带冷却机构的电机、逆变器和变速器的集成驱动装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种带冷却机构的电机、逆变器和变速器集成驱动装置，其特征在于，包括：电机、逆变器、变速器、下部冷却腔、上部冷却腔和中部导流通道。本实用新型提供的带冷却机构的电机、逆变器和变速器集成驱动装置能够对集成在一起的电机、逆变器和变速器进行很好的冷却，并且设计的冷却流道可以应用制作工艺相对简单的挤压工艺，从而提高成品率，降低制造成本。
【专利说明】
带冷却机构的电机、逆变器和变速器的集成驱动装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及电动汽车电机制造技术领域，具体而言，涉及一种带冷却机构的电机、逆变器和变速器的集成驱动装置。
【背景技术】
[0002]伴随着汽车产业的高速发展，石油资源短缺、环境变暖和气候变暖等一系列问题已经突现。以纯电动汽车为代表的新能源汽车必将成为我国汽车产业发展的重要方向之一。而汽车电力驱动装置作为纯电动汽车唯一的动力源，其性能直接影响整车的动力性、稳定性以及舒适性。
[0003]由于电动汽车用电机的设计要求需要满足体积小、重量轻、功率密度高、散热能力好等特征，所以电动汽车用电机(主要指交流异步电机和永磁电机)一般选择采用液冷散热方式，电机的冷却流道一般设置在电机的定子周围，通过冷却介质的流动/循环，带走电机的热量。
[0004]有鉴于此，需要设计一种带冷却机构的电机、逆变器和变速器集成驱动装置，能够对集成在一起的电机、逆变器和变速器进行很好的冷却，并且设计的冷却流道成品率、制造成本低。
【实用新型内容】
[0005]针对上述技术问题，本实用新型设计的一种带冷却机构的电机、逆变器和变速器集成驱动装置，能够对集成在一起的电机、逆变器和变速器进行很好的冷却，并且设计的冷却流道成品率、制造成本低。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供了一种带冷却机构的电机、逆变器和变速器集成驱动装置，包括:电机，其包括中壳体、前端盖、后端盖以及容纳在由该中壳体限定的腔室内的定子组件和转子组件逆变器，设置在该电机的与该输出端相对的另一端的，该逆变器包括逆变器壳体和功率模块，其中所述逆变器壳体构造成适合用作该电机的所述后端盖;和变速器，其设置在该电机的输出端，该变速器具有变速器壳体和传动机构，所述变速器壳体构造成适合用作该电机的所述前端盖;下部冷却腔，是由逆变器的逆变器壳体和电机的中壳体密封配合而成的空间；上部冷却腔，是由变速器的变速器壳体和电机的中壳体密封配合而成的空间；中部导流通道，其设置在电机的中壳体内，该中部导流通道的第一端连接在下部冷却腔的冷却剂流出端，并且第二端连接在上部冷却腔的冷却剂流入端。
[0007]进一步地，所述中部导流通道与中壳体是一体式的。
[0008]进一步地，所述中部导流通道与中壳体通过挤压成型工艺同时制造而成。
[0009]本实用新型提供的带冷却机构的电机、逆变器和变速器集成驱动装置能够对集成在一起的电机、逆变器和变速器进行很好的冷却，并且设计的冷却流道可以应用制作工艺相对简单的挤压工艺，从而提高成品率，降低制造成本。本实用新型提供的冷却流道适合于采用挤压工艺集成制造具有冷却流道的电机，并通过预设连通导流通道的中壳体密封连接，从而构成冷却介质的闭合循环流道，通过设计一种全新的具有冷却流道的电动汽车用电机结构，使得可以应用制作工艺相对简单的挤压工艺，从而提高成品率，降低制造成本。
[0010]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0011]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0012]图1是本实用新型一实施例的带冷却机构的电机、逆变器和变速器集成驱动装置的结构示意图；
[0013]图2是本实用新型一实施例的电机中冷却流道的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。下文中将详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
[0015]本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
[0016]本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0017]图1是本实用新型一实施例的带冷却机构的电机、逆变器和变速器集成驱动装置的结构示意图。如图1所示，本实用新型提供了一种带冷却机构的电机、逆变器和变速器集成驱动装置，包括:电机1A，其包括中壳体、前端盖、后端盖以及容纳在由该中壳体限定的腔室内的定子组件11和转子组件12;逆变器1B，设置在该电机IA的与该输出端相对的另一端的，该逆变器IB包括逆变器壳体和功率模块，其中所述逆变器壳体构造成适合用作该电机IA的所述后端盖;和变速器1C，其设置在该电机IA的输出端，该变速器IC具有变速器壳体和传动机构，所述变速器壳体构造成适合用作该电机IA的所述前端盖。
[0018]定子组件11设有交流输入端子，所述功率模块设有交流输出端子(未示出)，所述交流输入端子13和所述交流输出端子配置成使得在该电机IA和该逆变器IB组装完成后所述交流输入端子13和所述交流输出端子直接连接在一起。例如，交流输入端子13和交流输出端子通过螺纹连接、熔接、软钎焊、硬钎焊、铆接和弹性接触连接在一起。
[0019]转子组件12包括转子轴，该转子轴的一端通过第一轴承组件支承，另一端通过第二轴承组件由逆变器壳体支承。例如，第一轴承组件和所述第二轴承组件为球轴承或滑动轴承。第一轴承组件包括第一轴承座，所述第二轴承组件包括第二轴承座，所述第一轴承座始终支承在所述第一轴承组件上，所述第二轴承座始终支承在所述逆变器壳体上。
[0020]紧固件包括延伸穿过所述第一轴承组件、中壳体和逆变器壳体从一侧将它们紧固在一起的一组紧固螺栓15。紧固件包括延伸穿过所述第一轴承组件和所述中壳体并将两者紧固在一起的第一组紧固螺栓和延伸穿过所述逆变器壳体和所述中壳体并将两者紧固在一起的第二组紧固螺栓。
[0021 ]逆变器IB包括电容模块(未示出)和功率模块，电容模块具有与直流电源电连接的直流连接端;功率模块其具有多个开关电路、直流输入端子未示出及交流输出端子，在本文中所述交流输出端子也称为交流输出端子，所述直流输入端电连接于直流电源。开关电路将从直流输入端获得的直流电转换为交流电，并通过交流输出端输出。逆变器壳体将功率模块和电容模块封装由其形成的腔室内。
[0022]电机IA的定子组件11在其面向逆变器IB的一端设有三个交流输入端子13，交流输入端子13设置定子组件的端部下侧。相应地，在逆变器IB的功率模块的一端的下侧设有三个交流输出端子，所述三个交流输出端子配置成使得将逆变器IB和电机IA组转完成后，三个交流输出端子与相应的三个交流输入端子13直接接触，例如通过螺纹连接、熔接、软钎焊、硬钎焊、铆接和弹性接触连接在一起，而无需使用额外的连接线，这也降低了制造成本。
[0023]图2是本实用新型一实施例的电机中冷却流道的结构示意图。如图2所示，本实用新型提供的一种带冷却机构的电机、逆变器和变速器集成驱动装置，还包括:下部冷却腔，是由逆变器IB的逆变器壳体和电机IA的中壳体密封配合而成的空间；上部冷却腔，是由变速器IC的变速器壳体和电机IA的中壳体密封配合而成的空间；中部导流通道，其设置在电机的中壳体内，该中部导流通道的第一端连接在下部冷却腔的冷却剂流出端，并且第二端连接在上部冷却腔的冷却剂流入端。例如，冷却剂入口MI从变速器壳体延伸出，而冷却剂出口 MO从逆变器壳体延伸出。
[0024]冷却流道主要由三部分组成:作为下部的下部冷却腔SE、作为中部的中部导流通道SM、作为上部的上部冷却腔ST。下部冷却腔SE是由电机的后端盖和若干压片配合而成的空间；上部冷却腔ST是由电机的逆变器端盖和前壳体组合而成的空间；中部导流通道SM设置在电机的中壳体内，该中部导流通道SM的第一端连接在下部冷却腔SE的冷却剂流出端，并且该中部导流通道SM的第二端连接在上部冷却腔ST的冷却剂流入端。本实用新型提供的冷却流道能够有效冷却带冷却机构的电机、逆变器和变速器集成驱动装置的温度。
[0025]前壳体直接接触定子，从而将定子上的热量通过前壳体散发出去。
[0026]由上可知，由变速器IC的变速器壳体和电机IA的中壳体密封配合而成的空间(上部冷却腔ST)和由下部冷却腔，是由逆变器IB的逆变器壳体和电机IA的中壳体密封配合而成的空间(下部冷却腔SE)通过设置在中壳体内的连通通道中部导流通道SM，便于采用挤压工艺制造密封导通，从而构成冷却介质的闭合循环流道。
[0027]例如，冷却剂入口MI设置在下部冷却腔与中部导流通道相连的另一端，并且冷却剂出口 MO设置在上部冷却腔与中部导流通道相连的另一端。
[0028]前壳体与逆变器端盖通过粘合胶粘结在一起形成密闭的空腔。进一步地，所述前壳体与定子之间的空间内填充了导热胶。在前壳体与定子之间的空间内填充了导热胶，目的是使定子花冠的热量通过导热胶传递到前壳体上，使导热效果更佳。前壳体上具有碗型结构特征，目的就是更好的容纳导热胶，为充填导热胶提供空间。
[0029]中壳体位于前壳体侧的外边缘接触前壳体的凸出部，并且中壳体的内壁接触定子，这种结构能够通过中壳体将定子上的热量传导到外部进行散热。就中壳体形成的散热路径而言，第一路径是中壳体将定子的热量从二者接触部分发散至中壳体外侧的中部导流通道，然后通过冷却介质进行冷却；第二路径是中壳体将定子的热量通过中壳体与前壳体接触区域由前壳体散发到前壳体的外侧区域。
[0030]中壳体位于前壳体侧的外边缘接触前壳体的凸出部的一侧，逆变器端盖位于前壳体侧的外边缘接触前壳体的凸出部的另一侧，并且中壳体的内壁接触定子，这种结构能够通过中壳体将定子上的热量传导到外部进行散热。就中壳体形成的散热路径而言，第一路径是中壳体将定子的热量从二者接触部分发散至中壳体的外侧区域;第二路径是中壳体将定子的热量通过中壳体与前壳体接触区域由前壳体散发到前壳体的外侧区域;第三路径是中壳体将定子的热量通过中壳体与前壳体接触区域传导到前壳体，再由与前壳体接触逆变器端盖的散发到逆变器端盖的外侧区域。
[0031]如图2所示，本实用新型提供的冷却流道的下部冷却腔可以很好提高逆变器的散热效果。
[0032]本实用新型创新之一在于通过使电机IA与变速器IB共用变速器半壳体作为电机的前端盖，电机IA和逆变器IC共用逆变器壳体作为电机的后端盖，使得组装后的包括电机1A、变速器IB和逆变器IC的电力驱动装置的总体积(尺寸)显著减小，既减小了占地面积，还节省了制造成本。进一步来说，将逆变器的交流输出端子和电机的交流输入端子配置成在组装完成后直接接触连接，可以避免在装配时使用额外的连接线，从而使装配变得简单，并且降低了装配成本。
[0033]本实用新型创新之二在于对于冷却结构设计，创新引入了分布式设计理念，将传统整体设计制造的冷却流道拆分成上部冷却腔、中部导流通道和下部冷却腔分别设计制造的方案，将中部导流通道设置在电机中壳体中，将上部冷却腔设置在电机上盖和上壳体中，将下部冷却腔设置在后端盖和若干压片配合而成的空间，这种分布式设计引入“中部导流通道”概念从而简化了传统冷却流道的设计方案，并且将可规格化制造的“中部导流通道”设置在电机中壳体中，使得本实用新型提供的带“中部导流通道”的外壳能够采用挤压工艺制造。进一步地，根据冷却流道的不同设计方案，可以随时调整贯通空腔的形状、尺寸和结构，本实用新型提供的这种设计方案使得带有冷却流道的电机结构得到大大简化，通过采用挤压工艺提高产品的可靠性和成品率，并且由于避免了机加工使得制造成本大大降低。
[0034]本实用新型创新之三在于通过设计一种全新的具有冷却流道的电动汽车用电机结构，使得可以应用制作工艺相对简单的挤压工艺，从而提高成品率，降低制造成本。
[0035]以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种带冷却机构的电机、逆变器和变速器的集成驱动装置，其特征在于，包括: 电机，其包括中壳体、前端盖、后端盖以及容纳在由该中壳体限定的腔室内的定子组件和转子组件； 逆变器，设置在与电机前的输出端相对的另一端，该逆变器包括逆变器壳体和功率模块，其中所述逆变器壳体构造成适合用作该电机的所述后端盖;和 变速器，其设置在该电机的输出端，该变速器具有变速器壳体和传动机构，所述变速器壳体构造成适合用作该电机的所述前端盖； 下部冷却腔，是由逆变器的逆变器壳体和电机的中壳体密封配合而成的空间； 上部冷却腔，是由变速器的变速器壳体和电机的中壳体密封配合而成的空间； 中部导流通道，其设置在电机的中壳体内，该中部导流通道的第一端连接在下部冷却腔的冷却剂流出端，并且第二端连接在上部冷却腔的冷却剂流入端。2.根据权利要求1所述的集成驱动装置，其特征在于，所述中部导流通道与中壳体是一体式的。3.根据权利要求2所述的集成驱动装置，其特征在于，所述中部导流通道与中壳体通过挤压成型工艺同时制造而成。
【文档编号】H02K9/19GK205417150SQ201520890078
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年11月10日
【发明人】朱阳光, 徐青
【申请人】大陆汽车投资（上海）有限公司