具有导热绝缘层的电动汽车用驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电动汽车驱动装置制造技术领域，具体而言，涉及一种具有导热绝缘层的电动汽车用驱动装置。
【背景技术】
[0002]伴随着汽车产业的高速发展，石油资源短缺、环境变暖和气候变暖等一系列问题已经突现。以纯电动汽车为代表的新能源汽车必将成为我国汽车产业发展的重要方向之一。而汽车电力驱动装置作为纯电动汽车唯一的动力源，其性能直接影响整车的动力性、稳定性以及舒适性。
[0003]现有的电机与逆变器分开设计，这样不利于设备集成，也需要对不同结构的电机和逆变器设计相应的冷却机构。因此，需要一款能够将电机与逆变器集成制造的总成系统，能够降低单个电机和逆变器加合的总体重量，统一设计冷却机构，简化设计工艺，降低制造成本。
[0004]现有的将PCB(Printed Circuit Board)基板设置在铝合金逆变器上的工艺流程是:先是将涂层(例如，双面胶PSA“Pressure Sensitive Adhesive”)粘贴到招合金壳体上，再将PCB粘贴到涂层上。此涂层同时具有粘接PCB功能、绝缘功能以及导热功能。PCB上的发热元器件(例如，逆变器功率模块PM)工作时所产生的热量先后逐次经过PCB板、涂层、壳体这三个先后顺序将热散发到大气中。
[0005]进一步而言，如果将逆变器与电机集成在一起，逆变器提供的电流越大，电机的扭矩随之越大，性能越好，因此电机的性能很大程度上取决于逆变器所能承受的电流。但是，逆变器提供的电流越大，同时发热量也增加，因而容易烧掉逆变器。因此，需要提高逆变器的散热能力，从而间接提高了电机的性能。
[0006]有鉴于此，本领域需要为电动汽车的集成驱动装置设计一种对逆变器中热量进行有效散热的方法，并且具有较好的绝缘特性。
【实用新型内容】
[0007]针对上述技术问题，本实用新型设计的一种具有导热绝缘层的电动汽车用驱动装置，能够将电机和逆变器集成在一起，并且具有很好的散热性能。
[0008]为实现上述目的，本实用新型提供了一种具有导热绝缘层的电动汽车用驱动装置，包括:电机I;逆变器2，其连接所述电机1，并且包括壳体8、导热绝缘层10、PCB基板9和设置在PCB基板9上的功率模块PM;其中，导热绝缘层10夹在壳体8与PCB基板9之间。
[0009]进一步地，所述壳体8是铝合金壳体。
[0010]进一步地，所述导热绝缘层10是氧化铝陶瓷导热绝缘层。
[0011]进一步地，所述导热绝缘层10是在壳体8上采用电化学反应工艺生成。
[0012]进一步地，所述电化学反应工艺是微弧氧化工艺。
[0013]进一步地，所述导热绝缘层10是陶瓷导热绝缘层。
[0014]进一步地，所述陶瓷导热绝缘层的导热率为大于等于20w/m.k。
[0015]进一步地，所述电机I包括:定子组件、转子组件以及固定在定子组件上的电机相位引出端子5。
[0016]进一步地，所述逆变器2还包括:壳体8和连接在功率模块PM上的逆变器相位引出端子6，其中所述壳体8构造成适合用作该电机I的所述后端盖。
[0017]进一步地，当电机I和逆变器2配合在一起后，电机相位引出端子与逆变器相位引出端子能够相互接触。
[0018]本实用新型提供的具有导热绝缘层的电动汽车用驱动装置，能够将电机和逆变器集成在一起，节约装配空间，减少设备重量，省去用于支撑逆变器的支架，从而大幅降低制造成本;并且通过导热绝缘层将壳体与PCB基板很好的结合在一起，在解决壳体与PCB基板之间绝缘和粘接问题的同时，实现很好的散热性能，且制造成本较低。
[0019]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0020]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0021]图1是本实用新型一实施例的电动汽车用驱动装置的爆炸图；
[0022]图2是本实用新型一实施例的系统中电机的主视图；
[0023]图3是本实用新型一实施例的逆变器装配在电机上的主视图；
[0024]图4A-图4C分别是图3中圈A-圈C的局部放大图；
[0025]图5是本实用新型一实施例的导热绝缘层的位置示意图；
[0026]图6是本实用新型一实施例的生成导热绝缘层的工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0027]为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。下文中将详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
[0028]本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
[0029]本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0030]图1是本实用新型一实施例的电动汽车用驱动装置的爆炸图。如图1所示，本实用新型提供的为实现上述目的，本实用新型提供了一种电动汽车用驱动装置，包括:电机1，其包括定子组件(未标示)、转子组件(未标示)以及固定在定子组件上的电机相位引出端子5;逆变器2，其包括壳体8、功率模块PM(PoWer Module)以及连接在功率模块PM上的逆变器相位引出端子6，其中所述逆变器2壳体构造成适合用作该电机I的所述后端盖;其中，当电机I和逆变器2配合在一起后，电机相位引出端子5与逆变器相位引出端子6能够相互接触。优选地，通过螺钉从所述逆变器2外侧向内穿过逆变器2到所述电机I进行紧固。优选地，螺钉的数量为8个。优选地，螺钉孔等间距地分布在逆变器2壳体的外侧圆周平面上。
[0031]图2是本实用新型一实施例的系统中电机的主视图。如图2所示，电机I和逆变器2通过定位销4与插槽结构实现配合。定位销4设置在所述电机I与逆变器2相对侧的端面上。优选地，具有导热绝缘层10的电动汽车用驱动装置可以包括:两对相互对应的定位销4与插槽。优选地，可以设置三对相互对应的电机相位引出端子5与逆变器相位引出端子6，以形成交流电。
[0032]图3是本实用新型一实施例的逆变器装配在电机上的主视图。如图3所示，插槽设置在所述逆变器2与电机I相对侧的端面上，以实现二者的相互配合。
[0033]图4A-图4C分别是图3中圈A-圈C的局部放大图。如图4A-图4C所示，在电机相位引出端子5与逆变器相位引出端子6能够相互接触后，通过激光焊接方法将电机相位引出端子5与逆变器相位引出端子6焊接在一起，以形成电流通路。
[0034]如图3和图4A所示，逆变器2与电机I相反侧的端面上设置有围绕逆变器相位引出端子6的围墙7，以保护逆变器相位引出端子6免受其他外力。
[0035]本实用新型提供的具有导热绝缘层10的电动汽车用驱动装置，能够将电机和逆变器集成在一起，节约装配空间，减少设备重量，省去用于支撑逆变器的支架，从而大幅降低制造成本。
[0036]图5是本实用新型一实施例的导热绝缘层10的位置示意图。图6是本实用新型一实施例的生成导热绝缘层10的工艺流程示意图。如图5-6所示，在上述电动汽车用驱动装置基础上，本实用新型进一步提供了一种具有导热绝缘层10的电动汽车用驱动装置，包括:电机
I;逆变器2，其连接所述电机I，并且包括壳体8、导热绝缘层10、PCB基板9和设置在PCB基板9上的功率模块PM;其中，导热绝缘层1夹在壳体8与PCB基板9之间。
[0037]由上可知，本实用新型提供的具有导热绝缘层10的电动汽车用驱动装置，能够将电机和逆变器集成在一起，节约装配空间，减少设备重量，省去用于支撑逆变器的支架，从而大幅降低制造成本;并且通过导热绝缘层10将壳体8与PCB基板9很好的结合在一起，在解决壳体8与PCB基板9之间绝缘和粘接问题的同时，实现很好的散热性能。
[0038]进一步地，所述导热绝缘层10是陶瓷导热绝缘层10。可以理解的是，陶瓷导热绝缘层的导热率为大于等于20w/m.k，双面胶PSA材料的导热率只有0.16w/m.k。因此相比现有技术中采用的双面胶PSA材料，陶瓷导热绝缘可以提高100倍以上的散热效率。
[0039]优选地，所述壳体8是铝合金壳体。
[0040]进一步地，所述导热绝缘层10是氧化铝陶瓷导热绝缘层10。可以理解的是，陶瓷层的主要成分是Al2O3，陶瓷层具有很好的耐磨性。
[0041]进一步地，所述导热绝缘层10是在壳体8上采用电化学反应工艺生成。
[0042]优选地，所述电化学反应工艺是微弧氧化工艺。微弧氧化工艺是通过电解液与相应电参数的组合，在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。在微弧氧化过程中，化学氧化、电化学氧化、等离子体氧化同时存在，因此陶瓷层的形成过程非常复杂。微弧氧化工艺将工作区域由普通阳极氧化的法拉第区域引入到高压放电区域，克服了硬质阳极氧化的缺陷，极大地提高了膜层的综合性能。微弧氧化膜层与基体结合牢固，结构致密，韧性高，具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性。该技术具有操作简单和易于实现膜层功能调节的特点，而且工艺不复杂，不造成环境污染，是一项全新的绿色环保型材料表面处理技术。
[0043]具体而言，微弧氧化工艺是指在普通阳极氧化的基础上，利用弧光放电增强并激活在阳极上发生的反应，从而在以铝、钛、镁金属及其合金为材料的工件表面形成优质的强化陶瓷膜的方法，是通过用专用的微弧氧化电源在工件上施加电压，使工件表面的金属与电解质溶液相互作用，在工件表面形成微弧放电，在高温、电场等因素的作用下，金属表面形成陶瓷膜，达到工件表面强化的目的。
[0044]该微弧氧化技术的突出特点是:大幅度地提高了材料的表面硬度，显微硬度在1000至2000HV，最高可达3000HV，可与硬质合金相媲美，大大超过热处理后的高碳钢、高合金钢和高速工具钢的硬度；良好的耐磨损性能；良好的耐热性及抗腐蚀性。这从根本上克服了铝、镁、钛合金材料在应用中的缺点，因此该技术有广阔的应用前景;有良好的绝缘性能，绝缘电阻可达100M Ω ;溶液为环保型，符合环保排放要求;工艺稳定可靠，设备简单;反应在常温下进行，操作方便，易于掌握;基体原位生长陶瓷膜，结合牢固，陶瓷膜致密均匀。
[0045]作为一种实施方式，壳体8是铝合金壳体。
[0046]作为一种实施方式，导热绝缘层10是氧化铝陶瓷导热绝缘层。
[0047]作为一种实施方式，导热绝缘层10是在壳体8上采用电化学反应工艺生成。
[0048]作为一种实施方式，电化学反应工艺是微弧氧化工艺。
[0049]作为一种实施方式，导热绝缘层10是陶瓷导热绝缘层。
[0050]作为一种实施方式，陶瓷导热绝缘层的导热率为大于等于20w/m.k。
[0051]作为一种实施方式，电机I包括:定子组件、转子组件以及固定在定子组件上的电机相位引出端子5。
[0052]作为一种实施方式，逆变器2还包括:壳体8和连接在功率模块PM上的逆变器相位引出端子6，其中所述壳体8构造成适合用作该电机I的所述后端盖。
[0053]作为一种实施方式，当电机I和逆变器2配合在一起后，电机相位引出端子与逆变器相位引出端子能够相互接触。
[0054]由上可知，本实用新型提供的具有导热绝缘层的电动汽车用驱动装置，能够在铝合金铸件表面生成一层致密的氧化铝陶瓷绝缘层，一举解决绝缘和粘接可靠性问题。通过微弧氧化在铝合金表面所生成的陶瓷绝缘层不但导热性能要比涂层高出很多，而且耐磨性好，硬度高。氧化层与铝合金本体连接可靠性远远高于原先粘接的涂层。
[0055]以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种具有导热绝缘层的电动汽车用驱动装置，其特征在于，包括: 电机(I); 逆变器(2)，其连接所述电机(I)，并且包括壳体(8)、导热绝缘层(10)、PCB基板(9)和设置在PCB基板(9)上的功率模块(PM); 其中，导热绝缘层(10)夹在壳体(8)与PCB基板(9)之间。2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述壳体(8)是铝合金壳体。3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述导热绝缘层(10)是氧化铝陶瓷导热绝缘层。4.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述导热绝缘层(10)是在壳体(8)上采用电化学反应工艺生成。5.根据权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述电化学反应工艺是微弧氧化工-H- O6.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述导热绝缘层(10)是陶瓷导热绝缘层。7.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，所述陶瓷导热绝缘层的导热率为大于等于 20w/m.k。8.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述电机(I)包括: 定子组件、转子组件以及固定在定子组件上的电机相位引出端子(5)。9.根据权利要求8所述的驱动装置，其特征在于，所述逆变器(2)还包括: 壳体(8)和连接在功率模块(PM)上的逆变器相位引出端子(6)，其中所述壳体(8)构造成适合用作该电机(I)的后端盖。10.根据权利要求9所述的驱动装置，其特征在于，当电机(I)和逆变器(2)配合在一起后，电机相位引出端子与逆变器相位引出端子能够相互接触。
【专利摘要】本实用新型提供一种具有导热绝缘层的电动汽车用驱动装置，包括：电机；逆变器，其连接所述电机，并且包括壳体、PCB基板和设置在PCB基板上的功率模块；壳体与PCB基板之间设置有导热绝缘层。本实用新型设计的一种具有导热绝缘层的电动汽车用驱动装置，具有较好的散热性能。
【IPC分类】H02K11/33, H02K5/02
【公开号】CN205385383
【申请号】CN201620113989
【发明人】李金康, 郭敏杰
【申请人】大陆汽车投资（上海）有限公司
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2016年2月4日