CN114829177A - 电驱动单元布局 - Google Patents

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Abstract

一种车辆(100)，其包括具有第一细长轴线和第二细长轴线(110，120)的第一电驱动单元(102)和第二电驱动单元(112)。每个电驱动单元包括齿轮箱(104，114)、安装到齿轮箱(104，114)并且配置为向齿轮箱(104，114)提供驱动的电动机(106，116)以及安装到齿轮箱(104，114)并且配置为向电动机(106，116)提供驱动电流的逆变器(108，118)。第一电驱动单元(102)安装成第一轴线(110)相对于车辆呈第一俯仰角，第二电驱动单元(112)安装成第二轴线(120)以相对于车辆的第二俯仰角安装。第一俯仰角和第二俯仰角彼此不同。第一逆变器(108)和第二逆变器(118)相对于车辆(100)以相同取向安装。

Description

电驱动单元布局
技术领域
本发明涉及一种具有至少第一和第二电驱动单元(EDU)的电动车辆，每个电驱动单元各自具有逆变器。
背景技术
电动和混合动力电动车辆越来越常见。一个这样的车辆可包括前后电驱动单元(EDU)，每个电驱动单元驱动一对相应的车轮。
EDU可包括齿轮箱、逆变器和电动机。
相对于仅采用单个EDU的车辆，使用至少两个EDU可使车辆的制造和组装复杂化。如果需要将EDU以不同的方式安装在车辆的前部和后部，例如由于封装约束，则该情况可能加剧。
希望减少具有至少第一EDU和第二EDU的电动或混合电动车辆中的制造和/或组装复杂性。
发明内容
本发明提供一种车辆，其包括：
第一电驱动单元，其具有第一细长轴线并且包括：
第一齿轮箱，第一细长轴线与第一齿轮箱的输入和输出旋转轴线正交；
第一电动机，其安装到第一齿轮箱并且配置为向第一齿轮箱提供驱动器；以及
第一逆变器，其安装到第一齿轮箱并且配置为向第一电动机提供驱动电流；以及
第二电驱动单元，其具有第二细长轴线并且包括：
第二齿轮箱，第二细长轴线与第二齿轮箱的输入和输出旋转轴线正交；
第二电动机，其安装到第二齿轮箱并且配置为向第二齿轮箱提供驱动器；以及
第二逆变器，其安装到第二齿轮箱并且配置为向第二电动机提供驱动电流；
其中：
第一电驱动单元安装成第一细长轴线相对于车辆成第一俯仰角；
第二电驱动单元安装成第二细长轴线相对于车辆成第二俯仰角，第一俯仰角和第二俯仰角彼此不同；以及
第一逆变器和第二逆变器相对于车辆以相同取向安装。
尽管各自的电驱动单元相对于车辆具有不同的俯仰角，但对第一逆变器和第二逆变器使用相同取向可简化将逆变器组装到齿轮箱的过程以及将电驱动单元安装到车辆中。
俯仰角是相对于车辆主体测量的，例如相对于车辆主体的下表面测量,该下表面基本上平行于车辆在使用中所置于的表面。
可基于相应的第一和第二逆变器上的电连接和/或相应的第一和第二逆变器上的冷却剂连接的位置来限定逆变器的各自取向。
第一逆变器和第二逆变器各自的壳体可彼此相同。这可使得将逆变器安装到其各自齿轮箱的过程更有效，因为即使齿轮箱本身以不同的间距安装且可选地彼此在结构上不同，也可使用相同的工具、紧固件和组装方法。使用相同的壳体可以简化供应链，因为只需要设计、制造和储存单个壳体。
第一逆变器和第二逆变器可彼此相同，这可进一步简化供应链。
第一电驱动单元可配置为驱动车辆的一组前轮。
第二电驱动单元可配置为驱动车辆的一组后轮。
在第一电驱动单元配置为驱动车辆的一组前轮并且第二电驱动单元配置为驱动车辆的一组后轮的情况下，可选择逆变器的取向以提高或优化封装效率。
第一电驱动单元和第二电驱动单元中的一个的俯仰角可小于45°，并且第一电驱动单元和第二电驱动单元中的另一个的俯仰角可大于45°。这些俯仰角范围可以提高或优化封装效率。
第一电驱动单元可定位成驱动车辆的一组前轮，并且第一电驱动单元的俯仰角可基本上垂直。第二电驱动单元可定位成驱动车辆的一组后轮，并且第二电驱动单元的俯仰角可基本上水平。通过使车辆具有纵向紧凑的车头和相对较高的后部负载空间，这种俯仰角的组合可改进或优化的封装效率。
第一电动机和第二电动机可以相对于车辆的不同取向安装到其各自的齿轮箱，其中可基于相应的第一电动机和第二电动机上的电连接和/或相应的第一电动机和第二电动机上的冷却剂连接的位置来限定第一电动机和第二电动机的各自取向。电动机的不同取向可允许电连接和/或冷却剂连接的相对于第一电驱动单元和第二电驱动单元各自安装位置的定位得以改进或优化。
第一和第二电动机可以彼此相同。这使得将电动机安装到其各自齿轮箱的过程更有效，因为即使齿轮箱本身以不同的间距安装，也可使用相同的工具、紧固件和组装方法。使用相同的电动机可以简化供应链，因为只需要设计、制造和储存单个电动机。
每个逆变器可在与安装对应电动机的一侧相对的一侧安装到其齿轮箱。这种布置可帮助将齿轮箱放置成相对靠近车辆的中心线，这使封装效率改进或优化。
第一电驱动单元可包括一对横向定位的承重安装件，其在位于或邻近相应前减震塔的相应一对安装点处连接到车辆的主体。这可提供紧凑的安装布置。
第一电驱动单元可包括至少一个扭矩反作用安装件，该扭矩反作用安装件在低于承重安装件的位置处连接到车辆的主体。这可实现第一电驱动单元与车辆之间的扭矩有效传递，同时可选地允许相对垂直定位的齿轮箱。
第二电驱动单元可包括多个组合的承重和扭矩反作用安装件，它们在其对应的安装点处将第二电驱动单元连接到车辆的主体。这可实现有效的安装和扭矩传递，同时可选地允许相对水平定位的齿轮箱。
第一齿轮箱可不同于第二齿轮箱，例如具有不同的壳体或内部结构。这可允许每个齿轮箱针对其预期安装取向进行优化。
第一电驱动单元和第二电驱动单元可包括可附接各自安装件的安装点。这可允许紧凑的电驱动单元和安装组件。在至少一个实施例中，第一电驱动单元和第二电驱动单元上存在相同的安装点，但是第一电驱动单元和第二电驱动单元具有附接到其各自安装点的不同的安装件。
附图说明
为了可以更容易地理解本发明，现在将参考附图，通过示例的方式描述本发明的实施例，其中：
图1是车辆的部分透视侧视图，包括第一前置电驱动单元(EDU)和第二后置EDU；
图2是图1的车辆的部分透视前视图，其示出图1的第一EDU；
图3是图1的车辆的部分透视后视图，其示出图1的第二EDU；
图4是第一EDU的平面图；
图5是第一EDU的透视图，其中为清楚起见省略了安装件；
图6是第二EDU的侧视图；
图7是第二EDU的透视图，其中为清楚起见省略了安装件；
图8是第一EDU的底视图；
图9是安装到图1的车辆的副车架的第二EDU的底视图。
具体实施方式
参考附图，车辆100包括第一电驱动单元(EDU)102。第一EDU102包括第一齿轮箱104。第一电动机106安装到第一齿轮箱104并且配置为向第一齿轮箱104的输入轴(未示出)提供驱动。呈第一逆变器108形式的第一逆变器安装到第一齿轮箱104并且配置为向第一电动机106提供驱动电流。
在所示的实施例中，第一电动机106安装到第一齿轮箱104的第一横向侧，并且第一逆变器108安装到第一齿轮箱104的与第一横向侧相对的第二横向侧。第一EDU102大致上是T形的，其中第一齿轮箱104形成‘T‘的竖直部分，并且第一逆变器108、第一电动机106和第一齿轮箱104的上端形成‘T‘的横向部分。
第一EDU102具有大致延伸穿过第一齿轮箱104的细长轴线110。如图2，图4和图5中最佳所示，细长轴线110在本实施例中被限定为与第一齿轮箱104的输入和输出旋转轴正交的轴线。细长轴线110大体上延伸穿过通过第一齿轮箱104的中心线。
车辆100包括第二EDU112。第二EDU112包括第二齿轮箱114。第二电动机116安装到第二齿轮箱114并且配置为向第二齿轮箱114的输入轴(未示出)提供驱动。呈第二逆变器118形式的第二逆变器安装到第二齿轮箱114并且配置为向第二电动机116提供驱动电流。
在所示的实施例中，第二电动机116安装到第二齿轮箱114的第一横向侧，并且第二逆变器118安装到第二齿轮箱114的与第一横向侧相对的第二横向侧。第二EDU112大致上是T形的，其中第二齿轮箱114形成‘T‘的竖直部分，并且第二逆变器118、第二电动机116和第二齿轮箱114的上端形成‘T‘的横向部分。
第二EDU112具有大致延伸穿过第二齿轮箱114的细长轴线120。如图6和图7中最佳所示，细长轴线120在本实施例中被限定为与第二齿轮箱114的输入和输出旋转轴线线正交的轴线。细长轴线120大体延伸穿过第二齿轮箱114的中心线。
第一EDU102安装成其轴线110呈第一俯仰角，并且第二EDU112安装呈其轴线120呈第二俯仰角。第一俯仰角和第二俯仰角彼此不同。
第一俯仰角可大于45°。在所示实施例中，第一俯仰角是近似垂直的。在此上下文中，“垂直”一词以其普通含义使用，并且不一定限于严格的90°。
第二俯仰角可小于45°。在所示实施例中，第二俯仰角是近似水平的。在此上下文中，词语“水平”以其普通含义使用，并且不一定限于严格的0°。
如通过比较图4和图6所最佳示出的，第一逆变器108和第二逆变器118安装到其各自的齿轮箱，使得逆变器108、118相对于车辆100具有相同的取向。在这种情况下，第一逆变器108和第二逆变器118的取向使得逆变器的笔直上边缘是近似水平的。
可基于相应的第一和第二逆变器上的冷却剂连接的位置来限定第一逆变器108和第二逆变器118各自的取向。例如，参考图4和图6，第一冷却剂入口122定位在第一逆变器108上的位置与第二冷却剂入口124在第二逆变器118上的相同。类似地，第一冷却剂出口126定位在第一逆变器108上的位置与第二冷却剂出口128在第二逆变器118上的相同。在至少一些实施方式中，可期望冷却剂入口和出口是水平的，因为这有助于避免冷却管道中不必要的转弯。
可替代地或另外地，可基于相应的第一和第二逆变器上的电连接的位置来限定第一逆变器108和第二逆变器118各自的取向。
在所示实施例中，第一逆变器108和第二逆变器118彼此相同。在这种情况下，“相同”意味着它们共享相同的壳体和内部电子部件。在实践中，这可能意味着第一逆变器108和第二逆变器118实际上是相同的部件。
在替代实施例中，尽管内部部件是不同的，但第一逆变器108和第二逆变器118各自的壳体可以彼此相同。例如，当第一EDU102与第二EDU112具有不同的扭矩需求，并且因此更少和/或更低额定值的电开关部件可用于更低扭矩EDU的逆变器时，可能会出现这种情况。
在其它实施例中，逆变器的整体结构和/或布局可以是大致相似的，但是逆变器壳体的细节是不同的，以考虑到安装到第一EDU和第二EDU的要求的差异。
所示实例示出第一EDU102驱动车辆100的一组前轮130，并且第二EDU112驱动车辆100的一组后轮132。在这个实施例中，逆变器各自的取向提高了封装效率。
在所示实施例中，第一电动机106以与第二电动机116安装到第二齿轮箱114的取向不同的取向安装到第一齿轮箱104。可基于相应第一电动机和第二电动机上的电连接的位置和/或相应第一电动机和第二电动机上的冷却剂连接的位置来限定第一电动机和第二电动机各自的取向。如可见，在本实施例中，第一电动机106相对于第二电动机116旋转，旋转围绕相应电动机106、116的输出轴的轴线进行。
在所示实施例中，第一电动机106与第二电动机相同。这使得将电动机安装到其各自齿轮箱的过程更有效，因为即使齿轮箱本身以不同的间距安装，也可使用相同的工具、紧固件和组装方法。
在所示实施例中，第一EDU102包括一对横向定位的承重安装件134，其在前减震塔138之间延伸的横向构件137上的安装点136处连接到车辆100。第一EDU102还包括扭矩反作用安装件140，其在低于承重安装件134的位置处连接到车辆100的副车架141(参见图1)。应理解，例如，根据封装要求，可采用承重和/或扭矩反作用安装件的其他组合。
通过把螺栓142(参见图4)拧进第一逆变器108上对应的螺纹凸台144(参见图5)中的方式，第一EDU102的逆变器侧上的承重安装件134直接螺栓连接到第一逆变器108。第一EDU102的电动机侧上的承重安装件134以类似方式直接螺栓连接到电动机。
通过将螺栓143(见图4)拧入齿轮箱104两横向侧的相应螺纹凸台145(见图5)中的方式，扭矩反作用安装件140直接螺栓连接到齿轮箱104上。
如图6和8最佳所示，在所示实施例中，第二EDU112包括多个组合的承重和扭矩反作用安装件146，其在车辆100的后副车架150上的相应安装点148处将第二EDU112连接到车辆100。安装点148和后副车架150的细节与本发明无关，因此为了简洁起见，这里将不进行描述。
通过把螺栓152(参见图6)拧进第二逆变器118上对应的螺纹凸台154(参见图7)中的方式，第二EDU112的逆变器侧上的承重安装件146直接螺栓连接到第二逆变器118。第二EDU112的电动机侧上的安装件146以类似方式直接螺栓连接到电动机。其余安装件146在第二EDU112的前端处直接螺栓连接到第二齿轮箱114。
在所示实施例中，安装件是附接到逆变器、电动机和齿轮箱的单独元件。在其他实施例中，一个或多个安装件可形成对应的电动机、逆变器或齿轮箱的一部分，在这种情况下不需要单独的安装元件。可替代地，一个或多个安装件可附接到或形成除逆变器和/或电动机之外的EDU的一部分。例如，一个或多个EDU上的所有安装件可附接到或形成齿轮箱的一部分。
在所示实施例中，第一齿轮箱104与第二齿轮箱114不同。考虑到不同的取向，齿轮箱之间的内部特征可能不同。例如，内部飞溅润滑特征被定位以考虑每个齿轮箱的特定取向。然而，齿轮箱可具有相同的齿轮组，特别是第一电动机和第二电动机彼此相同的实施例中。在一个电动机具有比另一个电动机更高的峰值扭矩的情况下，其齿轮箱的齿轮组可包括更强、更具弹性的部件。
虽然所示车辆100是轿车，但是本发明可适用于其他类型的车辆，诸如卡车和货车。
尽管已参考具体实施例描述了本发明，但是应理解，本发明可以实施为落在所附权利要求范围内的许多其他形式。

Claims (14)

1.一种车辆，包括：
第一电驱动单元，其具有第一细长轴线并且包括：
第一齿轮箱，第一细长轴线与第一齿轮箱的输入和输出旋转轴线正交；
第一电动机，其安装到第一齿轮箱并且配置为向第一齿轮箱提供驱动；以及
第一逆变器，其安装到第一齿轮箱并且配置为向第一电动机提供驱动电流；以及
第二电驱动单元，其具有第二细长轴线并且包括：
第二齿轮箱，第二细长轴线与第二齿轮箱的输入和输出旋转轴线正交；
第二电动机，其安装到第二齿轮箱并且配置为向第二齿轮箱提供驱动；以及
第二逆变器，其安装到第二齿轮箱并且配置为向第二电动机提供驱动电流；
其中：
所述第一电驱动单元安装成所述第一细长轴线相对于所述车辆呈第一俯仰角，其中所述俯仰角相对于所述车辆的主体的表面取向，所述表面基本上平行于所述车辆在使用中所置于的平坦表面；
所述第二电驱动单元安装成所述第二细长轴线相对于所述车辆成第二俯仰角，所述第一俯仰角和所述第二俯仰角彼此不同；以及
所述第一逆变器和所述第二逆变器相对于所述车辆以相同取向安装。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述逆变器各自的取向基于以下位置来限定：
在相应的第一逆变器和第二逆变器上的电连接的位置；和/或
在相应的第一逆变器和第二逆变器上的冷却剂连接的位置。
3.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，所述第一逆变器和所述第二逆变器的壳体彼此相同。
4.根据权利要求3所述的车辆，其中，所述第一个逆变器和所述第二个逆变器彼此相同。
5.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述第一电驱动单元配置为驱动所述车辆的一组前轮。
6.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述第二电驱动单元配置为驱动所述车辆的一组后轮。
7.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述第一电驱动单元和所述第二电驱动单元中的一个的俯仰角小于45°，并且所述第一电驱动单元和所述第二电驱动单元中的另一个的俯仰角大于45°。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆，其中，
所述第一电驱动单元被定位成驱动所述车辆的一组前轮，并且所述第一电驱动单元的俯仰角是基本上垂直的；以及
所述第二电驱动单元被定位成驱动所述车辆的一组后轮，并且所述第二电驱动单元的所述俯仰角是基本上水平的。
9.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述第一电动机和所述第二电动机以相对于所述车辆的不同取向安装到其各自的齿轮箱，其中所述第一电动机和所述第二电动机的各自的取向基于以下位置限定：
在相应的第一电动机和第二电动机上的电连接的位置；和/或
在相应的第一电动机和第二电动机上的冷却剂连接的位置。
10.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述第一电动机和所述第二电动机彼此相同。
11.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，每个所述逆变器在与安装对应电动机的一侧相反的一侧安装到其齿轮箱。
12.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述第一电驱动单元包括一对横向定位的承重安装件，其在位于或邻近相应前减震塔的相应一对安装点处连接到车辆的主体。
13.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述第一电驱动单元包括至少一个扭矩反作用安装件，其在低于承重安装件的位置处连接到所述车辆的主体。
14.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其中，所述第二电驱动单元包括多个组合的承重和扭矩反作用安装件，多个组合的承重和扭矩反作用安装件在其对应的安装点处将第二电驱动单元连接到所述车辆的主体。
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