帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器的集成驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器集成驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括：電機(jī)、逆變器、變速器、下部冷卻腔、上部冷卻腔和中部導(dǎo)流通道。本實(shí)用新型提供的帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器集成驅(qū)動(dòng)裝置能夠?qū)稍谝黄鸬碾姍C(jī)、逆變器和變速器進(jìn)行很好的冷卻，并且設(shè)計(jì)的冷卻流道可以應(yīng)用制作工藝相對(duì)簡單的擠壓工藝，從而提高成品率，降低制造成本。
【專利說明】
帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器的集成驅(qū)動(dòng)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車電機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器的集成驅(qū)動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，石油資源短缺、環(huán)境變暖和氣候變暖等一系列問題已經(jīng)突現(xiàn)。以純電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車必將成為我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向之一。而汽車電力驅(qū)動(dòng)裝置作為純電動(dòng)汽車唯一的動(dòng)力源，其性能直接影響整車的動(dòng)力性、穩(wěn)定性以及舒適性。
[0003]由于電動(dòng)汽車用電機(jī)的設(shè)計(jì)要求需要滿足體積小、重量輕、功率密度高、散熱能力好等特征，所以電動(dòng)汽車用電機(jī)(主要指交流異步電機(jī)和永磁電機(jī))一般選擇采用液冷散熱方式，電機(jī)的冷卻流道一般設(shè)置在電機(jī)的定子周圍，通過冷卻介質(zhì)的流動(dòng)/循環(huán)，帶走電機(jī)的熱量。
[0004]有鑒于此，需要設(shè)計(jì)一種帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器集成驅(qū)動(dòng)裝置，能夠?qū)稍谝黄鸬碾姍C(jī)、逆變器和變速器進(jìn)行很好的冷卻，并且設(shè)計(jì)的冷卻流道成品率、制造成本低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器集成驅(qū)動(dòng)裝置，能夠?qū)稍谝黄鸬碾姍C(jī)、逆變器和變速器進(jìn)行很好的冷卻，并且設(shè)計(jì)的冷卻流道成品率、制造成本低。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器集成驅(qū)動(dòng)裝置，包括:電機(jī)，其包括中殼體、前端蓋、后端蓋以及容納在由該中殼體限定的腔室內(nèi)的定子組件和轉(zhuǎn)子組件逆變器，設(shè)置在該電機(jī)的與該輸出端相對(duì)的另一端的，該逆變器包括逆變器殼體和功率模塊，其中所述逆變器殼體構(gòu)造成適合用作該電機(jī)的所述后端蓋;和變速器，其設(shè)置在該電機(jī)的輸出端，該變速器具有變速器殼體和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述變速器殼體構(gòu)造成適合用作該電機(jī)的所述前端蓋;下部冷卻腔，是由逆變器的逆變器殼體和電機(jī)的中殼體密封配合而成的空間；上部冷卻腔，是由變速器的變速器殼體和電機(jī)的中殼體密封配合而成的空間；中部導(dǎo)流通道，其設(shè)置在電機(jī)的中殼體內(nèi)，該中部導(dǎo)流通道的第一端連接在下部冷卻腔的冷卻劑流出端，并且第二端連接在上部冷卻腔的冷卻劑流入端。
[0007]進(jìn)一步地，所述中部導(dǎo)流通道與中殼體是一體式的。
[0008]進(jìn)一步地，所述中部導(dǎo)流通道與中殼體通過擠壓成型工藝同時(shí)制造而成。
[0009]本實(shí)用新型提供的帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器集成驅(qū)動(dòng)裝置能夠?qū)稍谝黄鸬碾姍C(jī)、逆變器和變速器進(jìn)行很好的冷卻，并且設(shè)計(jì)的冷卻流道可以應(yīng)用制作工藝相對(duì)簡單的擠壓工藝，從而提高成品率，降低制造成本。本實(shí)用新型提供的冷卻流道適合于采用擠壓工藝集成制造具有冷卻流道的電機(jī)，并通過預(yù)設(shè)連通導(dǎo)流通道的中殼體密封連接，從而構(gòu)成冷卻介質(zhì)的閉合循環(huán)流道，通過設(shè)計(jì)一種全新的具有冷卻流道的電動(dòng)汽車用電機(jī)結(jié)構(gòu)，使得可以應(yīng)用制作工藝相對(duì)簡單的擠壓工藝，從而提高成品率，降低制造成本。
[0010]本實(shí)用新型附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0011]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0012]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器集成驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的電機(jī)中冷卻流道的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。下文中將詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能解釋為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0015]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、“所述”和“該”也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，本實(shí)用新型的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)的任一單元和全部組合。
[0016]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語具有與本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0017]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器集成驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器集成驅(qū)動(dòng)裝置，包括:電機(jī)1A，其包括中殼體、前端蓋、后端蓋以及容納在由該中殼體限定的腔室內(nèi)的定子組件11和轉(zhuǎn)子組件12;逆變器1B，設(shè)置在該電機(jī)IA的與該輸出端相對(duì)的另一端的，該逆變器IB包括逆變器殼體和功率模塊，其中所述逆變器殼體構(gòu)造成適合用作該電機(jī)IA的所述后端蓋;和變速器1C，其設(shè)置在該電機(jī)IA的輸出端，該變速器IC具有變速器殼體和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述變速器殼體構(gòu)造成適合用作該電機(jī)IA的所述前端蓋。
[0018]定子組件11設(shè)有交流輸入端子，所述功率模塊設(shè)有交流輸出端子(未示出)，所述交流輸入端子13和所述交流輸出端子配置成使得在該電機(jī)IA和該逆變器IB組裝完成后所述交流輸入端子13和所述交流輸出端子直接連接在一起。例如，交流輸入端子13和交流輸出端子通過螺紋連接、熔接、軟釬焊、硬釬焊、鉚接和彈性接觸連接在一起。
[0019]轉(zhuǎn)子組件12包括轉(zhuǎn)子軸，該轉(zhuǎn)子軸的一端通過第一軸承組件支承，另一端通過第二軸承組件由逆變器殼體支承。例如，第一軸承組件和所述第二軸承組件為球軸承或滑動(dòng)軸承。第一軸承組件包括第一軸承座，所述第二軸承組件包括第二軸承座，所述第一軸承座始終支承在所述第一軸承組件上，所述第二軸承座始終支承在所述逆變器殼體上。
[0020]緊固件包括延伸穿過所述第一軸承組件、中殼體和逆變器殼體從一側(cè)將它們緊固在一起的一組緊固螺栓15。緊固件包括延伸穿過所述第一軸承組件和所述中殼體并將兩者緊固在一起的第一組緊固螺栓和延伸穿過所述逆變器殼體和所述中殼體并將兩者緊固在一起的第二組緊固螺栓。
[0021 ]逆變器IB包括電容模塊(未示出)和功率模塊，電容模塊具有與直流電源電連接的直流連接端;功率模塊其具有多個(gè)開關(guān)電路、直流輸入端子未示出及交流輸出端子，在本文中所述交流輸出端子也稱為交流輸出端子，所述直流輸入端電連接于直流電源。開關(guān)電路將從直流輸入端獲得的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并通過交流輸出端輸出。逆變器殼體將功率模塊和電容模塊封裝由其形成的腔室內(nèi)。
[0022]電機(jī)IA的定子組件11在其面向逆變器IB的一端設(shè)有三個(gè)交流輸入端子13，交流輸入端子13設(shè)置定子組件的端部下側(cè)。相應(yīng)地，在逆變器IB的功率模塊的一端的下側(cè)設(shè)有三個(gè)交流輸出端子，所述三個(gè)交流輸出端子配置成使得將逆變器IB和電機(jī)IA組轉(zhuǎn)完成后，三個(gè)交流輸出端子與相應(yīng)的三個(gè)交流輸入端子13直接接觸，例如通過螺紋連接、熔接、軟釬焊、硬釬焊、鉚接和彈性接觸連接在一起，而無需使用額外的連接線，這也降低了制造成本。
[0023]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的電機(jī)中冷卻流道的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實(shí)用新型提供的一種帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器集成驅(qū)動(dòng)裝置，還包括:下部冷卻腔，是由逆變器IB的逆變器殼體和電機(jī)IA的中殼體密封配合而成的空間；上部冷卻腔，是由變速器IC的變速器殼體和電機(jī)IA的中殼體密封配合而成的空間；中部導(dǎo)流通道，其設(shè)置在電機(jī)的中殼體內(nèi)，該中部導(dǎo)流通道的第一端連接在下部冷卻腔的冷卻劑流出端，并且第二端連接在上部冷卻腔的冷卻劑流入端。例如，冷卻劑入口MI從變速器殼體延伸出，而冷卻劑出口 MO從逆變器殼體延伸出。
[0024]冷卻流道主要由三部分組成:作為下部的下部冷卻腔SE、作為中部的中部導(dǎo)流通道SM、作為上部的上部冷卻腔ST。下部冷卻腔SE是由電機(jī)的后端蓋和若干壓片配合而成的空間；上部冷卻腔ST是由電機(jī)的逆變器端蓋和前殼體組合而成的空間；中部導(dǎo)流通道SM設(shè)置在電機(jī)的中殼體內(nèi)，該中部導(dǎo)流通道SM的第一端連接在下部冷卻腔SE的冷卻劑流出端，并且該中部導(dǎo)流通道SM的第二端連接在上部冷卻腔ST的冷卻劑流入端。本實(shí)用新型提供的冷卻流道能夠有效冷卻帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器集成驅(qū)動(dòng)裝置的溫度。
[0025]前殼體直接接觸定子，從而將定子上的熱量通過前殼體散發(fā)出去。
[0026]由上可知，由變速器IC的變速器殼體和電機(jī)IA的中殼體密封配合而成的空間(上部冷卻腔ST)和由下部冷卻腔，是由逆變器IB的逆變器殼體和電機(jī)IA的中殼體密封配合而成的空間(下部冷卻腔SE)通過設(shè)置在中殼體內(nèi)的連通通道中部導(dǎo)流通道SM，便于采用擠壓工藝制造密封導(dǎo)通，從而構(gòu)成冷卻介質(zhì)的閉合循環(huán)流道。
[0027]例如，冷卻劑入口MI設(shè)置在下部冷卻腔與中部導(dǎo)流通道相連的另一端，并且冷卻劑出口 MO設(shè)置在上部冷卻腔與中部導(dǎo)流通道相連的另一端。
[0028]前殼體與逆變器端蓋通過粘合膠粘結(jié)在一起形成密閉的空腔。進(jìn)一步地，所述前殼體與定子之間的空間內(nèi)填充了導(dǎo)熱膠。在前殼體與定子之間的空間內(nèi)填充了導(dǎo)熱膠，目的是使定子花冠的熱量通過導(dǎo)熱膠傳遞到前殼體上，使導(dǎo)熱效果更佳。前殼體上具有碗型結(jié)構(gòu)特征，目的就是更好的容納導(dǎo)熱膠，為充填導(dǎo)熱膠提供空間。
[0029]中殼體位于前殼體側(cè)的外邊緣接觸前殼體的凸出部，并且中殼體的內(nèi)壁接觸定子，這種結(jié)構(gòu)能夠通過中殼體將定子上的熱量傳導(dǎo)到外部進(jìn)行散熱。就中殼體形成的散熱路徑而言，第一路徑是中殼體將定子的熱量從二者接觸部分發(fā)散至中殼體外側(cè)的中部導(dǎo)流通道，然后通過冷卻介質(zhì)進(jìn)行冷卻；第二路徑是中殼體將定子的熱量通過中殼體與前殼體接觸區(qū)域由前殼體散發(fā)到前殼體的外側(cè)區(qū)域。
[0030]中殼體位于前殼體側(cè)的外邊緣接觸前殼體的凸出部的一側(cè)，逆變器端蓋位于前殼體側(cè)的外邊緣接觸前殼體的凸出部的另一側(cè)，并且中殼體的內(nèi)壁接觸定子，這種結(jié)構(gòu)能夠通過中殼體將定子上的熱量傳導(dǎo)到外部進(jìn)行散熱。就中殼體形成的散熱路徑而言，第一路徑是中殼體將定子的熱量從二者接觸部分發(fā)散至中殼體的外側(cè)區(qū)域;第二路徑是中殼體將定子的熱量通過中殼體與前殼體接觸區(qū)域由前殼體散發(fā)到前殼體的外側(cè)區(qū)域;第三路徑是中殼體將定子的熱量通過中殼體與前殼體接觸區(qū)域傳導(dǎo)到前殼體，再由與前殼體接觸逆變器端蓋的散發(fā)到逆變器端蓋的外側(cè)區(qū)域。
[0031]如圖2所示，本實(shí)用新型提供的冷卻流道的下部冷卻腔可以很好提高逆變器的散熱效果。
[0032]本實(shí)用新型創(chuàng)新之一在于通過使電機(jī)IA與變速器IB共用變速器半殼體作為電機(jī)的前端蓋，電機(jī)IA和逆變器IC共用逆變器殼體作為電機(jī)的后端蓋，使得組裝后的包括電機(jī)1A、變速器IB和逆變器IC的電力驅(qū)動(dòng)裝置的總體積(尺寸)顯著減小，既減小了占地面積，還節(jié)省了制造成本。進(jìn)一步來說，將逆變器的交流輸出端子和電機(jī)的交流輸入端子配置成在組裝完成后直接接觸連接，可以避免在裝配時(shí)使用額外的連接線，從而使裝配變得簡單，并且降低了裝配成本。
[0033]本實(shí)用新型創(chuàng)新之二在于對(duì)于冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，創(chuàng)新引入了分布式設(shè)計(jì)理念，將傳統(tǒng)整體設(shè)計(jì)制造的冷卻流道拆分成上部冷卻腔、中部導(dǎo)流通道和下部冷卻腔分別設(shè)計(jì)制造的方案，將中部導(dǎo)流通道設(shè)置在電機(jī)中殼體中，將上部冷卻腔設(shè)置在電機(jī)上蓋和上殼體中，將下部冷卻腔設(shè)置在后端蓋和若干壓片配合而成的空間，這種分布式設(shè)計(jì)引入“中部導(dǎo)流通道”概念從而簡化了傳統(tǒng)冷卻流道的設(shè)計(jì)方案，并且將可規(guī)格化制造的“中部導(dǎo)流通道”設(shè)置在電機(jī)中殼體中，使得本實(shí)用新型提供的帶“中部導(dǎo)流通道”的外殼能夠采用擠壓工藝制造。進(jìn)一步地，根據(jù)冷卻流道的不同設(shè)計(jì)方案，可以隨時(shí)調(diào)整貫通空腔的形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型提供的這種設(shè)計(jì)方案使得帶有冷卻流道的電機(jī)結(jié)構(gòu)得到大大簡化，通過采用擠壓工藝提高產(chǎn)品的可靠性和成品率，并且由于避免了機(jī)加工使得制造成本大大降低。
[0034]本實(shí)用新型創(chuàng)新之三在于通過設(shè)計(jì)一種全新的具有冷卻流道的電動(dòng)汽車用電機(jī)結(jié)構(gòu)，使得可以應(yīng)用制作工藝相對(duì)簡單的擠壓工藝，從而提高成品率，降低制造成本。
[0035]以上所述僅是本實(shí)用新型的部分實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶冷卻機(jī)構(gòu)的電機(jī)、逆變器和變速器的集成驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括: 電機(jī)，其包括中殼體、前端蓋、后端蓋以及容納在由該中殼體限定的腔室內(nèi)的定子組件和轉(zhuǎn)子組件； 逆變器，設(shè)置在與電機(jī)前的輸出端相對(duì)的另一端，該逆變器包括逆變器殼體和功率模塊，其中所述逆變器殼體構(gòu)造成適合用作該電機(jī)的所述后端蓋;和 變速器，其設(shè)置在該電機(jī)的輸出端，該變速器具有變速器殼體和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述變速器殼體構(gòu)造成適合用作該電機(jī)的所述前端蓋； 下部冷卻腔，是由逆變器的逆變器殼體和電機(jī)的中殼體密封配合而成的空間； 上部冷卻腔，是由變速器的變速器殼體和電機(jī)的中殼體密封配合而成的空間； 中部導(dǎo)流通道，其設(shè)置在電機(jī)的中殼體內(nèi)，該中部導(dǎo)流通道的第一端連接在下部冷卻腔的冷卻劑流出端，并且第二端連接在上部冷卻腔的冷卻劑流入端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述中部導(dǎo)流通道與中殼體是一體式的。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述中部導(dǎo)流通道與中殼體通過擠壓成型工藝同時(shí)制造而成。
【文檔編號(hào)】H02K9/19GK205417150SQ201520890078
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月10日
【發(fā)明人】朱陽光, 徐青
【申請(qǐng)人】大陸汽車投資（上海）有限公司