一種汽車用的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及使用了該電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的汽車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車用的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，尤其涉及以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力輸出源的電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車用的緊湊型電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車由于利用了電能作為動(dòng)力源，相比傳統(tǒng)的單純以汽油或柴油等為動(dòng)力源的汽車，在減低排放量、節(jié)約能源等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，故在當(dāng)今推動(dòng)綠色環(huán)保的時(shí)代，正逐漸成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趁勢(shì)所向。
[0003]在上述以電能為動(dòng)力源的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，基于成本、結(jié)構(gòu)復(fù)雜度、維修便利性、以及工作效率等觀點(diǎn)，通常采用交流電動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱作電動(dòng)機(jī))作為動(dòng)力輸出源。然而，作為電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車中的儲(chǔ)能系統(tǒng)(電池組等)，其輸出的是直流電，故為驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)，需要在儲(chǔ)能系統(tǒng)和交流電動(dòng)機(jī)之間配置逆變器，以將直流電轉(zhuǎn)換成交流電供給電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)以從逆變器供給來(lái)的交流電為電源進(jìn)行工作，其輸出軸連接至變速箱，被變速箱減速后提供給車輪，使之轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0004]為保證逆變器和電動(dòng)機(jī)的輸出功率，不得不加大其外形尺寸，這將導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體占用空間的增大，與盡可能確保汽車的乘用空間形成矛盾。尤其是汽車的后輪位置，由于沒(méi)有車頭發(fā)動(dòng)機(jī)艙那樣的可供配置尺寸較大的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的空間，故無(wú)法針對(duì)后輪的驅(qū)動(dòng)配置這樣的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，不得不另行設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理及布置，導(dǎo)致成本的增加。
[0005]在專利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了一種橫置式排布的緊湊型電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其將逆變器、變速箱、電動(dòng)機(jī)沿變速箱的輸入軸方向并排地直線排布，從而減小了電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的縱向高度，能夠節(jié)省電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的縱向占用空間。
[0006][專利文獻(xiàn)I = US9O3OO63 (B2)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]然而，在該專利文獻(xiàn)I記載的發(fā)明中，將逆變器、變速箱、電動(dòng)機(jī)橫向排布后，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的橫向尺寸變得過(guò)大，在空間布置上仍然無(wú)法滿足車軸安裝空間的要求，尤其是在安裝空間更加受限的后輪車軸，無(wú)法采用該電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行后輪驅(qū)動(dòng)，故需要另行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一套后輪驅(qū)動(dòng)用的驅(qū)動(dòng)或動(dòng)力傳遞系統(tǒng)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、維護(hù)等成本的增加。
[0008]另外，在專利文獻(xiàn)I記載的發(fā)明中，該電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是被集成為一體，被封裝在一個(gè)殼體中的，這將導(dǎo)致電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在生產(chǎn)下線測(cè)試或后期維修時(shí)，無(wú)法針對(duì)逆變器、變速箱、電動(dòng)機(jī)按單元分別進(jìn)行測(cè)試或維修、更換，導(dǎo)致測(cè)試和維修成本的加大。
[0009]本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題而研發(fā)的，其目的之一在于提供一種進(jìn)一步縮短了橫向尺寸的汽車用的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種既結(jié)構(gòu)緊湊，又便于測(cè)試和維修的汽車用的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。另外，本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種提高了逆變器單元與電動(dòng)機(jī)單元的電連接的絕緣保護(hù)的汽車用的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在此需要說(shuō)明的是，上述各目的僅為本發(fā)明的技術(shù)效果的例示，并非要求本發(fā)明必須同時(shí)實(shí)現(xiàn)上述全部目的。
[0010]本發(fā)明一個(gè)方案的汽車用的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括:逆變器單元，用于將外部供給來(lái)的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電；電動(dòng)機(jī)單元，用于將來(lái)自所述逆變器單元的交流電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，從輸出軸輸出；變速箱單元，使從輸入軸傳遞來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)減速后輸出。所述電動(dòng)機(jī)單元、所述變速箱單元、所述逆變器單元分別具有相對(duì)獨(dú)立的封裝殼體，并以所述電動(dòng)機(jī)單元和所述逆變器單元沿所述變速箱單元的所述輸入軸的軸向?qū)⑺鲎兯傧鋯卧獖A在中間的方式，可拆卸地相互固定連接在一起。所述逆變器單元的所述封裝殼體的所述軸向上的厚度最小。
[0011]所述逆變器單元內(nèi)可以包含一塊或多塊逆變器電路板，所述逆變器電路板被以其電路板面大致垂直于所述軸向的方式配置。
[0012]所述逆變器單元的所述封裝殼體可以是底面形狀與其內(nèi)部的各電路板的外輪廓的投影形狀相匹配的箱體形狀。
[0013]所述變速箱單元內(nèi)可以設(shè)有隔板，將變速箱單元內(nèi)劃分成齒輪傳動(dòng)腔和用于插通所述電動(dòng)機(jī)單元與所述逆變器單元的電連接線路的干腔，所述干腔可以包括使所述電動(dòng)機(jī)單元與所述逆變器單元的電連接線路相對(duì)接的對(duì)接區(qū)域。
[0014]所述電連接線路可以有多組連接線?？梢栽谒鰧?duì)接區(qū)域內(nèi)設(shè)有絕緣塊，所述絕緣塊可以帶有使所述電連接線路的各組連接線間絕緣隔離的絕緣格柵。
[0015]所述電連接線路可以是母排。所述電動(dòng)機(jī)單元的母排與所述逆變器單元的母排可以在所述對(duì)接區(qū)域上下層疊，并以可拆卸的連接方式相互連接。
[0016]可以是所述電動(dòng)機(jī)單元的所述輸出軸為具有內(nèi)花鍵的空心軸，所述變速箱單元的所述輸入軸為從所述變速箱單元的封裝殼體伸出的、前端具有外花鍵的軸。所述變速箱單元的所述輸入軸插入所述電動(dòng)機(jī)單元的所述輸出軸內(nèi)，其所述外花鍵與所述電動(dòng)機(jī)單元的所述輸出軸的所述內(nèi)花鍵配合聯(lián)接，使得所述變速箱單元的所述輸入軸隨所述電動(dòng)機(jī)單元的所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
[0017]本發(fā)明的另一方案是一種汽車，其采用如上所述的汽車用的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為前輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0018]所述汽車可以還采用同樣的另一套上述汽車用的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是示意性地表示被配置于電動(dòng)汽車的本發(fā)明實(shí)施方式的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其相關(guān)系統(tǒng)的圖。
[0020]圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的圖，其中圖2的(a)是示意性地表示電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組裝后的外觀的主視圖；圖2的(b)是示意性地表示組裝后的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的縱向剖視圖。
[0021]圖3是示意性地表示本發(fā)明實(shí)施方式中的絕緣塊的構(gòu)造及其安裝位置的圖，圖3的(a)和(b)分別是用于說(shuō)明圖2的(a)中所示的變速箱單元的逆變器側(cè)殼體及裝配在其對(duì)接區(qū)域的絕緣塊的左視圖和俯視圖。
[0022]圖4是用于說(shuō)明作為對(duì)比例的專利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的逆變器內(nèi)部電路PCB板的安裝方式的圖。
[0023]圖5是示意性地表示本發(fā)明實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)單元、變速箱單元、逆變器單元的裝配關(guān)系的爆炸圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將基于附圖具體說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，在各附圖中，對(duì)相同或等同的構(gòu)成要素標(biāo)注了相同的標(biāo)號(hào)，并適當(dāng)省略其說(shuō)明。
[0025]圖1是示意性地表示被配置于電動(dòng)汽車的本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其相關(guān)系統(tǒng)的圖。在本圖1中，以電動(dòng)汽車為例，表示出本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其相關(guān)系統(tǒng)的配置，省略了電動(dòng)汽車所需的其它系統(tǒng)的表示。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施方式的電動(dòng)汽車包括電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10、動(dòng)力控制系統(tǒng)20、能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)30、前輪半軸40、后輪半軸50。其中，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10包括逆變器單元100、變速箱單元200、以及作為交流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)單元300，逆變器單元100接受來(lái)自能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)30 (可以是車載儲(chǔ)能式電源或燃料電池電源等電池組)的直流電能，在動(dòng)力控制系統(tǒng)20的功率控制下將直流電轉(zhuǎn)換成交流電提供給電動(dòng)機(jī)單元300，電動(dòng)機(jī)單元300內(nèi)的轉(zhuǎn)子在交流電所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用下旋轉(zhuǎn)，從而將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)力，通過(guò)輸出軸將該轉(zhuǎn)動(dòng)力輸出至變速箱單元200，變速箱單元200通過(guò)其內(nèi)部的各齒輪機(jī)構(gòu)的配合使該轉(zhuǎn)動(dòng)減速，并經(jīng)過(guò)差速齒輪的調(diào)整后，輸出至車輪的半軸(前輪半軸40、后輪半軸50)，驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0026]圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的圖，其中圖2的(a)是示意性地表示電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組裝后的外觀的主視圖；圖2的(b)是示意性地表示組裝后的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的縱向剖視圖。下面基于圖2具體說(shuō)明本實(shí)施方式的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征。
[0027]如圖2的(a)和(b)所示，電動(dòng)機(jī)單元300、變速箱單元200、逆變器單元100擁有各自獨(dú)立的封裝殼體，分別構(gòu)成相對(duì)獨(dú)立的單元。電動(dòng)機(jī)單元300、變速箱單元200、逆變器單元100沿變速箱單元200的輸入軸202的方向(同時(shí)也是電動(dòng)機(jī)單元300的輸出軸303的方向，以下簡(jiǎn)稱作軸向)橫向排布在一條直線上。電動(dòng)機(jī)單元300的輸出軸側(cè)的法蘭連接面309與變速箱單元200的電動(dòng)機(jī)側(cè)殼體210的法蘭連接面通過(guò)螺栓可拆裝地連接，變速箱單元200的逆變器側(cè)殼體211的法蘭連接面與逆變器單元100的法蘭連接面106通過(guò)螺栓可拆裝地連接。
[0028]需要說(shuō)明的是，在本實(shí)施方式中，電動(dòng)機(jī)單元300、變速箱單元200、逆變器單元100三者間是通過(guò)螺栓連接實(shí)現(xiàn)可拆裝的機(jī)械連接的，但也可以采用卡扣連接、鉸鏈連接等其它可拆裝的機(jī)械或非機(jī)械連接方式，根據(jù)需要，連接面也可以不是法蘭面。由此，能將電動(dòng)機(jī)單元300、變速箱單元200、逆變器單元100分別作為一個(gè)整體地方便拆裝，故便于各單元的測(cè)試及維護(hù)、維修。
[0029]圖2的(b)中示意性地表示了電動(dòng)機(jī)單元