高集成驱动装置论文和设计-顾峥

全文摘要

本实用新型提供了一种高集成驱动装置，包括驱动电机部和电机控制器部，其中：所述电机控制器部包括外壳和上盖，所述上盖包括第一冷却液通道和控制元件；所述外壳具有开口，所述上盖装配到所述外壳的开口，并在所述上盖和外壳之间形成封闭的内腔，且所述控制元件位于所述内腔中；所述驱动电机部包括位于所述外壳的底部的机壳，且所述机壳具有第二冷却液通道；在所述上盖装配到所述外壳时，所述第一冷却液通道通过位于所述内腔中的管路与所述第二冷却液通道连通。本实用新型实施例通过在上盖和外壳之间形成内腔，并使第一冷却液通道通过位于内腔中的管路与第二冷却液通道连通，可提高空间利用率，缩减整体体积，提高体积功率密度和适用范围。

主设计要求

1.一种高集成驱动装置，其特征在于，包括驱动电机部和电机控制器部，其中：所述电机控制器部包括外壳和上盖，所述上盖包括用于散热的第一冷却液通道以及位于所述第一冷却液通道下方的控制元件；所述外壳具有朝上设置的开口，所述上盖装配到所述外壳的开口，并在所述上盖和外壳之间形成封闭的内腔，且所述控制元件位于所述内腔中；所述驱动电机部包括机壳，所述机壳位于所述外壳的底部，且所述机壳具有用于散热的第二冷却液通道；在所述上盖装配到所述外壳时，所述第一冷却液通道通过位于所述内腔中的管路与所述第二冷却液通道连通。

设计方案

1.一种高集成驱动装置，其特征在于，包括驱动电机部和电机控制器部，其中：

所述电机控制器部包括外壳和上盖，所述上盖包括用于散热的第一冷却液通道以及位于所述第一冷却液通道下方的控制元件；所述外壳具有朝上设置的开口，所述上盖装配到所述外壳的开口，并在所述上盖和外壳之间形成封闭的内腔，且所述控制元件位于所述内腔中；

所述驱动电机部包括机壳，所述机壳位于所述外壳的底部，且所述机壳具有用于散热的第二冷却液通道；在所述上盖装配到所述外壳时，所述第一冷却液通道通过位于所述内腔中的管路与所述第二冷却液通道连通。

2.根据权利要求1所述的高集成驱动装置，其特征在于，所述机壳的至少一部分嵌入到所述外壳内。

3.根据权利要求2所述的高集成驱动装置，其特征在于，所述机壳与所述外壳一体，且所述机壳上具有分别与所述第二冷却液通道连通的冷却液入口和冷却液出口。

4.根据权利要求3所述的高集成驱动装置，其特征在于，所述机壳的主体为圆柱体，所述外壳的主体为长方体，所述机壳的中心轴平行于所述外壳的底面，且所述机壳的两个端部分别突出所述外壳的侧边的所在平面。

5.根据权利要求3所述的高集成驱动装置，其特征在于，所述第一冷却液通道包括由所述上盖突伸到所述内腔的第一入液口和第一出液口；所述第二冷却液通道包括由所述机壳突伸到所述内腔的第二入液口和第二出液口，且在所述上盖装配到所述外壳时，所述第一入液口和第二出液口对接、所述第一出液口和第二入液口对接。

6.根据权利要求5所述的高集成驱动装置，其特征在于，所述第一入液口和第二出液口通过软管对接，所述第一出液口和第二入液口通过软管对接。

7.根据权利要求5所述的高集成驱动装置，其特征在于，所述第一入液口和第二出液口直接对接，所述第一出液口和第二入液口直接对接。

8.根据权利要求1所述的高集成驱动装置，其特征在于，所述上盖的第一冷却液通道下方具有安装构件，且所述控制元件安装到所述安装构件上。

9.根据权利要求8所述的高集成驱动装置，其特征在于，所述控制元件包括支撑电容、功率器件、驱动板和控制板，且所述支撑电容、功率器件、驱动板和控制板分别固定安装到所述安装构件。

10.根据权利要求9所述的高集成驱动装置，其特征在于，所述上盖的安装构件包括散热器，所述功率器件以贴合的方式固定安装在所述散热器上。

设计说明书

技术领域

本实用新型实施例涉及电力电子设备领域，更具体地说，涉及一种高集成驱动装置。

背景技术

在新能源汽车中，驱动电机和驱动电机控制器是汽车驱动装置中的两个重要的驱动器件。目前，新能源汽车中的驱动电机和驱动电机控制器通常采用独立开发的设计方式，然后将驱动电机和驱动电机控制器分别安装到汽车中，或先装配成一体再安装到汽车中。而随着技术的发展，对驱动电机和驱动电机控制器的体积功率密度的要求越来越高，开发设计方向也朝具集成度高的小体积驱动产品发展。

如图1所示，现有驱动装置中的驱动电机11和驱动电机控制器12为相对独立的器件，然后通过装配连接一体配套使用，而这种结构方式通常会使驱动装置的整体总成具较大的体积，不利于提高驱动装置的体积功率密度，且适用范围受到体积的限制，影响驱动装置的适用性。

并且，为保证上述驱动装置的散热效果，会在驱动电机11和驱动电机控制器12设置冷却液通道，且目前主要的设计方式为将驱动装置总成的冷却液入口111设于驱动电机11、冷却液出口121设于驱动电机控制器12；但由于上述驱动电机11和驱动电机控制器12相对独立，需要通过在外部设置连接管13连接驱动电机11和驱动电机控制12的冷却液通道，从而会造成外部管道的布置分散，占用更大的安装空间。

另外，为降低上述驱动装置总成的整体高度和保证散热效果，通常会将驱动电机11设计为圆柱体、将驱动电机控制器12设计为长方体，并采用以驱动电机11的弧面贴于驱动电机控制器12的底面的方式进行装配；但上述设计方式会影响驱动电机11和驱动电机控制器12的冷却液通道的布局，不利于整体冷却液通道的设计，进而加大驱动装置总成的整体体积，体积的可设计性受限制。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述现有驱动电机和驱动电机控制器采用独立开发的设计方式会造成总成的驱动装置具较大体积，体积功率密度相对较低，且外部管道的布置分散，占用较大安装空间以及冷却液通道设计困难，体积的可设计性受到限制的问题，提供一种高集成驱动装置。

本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种高集成驱动装置，包括驱动电机部和电机控制器部，其中：

优选地，所述机壳的至少一部分嵌入到所述外壳内。

优选地，所述机壳与所述外壳一体，且所述机壳上具有分别与所述第二冷却液通道连通的冷却液入口和冷却液出口。

优选地，所述机壳的主体为圆柱体，所述外壳的主体为长方体，所述机壳的中心轴平行于所述外壳的底面，且所述机壳的两个端部分别突出所述外壳的侧边的所在平面。

优选地，所述第一冷却液通道包括由所述上盖突伸到所述内腔的第一入液口和第一出液口；所述第二冷却液通道包括由所述机壳突伸到所述内腔的第二入液口和第二出液口，且在所述上盖装配到所述外壳时，所述第一入液口和第二出液口对接、所述第一出液口和第二入液口对接。

优选地，所述第一入液口和第二出液口通过软管对接，所述第一出液口和第二入液口通过软管对接。

优选地，所述第一入液口和第二出液口直接对接，所述第一出液口和第二入液口直接对接。

优选地，所述上盖的第一冷却液通道下方具有安装构件，且所述控制元件安装到所述安装构件上。

优选地，所述控制元件包括支撑电容、功率器件、驱动板和控制板，且所述支撑电容、功率器件、驱动板和控制板分别固定安装到所述安装构件。

优选地，所述上盖的安装构件包括散热器，所述功率器件以贴合的方式固定安装在所述散热器上。

本实用新型实施例的高集成驱动装置具有以下有益效果：通过在上盖和外壳之间形成内腔，并使第一冷却液通道通过位于内腔中的管路与第二冷却液通道连通，结构合理可靠且集成度高，无需增设外部管路，有利于提高空间利用率，可有效缩减整体体积，提高体积功率密度和适用范围，适用性广。并且，通过将外壳与机壳一体设置，可优化整体结构，使结构更加简单合理，有利于冷却液通道的设计，提高结构的设计可行性。

此外，本实用新型实施例的高集成驱动装置还通过将机壳嵌入到外壳，有利于缩减整体体积，进一步提高空间利用率，体积的可设计性更高。

附图说明

图1是现有的驱动装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的高集成驱动装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的高集成驱动装置分解的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的高集成驱动装置透视的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图2所示，是本实用新型实施例提供的高集成驱动装置的结构示意图，该高集成驱动装置可应用于电力电子设备领域，特别是新能源汽车的驱动系统中。结合图3所示，本实施例中的高集成驱动装置包括驱动电机部2和电机控制器部3，其中：电机控制器部3包括外壳31和上盖32，上盖32包括用于散热的第一冷却液通道321以及位于第一冷却液通道321下方的控制元件33，通过将控制元件33设于第一冷却液通道321的下方，有利于提高第一冷却液通道321对控制元件33的散热效果。上述外壳31具有朝上设置的开口，上盖32通过螺钉装配到外壳31的开口，并在上盖32和外壳31之间形成封闭的内腔30，且控制元件33插入并定位在内腔30中。在实际应用中，第一冷却液通道321可呈螺旋形设于上盖32远离外壳31的一侧，有利于增加散热面积，提高第一冷却液通道321的散热效果。

上述驱动电机部2包括机壳21，机壳21位于外壳31的底部，且机壳21具有用于散热的第二冷却液通道；在上盖32装配到外壳31时，第一冷却液通道321通过位于内腔30中的管路(可通过设置突出的管道结构进行连接或通过外加的管道进行连接)与第二冷却液通道连通。

上述高集成驱动装置通过在上盖32和外壳31之间形成内腔30，并使第一冷却液通道321通过位于内腔30中的管路与第二冷却液通道连通，无需突出到外壳31外部的管路，可有效缩减整体体积，提高体积功率密度；区别于现有驱动装置因独立开发的结构方式而需要通过在外部增设管道进行冷却液通道连通，本实施例的高集成驱动装置的空间利用率更高，各管道的布置集中且结构合理，体积小并可有效提高适用范围，适用性更广。

具体地，机壳21与外壳31一体(可通过压铸工艺一体成型)，通过将外壳31与机壳21一体设置，可优化整体结构，使结构更加简单合理，提高安装操作的方便性，且有利于冷却液通道的设计，提高结构的设计可行性。在实际应用中，也可将外壳31上设置通孔，在机壳21设置与上述通孔对应的螺纹孔，通过螺钉穿过通孔螺纹连接到螺纹孔将外壳31与机壳21固定一体，提高可操作性，但这将大大增加结构和装配的复杂程度。

结合图4所示，机壳31上具有分别与第二冷却液通道连通的冷却液入口211和冷却液出口212，且冷却液入口211和冷却液出口212以相邻的方式设于机壳31的侧壁上，有利于冷却液入口211和冷却液出口212与外部管道连接，提高操作方便性，并使管道更加布置更加集中，避免占用较大安装空间；区别于现有驱动装置采用将冷却液入口设于驱动电机、冷却液出口设于驱动电机控制器的结构设计方式，本实施例的高集成驱动装置的结构更加合理，集成度更高。

优选地，由于上述外壳31与机壳21一体成型，机壳21的至少一部分可嵌入到外壳31内，即是将机壳31的部分主体与外壳31结合起来，具体地，机壳21嵌入外壳31的部分占据到外壳31的内腔30中，有利于缩减整体体积，进一步提高空间利用率，体积的可设计性更高。

上述机壳21的主体为圆柱体，外壳31的主体为长方体，机壳21的中心轴平行于外壳31的底面，且机壳21的两个端部分别突出外壳31的侧边的所在平面；可使结构更加合理可靠，且有利于降低上述驱动装置的整体高度，提高安装使用的适应性。

特别地，第一冷却液通道321包括由上盖32突伸到内腔30的第一入液口和第一出液口；第二冷却液通道包括由机壳31突伸到内腔30的第二入液口和第二出液口，且在上盖32装配到外壳31时，上盖32的第一入液口和机壳21的第二出液口对接、上盖32的第一出液口和机壳21的第二入液口对接。具体地，冷却液的流动方向4如图4所示，冷却液由外部依次通过冷却液入口211，第二出液口，第一入液口，第一出液口，第二入液口，最后由冷却液出口212流出，由此与外部冷却液循环构件循环流动，对上述驱动装置内部进行散热，结构简单合理，且散热效果好，实用性高。

具体地，第一入液口和第二出液口通过软管对接，第一出液口和第二入液口通过软管对接。操作方便，有利于安装和维护，提高维护效率。

当然，在实际应用中，第一入液口和第二出液口也可直接对接，同样地，第一出液口和第二入液口也可直接对接，减少装配零件，使结构更加简单，方便安装操作，但这将加大零件结构的加工要求。

上述上盖32的第一冷却液通道321下方具有安装构件(例如散热器、固定座等等)，且控制元件33安装到安装构件上。特别地，控制元件33包括支撑电容、功率器件、驱动板和控制板，且支撑电容、功率器件、驱动板和控制板分别固定安装到上述安装构件，通过将控制元件33都安装到上盖32的安装构件上，在维护时，可直接将上盖32拆卸下来，便于维护操作，提高操作的方便性和可行性，实用性高。

特别地，上盖32的安装构件包括散热器，上述功率器件以贴合的方式固定安装在散热器上；通过在上盖32设置散热器，有利于热量的快速转移，可高效的对功率器件进行散热，即是将热量快速传递至第一冷却液通道321中，由冷却液进行降温，从而可提高整体的散热效果，保护功率器件，为控制元件33提供一个最佳的使用环境，延长控制元件33的使用寿命。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

设计图

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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