CN110601450A - 一种油水双冷的电驱动总成和新能源汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油水双冷电驱动总成和新能源汽车，解决了现有技术中水冷电机绕组发热严重和减速器油温过高的问题。所述电驱动总成包括电机组件、减速器组件、水冷组件和油冷组件。本发明通过三条输油通道将润滑油导入到电机的前后绕组上，使电机的冷却性能得到提升；同时减速器腔与电机腔无需密封，避免了电机轴高速油封的使用，降低了驱动总成的成本，提高了传动效率；电机的冷却液通过减速器的热交换器对润滑油进行冷却，解决了新能源减速器持续高速运转时的散热问题，进而提高了齿轮及轴承的寿命和可靠性。

Description

一种油水双冷的电驱动总成和新能源汽车
技术领域
本发明涉及驱动总成制造领域，具体涉及一种油水双冷的电驱动总成和新能源汽车。
背景技术
随着石油短缺、大气污染、国家能源安全等问题的日趋严重，新能源汽车产业高速发展，其中电机减速器驱动总成作为新能源汽车的核心零部件之一，对新能源汽车产业的布局具有重要影响。新能源汽车用电机减速器驱动总成具有高转速和高功率密度的特点，同时对可靠性、冷却、润滑等方面有着较高的要求。目前电机的冷却主要靠水套中的循环冷却液对定子进行冷却，而绕组依靠自然散热进行降温，没有直接进行冷却，致使电机无法在最大功率下长时间运行；目前减速器的冷却依靠风冷散热，冷却效果不佳，尤其在高转速区间运行时温升很快，容易造成内部零件的提前失效。
同时终端客户对整车的续航里程及性能要求不断提高，要求电驱动***兼具良好的动力性能和平顺性，在提高转矩密度的同时，设计一套高效的冷却***迫在眉睫，以满足市场的发展需要。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提出了一种油水双冷的电驱动总成和新能源汽车，以便解决或者至少部分解决上述存在的技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明一方面提供一种油水双冷的电驱动总成，包括电机组件、减速器组件、水冷组件和油冷组件；所述电机组件包括电机壳体、电机轴、定子；所述减速器组件包括减速器壳体，所述减速器壳体连接在电机壳体的后端；
所述水冷组件包括电机水套和热交换器；所述电机水套与所述电机壳体一体铸造成型，所述电机水套上设置有第一进水口和第一出水口，所述热交换器设置在所述减速器壳体下端，所述热交换器设置有第二进水口和第二出水口；
所述油冷组件包括油输送装置、输油通道和回油通道；所述油输送装置设置在减速器壳体底部，所述输油通道连通所述电机壳体内部和所述减速器壳体内部，所述回油通道设置在电机壳体底部。
可选的，所述油输送装置为一个或多个齿轮，和/或，所述油输送装置为一个或多个喷嘴。
可选的，所述输油通道包括第一输油通道，所述第一输油通道包括第一储油池、第一进油口、第一油道和第一出油口；所述第一进油口设置在所述电机壳体上方的减速器壳体的前端面上部，所述第一储油池设置在所述第一进油口的下方，所述第一油道为油管或与所述电机水套铸造成型，所述第一油道在所述电机壳体上部前端开设有第一出油口，且所述第一出油口的位置正对所述定子的前绕组。
可选的，所述输油通道包括第二输油通道，所述第二输油通道包括第二储油池、第二进油口、第二油道和第二出油口；所述第二进油口设置在所述电机壳体上方的减速器壳体的前端面靠近所述电机壳体的部位，所述第二储油池设置在所述第二进油口的下方，所述第二油道为油管或在所述减速器前端壳体以及所述电机壳体上部相交处铸造成型，所述第二出油口设置在所述电机壳体上部后端，且所述第二出油口的位置正对所述电机定子的后绕组。
可选的，所述输油通道包括第三输油通道，所述第三输油通道为电机轴后端轴承形成的油道。
可选的，在如下任一处或几处位置设置强磁性体：所述输油通道的进油口处、所述减速器壳体底部、所述电机轴后端轴承的前侧。
可选的，所述水冷组件还包括水管，所述第一出水口和所述第二进水口通过所述水管连通。
可选的，在所述电机水套和所述热交换器之间的壳体内还铸造形成第二水道和第三水道，所述第二水道与所述第二进水口密封连接或一体成型，所述第三水道与所述第二出水口密封连接或一体成型。
可选的，所述热交换器与所述减速器壳体一体铸造成型，或者所述热交换器安装在所述减速器壳体底部。
本发明另一方面提供一种新能源汽车，包括上述任一项所述的油水双冷的电驱动总成。
采用上述油冷***和水冷***的电机减速器驱动总成具有以下优点：
本发明的电驱动总成取消了电机轴上的高速油封，减少了零件数量，降低成本，同时避免了油封的摩擦损耗，提高了总成的效率；
本发明公开的油冷组件将减速器内的润滑油通过多条通道导入电机的前后绕组上，使得电机绕组温度降低，能够在最大功率下长时间运行；
本发明的水冷组件将电机定子冷却液导入到减速器的散热器中，对减速器润滑油进行冷却，保证减速器在高转速下具有良好的散热性能。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一个实施例中的油水双冷电驱动总成的结构示意图；
图2是图1中沿A-A的剖视图；
图3是本发明一个实施例中的油水双冷电驱动总成的立体图。
图中各附图标记分别表示：1、减速器壳体，2、油输送装置，3、热交换器，4、第二出水口，5、中间轴承，6、第二油道，7、强磁性体，8、强磁性体，9、后绕组，10、第一进水口，11、第一油道，12、电机水套，13、前绕组，14、定子，15、转子，16、回油通道，17、回油通道口，18、水管，19、第二进水口，20、强磁性体，21、第一储油池，22、第二储油池。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了更清楚地描述本发明的技术方案，特规定图1中左侧为前端或前侧，右侧为后端或后侧。
实施例1
如图1、图2和图3所示，本发明实施例1公开了一种油水双冷的电驱动总成，包括电机组件、减速器组件、水冷组件和油冷组件；电机组件包括电机壳体、电机轴、定子14，定子14上设置有绕组；减速器组件包括减速器壳体1，减速器壳体1设置在电机壳体的后端。减速器壳体1和电机壳体的连接结构可参见图1和图3。
本发明实施例中的水冷组件主要包括电机水套12和热交换器3，电机水套和热交换器之间可以连接在一起，也可以分别串联。其中，电机水套12可以与电机壳体一体铸造成型，当然也可以通过装配的方式套设在电机壳体上，电机水套12上设置有第一进水口10和第一出水口，热交换器3设置在减速器壳体1下端，热交换器3设置有第二进水口19和第二出水口4。其中电机水套12可以与热交换器3连接，比如通过管道或者设置在减速器壳体1内的通道将电机水套12中的冷却液导入热交换器3内，冷却液经过循环后通过第二出水口4流回车辆储液罐。当然，电机水套12和热交换器3也可以分别通过管道连接车辆储液罐。
本发明实施例中的油冷组件包括油输送装置2、输油通道和回油通道16；油输送装置设置在减速器壳体1底部，输油通道连通所述电机壳体内部和减速器壳体1内部，回油通道16设置在电机壳体底部。油输送装置2能够将减速器壳体1底部的润滑油扬起、溅起或者喷射，比如可以将润滑油送入第一储油池21和第二储油池22，第一储油池21和第二储油池22分别与第一油道11和第二油道6连通，储油池内的润滑油通过油道被送到电机壳内，从而实现对电机的油冷和润滑，而回油通道16则能够将润滑油回流到减速器壳体1内，从而实现润滑油的一个循环。
进一步地，在一个实施例中，油输送装置2为一个或多个齿轮，和/或，所述油输送装置为一个或多个喷嘴。油输送装置2可以为是一个齿轮或者多个齿轮组合，齿轮转动能够将润滑油飞溅起，从而实现油的输送；油输送装置2还可以是喷嘴，通过喷嘴把润滑油喷入油道或储油池，当然油输送装置还可以是其他的驱动油运动的装置。
在一个优选的实施例中，该输油通道包括第一输油通道，第一输油通道包括第一储油池21、第一进油口、第一油道11和第一出油口；第一进油口设置在电机壳体上方的减速器壳体1的前端面上部，第一储油21池设置在第一进油口的下方，第一油道11为油管或与所述电机水套铸造成型，第一油道11在电机壳体上部前端开设有第一出油口，且优选的，第一出油口的位置正对定子14的前绕组13。
优选的，第一储油池21设置在减速器壳体1的前端面内侧壁上，第一储油池21前端连接到第一进油口，第一储油池21也可以通过减速器壳体侧壁延伸到减速器壳体1后端面，从而增加接油面积，当然也可以不延伸至减速器壳体1的后端面；第一储油池21可以与减速器壳体1为一体结构，也可以是安装到减速器壳体1上的半圆管等容器；储油池里的润滑油通过第一进油口进入第一油道，第一油道里的润滑油由于重力作用从第一出油口流出，第一出油口正对前绕组13，实现润滑油对前绕组13的降温。
在本实施例中，所述第一油道11可以是铸造为电机壳体上的内置通道，也可以是外置的油管，油管连接避免了壳体上复杂的油道结构，降低了壳体的铸造难度，同时便于在整车上进行布置。
在一个实施例中，输油通道包括第二输油通道，第二输油通道包括第二储油池22、第二进油口、第二油道6和第二出油口；第二进油口设置在电机壳体上方的减速器壳体1的前端面下部，优选的，还设置第二储油池22，第二储油池22设置在所述第二进油口的下方，第二油道6为油管或在所述减速器前端壳体以及所述电机壳体上部后端相交处铸造成型，第二出油口设置在电机壳体上部后端，且优选的，第二出油口的位置正对电机定子14的后绕组9。
在本实施例中，第二进油口设置在第一储油池21下方，且与第二储油池22连通，第二储油池22与第一储油池21平行设置，第二储油池22内的润滑油由第二进油口流入第二油道，当然，在某些情况下，也可以不设置第二储油池。最后润滑油由于重力作用从第二出油口流出，流到后绕组9上，从而实现对电机定子后绕组9的冷却。
在本实施例中，基于相同的原理，第二油道6可以是铸造为电机壳体上的内置通道，也可以是外置的油管，油管连接避免了壳体上复杂的油道结构，降低了壳体的铸造难度，同时便于在整车上进行布置。
在一个实施例中，输油通道包括第三输油通道，第三输油通道为电机轴后端轴承5形成的油道。第三输油通道是对电机轴后端轴承和定子后绕组9进行冷却和润滑的通道。
优选的，在输油通道的进油口处、减速器壳体1底部、电机轴后端轴承5的前侧任一或几个位置设置有强磁性体。设置强磁性体的目的在于吸附润滑油中的铁屑，从而净化润滑油，减少对轴承的损伤。
在一个实施例中，水冷组件还包括水管18，水管18与第一出水口和第二进水口19连通。通过水管18，实现了电机水套和热交换器3的串联。
在一个实施例中，在电机水套和热交换器3之间的壳体内还铸造形成第二水道和第三水道，第二水道与第二进水口19密封连接或一体成型，第三水道与所述第二出水口4密封连接或一体成型。电机水套中的冷却液通过第二水道流入热交换器3中，冷却液对减速器壳体1底部的润滑油进行冷却后，再由第三水道流回电机水套，冷却液最后通过电机水套上部的出水口流到车辆储液罐内，从而实现冷却液的一个循环。
在一个实施例中，热交换器3与减速器壳体1可以是一体铸造成型，也可以是视热交换器3为一个单独零件，将其后安装在减速器壳体1底部。
综上所述，本发明公开的一种油水双冷的电驱动总成，所述电驱动总成包括电机组件、减速器组件、水冷组件和油冷组件；所述电机组件包括电机壳体、电机轴、定子；所述减速器组件包括减速器壳体，所述减速器壳体连接在电机壳体的后端；所述水冷组件包括电机水套和热交换器；所述电机水套与所述电机壳体一体铸造成型，所述电机水套上设置有第一进水口和第一出水口，所述热交换器设置在所述减速器壳体下端，所述热交换器设置有第二进水口和第二出水口；所述油冷组件包括油输送装置、输油通道和回油通道；所述油输送装置设置在减速器壳体底部，所述输油通道连通所述电机壳体内部和所述减速器壳体内部，所述回油通道设置在电机壳体底部。该技术方案通过三条输油通道将润滑油导入到电机的前后绕组上，使电机的冷却性能得到提升；同时减速器腔与电机腔无需密封，避免了电机轴高速油封的使用，降低了驱动总成的成本，提高了传动效率；电机的冷却液通过减速器的热交换器对润滑油进行冷却，解决了新能源减速器持续高速运转时的散热问题，进而提高了齿轮及轴承的寿命和可靠性。
实施例2
本发明的实施例还公开了一种新能源汽车，包括上述任一项所述的油水双冷的电驱动总成。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种油水双冷的电驱动总成，其特征在于，所述电驱动总成包括电机组件、减速器组件、水冷组件和油冷组件；所述电机组件包括电机壳体、电机轴、定子；所述减速器组件包括减速器壳体，所述减速器壳体连接在电机壳体的后端；
所述水冷组件包括电机水套和热交换器；所述电机水套与所述电机壳体一体铸造成型，所述电机水套上设置有第一进水口和第一出水口，所述热交换器设置在所述减速器壳体下端，所述热交换器设置有第二进水口和第二出水口；
所述油冷组件包括油输送装置、输油通道和回油通道；所述油输送装置设置在减速器壳体底部，所述输油通道连通所述电机壳体内部和所述减速器壳体内部，所述回油通道设置在电机壳体底部。
2.如权利要求1所述的电驱动总成，其特征在于，所述油输送装置为一个或多个齿轮，和/或，所述油输送装置为一个或多个喷嘴。
3.如权利要求1所述的电驱动总成，其特征在于，所述输油通道包括第一输油通道，所述第一输油通道包括第一储油池、第一进油口、第一油道和第一出油口；所述第一进油口设置在所述电机壳体上方的减速器壳体的前端面上部，所述第一储油池设置在所述第一进油口的下方，所述第一油道为油管或与所述电机水套铸造成型，所述第一油道在所述电机壳体上部前端开设有第一出油口，且所述第一出油口的位置正对所述定子的前绕组。
4.如权利要求1所述的电驱动总成，其特征在于，所述输油通道包括第二输油通道，所述第二输油通道包括第二储油池、第二进油口、第二油道和第二出油口；所述第二进油口设置在所述电机壳体上方的减速器壳体的前端面靠近所述电机壳体的部位，所述第二储油池设置在所述第二进油口的下方，所述第二油道为油管或在所述减速器前端壳体以及所述电机壳体上部相交处铸造成型，所述第二出油口设置在所述电机壳体上部后端，且所述第二出油口的位置正对所述电机定子的后绕组。
5.如权利要求1所述的电驱动总成，其特征在于，所述输油通道包括第三输油通道，所述第三输油通道为电机轴后端轴承形成的油道。
6.如权利要求1所述的电驱动总成，其特征在于，在如下任一处或几处位置设置强磁性体：所述输油通道的进油口处、所述减速器壳体底部、所述电机轴后端轴承的前侧。
7.如权利要求1所述的电驱动总成，其特征在于，所述水冷组件还包括水管，所述第一出水口和所述第二进水口通过所述水管连通。
8.如权利要求1所述的电驱动总成，其特征在于，在所述电机水套和所述热交换器之间的壳体内还铸造形成第二水道和第三水道，所述第二水道与所述第二进水口密封连接或一体成型，所述第三水道与所述第二出水口密封连接或一体成型。
9.如权利要求1所述的电驱动总成，其特征在于，所述热交换器与所述减速器壳体一体铸造成型，或者所述热交换器安装在所述减速器壳体底部。
10.一种新能源汽车，包括权利要求1-9任一项所述的油水双冷的电驱动总成。
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