一种汽车用的电驱动系统及使用了该电驱动系统的汽车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车用的电驱动系统，尤其涉及以电动机为动力输出源的电动汽车或混合动力汽车用的紧凑型电驱动系统。
【背景技术】
[0002]电动汽车或混合动力汽车由于利用了电能作为动力源，相比传统的单纯以汽油或柴油等为动力源的汽车，在减低排放量、节约能源等方面具有显著优势，故在当今推动绿色环保的时代，正逐渐成为汽车产业发展的趁势所向。
[0003]在上述以电能为动力源的驱动系统中，基于成本、结构复杂度、维修便利性、以及工作效率等观点，通常采用交流电动机(以下简称作电动机)作为动力输出源。然而，作为电动汽车或混合动力汽车中的储能系统(电池组等)，其输出的是直流电，故为驱动交流电动机，需要在储能系统和交流电动机之间配置逆变器，以将直流电转换成交流电供给电动机。电动机以从逆变器供给来的交流电为电源进行工作，其输出轴连接至变速箱，被变速箱减速后提供给车轮，使之转动。
[0004]为保证逆变器和电动机的输出功率，不得不加大其外形尺寸，这将导致驱动系统整体占用空间的增大，与尽可能确保汽车的乘用空间形成矛盾。尤其是汽车的后轮位置，由于没有车头发动机舱那样的可供配置尺寸较大的电驱动系统的空间，故无法针对后轮的驱动配置这样的电驱动系统，不得不另行设计驱动系统的原理及布置，导致成本的增加。
[0005]在专利文献I中，公开了一种横置式排布的紧凑型电驱动系统，其将逆变器、变速箱、电动机沿变速箱的输入轴方向并排地直线排布，从而减小了电驱动系统的纵向高度，能够节省电驱动系统的纵向占用空间。
[0006][专利文献I = US9O3OO63 (B2)
【发明内容】
[0007]然而，在该专利文献I记载的发明中，将逆变器、变速箱、电动机横向排布后，电驱动系统的横向尺寸变得过大，在空间布置上仍然无法满足车轴安装空间的要求，尤其是在安装空间更加受限的后轮车轴，无法采用该电驱动系统进行后轮驱动，故需要另行开发设计一套后轮驱动用的驱动或动力传递系统，导致设计、生产、维护等成本的增加。
[0008]另外，在专利文献I记载的发明中，该电驱动系统是被集成为一体，被封装在一个壳体中的，这将导致电驱动系统在生产下线测试或后期维修时，无法针对逆变器、变速箱、电动机按单元分别进行测试或维修、更换，导致测试和维修成本的加大。
[0009]本发明是鉴于上述现有技术存在的问题而研发的，其目的之一在于提供一种进一步缩短了横向尺寸的汽车用的电驱动系统。此外，本发明的另一目的在于提供一种既结构紧凑，又便于测试和维修的汽车用的电驱动系统。另外，本发明的再一个目的在于提供一种提高了逆变器单元与电动机单元的电连接的绝缘保护的汽车用的电驱动系统。在此需要说明的是，上述各目的仅为本发明的技术效果的例示，并非要求本发明必须同时实现上述全部目的。
[0010]本发明一个方案的汽车用的电驱动系统包括:逆变器单元，用于将外部供给来的直流电能转换成交流电；电动机单元，用于将来自所述逆变器单元的交流电能转变成机械转动，从输出轴输出；变速箱单元，使从输入轴传递来的转动减速后输出。所述电动机单元、所述变速箱单元、所述逆变器单元分别具有相对独立的封装壳体，并以所述电动机单元和所述逆变器单元沿所述变速箱单元的所述输入轴的轴向将所述变速箱单元夹在中间的方式，可拆卸地相互固定连接在一起。所述逆变器单元的所述封装壳体的所述轴向上的厚度最小。
[0011]所述逆变器单元内可以包含一块或多块逆变器电路板，所述逆变器电路板被以其电路板面大致垂直于所述轴向的方式配置。
[0012]所述逆变器单元的所述封装壳体可以是底面形状与其内部的各电路板的外轮廓的投影形状相匹配的箱体形状。
[0013]所述变速箱单元内可以设有隔板，将变速箱单元内划分成齿轮传动腔和用于插通所述电动机单元与所述逆变器单元的电连接线路的干腔，所述干腔可以包括使所述电动机单元与所述逆变器单元的电连接线路相对接的对接区域。
[0014]所述电连接线路可以有多组连接线。可以在所述对接区域内设有绝缘块，所述绝缘块可以带有使所述电连接线路的各组连接线间绝缘隔离的绝缘格栅。
[0015]所述电连接线路可以是母排。所述电动机单元的母排与所述逆变器单元的母排可以在所述对接区域上下层叠，并以可拆卸的连接方式相互连接。
[0016]可以是所述电动机单元的所述输出轴为具有内花键的空心轴，所述变速箱单元的所述输入轴为从所述变速箱单元的封装壳体伸出的、前端具有外花键的轴。所述变速箱单元的所述输入轴插入所述电动机单元的所述输出轴内，其所述外花键与所述电动机单元的所述输出轴的所述内花键配合联接，使得所述变速箱单元的所述输入轴随所述电动机单元的所述输出轴的旋转而旋转。
[0017]本发明的另一方案是一种汽车，其采用如上所述的汽车用的电驱动系统作为前轮驱动系统。
[0018]所述汽车可以还采用同样的另一套上述汽车用的电驱动系统作为后轮驱动系统。
【附图说明】
[0019]图1是示意性地表示被配置于电动汽车的本发明实施方式的电驱动系统及其相关系统的图。
[0020]图2是表示本发明实施方式的电驱动系统的图，其中图2的(a)是示意性地表示电驱动系统组装后的外观的主视图；图2的(b)是示意性地表示组装后的电驱动系统的纵向剖视图。
[0021]图3是示意性地表示本发明实施方式中的绝缘块的构造及其安装位置的图，图3的(a)和(b)分别是用于说明图2的(a)中所示的变速箱单元的逆变器侧壳体及装配在其对接区域的绝缘块的左视图和俯视图。
[0022]图4是用于说明作为对比例的专利文献I所公开的逆变器内部电路PCB板的安装方式的图。
[0023]图5是示意性地表示本发明实施方式的电动机单元、变速箱单元、逆变器单元的装配关系的爆炸图。
【具体实施方式】
[0024]下面将基于附图具体说明本发明的实施方式，在各附图中，对相同或等同的构成要素标注了相同的标号，并适当省略其说明。
[0025]图1是示意性地表示被配置于电动汽车的本发明的电驱动系统及其相关系统的图。在本图1中，以电动汽车为例，表示出本发明的电驱动系统及其相关系统的配置，省略了电动汽车所需的其它系统的表示。如图1所示，本发明实施方式的电动汽车包括电驱动系统10、动力控制系统20、能量储存系统30、前轮半轴40、后轮半轴50。其中，电驱动系统10包括逆变器单元100、变速箱单元200、以及作为交流电动机的电动机单元300，逆变器单元100接受来自能量储存系统30 (可以是车载储能式电源或燃料电池电源等电池组)的直流电能，在动力控制系统20的功率控制下将直流电转换成交流电提供给电动机单元300，电动机单元300内的转子在交流电所产生的磁场的作用下旋转，从而将电能转变成机械转动力，通过输出轴将该转动力输出至变速箱单元200，变速箱单元200通过其内部的各齿轮机构的配合使该转动减速，并经过差速齿轮的调整后，输出至车轮的半轴(前轮半轴40、后轮半轴50)，驱动车轮转动。
[0026]图2是表示本发明实施方式的电驱动系统的图，其中图2的(a)是示意性地表示电驱动系统组装后的外观的主视图；图2的(b)是示意性地表示组装后的电驱动系统的纵向剖视图。下面基于图2具体说明本实施方式的电驱动系统的结构特征。
[0027]如图2的(a)和(b)所示，电动机单元300、变速箱单元200、逆变器单元100拥有各自独立的封装壳体，分别构成相对独立的单元。电动机单元300、变速箱单元200、逆变器单元100沿变速箱单元200的输入轴202的方向(同时也是电动机单元300的输出轴303的方向，以下简称作轴向)横向排布在一条直线上。电动机单元300的输出轴侧的法兰连接面309与变速箱单元200的电动机侧壳体210的法兰连接面通过螺栓可拆装地连接，变速箱单元200的逆变器侧壳体211的法兰连接面与逆变器单元100的法兰连接面106通过螺栓可拆装地连接。
[0028]需要说明的是，在本实施方式中，电动机单元300、变速箱单元200、逆变器单元100三者间是通过螺栓连接实现可拆装的机械连接的，但也可以采用卡扣连接、铰链连接等其它可拆装的机械或非机械连接方式，根据需要，连接面也可以不是法兰面。由此，能将电动机单元300、变速箱单元200、逆变器单元100分别作为一个整体地方便拆装，故便于各单元的测试及维护、维修。
[0029]图2的(b)中示意性地表示了电动机单元