CN220904667U - 动力总成和车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种动力总成和车辆。动力总成包括电机、变速器、电机控制器及支撑架。所述变速器与所述电机连接并在连接处形成拐角部。所述电机控制器设置于所述拐角部处,并与所述电机和所述变速器搭接。沿着所述动力总成的高度方向,所述支撑架的一端连接所述电机控制器,所述支撑架的另一端连接所述变速器,所述支撑架与所述电机间隔设置。采用本实用新型的动力总成,减小电机控制器在动力总成高度方向上的占用空间,缩减动力总成的体积,进而降低了电机控制器的功率密度;同时通过支撑架固定电机控制器和变速器,从而提高了电机控制器与变速器连接的稳固性和可靠性,增强动力总成的结构强度。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆技术领域,尤其涉及一种动力总成和车辆。
背景技术
随着新能源汽车业的不断发展。汽车内部的功能变得越来越多的同时,其内部空间会变得越来越紧凑。现有的动力总成包括电机、变速器及电机控制器。然而,现有的变速器直接支撑在电机上,然而这种方式电机对电机控制器的支撑强度差。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型的一个目的在于提供一种动力总成和车辆,以解决现有技术中存在电机控制器的支撑强度差的技术问题。
第一方面,本实用新型提供一种动力总成包括电机、变速器、电机控制器及支撑架。所述变速器与所述电机连接并在连接处形成拐角部。所述电机控制器设置于所述拐角部处,并与所述电机和所述变速器搭接。沿着所述动力总成的高度方向,所述支撑架的一端连接所述电机控制器,所述支撑架的另一端连接所述变速器,所述支撑架与所述电机间隔设置。
第二方面,本实用新型提供一种车辆,包括车身和安装于所述车身上的如上所述的动力总成,减小动力总成的体积及提高电磁屏蔽效果。
本实用新型提供了一种动力总成和车辆,基于将电机控制器设置于变速器与电机连接的拐角部处,并与电机和变速器搭接,以及增设支撑架连接变速器和电机控制器,沿着动力总成的高度方向,支撑架的一端连接电机控制器,支撑架的另一端连接变速器,支撑架与电机间隔设置,从而减小电机控制器在动力总成高度方向上的占用空间,缩减动力总成的体积,进而降低了电机控制器的功率密度;同时通过支撑架固定电机控制器和变速器,从而提高了电机控制器与变速器连接的稳固性和可靠性,增强动力总成的结构强度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的车辆的结构示意图。
图2是图1中的车辆的动力总成的结构示意图。
图3是图1中的车辆的动力总成与传动半轴的结构示意图。
图4是图3中的车辆的动力总成与传动半轴的局部剖面图。
图5是图2中的车辆的动力总成省略直流母线的分解图。
图6是图3中的I部分的放大图。
图7是图2中的动力总成的支撑架的放大图。
图8是图2中的车辆的动力总成的电机控制器的结构示意图。
图9是图8中的电机控制器省略盖体和三相盖板的侧视图。
图10是图8中的电机控制器省略盖体、三相盖板及控制板的俯视图。
图11是图8中的电机控制器省略盖体、三相盖板、控制板及屏蔽板的俯视图。
图12是图8中的电机控制器省略盖体和三相盖板的仰视图。
图13是图12中的电机控制器沿A-A线的剖视图。
图14是图13中的电机控制器的II部分的放大图。
图15是图8中的电机控制器与直流母线的局部剖面图。
图16是图8中的电机控制器的滤波器的分解图。
图17是图12中的电机控制器沿B-B线的剖视图。
图18是图12中的电机控制器沿C-C线的剖视图。
主要元件符号说明:车辆1000;车身100;动力总成200;
电机1;第一支撑配合部110;
变速器2;输入侧部件210;输出侧部件220;输出半轴2201;第二支撑配合部230;拐角部300;
电机控制器3;
电机外壳4;
变速器外壳5;第一壳体51;第二壳体52;第一子壳体521;第二子壳体522;
电控外壳6;第一边缘部610;斜开口6101;内缩缺口6102;第二边缘部620;边角点6201;
直流母线7;正母线710;负母线720;线夹730;固定支撑架740;母线铜排750;
传动半轴8;
支撑架9;第一支撑板910;第一安装位9101;第二支撑板920;第二安装位9201;防护板930;防护槽9301;第三支撑板940;第三安装位9401;
箱体10;直流母线接口101;容置腔102;第一屏蔽舱103;第二屏蔽舱104;隔板1041;第一箱体部105;抵接部1051;悬空部1052;第二箱体部106;第三箱体部107;底板11;开孔1101;侧板12,第一侧壁121;第二侧壁122;支撑壁123;第一边缘124、第二边缘125;贯通孔1201;通孔131;避位空间132;定位凹槽133;顶板14;盖体15;操作孔151;三相盖板16;母线盖板17;安装块18;第一安装孔181;第二安装孔182;第一支撑安装部191;固定孔1911;第二支撑安装部192;
第一集成组件20;驱动板21;控制板22;屏蔽板23;缺口2301;过孔2302;屏蔽墙231;
走线通道301;第一插接件31;第二插接件33;线缆34;固定座35;第一安装架351;第二安装架352;约束结构353;
三相转接件40;转接座41;三相铜排42;磁环43;
霍尔元件50;
IGBT模组60;输入铜排61;输出铜排62;IGBT板体65;散热排针66;
第二集成组件70;直流母线电容71;电容本体部711;电容支撑部712;采样结构713;转接铜排714;直流输出铜排715;锁紧件716;滤波器72;滤波器座体721;对准孔7211;第一磁环722;第一插孔7221;第二磁环723;第二插孔7231;X电容724;Y电容725;连接板726;
直流安装座80;
冷却管路90;IGBT散热管路91;第一通道911;第二通道912;第三通道913;引流结构915;外置管路94;温度传感器95。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。
可以理解的是,本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语仅是为了描述特定实施例,并非要限制本实用新型。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而非用于描述特定顺序。除非上下文另有明确表述,否则单数形式“一”和“所述”也旨在包括复数形式。术语“包括”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。此外,本实用新型可以以多种不同的形式来实现,并不限于本实施例所描述的实施例。提供以下具体实施例的目的是便于对本实用新型公开内容更清楚透彻的理解,其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置在……上”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸地连接,或者一体地连接;可以是机械连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施例,然而上述描述乃以说明本实用新型的一般原则为目的,并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
下面首先简单介绍本实用新型实施例中涉及的基础概念。
请一并参阅图1和图2,图1是本实用新型实施例提供的车辆1000的结构示意图;图2是图1中的车辆1000的动力总成200的结构示意图。车辆1000包括车身100和安装于车身100上的动力总成200。车身100上设置有安装座。动力总成200通过安装座固定连接于车身100上。具体地,动力总成200通过安装座焊接方式或螺钉锁固方式固定于车身100上。车辆1000可以是,但不局限于汽车、轻轨车等使用动力总成200的交通工具。
需要说明的是,所述图1仅是车辆1000的示例,并不构成对车辆1000的限定,车辆1000可以包括比图1所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如车辆1000还可以包括车载设备、车轮等。
为了描述的准确性,本文凡是涉及方向的请一律以图2为参照,术语“长度方向X”是指车辆1000的前进方向,且与车辆1000的长度方向平行的方向,即为前后方向(其中X轴正向为前)。术语“宽度方向Y”是指车辆1000的左轮指向右轮的方向,且与车辆1000的宽度方向平行的方向,即为左右方向(其中Y轴正向为右)。术语“高度方向Z”是指车辆1000支承平面指向车辆1000最高突出部位的方向,且与车辆1000的高度方向平行的方向,即为上下方向(其中Z轴正向为上)。其中,长度方向X、宽度方向Y及高度方向Z共同构成车辆1000或电机控制器3的三个正交方向。电机控制器3的长度方向平行于车辆1000的长度方向,电机控制器3的宽度方向平行于车辆1000的宽度方向,电机控制器3的高度方向平行于车辆1000的高度方向。为了描述方便,本实用新型中的上下、左右、前后方位为相对位置,不构成限制实现限定。电机控制器3的长度方向X、宽度方向Y及高度方向Z可以根据产品的具体结构和附图呈现视角自定义,本实用新型不做具体限定。示例性地,在本实施例中,第一方向平行于高度方向Z,第二方向平行于长度方向X,第三方向平行于宽度方向Y。
请一并参阅图1、图3至图4,图3是图1中的车辆1000的动力总成200与传动半轴8的结构示意图;图4是图3中的车辆1000的动力总成200与传动半轴8的局部剖面图。动力总成200包括电机1、变速器2及电机控制器3。电机1连接于变速器2和电机控制器3连接。电机控制器3用于控制电机1的运行。电机1用于驱动变速器2工作。具体地,变速器2包括与电机1传动连接的输入侧部件210和与输入侧部件210传动连接的输出侧部件220。车辆1000还包括传动半轴8。输出侧部件220连接至少一个传动半轴8,从而实现对车辆1000的速度的控制。示例性地,在本实施例中,输出侧部件220包括两个输出半轴2201,两个输出半轴2201分别连接一个传动半轴8。
电机1与变速器2连接并在连接处形成拐角部300,电机控制器3安装于电机1和变速器2的连接拐角部300处,并与电机1和变速器2搭接,从而实现电机控制器3与电机1及变速器2集成为一个动力总成200。拐角部300大致呈L型。在动力总成200的高度方向Z上,电机控制器3在拐角部300处能够朝向传动半轴8下沉,使得电机控制器3的高度大致与变速器2和电机1的高度齐平,从而电机控制器3充分利用电机1和变速器2之间的剩余空间,缩减了动力总成200的体积。在一些实施例中,电机控制器3还可以直接搭接于电机1上。沿着电机控制器3的高度方向Z,电机控制器3的最高点低于电机1的最高点和/或变速器2的最高点,从而电机控制器3充分利用电机1和变速器2之间的剩余空间,缩减了动力总成200的体积。示例性地,在本实施例中,电机控制器3的最高点低于电机1的最高点及变速器2的最高点。在一些实施例中,电机控制器3的最高点还可以稍高于电机1的最高点或变速器2的最高点。电机控制器3的最高点高出电机1和变速器2的高度远小于电机控制器3的高度。例如,电机控制器3的最高点高出电机1和变速器2的高度0.5mm-10mm。电机控制器3的最高点与电机1的最高点或变速器2之间的高度差为0.5mm-10mm。例如,电机控制器3的最高点与电机1的最高点或变速器2之间的高度差为0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等。
请一并参阅图1至图5,图5是图2中的车辆1000的动力总成200省略直流母线7的分解图。输出侧部件220与输入侧部件210沿动力总成200的长度方向X依次排布设置,电机控制器3与电机1和输出侧部件220搭接。由此,输出侧部件220能够用于支撑电机控制器3,从而避免设置额外的支撑座体来支撑电控制器,使得动力总成200更紧凑,提高空间利用率,缩减动力总成200的体积;另一方面,提高了电机控制器3的稳定固定。示例性地,在本实施例中,输入侧部件210与电机1沿动力总成200的宽度方向Y依次排布设置。输出侧部件220在动力总成200的宽度方向Y上相对输入侧部件210朝向电机1的一侧凸出设置。在一些实施例中,输入侧部件210与电机1沿动力总成200的宽度方向Y部分交叠设置;或者,输入侧部件210与电机1沿动力总成200的长度方向Y排布设置等,输入侧部件210与输出侧部件220在动力总成200的宽度方向Y可以至少部分交叠设置。输入侧部件210、输出侧部件220及电机1的位置设置关系可以根据实际情况来调整,本实用新型不做具体限定。
动力总成200还包括支撑架9。沿着动力总成200的高度方向Z,支撑架9的一端连接电机控制器3,支撑架9的另一端连接变速器2。具体地,在本实施例中,支撑架9的一端连接电机控制器3,另一端连接输出侧部件220。由此,一方面,动力总成200通过增设支撑架9来支撑电机控制器3,从而提高电机控制器3固定于电机1和变速器2上的稳定性和可靠性;另一方面,支撑架9在动力总成200的高度方向Z延伸设置,从而提高动力总成200在高度方向Z上的空间利用,减小体积。
本实施例中,支撑架9连接在变速器2和电机控制器3之间,提升电机控制器3的支撑强度;相比于将支撑架9连接在电机1和电机控制器3之间的方式,本实施例能够提升电机控制器3支撑薄弱位置处的支撑强度,理由如下:
相关技术中,由于电机1的外壳体一般呈图1至图5所示的筒状,因此,电机控制器3和电机1的外壳体在X方向上有一部分重合,即,电机控制器3有一部分叠放在电机1外壳体上,从而电机1外壳体通过叠放在其上的部分的电机控制器3支撑整体的电机控制器3,也就是说,靠近电机1的电机控制器3已经得到了足够的支撑。然而,由于Z方向尺寸的限制,电机控制器3无法叠放在变速器2上,变速器2一般难以对电机控制器3产生支撑作用;从而导致电机控制器3形成类似于悬臂的结构,仅在靠近电机1的一侧得到电机1的有效支撑,靠近变速器2的一侧没有足够的支撑。
而本实施例中,通过增加支撑架9,利用变速器2支撑电机控制器3,提升了电机控制器3的支撑强度。
支撑架9连接于输出侧部件220。在一些实施例中,支撑架9侧向安装于输出侧部件220和电机控制器3之间。具体地,支撑架9安装于输出侧部件220朝向电机1的一侧的侧壁。从而提高了电机控制器3与变速器2装配的便利性,以及实现了电机控制器3的稳定固定,提高动力总成200的结构强度。支撑架9的一端连接于电机控制器3的侧壁,支撑架9的另一端连接于输出侧部件220在动力总成200的宽度方向Y背离输入侧部件210的侧壁。在一些实施例中,支撑架9的一端连接于电机控制器3的底壁,支撑架9的另一端连接于输出侧部件220在动力总成200的宽度方向Y背离输入侧部件210的侧壁。
电机控制器3还包括相对电机1和变速器2悬空设置的第一边缘部610。第一边缘部610上设置有第一支撑安装部191,变速器2上设置有第一支撑配合部110。支撑架9的一端连接第一支撑安装部191,支撑架9的另一端连接第一支撑配合部110上。由此,一方面,基于增设支撑架9来支撑电机控制器3的悬空部1052分,提高了电机控制器3与电机1及变速器2之间的连接强度和连接可靠性,提高了动力总成200的结构强度;另一方面,避免在狭小拥挤的空间内因不规则的结构外形而导致安装困难,提高了支撑架9的组装效率。
在一些实施例中,第一支撑安装部191和第一支撑配合部110沿动力总成200的高度方向Z依次排布设置,从而更好地利用电机1和变速器2之间的拐角空间,并合理利用动力总成200的高度方向Z的空间,缩小整体体积,以及方便支撑架9与电机控制器3及变速器2的装配。示例性地,在本实施例中,第一支撑安装部191设置于电机控制器3朝向输出侧部件220的底部。沿所述动力总成200的宽度方向Y,第一支撑配合部110设置于输出侧部件220背离输入侧部件210的一侧,且位于第一支撑安装部191的下方。
电机控制器3还包括与第一边缘部610连接的第二边缘部620。在本实施例中,第二边缘部620与电机1和变速器2搭接。第二边缘部620上设置有第二支撑安装部192,电机1和/或变速器2上设置有与第二支撑安装部192配合固定的第二支撑配合部230。示例性地,在本实施例中,电机1和变速器2上均设置有与第二支撑安装部192配合固定的四个第二支撑配合部230。具体地,其中两个第二支撑配合部230设置于电机1在动力总成200的宽度方向Y背离变速器2的侧部,其中另外两个第二支撑配合部230设置于变速器2的输出侧部件220上,从而提高了电机控制器3与电机1及变速器2之间的连接强度和连接可靠性,提高了动力总成200的结构强度。在一些实施例中,第二支撑配合部230的数量和位置可以根据电机1、变速器2及电机控制器3的外形等因素来设计,例如第二支撑配合部230的数量可以为一个、两个、三个、或多于四个等。
示例性地,在本实施例中,多个第一支撑安装部191设置于底板11背离盖体15的一侧,第二支撑安装部192间隔设置于侧板12的四周,从而方便装配,布局合理,电机控制器3的重心稳定。
在一些实施例中,第二边缘部620仅与电机1搭接。第二边缘部620上设置有第二支撑安装部192,电机1上设置有与第二支撑安装部192配合固定的第二支撑配合部230。
可选地,在一些实施例中,电机控制器3在第一边缘部610处形成斜开口6101。一方面,提高电机1和变速器2对电机控制器3支撑的稳固性和可靠性;另一方面,便利于动力总成200在内缩位置处的走线和元器件装配;再一方面,电机控制器3的重心更靠近动力总成200的几何中心,以使得动力总成200的重心更加稳定,车辆1000行驶更加平稳。具体地,第一边缘部610靠近变速器2的一端朝靠近电机1在宽度方向Y背离变速器2的一端倾斜设置,即第一边缘部610与电机控制器3的长度方向X呈夹角设置,其中,夹角的开口方向朝向电机1,夹角为锐角。换言之,第二边缘部620具有与拐角部300的拐点位置对应的边角点6201,第一边缘部610朝向拐点内缩。第一边缘部610和第二边缘部620连接形成类三角形的轮廓。
在一些实施例中,第一边缘部610与第二边缘部620的连接处成两个内缩缺口6102。第二支撑安装部192和第二支撑安装部192设置在对应的内缩缺口6102处,从而方便电机外壳4的装配。
动力总成200还包括电机外壳4、变速器外壳5和电控外壳6。电机1设置于电机外壳4内,变速器2设置于变速器外壳5内,电机控制器3设置于电控外壳6内。电机外壳4与变速器外壳5配合固定,以实现电机1和变速器2共用一个外壳,从而外壳数量减少、整体体积减小,能够实现动力总成200的一体化设置,有利于实现动力总成200的小型化。可选地,电机外壳4与变速器外壳5可拆卸配合固定,从而方便电机1和变速器2的组装,提高装配效率。沿着电机控制器3的长度方向X,电控外壳6的一端搭接于电机外壳4,电控外壳6的一端搭接于变速器外壳5。
示例性的,在本实施例中,电机外壳4与变速器外壳5连接并形成T型结构。变速器外壳5包括第一壳体51和第二壳体52。第一壳体51与第二壳体52及电机1壳体与第二壳体52形成L型结构。第一壳体51与电机1壳体连接,第二壳体52连接于第一壳体51和电机1壳体的连接处。第一壳体51与电机1壳体沿电机控制器3的宽度方向Y依次排布设置,第一壳体51和第二壳体52沿电机控制器3的长度方向X依次排布设置。沿着电机控制器3的长度方向X,电控外壳6的一端搭接于电机外壳4,电控外壳6的一端搭接于第二壳体52,从而提升了动力总成200的集成度,减小动力总成200的体积和质量,以节省空间,提高功率密度。
变速器2的输入轴设置于第一壳体51内,变速器2的输出轴设置于第二壳体52内。第二壳体52包括第一子壳体521和与第一子壳体521配合固定的第二子壳体522。第一子壳体521与电机1壳体一体成型,第二子壳体522与第一壳体51一体成型,从而简化了变速器2壳体和电机1壳体的加工工艺,以及提高了变速器2壳体和电机1壳体的组装效率。示例性地,在本实施例中,第一子壳体521和第二子壳体522可以可拆卸地连接在一起,例如通过螺钉锁固等方式相互配合固定而固定在一起,从而方便拆装和维修变速器2的输出轴。在一些实施例中,第一子壳体521和第二子壳体522还可以通过但不局限于卡合的方式进行配合而固定在一起。
电控外壳6包括箱体10和与箱体10配合固定的盖体15。箱体10和盖体15可以通过螺钉锁固等方式相互配合固定而固定在一起。在一些实施例中,箱体10和盖体15还可以通过但不局限于卡合的方式进行配合而固定在一起。箱体10包括沿电机控制器3的宽度方向Y依次排布设置的第一箱体部105、第二箱体部106和第三箱体部107。第一箱体部105包括搭接于变速器2抵接部1051和连接抵接部1051的悬空部1052,支撑架9的一端连接悬空部1052,支撑架9的另一端连接变速器2,电控外壳6悬空的部分通过支撑架9进行支撑,保证了动力总成200的强度且大幅减小了电机控制器3占用动力总成200的Z向空间,提高了动力总成200的空间利用率。沿电机控制器3的长度方向X,第二箱体10的一端搭接电机1,第二箱体10的另一端相对电机1和变速器2悬空设置。沿电机控制器3的长度方向X,第二箱体10相对第一箱体10朝向电机1一侧内缩,从而增强了动力总成200的结构强度。在一些实施例中,第二箱体10朝向变速器2的输出侧部件220下沉,从而电机控制器3充分利用电机1和变速器2之间的剩余空间,缩减了动力总成200的体积。第三箱体10搭接于电机1的上方。示例性地,在本实施例中,第三箱体10全部搭接于电机1的上方。第三箱体部107与第二箱体部106呈台阶状设置。
请一并参阅图2、图6和图7,图6是图3中的I部分的放大图;图7是图2中的动力总成200的支撑架9的放大图。支撑架9包括第一支撑板910和与第一支撑板910连接的第二支撑板920。第一支撑板910设置有与第一支撑安装部191对应连接的第一安装位9101。第二支撑板920设置有与第一支撑配合部110对应连接的第二安装位9201,第一安装位9101的数量等于或大于第二安装位9201的数量。需要说明的是,术语“对应连接”是指第一支撑安装部191与第一安装位9101一一对应连接,即第一支撑安装部191的数量与第一安装位9101的数量相等且一一对应。第一支撑配合部110与第二安装位9201也一一对应连接,即第一支撑配合部110的数量与第二安装位9201的数量相等且一一对应。在一些实施例中,第一支撑安装部191的数量与第一安装位9101的数量及第一支撑配合部110的数量与第二安装位9201的数量也可以不同,从而提高组装灵活性。示例性地,在本实施例中,第一安装位9101上设置有两个第一安装位9101,第二支撑板920上设置有一个第二安装位9201。第一支撑安装部191对应第一安装位9101的位置处设置有固定孔1911。锁紧件例如螺栓、铆钉、销钉等穿过第一安装位9101并锁固于固定孔1911内,从而实现支撑架9与第一支撑安装部191的固定连接。
在一些实施例中,支撑架9还包括防护板930。防护板930凸设于第一支撑板910和/或第二支撑板920的边缘,并与第一支撑板910和/或第二支撑板920形成防护槽9301,防护槽9301的槽口在动力总成200的宽度方向Y上背向变速器2,从而在组装动力总成200的过程中能够避免在狭小拥挤的空间内因其它元件撞击锁固于第一安装位9101和/或第二安装位9201的锁紧件716,进而提高了支撑架9与电机控制器3和变速器2之间连接的可靠性,以使得支撑架9更好地支撑电机控制器3。示例性地,在本实施例中,防护板930相对第一支撑板910和第二支撑板920呈弯折设置。防护板930与第一支撑板910和第二支撑板920连接并形成U型的防护槽9301。
在一些实施例中,支撑架9还包括第三支撑板940,第三支撑板940与第一支撑板910和/或第二支撑板920连接,并呈夹角设置。第三支撑板940设置有适于与第三方元件连接的第三安装位9401。由此,一方面,动力总成200通过在支撑架9的不同方位设置安装位,以进一步提高支撑架9与电机控制器3和变速器2之间连接的可靠性;另一方面,提升了支撑架9的结构强度,从而使得支撑架9能够更好地支撑电机控制器3。第三方元件可以为但不局限于车身100、油泵、油冷器等。
请再次参阅图2,动力总成200还包括直流母线7。直流母线7的一端连接电机控制器3,直流母线7的另一端连接储能件。在本实施例中,储能件为电池。在一些实施例中,储能件还可以为但不局限于电容。储能件能够向动力总成200供电,以实现动力总成200的各个电器元件的运行。直流母线7可插拔地插接于电机控制器3,从而方便组装;另一方面,由于储能件设置于电机控制器3的外部,通过设置直流母线7,储能件与电机控制器3之间的连接更更稳定。直流母线7可以配置为单芯结构或多芯结构。示例性性,在本实施例中,直流母线7包括正母线710和负母线720。正母线710和负母线720分别对应连接于储能件的正端子和负端子。正母线710和负母线720可以通过线夹730捆绑在一起,以节省空间。在一些实施例中,正母线710和负母线720可以集成为一个整体,从而减少外部结构,提高组装效率。线夹730的数量可以包括一个或多个。直流母线7还包括固定直流母线7的固定支撑架740。固定支撑架740可以安装于线夹730上,也可以安装在直流母线7和/或车身100上。示例性地,在本实施例中,第三支撑板940凸设于第二支撑板920的防护板930上。
在本实施例中,直流母线7竖向安装在电机控制器3上。本实用新型的直流母线7的竖向安装设计比现有的直流母线7的横向安装设计至少减少1/4的直流母线7的体积,从而缩减动力总成200的总体积。需要说明的是,直流母线7竖向安装在电机控制器3上是指直流母线7的正母线710和负母线720沿电机控制器3的高度方向Z依次排布设置,并安装于电机控制器3上。正母线710和负母线720在垂直于电机控制器3的高度方向Z上对齐设置,即正母线710在电机控制器3的高度方向Z上的正投影和负母线720在电机控制器3的高度方向Z上的正投影重合设置。
请参阅图2、图8及图9,图8是图2中的车辆1000的动力总成200的电机控制器3的结构示意图;图9是图8中的电机控制器3省略盖体15和三相盖板16的侧视图。电机控制器3包括电控外壳6、屏蔽板23、控制板22及第一插接件31。屏蔽板23、控制板22及第一插接件31均设于电控外壳6内。电控外壳6与屏蔽板23形成第一屏蔽舱103。第一插接件31至少部分容置于第一屏蔽舱103内。第一插接件31与控制板22连接。
本实用新型提供的电机控制器3,在电控外壳6与屏蔽板23形成第一屏蔽舱103,第一插接件31至少部分容置于第一屏蔽舱103内,合理利用电控外壳6的内腔的空间和屏蔽板23本身的屏蔽性能,实现对第一插接件31与控制板22以外的其它部件之间良好的电磁隔绝效果,以简化第一屏蔽舱103的结构设计;同时,还避免针对第一插接件31设置额外的屏蔽结构,减小电机控制器3的体积。
本实用新型实施例中,第一插接件31与控制板22以外的其它部件电磁隔绝,主要是指第一插接件31需要与驱动板21电磁隔绝。需要说明的是,在本实施例中,第一插接件31是连接在控制板22上的低压插接件。
需要说明的是,本实施例所称的高压和低压,是相对的。高压元件和低压元件之间的区别主要在于两者的工作电压存在差异,高压元件的工作电压高于低压元件的工作电压。例如,相对驱动板21而言,驱动板21包括低压侧和高压侧,驱动板21的低压侧连接控制板22,驱动板21的低压侧连接功率模块,功率模块连接的电机1,其中,电机1的工作电压相较于控制板22更高。
屏蔽板23及控制板22沿第一方向依次排布设置,其中,第一方向为垂直于屏蔽板23和/或控制板22的方向所在平面的方向,并且平行于电机控制器3的高度方向Z,第一插接件31处于控制板22朝向屏蔽板23的一侧,从而避免第一插接件31设置于控制板22背向屏蔽板23而增大第一插接件31及与第一插接件31的连接线在电机控制器3的高度方向Z的占用空间的问题,进而减小电机控制器3的体积,也更方便利用屏蔽板23和电控外壳6之间形成第一屏蔽舱103。
电机控制器3还包括驱动板21。驱动板21、屏蔽板23及控制板22沿电机控制器3的高度方向Z依次排布设置,从而控制板22、驱动板21、屏蔽板23及第一插接件31的集成度高,进而降低了电机控制器3的功率密度。本实施例所称的驱动板21和控制板22的工作电压不同,两者之间需要电磁隔绝,本实施例通过驱动板21、屏蔽板23及控制板22的排布设置,使得屏蔽板23还能够起到电磁隔绝驱动板21和控制板22的功能,即屏蔽板23得到复用,既能够作为驱动板21和控制板22之间的屏蔽结构,又能够作为第一插接件和其它部件之间的屏蔽结构。
示例性地,在本实施例中,驱动板21或控制板22大致为矩形薄板,电机控制器3的长度方向X(即第二方向)是指驱动板21或控制板22的延伸方向,即驱动板21或控制板22的长边方向;电机控制器3的宽度方向Y(即第三方向)是指垂直于电机控制器3的长度方向X的方向,例如为驱动板21或控制板22的短边方向;电机控制器3的高度方向Z(即第一方向)是指垂直于驱动板21、屏蔽板23或控制板22所在平面的方向。驱动板21所在平面、屏蔽板23所在平面及控制板22所在平面大致平行。
需要说明的是,图8的目的仅在于示意性地描述电控外壳6、驱动板21、屏蔽板23、控制板22及第一插接件31之间的设置方式,并非是对各个元件的连接位置、连接关系及具体构造等做具体限定。图8仅是本实用新型实施例示意的电机控制器3的结构,并不构成对电机控制器3的具体限定。在本实用新型另一些实施例中,电机控制器3可以包括比图1所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如电机控制器3还可以包括但不限于缓冲结构或连接线缆等等。
控制板22位于屏蔽板23的背向箱体10的一侧。控制板22可以构造为但不局限于具有整车控制功能和电机1控制功能。例如,控制板22能够具有但不局限于驱动力矩控制、制动能量的优化控制、整车的能量管理、车辆1000网络的维护和管理、故障的诊断、处理和车辆1000状态监视、以及对交流和直流进行转换的控制功能等等。在一些实施例中,控制板22可以仅具有电机1控制功能,即车辆1000还可以包括具有整车控制的主电路板,主电路板与控制板22连接。
屏蔽板23设置于控制板22和驱动板21之间,从而提高控制板22的屏蔽效果,能够对用电器件的信号控制,提高运行稳定性。屏蔽板23能够分隔控制板22与驱动板21,即驱动板21与控制板22分别设屏蔽板23的相对两侧。屏蔽板23可以为金属件,屏蔽板23能够加速衰减电子噪音,避免驱动板21干扰控制板22,控制板22的信号传输可靠性高,而且,屏蔽板23还能够用以支撑控制板22,进而固定控制板22在电机1的位置。
驱动板21位于屏蔽板23的朝向箱体10的一侧。驱动板21连接于控制板22,控制板22通过驱动板21控制车辆1000的电机1。例如,控制板22向驱动板21发送控制信号,驱动板21可以根据控制信号驱动电机1以不同的转速运行。控制板22可以通过通信模块接收车辆1000电机1运行时反馈的信号,以及时调整对电机1的转速控制。其中,控制板22与驱动板21之间可以通过导线或者插接件等导电件连接。
电机控制器3还包括三相转接件40、霍尔元件50、IGBT模组60(Insulated GateBipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)、直流母线电容71及滤波器72。可以理解地,电池提供的直流电通过直流母线7从直流母线电容71流入到IGBT模组60,IGBT模组60的脉宽调质把输入的直流电变为电机1所需频率的交流电,IGBT模组60输出的交流电经三相转接件40输出给电机1,以驱动电机1运行。
箱体10与盖体15共同形成容置腔102。驱动板21、屏蔽板23及控制板22、三相转接件40、霍尔元件50、IGBT模组60、直流母线电容71及滤波器72均设置于容置腔102内,由此,一方面,仅需一个电机外壳4就可以同时安装驱动板21、屏蔽板23及控制板22、三相转接件40、霍尔元件50、IGBT模组60、直流母线电容71及滤波器72,电机外壳4的数量减少且整体体积减小,能够实现电机外壳4的一体化设置,有利于实现电机控制器3的小型化;另一方面,在电控壳体的有限内部空间中尽可能排布相关功能器件,从而使得整机体积减少。直流母线电容71及滤波器72容置于第一箱体部105内,三相转接件40容置于第二箱体部106内。驱动板21、IGBT模组60及霍尔元件50容置于第二箱体部106内。屏蔽板23和控制板22容置于第一箱体部105和第二箱体部106内,即屏蔽板23和控制板22横跨第一箱体部105和第二箱体部106。
示例性地,在本实施例中,控制板22与屏蔽板23固定连接,屏蔽板23与箱体10固定连接,从而提高控制板22的电连接的可靠性。控制板22设置于箱盖和屏蔽板23之间,因此箱盖和屏蔽板23能够对控制板22提供电磁屏蔽效果,以使控制板22接收和传送的信号波动小,提高电机控制器3的EMC(Electromagnetic Compatibility,电池兼容性)性能。驱动板21固定连接于IGBT模组60上,IGBT模组60与箱体10固定连接,从而驱动板21与IGBT模组60电连接的安全性更高。
在一些实施例中,三相转接件40、霍尔元件50、IBGT模组60及驱动板21集成连接而形成第一集成组件20,直流母线电容71和滤波器72集成连接而形成第二集成组件70,第一集成组件20和第二集成组件70均固定于箱体10上,且沿电机控制器3的宽度方向Y排布设置,从而实现电机控制器3的高度集成,利于整体控制,提高生产装配效率的效果。
屏蔽板23包括屏蔽墙231。屏蔽墙231沿电机控制器3的高度方向Z延伸,屏蔽墙231与电控外壳6形成第一屏蔽舱103,从而提高第一屏蔽舱103的屏蔽效果,同时,屏蔽墙231的设置,使得屏蔽墙231和第一屏蔽舱103在高度方向Z上有一部分重叠,进一步地缩减了电机控制器3的体积,提高电控外壳6的内部结构的集成度,简化电机控制器3的结构设置。屏蔽板23对应第一插接件31的位置处设置有围绕第一插接件31设置的屏蔽墙231。示例性地,在本实施例中,屏蔽墙231可以配置为半包围结构,例如屏蔽墙231以半包围方式围绕第一插接件31设置。在一些实施例中,屏蔽墙231还可以配置为全包围结构,例如屏蔽墙231以全包围方式围绕第一插接件31设置。
请一并参阅图5、图8、图10和图11,图10是图8中的电机控制器3省略盖体15、三相盖板16及控制板22的俯视图;图11是图8中的电机控制器3省略盖体15、三相盖板16、控制板22及屏蔽板23的俯视图。示例性地,在本实施例中,屏蔽板23对应第一插接件31的位置处内凹形成缺口2301。示例性地,在本实施例中,屏蔽板23朝向驱动板21的表面及朝向控制板22的表面在缺口2301处均沿电机控制器3的高度方向Z向外延伸有屏蔽墙231,从而实现电路板、控制板22和箱体10之间形成密闭的第一屏蔽舱103,更好地保护第一插接件31不受高压的干扰,使得电机1满足EMC标准。在一些实施例中,屏蔽板23朝向驱动板21的表面在缺口2301处沿电机控制器3的高度方向Z向外延伸有屏蔽墙231,以将第一插接件31与驱动板21、IGBT模组60及三相转接件40等高压器件隔离设置。
箱体10背离盖体15一侧开设有暴露第一插接件31的通孔131,通孔131与第一屏蔽舱103相连通,以使得第一插接件31的插接方向平行于电机控制器3的高度方向Z,节省空间,方便装配。在本实施例中,第一插接件31沿电机控制器3的高度方向Z穿设出箱体10背离盖体15一侧。第一插接件31沿电机控制器3的高度方向Z竖直安装在箱体10上,相较于现有的第一插接件31沿垂直于高度方向Z水平安装在箱体10的侧壁上,本实用新型的第一插接件31的结构设计取消了给控制板22预留的装配空间,提高了空间利用率。
具体地,电控外壳6包括侧板12。侧板12沿电机控制器3的高度方向Z延伸。第一屏蔽舱103至少由侧板12与屏蔽墙231围合形成。示例性地,在本实施例中,电控外壳6还包括底板11,侧板12围绕设置在底板11的边缘。侧板12包括第一侧壁121和自第一侧壁121向外延伸设置的支撑壁123。支撑壁123处于屏蔽板23背离控制板22的一侧,支撑壁123开设有通孔131。第一屏蔽舱103至少由支撑壁123及屏蔽墙231围合形成。例如,在一些实施例中,第一屏蔽舱103呈环状,屏蔽墙231与支撑壁123围合形成第一屏蔽舱103。在另一些实施例中,支撑壁123朝向控制板22的表面内凹形成定位凹槽133,屏蔽墙231至少部分容置于定位凹槽133内,从而提高组装效率,及提高屏蔽效果。屏蔽墙231与定位凹槽133的槽壁围合形成第一屏蔽舱103。
在本实施例中,第一插接件31设置于控制板22朝向驱动板21的一侧。支撑壁123与第一侧壁121在箱体10外形成有避位空间132,为第一插接件31与外部元件的连接提供操作空间,方便走线和组装,以及提高空间利用率。在一些实施例中,第一插接件31还可以设置于控制板22的边缘外,例如第一插接件31与控制板22平铺设置。屏蔽墙231位于控制板22和箱体10之间,并与控制板22和箱体10形成第一屏蔽舱103。具体地,屏蔽墙231位于控制板22和支撑壁123之间,并与控制板22和支撑壁123形成第一屏蔽舱103。由此,一方面,第一插接件31能够隔绝驱动板21、IGBT模组60、三相转接件40等高压器件在工作时带来的干扰,提高了电机1的电磁兼容性。
在一些实施例中,侧板12还包括设置于支撑壁123的外边缘上的第一边缘124,第二侧壁122及设置于第二侧壁122朝向第一侧壁121一端的第二边缘125。第一屏蔽舱103至少由支撑壁123、第一边缘124、第二边缘125及屏蔽墙231围合形成。
第一边缘124还沿第一侧壁121位于支撑壁123之外的区域延伸设置,第一边缘124与第二边缘125配合连接。在本实施例中,第一边缘124与第二边缘125通过螺钉固定连接在一起。在一些实施例中,第一边缘124与第二边缘125还可以通过但不局限于卡扣方式、焊接方式或其它方式固定连接在一起。电控外壳6还包括与相底板11对设置的顶板14。底板11、第一侧壁121、支撑壁123及第一边缘124连接并形成箱体10。顶板14、第二侧壁122及第二边缘125连接并形成盖体15。
在一些实施例中,电机控制器3还包括与控制板22连接的第二插接件33,第一插接件31和第二插接件33分别对应连接于控制板22在第二方向的两对侧,以使得电机控制器3的布线合理,节省空间。其中,第二方向为平行于屏蔽板23和/或控制板22所在平面的方向,并且平行于电机控制器3的长度方向X。具体地,控制板22大致呈矩形,第二方向为控制板所在平面中的长边方向。第二插接件33穿过箱体10并连接于电机1,第二插接件33用于检测电机1的角位移和角速度。需要说明的是,在本实施例中,第二插接件33是连接在控制板22上的旋变插接件。
电控外壳6内设置有容置第二插接件33的第二屏蔽舱104,从而将第二插接件33与驱动板21、IGBT模组60及三相转接件40等高压器件隔离设置,更好地保护第二插接件33不受高压的干扰,使得电机1满足EMC标准。示例性地,在本实施例中,箱体10对应第二插接件33的位置处设置有围绕第二插接件33设置的隔板1041。隔板1041可以配置为半包围结构,例如隔板1041以半包围方式围绕第二插接件33设置。在一些实施例中,隔板1041还可以配置为全包围结构,例如隔板1041以全包围方式围绕第二插接件33设置。隔板1041与箱体10及盖体15合围形成第二屏蔽舱104。在其它一些实施例中,箱体10内凹形成第二屏蔽舱104。电机控制器3还包括连接第二插接件33和控制板22的线缆34。线缆34位于第二屏蔽舱104外。在一些实施例中,箱体10的侧板12与屏蔽板23之间间隔设置并形成走线通道301,线缆34位于走线通道301内。第二插接件33设置于第三箱体部107内。第三箱体部107靠近电机1,从而缩短了第二插接件33和三相转接件40与电机1之间的连线线路,提高空间利用率。
第二插接件33可以固定于箱体10,以使电机控制器3的结构稳定,通过第二插接件33能够检测到电机1的实时工作状态,并将该工作状态反馈到控制板22,从而控制板22能够通过驱动板21及时调节电机1的角位移和角速度,以使车辆1000行驶平稳。例如,在本实施例中,第二插接件33与控制板22之间通过线缆34连接。电机控制器3还包括固定第二插接件33的固定座35,固定座35安装于箱体10对应屏蔽板23之外的区域,从而方便第二插接件33的组装,提供电机1的组装效率,同时提高电机1的整体结构的紧凑性,节省空间利用率。固定座35设置安装结构,固定座35通过安装结构固定于箱体10上。安装结构包括安装柱和锁紧螺钉,安装结构还可以为但不局限于卡扣等固定结构。固定座35还可以通过粘接方式或焊接方式等固定于箱体10上,本实用新型不做具体限定。固定座35包括安装于第二屏蔽舱104内的第一安装架351和设置在第二屏蔽舱104外的第二安装架352。第二插接件33安装在第一安装架351上。第二安装架352上设置有约束线缆34的约束结构353,从而能够对线缆34进行有效约束,避免线缆34晃动,提升连接稳定性和可靠性,以及缩小线缆34的固定线路所用的空间,进而提高了固定座35的实用性,提高束线效果。第三箱体部107朝向电机1的一侧向外凸出,以安装第二屏蔽舱104和固定座35,从而提供电机控制器3的空间利用率。
三相转接件40、霍尔元件50及IGBT模组60均处于控制板22背离屏蔽板23的一侧,且沿第三方向依次连接设置。其中,第三方向为与第一方向及第二方向垂直的方向,并且平行于电机控制器3的宽度方向Y。三相转接件40与第二插接件33设置于电控外壳6在电机控制器3的宽度方向Y的同一侧。三相转接件40通过第二屏蔽舱104与第二插接件33电磁隔绝。如此,一方面,三相转接件40设置于第二屏蔽舱104外,从而实现第二插接件33隔离高压干扰,提高电机1的EMC性能,防止第二插接件33收到干扰而失效;另一方面,三相转接件40与第二插接件33与电机1连接,且靠近电机1设置,从而缩短了连线距离,走线合理且规则,提升连接稳定性和可靠性,节省空间。霍尔元件50连接于三相转接件40和IGBT模组60之间,从而实现IGBT模组60的输出端和三相铜排42连接,并可以给电机1输出交流电。驱动板21固定在IGBT模组60上,且在第一方向(即电机控制器3的高度方向Z)上与IGBT模组60层叠设置,从而实现驱动板21能够采集高压信号并进行控制;另一方面,提高第二插接件33、三相转接件40以及第一插接件31的各个设置在电控外壳6上的接口布置的合理性,节省空间。
IGBT模组60位于驱动板21朝向箱体10的一侧,并用于支撑驱动板21,进而固定驱动板21在电机1内的位置。沿电机控制器3的宽度方向Y,IGBT模组60的一端连接直流母线电容71,IGBT模组60的另一端连接通过霍尔元件50连接三相转接件40,从而实现IGBT模组60通过三相转接件40向电机1提供交流电。三相转接件40穿过霍尔元件50。霍尔元件50能够检测输入到电机1的电流以及电压,驱动板21可以将霍尔元件50检测到的信号传递到控制板22,以使控制板22能够及时调整对电机1的控制,提高控制精度。例如,在本实施例中,三相转接件40包括转接座41、三相铜排42及磁环43。转接座41连接霍尔元件50。三相铜排42设置在转接座41背离霍尔元件50的一侧上。磁环43套设在三相铜排42上,并沿电机控制器3的宽度方向Y固定到三相铜排42上。箱体10的底板11对应三相铜排42的位置处开设有开孔1101,以实现三相铜排42与电机1的走线连接。盖体15对应三相转接件40的位置处开设有与容置腔102相连通的操作孔151,从而便利于将三相转接件40与电机1进行固定或拆卸,以及方便维修或测试三相转接件40。电机控制器3还包括三相盖板16,三相盖板16固定于盖体15并封盖操作孔151,一方面,提高了电机控制器3的防尘、防水等防护性能;另一方面,避免电机控制器3内的电子器件对电机控制器3外的电子器件产生干扰。IGBT模组60包括输出铜排62,IGBT模组60通过输出铜排62与霍尔元件50连接;再一方面,为三相铜排42的组装和拆卸提供操作空间,提高拆装效率,以及提高固定连接的可靠性。
组装第一集成组件20时,将磁环43套接在三相铜排42上。然后,将三相转接件40和IGBT模组60安装于霍尔元件50上,并将驱动板21固定于IGBT模组60上。最后,将第一集成组件20固定于箱体10上。
请一并参阅图12至图14,图12是图8中的电机控制器3省略盖体15和三相盖板16的仰视图;图13是图12中的电机控制器3沿A-A线的剖视图;图14是图13中的电机控制器3的II部分的放大图。电机控制器3还包括采样结构713。采样结构713分别连接直流母线电容71和控制板22。直流母线电容71与驱动板21设置于控制板22的同一侧。直流母线电容71设置于控制板22在电机控制器3的高度方向Z上的一侧采样结构713从直流母线电容71朝向控制板22的一端伸出,并支撑控制板22。由此,基于将采样结构713从直流母线电容71朝向控制板22的一端伸出,并支撑控制板22,一方面,储能件可以通过直流母线7将电能输入至直流母线电容71内,在电池包的电池给电机控制器3供电时,控制板22可以监控到电流和电压情况,以实现对电池的高压采样,提高高压监控的准确性和可靠性;另一方面,降低了直流母线电容71与控制板22的装配难度,减少结构件和电子料的数量,提高了空间利用率。
直流母线电容71位于屏蔽板23朝向箱体10的一侧。具体地,屏蔽板23及控制板22沿电机控制器3的高度方向Z依次排布设置,直流母线电容71处于屏蔽板23背离控制板22的一侧,从而避免直流母线电容71干扰控制板22,提高控制板22的信号传输可靠性。示例性地,在本实施例中,直流母线电容71包括电容本体部711和凸设在电容本体部711上的电容支撑部712,屏蔽板23开设有供电容支撑部712穿过的过孔2302,采样结构713从电容支撑部712背离电容本体部711的一端伸出,控制板22和采样结构713通过锁紧件716固定于电容支撑部712上。由此,一方面,缩短直流母线电容71与控制板22的连接距离,使得电机1在高度方向Z上更紧凑,并且直流母线电容71能够更好地支撑控制板22;另一方面,方便拆装控制板22,以及提升了控制板22与直流母线电容71的连接可靠性和稳定性;再一方面,过孔2302的设计还可以为直流母线电容71的组装提供定位作用,从而提高组装效率和拆卸效率。
具体地,电路板开设有开孔1101,电容支撑部712设置有锁紧孔。锁紧件716穿过通孔131并锁紧于锁紧孔内,从而实现电路板与直流母线电容71的连接。锁紧件716与开孔1101相止挡,从而避免锁紧件716在锁紧过程中损坏控制板22和直流母线电容71。示例性地,在本实施例中,锁紧件716配置为螺钉。电容支撑部712上开设有安装锁紧螺母的安装空间,以使得螺钉能够与锁紧螺母螺接。螺母螺接设置有锁紧孔。在一些实施例中,锁紧孔还可以直接设置在安装空间内。在一些实施例中,锁紧件716还可以配置为卡扣或其它锁紧结构;或者,控制板22与采样结构713通过焊接方式连接在一起。
电机控制器3内的三相转接件40、驱动板21等高压设备会产生大量的电磁干扰,从而降低电机控制器3的稳定性,甚至不能满足EMC标准。为了提高电机控制器3的EMC性能,电机控制器3还包括上述滤波器72,滤波器72能够将电池提供的直流电经过滤波器72进行稳流和滤波,从而使得流向IGBT模组60的直流电波动更小,避免电流波动太大而损坏IGBT模组60,提高IGBT模组60的使用寿命,以及提高电机1运行的稳定性。滤波器72和采样结构713设置于直流母线电容71沿电机控制器3的长度方向X(即第二方向)的两个端部,且位于直流母线电容71的不同侧面,从而优化电机控制器3的结构设计,使得电机控制器3更小型化。具体地,采样结构713设置于直流母线电容71沿电机控制器3的长度方向X的前端侧,且位于直流母线电容71朝向控制板22的端面。滤波器72设置于直流母线电容71沿电机控制器3的长度方向X的后端侧,且位于直流母线电容71朝向侧板12的端面,从而为直线母线穿过箱体10并插接于滤波器72内提供操作空间,方便组装,走线合理,节省空间。
请一并参阅图8、图15和图16,图15是图8中的电机控制器3与直流母线7的局部剖面图;图16是图8中的电机控制器3的滤波器72的分解图。滤波器72包括滤波器座体721和设置于滤波器座体721内的第一磁环722和第二磁环723。第一磁环722的材料不同于第二磁环723的材料。在本实施例中,第一磁环722和第二磁环723设置于滤波器座体721沿电机控制器3的宽度方向Y(即第三方向)的两侧。在一些实施例中,第一磁环722和第二磁环723可以根据实际情况设置于滤波器座体721的其它位置,例如沿电机控制器3的长度方向Y的两侧等,本实用新型不做具体限定。滤波器72还包括X电容724及两个Y电容725,两个Y电容725与X电容724位于直流母线电容71和滤波器座体721之间。由此,一方面,由于滤波器72包括不同材料的第一磁环722和第二磁环723,因此能够对不同频段进行滤波,扩大了滤波器72的滤波范围,提升滤波器72的滤波效果;另一方面,X电容724用于抑制差模干扰,对正负之间的差模电磁干扰提供低阻抗,因此差模电磁干扰回流到控制板22中,Y电容725用于抑制共模干扰,为共模电磁干扰提供了低阻抗回路,因此共模电磁干扰回流到控制板22中;又一方面,滤波器72设置不同材料的第一磁环722和第二磁环723,并将两个Y电容725与X电容724并列连接,从而滤波器72可以构成两级滤波器72,提高滤波效果,满足电机控制器3的EMC性能;再一方面,第一磁环722、第二磁环723、X电容724及两个Y电容725设置于滤波器座体721内,并集成为一个整体,从而提高了滤波器72的集成度,节省空间布局及提高拆装效率。
在本实施例中,两个Y电容725与X电容724可以并联连接。滤波器72包括还包括连接两个Y电容725与X电容724的连接板726。两个Y电容725与X电容724通过连接板726集成E字型结构,从而提高拆装效率。连接板726与两个Y电容725及X电容724可以通过但不局限于焊接方式、锁紧结构等方式固定连接在一起。在一些实施例中,两个Y电容725与X电容724还可以串联连接。
第一磁环722用于消除直流侧的低频干扰,第二磁环723用于消除直流侧的高频干扰。示例性地,在本实施例中,第一磁环722为铁氧体磁环43,第二磁环723为纳米非晶磁环43,纳米非晶磁环43受频率影响较大,因此对低频段的滤波效果较好,而铁氧体磁环43受频率影响较小,因此对高频段的滤波效果较好。需要说明的是,第一磁环722和第二磁环723的材料可以根据电机控制器3需要的滤波效果进行设定,本实用新型不做具体限定。
电控外壳6上设置有直流母线接口101,直流母线接口101沿电机控制器3的高度方向Z延伸设置,减小直流母线7在车辆1000高度方向Z上走线的占用空间。示例性地,在本实施例中,第一磁环722呈8字型。第二磁环723呈O字型。第一磁环722在电机控制器3的高度方向Z设置有两个第一插孔7221。第二磁环723设置有两个第二插孔7231,第二插孔7231与直流母线接口101及第二插孔7231连通设置,且与直流母线接口101相对设置。电机控制器3还包括转接铜排714。转接铜排714从直流母线电容71内伸出,并穿过第一插孔7221,直流母线7穿过直流母线接口101和第二插孔7231,并与转接铜排714连接,从而实现直流母线电容71与直流母线7的连接。直流母线7还包括母线铜排750,母线铜排750设置于直流母线7的端部。母线铜排750依次穿过直流母线接口101及第二磁环723与转接铜排714连接。母线铜排750包正母线铜排和负母线铜排。直流母线接口包括正母线接口和负母线接口。转接铜排714包括正转接铜排714和负转接铜排714。正母线铜排穿过正母线接口与正转接铜排714连接,负母线铜排穿过负母线接口与负转接铜排714连接。正母线铜排与负母线铜排沿电机控制器3的高度方向Z间隔排布设置,并***至第一插孔7221内。正转接铜排714与负转接铜排714沿电机控制器3的高度方向Z间隔排布设置,并分别对应***至两个第二插孔7231内。由于直流母线7与转接铜排714在电机控制器3的高度方向Z连接,从而减小滤波器72在电机控制器3的长度方向X上的占用空间,缩减滤波器72的整体体积。
箱体10的侧板12对应滤波器72的位置处开设有贯通容置腔102的贯通孔1201,从而便利于将转接铜排714与母线铜排750进行固定或拆卸,以及方便维修或测试转接铜排714与直流母线7铜排。滤波器座体721背离直线母线电容的一侧开设有两个对准孔7211。两个对准孔7211位于母线铜排750与转接铜排714的连接处,且与贯通孔1201相对设置。两个对准孔7211沿电机控制器3的高度方向Z依次排布设置。电机控制器1还包括母线盖板17,母线盖板17固定于箱体10并封盖贯通孔1201,一方面,提高了电机控制器3的防尘、防水等防护性能;另一方面,避免电机控制器3内的电子器件对电机控制器3外的电子器件产生干扰;再一方面,为直流母线7的组装和拆卸提供操作空间,提高拆装效率,以及提高固定连接的可靠性。
电机控制器3还包括连接直流母线电容71和IGBT模组60的直流安装座80。具体地,电机控制器3还包括设置于直流母线电容71上的直流输出铜排715,IGBT模组60包括输入铜排61,输入铜排61和直流输出铜排715固定于直流安装座80上,从而实现直流母线电容71和IGBT模组60的连接。输入铜排61和直流输出铜排715可以通过锁紧螺钉固定于直流安装座80上。输入铜排61和直流输出铜排715还可以通过焊接或其它方式固定连接在一起,本实用新型不作具体限定。转接铜排714朝向IGBT模组60从直流母线电容71内伸出,并与转接铜排714设置于直流母线电容71的同一侧,从而缩短连接线路,提高空间利用率。
请一并参阅图2、图8、图12、图17和图18,图17是图12中的电机控制器3沿B-B线的剖视图;图18是图12中的电机控制器3沿C-C线的剖视图。电机控制器3还包括IGBT散热管路91,IGBT散热管路91包括第一通道911、第二通道912和连通于第一通道911和第二通道912之间的第三通道913,第一通道911和第二通道912分别连通至外部,第三通道913形成与箱体10和IGBT模组60之间。示例性地,在本实施例中,IGBT模组60包括IGBT板体65和设置在IGBT板体65背离驱动板21一侧的表面的散热排针66,以提高IGBT模组60与冷却流体的接触面积,提高对IGBT模组60的散热效率。在一些实施例中,IGBT模组60可以仅包括IGBT板体65,从而简化整体IGBT模组60的结构,节省空间布局。
需要说明的是,第一通道911和第二通道912可以是电机控制器3上供管路连接的接口区域;也可以是连接在电机控制器3上的管路围成的区域。
可以理解地,由于驱动板21固定于IGBT模组60上,因此驱动板21产生的大部分热量可以热传递至IGBT模组60通过IGBT散热管路91导出热量,其余热量可以通过空气散热。三相转接件40通过霍尔元件50连接IGBT模组60,因此三相转接件40产生的大部分热量可以通过霍尔元件50热传递至IGBT模组60,并通过IGBT散热管路91导出热量,其余热量可以通过空气和箱体10进行散热,从而提高了三相转接件40的散热效果。直流母线电容71通过直流安装座80与IGBT模组60连接,因此直流母线电容71产生的热量部分可以通过直流安装座80传递至IGBT模组60,并通过IGBT散热管路91导出热量,其余热量可以通过空气、箱体10及设置于直流母线电容71的导热硅脂膜进行散热,从而提高了直流母线电容71的散热效果。
在本实施例中,箱体10内设置有内置管路,内置管路与IGBT板体65形成第三通道913。内置管路由箱体10一体压铸而成,以优化箱体10的结构设计,降低第三通道913的漏水风险。第二通道912的一端连通于第三通道913,第二通道912的另一端连通于外置管路94。外置管路94和第一通道911设置于箱体10的同一侧,从而提高组装和拆卸效率,方便维修。第三通道913与排液管路的连接处设置有引流结构915,从而能够将第三通道913的液体顺畅且快速地排向排液管路,以提高IGBT模组60的散热效果。
在一些实施例中,第一通道911和第二通道912分别对应连接于第三通道913在电机控制器3的长度方向X(即第二方向)的两个侧部,本实用新型通过设计箱体10结构及第一通道911和第二通道912的设置位置,例如箱体10与IGBT搭接,并将第一通道911和第二通道912连接于第三通道913的两个侧部,因此箱体10与IGBT模组60无需采用摩擦焊工艺即可得到IGBT散热管路91,从而简化加工工艺,提供生产效率及降低成本。
示例性地,变速器2、电机1和电机控制器3共用一个冷却管路90,从而实现冷却管路90的高度集成、节省空间布局,进而缩小了电机控制器3总成的整体体积。冷却管路90包括IGBT散热管路91、电机散热管路、变速器管路和连通IGBT散热管路91与电机散热管路及变速器管路的连接管路。具体地,冷却流体从第一通道911流入电机控制器3的散热管路再从第二通道912流出经外置管路94到油冷器,再通过电机散热管路和变速器管路分别对应向电机1和变速器2导入冷却流体,以对电机1和变速器2进行散热,最终冷却流体通过电机1和变速器2内部后再从油冷器流出。在一些实施例中,IGBT散热管路91与电机散热管路和变速器管路可以相互独立设置,以提高对电机1和变速器2的散热效率。冷却流体包括至少一种冷却介质。冷却介质可以为但不局限于液体、气体或油等等。示例性的,在本实施例中,冷却流体采用水,从而降低成本,及提高散热效果。
电机控制器3还包括温度传感器95,温度传感器95设置于箱体10对应第一通道911的位置处,并用于检测第一通道911内的流体的温度,从而提高温度传感器95的测量精度和降低漏水损失。具体地,在本实施例中,箱体10的底部凸设有安装块18。安装块18开设有安装第一通道911的第一安装孔181和安装温度传感器95的第二安装孔182。连接通道与第一安装孔181及第二安装孔182相连通,以实现温度传感器95能够直接与冷却流体接触,从而提高检测第一通道911内的流体的温度的精准性。第一安装孔181开设于安装块18的底部,第二安装孔182开设于安装块18的侧部,从而便利于温度传感器95及第一通道911的安装,以及便利于第一通道911的布置。
电机控制器3通过改变直流母线7的装配方式、优化高压采样结构及其它元件在箱体10内的布局和装配等,提高的电机控制器3内部的空间利用率,使整个电机控制器3的体积只有6.2L,本实用新型的动力总成200的最高功率为270KW,如此动力总成200的功率密度为43.55kw/L。
请一并参阅图1至图18,在组装电机控制器3的过程中,先组装第一集成组件20和第二集成组件70。第一集成组件20和第二集成组件70固定在箱体10后,再安装固定屏蔽板23,屏蔽板23能够起到隔离直流母线电容71和IGBT模组60工作时产生的电磁干扰。安装控制板22和旋变线束,控制板22安装于屏蔽板23背离驱动板21的一侧、第一插接件31通过ping针连接并进行信号传输,第二插接件33通过旋变线束与控制板22连接。最后将盖体15、三相盖板16、母线盖板17安装于箱体10上,电机控制器3装配完成。组装第二集成组件70时,将滤波器72沿着电机控制器3的宽度方向Y穿过直流母线电容71伸出的转接铜排714,以实现直流母线电容71与滤波器72的装配。直流母线7输入的直流电通过直流母线电容71传输至IGBT模组60。
本实用新型提供的动力总成200,通过调整直流母线7的安装方式,缩短的电控外壳6的长度和降低的动力总成200的体积。屏蔽板23和箱体10通过结构设计组合成第一屏蔽舱103,以对第一插接件31进行屏蔽,从而可以不用再开发额外的屏蔽罩,提高空间利用率。电控外壳6的箱体10设置有容置第二插接件33的第二屏蔽舱104的结构,可以减少第二插接件33受到的高压干扰。直流母线电容71上用采样结构713和控制板22固定连接进行高压采样,既达到电池的高压采样功能,也起到固定控制板22的作用,节省成本和空间,也利于控制板22拆卸。电机外壳4内设计箱体10和IGBT模组60围成的IGBT散热管路91及利用第一通道911和排放管路的位置调整,从而实现箱体10无需摩擦焊就可得到IGBT散热管路91,降低了成本。温度传感器95放置在控制器外,并伸入至第一通道911内,从而加强了采样精度又保证密封失效后不会使控制器损坏只需更换一个传感器就可继续使用。通过调整电机控制器3的安装位置,本实用新型通过将电机控制器3安装于电机1和变速器2的连接拐角部300处,并与电机1和变速器2搭接,从而电机控制器3充分利用电机1和变速器2之间的剩余空间,缩减了动力总成200的体积,因此电机控制器3不占用动力总成200在高度方向Z的高度和并合理利用传动半轴8上方的空间。此外,通过对电机控制器3的内部结构优化,降低了电机控制器3的体积和质量,提高了电机控制器3的整机的功率密度。
以上对本实用新型实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上上述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (10)
1.一种动力总成,其特征在于,包括:
电机;
变速器,所述变速器与所述电机连接并在连接处形成拐角部;
电机控制器,所述电机控制器设置于所述拐角部处,并与所述电机和所述变速器搭接;和
支撑架,沿着所述动力总成的高度方向,所述支撑架的一端连接所述电机控制器,所述支撑架的另一端连接所述变速器,所述支撑架与所述电机间隔设置。
2.如权利要求1所述的动力总成,其特征在于,所述变速器包括与所述电机传动连接的输入侧部件和与输入侧部件传动连接的输出侧部件,所述输入侧部件临近所述电机设置,所述电机控制器与所述电机和所述输出侧部件搭接,所述支撑架连接于所述输出侧部件。
3.如权利要求2所述的动力总成,其特征在于,所述支撑架安装于所述输出侧部件朝向所述电机的一侧的侧壁。
4.如权利要求1所述的动力总成,其特征在于,所述电机控制器还包括相对所述电机和所述变速器悬空设置的第一边缘部,所述第一边缘部上设置有第一支撑安装部,所述变速器上设置有第一支撑配合部,所述支撑架的一端连接所述第一支撑安装部,所述支撑架的另一端连接所述第一支撑配合部上。
5.如权利要求4所述的动力总成,其特征在于,所述第一支撑安装部和所述第一支撑配合部沿所述动力总成的高度方向依次排布设置。
6.如权利要求4所述的动力总成,其特征在于,所述支撑架包括第一支撑板和与所述第一支撑板连接的第二支撑板,所述第一支撑板设置有与所述第一支撑安装部对应连接的第一安装位;所述第二支撑板设置有与所述第一支撑配合部对应连接的第二安装位,所述第一安装位的数量等于或大于所述第二安装位的数量。
7.如权利要求6所述的动力总成,其特征在于,所述支撑架还包括防护板,所述防护板凸设于所述第一支撑板和/或所述第二支撑板的边缘,并与所述第一支撑板和/或所述第二支撑板形成防护槽,所述防护槽的槽口在所述动力总成的宽度方向上背向所述变速器。
8.如权利要求4所述的动力总成,其特征在于,所述电机控制器还包括与所述第一边缘部连接的第二边缘部,第二边缘部与所述电机搭接,所述第二边缘部上设置有第二支撑安装部,所述电机上设置有与所述第二支撑安装部配合固定的第二支撑配合部。
9.如权利要求1所述的动力总成,其特征在于,沿着所述动力总成的高度方向,所述电机控制器的最高点低于所述电机的最高点和/或所述变速器的最高点。
10.一种车辆,其特征在于,包括车身和安装于车身上的如权利要求1-9任意一项所述的动力总成。
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