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具有導(dǎo)熱絕緣層的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法

文檔序號(hào):11000210閱讀:498來(lái)源:國(guó)知局
具有導(dǎo)熱絕緣層的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)裝置制造技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種具有導(dǎo)熱絕緣層的電動(dòng)汽車用驅(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(guó)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]現(xiàn)有的電機(jī)與逆變器分開設(shè)計(jì),這樣不利于設(shè)備集成,也需要對(duì)不同結(jié)構(gòu)的電機(jī)和逆變器設(shè)計(jì)相應(yīng)的冷卻機(jī)構(gòu)。因此,需要一款能夠?qū)㈦姍C(jī)與逆變器集成制造的總成系統(tǒng),能夠降低單個(gè)電機(jī)和逆變器加合的總體重量,統(tǒng)一設(shè)計(jì)冷卻機(jī)構(gòu),簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工藝,降低制造成本。
[0004]現(xiàn)有的將PCB(Printed Circuit Board)基板設(shè)置在鋁合金逆變器上的工藝流程是:先是將涂層(例如,雙面膠PSA“Pressure Sensitive Adhesive”)粘貼到招合金殼體上,再將PCB粘貼到涂層上。此涂層同時(shí)具有粘接PCB功能、絕緣功能以及導(dǎo)熱功能。PCB上的發(fā)熱元器件(例如,逆變器功率模塊PM)工作時(shí)所產(chǎn)生的熱量先后逐次經(jīng)過PCB板、涂層、殼體這三個(gè)先后順序?qū)嵘l(fā)到大氣中。
[0005]進(jìn)一步而言,如果將逆變器與電機(jī)集成在一起,逆變器提供的電流越大,電機(jī)的扭矩隨之越大,性能越好,因此電機(jī)的性能很大程度上取決于逆變器所能承受的電流。但是,逆變器提供的電流越大,同時(shí)發(fā)熱量也增加,因而容易燒掉逆變器。因此,需要提高逆變器的散熱能力,從而間接提高了電機(jī)的性能。
[0006]有鑒于此,本領(lǐng)域需要為電動(dòng)汽車的集成驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)一種對(duì)逆變器中熱量進(jìn)行有效散熱的方法,并且具有較好的絕緣特性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]針對(duì)上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種具有導(dǎo)熱絕緣層的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置,能夠?qū)㈦姍C(jī)和逆變器集成在一起,并且具有很好的散熱性能。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供了一種具有導(dǎo)熱絕緣層的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置,包括:電機(jī)I;逆變器2,其連接所述電機(jī)1,并且包括殼體8、導(dǎo)熱絕緣層10、PCB基板9和設(shè)置在PCB基板9上的功率模塊PM;其中,導(dǎo)熱絕緣層10夾在殼體8與PCB基板9之間。
[0009]進(jìn)一步地,所述殼體8是鋁合金殼體。
[0010]進(jìn)一步地,所述導(dǎo)熱絕緣層10是氧化鋁陶瓷導(dǎo)熱絕緣層。
[0011]進(jìn)一步地,所述導(dǎo)熱絕緣層10是在殼體8上采用電化學(xué)反應(yīng)工藝生成。
[0012]進(jìn)一步地,所述電化學(xué)反應(yīng)工藝是微弧氧化工藝。
[0013]進(jìn)一步地,所述導(dǎo)熱絕緣層10是陶瓷導(dǎo)熱絕緣層。
[0014]進(jìn)一步地,所述陶瓷導(dǎo)熱絕緣層的導(dǎo)熱率為大于等于20w/m.k。
[0015]進(jìn)一步地,所述電機(jī)I包括:定子組件、轉(zhuǎn)子組件以及固定在定子組件上的電機(jī)相位引出端子5。
[0016]進(jìn)一步地,所述逆變器2還包括:殼體8和連接在功率模塊PM上的逆變器相位引出端子6,其中所述殼體8構(gòu)造成適合用作該電機(jī)I的所述后端蓋。
[0017]進(jìn)一步地,當(dāng)電機(jī)I和逆變器2配合在一起后,電機(jī)相位引出端子與逆變器相位引出端子能夠相互接觸。
[0018]本實(shí)用新型提供的具有導(dǎo)熱絕緣層的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置,能夠?qū)㈦姍C(jī)和逆變器集成在一起,節(jié)約裝配空間,減少設(shè)備重量,省去用于支撐逆變器的支架,從而大幅降低制造成本;并且通過導(dǎo)熱絕緣層將殼體與PCB基板很好的結(jié)合在一起,在解決殼體與PCB基板之間絕緣和粘接問題的同時(shí),實(shí)現(xiàn)很好的散熱性能,且制造成本較低。
[0019]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】

[0020]此處所說明的附圖用來(lái)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:
[0021]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置的爆炸圖;
[0022]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的系統(tǒng)中電機(jī)的主視圖;
[0023]圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例的逆變器裝配在電機(jī)上的主視圖;
[0024]圖4A-圖4C分別是圖3中圈A-圈C的局部放大圖;
[0025]圖5是本實(shí)用新型一實(shí)施例的導(dǎo)熱絕緣層的位置示意圖;
[0026]圖6是本實(shí)用新型一實(shí)施例的生成導(dǎo)熱絕緣層的工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]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。
[0028]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(wú)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。
[0029]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(yǔ)包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)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(yǔ)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(lái)解釋。
[0030]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置的爆炸圖。如圖1所示,本實(shí)用新型提供的為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供了一種電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置,包括:電機(jī)1,其包括定子組件(未標(biāo)示)、轉(zhuǎn)子組件(未標(biāo)示)以及固定在定子組件上的電機(jī)相位引出端子5;逆變器2,其包括殼體8、功率模塊PM(PoWer Module)以及連接在功率模塊PM上的逆變器相位引出端子6,其中所述逆變器2殼體構(gòu)造成適合用作該電機(jī)I的所述后端蓋;其中,當(dāng)電機(jī)I和逆變器2配合在一起后,電機(jī)相位引出端子5與逆變器相位引出端子6能夠相互接觸。優(yōu)選地,通過螺釘從所述逆變器2外側(cè)向內(nèi)穿過逆變器2到所述電機(jī)I進(jìn)行緊固。優(yōu)選地,螺釘?shù)臄?shù)量為8個(gè)。優(yōu)選地,螺釘孔等間距地分布在逆變器2殼體的外側(cè)圓周平面上。
[0031]圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例的系統(tǒng)中電機(jī)的主視圖。如圖2所示,電機(jī)I和逆變器2通過定位銷4與插槽結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)配合。定位銷4設(shè)置在所述電機(jī)I與逆變器2相對(duì)側(cè)的端面上。優(yōu)選地,具有導(dǎo)熱絕緣層10的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置可以包括:兩對(duì)相互對(duì)應(yīng)的定位銷4與插槽。優(yōu)選地,可以設(shè)置三對(duì)相互對(duì)應(yīng)的電機(jī)相位引出端子5與逆變器相位引出端子6,以形成交流電。
[0032]圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例的逆變器裝配在電機(jī)上的主視圖。如圖3所示,插槽設(shè)置在所述逆變器2與電機(jī)I相對(duì)側(cè)的端面上,以實(shí)現(xiàn)二者的相互配合。
[0033]圖4A-圖4C分別是圖3中圈A-圈C的局部放大圖。如圖4A-圖4C所示,在電機(jī)相位引出端子5與逆變器相位引出端子6能夠相互接觸后,通過激光焊接方法將電機(jī)相位引出端子5與逆變器相位引出端子6焊接在一起,以形成電流通路。
[0034]如圖3和圖4A所示,逆變器2與電機(jī)I相反側(cè)的端面上設(shè)置有圍繞逆變器相位引出端子6的圍墻7,以保護(hù)逆變器相位引出端子6免受其他外力。
[0035]本實(shí)用新型提供的具有導(dǎo)熱絕緣層10的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置,能夠?qū)㈦姍C(jī)和逆變器集成在一起,節(jié)約裝配空間,減少設(shè)備重量,省去用于支撐逆變器的支架,從而大幅降低制造成本。
[0036]圖5是本實(shí)用新型一實(shí)施例的導(dǎo)熱絕緣層10的位置示意圖。圖6是本實(shí)用新型一實(shí)施例的生成導(dǎo)熱絕緣層10的工藝流程示意圖。如圖5-6所示,在上述電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置基礎(chǔ)上,本實(shí)用新型進(jìn)一步提供了一種具有導(dǎo)熱絕緣層10的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置,包括:電機(jī)
I;逆變器2,其連接所述電機(jī)I,并且包括殼體8、導(dǎo)熱絕緣層10、PCB基板9和設(shè)置在PCB基板9上的功率模塊PM;其中,導(dǎo)熱絕緣層1夾在殼體8與PCB基板9之間。
[0037]由上可知,本實(shí)用新型提供的具有導(dǎo)熱絕緣層10的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置,能夠?qū)㈦姍C(jī)和逆變器集成在一起,節(jié)約裝配空間,減少設(shè)備重量,省去用于支撐逆變器的支架,從而大幅降低制造成本;并且通過導(dǎo)熱絕緣層10將殼體8與PCB基板9很好的結(jié)合在一起,在解決殼體8與PCB基板9之間絕緣和粘接問題的同時(shí),實(shí)現(xiàn)很好的散熱性能。
[0038]進(jìn)一步地,所述導(dǎo)熱絕緣層10是陶瓷導(dǎo)熱絕緣層10。可以理解的是,陶瓷導(dǎo)熱絕緣層的導(dǎo)熱率為大于等于20w/m.k,雙面膠PSA材料的導(dǎo)熱率只有0.16w/m.k。因此相比現(xiàn)有技術(shù)中采用的雙面膠PSA材料,陶瓷導(dǎo)熱絕緣可以提高100倍以上的散熱效率。
[0039]優(yōu)選地,所述殼體8是鋁合金殼體。
[0040]進(jìn)一步地,所述導(dǎo)熱絕緣層10是氧化鋁陶瓷導(dǎo)熱絕緣層10。可以理解的是,陶瓷層的主要成分是Al2O3,陶瓷層具有很好的耐磨性。
[0041]進(jìn)一步地,所述導(dǎo)熱絕緣層10是在殼體8上采用電化學(xué)反應(yīng)工藝生成。
[0042]優(yōu)選地,所述電化學(xué)反應(yīng)工藝是微弧氧化工藝。微弧氧化工藝是通過電解液與相應(yīng)電參數(shù)的組合,在鋁、鎂、鈦及其合金表面依靠弧光放電產(chǎn)生的瞬時(shí)高溫高壓作用,生長(zhǎng)出以基體金屬氧化物為主的陶瓷膜層。在微弧氧化過程中,化學(xué)氧化、電化學(xué)氧化、等離子體氧化同時(shí)存在,因此陶瓷層的形成過程非常復(fù)雜。微弧氧化工藝將工作區(qū)域由普通陽(yáng)極氧化的法拉第區(qū)域引入到高壓放電區(qū)域,克服了硬質(zhì)陽(yáng)極氧化的缺陷,極大地提高了膜層的綜合性能。微弧氧化膜層與基體結(jié)合牢固,結(jié)構(gòu)致密,韌性高,具有良好的耐磨、耐腐蝕、耐高溫沖擊和電絕緣等特性。該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單和易于實(shí)現(xiàn)膜層功能調(diào)節(jié)的特點(diǎn),而且工藝不復(fù)雜,不造成環(huán)境污染,是一項(xiàng)全新的綠色環(huán)保型材料表面處理技術(shù)。
[0043]具體而言,微弧氧化工藝是指在普通陽(yáng)極氧化的基礎(chǔ)上,利用弧光放電增強(qiáng)并激活在陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng),從而在以鋁、鈦、鎂金屬及其合金為材料的工件表面形成優(yōu)質(zhì)的強(qiáng)化陶瓷膜的方法,是通過用專用的微弧氧化電源在工件上施加電壓,使工件表面的金屬與電解質(zhì)溶液相互作用,在工件表面形成微弧放電,在高溫、電場(chǎng)等因素的作用下,金屬表面形成陶瓷膜,達(dá)到工件表面強(qiáng)化的目的。
[0044]該微弧氧化技術(shù)的突出特點(diǎn)是:大幅度地提高了材料的表面硬度,顯微硬度在1000至2000HV,最高可達(dá)3000HV,可與硬質(zhì)合金相媲美,大大超過熱處理后的高碳鋼、高合金鋼和高速工具鋼的硬度;良好的耐磨損性能;良好的耐熱性及抗腐蝕性。這從根本上克服了鋁、鎂、鈦合金材料在應(yīng)用中的缺點(diǎn),因此該技術(shù)有廣闊的應(yīng)用前景;有良好的絕緣性能,絕緣電阻可達(dá)100M Ω ;溶液為環(huán)保型,符合環(huán)保排放要求;工藝穩(wěn)定可靠,設(shè)備簡(jiǎn)單;反應(yīng)在常溫下進(jìn)行,操作方便,易于掌握;基體原位生長(zhǎng)陶瓷膜,結(jié)合牢固,陶瓷膜致密均勻。
[0045]作為一種實(shí)施方式,殼體8是鋁合金殼體。
[0046]作為一種實(shí)施方式,導(dǎo)熱絕緣層10是氧化鋁陶瓷導(dǎo)熱絕緣層。
[0047]作為一種實(shí)施方式,導(dǎo)熱絕緣層10是在殼體8上采用電化學(xué)反應(yīng)工藝生成。
[0048]作為一種實(shí)施方式,電化學(xué)反應(yīng)工藝是微弧氧化工藝。
[0049]作為一種實(shí)施方式,導(dǎo)熱絕緣層10是陶瓷導(dǎo)熱絕緣層。
[0050]作為一種實(shí)施方式,陶瓷導(dǎo)熱絕緣層的導(dǎo)熱率為大于等于20w/m.k。
[0051]作為一種實(shí)施方式,電機(jī)I包括:定子組件、轉(zhuǎn)子組件以及固定在定子組件上的電機(jī)相位引出端子5。
[0052]作為一種實(shí)施方式,逆變器2還包括:殼體8和連接在功率模塊PM上的逆變器相位引出端子6,其中所述殼體8構(gòu)造成適合用作該電機(jī)I的所述后端蓋。
[0053]作為一種實(shí)施方式,當(dāng)電機(jī)I和逆變器2配合在一起后,電機(jī)相位引出端子與逆變器相位引出端子能夠相互接觸。
[0054]由上可知,本實(shí)用新型提供的具有導(dǎo)熱絕緣層的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置,能夠在鋁合金鑄件表面生成一層致密的氧化鋁陶瓷絕緣層,一舉解決絕緣和粘接可靠性問題。通過微弧氧化在鋁合金表面所生成的陶瓷絕緣層不但導(dǎo)熱性能要比涂層高出很多,而且耐磨性好,硬度高。氧化層與鋁合金本體連接可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于原先粘接的涂層。
[0055]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(lái)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(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有導(dǎo)熱絕緣層的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,包括: 電機(jī)(I); 逆變器(2),其連接所述電機(jī)(I),并且包括殼體(8)、導(dǎo)熱絕緣層(10)、PCB基板(9)和設(shè)置在PCB基板(9)上的功率模塊(PM); 其中,導(dǎo)熱絕緣層(10)夾在殼體(8)與PCB基板(9)之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,所述殼體(8)是鋁合金殼體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,所述導(dǎo)熱絕緣層(10)是氧化鋁陶瓷導(dǎo)熱絕緣層。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,所述導(dǎo)熱絕緣層(10)是在殼體(8)上采用電化學(xué)反應(yīng)工藝生成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,所述電化學(xué)反應(yīng)工藝是微弧氧化工-H- O6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,所述導(dǎo)熱絕緣層(10)是陶瓷導(dǎo)熱絕緣層。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,所述陶瓷導(dǎo)熱絕緣層的導(dǎo)熱率為大于等于 20w/m.k。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,所述電機(jī)(I)包括: 定子組件、轉(zhuǎn)子組件以及固定在定子組件上的電機(jī)相位引出端子(5)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,所述逆變器(2)還包括: 殼體(8)和連接在功率模塊(PM)上的逆變器相位引出端子(6),其中所述殼體(8)構(gòu)造成適合用作該電機(jī)(I)的后端蓋。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動(dòng)裝置,其特征在于,當(dāng)電機(jī)(I)和逆變器(2)配合在一起后,電機(jī)相位引出端子與逆變器相位引出端子能夠相互接觸。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種具有導(dǎo)熱絕緣層的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置,包括:電機(jī);逆變器,其連接所述電機(jī),并且包括殼體、PCB基板和設(shè)置在PCB基板上的功率模塊;殼體與PCB基板之間設(shè)置有導(dǎo)熱絕緣層。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種具有導(dǎo)熱絕緣層的電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)裝置,具有較好的散熱性能。
【IPC分類】H02K11/33, H02K5/02
【公開號(hào)】CN205385383
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620113989
【發(fā)明人】李金康, 郭敏杰
【申請(qǐng)人】大陸汽車投資(上海)有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請(qǐng)日】2016年2月4日
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