[发明专利]用于电动车辆的驱动单元

说明书

提供了用于电动车辆的驱动单元。一个示例提供了电驱动单元的功率逆变器。该功率逆变器包括具有至少部分由第一壁和相对的第二壁形成的隔室的壳体。功率逆变器还包括多个电开关，用于将直流功率转换为交流功率，该多个电开关与隔室内的第一壁相联。功率逆变器还包括功率控制器，用于控制多个电开关，该功率控制器与多个电开关联接。功率逆变器还包括控制功率控制器的马达控制器，马达控制器设置在功率控制器和第二壁之间。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年1月8日提交的美国临时专利申请第63/135,466号以及于2021年1月8日提交的美国临时专利申请第63/135,474号的优先权，所述两个申请的全部内容被通过引用并入本文中。

技术领域

本公开总体上涉及电动车辆，并且在特定实施例中，涉及电动车辆的动力系统构件。

背景技术

包含电动运动型车辆(例如，全地形车辆(ATV)、个人船只(PWC)、以及雪地摩托车)在内的电动车辆的电动动力系统通常包含：电池系统；一个或多个电动马达，每个电动马达具有相对应的电子功率逆变器(有时被称为马达控制器)；以及各种辅助系统(例如，冷却系统)。系统构件的在尺寸、重量以及能耗方面的效率改善车辆性能(例如，响应性、续航里程、以及可靠性)以及成本，特别是对于空间和重量都很重要的电动运动型车辆来说。

发明内容

本公开的一些实施方案涉及驱动单元，其具有适合用于电动运动车辆的效率和功率密度。这样的驱动单元还可提供最大功率时的高效率和/或转子、定子和/或功率逆变器的紧凑配置。

一个示例提供了用于电动车辆的驱动单元，该驱动单元包括：限定了具有小于27,000cm³的体积的外形因数(form factor)的驱动单元壳体；包括转子、定子和转子轴的电动马达；以及与电动马达电通信的电逆变器。马达和电逆变器都可以安置在驱动单元壳体内，并且驱动单元可以提供大于5kW/kg的连续功率密度。该电动车辆可以是越野动力运动车辆。

在一些示例中，电动马达包括转子轴和转子层叠件之间的毂。毂可以包括比转子层叠件密度低的材料。可选地，转子包括大于90mm的内径和小于170mm的外径。

在一些示例中，驱动单元壳体、马达和电逆变器的组合具有小于30kg的组合重量。

在一些示例中，驱动单元的磁通量减弱发生在马达轴转速大于额定转速的75％时。

在一些示例中，最大功率在大于额定速度的80％时被提供。

在一些示例中，驱动单元提供大于7.5Nm/kg的扭矩密度。

在一些示例中，转子包括以V形定位的磁体。磁体可以限定八个磁极，定子可以包括四十八个槽。可选地，每个磁体包括大于7000mm³的体积。定子可以包括具有四个平行线圈的对称绕组，每个线圈具有三匝。可选地或额外地，转子在至少两个转子片之间限定转子偏斜部。例如，转子可以在三个片之间限定转子偏斜部，片之间具有2-4度的移位。在一些示例中，磁体可以限定十个磁极，定子可以包括六十六个槽。

在一些示例中，驱动单元壳体限定了用于电动马达的第一隔室和用于电逆变器的第二隔室，第一隔室和第二隔室由共用壁分隔。第一隔室和第二隔室可沿外形因数的纵向轴线彼此相邻地设置。冷却通道可存在于分隔电动马达和电逆变器的共用壁中。

一个示例提供了一种雪地摩托车，该雪地摩托车包括具有转子和定子的电动马达、与电动马达电通信的电逆变器以及驱动单元壳体，该驱动单元壳体中设置有电动马达和电逆变器。电动马达、电逆变器和驱动单元壳体的组合的重量可以小于30kg，并且驱动单元提供大于5kW/kg的功率密度。