WO2024108861A1 - 电驱总成及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电驱总成及车辆。电驱总成包括电机总成和控制器总成，其中，电机总成包括电机壳体及安装在电机壳体上的端盖，将电机壳体和端盖分开设计，有利于后期的拆卸与更换。进一步地，端盖包括安装腔、环绕安装腔的冷却通道、水道入口及水道出口，其中，水道入口和水道出口均与冷却通道连通。在端盖上设置安装腔能够集成部分功能部件以提高电驱总成的集成度，并且，冷却通道设置在端盖上，冷却液流经冷却通道时，能够同时冷却集成在端盖上的功能部件，提高了冷却效率。上述控制器总成包括电子组件，其容置在上述端盖的安装腔内，进一步提高了电驱总成的集成度，且将控制器总成集成在端盖上，有利于后期拆卸以进行检查、维修或更换。

Description

电驱总成及车辆 【技术领域】

本申请涉及汽车配件领域，特别是一种电机端盖上集成了减速器总成的电驱总成及采用这种电驱总成的车辆。

【背景技术】

随着新能源汽车相关政策的发布与实施，目前，为了节省电驱总成的体积，从而有利于整车布局，对新能源汽车电驱总成的功率、成本、重量、可靠性等提出了更高的要求。现有技术中，新能源汽车电驱总成的电驱控制器与电机的集成布置通常是将电驱控制器集成在减速器壳体或者集成在电机壳体上。然而，电驱控制器的电子元件极易损坏或出现故障，需要检修甚至更换电驱控制器时，由于电驱控制器集成在减速器壳体或者集成在电机壳体上，导致电驱控制器无法独立拆卸和更换。

【发明内容】

基于此，本发明提供一种电驱总成及车辆，以解决相关技术中电驱总成的电驱控制器无法独立拆卸和更换，且无法集成冷却水道以同时冷却控制器组件的问题。

第一方面，本发明提供了一种电驱动总成，其包括电机总成及控制器总成，所述电机总成包括电机壳体及安装在所述电机壳体上的端盖；所述端盖包括安装腔、环绕所述安装腔的冷却通道、水道入口及水道出口，其中，所述水道入口和所述水道出口均与所述冷却通道连通；所述控制器总成安装在所述端盖上，所述控制器总成包括电子组件，所述电子组件容置在所述安装腔内。

进一步地，所述安装腔内凸设有隔离内圈挡板和隔离外圈挡板，其中，所述隔离内圈挡板和所述隔离外圈挡板间隔设置，且所述隔离内圈挡板位于所述隔离外圈挡板内；所述冷却通道包括相互连通的导入通道、内圈通道、连通通道、外圈通道及导出通道；其中，所述内圈通道和所述外圈通道分别设置在所述隔离内圈挡板和所述隔离外圈挡板内；所述导入通道连接水道入口和所述外圈通道；所述连通通道连接所述内圈通道和所述外圈通道；所述导出通道连接 所述内圈通道连接和所述水道出口。

进一步地，所述隔离内圈挡板和隔离外圈挡板将所述安装腔分隔成位于所述隔离外圈挡板两侧的第一子安装腔和第二子安装腔；所述电子组件包括电容芯子组件及IGBT组件；其中，所述电容芯子组件安装在所述第一子安装腔内，所述IGBT组件安装在所述第二子安装腔内。

进一步地，所述电子组件还包括驱动一体板；所述电容芯子组件和所述IGBT组件均连接所述驱动一体板。

进一步地，所述电容芯子组件包括若干个电容芯子、电容正极铜排及电容负极铜排，每一所述电容正极铜排和每一所述电容负极铜排均与每一所述电容芯子连接。

进一步地，所述IGBT组件包括若干个单管IGBT组件，每一所述单管IGBT组件包括单管IGBT、及与所述单管IGBT连接压板和陶瓷板，所述压板和陶瓷板固定连接所述端盖；每一所述单管IGBT的针脚均固定连接在所述驱动一体板上。

进一步地，所述隔离内圈挡板、所述隔离外圈挡板、所述内圈通道及所述外圈通道均为环形；所述内圈通道和所述外圈通道分别沿着所述隔离内圈挡板和所述隔离外圈挡板的环绕方向设置。

进一步地，所述内圈通道和所述外圈通道为同心环排布。

进一步地，所述电驱总成还包括轴承，所述轴承安装在所述端盖远离所述安装腔的一侧上。

进一步地，所述电机壳体设有冷却入口、冷却出口及连接冷却入口和冷却出口的水道；所述电机壳体还设有电机入水口和电机出水口，所述电机入水口与所述冷却入口和所述水道出口连接，所述电机出水口与所述冷却出口和所述水道连接。

进一步地，所述电机壳体设有冷却入口、冷却出口及连接冷却入口和冷却出口的水道；所述电机壳体还设有电机入水口和电机出水口，所述电机入水口与所述水道出口连通并连接于所述水道，所述电机出水口和所述冷却出口连通。

进一步地，所述电驱总成还包括减速器总成，所述减速器总成包括减速器前端盖，所述电机壳体呈两端开口的筒状，所述减速器前端盖和所述端盖分别固定在所述电机壳体的相对两端。

上述电驱总成包括电机壳体及安装在电机壳体上的端盖，控制器总成安装 在电机端盖上，有利于将控制器和端盖一样与电机壳体分开设计，便于后期拆卸以进行检查、维修或更换。端盖包括安装腔、环绕安装腔的冷却通道、水道入口及水道出口，其中，水道入口和水道出口均与冷却通道连通。控制器总成包括电子组件，该电子组件容置在安装腔内，从而能够集成部分功能部件以提高电驱总成的集成度，并且，冷却液流经冷却通道时，能够同时冷却集成在端盖上控制器总成的功能部件，提高了冷却效率。

第二方面，本发明提供了一种车辆，其包括上述所述的电驱总成。

【附图说明】

图1是本申请提供的电驱总成一实施例的结构示意图，所述电驱总成包括电机总成及控制器总成，所述电机总成包括端盖、冷却通道及轴承；

图2是图1中去掉端盖之后的结构示意图；

图3是图1中端盖、轴承及控制器总成的结构示意图；

图4是图3中端盖的一个视角的结构示意图，其中，为了直观表示冷却通道，图4是部分剖视图；

图5是图3中端盖的一个视角的结构示意图；

图6是图3中的部分零件的结构示意图。

【具体实施方式】

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。根据本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特 征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本申请的一个方面，提供了一种电驱总成。请参照图1-3，图1是本申请提供的电驱总成一实施例的结构示意图，所述电驱总成包括电机总成及控制器总成，所述电机总成包括端盖、冷却通道及轴承；图2是图1中去掉端盖之后的结构示意图；图3是图1中端盖、轴承及控制器总成的结构示意图；在一个具体的实施例中，该电驱总成包括电机总成1及控制器总成2。其中，电机总成1包括电机壳体11及安装在电机壳体11上的端盖12，控制器总成2安装在电机的端盖12上，有利于将控制器总成2和端盖12与电机壳体11分开设计，便于后期拆卸以进行检查、维修或更换。端盖12包括安装腔121、环绕安装腔121的冷却通道122、水道入口123及水道出口124，其中，水道入口123和水道出口124均与冷却通道122连通。

需要说明的是，冷却通道122中的冷却液，如水，用于吸收电驱总成的电子元件发热产生的热量以达到冷却的效果。但同时，冷却通道122需要有良好的密封性，才能避免冷却液的渗漏或其它原因导致电子元件短路。因此，冷却通道122是设置在端盖12的内部，而不是露在外部的通道。

控制器总成2包括电子组件，该电子组件容置在安装腔121内，从而能够集成部分功能部件以提高电驱总成的集成度，并且，冷却液流经冷却通道122时，能够同时冷却集成在端盖12上的控制器总成2的功能部件，提高了冷却效率。

具体地，请参照图4-6，图4是图3中端盖的一个视角的结构示意图，其中，为了直观表示冷却通道，图4是部分剖视图；图5是图3中端盖的一个视角的结构示意图；图6是图3中的部分零件的结构示意图。安装腔121内凸设有隔离内圈挡板1211和隔离外圈挡板1212，其中，隔离内圈挡板1211和隔离外圈挡板1212间隔设置，且隔离内圈挡板1211位于隔离外圈挡板1212内，需要说明的是，隔离内圈挡板1211和隔离外圈挡板1212均为首尾连接的回字形隔板。冷却通道122包括相互连通的导入通道1221、内圈通道1222、连通通道(图未示)、外圈通道1223及导出通道1224，其中，内圈通道1222设置在隔离内圈挡板1211和隔离外圈挡板1212之间，外圈通道1223设置在隔离外圈挡板1212和安装腔121的内壁之间。值得的是，通过眼睛只能直接看到隔离内圈挡板1211 和隔离外圈挡板1212，内圈通道1222和外圈通道1223是设置在隔离内圈挡板1211和隔离外圈挡板1212内部的，无法通过眼睛直接观察到。并且，导入通道1221和导出通道1224也是不可视的，在结构示意图中标注是为了更好地说明水路的连通关系。

更为具体地，导入通道1221连接水道入口123和外圈通道1223，连通通道连接内圈通道1222和外圈通道1223,导出通道1224连接内圈通道1222和水道出口124。

由此可见，冷却液从水道入口123进入导入通道1221，通过导入通道1221流入外圈通道1223中，因为连通通道将外圈通道1223与内圈通道1222连通了，所以冷却液能够通过连通通道从外圈通道1223进入内圈通道1222内，流经内圈通道1222后进入导出通道1224，接着从与导出通道1224连接的水道出口124出来，以此给端盖12上集成的功能部件如控制器总成2进行冷却散热，以提高散热效率。

为了便于控制充放冷却液，在一些实施例中，端盖12还包括周缘侧壁125，水道入口123和水道出口124均设置在周缘侧壁125上。并且，水道入口123和水道出口124均设置有封口盖1225，用于封闭水道入口123和水道出口124。因此，当需要测试、清洗冷却通道122；或者不需要使用时，封口盖1225可以根据需要盖合或打开水道入口123和水道出口124。

隔离内圈挡板1211和隔离外圈挡板1212将安装腔121分隔成位于隔离外圈挡板1212两侧的第一子安装腔1213和第二子安装腔1214，电子组件包括电容芯子组件21及IGBT组件22。其中，电容芯子组件21安装在第一子安装腔1213内，IGBT组件22安装在第二子安装腔1214内。将安装腔121分隔出第一子安装腔1213和第二子安装腔1214以容置不同的功能部件，隔离了不同电子元件之间的电磁影响，并且使得功能部件的排布整齐明了，易于操作、安装检修等，且可靠性程度高。并且，电容芯子组件21及IGBT组件22分别安装在第一子安装腔1213和第二子安装腔1214，此时，分别设置在隔离内圈挡板1211和隔离外圈挡板1212内的内圈水道1222和外圈水道1223中流通的冷却液能够同时对电容芯子组件21及IGBT组件22进行冷却散热，提高了冷却效率。

在一些具体的实施例中，为了将电容芯子组件21安装的更加牢固，第一子安装腔1213内还凸设有安装挡板1216。安装挡板1216环绕在隔离外圈挡板1212的外周、且与隔离外圈挡板1212的形状一致。此时，电容芯子组件21安装在 安装挡板1216与隔离外圈挡板1212之间。

此外，隔离内圈挡板1211还围成了第三子安装腔1215。电机总成1还包括电机旋变13，电机旋变13安装固定在第三子安装腔1215内，其用于采集电机的角度和转速信号并传递到控制部件，如下文所述的控制器总成2的驱动一体板23上。

具体地，电子组件还包括驱动一体板23，驱动一体板23盖合第一子安装腔1213和第二子安装腔1214，电容芯子组件21和IGBT组件22均连接驱动一体板23。此外，电驱总成还包括三相铜排25，其安装固定在端盖12上，用于给电驱总成的部件输送电流。驱动一体板23上还预留有容置通孔。可以理解地，三相铜排25容置在容置通孔中，以便于三相铜排25把IGBT组件22逆变的三相电流传递到电机中，并且，将电容芯子组件21和IGBT组件22连接到驱动一体板23上，使得驱动一体板23集成了直流铜排和三相铜排25，减少了转接铜排的使用，从而减少了线束和插头，降低了零件成本。

进一步地，电容芯子组件21包括若干个电容芯子211、电容正极铜排212及电容负极铜排213，每一电容正极铜排212和每一电容负极铜排213均与每一电容芯子211连接。可以理解的，电容芯子211与电容正极铜排212和电容负极铜排213通过加工一体成型之后互相连接形成电容芯子组件21；然后再封装到端盖12的安装挡板1216与隔离外圈挡板1212之间，从而避免了如现有的电容芯子组件21一样需要塑料外壳封装，能够增加电容芯子组件21的散热且能将电容芯子组件21按照设计空间进行布置。并且，电容芯子组件上的正负极PIN针通过锡焊固定在驱动一体板23上，能够减少电容外壳的使用，增加了散热的同时还降低了成本。

更为具体地，IGBT组件22包括若干个单管IGBT组件221，每一单管IGBT组件221的G、C、E针脚均固定连接在驱动一体板23上。此外，IGBT组件22还包括压板222和陶瓷板223，单管IGBT组件与驱动一体板23连接相对的一端通过压板222和陶瓷板223固定在端盖12上，以便实现IGBT组件22的安装固定。

在一个实施例中，为了使端盖12中的安装腔121区域分布更加整齐有序，且易于加工和制作，隔离内圈挡板1211、隔离外圈挡板1212、内圈通道1222及外圈通道1223均为环形。并且，内圈通道1222和外圈通道1223分别沿着隔离内圈挡板1211和隔离外圈挡板1212的环绕方向设置，使得内圈通道1222和 外圈通道1223的走向更加贴合隔离内圈挡板1211和隔离外圈挡板1212的形状，以便于节约设计空间。

优选地，内圈通道1222和外圈通道1223为同心环排布。

进一步地，控制器总成2还包括壳盖24，壳盖24上设置有通孔241和高压母线接口242，其中，高压母线接口242外接车载蓄电池，用于将车载蓄电池的高压电传递到电机总成1和控制器总成2上。此外，驱动一体板23还包括低压插件231。通孔241用于容置驱动低压插件231以连接整车VCU，也就是整车动力系统来传递控制信号。

在一个实施例中，本申请的电驱总成还包括轴承14，轴承14安装在端盖12远离安装腔121的一侧上。轴承14与电机轴连接以便于降低动力传递过程中的摩擦系数和保持轴中心位置的固定。并且，将轴承14安装在端盖12上，也可以利用端盖12上的冷却液通道来对其进行冷却，避免了额外设置冷却液通道来对其进行冷却，节约了设计空间，降低了成本。在一些具体的实施例中，端盖12背向安装腔121的一侧还设置有盖板126，此时，轴承14安装在盖板126上。并且，当冷却水道设计为露在端盖12外部的通道时，盖板126可以对冷却通道122进行阻隔、密封，从而避免冷却液因渗漏或其他原因导致电子元件短路。

在一个实施例中，电机壳体11设有冷却入口111、冷却出口112及连接冷却入口111和冷却出口112的水道(图未示)，其中，水道位于电机壳体11内部。并且，电机壳体11还包括电机出水口(图未示)和电机入水口(图未示)，其中，电机出水口与水道和冷却出口112连通，电机入水口与冷却入口111和水道出口124连通。并且，为了冷却液的流通时间及其与电子元件的接触面积，以达到更好的散热效果，水路可以呈弯曲状、螺旋等形状。

可以理解地，冷却液通过冷却入口111进入后，一部分冷却液通过电机入水口进入到电机的水道中以冷却电机组件；另外一部分通过水道入口123进入导入通道1221，然后进入外圈通道1223；当冷却液充满外圈通道1223后，冷却液会通过连通通道进入内圈通道1222；随着内圈通道1222被冷却液充满，冷却液会由导出通道1224流通到水道出口124并进入电机入水口，接着进入电机壳体11内部的水道；最后，冷却液流过水道和电机出水口从冷却出口112出来。因此，通过将电驱总成内部的冷却液流经通道连通，可以同时对IGBT组件22、电容芯子组件21和轴承14进行冷却，然后进入电机壳体11内部的水道，最后 从冷却出口112流出，减少了冷却液的冷却路径，提高了散热效率，降低了水路成本。

在另一个实施例中，冷却液是在端盖12完成冷却后进入到电机壳体11中并对电机总成1进行冷却，其中，电机入水口与水道出口124连通并连接于水道，电机出水口和冷却出口112连通。此时冷却液在从冷却入口111进入到端盖12中后，通过水道入口123进入导入通道1221，然后进入外圈通道1223；当冷却液充满外圈通道1223后，冷却液会通过连通通道进入内圈通道1222；随着内圈通道1222被冷却液充满，冷却液会由导出通道1224流通到水道出口124并进入电机入水口，接着进入电机壳体11内部的水道，最后从电机出水口连通冷却出口112，流出电驱总成外。此时，用于所有用于冷却的冷却液都是经过端盖12后在进入到电机壳体11内，冷却油可以得到最大程度的利用，节省了冷却液的消耗，降低了冷却成本。

在一个实施例中，电驱动总成还包括减速器总成4，减速器总成4包括减速器前端盖41，电机壳体11呈两端开口的筒状，减速器前端盖41和端盖12分别固定在电机壳体11的相对两端。也就是说，电驱总成还集成了减速器总成4，并且，减速器总成4和集成了控制器总成2的端盖41分别与电机壳体11的相对两端固定，极大地提高了电驱总成的集成度，减少了电驱总成的体积，有利于整车布置。

本申请的另一个方面，提供了一种车辆，其包括上述所述的电驱总成。电驱总成在上述已做了详细的描述，因此，在此不再赘述。本申请提供的车辆，也具有上述电驱总成集成度高，可靠性好，重量轻等优点。

在本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、机构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、机构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (12)

1. 一种电驱总成，包括电机总成及控制器总成，其中，所述电机总成包括电机壳体及安装在所述电机壳体上的端盖；

   所述端盖包括安装腔、环绕所述安装腔的冷却通道、水道入口及水道出口，其中，所述水道入口和所述水道出口均与所述冷却通道连通；

   所述控制器总成安装在所述端盖上，且所述控制器总成包括电子组件，所述电子组件容置在所述安装腔内。
2. 根据权利要求1所述的电驱总成，其中，所述安装腔内凸设有隔离内圈挡板和隔离外圈挡板，其中，所述隔离内圈挡板和所述隔离外圈挡板间隔设置，且所述隔离内圈挡板位于所述隔离外圈挡板内；

   所述冷却通道包括相互连通的导入通道、内圈通道、连通通道、外圈通道及导出通道；其中，

   所述内圈通道设置在所述隔离内圈挡板和所述隔离外圈挡板之间，所述外圈通道设置在所述隔离外圈挡板和所述安装腔的内壁之间；

   所述导入通道连接水道入口和所述外圈通道；

   所述连通通道连接所述内圈通道和所述外圈通道；

   所述导出通道连接所述内圈通道和所述水道出口。
3. 根据权利要求2所述的电驱总成，其中，所述隔离内圈挡板和隔离外圈挡板将所述安装腔分隔成位于所述隔离外圈挡板两侧的第一子安装腔和第二子安装腔；

   所述电子组件包括电容芯子组件及IGBT组件；其中，所述电容芯子组件安装在所述第一子安装腔内，所述IGBT组件安装在所述第二子安装腔内。
4. 根据权利要求3所述的电驱总成，其中，所述电子组件还包括驱动一体板，所述驱动一体板盖合所述第一子安装腔和所述第二子安装腔；所述电容芯子组件和所述IGBT组件均连接所述驱动一体板。
5. 根据权利要求4所述的电驱总成，其中，所述电容芯子组件包括若干个电容芯子、电容正极铜排及电容负极铜排，每一所述电容正极铜排和每一所述电容负极铜排均与每一所述电容芯子连接。
6. 根据权利要求4或5所述的电驱总成，其中，所述IGBT组件包括若干个单管IGBT组件，每一所述单管IGBT组件包括单管IGBT、及与所述单管IGBT 连接压板和陶瓷板，所述压板和陶瓷板固定连接所述端盖；每一所述单管IGBT的针脚均固定连接在所述驱动一体板上。
7. 根据权利要求2-5任一项所述的电驱总成，其中，所述隔离内圈挡板、所述隔离外圈挡板、所述内圈通道及所述外圈通道均为环形；

   所述内圈通道和所述外圈通道分别沿着所述隔离内圈挡板和所述隔离外圈挡板的环绕方向设置。
8. 根据权利要求7所述的电驱总成，其特征在于，所述内圈通道和所述外圈通道为同心环排布。
9. 根据权利要求1-5任一项所述的电驱总成，其中，所述电机壳体设有冷却入口、冷却出口及连接冷却入口和冷却出口的水道；

   所述电机壳体还设有电机入水口和电机出水口，所述电机入水口与所述冷却入口和所述水道出口连通，所述电机出水口与所述冷却出口和所述水道连通。
10. 根据权利要求1-5任一项所述的电驱总成，其中，所述电机壳体设有冷却入口、冷却出口及连接冷却入口和冷却出口的水道；

    所述电机壳体还设有电机入水口和电机出水口，所述电机入水口与所述水道出口连通并连接于所述水道，所述电机出水口和所述冷却出口连通。
11. 根据权利要求1-5任一项所述的电驱总成，其中，还包括减速器总成，所述减速器总成包括减速器前端盖，所述电机壳体呈两端开口的筒状，所述减速器前端盖和所述端盖分别固定在所述电机壳体的相对两端。
12. 一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-11所述的电驱总成。