[發(fā)明專利]用于車輛動力系的具有集成電力電子器件的電動驅(qū)動單元

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010790001.6
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN112339544A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P.R.加西亞;J.A.迪默;K.特里安托斯;J.科塞達爾;P.S.波特爾
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司
• 主分類號: B60K1/00
• 分類號: B60K1/00;B60K17/08;B60R16/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧;王麗輝

本發(fā)明提出具有集成電力電子器件的電動驅(qū)動單元（EDU）組件，用于制造/操作這樣的EDU組件的方法，以及配備有這樣的EDU組件的機動車輛。EDU組件包括安裝到車身的外殼體。EDU外殼體具有內(nèi)部電機室和變速器室以及外腔。牽引電機安裝在電機室內(nèi)部并驅(qū)動一個或多個車輪從而推動車輛。齒輪系安裝在變速器室內(nèi)部并且將牽引電機驅(qū)動地連接至車輪?？刹僮饕钥刂茽恳姍C的集成電力電子器件（IPE）單元包括IPE外殼體，其具有安裝在外腔內(nèi)部的殼體底架以及安裝在殼體底架上以在其間限定電力電子器件（PE）室的主殼體。多個集成電路（IC）PE模塊安裝在PE室內(nèi)部。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及機動車輛動力系。更具體地，本公開的方面涉及電動驅(qū)動車輛和具有組合到電動驅(qū)動單元中的牽引電機、變速器和電力逆變器的動力系。

背景技術(shù)

當前生產(chǎn)的機動車輛，例如現(xiàn)代化汽車，原始地配備有動力系，所述動力系操作以推動車輛并為車輛的車載電子器件供電。例如，在汽車應(yīng)用中，車輛動力系通常以原動機為代表，其通過自動或手動換擋的動力變速器將驅(qū)動扭矩傳遞到車輛的最終驅(qū)動系統(tǒng)（例如，差速器、車橋半軸、道路車輪等）。由于其立即可用性和相對便宜的成本、重量輕和效率，歷史上汽車由往復(fù)活塞式內(nèi)燃機（ICE）組件供給動力。這類發(fā)動機包括作為非限制性示例的壓縮點火（CI）柴油發(fā)動機、火花點火（SI）汽油發(fā)動機、二、四和六沖程架構(gòu)以及旋轉(zhuǎn)發(fā)動機。另一方面，混合動力電動和全電動（“電動驅(qū)動”）車輛利用替代動力源如電動機-發(fā)電機單元（MGU）推動車輛，且因此對于牽引動力最小化或消除對基于化石燃料的發(fā)動機的依賴。

俗稱“電動車”的全電動車輛（FEV）是一種電動驅(qū)動車輛配置，其從動力系中完全去除內(nèi)燃機和相關(guān)的外圍部件，從而僅依靠電動牽引電機來推動和支持附件負載?；贗CE的車輛的發(fā)動機組件、燃料供應(yīng)系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)被FEV中的單個或多個牽引電機、牽引電池組以及電池冷卻和充電電子器件所取代。相比之下，混合動力車輛動力系采用多種牽引動力源來推動車輛，最常見的是結(jié)合電池動力或燃料電池動力的電動機來操作內(nèi)燃機組件。由于混合動力車輛能夠從非發(fā)動機的其他來源獲得動力，因此，在車輛由一個或多個電動機推動時，混合動力電動車輛（HEV）發(fā)動機可以全部或部分地關(guān)閉。

高壓（HV）電氣系統(tǒng)控制每個牽引電機與可充電牽引電池組（也稱為“電動車輛電池”或“EVB”）之間的電力傳送，該電池組存儲且供應(yīng)用于操作混合動力和全電動動力系的必要電力。HV電動系統(tǒng)可以采用電連接到車輛的一個或多個牽引電池組的前端DC到DC電力轉(zhuǎn)換器，以便增加向高壓主直流（DC）總線和電子電力逆變器的電壓供應(yīng)?？梢栽谥鱀C總線的正和負端子之間布置高頻大容量電容器，以提供電穩(wěn)定性并存儲補充電能。當操作采用例如六步運行模式的逆變器時，可以根據(jù)預(yù)期的DC總線電壓范圍、峰值電流和紋波電壓來選擇大容量電容器尺寸——就總電容量而言）。多相電動機/發(fā)電機單元的運行和控制，例如永磁同步牽引電機，可以通過以下方式實現(xiàn)：采用逆變器以使用從居民車輛控制器輸出的脈寬調(diào)制控制信號將DC功率轉(zhuǎn)換為交流（AC）功率。

已經(jīng)開發(fā)各種多擋動力變速器架構(gòu)，以便將來自車輛原動機的旋轉(zhuǎn)動力選擇性地傳輸?shù)阶罱K驅(qū)動系統(tǒng)?？捎妙愋偷膭恿ψ兯倨魇请娍勺冸妱域?qū)動單元（EDU），其含有一個或多個電動機/發(fā)電機單元、行星齒輪系元件、離合器、電力電子器件，以及可選的差速器和車橋部件。離合器控制齒輪系元件的接合/分離，以提供操作的電可變模式，固定速比模式和純電動（“電池動力”）模式。電子電力逆變器組件用于控制EDU的一個或多個電動機/發(fā)電機單元的操作。通常，電力逆變器、DC到DC功率轉(zhuǎn)換器和其他必需的電力電子器件模塊是在遠離EDU的位置組裝并隨后安裝到EDU。將獨立的電力電子器件模塊組裝到EDU是勞動密集型的，并且需要額外的安裝硬件、電氣接插件、密封襯墊和專用殼體容器，以將每個模塊固定到EDU。此外，EDU的電力電子器件模塊通過將冷卻劑流體輸送到每個模塊的分立殼體中的管子和相關(guān)管道進行冷卻；需要額外的封裝空間來容納額外的管子和管道。

發(fā)明內(nèi)容