一种集成动力系统及汽车的制作方法

1.本发明涉及汽车设计及制造领域，尤其是涉及一种集成动力系统及汽车。


背景技术：

2.随着时代的进步，新能源汽车已经成为人们日常生活中的重要交通工具。在新能源汽车的组成部件中，动力系统主要包括电机总成、变速器总成及控制器总成，随着整车轻量化、节电及经济性的需求日益增加，动力系统逐渐采用集成式设计，及将电机总成、变速器总成与控制器总成集成至一体化的集成壳体中，以减少动力系统布置时对车身的占用空间，减轻整车重量及零件数量。现有技术中，动力系统存在以下问题：
3.1、集成度低，整体体积较大，应用于整车装配时安装复杂，不利于自动化装配；
4.2、散热效率低，导致控制器长期使用时稳定性较差。
5.鉴于上述问题，特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种集成动力系统及汽车，旨在解决现有技术中，动力系统集成度低，整体体积较大，不利于平台化的自动装配，以及散热效率不佳导致控制器稳定性差的问题。
7.针对上述，本发明首先提供一种集成动力系统，包括电机总成、热交换器总成、控制器总成与变速器总成，还包括集成壳体，
8.集成壳体的壳层布置有冷却水道，用于冷却介质的流通；
9.电机总成与变速器总成花键连接，用于输出动力；
10.控制器总成布置于电机总成及变速器总成的侧部，与电机总成电气连接，用于控制电机总成；
11.热交换器总成布置于电机总成侧部，与冷却水道连通，用于集成动力系统换热；
12.其中，电机总成、控制器总成与变速器总成内置于集成壳体，冷却水道经过控制器总成底部，以提高控制器总成散热效率。
13.本发明可选的方案中，集成壳体包括电机一体壳、控制器上盖体及变速器壳体，电机一体壳用于放置电机总成，控制器上盖体用于包覆控制器总成，变速器壳体用于将变速器总成一侧密封，电机一体壳、控制器上盖体及变速器壳体集成一体化。
14.本发明可选的方案中，电机总成包括电机轴承、转子组件及定子组件，转子组件设置于电机轴承外部，定子组件布置于转子组件外部；以及旋变组件、后端盖组件及后盖组件；旋变组件布置于后端盖组件，与电机轴承端部连接，后盖组件覆盖后端盖组件，用于将电机总成一侧密封。
15.本发明可选的方案中，变速器总成包括输入轴组件、中间轴组件、差速器组件；
16.其中，输入轴组件与电机总成花键连接，输入轴组件还连接差速器组件，中间轴组件与差速器组件连接，以将动力变速传输。
17.本发明可选的方案中，控制器总成包括控制板、屏蔽板、功率组件、电流输入组件、电容器组件、滤波组件及三相输出组件；其中，控制板与功率组件电气连接，屏蔽板布置于控制板与功率组件之间，以降低信号干扰；电流输入组件与电容器组件的输入端电气连接，滤波组件布置于电流输入组件与电容器组件之间，以过滤干扰信号；电容器组件的输出端与功率组件的输入端电气连接，功率组件的输出端与三相输出组件的输入端电气连接，三相输出组件与电机总成电气连接。
18.本发明可选的方案中，滤波组件包括y电容及滤波磁环，y电容用于抑制共模干扰，滤波磁环用于吸收高频信号干扰；控制板包括vcu单元，用于处理控制信号。
19.本发明可选的方案中，集成动力系统还包括出水管及进水管，进水管设置在集成壳体底部，与冷却水道连通，出水管设置在靠电机总成外侧的集成壳体，与冷却水道及热交换器总成连通。
20.本发明可选的方案中，集成动力系统还包括油泵，油泵与热交换器总成相邻，固定连接于集成壳体，且与热交换器总成连通，用于给冷却介质提供动力；以及过滤器，布置于集成壳体外侧，与油泵及热交换器总成连通，用于过滤冷却介质。
21.本发明可选的方案中，集成动力系统还包括半轴总成，与电机总成平行布置，半轴总成一端外置于集成壳体，另一端与变速器总成花键连接，用于动力的输出。
22.本发明还提供一种汽车，包括如上述集成动力系统。
23.综上，本发明提供的一种集成动力系统及汽车的有益效果有：
24.通过集成动力系统的结构设计，通过在集成壳体的壳层布置冷却水道，连通热交换器总成，使得集成动力系统的散热效率得到提高，以增加控制器使用时的稳定性；同时，电机总成、变速器总成与控制器总成内置于集成壳体，电机总成与变速器总成连接，控制器总成布置于电机总成及变速器总成的侧部，使得集成动力系统的整体结构紧凑，当集成动力系统装配于整车时，只需将集成动力系统整体进行连接即可，无需再分别对控制器总成、变速器总成及电机总成进行分别安装，降低集成动力系统占用空间的同时，使得整车装配更加简化，有利于自动化装配。
25.本发明实施例的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以说明。
附图说明：
26.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明实施例中示例性提供的集成动力系统的整体结构示意图；
28.图2为本发明实施例中示例性提供的集成动力系统的爆炸示意图；
29.图3为本发明实施例中示例性提供的集成动力系统的爆炸示意图；
30.图4为本发明实施例中示例性提供的集成动力系统的整体结构示意图；
31.图5为本发明实施例中示例性提供的集成动力系统的剖视图；
32.图6为本发明实施例中示例性提供的汽车的模块示意图。
33.以上附图中，各标号所代表的部件列表如下：
34.10、集成动力系统；1000、汽车；
35.100、电机总成；200、热交换器总成；
36.300、控制器总成；400、变速器总成；
37.500、集成壳体；501、电机一体壳；
38.502、控制器上盖体；503、变速器壳体；
39.101、后端盖组件；102、后盖组件；
40.401、输入轴组件；402、差速器组件；
41.301、控制板；302、屏蔽板；
42.303、功率组件；304、电流输入组件；
43.305、滤波组件；306、三相输出组件；
44.103、定子组件；600、油泵；
45.700、半轴总成；800、过滤器；
46.504、冷却水道。
具体实施方式：
47.为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
48.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
49.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
50.本实施例总的一个构思即提供一种集成动力系统10，通过对集成动力系统10的结构进行优化设计，将电机总成100、变速器总成400及控制器总成300集成于集成壳体500内部，由于电机总成100、变速器总成400及控制器总成300的高度集成，使得控制器总成300的散热效果不佳，导致控制器总成300在使用时稳定性较差，因此通过在集成壳体500设计冷却水道504，将集成壳体500的冷却水道504与布置于集成壳体500外部的热交换器总成200连通，使得冷却介质可以通入冷却水道504进入集成动力系统10，提高控制器总成300的散热效果，以提高控制器总成300使用时的稳定性，同时高度机械化集成的集成动力系统10整体结构更加紧凑，使得占用整车的空间更少，以使得整车更加轻量化，高度机械化集成的集成动力系统10还有利于整车装配时的实现自动化。
51.请参照图1～图6，图1为本发明实施例中示例性提供的集成动力系统的整体结构示意图；图2与图3为本发明实施例示例性提供的集成动力系统10的爆炸结构示意图；在本发明提供的实施例中，一种集成动力系统10，包括电机总成100、热交换器总成200、控制器
总成300与变速器总成400，还包括集成壳体500，
52.集成壳体500的壳层布置有冷却水道504，用于冷却介质的流通；
53.电机总成100与变速器总成400花键连接，用于输出动力；
54.控制器总成300布置于电机总成100及变速器总成400的侧部，与电机总成100电气连接，用于控制电机总成100；
55.热交换器总成200布置于电机总成100侧部，与冷却水道504连通，用于集成动力系统10换热；
56.其中，电机总成100、控制器总成300与变速器总成400内置于集成壳体500，冷却水道504经过控制器总成300底部，以提高控制器总成300散热效率。
57.在本发明一个总的构思中，集成动力系统10包括电机总成100、热交换器总成200、控制器总成300、变速器总成400与集成壳体500，其中电机总成100、控制器总成300及变速器总成400均内置于集成壳体500，电机总成100用于提供动力，与变速器总成400花键连接，变速器总成400将电机总成100输入的动力进行变速输出，控制器总成300位于电机总成100及变速器总成400的侧部，与电机总成100电机连接，以控制电机总成100的动力输出；集成壳体500设计有冷却水道504，连通布置于集成壳体500外部的热交换器总成200，且冷却水道504经过控制器总成300的底部，当集成动力系统10使用时，冷却介质通过冷却水道504对集成壳体500内部的控制器总成300进行冷却降温，热交换器总成200用于将冷却介质进行热交换，以实现高度机械集成化的集成动力系统10结构紧凑的同时，控制器总成300的散热效果优异。
58.以下对各结构进行详细阐述。
59.本发明实施例可选的方案中，集成壳体500包括电机一体壳501、控制器上盖体502及变速器壳体503，电机一体壳501用于放置电机总成100，控制器上盖体502用于包覆控制器总成300，变速器壳体503用于将变速器总成400一侧密封，电机一体壳501、控制器上盖体502及变速器壳体503集成一体化。
60.可以理解，集成壳体500包括电机一体壳501、控制器上盖体502及变速器壳体503，电机一体壳501内部为腔体状，电机总成100布置于电机一体壳501内，变速器壳体503布置于电机一体壳501一端，形成变速器腔体，以供变速器总成400安装时密封变速器总成400一侧；控制器上盖体502为板状，覆盖于电机一体壳501及变速器壳体503的侧部，形成控制器腔体，控制器总成300布置于控制器腔体，在控制器总成300安装后，控制器上盖体502将控制器总成300的顶部包覆密封。
61.进一步的，电机总成100包括电机轴承、转子组件及定子组件103，转子组件设置于电机轴承外部，定子组件103布置于转子组件外部；以及旋变组件、后端盖组件101及后盖组件102；旋变组件布置于后端盖组件101，与电机轴承端部连接，后盖组件102覆盖后端盖组件101，用于将电机总成100一侧密封。
62.本发明实施例可选的方案中，电机总成100设计有电机轴承、转子组件及定子组件103，转子组件设计于电机轴承外部、定子组件103布置于转子组件外部，定子组件103接电后，转子组件切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩从而使电机轴承旋转，使得电机总成100输出动力；电机一体壳501远离变速器壳体503的一端连接有电机总成100的后端盖组件101及后盖组件102，后端盖组件101为旋变组件及电机轴承提供支撑，
后盖组件102覆盖于后端盖组件101外部将远离变速器壳体503一端的集成壳体500密封；其中旋变组件是一种电磁式传感器，用来测量电机轴承旋转时的角位移和角速度等数据。
63.进一步的，变速器总成400包括输入轴组件401、中间轴组件、差速器组件402；其中，输入轴组件401与电机总成100花键连接，输入轴组件401还连接差速器组件402，中间轴组件与差速器组件402连接，以将动力变速传输。
64.本发明实施例可选的方案中，变速器总成400的输出轴组件与电机总成100的电机轴承花键连接，以接收电机总成100传送的动力，输出轴组件连接差速器组件402，差速器组件402将电机总成100传送的动力进行变速，通过中间轴组件进行输出。
65.进一步的，控制器总成300包括控制板301、屏蔽板302、功率组件303、电流输入组件304、电容器组件、滤波组件305及三相输出组件306；其中，控制板301与功率组件303电气连接，屏蔽板302布置于控制板301与功率组件303之间，以降低信号干扰；电流输入组件304与电容器组件的输入端电气连接，滤波组件305布置于电流输入组件304与电容器组件之间，以过滤干扰信号；电容器组件的输出端与功率组件303的输入端电气连接，功率组件303的输出端与三相输出组件306的输入端电气连接，三相输出组件306与电机总成100电气连接。
66.本发明实施例可选的方案中，控制器总成300沿控制器上盖体502依次布置控制板301、屏蔽板302及功率组件303，控制板301与功率组件303电气连接，控制板301用于对电机总成100进行控制，屏蔽板302用于降低控制板301与功率组件303之间的信号干扰；电流输入组件304与电容器组件的输入端电气连接，电流输入组件304用于输出电流，电容器组件与电流输入组件304平行布置，位于功率组件303的底部；滤波组件305水平布置于电流输入组件304与电容器组件之间，用于过滤干扰信号；电容器组件的输出端与功率组件303的输入端电气连接，功率组件303的输出端与三相输出组件306的输入端电气连接，三相输出组件306与电机总成100电气连接，进而在电机总成100运行时提供电流。
67.进一步的，滤波组件305包括y电容及滤波磁环，y电容用于抑制共模干扰，滤波磁环用于吸收高频信号干扰；控制板301包括vcu单元，用于处理控制信号。
68.需要说明的是，vcu(vehicle control unit)单元指整车控制器单元，作为新能源汽车1000核心的控制部件之一，可以采集电机运行状态的相关数据，承担电机总成100的数据管理、故障诊断和安全监控等作用。
69.进一步的，集成动力系统10还包括出水管及进水管，进水管设置在集成壳体500底部，与冷却水道504连通，出水管设置在靠电机总成100外侧的集成壳体500，与冷却水道504及热交换器总成200连通。
70.本发明实施例的可选方案中，进水管设置在电机一体壳501底部，出水管设置在电机一体壳501的侧部，冷却水道504的两端分别连通进水管与出水管，冷却介质经进水管进入后，流经冷却水道504经过控制器总成300的底部后，对控制器总成300进行散热后，于出水管流出。
71.进一步的，集成动力系统10还包括油泵600，油泵600与热交换器总成200相邻，固定连接于集成壳体500，且与热交换器总成200连通，用于给冷却介质提供动力；以及过滤器800，布置于集成壳体500外侧，与油泵600及热交换器总成200连通，用于过滤冷却介质。
72.本发明实施例的可选方案中，油泵600布置于热交换器总成200侧部，油泵600及热
交换器总成200同时连通冷却水道504，油泵600用于给与冷却水道504内的冷却介质动力，使冷却介质于冷却水道504内流通，集成壳体500外侧还连接有过滤器800，与油泵600及热交换器总成200连通，用于过滤冷却介质，避免油泵600发生堵塞。
73.进一步的，集成动力系统10还包括半轴总成700，与电机总成100平行布置，半轴总成700一端外置于集成壳体500，另一端与变速器总成400花键连接，用于动力的输出。
74.本发明实施例可选的方案中，半轴总成700于集成壳体500中，与电机总成100平行布置，半轴总成700两端设计有花键，半轴总成700一端的花键连接变速器总成400的中间轴组件，另一端的花键外置于集成壳体500，以将集成动力系统10的动力进行输出。
75.本发明的实施例还提供了一种汽车1000，包括上述的集成动力系统10。
76.本领域技术人员应当理解，如果将本发明实施例所提供的一种集成动力系统10及汽车1000，将其涉及到的全部或部分子模块通过稠合、简单变化、互相变换等方式进行组合、替换，如各组件摆放移动位置；或者将其所构成的产品一体设置；或者可拆卸设计；凡组合后的组件可以组成具有特定功能的设备/装置/系统，用这样的设备/装置/系统代替本发明相应组件同样落在本发明的保护范围内。
77.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
78.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
79.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
80.综上，本发明提供的一种集成动力系统10及汽车1000，通过集成动力系统10的结构设计，通过在集成壳体500的壳层布置冷却水道504，连通热交换器总成200，使得集成动力系统10的散热效率得到提高，以增加控制器使用时的稳定性；同时，电机总成100、变速器总成400与控制器总成300内置于集成壳体500，电机总成100与变速器总成400连接，控制器总成300布置于电机总成100及变速器总成400的侧部，使得集成动力系统10的整体结构紧凑，当集成动力系统10装配于整车时，只需将集成动力系统10整体进行连接即可，无需再分别对控制器总成300、变速器总成400及电机总成100进行分别安装，降低集成动力系统10占用空间的同时，使得整车装配更加简化，有利于自动化装配。
81.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。