具有提高效率的驱动模块制造技术

一种用于车辆(10)的驱动模块(20)，其包括电机(24)、逆变器(22)、齿轮组件(26)和冷却系统。与逆变器热耦合的第一壳体构件(50)具有第一组热交换表面(52)，与电机热耦合的第二壳体构件(40)具有第二组热交换表面(42)。第一组和第二组热交换表面各自伸入到由外部供应的液体冷却剂冷却的内部体积(44)，由此限定热交换器。用于收集用于冷却电机的油的下油池(54)还可包括伸入同一热交换器的热交换表面(56)。变速箱可以包括升高的油池(84)，其由在电机上循环油的同一油泵供应，其中升高的油池依靠重力将油供给到变速箱内的选定表面上。螺线管启动阀组件(78)可以与可变容量油泵(76)一起使用，以独立地改变两种不同应用的油供应。以独立地改变两种不同应用的油供应。以独立地改变两种不同应用的油供应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有提高效率的驱动模块
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年11月2日提交的题为“VEHICLE POWER DRIVE MODULE WITH INTEGRATED LIQUID TO LIQUID HEAT EXCHANGER”的美国临时专利申请No.62/929,844以及2019年11月4日提交的题为“DRIVE MODULE WITH IMPROVED EFFICIENCY”的美国临时专利申请No.62/930,028的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]电动和混合动力车辆越来越多地使用包括电机、逆变器和变速箱的模块。这样的模块在运转期间会产生大量的热量，并且需要对这些模块的冷却进行改进。

技术实现思路

[0004]本申请公开了一种用于电动或混合电动车辆的集成电机、逆变器和变速箱模块的热系统。该系统使用外部流体冷却剂和内部流体冷却剂。在示例性实施例中，外部流体冷却剂是水
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乙二醇(WEG)冷却剂，例如在机动车辆中使用的常规冷却剂并且通常称为“防冻剂”。在示例性实施例中，内部流体冷却剂是冷却电机、齿轮组件和可旋转支撑电机和齿轮组件的轴承的油。
[0005]本专利技术在其一种形式中包括用于车辆的驱动模块，其中该模块包括：电机；电压源逆变器，所述电压源逆变器可操作地与电机耦合；以及用于所述模块的冷却系统，该冷却系统包括与逆变器热耦合并具有第一组热交换表面的第一壳体构件、与所述电机热耦合并具有第二组热交换表面的第二壳体构件，该第一和第二组热交换表面各自伸入到内部体积中，由此引入到内部体积中的液体冷却剂从第一和第二组热交换表面中去除热量。
[0006]在一些实施例中，驱动模块还包括：油泵，该油泵循环油以冷却电机，其中油以重力供给的方式收集在下油池中，在下油池中供应油泵；第三壳体构件，其限定下油池的壁并与收集在油池中的油热耦合，所述第三壳体构件还包括第三组热交换表面，该第三组热交换表面伸入到在其中液体冷却剂循环的内部空间中。
[0007]在包括油泵的一些实施例中，第三壳体构件还可包括第四组热交换表面，所述第四组热交换表面伸入到下油池中。在这样的实施例中，第三组和第四组热交换表面可以彼此相对设置并且沿相反方向伸出。
[0008]在包括油泵的一些实施例中，油泵可以使油围绕电机的定子芯循环，并且定子芯的径向外表面可以限定多个热交换散热片。
[0009]在包括油泵的一些实施例中，驱动模块还可包括：与电机可操作耦合的齿轮组件；以及上油池，其中油泵将油供应到上油池并且油从上油池通过重力供给到齿轮组件。在这样的实施例中，油泵可以是可变容量油泵，其中油泵与至少一个螺线管操作阀可操作地耦合，至少一个螺线管操作阀调节由油泵供应到电机和上油池的油的相对比例。在一些实施例中，上油池限定一个或多个开口，该开口通过重力将油供应到齿轮组件上的选定表面。选定表面可以包括设置在齿轮和轴承上的表面。至少一个壳体构件还可限定用于将油从上油
池引导至选定表面之一的油槽。
[0010]在驱动模块的一些实施例中，限定用于接收液体冷却剂的内部体积的外边界的壳体构件限定具有平行六面体形状的外边界，并且限定用于接收与电机热连通的液体冷却剂的内部体积的壳体构件限定具有圆柱形状的内部体积的内边界，并且其中第一组、第二组和第三组热交换表面都限定了伸入到内部体积中的散热片，其中伸入到内部体积中的散热片限定了冷却剂流动通路，其中冷却剂流动通路具有变化的尺寸，但在垂直于流体流过通路的方向的平面中限定恒定截面积。
[0011]本专利技术在其另一种形式中包括一种油冷式组件，该油冷式组件包括：至少一个发热构件；油泵，该油泵使得油循环以冷却发热构件，其中油通过重力收集在下油池中，并且其中下油池向泵供应油；冷却组件，其中液体冷却剂循环通过冷却组件的内部体积以从热耦合到发热构件的壳体构件中去除热量；并且其中由与收集在下油池中的油热耦合的油池壳体构件部分地限定下油池，所述油池壳体构件包括第一组热交换表面，该第一组热交换表面伸入到液体冷却剂在其中循环的内部空间，从而液体冷却剂从油池壳体构件中去除热量。
[0012]在一些实施例中，油池壳体构件包括第二组热交换表面，该第二组热交换表面伸入到收集在下油池中的油中，从而使油池壳体构件与油热耦合。
[0013]在一些实施例中，发热构件是电机。
[0014]在一些实施例中，油冷式组件适于向第二应用供应油，并且其中油泵是可变容量油泵，并且其中油冷式组件还包括设置在油泵和发热构件以及第二应用之间的螺线管启动阀组件，其中从泵排出的油由螺线管启动阀组件分开并且分开的流被将油供应到发热构件的第一排油管线和将油供应至第二应用的第二排油管线输送，螺线管启动阀组件还包括至少一个螺线管启动阀，该螺线管启动阀在第一和第二排油管线之间可调节地分配从泵排放的油。
[0015]在这样的实施例中，发热构件可以呈电机的形式并且还可以包括与电机驱动耦合的齿轮装置，其中该齿轮装置是第二应用。
[0016]在一些实施例中，至少一个螺线管启动阀包括设置在第一排油管线中的第一螺线管启动阀和设置在第二排油管线中的第二螺线管启动阀。在其他实施例中，至少一个螺线管启动阀仅由单个螺线管启动阀组成。
[0017]在包括齿轮装置的那些实施例中，齿轮装置可以设置在变速箱组件中，该变速箱组件包括上油池，其中第二排油管线将油供应到上油池并且上油池限定一个或多个开口，开口通过重力向变速箱组件内的选定表面供油。在一些实施例中，选定表面设置在齿轮和轴承上，并且变速箱的至少一个壳体构件限定用于将油从上油池引导至选定表面之一的油槽。
[0018]本专利技术在其另一种形式中包括：变速箱组件，该变速箱组件包括齿轮装置，该齿轮装置包括至少两个齿轮构件和由轴承支撑的旋转轴；以及上油池，其中油泵将油供应到上油池，并且上油池限定一个或多个开口，所述开口通过重力将油供应到变速箱组件内的齿轮装置的选定表面。
[0019]在一些实施例中，选定表面包括设置在齿轮构件和轴承上的表面，并且变速箱的至少一个壳体构件限定用于将油从上油池引导至选定表面之一的油槽。
[0020]在一些实施例中，组件适于向第二应用供应由油泵排出的油，并且其中油泵是由下油池供给的可变容量油泵，该下油池通过重力从变速箱组件和第二应用收集油，变速箱组件还包括螺线管启动阀组件，所述螺线管启动阀组件设置在油泵和上油池以及第二壳体之间，其中从泵排出的油被螺线管启动阀组件分开，分开的流被将油供应到上油池的第一排油管线和将油供应至第二壳体的第二排油管线输送，并且螺线管启动阀组件还包括至少一个螺线管启动阀，该螺线管启动阀在第一和第二排油管线之间可调节地分配从泵排出的油的比例。
[0021]在其又一种形式中，本专利技术包括用于可调节地供应两个独立应用的油泵组件，其中该组件包括：向第一应用和第二应用供应油的可变容量油泵；螺线管启动阀组件，所述螺线管启动阀组件设置在油泵与第一和第二应用之间，其中从油泵排出的油由螺线管启动阀组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于车辆(10)的驱动模块(20)，所述驱动模块包括：电机(24)；电压源逆变器(22)，所述电压源逆变器与所述电机(24)能够操作地耦合；以及用于所述驱动模块的冷却系统，所述冷却系统包括第一壳体构件(50)和第二壳体构件(40)，第一壳体构件(50)与所述逆变器热耦合并具有第一组热交换表面(52)，第二壳体构件(40)与所述电机热耦合并且具有第二组热交换表面(42)，所述第一组热交换表面和第二组热交换表面各自伸入到内部体积(44)中，由此引入到所述内部体积中的液体冷却剂从所述第一组热交换表面和第二组热交换表面去除热量。2.根据权利要求1所述的驱动模块，所述驱动模块还包括：油泵(76)，所述油泵使油循环以冷却所述电机，其中油以重力供给的方式被收集在下油池(54)中，在所述下油池中供应所述油泵；和第三壳体构件(54)，所述第三壳体构件限定所述下油池的壁并与收集在所述下油池中的油热耦合，所述第三壳体构件还包括伸入到所述内部空间中的第三组热交换表面(56)，所述液体冷却剂在所述内部空间内循环。3.根据权利要求2所述的驱动模块，其中，所述第三壳体构件还包括第四组热交换表面(58)，所述第四组热交换表面伸入到所述下油池中。4.根据权利要求3所述的驱动模块，其中，所述第三组热交换表面(56)和所述第四组热交换表面(58)彼此相对设置并且沿相反方向伸出。5.根据权利要求2至4中任一项所述的驱动模块，其中，所述油泵使油围绕所述电机的定子芯(36)循环，并且其中，所述定子芯的径向外表面限定多个热交换散热片(66)。6.根据权利要求2所述的驱动模块，所述驱动模块还包括与所述电机能够操作地耦合的齿轮组件(86，88，96)；以及上油池(84)，其中所述油泵将油供应到所述上油池，并且油通过重力从所述上油池供给到所述齿轮组件。7.根据权利要求6所述的驱动模块，其中，所述油泵是可变容量油泵，并且所述油泵与至少一个螺线管操作阀(79)能够操作地耦合，所述至少一个螺线管操作阀调节由所述油泵供应到所述电机和所述上油池的油的相对比例。8.根据权利要求7所述的驱动模块，其中，所述上油池限定一个或多个开口(94)，所述开口(94)通过重力将油供应到所述齿轮组件上的选定表面。9.根据权利要求8所述的驱动模块，其中，所述选定表面包括设置在齿轮(86，88)和轴承(96)上的表面。10.根据权利要求8或9中任一项所述的驱动模块，其中，至少一个壳体构件限定了用于将油从所述上油池引导至所述选定表面之一的油槽(90)。11.根据权利要求1
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4或6
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9中任一项所述的驱动模块，其中，限定用于接收所述液体冷却剂的所述内部体积(44，114)的外边界的所述壳体构件限定了具有平行六面体形状的外边界，并且限定用于接收与所述电机热连通的所述液体冷却剂的所述内部体积的所述壳体构件限定了具有圆柱形形状的所述内部体积的内边界，并且其中所述第一组热交换表面(42)、第二组热交换表面(52)和第三组热交换表面(56)都限定了伸入到所述内部体积中的散热片，其中伸入到所述内部体积中的所述散热片限定冷却剂流动通路(116)，所述冷却剂
流动通路具有可变的尺寸并且在垂直于流体流过所述冷却剂流动通路的方向的平面中限定恒定的截面积。12.一种油冷式组件，所述油冷式组件包括：至少一个发热构件(24)；油泵(76)，所述油泵使油循环以冷却所述发热构件，其中油通过重力收集在下油池(54)中并且其中所述下油池向所述油泵供应油；冷却组件，其中液体冷却剂循环通过所述冷却组件的内部体积(44)以从热耦合到所述发热构件的壳体构件(40)去除热量；并且其中所述下油池(54)部分地由与收集在所述下油池中的油热耦合的油池壳体构件限定，所述油池壳体构件包括伸入到内部空间(44)中的第一组热交换表面(56)，液体冷却剂在所述内部空间中循环，由此所述液体冷却剂从所述油池壳体构件去除热量。13.根据权利要求12所述的油冷式组件，其中，所述油池壳体构件包括第二组热交换表面(58)，所述第二组热交换表面(58)伸入到收集在所述下油池中的油中，从而将所述油池壳体构件与油热耦合。14.根据权利要求13所述的油冷式组件，其中，所述发热构件是电机。15.根据权利要求12或13中任一项所述的油冷式组件，其中，所述油冷式组件适...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：