳腔4与上盖板6之间的密封，所述逆变器容纳腔4与上盖板6之间采用销孔配合定位。

本动力总成采用集成壳体安装逆变器、驱动电机和减速器，三个部件采用三合一集成壳体方案，三个部件的壳体之间无需传统的刚性连接，能够有效降低由于壳体连接导致的壁厚大问题，使三合一集成壳体总成部分重量降低；同时能够极大的降低运行过程中，由于振动颠簸导致的NVH性能差、噪声大等问题；还能够降低开模成本，提高性价比。三合一集成壳体作为包络载体，承担集成安装逆变器、驱动电机和减速器、以及内外部零部件的支撑固定作用。

其中，功率电容模块用于平滑母线电压，使母线电压在IGBT开关时仍比较平滑，降低电机控制器IGBT端到动力电池端线路的电感参数，削弱母线的尖峰电压，吸收电机控制器母线端的高脉冲电流，防止母线端电压的过充和瞬时电压对电机控制器的影响；

功率板集成有IGBT功率模块，用于变频器逆变，将直流电压逆变成频率可调的交流电，实现对驱动电机的控制；

水冷板用于吸收IGBT功率模块的热量，并将热量传递在冷却液中。

EMC滤波模块的滤波电容用于降低直流母线阻抗以及吸收来自负载的纹波电流，从而抑制直流母线电压在因负载突变时而出现的波动，用来减少噪声引起的电磁干扰和射频干扰；前端磁环和后端磁环起抑制噪声干扰和滤波作用。

本动力总成中水冷板通过螺钉设于逆变器容纳腔内，解决传统搅拌摩擦焊的圆柱体焊头难以伸入水冷板与壳体的接缝处，导致焊头无法通过高速旋转使水冷板与壳体软化完成焊接的问题。使得水冷板的设置简单方便，能够缩短生产周期，实现大批量生产，解决了产品不良率高的问题。

水冷板的进水口和出水口设在集成壳体外侧的拐角处，冷却液通过进水口进入水冷板，功率板底面设有多个圆柱形的冷却翅片，可以增大与冷却液接触面积，水冷板采用螺钉固定在集成壳体上，在工作过程中利用冷却液的流转对IGBT功率模块进行冷却降温，最终冷却液通过出水口流出。其中IGBT功率模块采用螺栓固定在水冷板上，并用密封圈密封，进水口和出水口都通过螺栓固定在集成壳体上，并且设有两道密封圈，拆卸简单，便于安装，密封效果好，确保IGBT功率模块的冷却效果。

本动力总成中EMC滤波模块能够降低设备本身的电磁干扰，提高抗扰度，且滤波器结构简单，易于安装与生产。EMC滤波模块与功率电容模块的铜排直接通过螺栓连接，减少了铜排间的连接距离，从而减少发热损耗，提高了系统效率。功率板上信号采用一个连接器传递，且与控制板纵向布置，使结构更加紧凑，避免冗长的连线，提高装置抗扰性并降低了由于线束较多带来的装配繁杂和成本问题。整个模块集成度较高，通过这种模块化的方案提高了总成的装配效率。

EMC滤波模块采用后端磁环、前端磁环和滤波电容搭配方案，使得装置的抗扰度和滤波性能提高。直流滤波铜排通过包塑件设置于逆变器容纳腔内，在直流滤波铜排的包塑件上开设固定槽放置前端磁环和后端磁环，并通过打胶固定，避免螺钉连接，因此磁环的体积变小，提高了空间利用率；同时直流滤波铜排的包塑件采用四面凸起设计与上盖板相配合，形成封闭空间，可以防止杂物掉入逆变器容纳腔内，降低了生产现场误操作导致的风险。滤波电容纵向安装于逆变器容纳腔的固定槽内，磁环横向安装于包塑件的固定槽内，使结构更加紧凑，集成度高，还能够对磁环进行有效固定，减小磁环的振动。直流滤波铜排上的焊接管脚采用U形设计，可以使焊接更方便快捷，利用电阻焊的方式使滤波电容引线直接与直流滤波铜排焊接在一起，有效缩短了接线路径的长度，从而使杂散电感得以降低，因此滤波效果得以提升。

本动力总成集成安装驱动电机、减速器和逆变器的壳体，同时可以使零部件之间的外部布线更简洁，使新能源汽车电驱控制的各个零部件都能够实现标准化设计与生产，进而达成模块化设计。适配主机厂的各种类型车辆，使产品轻量化、性价比更高。对于新能源汽车主机厂而言，本动力总成使车辆各个系统之间的排布更加灵活；同时对于汽车终端消费者来说，能够使空间得到最大化的利用，提高了乘坐与储物空间的实用面积。

Claims (8)

1.一种用于新能源汽车的电驱动力总成，其特征在于：本动力总成包括集成壳体，所述集成壳体设有驱动电机容纳腔、减速器容纳腔和逆变器容纳腔，所述驱动电机容纳腔和减速器容纳腔横向间隔布置，所述逆变器容纳腔位于所述驱动电机容纳腔和减速器容纳腔顶面，所述驱动电机容纳腔和减速器容纳腔内的驱动电机和减速器通过转轴连接，所述逆变器容纳腔内的逆变器输出端连接驱动电机的三相输入端，所述逆变器容纳腔顶面通过螺钉设有上盖板，所述上盖板设有高压窗口，所述高压窗口上通过螺钉设有高压盖板。

2.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的电驱动力总成，其特征在于：所述逆变器容纳腔内设有EMC滤波模块、功率电容模块、功率板、控制板、终端输入线束、温度采样线束和旋变线束，所述逆变器容纳腔外侧面分别设有高压直流线束端子和低压信号连接器，所述功率板与控制板采用驱动接插件连接，所述终端输入线束分别连接所述控制板和低压信号连接器，所述温度采样线束连接设于功率板的温度传感器与控制板，所述旋变线束连接设于驱动电机的旋变传感器与控制板。

3.根据权利要求2所述的用于新能源汽车的电驱动力总成，其特征在于：所述EMC滤波模块包括第一滤波电容、第二滤波电容、前端磁环、后端磁环和直流滤波铜排，所述第一滤波电容和第二滤波电容设于所述EMC滤波模块的包塑组件的固定槽中并注入导热灌封胶固定，所述第一滤波电容和第二滤波电容与直流滤波铜排采用电阻焊焊接形成电连接，所述前端磁环和后端磁环分别套入直流滤波铜排的两端并打胶固定，所述直流滤波铜排的包塑件上分别设有定位销孔和安装通孔，所述直流滤波铜排通过定位销孔固定于所述逆变器容纳腔内，所述安装通孔内设有与集成壳体连接的接地铜排，所述第一滤波电容和第二滤波电容的接地端通过接地铜排连接集成壳体。

4.根据权利要求3所述的用于新能源汽车的电驱动力总成，其特征在于：所述高压直流线束端子通过螺钉设于所述逆变器容纳腔外侧面，并且穿过所述EMC滤波模块的前端磁环后连接所述EMC滤波模块的正极输入端子和负极输入端子连接。

5.根据权利要求2所述的用于新能源汽车的电驱动力总成，其特征在于：所述功率电容模块通过螺钉固定于所述逆变器容纳腔内，并且所述功率电容模块与所述功率板电连接，所述功率电容模块的正极端子和负极端子分别与所述EMC滤波模块的正极输入端子和负极输入端子连接。

6.根据权利要求2所述的用于新能源汽车的电驱动力总成，其特征在于：所述逆变器容纳腔内通过螺钉设有水冷板，底部设有进水口、与减速器容纳腔接壤的拐角位置设有出水口，所述进水口和出水口分别连通所述水冷板，所述功率板设于所述水冷板顶面，并通过密封圈进行密封。

7.根据权利要求6所述的用于新能源汽车的电驱动力总成，其特征在于：所述功率板底面间隔设有若干冷却翅片，所述若干冷却翅片位于所述水冷板的冷却水流道内。

8.根据权利要求1所述的用于新能源汽车的电驱动力总成，其特征在于：所述逆变器容纳腔顶面设有胶槽，所述胶槽内注入密封胶用于逆变器容纳腔与上盖板之间的密封，所述逆变器容纳腔与上盖板之间采用销孔配合定位。