一种电动汽车驱动模块的制作方法

本发明属于新能源汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车驱动模块。

背景技术：

新能源汽车因为其低能耗，无污染的特点，在能源日益紧张、污染逐日严重的今天，正逐步取代石化燃料车，成为21世纪的明星交通工具。因为电动汽车的诸多优点，国内许多科研机构投入大量人力进行开发研究，取得了较大进步。

驱动模块作为电动汽车的核心部件，一直是研究人员关注的焦点，目前市场上已经开发出多型电驱模块，但是普遍存在集成度低、冷却系统复杂、体积大功率密度小等缺点。

例如在集成方面，目前控制器和电机分开设计安装的居多，且控制器上普遍没有集成dc-dc模块；冷却系统方面，现在市场上出现的驱动模块控制器基本都以功率模块水冷板为集体，在水冷板上安装水嘴通过管道与外部水联通，如果与电机集成则控制器水路与电机水路通过水管串联。

如此设计不仅使水路设计安装复杂、可靠性降低，而且因为安装空间的要求，往往体积大功率密度小，对于汽车整车空间布置造成极大的不方便。

而且目前电动汽车电驱系统普遍没有考虑电磁屏蔽的要求，这对驾驶员及乘客的身体健康造成较大的不利影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于根据现有技术的不足，设计一种电动汽车驱动模块，目的在于解决现有电动汽车驱动模块集成度低，控制器和电机冷却系统复杂，器件安装拆卸困难，体积大，功率密度小，电磁辐射严重，制造成本高等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电动汽车驱动模块，包括电机和固定设置在电机顶端的控制器；

所述的电机包括电机壳体，所述的电机壳体的上端面上设置有电缆进线口和电机冷却水进口，所述的电机壳体的上端面上还设置有环绕电缆进线口的第一电磁屏蔽条安装槽和环绕电机冷却水进口的第一密封圈安装槽，所述的第一电磁屏蔽条安装槽和第一密封圈安装槽内分别设置有第一电磁屏蔽条和第一密封圈，所述的电机壳体的外侧面设置有与电机冷却水进口相连通的电机冷却水出水管；

所述的控制器包括与电机壳体适配的控制器壳体，所述的控制器壳体的顶端固定设置有控制器顶盖，所述的控制器壳体的容腔内设置有控制板、支撑电容模块和功率模块，所述的控制器壳体的外侧面设置有控制器冷却水进水管和与控制板相连接的控制信号接口，所述的控制器壳体下端面上设置有与电机冷却水进口适配的控制器冷却水出口，所述的控制器冷却水进水管通过功率模块与控制器冷却水出口相连通，所述的控制器壳体下端面上还设置有与电缆进线口适配的电缆出线口，所述的控制器顶盖上设置有控制器直流电输入接口。

进一步，所述的电机壳体为截面呈圆形的筒状体，其顶端设置有承重安装支脚，所述的电缆进线口、第一电磁屏蔽条安装槽、电机冷却水进口和第一密封圈安装槽均设置在承重安装支脚上，所述的控制器壳体下端面上设置有与承重安装支脚适配的控制器安装支脚，所述的控制器冷却水出口设置在控制器安装支脚上。

更进一步，所述的承重安装支脚上设置有承重支脚安装孔，所述的控制器安装支脚上设置有与承重支脚安装孔适配的控制器安装孔。

进一步，所述的功率模块包括功率模块水冷板，所述的功率模块水冷板的下端面上设置有相连通的功率模块冷却水进口和功率模块冷却水出口；所述的控制器壳体内部设置有与功率模块适配的功率模块安装台，所述的功率模块安装台上设置有与功率模块冷却水进口适配的控制器壳体内部进水口，所述的功率模块安装台上还设置有与功率模块冷却水出口适配的控制器壳体内部出水口，所述的功率模块安装台上还分别设置有环绕控制器壳体内部进水口和控制器壳体内部出水口的第二密封圈安装槽，所述的第二密封圈安装槽内设置有第二密封圈；所述的控制器壳体内部进水口与控制器冷却水进水管相连通，所述的控制器壳体内部出水口与控制器冷却水出口相连通。

更进一步，所述的功率模块水冷板的下端面上还设置有dc-dc弱电输出排和dc-dc模块，所述的功率模块水冷板的上端面上设置有放电电阻、igbt和熔断器，所述的igbt包括三相电能输出接口和功率模块直流电输入接口，所述的三相电能输出接口通过电缆与电机相连接；所述的控制器壳体的外侧面上还设置有通过铜排与dc-dc弱电输出排相连接的dc-dc弱电输出接口。

再进一步，所述的支撑电容模块上设置有支撑电容模块直流电输入接口和支撑电容模块直流电输出接口，所述的支撑电容模块直流电输入接口通过铜排与控制器直流电输入接口相连接，所述的支撑电容模块直流电输出接口通过电缆与功率模块直流电输入接口相连接。

再进一步，所述的功率模块水冷板上还设置有多个功率模块定位孔，所述的功率模块安装台上设置有与功率模块定位孔适配的功率模块安装孔。

更进一步，所述的控制器壳体上分别设置有控制信号接口安装孔、控制器冷却水进水管安装孔和dc-dc弱电输出接口安装孔，所述的控制信号接口安装孔与控制信号接口配合使用，所述的控制器冷却水进水管安装孔与控制器冷却水进水管配合使用，所述的dc-dc弱电输出接口安装孔与dc-dc弱电输出接口配合使用；所述的电机壳体上设置有与电机冷却水出水管配合使用的电机冷却水出口面板。

进一步，所述的控制器壳体的上端面上设置有与控制器顶盖适配的顶盖安装面板，所述的顶盖安装面板上设置有第二电磁屏蔽条安装槽，所述的第二电磁屏蔽条安装槽内设置有第二电磁屏蔽条。

更进一步，所述的顶盖安装面板上还设置有多个顶盖安装孔，所述的控制器顶盖上设置有与顶盖安装孔适配的顶盖定位孔。

本发明的有益效果是：

1、本发明电机壳体的上端面上设置有电机冷却水进口，电机冷却水进口的外围设置有安装了第一密封圈的第一密封圈安装槽，控制器壳体下端面上设置有与电机冷却水进口适配的控制器冷却水出口，功率模块的功率模块水冷板下端面上设置有相连通的功率模块冷却水进口和功率模块冷却水出口，功率模块安装台上设置有与功率模块冷却水进口适配的控制器壳体内部进水口，功率模块安装台上还设置有与功率模块冷却水出口适配的控制器壳体内部出水口，功率模块安装台上环绕控制器壳体内部进水口和控制器壳体内部出水口的位置设置有第二密封圈安装槽，第二密封圈安装槽内设置有第二密封圈，控制器壳体内部进水口与控制器冷却水进水管相连通，控制器壳体内部出水口与控制器冷却水出口相连通。使得本发明的功率模块水路与控制器水路的连接以及控制器水路和电机水路的连接都采用平面密封直接连接，连接简单方便可靠性高，同时省掉了过渡连接用的水嘴和水管，使控制器空间体积更小，功率密度更高，成本更低。

2、本发明的功率模块采用双面布置的功率模块水冷板，集成了dc-dc模块，结构更紧凑，空间利用率更高。

3、本发明的电机壳体的上端面上设置有电缆进线口，环绕电缆进线口的位置上设置有安装了第一电磁屏蔽条的第一电磁屏蔽条安装槽；控制器壳体的上端面上设置有顶盖安装面板，顶盖安装面板上设置有安装了第二电磁屏蔽条的第二电磁屏蔽条安装槽。控制器壳体与电机壳体的连接配合面以及控制器顶盖与控制器壳体的连接配合面都装有电磁屏蔽条，电磁泄露极低，大大降低了电磁辐射对人体的伤害；

4.本发明结构简单，装配容易，拆卸维修方便，可靠性高，体积小，功率密度大，极有利于市场推广。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的左视图；

图3是本发明电机的主视图；

图4是本发明电机的俯视图；

图5是本发明控制器的主视图；

图6是本发明控制器的左视图；

图7是本发明控制器的俯视图；

图8是本发明控制器去掉顶盖后的俯视图；

图9是本发明控制器沿图5的截面a-a的剖视图；

图10是本发明控制器壳体的主视图；

图11是本发明控制器壳体的左视图；

图12是本发明控制器壳体的俯视图；

图13是本发明控制器壳体的仰视图；

图14是本发明控制器壳体沿图10的截面a-a的剖视图；

图15是本发明功率模块的主视图；

图16是本发明功率模块的俯视图；

图17是本发明功率模块的仰视图。

图中各附图标记名称为：

1—控制器，2—电机，3—电机壳体，4—电机冷却水出口面板，5—电机冷却水出水管，6—承重安装支脚，7—电缆进线口，8—第一电磁屏蔽条安装槽，9—电机冷却水进口，10—第一密封圈安装槽，11—控制器壳体，12—控制信号接口，13—控制器冷却水进水管，14—dc-dc弱电输出接口，15—控制器顶盖，16—控制器直流电输入接口，17—控制板，18—支撑电容模块，19—支撑电容模块直流电输入接口，20—支撑电容模块直流电输出接口，21—功率模块，22—控制信号接口安装孔，23—控制器冷却水进水管安装孔，24—dc-dc弱电输出接口安装孔，25—控制器安装支脚，26—电缆出线口，27—顶盖安装面板，28—第二电磁屏蔽条安装槽，29—功率模块安装台，30—控制器壳体内部进水口，31—控制器壳体内部出水口，32—功率模块水冷板，33—放电电阻，34—igbt，35—熔断器，36—三相电能输出接口，37—功率模块直流电输入接口，38—功率模块定位孔，39—dc-dc弱电输出排，40—dc-dc模块，41—功率模块冷却水进口，42—功率模块冷却水出口，43—第二密封圈安装槽，44—控制器冷却水出口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1至图17所示，本发明公开了一种电动汽车驱动模块，包括电机2和固定设置在电机2顶端的控制器。

所述的电机2包括圆筒状的电机壳体3，所述的电机壳体3的顶端设置有承重安装支脚6，所述的承重安装支脚6上设置有电缆进线口7和电机冷却水进口9，所述的承重安装支脚6上还设置有环绕电缆进线口7的第一电磁屏蔽条安装槽8和环绕电机冷却水进口9的第一密封圈安装槽10，所述的第一电磁屏蔽条安装槽8和第一密封圈安装槽10内分别设置有第一电磁屏蔽条和第一密封圈，所述的承重安装支脚6上设置有承重支脚安装孔。所述的电机壳体3的外侧面设置有与电机冷却水进口9相连通的电机冷却水出水管5。

所述的控制器1包括与电机壳体3配合使用的控制器壳体11，所述的控制器壳体11的顶端固定设置有控制器顶盖15，所述的控制器壳体11的容腔内设置有控制板17、支撑电容模块18和功率模块21，所述的控制器壳11的外侧面设置有控制器冷却水进水管13和与控制板17相连接的控制信号接口12，所述的控制器壳体11下端面的相应位置上设置有控制器安装支脚25，所述的控制器安装支脚25上设置有与电机冷却水进口9配合使用的控制器冷却水出口44，所述的控制器冷却水进水管13通过功率模块21与控制器冷却水出口44相连通，所述的控制器安装支脚25上还设置有与承重支脚安装孔配合使用的控制器安装孔。所述的控制器壳体11下端面的相应位置上还设置有与电缆进线口7配合使用的电缆出线口26，所述的控制器顶盖15上设置有控制器直流电输入接口16。

所述的功率模块21包括功率模块水冷板32，所述的功率模块水冷板32的下端面上设置有相连通的功率模块冷却水进口41和功率模块冷却水出口42，所述的功率模块水冷板32上还设置有多个功率模块定位孔38。所述的控制器壳体11内腔中下部设置有与功率模块21配合使用的功率模块安装台29，其上的相应位置设置有与功率模块定位孔38配合使用的功率模块安装孔。所述的功率模块安装台29的相应位置上设置有与功率模块冷却水进口41配合使用的控制器壳体内部进水口30，所述的功率模块安装台29的相应位置上还设置有与功率模块冷却水出口42配合使用的控制器壳体内部出水口31，所述的功率模块安装台29上还分别设置有环绕控制器壳体内部进水口30和控制器壳体内部出水口31的第二密封圈安装槽43，所述的第二密封圈安装槽43内设置有第二密封圈。所述的控制器壳体内部进水口30与控制器冷却水进水管13相连通，所述的控制器壳体内部出水口31与控制器冷却水出口44相连通。

所述的功率模块水冷板32的下端面上还设置有dc-dc弱电输出排39和dc-dc模块40，所述的功率模块水冷板32的上端面上设置有放电电阻33、igbt34和熔断器35，所述的igbt34包括三相电能输出接口36和功率模块直流电输入接口37，所述的三相电能输出接口36通过电缆与电机1相连接，其连接电缆穿过电缆出线口26和电缆进线口7；所述的控制器壳体11的外侧面上还设置有通过铜排与dc-dc弱电输出排39相连接的dc-dc弱电输出接口14。

所述的控制器壳体11的上端面上设置有与控制器顶盖15配合使用的顶盖安装面板27，所述的顶盖安装面板27上设置有第二电磁屏蔽条安装槽28，所述的第二电磁屏蔽条安装槽28内设置有第二电磁屏蔽条。所述的顶盖安装面板27上还设置有多个顶盖安装孔，所述的控制器顶盖15的相应位置上设置有与顶盖安装孔配合使用的顶盖定位孔。

所述的支撑电容模块18上设置有支撑电容模块直流电输入接口19和支撑电容模块直流电输出接口20，所述的支撑电容模块直流电输入接口19通过铜排与控制器直流电输入接口16相连接，所述的支撑电容模块直流电输出接口20通过电缆与功率模块直流电输入接口37相连接。

所述的控制器壳体11的相应位置上分别设置有控制信号接口安装孔22、控制器冷却水进水管安装孔23和dc-dc弱电输出接口安装孔24，所述的控制信号接口安装孔22与控制信号接口12配合使用，所述的控制器冷却水进水管安装孔23与控制器冷却水进水管13配合使用，所述的dc-dc弱电输出接口安装孔24与dc-dc弱电输出接口14配合使用；所述的电机壳体3的相应位置上设置有与电机冷却水出水管5配合使用的电机冷却水出口面板4。

本发明各组件的连接关系是：控制器1和电机2是通过对齐控制器壳体11下端面上的控制器安装支脚25和电机壳体3顶端的承重安装支脚6，并用螺栓通过承重支脚安装孔和控制器安装孔将两个组件紧固连接装配的。连接时电机壳体3的承重安装支脚6上电机冷却水进口9和控制器壳体11下端面上的控制器安装支脚25上的控制器冷却水出口44对齐，电机壳体3的承重安装支脚6上的电缆进线口7与控制器壳体11下端面上的电缆出线口26对齐，连接紧固前先在电机壳体3的电机冷却水进口9周围第一密封圈安装槽10内装入第一密封圈，在电机壳体3电缆进线口7周围的第一电磁屏蔽条安装槽8中装入第一电磁屏蔽条，通过控制器壳体11的下端面和电机壳体3顶端的承重安装支脚6的接触平面压紧第一密封圈和第一电磁屏蔽条。

控制器1装配前先装配功率模块21，功率模块21装配以功率模块水冷板32为基体，功率模块水冷板32的下端面安装dc-dc模块40，功率模块水冷板32的上端面依次安装igbt34、熔断器35和放电电阻33，组装完成后将功率模块21整体装入控制器壳体11内腔中下部的功率模块安装台29，让功率模块水冷板32的功率模块定位孔38和功率模块安装台29上的功率模块安装孔对齐并用螺栓紧固连接。功率模块21上功率模块冷却水进口41和功率模块冷却水出口42分别要和功率模块安装台29上的控制器壳体内部进水口30和控制器壳体内部出水口31对齐，功率模块安装台29上环绕控制器壳体内部进水口30和控制器壳体内部出水口31的位置还设置有第二密封圈安装槽43，第二密封圈安装槽43中装入第二密封圈。

控制器壳体11内腔一侧装入支撑电容模块18，支撑电容模块18固定在控制器壳体11上；控制器壳体11内腔上部装入控制板17；dc-dc模块40所需弱电通过控制器壳体11外侧面的dc-dc弱电输出接口14输出，内部通过铜排与dc-dc模块40连接；本发明的驱动模块所需直流电通过控制器顶盖15上的控制器直流电输入接口16输入，内部通过铜排与支撑电容模块18的支撑电容模块直流电输入接口19连接，支撑电容模块18上的支撑电容模块直流电输出接口20与igbt上的功率模块直流电输入接口37连接，三相电能输出接口36通过电缆连接到电机2，电缆穿过控制器壳体11内腔、控制器壳体11下端面的电缆出线口26和电机壳体3上端面的电缆进线口7与电机2相连；外部控制信号通过控制器壳体11外侧面的控制信号输入接口12输入，控制信号输入接口12内部与控制板17相连。

本发明提出的电动汽车驱动模块为一体化设计，集成度高，模块在可能出现电磁泄露的位置都做了防电磁辐射处理，电磁泄露率极低；同时该模块采用平面密封的方法对水路进行联通密封，省掉了中间所有冷却管道和水嘴，极大的简化了模块结构，增强了模块可靠性，而且大大节省了空间，模块功率密度得以显著提高；同时电驱控制器内集成了dc-dc模块，功率模块采用水冷板双面布置的方法，进一步增强了模块集成度和功率密度。整个模块因为结构简单，生产装配效率得到了提高，有利于市场推广。

本发明的驱动模块安装流程为：

第一步：

首先组装好电机2，在电机2的电机壳体3上设置有电机冷却水出口面板4，其上的冷却水出口处装上电机冷却水出水管5，在电机壳体3顶端的承重安装支脚6上环绕电机冷却水进口9的第一密封圈安装槽10中装上第一密封圈，在电机壳体3顶端的承重安装支脚6上环绕电缆进线口7的第一电磁屏蔽条安装槽8中装上第一电磁屏蔽条。

第二步：

接着组装控制器1，在控制器1的控制器壳体11上控制信号接口安装孔22处装上控制信号接口12，在dc-dc弱电输出接口安装孔24处装上dc-dc弱电输出接口14，在控制器壳体11内腔中功率模块安装台29上控制器壳体内部进水口30和控制器壳体内部出水口31周边的第二密封圈安装槽43内装上第二密封圈。

组装功率模块21，在功率模块21的功率模块水冷板32上端面装上igbt34、熔断器35和放电电阻33，在功率模块21的功率模块水冷板32下端面装上dc-dc模块40，在dc-dc模块40上装上dc-dc弱电输出排39。

将组装好的功率模块21装入控制器壳体11内的功率模块安装台29上，安装时让功率模块21中功率模块水冷板32上的功率模块定位孔38与功率模块安装台29上的功率模块安装孔对齐，保证功率模块冷却水进口41和功率模块冷却水出口42分别与控制器壳体内部进水口30和控制器内部出水口31对齐，用螺栓通过功率模块定位孔38和功率模块安装孔将功率模块21锁紧在控制器壳体11内腔的功率模块安装台29上，dc-dc模块40上dc-dc弱电输出排39与安装在控制器壳体11上的dc-dc弱电输出接口14连接。

接着放入支撑电容模块18，让支撑电容模块18上支撑电容模块直流电输出接口20与igbt34上的功率模块直流电输入接口37对接，支撑电容模块18用螺钉固定在控制器壳体11内腔，最上面装入控制板17，控制板17与安装在控制器壳体11外侧面上的控制信号接口12相连接。

最后盖上控制器顶盖15，在盖上控制器顶盖15前，先在其上安装控制器直流电输入接口16，在控制器壳体11的顶盖安装面板27上的第二电磁屏蔽条安装槽28内装入第二电磁屏蔽条，盖上控制器顶盖15压紧第二屏蔽条并将控制器顶盖15用螺钉紧固在控制器壳体11上。控制器直流电输入接口16与支撑电容模块18上支撑电容模块直流电输入接口19用铜排连接，控制器1内部电路连接没有安装铜排的都用电缆连接。

第三步

将控制器1安装在电机2上，让控制器1的控制器壳体11下端面上的控制器安装支脚25放置于电机壳体3顶端的承重安装支脚6上，并使控制器壳体11下端面上控制器安装支脚25上的控制器冷却水出口44与电机2顶端承重安装支架6上的电机冷却水进口9对齐。控制器1和电机2之间用电缆连接，电缆一头与控制器1内三相电能输出接口36相连，另一端与电机2相连，电缆穿过控制器壳体11下端面上的电缆出线口26和电机壳体3上的电机电缆进线口7。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。