一种新能源汽车三合一电驱动集成系统的制作方法

本发明涉及新能源汽车电驱动系统，特别涉及一种新能源汽车三合一电驱动集成系统。

背景技术：

现阶段各家新能源汽车及电驱动系统生产制造相关企业，积极开发小型化的电驱动系统，目的在于减小传统电驱动系统结构的空间尺寸，提高电机、控制器、减速器的集成度，优化电机、减速器和控制器的集成结构布置，利于整车布置，符合新能源汽车集成化，小型化，轻量化的趋势要求。

现有技术中，已有技术方案关于新能源汽车电驱动系统结构布置做出设计改进。如中国专利（公开号：cn207106133u）公开的一种电动汽车电驱动系统的集成结构，将电机和变速箱通过螺栓转接固定，控制器转接固定在电机和变速箱上方由其前端盖、电机壳体、后端盖及支架共同围绕形成的畸零空间中；其输出半轴延伸于其电机壳体的前端，通过其支架进行固定，且其支架是转接固定在电机壳体前段；该技术方案的电机、变速箱和控制器集成结构布置利用转接固定的结构较多，不利于提高整车nvh性能，其输出半轴方案设计，使得其变速器输出轴和输入轴间的中心距加大，整个电驱动集成系统沿变速箱输出轴与输入轴中心距方向上的空间尺寸较大，此外输出半轴囚笼处，考虑半轴囚笼处的实际运转情况，需要在半轴囚笼四周预留出圆形的运动空间，以防止半轴囚笼和电机壳体、控制器壳体发生干涉，这就要求输出半轴和电机壳体间预留足够的空间，同时控制器布置必须和输出半轴间预留足够的高度，这就导致整个电驱动系统结构在沿变速箱输出轴与输入轴中心距方向上的空间尺寸较大，同时整个电驱动系统结构的高度较高。

除上述专利方案，现市场上其他电驱动系统结构的半轴布置方式如图1所示，减速器输出端处a，与半轴花键b连接，c为半轴囚笼，d为电机壳体，e为浮动半轴；c处的半轴囚笼半径较大，为了避免半轴囚笼c与电机壳体d的干涉，减速器(变速箱)中心距加大；此外e处浮动半轴，该处需要预留足够空间避免半轴运动干涉，进而使得电驱动系统畸零空间无法利用，同时沿中心距方向空间尺寸较大；上述布置方案使电驱动系统集成结构的尺寸较大。

综上，总结现有技术主要有以下缺点：

（1）变速箱中心距方向空间尺寸较长；

（2）减速器与电机之间的畸零空间利用不充分，空间浪费；

（3）电驱动系统整体尺寸最大，不利于整车设计；转接结构多，不利于nvh性能提高。

技术实现要素：

本发明目的是：针对现有方案的不足和缺点，本方案提出一种新能源汽车三合一电驱动集成系统，主要可以解决：

（1）电机壳体与变速线箱右端盖设计为一体化集成结构，输出半轴支架和电机壳体后端盖设计为一体化集成结构，半轴囚笼后移到电机后端盖外侧，省去原先为防止输出半轴与电机、控制器发生运动干涉而预留的空间，通过该方案设计使得变速箱输出半轴和输入半轴间的中心距减到最小，使得半轴和电机壳体、控制器间省去防运动干涉的预留空间；

（2）控制器结构根据变速箱前端盖、电机壳体、电机后端盖和输出半轴围绕形成的畸零空间形状进行设计，实现电机、变速箱和控制器三合一系统集成的最优化空间结构，提高集成布置的空间利用率，减小电驱动集成系统的空间尺寸，利于整体匹配布置的通用性，达到多产品匹配标准；

（3）而且该电驱动集成系统减少了转接固定结构，设计为一体化集成结构，提高了整车的nvh性能。

本发明的技术方案是：

一种新能源汽车三合一电驱动集成系统，包括半轴机构、控制器、电机和变速箱，

所述的电机包括集成壳体及其一端固定的集成端盖；

所述的变速箱与电机的集成壳体的另一端相连接；

所述的半轴机构的两端分别固定连接集成端盖和集成壳体另一端的变速箱上；

所述的集成壳体、集成端盖和半轴机构共同围绕形成畸零空间；

所述的控制器安装于所述的畸零空间内且固定于所述的电机的集成壳体上。

优选的，所述的半轴机构包括传动轴、连接轴承、半轴囚笼和浮动轴；所述的传动轴两端分别为变速箱连接端和半轴固定端；所述的变速箱连接端与变速箱相连接，所述的半轴固定端通过连接轴承安装在集成端盖上；所述的半轴囚笼安装在集成端盖外侧且与半轴固定端相连接，浮动轴连接半轴囚笼。

优选的，所述的集成壳体包括电机壳体及其前端的变速箱右端盖，变速箱右端盖上设有半轴连接端，所述的电机壳体和变速箱右端盖为一体化结构；所述的半轴连接端与传动轴的变速箱连接端间通过花键连接；所述的变速箱右端盖与变速箱相连接。

优选的，所述的集成端盖包括电机后端盖和支架；所述的电机后端盖和支架为一体化结构，所述的电机后端盖安装于电机壳体端部，所述的支架与半轴机构之间通过连接轴承固定。

优选的，所述的控制器上设有畸形面和凹槽，所述的控制器所述的畸形面与电机壳体外表面相贴合；所述的凹槽用来安装控制器电容，凹槽底部与传动轴的间距范围为2-50毫米。

优选的，所述凹槽（22）底部与传动轴（11）的间距范围为15-20毫米。

优选的，所示电机壳体侧壁上设有一号定位孔；电机后端盖侧面设有二号定位孔；所述的控制器和电机之间通过一号定位孔和二号定位孔定位连接固定。

优选的，所述的变速箱还包括左端盖，所述的左端盖与变速箱右端盖连接固定。

优选的，所述的集成端盖包括电机后端盖和活动支架；所述的电机后端盖和活动支架机械连接，所述的电机后端盖安装于电机壳体端部，所述的活动支架与半轴机构之间通过连接轴承固定。

本发明的优点是：

本提案的主要创新点和有益效果：

（1）本发明的电机壳体与变速线箱右端盖设计为一体化集成结构，输出半轴支架和电机壳体后端盖设计为一体化集成结构，半轴囚笼后移到电机后端盖外侧，省去原先为防止输出半轴与电机、控制器发生运动干涉而预留的空间，通过该方案设计使得变速箱输出半轴和输入半轴间的中心距减到最小，使得半轴和电机壳体、控制器间省去防运动干涉的预留空间；

（2）本发明的控制器结构根据变速箱前端盖、电机壳体、电机后端盖和输出半轴围绕形成的畸零空间形状进行设计，实现电机、变速箱和控制器三合一系统集成的最优化空间结构，提高集成布置的空间利用率，减小电驱动集成系统的空间尺寸，利于整体匹配布置的通用性，达到多产品匹配标准；

（3）本发明的电驱动集成系统减少了转接固定结构，设计为一体化集成结构，提高了整车的nvh性能。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1现有技术半轴布置方式；

图2为本发明方案的系统总成结构示意图；

图3为本发明方案控制器和电机安装结构示意图；

图4为本发明方案半轴机构安装结构示意图；

图5为本发明方案电机和变速箱安装结构示意图；

图6为本发明方案集成壳体和变速箱安装结构示意图；

图7为本发明方案控制器安装结构示意图；

图8为本发明方案集成端盖结构示意图；

图9为本发明方案集成端盖正视图；

图10为本发明方案输出半轴布置另一种实施例结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图2-9所示，本发明的新能源汽车三合一电驱动集成系统，包括半轴机构1、控制器2、电机3和变速箱4，所述的电机3包括集成壳体31及其一端固定的集成端盖32；所述的变速箱4与电机3的集成壳体31的另一端相连接；所述的半轴机构1的两端分别固定连接集成端盖32和集成壳体31另一端的变速箱4上；所述的集成壳体31、集成端盖32和半轴机构1共同围绕形成畸零空间；所述的控制器2安装于所述的畸零空间内且固定于所述的电机3的集成壳体31上。

本方案的新能源汽车三合一电驱动集成系统，电机壳体与变速线箱右端盖设计为一体化集成结构，输出半轴支架和电机壳体后端盖设计为一体化集成结构，半轴囚笼后移到电机后端盖外侧，省去原先为防止输出半轴与电机、控制器发生运动干涉而预留的空间，通过该方案设计使得变速箱输出半轴和输入半轴间的中心距减到最小，使得半轴和电机壳体、控制器间省去防运动干涉的预留空间，使电机壳体、电机后端盖和输出半轴围绕形成的畸零空间变大；且控制器结构根据变速箱前端盖、电机壳体、电机后端盖和输出半轴围绕形成的畸零空间形状进行设计，实现电机、变速箱和控制器三合一系统集成的最优化空间结构，提高集成布置的空间利用率，减小电驱动集成系统的空间尺寸，利于整体匹配的通用性，达到多产品匹配标准，而且该电驱动集成系统减少了转接固定结构，设计为一体化集成结构，提高了整车的nvh性能。

所述的半轴机构1包括传动轴11、连接轴承12、半轴囚笼13和浮动轴14；所述的传动轴11两端分别为变速箱连接端111和半轴固定端112；所述的变速箱连接端111与变速箱4相连接，所述的半轴固定端112通过连接轴承12安装在集成端盖32上；所述的半轴囚笼13安装在集成端盖32外侧且与半轴固定端112相连接，浮动轴14连接半轴囚笼13。半轴机构1两个连接端分别用来连接变速箱和后端盖，主要连接固定作用，确定了半轴机构的空间布置结构；所述的半轴囚笼13安装在集成端盖32外侧且与半轴固定端112相连接，该设计将半轴囚笼布置与后端盖外侧，目的在于使得畸零空间内半轴无浮动，这样就可以省去原先为防止输出半轴与电机、控制器发生运动干涉而预留的空间，使得变速箱输出轴和输入轴间中心距减小，电机控制器的布置空间增大，从而最大限度减小电驱动系统沿变速箱中心距方向上的空间尺寸以及电驱动系统空间高度尺寸。

所述的集成壳体31包括电机壳体311及其前端的变速箱右端盖312，变速箱右端盖312上设有半轴连接端313，所述的电机壳体311和变速箱右端盖312为一体化结构，省去了电机的前端盖，且将电机壳体和变速箱右端盖做成一体结构，整车nvh性能提高；所述的半轴连接端313与传动轴11的变速箱连接端111间通过花键连接；所述的变速箱右端盖312与变速箱4相连接。变速箱右端盖和左端盖间是机械连接可拆卸结构，因为变速箱零部件安装的需要。

所述的集成端盖32包括电机后端盖321和支架322；所述的电机后端盖321和支架322为一体化结构，所述的电机后端盖321安装于电机壳体311端部，所述的支架322与半轴机构1之间通过连接轴承12固定。因为半轴机构1的设计需要固定到端盖外侧，而后端盖和固定半轴的支架都是必要的，将其设计为一体结构的好处在于：（1）半轴安装的定位精度同轴度相较于转接结构更好控制，同时降低设计精度的要求，有利于产品合格率；（2）在于提升整车nvh性能，由其是半轴处的振动较剧烈，这样的提升的效果更明显。

所述的控制器2上设有畸形面21和凹槽22，所述的控制器2所述的畸形面21与电机壳体311外表面相贴合；所述的凹槽22用来安装控制器电容，凹槽22底部与传动轴11的间距范围为15-20毫米。因为半轴囚笼布置于后端盖外侧，输出半轴和控制器间省去防运动干涉的预留空间，使得控制器的底部离半轴的间距更近；同时根据畸零空间的形状，对控制器结构设计了畸形面和凹槽，畸形面是带弧度的曲面，其曲面形状根据电机壳体的形状相匹配的，目的在于充分利用畸零空间；而凹槽的设计也是根据畸零空间形状，特点在于凹槽加深深度，控制器的凹槽用来布置大电容等一些元器件，目的在于充分利用畸零空间；这两点设计带来的综合好处在于可以整体降低控制器的空间高度，从而降低整个电驱动系统的空间高度尺寸。

所示电机壳体311侧壁上设有一号定位孔314；电机后端盖321侧面设有二号定位孔323；所述的控制器2和电机3之间通过一号定位孔314和二号定位孔323定位连接固定。所述的变速箱4还包括左端盖41，所述的左端盖41与变速箱右端盖312连接固定。

实施例2

如图10所示，所述的集成端盖32的另一种结构形式为：集成端盖32具有电机后端盖321、活动支架1a和二号定位孔323；所述的电机后端盖321和活动支架1a为机械连接，活动支架1a安装于电机后端盖321外侧，所述的电机后端盖321安装于电机壳体311上，所述的活动支架1a与半轴机构1之间通过连接轴承12固定。本方案布置主要区别在电机后端盖和半轴固定支架为转接结构，和一体化结构，都可以实现提高电驱动系统的空间利用率，减小空间尺寸，区别在于转接结构拆卸相对方便，但整车nvh性能相对差。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。