一種汽車用的電驅(qū)動系統(tǒng)及使用了該電驅(qū)動系統(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)動系統(tǒng)，尤其涉及以電動機為動力輸出源的電動汽車或混合動力汽車用的緊湊型電驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車或混合動力汽車由于利用了電能作為動力源，相比傳統(tǒng)的單純以汽油或柴油等為動力源的汽車，在減低排放量、節(jié)約能源等方面具有顯著優(yōu)勢，故在當(dāng)今推動綠色環(huán)保的時代，正逐漸成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趁勢所向。
[0003]在上述以電能為動力源的驅(qū)動系統(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，通常采用交流電動機(以下簡稱作電動機)作為動力輸出源。然而，作為電動汽車或混合動力汽車中的儲能系統(tǒng)(電池組等)，其輸出的是直流電，故為驅(qū)動交流電動機，需要在儲能系統(tǒng)和交流電動機之間配置逆變器，以將直流電轉(zhuǎn)換成交流電供給電動機。電動機以從逆變器供給來的交流電為電源進(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。
[0004]為保證逆變器和電動機的輸出功率，不得不加大其外形尺寸，這將導(dǎo)致驅(qū)動系統(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，由于沒有車頭發(fā)動機艙那樣的可供配置尺寸較大的電驅(qū)動系統(tǒng)的空間，故無法針對后輪的驅(qū)動配置這樣的電驅(qū)動系統(tǒng)，不得不另行設(shè)計驅(qū)動系統(tǒng)的原理及布置，導(dǎo)致成本的增加。
[0005]在專利文獻(xiàn)I中，公開了一種橫置式排布的緊湊型電驅(qū)動系統(tǒng)，其將逆變器、變速箱、電動機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)動系統(tǒng)的縱向高度，能夠節(jié)省電驅(qū)動系統(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、電動機橫向排布后，電驅(qū)動系統(tǒng)的橫向尺寸變得過大，在空間布置上仍然無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，無法采用該電驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行后輪驅(qū)動，故需要另行開發(fā)設(shè)計一套后輪驅(qū)動用的驅(qū)動或動力傳遞系統(tǒng)，導(dǎo)致設(shè)計、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)動系統(tǒng)是被集成為一體，被封裝在一個殼體中的，這將導(dǎo)致電驅(qū)動系統(tǒng)在生產(chǎn)下線測試或后期維修時，無法針對逆變器、變速箱、電動機按單元分別進(jìn)行測試或維修、更換，導(dǎo)致測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，又便于測試和維修的汽車用的電驅(qū)動系統(tǒng)。另外，本發(fā)明的再一個目的在于提供一種提高了逆變器單元與電動機單元的電連接的絕緣保護(hù)的汽車用的電驅(qū)動系統(tǒng)。在此需要說明的是，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)明必須同時實現(xiàn)上述全部目的。
[0010]本發(fā)明一個方案的汽車用的電驅(qū)動系統(tǒng)包括:逆變器單元，用于將外部供給來的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電；電動機單元，用于將來自所述逆變器單元的交流電能轉(zhuǎn)變成機械轉(zhuǎn)動，從輸出軸輸出；變速箱單元，使從輸入軸傳遞來的轉(zhuǎn)動減速后輸出。所述電動機單元、所述變速箱單元、所述逆變器單元分別具有相對獨立的封裝殼體，并以所述電動機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)劃分成齒輪傳動腔和用于插通所述電動機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機單元與所述逆變器單元的電連接線路相對接的對接區(qū)域。
[0014]所述電連接線路可以有多組連接線?？梢栽谒鰧訁^(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。所述電動機單元的母排與所述逆變器單元的母排可以在所述對接區(qū)域上下層疊，并以可拆卸的連接方式相互連接。
[0016]可以是所述電動機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機單元的所述輸出軸內(nèi)，其所述外花鍵與所述電動機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機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)動系統(tǒng)作為前輪驅(qū)動系統(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)動系統(tǒng)作為后輪驅(qū)動系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0019]圖1是示意性地表示被配置于電動汽車的本發(fā)明實施方式的電驅(qū)動系統(tǒng)及其相關(guān)系統(tǒng)的圖。
[0020]圖2是表示本發(fā)明實施方式的電驅(qū)動系統(tǒng)的圖，其中圖2的(a)是示意性地表示電驅(qū)動系統(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)動系統(tǒng)的縱向剖視圖。
[0021]圖3是示意性地表示本發(fā)明實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)殼體及裝配在其對接區(qū)域的絕緣塊的左視圖和俯視圖。
[0022]圖4是用于說明作為對比例的專利文獻(xiàn)I所公開的逆變器內(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)明實施方式的電動機單元、變速箱單元、逆變器單元的裝配關(guān)系的爆炸圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將基于附圖具體說明本發(fā)明的實施方式，在各附圖中，對相同或等同的構(gòu)成要素標(biāo)注了相同的標(biāo)號，并適當(dāng)省略其說明。
[0025]圖1是示意性地表示被配置于電動汽車的本發(fā)明的電驅(qū)動系統(tǒng)及其相關(guān)系統(tǒng)的圖。在本圖1中，以電動汽車為例，表示出本發(fā)明的電驅(qū)動系統(tǒng)及其相關(guān)系統(tǒng)的配置，省略了電動汽車所需的其它系統(tǒng)的表示。如圖1所示，本發(fā)明實施方式的電動汽車包括電驅(qū)動系統(tǒng)10、動力控制系統(tǒng)20、能量儲存系統(tǒng)30、前輪半軸40、后輪半軸50。其中，電驅(qū)動系統(tǒng)10包括逆變器單元100、變速箱單元200、以及作為交流電動機的電動機單元300，逆變器單元100接受來自能量儲存系統(tǒng)30 (可以是車載儲能式電源或燃料電池電源等電池組)的直流電能，在動力控制系統(tǒng)20的功率控制下將直流電轉(zhuǎn)換成交流電提供給電動機單元300，電動機單元300內(nèi)的轉(zhuǎn)子在交流電所產(chǎn)生的磁場的作用下旋轉(zhuǎn)，從而將電能轉(zhuǎn)變成機械轉(zhuǎn)動力，通過輸出軸將該轉(zhuǎn)動力輸出至變速箱單元200，變速箱單元200通過其內(nèi)部的各齒輪機構(gòu)的配合使該轉(zhuǎn)動減速，并經(jīng)過差速齒輪的調(diào)整后，輸出至車輪的半軸(前輪半軸40、后輪半軸50)，驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動。
[0026]圖2是表示本發(fā)明實施方式的電驅(qū)動系統(tǒng)的圖，其中圖2的(a)是示意性地表示電驅(qū)動系統(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)動系統(tǒng)的縱向剖視圖。下面基于圖2具體說明本實施方式的電驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征。
[0027]如圖2的(a)和(b)所示，電動機單元300、變速箱單元200、逆變器單元100擁有各自獨立的封裝殼體，分別構(gòu)成相對獨立的單元。電動機單元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(同時也是電動機單元300的輸出軸303的方向，以下簡稱作軸向)橫向排布在一條直線上。電動機單元300的輸出軸側(cè)的法蘭連接面309與變速箱單元200的電動機側(cè)殼體210的法蘭連接面通過螺栓可拆裝地連接，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通過螺栓可拆裝地連接。
[0028]需要說明的是，在本實施方式中，電動機單元300、變速箱單元200、逆變器單元100三者間是通過螺栓連接實現(xiàn)可拆裝的機械連接的，但也可以采用卡扣連接、鉸鏈連接等其它可拆裝的機械或非機械連接方式，根據(jù)需要，連接面也可以不是法蘭面。由此，能將電動機單元300、變速箱單元200、逆變器單元100分別作為一個整體地方便拆裝，故便于各單元的測試及維護(hù)、維修。
[0029]圖2的(b)中示意性地表示了電動機單元