CN210792775U - 动力总成和汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车领域，公开了一种动力总成和汽车，其中，所述动力总成包括：用于产生电能的发电设备和用于将所述电能转化为机械能的电动设备；其中，所述发电设备的外壳和所述电动设备的外壳集成为一体。本实用新型提供的技术方案有利于提升动力总成的结构紧凑性，降低动力总成的安装布置难度以及汽车整车热管理的难度。

Description

动力总成和汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，具体地涉及一种动力总成以及具有该动力总成的汽车。

背景技术

动力总成用于产生动力，并将动力传递给汽车中的其他零部件组件。一般包括发电设备、电动设备以及变速设备等。

本申请的发明人在实践本实用新型的过程中发现，现有的汽车动力总成结构不合理，安装布置难度大；动力总成中的各设备例如发电设备、电动设备以及变速设备等需要单独设计冷却***冷却，增加了整车热管理的难度；并且发电设备和电动设备通常采用单独的功率器件控制，增加了功率转换损耗。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了至少在一定程度上解决现有技术中存在的上述技术问题之一，提供一种结构更加优化的动力总成，以降低动力总成在汽车内的布置难度。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供一种动力总成，所述动力总成包括用于产生电能的发电设备和用于将所述电能转化为机械能的电动设备；其中，所述发电设备的外壳和所述电动设备的外壳集成为一体。

优选地，所述发电设备和所述电动设备通过同一散热***集成散热。

优选地，所述散热***包括：

容器，用于存储冷却介质；

管道，连通所述容器，以形成冷却介质的循环通路；

动力装置，用于为所述冷却介质循环提供动力；

其中，所述管道至少贯穿所述发电设备和所述电动设备。

优选地，所述冷却介质为油，所述管道的贯穿所述发电设备和所述电动设备的管段部分开设有孔，以能够向所述发电设备和所述电动设备喷油。

优选地，所述发电设备为发电机，所述电动设备为电动机，所述发电机和所述电动机同轴；

所述发电机和/或所述电动机的定子上具有定子绕线槽和/或安装槽，所述管道的对应管段部分安装在所述定子绕线槽和/或安装槽中。

优选地，所述动力总成还包括用于对所述电动设备的旋转速度进行变速输出的变速设备，所述变速设备的外壳、所述发电设备的外壳以及所述电动设备的外壳集成为一体；所述发电设备、所述电动设备和所述变速设备通过所述散热***集成散热。

优选地，所述动力总成还包括电池和集成式的驱动/控制设备，所述驱动/控制设备能够将所述发电设备产生的电能传输给所述电池以存储，并能够将所述电池提供的电能传输给所述电动设备以驱动所述电动设备旋转。

优选地，所述动力总成还包括用于驱动所述发电设备产生所述电能的驱动设备，所述驱动设备和所述驱动/控制设备通过冷却***集成散热。

优选地，所述动力总成还包括功率控制器，所述功率控制器用于将所述发电设备产生的电能转化为目标等级的电压以驱动所述电动设备旋转。

基于本实用新型第一方面提供的动力总成，本实用新型第二方面提供一种汽车，该汽车包括根据本实用新型第一方面所述的动力总成。

通过上述技术方案，由于本实用新型提供的动力总成中，发电设备的外壳以及电动设备的外壳集成为一体，也就是发电设备的外壳和电动设备的外壳一体成型，发电设备、电动设备共用同一外壳体，由此有利于降低动力总成的占用空间；并且，当在汽车中布置动力总成的各设备时，无需单独布置每个设备，降低了动力总成在汽车前舱中的布置难度。

另外，由于发电设备、电动设备集成一体设计，在对各设备进行冷却时，只用一套冷却***即可实现两个设备的散热，无需单独为每个设备设置独立的冷却***，有利于降低汽车的整体热管理难度。

附图说明

图1是现有技术中的动力总成的***示意图；

图2是本实用新型提供的动力总成的***示意图。

1-电动机；2-发电机；3-变速箱；4-电机驱动/控制器；5-发动机；6-发电机驱动/控制器；7-空调压缩***；8-高压接线盒；9-蓄电池；10-动力电池***；11-车载充电器；12-加热器；13-驱动/控制设备。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

参阅图1，传统动力总成中的各个设备例如电动机1、发电机2等彼此独立，分散布置，在汽车前舱空间中的安装布置复杂，各个设备需要设置单独的冷却***进行冷却，整车热管理难度大；发电机2通过发电机驱动/控制器6控制，电动机1通过电机驱动/控制器4控制，功率转换损耗较大。

参阅图2，本实用新型实施例第一方面提供一种动力总成，该动力总成包括用于产生电能的发电设备和用于将所述电能转化为机械能的电动设备；其中，所述发电设备的外壳和所述电动设备的外壳集成为一体。

具体地，所述发电设备一般为发电机2，所述电动设备一般为电动机1，发电机2在外力作用下将外力提供的机械能转换为电能，提供给电动机1，电动机1将发电机2产生的电能转化为转子旋转的机械能，通过转子旋转驱动汽车中的其他零部件旋转。发电机2的外壳和电动机1的外壳集成为一体。例如，发电机2的外壳和电动机1的外壳一体成型的制作。发电机2的定子和电动机1的定子均安装该一体成形的外壳体内，发电机2的转子和电动机 1的转子位于各自定子的中心轴上。

一般情况下，通过上述壳体集成方式可以容易地实现发电机2转子和电动机1转子的同轴设置。

由于发电机2的外壳体和电动机1的外壳体集成为一体，在安装布置动力总成时，有利于降低动力总成的占用空间；并且，当在汽车中布置动力总成的各设备时，无需单独布置每个设备，降低了动力总成在汽车前舱中的布置难度。

此外，通过电动机1和发电机2的集成式设计，原有的需要单独为发电机2和电动机1设置各自的冷却设备的方案可以取消。转而通过一套冷却***即可实现两个设备的同时冷却。

由此，本实用新型实施例优选实施例中，所述发电设备和所述电动设备通过散热***(图中未示出)集成散热。即，发电设备和电动设备采用同一散热***进行散热。

在一具体实施例中，该散热***包括：容器，用于存储冷却介质；管道，连通所述容器，以形成冷却介质的循环通路；动力装置，用于为所述冷却介质循环提供动力；其中，所述管道至少贯穿所述发电设备和所述电动设备。

具体地，动力装置例如可以为泵，泵可以安装在容器中，容器例如可以为封闭长方体，其内存储有冷却介质；泵的输出口连通所述管道的一端，管道穿出封闭容器并沿着发电设备和动力设备延伸，管道的另一端返回容器内；通过上述冷却介质回路，在泵的驱动下，建立冷却介质在管道和容器内的循环流动。

冷却介质可以有多种，例如水、油等。本实用新型优选实施例中，所述冷却介质为油。为了提高发动机5和电动机1的冷却效果，在冷却时，可以在管道的贯穿所述发电设备和所述电动设备的管段部分开若干个小孔。如此，当油在管道中循环流动时可以向发电机2和电动机1喷射油，由冷却油蒸发散热，带走发电机2和电动机1上产生的热量，从而实现冷却降温的目的。油直接和发热体接触，提高散热效果。

更具体地，对于发电机2和电动机1而言，产热量最大的部分是导线。由此，可以考虑优先为导线散热。发电机2和电动机1的绕组一般缠绕在定子上，也有一些发电机2或电动机1的绕组缠绕在转子上。由于定子位置固定，容易安装散热元件，因此，本实施例中，将管道直接安装在定子上。例如，对于定子上缠绕有导线的发电机2或电动机1，本实施例直接将管道嵌入在用于缠绕导线的定子绕线槽中。如此，由管道上的小孔喷出的油可以直接撒在定子导线上，从而对产热量最高的部位集中散热。

如上所述，在一些实施例中，定子上并未安装绕组。可以考虑在定子上加工出安装槽，安装槽可以沿着平行于定子轴线的方向形成在定子内，也可以形成在定子的朝向转子的内周面上，管道穿设在安装槽中。对于绕组缠绕在转子上的发动机5或电动机1而言，可以考虑在定子的朝向转子的内周面上加工出安装槽，将管道安装在该安装槽中，这样，在管道内油压控制合理的情况下，由管道内喷出的油液可以直接喷洒到转子上的绕组上，从而在冷却定子的同时，还可以对转子进行散热，一举两得。

上述实施例通过同一散热***实现对发电机2和电动机1两个设备的同时散热。在此基础上，为了进一步优化动力总成的散热方案。本实用新型另一优选实施例提供另一散热方案，该方案通过同一散热***实现对三个设备的同时散热。

具体地，所述动力总成还包括用于对所述电动设备的旋转速度进行变速输出的变速设备，所述发电设备、所述电动设备和所述变速设备通过所述散热***集成散热。

为了便于实现上述同时散热的目的，所述变速设备的外壳、所述发电设备的外壳以及所述电动设备的外壳集成为一体。例如，所述变速设备的外壳、所述发电设备的外壳以及所述电动设备的外壳一体成型制成。

具体地，所述变速设备一般为变速箱3，变速箱3的输入轴与电动设备的输出轴同轴固定，变速箱3的输出轴与汽车中其他需要驱动的零部件相连，变速箱3的外壳内具有各相互啮合传动的齿轮，其中一齿轮与变速箱3的输入轴同轴固定，另一齿轮与变速箱3的输出轴同轴固定。通过设置大小不同的齿轮相互啮合传动，实现对电动设备旋转速度的变速输出的功能，以使得电动设备的动力能够驱动汽车中需要驱动的零部件。

在本优选实施例中，变速箱3、电动设备例如电动机1、发电设备例如发电机2同轴布置。管道在穿设发电机2和电动机1的同时，还穿过变速箱 3的外壳体。同理，管道的穿设变速箱3的部分也开设有小孔，冷却油循环时，透过所述小孔向所述变速箱3中的齿轮喷射冷却油，实现对变速箱3内各发热部件的散热功能。

可以理解的是，上述发电机2和电动机1同轴布置指的是发电机的转轴与电动机的转轴的轴线共线，但发电机2的转轴和电动机1的转轴并非同一根轴。

本实用新型实施例提供的上述技术方案适用于多种类型的动力汽车中，例如混合动力汽车。对于混合动力汽车而言，除了可以通过发电机2给电动机1提供电能，还可以通过电池例如附图1和2中的动力电池***10给电动机1提供电能以驱动电动设备旋转。

发电机2和电池两路电能在电耦合器叠加，电耦合器控制来自电池和发电机2的电能到电动机1中，或者在再生制动时，控制电能以相反方向传递。其中，发电机2作为主要能量源，电池作为缓冲能量器。

驱动发电机2发电的驱动设备一般为发动机5例如内燃机，其将燃油燃烧的热能转化为机械能输出，驱动发电机2的转子转动，使发电机2输出电能。

为了能够稳定地输出期望的电压至电动机1以保证电动机1的正常运转，所述动力总成还包括集成式的驱动/控制设备13，所述驱动/控制设备13用于将所述发电设备产生的电能传输给所述电池10以存储，并将所述电池10 提供的电能传输给所述电动设备以驱动所述电动设备旋转。

通过集成于一体的驱动/控制设备13来实现电能在发电机2和电池10 之间的传输以及电池10在电动机1之间的传输，与现有技术中单独为发电机2和电动机1设置电控模块的技术方案相比，本实施例提供的驱动/控制设备13结构更加简单紧凑，集成后的驱动/控制设备13对能量流损耗更小，有利于节省能源。

驱动/控制设备13例如可以为逆变器，在本实施例中，逆变器主要起到电压电流调节作用，使得从发电机2中输出的电能能够存储到电池10中，并且电池10中存储的电能能够输送到电动机1以驱动其旋转。

可以理解的是，汽车中的零件种类繁多，存储在电池10中的电能还可以为其他需要供电的零部件供电，例如图1和图2中示出的加热器12、空调压缩***7、蓄电池9、车载充电器11等；各零部件的供电可以通过连接电池10的高压接线盒8实现。

同样，驱动/控制设备13以及发动机5也设置有冷却***。本实用新型优选实施例中，将驱动/控制设备13的冷却***和发动机5的冷却***集成为一体。以发动机5的冷却***为水冷套为例，水冷套与驱动/控制设备13 中的散热管路连通，建立连通所述水冷套和所述散热管路的循环回路，驱动泵串联在循环回路中，通过该驱动泵驱动冷却水在水冷套和散热管路中循环流通。由此，进一步优化了散热***，以便于汽车的整车热管理。

在另一优选实施例中，从发电机2输出的电能可以不必存储于电池10 中，而直接向电动机1供电。这种情况下，需要设置功率控制器件(图中未示出)，功率控制器件连接在发电机2与电动机1之间，其将发电机2产生的电能转换为目标等级的电压提供给电动机1，以驱动电动机1旋转。

本实用新型实施例第二方面提供一种汽车，该汽车包括根据本实用新型实施例第一方面所述的动力总成。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种动力总成，其特征在于，所述动力总成包括用于产生电能的发电设备和用于将所述电能转化为机械能的电动设备；其中，所述发电设备的外壳和所述电动设备的外壳集成为一体。

2.根据权利要求1所述的动力总成，其特征在于，所述发电设备和所述电动设备通过同一散热***集成散热。

3.根据权利要求2所述的动力总成，其特征在于，所述散热***包括：

容器，用于存储冷却介质；

管道，连通所述容器，以形成冷却介质的循环通路；

动力装置，用于为所述冷却介质循环提供动力；

其中，所述管道至少贯穿所述发电设备和所述电动设备。

4.根据权利要求3所述的动力总成，其特征在于，所述冷却介质为油，所述管道的贯穿所述发电设备和所述电动设备的管段部分开设有孔，以能够向所述发电设备和所述电动设备喷油。

5.根据权利要求4所述的动力总成，其特征在于，所述发电设备为发电机，所述电动设备为电动机，所述发电机和所述电动机同轴；

所述发电机和/或所述电动机的定子上具有定子绕线槽和/或安装槽，所述管道的对应管段部分安装在所述定子绕线槽和/或安装槽中。

6.根据权利要求2所述的动力总成，其特征在于，所述动力总成还包括用于对所述电动设备的旋转速度进行变速输出的变速设备，所述变速设备的外壳、所述发电设备的外壳以及所述电动设备的外壳集成为一体；所述发电设备、所述电动设备和所述变速设备通过所述散热***集成散热。

7.根据权利要求1所述的动力总成，其特征在于，所述动力总成还包括电池和集成式的驱动/控制设备，所述驱动/控制设备能够将所述发电设备产生的电能传输给所述电池以存储，并能够将所述电池提供的电能传输给所述电动设备以驱动所述电动设备旋转。

8.根据权利要求7所述的动力总成，其特征在于，所述动力总成还包括用于驱动所述发电设备产生所述电能的驱动设备，所述驱动设备和所述驱动/控制设备通过冷却***集成散热。

9.根据权利要求1所述的动力总成，其特征在于，所述动力总成还包括功率控制器，所述功率控制器用于将所述发电设备产生的电能转化为目标等级的电压以驱动所述电动设备旋转。

10.一种汽车，其特征在于，该汽车包括根据权利要求1-9中任意一项所述的动力总成。

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