集成式電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于車輛的集成式電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其包括：電機(jī)(1)，該電機(jī)包括電機(jī)殼體(11)、前端蓋、后端蓋以及容納在該電機(jī)殼體(11)內(nèi)的定子(10)和轉(zhuǎn)子組件(14)；設(shè)置在該電機(jī)(1)的輸出端的變速器(2)，該變速器(2)具有變速器殼體，所述變速器殼體包括靠近該電機(jī)(1)的變速器半殼體(12)，該變速器半殼體(12)構(gòu)造成適合用作該電機(jī)(1)的所述前端蓋；和設(shè)置在該電機(jī)(1)的與該輸出端相對的另一端的逆變器(3)，該逆變器(3)包括逆變器殼體(13)、功率模塊(31)和逆變器端蓋(32)，其中所述逆變器殼體(13)構(gòu)造成適合用作該電機(jī)(1)的所述后端蓋；其中，所述逆變器殼體(13)和所述其中一個(gè)變速殼體(12)通過緊固件安裝到所述電機(jī)殼體(11)。這種電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，制造成本低。
【專利說明】
集成式電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車輛領(lǐng)域，尤其涉及用于機(jī)動(dòng)車輛的集成式電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，特別是近年來對電動(dòng)汽車(ECV)、混合電動(dòng)汽車(HEV)及燃料電池汽車(FCEV)的持續(xù)關(guān)注，相應(yīng)的研發(fā)也不斷深入。
[0003]用于上述類型汽車的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常包括電機(jī)、逆變器和變速器。當(dāng)前，電機(jī)、逆變器和變速器這三個(gè)部分單獨(dú)制造，電機(jī)和變速器通過緊固件接合在一起，電機(jī)和逆變器使用多相電纜連接在一起。如此配置，使得接合/連接在一起的變速器、電機(jī)和逆變器的總體積/尺寸非常大，并且內(nèi)部連接所需的花費(fèi)非常高，使得電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的總成本較高。另外，汽車內(nèi)部的空間有限且受限，現(xiàn)有的電機(jī)、逆變器和變速器的這種配置在汽車內(nèi)占據(jù)了較大的空間，給車輛的總體布置帶來困難，并且總成本相對較高。成本較高的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)缺乏競爭力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于車輛的集成式電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)緊湊、總體尺寸較小并且成本較低。
[0005]為此，本發(fā)明提供一種用于車輛的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其包括:電機(jī)，該電機(jī)包括電機(jī)殼體、前端蓋、后端蓋以及容納在該電機(jī)殼體內(nèi)的定子組件和轉(zhuǎn)子組件；設(shè)置在該電機(jī)的輸出端的變速器，該變速器具有變速器殼體，所述變速器殼體包括靠近該電機(jī)的變速器半殼體，該變速器半殼體構(gòu)造成適合用作該電機(jī)的所述前端蓋；和設(shè)置在該電機(jī)的與該輸出端相對的另一端的逆變器，該逆變器包括逆變器殼體、功率模塊和逆變器端蓋，其中所述逆變器殼體構(gòu)造成適合用作該電機(jī)的所述后端蓋；其中，所述逆變器殼體和所述其中一個(gè)變速殼體通過緊固件安裝到所述電機(jī)殼體。
[0006]在上述電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，由于變速器半殼體既作為變速器殼體的一部分，又用作電機(jī)的前端蓋，逆變器殼體也用作電機(jī)的后端蓋，使得裝配在一起的變速器、電機(jī)和逆變器變得結(jié)構(gòu)緊湊，體積/尺寸減小，并且成本降低。
[0007]按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案，所述定子組件設(shè)有交流輸入端子，其中交流輸入端子一般為三相端子；所述功率模塊設(shè)有交流輸出端子，其中交流輸出端子一般為三相端子，所述交流輸入端子和所述交流輸出端子配置成使得在該電機(jī)和該逆變器組裝完成后所述交流輸入端子和所述交流輸出端子直接連接在一起。將交流輸入端子和交流輸出端子配置成直接連接，節(jié)省了電纜，減少了高壓連接點(diǎn)，降低了裝配成本，并提高了可靠性和安全性。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，定子組件上的交流輸入端子和功率模塊上的交流輸出端子通過螺紋連接、熔接、軟釬焊、硬釬焊、鉚接和彈性接觸直接連接在一起。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，只要能將定子組件上的交流輸入端子和功率模塊上的交流輸出端子直接連接在一起，任何合適的連接方式都是可行的，涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0009]在本發(fā)明中，所述轉(zhuǎn)子組件包括轉(zhuǎn)子軸，有利的是，該轉(zhuǎn)子軸的一端通過第一軸承組件由所述變速器半殼體支承，另一端通過第二軸承組件由所述逆變器殼體支承。在這里，所述第一軸承組件和所述第二軸承組件例如可以為球軸承或滑動(dòng)軸承。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)實(shí)際需要，也可以使用其它合適類型的軸承。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，所述第一軸承組件包括第一軸承座，所述第二軸承組件包括第二軸承座，第一軸承座始終支承在所述變速器半殼體(，第二軸承座始終支承在所述逆變器殼體上。第一軸承座始終支承在所述變速器半殼體上具有以下技術(shù)效果，即由于電機(jī)的軸承座位于變速器半殼體上，使得該軸承座可以與變速器的其它軸承座一起加工，相對位置誤差很小，傳動(dòng)精度高，噪聲和振動(dòng)小，傳動(dòng)系部件磨損小，使用壽命長。這種結(jié)構(gòu)共用了一個(gè)半殼體，該半殼體結(jié)構(gòu)剛性好，重量輕且軸向長度小。第二軸承座始終支承在所述逆變器殼體上具有以下技術(shù)效果，即省去了電機(jī)后端蓋，減小了裝置的軸向長度；將電機(jī)后端蓋集成到逆變器殼體上，該殼體的結(jié)構(gòu)剛性好，減少了電機(jī)的振動(dòng)同時(shí)增強(qiáng)了逆變器的抗振動(dòng)能力。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，所述緊固件可以包括延伸穿過所述變速器半殼體、電機(jī)殼體和逆變器殼體從一側(cè)將它們緊固在一起的一組緊固螺栓。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案，所述緊固件可以包括兩組緊固件，其中一組為延伸穿過變速器半殼體和電機(jī)殼體并將兩者緊固在一起的第一組緊固螺栓，另一組為延伸穿過所述逆變器殼體和所述電機(jī)殼體并將兩者緊固在一起的第二組緊固螺栓。
[0013]根據(jù)本發(fā)明配置的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、總體尺寸較小并且成本較低的優(yōu)點(diǎn)，并且在車輛中占用較小的空間。
【附圖說明】
[0014]參考下面的詳細(xì)描述和附圖，將更充分地理解本發(fā)明，并且本發(fā)明的其它特征將變得顯而易見。附圖僅僅是代表性的并且不旨在限制權(quán)利要求的范圍，其中:
[0015]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的沿一個(gè)方向的局部分解透視圖，示出了變速器半殼體、電動(dòng)機(jī)和逆變器殼體；
[0016]圖2是圖1所不的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)沿另一個(gè)方向的局部分解透視圖；
[0017]圖3是根據(jù)本發(fā)明的逆變器的一個(gè)實(shí)施例的分解透視圖；
[0018]圖4是圖1所示的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的端視圖，其中變速器半殼體、電動(dòng)機(jī)和逆變器殼體已裝配在一起；
[0019]圖5是沿圖4中的線A-A的剖視圖；
[0020]圖6是沿圖4中的線B-B的剖視圖；
[0021]圖7是沿圖5中的線C-C的局部剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將參照附圖并通過實(shí)施例來描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的用于車輛的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在下面的描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以便使所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地了解本發(fā)明。但是，對于所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員明顯的是，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)可不具有這些具體細(xì)節(jié)中的一些。此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不限于所介紹的特定實(shí)施例。相反，可以考慮用下面的特征和要素的任意組合來實(shí)施本發(fā)明，而無論它們是否涉及不同的實(shí)施例。因此，下面的方面、特征、實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)僅作說明之用而不應(yīng)被看作是權(quán)利要求的要素或限定，除非在權(quán)利要求中明確提出。
[0023]圖1為本發(fā)明的集成式電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的沿一個(gè)方向的局部分解透視圖。如圖1所示，該電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)1、設(shè)置在電機(jī)輸出端的變速器2以及設(shè)置在電機(jī)另一端的逆變器3，變速器2的殼體構(gòu)造成兩件式，即包括兩個(gè)變速器半殼體。為清楚起見，圖中僅示出了變速器的靠近電機(jī)I的變速器半殼體12、和逆變器的逆變器殼體13。在該實(shí)施例中，電機(jī)I包括電機(jī)殼體11，以及容納在由該電機(jī)殼體11限定出的腔室內(nèi)的定子組件10和轉(zhuǎn)子組件14。有利的是，靠近電機(jī)I的輸出端設(shè)置的變速器半殼體12構(gòu)造成適合用作電機(jī)I的前端蓋，逆變器殼體13構(gòu)造成適合用作電機(jī)I的后端蓋。
[0024]在裝配時(shí)，可以利用一組緊固螺栓4例如六個(gè)緊固螺栓依次穿過設(shè)置在變速器半殼體12上的相應(yīng)開孔，穿過電機(jī)殼體11上的相應(yīng)開孔，和逆變器殼體13上的相應(yīng)開孔，將變速器半殼體12、電機(jī)殼體11和逆變器殼體13緊固在一起。作為替代，也可以利用兩組緊固螺栓，一組緊固螺栓依次穿過變速器半殼體12和電機(jī)殼體11將兩者緊固在一起，另一組緊固螺栓依次穿過逆變器殼體13和電機(jī)殼體11將兩者緊固在一起。然而，應(yīng)當(dāng)理解，上述緊固方式僅僅是示例性的，其它合適的緊固方式也涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0025]參見圖5-6，電機(jī)I的轉(zhuǎn)子組件14包括轉(zhuǎn)子軸15，轉(zhuǎn)子軸15的一端通過軸承組件17支承在所述變速器半殼體12中，另一端通過軸承組件18支承在所述逆變器殼體13中，在這里，軸承組件17，18例如可以為球軸承或滑動(dòng)軸承。當(dāng)然，其它合適類型的軸承也是可行的。在該實(shí)施例中，軸承組件17的軸承座17a固定設(shè)置在變速器半殼體12上，例如可以與變速器半殼體12 —體制成，軸承組件18的軸承座18a固定設(shè)置在逆變器殼體13上，例如可以與逆變器殼體13 —體制成。
[0026]如此配置，使得在將電機(jī)1、變速器2以及逆變器3裝配在一起時(shí)，減小了裝配后的體積/尺寸，從而降低了制造成本。
[0027]逆變器是一種具有直/交流轉(zhuǎn)換功能的電子器件，其通過內(nèi)部的一系列開關(guān)開關(guān)電路將直流電源提供的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并提供給工作在交流環(huán)境的電子裝置。在汽車領(lǐng)域，逆變器通常由車內(nèi)的電池提供直流電，并將該直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電供車內(nèi)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，以此來驅(qū)動(dòng)汽車。
[0028]參照圖3所示，逆變器3包括電容模塊(未示出)和功率模塊31，電容模塊具有與直流電源電連接的直流連接端；功率模塊31其具有多個(gè)開關(guān)電路、直流輸入端子(未示出)及交流輸出端子，在本文中所述交流輸出端子也稱為交流輸出端子301，所述直流輸入端電連接于直流電源。開關(guān)電路將從直流輸入端獲得的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并通過交流輸出端輸出。逆變器殼體13將功率模塊和電容模塊封裝由其形成的腔室內(nèi)。逆變器3還設(shè)有端蓋30，其通過緊固件例如緊固螺栓5安裝在逆變器殼體13背離電機(jī)I的一端。
[0029]如圖2所示，電機(jī)I的定子組件10在其面向逆變器3的一端設(shè)有三個(gè)交流輸入端子101，從圖中來看，交流輸入端子101設(shè)置定子組件的端部下側(cè)。相應(yīng)地，如圖3所示，在逆變器3的功率模塊31的一端的下側(cè)設(shè)有三個(gè)交流輸出端子301，所述三個(gè)交流輸出端子301配置成使得將逆變器3和電機(jī)I組轉(zhuǎn)完成后，三個(gè)交流輸出端子301與相應(yīng)的三個(gè)交流輸入端子101直接接觸(參見圖7)，例如通過螺紋連接、熔接、軟釬焊、硬釬焊、鉚接和彈性接觸連接在一起，而無需使用額外的連接線，這也降低了制造成本。
[0030]在這里術(shù)語“彈性接觸”是指為了實(shí)現(xiàn)電連接及可靠導(dǎo)電，用于導(dǎo)電的導(dǎo)體必須可靠接觸，其中一種方案是其中一個(gè)導(dǎo)體具有良好的彈性，該導(dǎo)體接觸另一導(dǎo)體(該另一導(dǎo)體可不具有良好的彈性)并產(chǎn)生一定量的變形，該導(dǎo)體通過彈性形變產(chǎn)生彈性力可靠地接觸另一導(dǎo)體，實(shí)現(xiàn)電連接。常用的家用插座/插頭系統(tǒng)，汽車用插接件多為此種連接，這種“彈性接觸”連接的本質(zhì)是使用兼具導(dǎo)電性和好的彈性的材料完成接觸和導(dǎo)電，而無須第三部件進(jìn)行古典。采用“彈性接觸”類型的連接的最大優(yōu)點(diǎn)是可多次拆裝且拆裝方便。
[0031]綜上所述，通過使電機(jī)I與變速器2共用變速器半殼體作為電機(jī)的前端蓋，電機(jī)I和逆變器3共用逆變器殼體作為電機(jī)的后端蓋，使得組裝后的包括電機(jī)1、變速器2和逆變器3的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的總體積(尺寸)顯著減小，既減小了占地面積，還節(jié)省了制造成本。進(jìn)一步來說，將逆變器的交流輸出端子和電機(jī)的交流輸入端子配置成在組裝完成后直接接觸連接，可以避免在裝配時(shí)使用額外的連接線，從而使裝配變得簡單，并且降低了裝配成本。
[0032]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的各種更動(dòng)與修改，均應(yīng)納入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于車輛的集成式電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其包括: 電機(jī)(I)，該電機(jī)包括電機(jī)殼體(11)、前端蓋、后端蓋以及容納在由該電機(jī)殼體(11)限定的腔室內(nèi)的定子組件(10)和轉(zhuǎn)子組件(14)； 設(shè)置在該電機(jī)(I)的輸出端的變速器(2)，該變速器(2)具有變速器殼體，所述變速器殼體包括靠近該電機(jī)(I)的變速器半殼體(12)，該變速器半殼體(12)構(gòu)造成適合用作該電機(jī)⑴的所述前端蓋；和 設(shè)置在該電機(jī)(I)的與該輸出端相對的另一端的逆變器(3)，該逆變器(3)包括逆變器殼體(13)、功率模塊(31)和逆變器端蓋(32)，其中所述逆變器殼體(13)構(gòu)造成適合用作該電機(jī)⑴的所述后端蓋； 其中，所述逆變器殼體(13)和所述變速器半殼體(12)通過緊固件安裝到所述電機(jī)殼體(Il)02.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成式電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述定子組件(10)設(shè)有交流輸入端子(101)，所述功率模塊(31)設(shè)有交流輸出端子(301)，所述交流輸入端子(101)和所述交流輸出端子(301)配置成使得在該電機(jī)(I)和該逆變器(3)組裝完成后所述交流輸入端子(101)和所述交流輸出端子(301)直接連接在一起。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成式電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述交流輸入端子(101)和所述交流輸出端子(301)通過螺紋連接、恪接、軟釬焊、硬釬焊、鉚接和彈性接觸連接在一起。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集成式電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)子組件(14)包括轉(zhuǎn)子軸(15)，該轉(zhuǎn)子軸(15)的一端通過第一軸承組件(17)由所述變速器半殼體(12)支承，另一端通過第二軸承組件(18)由所述逆變器殼體(13)支承。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成式電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述第一軸承組件(17)和所述第二軸承組件(18)為球軸承或滑動(dòng)軸承。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成式電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述第一軸承組件(17)包括第一軸承座(17a)，所述第二軸承組件(18)包括第二軸承座(18a)，所述第一軸承座(17a)始終支承在所述變速器半殼體(12)上，所述第二軸承座(18a)始終支承在所述逆變器殼體(13)上。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集成式電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述緊固件包括延伸穿過所述變速器半殼體(12)、電機(jī)殼體(11)和逆變器殼體(13)從一側(cè)將它們緊固在一起的一組緊固螺栓⑷。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集成式電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述緊固件包括延伸穿過所述變速器半殼體(12)和所述電機(jī)殼體(11)并將兩者緊固在一起的第一組緊固螺栓和延伸穿過所述逆變器殼體(13)和所述電機(jī)殼體(11)并將兩者緊固在一起的第二組緊固螺栓。
【文檔編號】H02K7/10GK105827060SQ201510008316
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年1月8日
【發(fā)明人】李金康
【申請人】大陸汽車投資（上海）有限公司