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CN112572120B - 集成式电驱动系统和电动车辆 - Google Patents

集成式电驱动系统和电动车辆

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CN112572120B
CN112572120B CN201910924340.6A CN201910924340A CN112572120B CN 112572120 B CN112572120 B CN 112572120B CN 201910924340 A CN201910924340 A CN 201910924340A CN 112572120 B CN112572120 B CN 112572120B
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Abstract

本申请提供一种集成式电驱动系统，包括：电机，所述电机包括第一壳体和输出轴；变速箱，所述变速箱包括第二壳体和驱动轴，所述变速箱接收所述输出轴的输入转矩，并通过所述驱动轴输出；电力电子模块，所述电力电子模块包括第三壳体和电子器件，所述电子器件被配置成为所述电机提供电力；其中，所述电力电子模块被构造成围绕所述驱动轴布置。另外，本申请还提供一种包括上述集成式电驱动系统的电动车辆。本申请的集成式电驱动系统具有更紧凑、更高集成度的结构和更强的散热能力，有利于电动车辆的空间优化和轻量化设计。

Description

集成式电驱动系统和电动车辆
技术领域
本申请涉及车辆驱动技术领域，尤其涉及一种集成式电驱动系统和包括该集成式电驱动系统的电动车辆。
背景技术
随着对能源危机和环境污染问题的重视以及电力驱动技术的发展，越来越多的车辆采用车载电源为动力，通过电驱动系统(eAxle，也称为“电驱动桥”或“电桥”等)来驱动车辆行驶。电驱动系统大体上是一种集成有电机、变速箱和电力电子模块(例如，逆变器)的动力驱动总成。这种集成式电驱动系统在提高功率密度、减少零部件数目、缩短高压线缆长度和结构紧凑方面具有明显的优点。
在现有的集成式电驱动系统中，电机的壳体与变速箱壳体固定连接或形成为一体，电机的输出轴带动变速箱中的变速机构，并进而带动变速箱的驱动轴来驱动电动车辆的车轮。由于电机和变速箱的运动配合关系，电机和变速箱通常沿电机的输出轴的延伸方向固定联接，而电机的输出轴和变速箱的驱动轴可以根据布局被构造成布置在变速箱的同一侧或两侧。为避免占用过多的空间，电力电子模块可布置在变速箱的驱动轴的一侧，例如，在变速箱的驱动轴的上侧、下侧、左侧或右侧。这样，可以利用变速箱和车轮之间的空间来容纳电力电子模块。然而，这种布局仍然存在缺点，例如，当电力电子模块布置在变速箱的驱动轴的一侧时，该侧的空间大小限制了电力电子模块的尺寸，影响电力电子模块中的电子器件的布置和散热，同时驱动轴的另一侧的空间则未被使用，造成空间的浪费。
因此，需要对现有的集成式电驱动系统进行改进，以充分利用空间和实现高效的散热。
发明内容
本申请的目的在于提出一种集成式电驱动系统，以克服上述技术问题。
为此，根据本申请的一方面，提供一种集成式电驱动系统，包括：
电机，所述电机包括第一壳体和输出轴；
变速箱，所述变速箱包括第二壳体和驱动轴，所述变速箱接收所述输出轴的输入转矩，并通过所述驱动轴输出；
电力电子模块，所述电力电子模块包括第三壳体和电子器件，所述电子器件被配置成为所述电机提供电力；
其中，所述电力电子模块被构造成围绕所述驱动轴布置。
可选地，所述电力电子模块被构造成中空结构，所述驱动轴穿过所述电力电子模块的第三壳体。
可选地，所述电子器件围绕所述驱动轴布置在所述第三壳体的内部。
可选地，所述电力电子模块和所述电机布置在所述变速箱的同一侧，且所述第三壳体与所述第一壳体连接或成为一体，或所述第一壳体、所述第二壳体和所述第三壳体连接或成为一体。
可选地，所述第一壳体、所述第二壳体和所述第三壳体中的至少一个设有冷却回路。
可选地，所述第一壳体的第一冷却回路和所述第三壳体的第三冷却回路连通。
可选地，所述第一壳体的第一冷却回路、所述第二壳体的第二冷却回路和所述第三壳体的第三冷却回路连通。
可选地，所述第三壳体上设有连接端口，所述连接端口能够与外部电路连接。
根据本申请的另一方面，提供了一种电动车辆，其包括如上所述的集成式电驱动系统。
本申请的集成式电驱动系统，可以充分利用变速箱的驱动轴周围的空间，使整个组件更紧凑，减少安装空间，并且也便于冷却回路的布置，以进一步提高散热能力。
附图说明
下面将参照附图对本申请的示例性实施例进行详细描述，应当理解，下面描述的实施例仅用于解释本申请，而不对本申请的范围作出限制，在附图中：
图1是示意性地示出根据本申请的实施例的集成式电驱动系统的示意性透视图；
图2是示意性地示出图1中的集成式电驱动系统的示意性剖视图，其中仅保留了相应的壳体和冷却回路。
具体实施方式
下面结合示例详细描述本申请的优选实施例。在本申请的实施例中，以用于电动车辆的集成式电驱动系统为例对本申请进行描述。但是，本领域技术人员应当理解，这些示例性实施例并不意味着对本申请形成任何限制。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互组合。在不同的附图中，相同或相似的部件用相同的附图标记表示，且为简要起见，省略了其它的部件，但这并不表明本申请的集成式电驱动系统不可包括其它部件。应当理解，附图中部件的尺寸、比例关系以及部件的数目均不作为对本申请的限制。
如图1所示，根据本申请的实施例的集成式电驱动系统大体上包括电机10、变速箱20和电力电子模块30。电机10可包括第一壳体11和输出轴(图1中未示出)。变速箱20可包括第二壳体21和驱动轴22，且变速箱20接收电机10的输出轴的输入转矩，并通过驱动轴22输出，以驱动电动车辆的车轮转动。电力电子模块30可包括第三壳体31和电子器件(图1中未示出)，且电子器件被配置成为电机10提供电力。电力电子模块30可以是例如逆变器。应指出的是，本申请的集成式电驱动系统的电力电子模块30被构造成围绕变速箱20的驱动轴22布置，如图1所示。也就是说，电力电子模块30被构造成中空结构，驱动轴22穿过电力电子模块30的第三壳体31。相应地，电力电子模块30的电子器件可以围绕驱动轴22布置在第三壳体31的内部。这样，通过将电力电子模块30和变速箱20的驱动轴22形成嵌套结构，可以充分利用驱动轴22周围的空间，使整个装置更紧凑，减小安装空间并相应地可以提高车辆的利用空间。
应指出的是，在图1所示的本申请的实施例中，变速箱20的驱动轴22和电机10并排排列，即变速箱20的驱动轴22和电机10布置在变速箱20的同一侧，相应地，电力电子模块30和电机10布置在变速箱20的同一侧。然而，对于变速箱20的驱动轴22和电机10分别布置在变速箱20的两侧的实施例来说，同样可以使电力电子模块30充分利用驱动轴22周围的全部空间，而与现有的布置结构相比可以使未利用空间减小。
在第三壳体31上可设有连接端口32，例如端口扩展单元(PEU)的辅助部件，比如DC-DC连接器。连接端口32可以与外部电路连接，例如外部电源的供电电路、控制器的控制电路等。这样，连接端口32也可以充分地利用驱动轴22外围的空间，更便于连接端口31的布置。
如图1所示，在电力电子模块30和电机10布置在变速箱20的同一侧的情形中，电力电子模块30的第三壳体31可以与电机10的第一壳体11连接或成为一体。这样，可以使整个装置的结构更紧凑，便于安装，且可以缩短从电力电子模块30到电机10的电缆长度，从而降低成本、减轻重量。当然，在本申请的另一实施例中，电机10的第一壳体11、变速箱20的第二壳体21和电力电子模块30的第三壳体31也可以紧密地连接或成为一体，相应地可以实现进一步的技术效果。
为使本申请的集成式电驱动系统得到足够的冷却，可以在电机10的第一壳体11、变速箱20的第二壳体21和电力电子模块30的第三壳体31中的至少一个中设置冷却回路。如图2所示，示出了设置在电机10的第一壳体11中的第一冷却回路41和设置在电力电子模块30的第三壳体中的第三冷却回路43，且第一冷却回路41和第三冷却回路43互相连通而形成公共冷却回路40。当然，在本申请的另一实施例中，第一壳体10的第一冷却回路41、第二壳体21的第二冷却回路(图2中未示出)和第三壳体30的第三冷却回43路也可以互相连通。这样，通过形成公共冷却回路，可以实现更高程度的集成式冷却，减少部件数量，减轻维护工作。另外，图2还示出了公共冷却回路40的冷却液入口45和冷却液出口46，其中冷却液入口45设置在第三壳体31上，而冷却液出口46设置在第一壳体11上。然而，冷却液入口45和冷却液出口46也可以设置在同一壳体上。
根据本申请的另一实施例，电动车辆可包括上述的集成式电驱动系统，并且还可包括车身结构、动力电池、转向和制动结构等，在此不再赘述。
本申请的集成式电驱动系统具有更紧凑、更高集成度的结构和更强的散热能力，当安装在电动车辆上时，有利于电动车辆的空间优化和轻量化设计。
以上结合具体实施例对本申请进行了详细描述。显然，以上描述以及在附图中示出的实施例均应被理解为是示例性的，而不构成对本申请的限制。例如，在优选实施例中以用于电动车辆的集成式电驱动系统为例对本申请进行了描述，但是，不仅在电动车辆领域，而且在任何需要利用集成式电驱动系统来提供驱动的领域，都可获得应用。对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本申请的精神的情况下对其进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离本申请的范围。

Claims (8)

1.一种集成式电驱动系统，包括：
电机(10)，所述电机(10)包括第一壳体(11)和输出轴；
变速箱(20)，所述变速箱(20)包括第二壳体(21)和驱动轴(22)，所述变速箱(20)接收所述输出轴的输入转矩，并通过所述驱动轴(22)输出；
电力电子模块(30)，所述电力电子模块(30)包括第三壳体(31)和电子器件，所述电子器件被配置成为所述电机(10)提供电力；
其特征在于，所述电力电子模块(30)被构造成围绕所述驱动轴(22)布置；
其中，所述电力电子模块(30)被构造成中空结构，所述驱动轴(22)穿过所述电力电子模块(30)的第三壳体(31)，以使所述电力电子模块(30)和所述驱动轴(22)形成嵌套结构。
2.根据权利要求1所述的集成式电驱动系统，其特征在于，所述电子器件围绕所述驱动轴(22)布置在所述第三壳体(31)的内部。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的集成式电驱动系统，其特征在于，所述电力电子模块(30)和所述电机(10)布置在所述变速箱(20)的同一侧，且所述第三壳体(31)与所述第一壳体(11)连接或成为一体，或所述第一壳体(11)、所述第二壳体(21)和所述第三壳体(31)连接或成为一体。
4.根据权利要求1所述的集成式电驱动系统，其特征在于，所述第一壳体(11)、所述第二壳体(21)和所述第三壳体(31)中的至少一个设有冷却回路。
5.根据权利要求4所述的集成式电驱动系统，其特征在于，所述第一壳体(11)的第一冷却回路(41)和所述第三壳体(31)的第三冷却回路(43)连通。
6.根据权利要求4所述的集成式电驱动系统，其特征在于，所述第一壳体(11)的第一冷却回路(41)、所述第二壳体(21)的第二冷却回路和所述第三壳体(31)的第三冷却回路(43)连通。
7.根据权利要求1至2中的任一项所述的集成式电驱动系统，其特征在于，所述第三壳体(31)上设有连接端口(32)，所述连接端口(32)能够与外部电路连接。
8.一种电动车辆，包括根据权利要求1至7中的任一项所述的集成式电驱动系统。
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