CN109353201A - 一种集成化电驱动***总成及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种集成化电驱动***总成，至少包括集成为整体的驱动电机、变速器、电机控制器、空气压缩机以及水泵，驱动电机的定子壳体上连接有电控壳体，电机控制器固定于电控壳体内，驱动电机的后端盖与驱动电机的定子之间形成接线盒，接线盒与电控壳体连通，接线盒内设置有旋变信号接插件、温度信号插接件，以及由驱动电机的电机定子引出的三相端子；电机控制器的三相高压电源输出端通过三相铜排与三相端子相连，电机控制器的控制端通过信号线与旋变信号插接件以及温度信号插接件插接相连。该集成化电驱动***总成结构紧凑、节省安装空间，提高了安装效率，同时还省去了繁杂的线束连接，提高了整体的可靠性。本发明还涉及一种电动汽车。

Description

一种集成化电驱动***总成及电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车生产设计技术领域，特别涉及一种集成化电驱动***总成及电动汽车。

背景技术

随着化石能源的日益枯竭以及环境污染的日益加剧，电动汽车越来越受到用户的青睐。

电驱动***是电动汽车的核心部件，电驱动***是由多个部件组合形成的能够统一工作的整体，其包括驱动电机、电机控制器、变速器、空气压缩机、水泵、高压分线盒、整车控制器、车载充电机以及直流转换器等等。

目前的电驱动***的各个部件均为分体式结构，各个部件单独布置在相应的安装位置上。然而，该种方式存在着电驱动***占用空间大，且各个部件之间需通过复杂的线束连接的问题，由于整车的布置空间有限，因此驱动电机的体积也就受限，这使得电机的输出功率较小，不能很好的满足整车动力需求；同时，各部件之间复杂的线束连接也使得整个电驱动***杂乱无章，可靠性也得不到很好的保证。

发明内容

本发明第一方面在于提供一种集成化电驱动***总成，以便提高电驱动***的集成度，减小电驱动***的空间占用，从而为驱动电机的增大提供空间；另外，高集成度的各部件之间可以省去繁复的线束连接，提高电驱动***总成的紧凑性和可靠性。

本发明第二方面还在于提供一种具有上述集成化电驱动***总成的电动汽车。

为达到上述目的，本发明提供的集成化电驱动***总成，至少包括集成为整体的驱动电机、变速器、电机控制器、空气压缩机以及水泵，其中，

所述驱动电机的定子壳体上连接有电控壳体，所述电机控制器固定于所述电控壳体内，所述驱动电机的后端盖与所述驱动电机的定子之间形成接线盒，所述接线盒与所述电控壳体连通，所述接线盒内设置有旋变信号接插件、温度信号插接件，以及由所述驱动电机的电机定子引出的三相端子；所述电机控制器的三相高压电源输出端通过三相铜排与所述三相端子相连，所述电机控制器的控制端通过信号线与所述旋变信号插接件以及所述温度信号插接件插接相连。

优选的，所述电控壳体安装在所述定子壳体径向的顶部。

优选的，还包括设置在所述接线盒内的绝缘接线座，所述三相铜排与所述三相端子连接后固定于所述绝缘接线座上。

优选的，还包括设置在所述接线盒内的绝缘固定板，所述旋变信号插接件以及所述温度信号插接件固定于所述绝缘固定板上。

优选的，所述变速器安装于所述驱动电机的轴伸端，且所述驱动电机的前端盖和与所述前端盖适配的扣合盖扣合形成所述变速器的壳体，所述前端盖与所述扣合盖通过连接件相连。

优选的，所述扣合盖、前端盖、定子壳体以及所述后端盖组成主体外壳，所述空气压缩机以及所述水泵安装于所述主体外壳的外表面。

优选的，所述空气压缩机通过第一支架挂装于所述扣合盖上；所述水泵靠近所述电控壳体设置，并通过第二支架安装于所述前端盖或定子壳体上。

优选的，所述电控壳体内还安装有车载充电机。

优选的，所述电控壳体的内腔中设置有横向隔板，所述横向隔板将所述电控壳体的内腔分隔为靠近所述定子壳体的上下层腔体，和远离所述定子壳体的上层腔体，其中，所述车载充电机设置在所述下层腔体内，所述电机控制器设置在所述上层腔体内。

优选的，所述电控壳体内还安装有直流转换器，且所述直流转换器设置在所述下层腔体内。

优选的，所述车载充电机与所述直流转换器集成为电源模块，且两者共用功率板。

优选的，所述电控壳体内还集成有高压分线盒，所述高压分线盒设置在所述上层腔体内。

优选的，所述电控壳体内还集成有整车控制器，所述整车控制器设置在所述上层腔体内。

优选的，所述电机控制器包括驱动板和控制板，所述驱动板与所述控制板之间设置有屏蔽板，所述整车控制器固定于所述屏蔽板上。

优选的，除连接位置外，所述三相铜排还包覆有PVC膜。

优选的，所述集成化电驱动总成的冷却***包括电控壳体冷却部分和电机冷却部分；其中，

所述电控壳体冷却部分包括壳体入水口、壳体出水口以及壳体水道，所述壳体水道至少经过所述电机控制器、车载充电机和直流转换器；

所述电机冷却部分包括电机入水口、电机出水口以及定子壳体水道，所述壳体出水口与所述电机入水口通过管道相连。

优选的，所述电机控制器的壳体内还开设有与所述电机控制器内的发热部件接触的电机控制器冷却水道，所述车载充电机的壳体内开设有与所述车载充电机内的发热部件接触的充电机冷却水道，所述直流转换器的壳体内开设有与所述直流转换器内的发热部件接触的转换器冷却水道，所述电机控制器冷却水道、充电机冷却水道以及所述转换器冷却水道均与所述壳体水道连通。

本发明所公开的电动汽车，包括集成化电驱动***总成，并且所述集成化电驱动总成为上述任意一项中所公开的集成化电驱动***总成。

由以上技术方案可以看出，本发明中所公开的集成化电驱动***总成中，驱动电机、变速器、电机控制器、空气压缩机以及水泵集成成为了整体，这使得整个电驱动***总成的紧凑性更佳，相比于单独进行各部件的安装，不仅能够有效节省安装空间，而且还能够显著提升安装效率，同时节省出的安装空间为更换大功率驱动电机提供了可能；另外，驱动电机的后端盖与驱动电机的定子之间还形成了接线盒，这也就省去了目前单独布置的接线盒，整个电驱动***总成的紧凑性进一步提高，由于高度集成化，各个部件之间的距离很近，并且接线盒与电控壳体连通，因此电机控制器可通过铜排和信号线直接与电机相连，省去了繁杂的线束连接，提高了电驱动***总成的可靠性。

本发明中所公开的电动汽车由于采用了上述集成化电驱动***总成，因此该电动汽车兼具上述集成化电驱动***总成相应的技术优点，本文中对此不再进行赘述。

附图说明

图1为本发明实施例所公开的集成化电驱动***总成的模块化示意图；

图2为本发明实施例所公开的集成化电驱动***总成的***结构示意图(水泵未示出)；

图3为本发明实施例中所公开的驱动电机与变速器连接后的剖面结构示意图；

图4为本发明实施例中所公开的电控壳体的***结构示意图；

图5为本发明实施例中所公开的集成化电驱动***总成的侧面结构示意图。

其中，1为驱动电机，2为变速器，3为电机控制器，4为空气压缩机，5为水泵，6为定子壳体，7为电控壳体，8为后端盖，9为前端盖，10为扣合盖，11为横向隔板，12为下层腔体，13为上层腔体，14为电源模块，15为高压分线盒，16为整车控制器，17为后端盖盖板，18为轴承，19为油封，20为电机定子，21为电机转子，22为三相端子，23为绝缘接线座，24为接线盒，25为绝缘固定板，26为温度信号插接件，27为旋变信号插接件，28为电机轴，29为变速箱主轴，30为壳体出水口，31为管道，32为箍体，33为电机入水口，34为电机出水口，71为电控主壳体，72为电控壳上端盖，73为电控壳下端盖，141为电源模块入水口，142为电源模块出水口。

具体实施方式

本发明核心之一是供一种集成化电驱动***总成，以便提高电驱动***的集成度，减小电驱动***的空间占用，从而为驱动电机的增大提供空间；另外，高集成度的各部件之间可以省去繁复的线束连接，提高电驱动***总成的紧凑性和可靠性。

本发明另一核心还在于提供一种具有上述集成化电驱动***总成的电动汽车。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本发明中所公开的集成化电驱动***总成，至少包括驱动电机1、变速器2、电机控制器3、空调压缩机4以及水泵5，并且这几个部件集成为整体结构，请参考图1和图3，驱动电机1的定子壳体上连接有电控壳体7，电机控制器3固定在电控壳体7内，驱动电机1的后端盖8与驱动电机1的定子之间形成接线盒24，为了方便电机控制器3与驱动电机1的连接，接线盒24与电控壳体7连通，接线盒24内设置有旋变信号插接件27、温度信号插接件26以及三相端子22，其中，旋变信号插接件27用于获取电机旋转位置，温度信号插接件26用于获取电机内部温度；电机控制器3的三相高压电源输出端通过三相铜排与三相端子22相连，电机控制器3的控制端通过信号线与旋变信号插接件27以及温度信号插接件26插接相连，以便对驱动电机1进行控制，组装完成后，三相铜排以及信号线均被封闭于电控壳体7和接线盒24内，无外露线束。

需要进行说明的是，本发明实施例中。“集成”的含义主要是指连接在一起，并使各个部件形成一个整体，各个部件之间可以为可拆卸连接，也可为一体式连接。

为了保证三相铜排与三相端子22之间可靠的连接，三相铜排和三相端子22上均开设有螺栓孔，两者通过螺栓锁紧连接。

由于驱动电机1、变速器2、电机控制器3、空气压缩机4以及水泵5集成成为了整体，这使得整个电驱动***总成的紧凑性更佳，相比于单独进行各部件的安装，不仅能够有效节省安装空间，而且还能够显著提升安装效率，同时节省出的安装空间为更换大功率驱动电机1提供了可能；另外，驱动电机1的后端盖8与驱动电机1的定子之间还形成了接线盒24，这也就省去了目前单独布置的接线盒，整个电驱动***总成的紧凑性进一步提高，由于高度集成化，各个部件之间的距离很近，并且接线盒24与电控壳体7连通，因此电机控制器3可通过铜排和信号线直接与电机相连，省去了繁杂的线束连接，提高了电驱动***总成的可靠性。

如图1中所示，本实施例中所公开的电控壳体7通过螺栓安装在定子壳体6径向上的顶部位置，如图3中所示，接线盒24内通过螺栓固定有绝缘接线座23，三相铜排与三相端子22连接后固定在绝缘接线座23上，形成电气连接并对地绝缘；除此之外，接线盒24内还通过螺栓固定有绝缘固定板25，旋变信号插接件27以及温度信号插接件26固定在该绝缘固定板25上，旋变信号插接件27以及温度信号插接件26与驱动电机1的控制端相连后固定在绝缘固定板25上，形成电气连接并对地绝缘，后端盖8通过螺栓与驱动电机1的电机定子连接，当然，后端盖8与其他部件的接合面需要做防护处理，以保证满足防水和防尘要求。

如图1和图3中所示，变速器2安装在驱动电机1的轴伸端，并且驱动电机1的前端盖9和与前端盖9适配的扣合盖10扣合形成变速器2的壳体，前端盖9与扣合盖10通过连接件(如螺栓)相连。该种设计不仅实现了变速器2与驱动电机1的集成，而且还使得变速器2与驱动电机1共用同一个端盖，省去了一个端盖，提高了电驱动***总成的紧凑性，并降低了电驱动***总成的重量；同时，该种连接方式还使得变速器2和驱动电机1传动轴的同心度更容易保证，对电驱动***总成的NVH((Noise Vibration Harshness噪声、振动与声振粗糙度)性能可带来正面影响。

由图3中可以看出，扣合盖10、前端盖9、定子壳体6以及后端盖8组成了一个主体外壳，根据实际安装要求并考虑拆装便利性，空气压缩机4以及水泵5可以安装在主体外壳面的外表面的任何位置。

如图1中所示，空气压缩机4通过第一支架挂装在扣合盖10上，水泵5靠近电控壳体7设置，并通过第二支架安装在前端盖9或者定子壳体6上。

除此之外，本发明中所公开的集成化电驱动***总成中电控壳体内还设置有车载充电机，如图1中所示，更进一步的，电控壳体7的内腔通过横向隔板11被分隔为靠近定子壳体6的下层腔体12，和远离定子壳体6的上层腔体13，车载充电机设置在下层腔体12内，并通过螺栓固定在横向隔板11上，电机控制器3设置在上层腔体13内，也通过螺栓固定在横向隔板11上。

请参考图1，电控壳体7内还安装有直流转换器，直流转换器也设置在下层腔体12内，为了进一步提高电驱动***总成的集成度，车载充电机与直流转化器集成为电源模块14，如图1和图4中所示，并且车载充电机与直流转换器还共用功率板(电路板)以实现两者的深度集成，这就省去了车载充电机与直流转换器之间的连接线束。

从图1中可以看出，电控壳体7内实际还集成有高压分线盒15以及整车控制器16，高压分线盒15和整车控制器16均设置在上层腔体13内，高压分线盒15设置有直流高压输入接口，此接口也是电驱动***总成的高压输入接口，该接口与动力电池输入端相接，高压分线盒15中的铜排将电流分为多路，一路接保险后输送至电源模块14，高压电流经过直流转换器转化为低压，从而形成12V直流电的输出；一路接保险后输送至空气压缩机4；一路接保险后接电机控制器3，电机控制器3内包括驱动板和控制板，驱动板内有功率输出模块，高压直流电通过功率输出模块转化为高压交流电，并通过三相铜排输送至与电机定子相连的三相端子22处。

如上述实施例中所述，电机控制器3包括驱动板和控制板，驱动板与控制板之间设置屏蔽板，屏蔽板的设置一方面可以满足电磁兼容性的要求，另一方面还可以为整车控制器16提供安装基础，整车控制器16通过螺栓固定在屏蔽板上。

至此，本发明实施例中所公开的集成化电驱动***总成将驱动电机1、变速器2、电机控制器3、空气压缩机4、水泵5、车载充电机、直流转换器、高压分线盒15以及整车控制器16九个部件集成为一体式结构，整个结构布局紧凑，省去了传统的连接线束和接线盒，并通过驱动电机1与变速器2共用端盖的方式有效减轻了整个电驱动***总成的重量。在实际生产过程中，可直接将电驱动***总成装配至整车上，取代了以往在整车装配生产线上的分体装配模式，通过一次安装即可实现九个部件在车上的固定，大大提高了生产效率，降低了生产成本。

为了保证三相铜排中各个铜排之间的绝缘性，本实施例中的三相铜排采用裹塑(包塑)工艺生产，除了连接位置之外，三相铜排的外部包覆有PVC膜，这增加了电器连接的可靠性，并改善了电磁干扰情况。

如图4中所示，电控壳体7实际可由电控主壳体71、电控壳上端盖72以及电控壳下端盖73组合形成，集成化电驱动总成的冷却***包括电控壳体冷却部分和电机冷却部分，电控壳冷却部分包括壳体入水口、壳体出水口以及壳体水道，壳体水道至少经过电机控制器3、车载充电机和直流转换器，以便带走其热量，满足散热需求；电机冷却部分包括电机入水口33、电机出水口34以及定子壳体水道，壳体出水口与电机入水口33通过管道31相连，为了保证连接的稳定性，管道31可通过箍体32固定。

冷却水从壳体入水口进入电控壳体7，进入壳体水道后流经电机控制器3、车载充电机和直流换热器后带走三者的热量，然后由壳体出水口流出，并通过管道31进入到电机入水口33，冷却水在定子壳体水道内循环，以带走驱动电机所产生的热量，最后从电机出水口34排出实现整个集成化电驱动***总成的冷却。

更进一步的，电机控制器3的壳体内还开设有与电机控制器3内的发热部件(如绝缘栅双极型晶体管)接触的电机控制器冷却水道，车载充电机的壳体内开设有与车载充电机内的发热部件接触的充电机冷却水道，直流转换器的壳体内开设有与直流转换器内的发热部件接触的转换器冷却水道，电机控制器冷却水道、充电机冷却水道以及转换器冷却水道均与壳体水道连通。

如图4中所示，由车载充电机和直流转换器所形成的电源模块14的壳体上开设有电源模块入水口141和电源模块出水口142，冷却水流经电机控制器冷却水道后，从电源模块入水口141进入电源模块14对电源模块14进行冷却，从电源模块出水口142流出后重新进入壳体水道，并从壳体出水口流出至管道31内，以对电机进行冷却。

需要进行说明的是，各个通电部件均应当做好密封处理，并且各个冷却水道、进水口和出水口也应当避免冷却水泄露。

该集成化电驱动***总成的冷却***，将电机控制器3、驱动电机1、车载充电机以直流转换器的冷却水道连为一体，省去了传统布置的多个冷却管道，极大程度上提高了集成化电驱动***总成的紧凑度。

扣合盖10、前端盖9、定子壳体6、后端盖8以及电控壳体7的各个配合位置均应当进行适当的防护处理，以达到防尘和防水性能的要求。

除此之外，本发明还公开了一种电动汽车，该电动汽车采用上述任意一实施例中所公开的集成化电驱动***总成。该电动汽车兼具上述集成化电驱动***总成相应的技术优点，本文中对此不再进行赘述。

由于采用了上述实施例中所公开的集成化电驱动***总成，因而

以上对本发明所提供的集成化电驱动***总成及电动汽车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (18)

1.一种集成化电驱动***总成，其特征在于，至少包括集成为整体的驱动电机(1)、变速器(2)、电机控制器(3)、空气压缩机(4)以及水泵(5)，其中，

所述驱动电机(1)的定子壳体(6)上连接有电控壳体(7)，所述电机控制器(3)固定于所述电控壳体(7)内，所述驱动电机(1)的后端盖(8)与所述驱动电机(1)的定子之间形成接线盒(24)，所述接线盒(24)与所述电控壳体(7)连通，所述接线盒(24)内设置有旋变信号接插件(27)、温度信号插接件(26)，以及由所述驱动电机(1)的电机定子引出的三相端子(22)；所述电机控制器(3)的三相高压电源输出端通过三相铜排与所述三相端子(22)相连，所述电机控制器(3)的控制端通过信号线与所述旋变信号插接件(27)以及所述温度信号插接件(26)插接相连。

2.根据权利要求1所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，所述电控壳体(7)安装在所述定子壳体(6)径向的顶部。

3.根据权利要求1所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，还包括设置在所述接线盒(24)内的绝缘接线座(23)，所述三相铜排与所述三相端子(22)连接后固定于所述绝缘接线座(23)上。

4.根据权利要求1所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，还包括设置在所述接线盒(24)内的绝缘固定板(25)，所述旋变信号插接件(27)以及所述温度信号插接件(26)固定于所述绝缘固定板(25)上。

5.根据权利要求1所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，所述变速器(2)安装于所述驱动电机(1)的轴伸端，且所述驱动电机(1)的前端盖(9)和与所述前端盖(9)适配的扣合盖(10)扣合形成所述变速器(2)的壳体，所述前端盖(9)与所述扣合盖(10)通过连接件相连。

6.根据权利要求5所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，所述扣合盖(10)、前端盖(9)、定子壳体(6)以及所述后端盖(8)组成主体外壳，所述空气压缩机(4)以及所述水泵(5)安装于所述主体外壳的外表面。

7.根据权利要求5所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，所述空气压缩机(4)通过第一支架挂装于所述扣合盖(10)上；所述水泵(5)靠近所述电控壳体(7)设置，并通过第二支架安装于所述前端盖(9)或定子壳体(6)上。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的集成化电驱动***总成，所述电控壳体(7)内还安装有车载充电机。

9.根据权利要求8所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，所述电控壳体(7)的内腔中设置有横向隔板(11)，所述横向隔板(11)将所述电控壳体(7)的内腔分隔为靠近所述定子壳体(6)的下层腔体(12)，和远离所述定子壳体(6)的上层腔体(13)，其中，所述车载充电机设置在所述下层腔体(12)内，所述电机控制器设置在所述上层腔体(13)内。

10.根据权利要求9所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，所述电控壳体(7)内还安装有直流转换器，且所述直流转换器设置在所述下层腔体(12)内。

11.根据权利要求10所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，所述车载充电机与所述直流转换器集成为电源模块(14)，且两者共用功率板。

12.根据权利要求9-11任意一项所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，所述电控壳体(7)内还集成有高压分线盒(15)，所述高压分线盒(15)设置在所述上层腔体(13)内。

13.根据权利要求12所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，所述电控壳体(7)内还集成有整车控制器(16)，所述整车控制器(16)设置在所述上层腔体(13)内。

14.根据权利要求13所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，所述电机控制器(3)包括驱动板和控制板，所述驱动板与所述控制板之间设置有屏蔽板，所述整车控制器固定于所述屏蔽板上。

15.根据权利要求1所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，除连接位置外，所述三相铜排还包覆有PVC膜。

16.根据权利要求13所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，所述集成化电驱动总成的冷却***包括电控壳体冷却部分和电机冷却部分；其中，

所述电控壳体冷却部分包括壳体入水口、壳体出水口以及壳体水道，所述壳体水道至少经过所述电机控制器(3)、车载充电机和直流转换器；

所述电机冷却部分包括电机入水口(33)、电机出水口(34)以及定子壳体水道，所述壳体出水口(34)与所述电机入水口(33)通过管道(31)相连。

17.根据权利要求16所述的集成化电驱动***总成，其特征在于，所述电机控制器(3)的壳体内还开设有与所述电机控制器(3)内的发热部件接触的电机控制器冷却水道，所述车载充电机的壳体内开设有与所述车载充电机内的发热部件接触的充电机冷却水道，所述直流转换器的壳体内开设有与所述直流转换器内的发热部件接触的转换器冷却水道，所述电机控制器冷却水道、充电机冷却水道以及所述转换器冷却水道均与所述壳体水道连通。

18.一种电动汽车，包括集成化电驱动***总成，其特征在于，所述集成化电驱动***总成为如权利要求1-17任意一项所述的集成化电驱动***总成。