一种电机组件的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种电机组件。


背景技术：

2.现有的轴向永磁盘式电机和电机控制器是两个独立的部件，每个部件在整车(例如新能源车)上都需要单独布局和固定，使得整车车架复杂，安装繁琐，而且电机和电机控制器之间需要大量电源线连接，每个连接都需要相应接头，致使连接比较复杂，而且连接环节还有漏电和信号损失等风险。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种电机组件，电机和电机控制器集成一体，共用壳体结构件，为实现动力系统合一(电机、电机控制器、变速箱)提供前提。
4.为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式公开了一种电机组件，包括：沿电机组件的轴向相互密封连接的电机壳体和电机控制器壳体；其中，所述电机壳体的轴向一端具有开口，所述电机壳体内安装有电机，所述电机的定子线和信号线由所述开口伸入所述电机控制器壳体内；所述电机控制器壳体作为所述电机壳体的盖体，所述电机控制器壳体的轴向一端的底壁覆盖所述电机壳体的轴向一端，所述电机控制器壳体内安装有主控制板和功率模块，所述电机的信号线与所述电机控制器的主控制板电连接，所述电机的定子线与所述功率模块电连接。
5.采用上述技术方案，由于电机控制器和电机集成一体，取消了电机控制器到电机的电源线缆组、控制信号线组，电机控制器壳体内的功率模块输出的交流高压电源直接连接在电机的定子线上，没有了间接的电源线缆组连接，信号线直接连接在主控制板上，也省去了控制信号线组，这样降低了成本，也没有了相互连接的端子，没有了因此产生的密封问题。电机控制器壳体和电机壳体互为密封盖，互为结构件。
6.根据本实用新型的另一具体实施方式，所述电机控制器壳体内设有接线板和母排；所述电机控制器壳体设有供所述定子线和所述信号线伸入的穿线孔，所述接线板相比于所述母排更靠近所述穿线孔；所述母排一端与所述功率模块连接，另一端与所述接线板的一端连接，所述接线板的另一端与所述电机的定子线连接。
7.根据本实用新型的另一具体实施方式，所述电机的定子具有u、v、w三相线圈，所述功率模块包括与所述定子的u、v、w三相线圈一一对应的三个，每个功率模块与相应的所述电机的定子线电连接。
8.根据本实用新型的另一具体实施方式，所述电机壳体内设有冷却通道，所述电机控制器壳体的轴向一端的底壁的至少一部分构成所述冷却通道的顶壁。
9.根据本实用新型的另一具体实施方式，所述电机壳体设有进口和出口，冷却工质能够由所述进口流入所述冷却通道，流经所述电机控制器壳体，再流入所述冷却通道，再由所述出口流出。
10.根据本实用新型的另一具体实施方式，所述主控制板与所述电机控制器壳体的轴向一端的底壁相贴合。
11.根据本实用新型的另一具体实施方式，所述电机控制器壳体内设有功率模块容纳部，所述功率模块容纳于所述功率模块容纳部，所述功率模块容纳部与所述冷却通道连通，冷却工质能够由所述冷却通道流入所述功率模块容纳部，再由所述功率模块容纳部流回所述冷却通道。
12.根据本实用新型的另一具体实施方式，所述功率模块容纳部包括相互连通的多个，其中一个功率模块容纳部设有进口，其中一个功率模块容纳部设有出口，其中一个功率模块容纳部的进口与冷却通道连通，其中一个功率模块容纳部的出口与冷却通道连通。
13.根据本实用新型的另一具体实施方式，所述冷却通道包括迷宫式结构。
14.根据本实用新型的另一具体实施方式，所述电机壳体内安装有沿轴向间隔分布的两个电机。
附图说明
15.图1示出本实用新型实施例电机和电机控制器的连接示意图；
16.图2示出本实用新型实施例电机组件的立体图一；
17.图3示出本实用新型实施例电机组件的立体图二；
18.图4示出本实用新型实施例电机组件中电机的立体图；
19.图5示出本实用新型实施例电机组件中电机控制壳体的立体图；
20.图6示出本实用新型实施例电机组件中功率模块的立体图；
21.图7示出本实用新型实施例电机组件的剖视图；
22.图8示出本实用新型实施例电机组件的立体图三。
具体实施方式
23.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
25.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
26.在一些可能的实施方式中，参考图1，车辆(例如新能源汽车，图未示出)上安装有电机本体1和电机控制器本体2。示例性地，电机本体1和车辆的变速箱(图未示出)相连接，
电机控制器本体2同车辆的车架(图未示出)相连接。电机本体1和电机控制器本体2各自独立，电机本体1上具有接线盒3，接线盒3和电机控制器本体2之间有较长的电源线缆组31和控制数据线缆组30相连接。不仅线缆多而且接头多。需要这些线缆尽量不受电场磁场的干扰，就必须线缆都有较好的屏蔽层，线缆还需要很好的绝缘性和耐老化性耐高低温性能，各接头处还需要很好的防水性能。这些线缆需要较高的成本，而且安装繁琐，易受外部环境影响，可靠性也容易降低。
27.此外，继续参考图1，电机本体1上设有电机冷却水路系统。电机冷却水路系统包括电机冷却水进口10、电机冷却通道和电机冷却水出口11。冷却水由电机冷却水进口10流入电机冷却通道，再由电机冷却水出口11流出。通过冷却水在电机冷却水路系统内循环流动，实现了对电机本体1的冷却。
28.电机控制器本体2上设有控制器冷却水路系统。控制器冷却水路系统包括控制器冷却水进口20、控制器冷却通道和控制器冷却水出口21。冷却水由控制器冷却水进口20流入控制器冷却通道，再由控制器冷却水出口21流出。通过冷却水在控制器冷却水路系统内循环流动，实现了对电机控制器本体2的冷却。
29.也即，电机本体1的电机冷却水路系统和电机控制器本体2的控制器冷却水路系统也是相互独立。
30.为此，本技术提供了一种电机组件，控制器和电机合二为一。
31.参考图2至图7，本技术的电机组件100包括：沿电机组件100的轴向(图2至图4、图7中z方向所示)相互密封连接的电机壳体101和电机控制器壳体102。本技术将电机壳体101和对应的电机控制器壳体102集成一体，实现无缝连接。
32.电机组件100的轴向也即电机组件100中转轴的轴向。本技术中，电机壳体101的轴向一端具有开口1011，电机壳体101内安装有电机1012，电机1012的定子线1013和信号线(图未示出)由开口1011伸入电机控制器壳体102内。电机控制器壳体102作为电机壳体101的盖体，电机控制器壳体102的轴向一端的底壁102a覆盖电机壳体101的轴向一端，电机控制器壳体102的轴向另一端设有控制器盖体103。电机控制器壳体102内安装有主控制板1021和功率模块1022，电机1012的信号线与电机控制器的主控制板1021电连接，电机1012的定子线1013与功率模块1022电连接。
33.示例性地，电机1012控制壳体上还设有电极正端子1025和电极负端子1026，电极正端子1025和电极负端子1026和整车电池组(图未示出)连接，并与电机控制器壳体102内的功率模块1022连接。
34.本技术的电机控制器和电机1012合二为一，是一个电机1012动力系统的两个部分。由于电机1012的定子线1013与功率模块1022电连接，电机控制器将电源的电流通过功率模块1022直接输送给电机1012的定子线1013。由于电机1012的信号线与电机控制器的主控制板1021电连接，电机1012执行的信号和反馈的信号直接连接电机控制器壳体102内的主控制板1021。例如电机1012内的旋转变压器的转动角度信号、温度传感器信号、功率信号等，都通过电机1012的信号线传输给电机控制器的主控制板1021。
35.由于电机控制器和电机1012集成一体，取消了电机控制器到电机1012的电源线缆组、控制信号线组，电机控制器壳体102内的功率模块1022输出的交流高压电源直接连接在电机1012的定子线1013上，没有了间接的电源线缆组连接，信号线直接连接在主控制板
1021上，也省去了控制信号线组，这样降低了成本，也没有了相互连接的端子，没有了因此产生的密封问题。电机控制器壳体102和电机壳体101互为密封盖，互为结构件。
36.示例性地，电机控制器壳体102上设有mcu整车通讯端子1027。mcu整车通讯端子1027与主控制板1021连接。
37.在一些可能的实施方式中，参考图3，电机控制器壳体102内设有接线板1024和母排1023；参考图5，电机控制器壳体102设有供定子线1013和信号线伸入的穿线孔1028，接线板1024相比于母排1023更靠近穿线孔1028，定子线1013和信号线由穿线孔1028伸入电机控制器壳体102内。其中，母排1023一端与功率模块1022连接，另一端与接线板1024的一端连接，接线板1024的另一端与电机1012的定子线1013连接。即，功率模块1022和定子线1013之间通过母排1023和接线板1024实现了电连接，取消了电机控制器到电机1012的电源线缆组。
38.本技术中，电机1012的定子(图未示出)具有u、v、w三相线圈，功率模块1022包括与定子的u、v、w三相线圈一一对应的三个，每个功率模块1022与相应的电机1012的定子线1013电连接。即，本技术的电机组件100包括功率模块组，功率模块组包括三个功率模块1022，相应地，母排1023包括三个，接线板1024包括三个。三个功率模块1022分别通过定子线1013与定子的u、v、w三相线圈连接。实现将电源的电流直接输送给电机1012。
39.如图6所示，本技术的功率模块1022包括正极端子10221、负极端子10222以及输出端子10223。其中，功率模块1022的正极端子10221和电极正端子1025连接，功率模块1022的负极端子10222和电极负端子1026连接，功率模块1022的输出端子10223和上述对应的母排1023连接。从而，整车电池组通过电极正端子1025、电极负端子1026和功率模块1022和实现了电连接。
40.此外，本技术的电机1012和电机控制器共用一个冷却通道1016。
41.如图4所示，本技术的电机壳体101内设有冷却通道1016。示例性地，冷却通道1016面向电机控制器壳体102的轴向一端的底壁102a，电机控制器壳体102的轴向一端的底壁102a的至少一部分构成冷却通道1016的顶壁。即，电机壳体101内的冷却通道1016的顶端是敞开的，电机控制器壳体102的轴向一端的底壁102a覆盖在冷却通道1016的顶端的敞开处。从而，电机1012和电机控制器共用冷却水道。当冷却水道内有冷却工质(例如水)流过时，既可以对电机1012实现冷却，又可以对电机控制器壳体102内的元器件(例如主控制板1021、功率模块1022、电容模块等)实现冷却。
42.在一些可能的实施方式中，上述电机壳体101设有进口1014和出口1015，冷却工质能够由进口1014流入冷却通道1016(图2中a方向示出流入方向)，流经电机控制器壳体102，再流入冷却通道1016，再由出口1015流出(图2中b方向示出流出方向)。即，本技术的冷却工质会同时流经冷却通道1016和电机控制器壳体102。在一些可能的实施方式中，冷却工质可以仅在电机壳体101内的冷却通道1016内循环流动。
43.示例性地，本技术的主控制板1021与电机控制器壳体102的轴向一端的底壁102a相贴合。这样设置后，当冷却通道1016内有冷却工质流动时，主控制板1021工作产生的热量可以通过电机控制器壳体102的轴向一端的底壁102a传递给冷却工质，冷却工质及时带走热量。示例性地，上述的电机控制器壳体102和电机壳体101是金属材质。
44.继续参考图5，本技术的电机控制器壳体102内设有功率模块容纳部1029，功率模
块1022容纳于功率模块容纳部1029。图5中示出了三个功率模块容纳部1029，但功率模块1022的数量不限于此。相应地，功率模块1022包括三个(与定子的u、v、w三相线圈一一对应)。功率模块容纳部1029与冷却通道1016连通，冷却工质能够由冷却通道1016流入功率模块容纳部1029，再由功率模块容纳部1029流回冷却通道1016。实现了对功率模块1022的冷却散热。
45.示例性地，其中一个功率模块容纳部1029设有进口10291，其中一个功率模块容纳部1029设有出口10292，其中一个功率模块容纳部1029的进口10291与冷却通道1016连通，其中一个功率模块容纳部1029的出口10292与冷却通道1016连通，相邻的功率模块容纳部1029通过连通通道10293实现连通。
46.冷却工质能够由电机壳体101上的进口1014流入冷却通道1016，冷却通道1016通过其中一个功率模块容纳部1029上的进口10291流入功率模块容纳部1029，冷却工质通过相邻的功率模块1022之间的连通通道10293在功率模块容纳部1029内流通，再由其中一个功率模块容纳部1029上的出口10292流回冷却通道1016，再由电机壳体101上的出口1015流出。冷却工质的上述流通过程，同时实现了对电机1012和电机壳体101内的元器件的冷却散热。
47.示例性地，图4中示出上述的冷却通道1016包括迷宫式结构。迷宫式结构的冷却通道1016延长了冷却工质的流动路径，提升了冷却散热效果。迷宫式结构的冷却通道1016包括多段弯曲段。
48.示例性地，参考图7，本技术的电机壳体101内安装有沿轴向间隔分布的两个电机1012。
49.示例性地，参考图7和图8，电机壳体101内沿轴向设有两个冷却通道1016。冷却工质由电机壳体101上的进口1014分别流向两个冷却通道1016。图7中c方向示出冷却工质流向靠近电机控制器壳体102的冷却通道1016。图8中d方向示出冷却工质流向远离电机控制器壳体102的另外一个冷却通道1016。
50.综上，本技术的电机组件100中电机1012和电机控制器集成一体，共用壳体结构件，共用冷却系统。为实现动力系统合一(电机1012、电机控制器、变速箱)提供前提。
51.虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本实用新型的精神和范围。