CN115912770A - 电动动力单元 - Google Patents

Abstract

一种电动动力单元(1)，在形成于壳体(2)内的马达收容部(Sm)中收容电动马达(10)，在形成于所述壳体(2)的上部的逆变器收容部(Si)中收容逆变器，设置于所述逆变器收容部(Si)的线束收纳部(6A)从所述壳体(2)的端面沿马达轴向突出，其中，所述线束收纳部(6A)形成有从下方支承该线束收纳部(6A)的至少一个紧固部(7、8)，所述紧固部(7、8)设置有座面(7a、8a)以及与该座面(7a、8a)相邻且与所述逆变器收容部(Si)的下表面连接的至少一个肋(7b、7c、8b、8c)，所述线束收纳部(6A)通过插通所述座面(7a、8a)的螺栓(紧固件)(9)紧固于所述壳体(2)。

Description

电动动力单元

技术领域

本发明涉及将电动马达作为驱动源的电动动力单元。

背景技术

近年来，代替以排出废气的发动机为驱动源的车辆，以电动马达为驱动源的电动汽车(EV车)的开发正在积极地进行。而且，在电动汽车中装设有动力单元，该动力单元通过将作为驱动源的电动马达(交流马达)、将来自电池等直流电源的直流电流变换为交流电流并供给到电动马达的逆变器、使电动马达的旋转减速(转矩提升)的减速机构、对从减速机构输出到左右输出轴的旋转赋予差动的差速器机构(差动机构)等一体地组装到壳体内而构成。

但是，在内置有作为加振源的电动马达的动力单元的振动较大的情况下，会给乘员带来不舒适的振动和噪声，因此，希望将动力单元的振动和噪声抑制得较低。

作为将马达的振动抑制得较低的方法，已知有：通过该电动马达的磁构造使气隙的距离在定子芯的各极齿前端变化、抵消并降低在定子芯处产生的特定的电磁激振力成分的方法(参照专利文献1)，通过电流控制抵消在定子芯处产生的电磁力来降低特定次数的振动的方法(参照专利文献2)等。

另外，还已知有提高收容电动马达的马达壳体的刚性而将该马达壳体的振动和噪音抑制得较低的方法。例如，在专利文献3中提出了如下结构：将马达壳体的凸缘的加强肋的数量设定为定子的槽数的约数以外的数量、槽数的倍数以外的数量，并且设定为转子的极数的约数以外、极数的倍数以外的数量。

而且，在专利文献4中，提出了如下结构：使将包含发动机的动力装置支承于车架的橡胶支架经由发动机侧支架托架接合于动力装置，通过由发动机侧支架托架、经由支柱接合于车辆车架侧支架托架的电磁铁构成的约束装置，约束橡胶支架的运动而提高该橡胶支架的弹性刚性，将发动机起动和停止时产生的动力装置的振动抑制得较低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-166710号公报

专利文献2：日本特开2005-057935号公报

专利文献3：日本特开2004-096845号公报

专利文献4：日本特开2013-023136号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，在具备逆变器的电动动力单元中，在与壳体一体形成的逆变器收容部中收容有逆变器，逆变器收容部的开口部由能够装卸的逆变器罩封闭。并且，在逆变器罩上一体地形成有用于收容从电池等直流电源延伸的线束的线束收纳部，该线束收纳部从壳体的端面突出(外伸)。

如上所述，在具备线束收纳部从壳体的端面突出(外伸)的逆变器罩的电动动力单元中，由于逆变器罩的刚性低，因而存在如下问题：逆变器罩因电动马达的驱动所产生的振动而共振并成为发声源，从该逆变器罩放射的噪音水平变大。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够提高逆变器罩的刚性而将由该逆变器罩的共振引起的噪声水平抑制得较低的电动动力单元。

用于解决技术问题的技术方案

为了实现上述目的，本发明提供了一种电动动力单元，在形成于壳体内的马达收容部中收容电动马达，在形成于所述壳体上部的逆变器收容部中收容逆变器，设置于所述逆变器收容部的线束收纳部从所述壳体的端面沿马达轴向突出，其特征在于，在所述线束收纳部形成有从下方支承该线束收纳部的至少一个紧固部，在所述紧固部设置有座面以及与该座面相邻且与所述逆变器收容部的下表面连接的至少一个肋，所述线束收纳部通过插通于所述座面的紧固件而紧固于所述壳体。

发明效果

根据本发明，由于逆变器罩的从壳体的端面突出(外伸)的线束收纳部被壳体从下方支承，因此该线束收纳部的支承刚性提高。而且，通过肋有效地提高形成于线束收纳部的紧固部的刚性。其结果是，逆变器罩整体的刚性提高，由该逆变器罩的共振引起的膜振动被抑制得较低，伴随该膜振动而产生的噪音水平也被抑制得较低。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的电动动力单元的整体结构的从车辆后方观察的纵剖视图。

图2是从左斜后方观察本发明的电动动力单元的立体图。

图3是图2的主要部分放大详图。

图4是将本发明的电动动力单元的马达转速与噪音水平的关系与以往的电动动力单元的马达转速与噪音水平的关系进行对比表示的图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。

[电动动力单元的基本结构和作用]

图1是示意性地表示本发明的电动动力单元的整体结构的从车辆后方观察的纵剖视图，图示的电动动力单元1装设于电动汽车(EV车)。另外，在图1中，将箭头方向如图示那样分别设为“上下”方向、“左右”方向(车宽方向)。

在本实施方式的电动动力单元1中，在形成于铝压铸制的壳体2内的右半部分的马达收容部(马达室)Sm中收容有作为驱动源的电动马达10，在形成于壳体2内的左半部分的齿轮收容部(齿轮室)Sg中收容有减速机构20和差速器机构(差速器机构)30。另外，在形成于壳体2的上部的逆变器收容部Si中收容有未图示的逆变器。另外，逆变器将来自作为直流电源的未图示的电池的直流电流变换为交流电流并供给到电动马达10，构成为包括IGBT等控制元件。

在此，上述电动马达10是三相交流马达，具备与贯通其中心的中空的轴(马达轴)11一起旋转的转子12和固定设置在该转子12的周围的圆筒状的定子13。在此，轴11沿图1的左右方向(车宽方向)水平配置，固定在其外周的转子12具有转子芯12a和埋设在该转子芯12a中的未图示的永磁铁。另外，定子13具备定子芯13a和线圈13b，线圈13b与逆变器电连接。

但是，在齿轮收容部Sg内，副轴21及左右的输出轴22L、22R与轴11平行地配置，上述减速机构20由第一齿轮23、直径大小不同的第二齿轮24及第三齿轮25以及大直径的齿圈26构成，上述第一齿轮23与轴11的面对齿轮收容部Sg内的左端部的外周结合，上述第二齿轮24及第三齿轮25与副轴21结合，上述齿圈26与上述差速器机构30的差速器壳体31结合。在此，第一齿轮23与第二齿轮24相互啮合，第三齿轮25与齿圈26相互啮合。

上述差速器机构30起到在车辆转弯时等吸收左右驱动轮的旋转差并分别向左右输出轴22L、22R传递动力的功能，由于其结构是公知的，因此在此省略详细说明，在差速器壳体31内收容有一对小齿轮和与各小齿轮啮合的半轴齿轮。另外，在壳体2的齿轮收容部Sg内的底部设有油盘P，在该油盘P中贮存有规定量的油。并且，齿圈26的一部分(外周部)浸渍在储存于该油盘P的油中。

另外，在本实施方式的电动动力单元1中，在壳体2上安装有作为辅机的油泵40和油冷却器50。在此，油泵40由作为驱动源的泵马达41驱动而旋转。另外，在油冷却器50上连接有从未图示的散热器延伸并通过逆变器收容部Si的冷却水配管51，在油冷却器50中，油通过与冷却水的热交换而被冷却。并且，在油冷却器50中用于冷却油的冷却水从冷却水配管51返回到未图示的散热器。这样，冷却水通过在闭回路中连续循环而对收容于逆变器收容部Si的未图示的逆变器和油进行冷却。

在如上构成的电动动力单元1中，当从未图示的电池输出直流电流时，该直流电流通过未图示的逆变器变换为交流电流，当该交流电流供给到电动马达10时，该电动马达10通过电磁感应作用被驱动而旋转。即，电动马达10的转子12和轴11以规定速度被驱动而旋转，其旋转通过减速机构20以规定的减速比被减速并向差速器机构30传递。于是，传递到差速器机构30的旋转被该差速器机构30分配到左右并分别传递到左右的输出轴22L、2R，两输出轴22L、22R以规定的速度旋转。

在此，虽未图示，但左右输出轴22L、22R分别与左右车轴连接，在左右车轴的端部分别安装有左右驱动轮。因此，如上所述，当左右输出轴22L、22R旋转时，分别安装在两车轴上的未图示的驱动轮分别被驱动而旋转，车辆以规定的速度行驶。

如上所述，在驱动电动动力单元1时，通过泵马达41驱动油泵40，并且通过未图示的冷却水泵使冷却水在闭回路中循环。

但是，如上所述，齿圈26的一部分(外周部)浸渍在壳体2的齿轮收容部Sg的底部所设有的油盘P所贮存的油中，因此，通过该齿圈26的旋转，油盘P内的油被搅起。该被搅起的油的一部分如图1中箭头所示，通过轴11内供给到电动马达10的各部分，用于各部分的润滑和冷却。并且，用于电动马达10的各部分的润滑和冷却的油如图1中箭头所示，向油盘P落下而被回收。

另外，由齿圈26搅起的另一部分的油用于减速机构20和差速器机构30的润滑和冷却之后，向油盘P落下而被回收。并且，油盘P的油的一部分如图1中箭头所示，由油泵40向油冷却器50输送，在油冷却器50中通过与在冷却水配管51中流动的冷却水的热交换而被冷却。然后，如图1中箭头所示，被冷却的油被送到配置在电动马达10上部的托盘T，从该托盘T溢出的油向电动马达10落下，用于该电动马达10的各部分的润滑和冷却。这样用于电动马达10的各部分的润滑和冷却的油返回到齿轮收容部Sg内底部的油盘P而被回收。

[电动动力单元的具体结构]

下面，根据图2和图3说明本发明的电动动力单元1的具体结构。

图2是从左斜后方观察本发明的电动动力单元的立体图，图3是图2的主要部分放大详细图。另外，在图2以及图3中，将箭头方向如图示那样分别设为“前后”、“左右”以及“上下”方向。

如图1所示，在电动动力单元1的壳体2内的右半部分收容有电动马达10，在左半部分收容有减速机构20和差速器机构30，但在壳体2的左右形成有未图示的开口部。而且，如图2及图3所示，在壳体2的左侧的开口部的周缘上形成有凸缘部2a，在该凸缘部2a上通过多个螺栓4可装卸地安装有齿轮罩3。因此，壳体2的左侧的开口部被齿轮罩3堵塞。另外，虽然未图示，但在壳体2的右侧的开口部的周缘上形成有凸缘部，在该凸缘部上通过多个螺栓可装卸地安装有马达罩。因此，壳体2的右侧的开口部被马达罩堵塞。

另外，如图2及图3所示，在壳体2的后部上表面一体地形成有凸缘部2b，由该凸缘部2b包围的空间构成图1所示的逆变器收容部Si。并且，在该逆变器收容部Si中收容有未图示的逆变器。

另外，上述逆变器收容部Si(参照图1)的上表面开口，该上表面开口部被逆变器罩6堵塞，该逆变器罩6通过多个螺栓5可装卸地安装在凸缘部2b上。另外，逆变器罩6也通过铝压铸一体成形。

另外，在逆变器罩6的左侧后端(图2及图3的右端部近前侧)一体地形成有矩形箱状的线束收纳部6A，该线束收纳部6A从壳体2的左端面(图2及图3的近前侧的端面)向马达轴向(左右方向)的左侧(图2及图3的近前侧)突出(外伸)。而且，在该线束收纳部6A的左端面(图2及图3的近前侧的端面)的前后(图2及图3的左右)开设有圆孔6a，该圆孔6a供从作为直流电源的未图示的电池延伸的未图示的两根线束***。

另外，在上述线束收纳部6A上分别形成有用于从下方支承该线束收纳部6A的前后(图2及图3的左右)两个紧固部7、8。在这些紧固部7、8上分别设置有作为垂直的平面的座面7a、8a和与各座面7a、8a相邻的前后(图2及图3的左右)一对肋7b、7c和8b、8c，在各紧固部7、8上，通过各一对肋7b、7c及8b、8c从前后(图2及图3中的左右)分别夹着各座面7a、8a。

在此，各一对肋7b、7c及8b、8c的宽度随着朝向上方而向线束收纳部6A的突出方向(左侧)变宽。因此，各紧固部7、8通过各一对肋7b、7c及8b、8c提高了刚性。另外，在各座面7a、8a上分别形成有圆孔状的未图示的螺栓插通孔。

另外，从马达轴向观察(从图2及图3的近前侧向里侧观察时)，线束收纳部6A的后端的外端部(图2及图3的右端部)与最外侧(图2及图3的右端侧)的紧固部8的靠近端部的肋8b一体化。并且，形成于线束收纳部6A的一对紧固部7、8在前后方向(图2及图3的左右方向)上隔开规定距离配置。

并且，逆变器罩6的从壳体2的端面(左端面)突出(外伸)的线束收纳部6A，通过将插通在分别形成于前后一对(在图2及图3中为左右一对)的紧固部7、8的各座面7a、8a上的未图示的螺栓插通孔中的作为紧固件的螺栓9拧入到壳体2的端面(左端面)和一体地突出设置于壳体2的圆筒状的凸台2c中而连接于壳体2，并由壳体2从下侧支承。另外，在壳体2上朝向后方(图2及图3的右方)一体地突出设置的凸台2c是在组装该电动动力单元1时使用的部件。

如上所述，在本实施方式的电动动力单元1中，逆变器罩6的从壳体2的端面突出(外伸)的线束收纳部6A通过插通前后一对(在图2及图3中为左右一对)的紧固部7、8的螺栓9紧固于壳体2，由此，该线束收纳部6A由壳体2从下侧支承，因此，该线束收纳部6A的支承刚性提高。在该情况下，形成于逆变器收容部6A的紧固部7、8的刚性通过各有一对的肋7b、7c及8b、8c而有效地提高。另外，一个紧固部7紧固于一体地突出设置于壳体2的刚性高的凸台2c。

以上的结果是，逆变器收容部6A的相对于车辆上下方向的弯曲和扭转的刚性提高，逆变器罩6整体的刚性也提高，伴随由作为加振源的电动马达10的驱动时的振动引起的逆变器罩6的共振的噪音水平被抑制得较低。

在此，在图4中将本发明的电动动力单元1的马达转速与噪音水平的关系与以往的电动动力单元的马达转速与噪音水平的关系进行对比表示，本发明的电动动力单元1的噪音水平如图4中实线A所示，在马达转速的整个范围内被抑制得比图4中虚线B所示的以往的噪音水平低。

另外，若设圆周率为π、质量为m、弹簧常数(刚性)为k，则产生共振的固有振动频率f由下式表示：

f＝1/2π·(k/m)^1/2

因此，若提高刚性(弹簧常数k)，则如图4所示，1次、2次、3次…的共振点(噪声水平的峰值出现的点)向高转速侧移动。

另外，在以上的实施方式中，在逆变器罩6的线束收纳部6A上形成有前后两个紧固部7、8，但紧固部的数量是任意的，也可以形成三个以上的紧固部。

此外，本发明的应用并不限定于以上说明的实施方式，当然能够在权利要求书以及说明书和附图所记载的技术思想的范围内进行各种变形。

[符号说明]

1        电动动力单元

2        壳体

2a、2b    壳体的凸缘部

2c       壳体的凸台

6        逆变器罩

6A       逆变器罩的线束收纳部

7、8      线束收纳部的紧固部

7a、8a    紧固部的座面

7b、7c    紧固部的肋

8b、8c    紧固部的肋

9        螺栓(紧固件)

10       电动马达

20       减速机构

30       差速器机构

Sg       齿轮收容部

Si       逆变器收容部

Sm       马达收容部。

Claims (8)

1.一种电动动力单元，

在形成于壳体内的马达收容部中收容电动马达，在形成于所述壳体上部的逆变器收容部中收容逆变器，

设置于所述逆变器收容部的线束收纳部从所述壳体的端面沿马达轴向突出，

其特征在于，

在所述线束收纳部形成有从下方支承该线束收纳部的至少一个紧固部，

在所述紧固部设置有座面以及与该座面相邻且与所述逆变器收容部的下表面连接的至少一个肋，

所述线束收纳部通过插通于所述座面的紧固件而紧固于所述壳体。

2.根据权利要求1所述的电动动力单元，其特征在于，

所述线束收纳部设置在覆盖所述逆变器收容部的上面开口部的逆变器罩上。

3.根据权利要求1或2所述的电动动力单元，其特征在于，

所述肋的宽度随着朝向上方而在所述线束收纳部的突出方向上变宽。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电动动力单元，其特征在于，

所述紧固部的所述座面被两个所述肋从与马达轴正交的方向两侧夹着。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电动动力单元，其特征在于，

所述紧固部形成于与马达轴正交的方向上的两个部位。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电动动力单元，其特征在于，

从马达轴向观察，所述线束收纳部的外端部与最外侧的所述紧固部的靠近端部的所述肋一体化。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的电动动力单元，其特征在于，

所述紧固件为螺栓。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的电动动力单元，其特征在于，

所述紧固部中的一个紧固在与所述壳体一体形成且沿与紧固方向正交的方向延伸的凸台上。

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