電驅動設備的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種用于自動車輛的電動轉向系統的電驅動設備。
【背景技術】
[0002]本領域中公知一種自動車輛的電動轉向(EPS)系統，其輔助于移動自動車輛的方向盤。輔助移動方向盤由EPS系統組成，該系統輸送機械轉矩至自動車輛的轉向柱。為了能夠生成輸送轉矩，EPS系統包括電驅動設備，所述設備包括生成機械轉矩的電動機。電動機通常為三相交流電(AC)電動機，但是電驅動設備由來自車輛的直流電DC供電，因此需要將所述直流電轉換為三相交流電，此外進一步需要控制電動機的驅動，因此電驅動設備需要靠近電動機的電子控制單元。
[0003]EP2549627A1公開了用于EPS系統的電驅動設備，其包括電動機，電動機具有:電動機外殼；定子，其布置于電動機外殼的內部并且提供多個相位；轉子，其相對于定子可旋轉地布置；以及電動機軸，其與轉子一起旋轉并且具有從電動機外殼突出的電動機的輸出轉矩的驅動端部。該設備還包括電子控制單元以及散熱片，電子控制單元在電動機之后并且控制電動機的驅動，并且包括配電板以及控制板，配電板向電動機供給電流，控制板電連接至配電板并且通過配電板控制電動機的驅動，散熱片吸收和消散由配電板生成的熱。散熱片、配電板和控制板以提到的順序布置在電動機之后。

【發明內容】

[0004]如下所述，本發明的目的是提供一種如下所述的用于EPS系統的電驅動設備。
[0005]本發明的電驅動設備包括電動機，電動機具有電動機外殼、定子、轉子以及電動機軸，定子布置于電動機外殼的內部并提供多個相位，轉子相對于定子以可旋轉的方式布置，電動機軸與轉子一起旋轉并且具有從電動機外殼突出的電動機的輸出轉矩的驅動端部。設備還包括電子控制單元以及散熱片，電子控制單元控制電動機的驅動并且包括配電板以及控制板，配電板向電動機供給電流，控制板電連接至配電板并且通過配電板控制電動機的驅動，散熱片吸收和消散由配電板生成的熱。散熱片、配電板和控制板以提到的順序布置在電動機之后。在所述電驅動設備中，配電板覆蓋電動機外殼的橫截面。
[0006]因為配電板布置成以便覆蓋電動機外殼的橫截面，其允許布置所述配電板的不同元件，使得它們以單個部件更好地分布并且面向散熱片。因此一方面因為配電板以單個部件覆蓋較大表面，所以電驅動設備的部件的數量降低。另一方面，改善了熱消散因此改善了電驅動設備的熱效率，因為生成熱的電動機朝向電動機外殼沿周向排放所述熱，并且到達散熱片的熱主要來自位于所述散熱片上的配電板。因為通過當配電板的元件布置在橫截面上時覆蓋電動機外殼的所述橫截面而獲得了較小的配電板，所以進一步獲得了電驅動設備的更緊湊設計。
[0007]鑒于附圖和本發明的詳細描述，本發明的這些和其他優勢以及特征將變得明顯。
【附圖說明】
[0008]圖1示出了本發明的電驅動設備的實施例的立體圖。
[0009]圖2示出了圖1的設備的平面圖。
[0010]圖3示出了根據圖2的設備的線111-111的縱向截面圖。
[0011]圖4示出了圖1的設備的主要部分的分解圖。
[0012]圖5示出了圖1的設備的散熱片的實施例的第二部分的外側的立體圖。
[0013]圖6示出了具有第二實施例的散熱片的圖1的設備的縱向截面圖。
[0014]圖7示出了圖6的設備的主要部分的分解圖。
[0015]圖8示出了圖6的設備的散熱片的詳細視圖。
[0016]圖9示出了圖1的設備的配電板的實施例的上側的立體圖。
[0017]圖10示出了圖9的配電板的實施例的下側的立體圖。
[0018]圖11示出了圖1的設備的控制板的實施例的上側的立體圖。
[0019]圖12示出了圖11的控制板的實施例的下側的立體圖。
[0020]圖13示出了圖1的設備的連接器的實施例的正視立體圖。
[0021]圖14示出了圖13的連接器的實施例的后視立體圖。
[0022]圖15示出了圖1的設備的連接器的第二實施例的前視立體圖，不具有接地接頭。
[0023]圖16示出了圖15的連接器的實施例的后視立體圖。
[0024]圖17示出了框圖，其示出圖1的設備的配電板和控制板的主要部分。
【具體實施方式】
[0025]圖1示出了本發明的電驅動設備的實施例的立體圖，圖2示出了圖1的設備的平面圖，圖3示出了根據圖2的設備的線II1-1II的縱向截面圖，圖4示出了圖1的設備的主要部分的分解圖，圖5示出了圖1的設備的散熱片的實施例的第二部分的外側的立體圖。
[0026]本發明的電驅動設備100應用于自動車輛的電動轉向(EPS)系統。所述設備100包括電動機1，電動機1布置于由鋁制成的電動機外殼2的內部。電動機1是EPS系統的電源，在該實施例中所述電動機1是三相無刷交流電(AC)電動機。所述電動機1基本上包括:定子3，其布置于電動機外殼2的內部；轉子5，其相對于其中的定子3可旋轉地布置；以及電動機軸6，其與轉子5以整體方式一起旋轉，所述電動機軸6包括從電動機外殼2突出的電動機1的輸出轉矩的驅動端部7。
[0027]轉子5是具有多個電極的永磁式轉子，定子3包括多個突出電極，多個突出電極圍繞轉子5面向轉子5的永磁體布置。定子3包括多個繞組，多個繞組布置于定子3的電極周圍，三個相位4(U，V，W)連接至這些繞組，所述三個相位具有從電動機外殼2突出的端子。
[0028]在設備100的該實施例中，電動機外殼2具有大致圓筒形狀。其包括側壁102以及端部105，同時蓋106形成在實際電動機外殼2中，電動機軸6的驅動端部7在實際電動機外殼2中突出。設備100被EPS系統使用以提供輔助于移動自動車輛的方向盤，所述輔助由EPS系統組成，EPS系統輸送來自自動車輛的轉向柱的機械轉矩。為了生成輸送轉矩，EPS系統包括具有電動機1的電驅動設備100。該電動機1生成機械轉矩并且通過電動機軸6的驅動端部7輸送該機械轉矩。該驅動端部7聯接至EPS系統的減速齒輪(附圖中未示出)，其進而連接至車輛的轉向柱。因此，當車輛駕駛員操作方向盤時，在轉向柱中產生由轉矩傳感器(附圖中未示出)檢測的機械轉矩。檢測到的轉矩作為信號被發送至設備100，設備100依靠電動機1生成機械轉矩，所述轉矩被傳遞至EPS系統的減速齒輪，并且該EPS系統將其傳遞至車輛的轉向柱，輔助駕駛員移動方向盤。
[0029]為了以受控方式執行這些操作，設備100還包括電子控制單元10，其利用電流供應控制電動機1的驅動。電子控制單元10包括:配電板20，其具有供給電流以驅動電動機1的半導體開關元件23、25、27 ;以及控制板70，其電連接至配電板20從而通過配電板20控制電動機1的驅動。設備100還包括由高導熱鋁制成的散熱片40、40’，散熱片40、40’通過半導體開關元件23、25、27吸收以及消散主要由配電板20生成的熱。此外，電驅動設備100包括蓋子50，蓋子50在靠著電動機外殼2的端部101的一個端部53處覆蓋并且封閉電子控制單元10。因此設備100的組件是由電動機外殼2和蓋子50形成的緊湊單元，電動機1、散熱片40、40’、配電板20和控制板70以提到的順序相對于電動機軸6的驅動端部7布置。位于散熱片40、40’之后的配電板20覆蓋電動機外殼2的橫截面。在文獻EP2549627A1中，配電板包含僅局部覆蓋電動機的橫截面的半導體開關元件，而本發明的設備100覆蓋所有或者大部分的所述橫截面。這允許布置配電板的不同元件，使得它們更好地以單部件分布并且面向散熱片。
[0030]在該實施例中，散熱片40、40’是大致柱形部件，其在端部101處作為電動機外殼2的蓋子，因此其是所述外殼2的另一元件。在設備100的該實施例中，散熱片40、40’包括以大致均勻的方式分布的大致平面的外側47、49，外側47、49面向以及鄰近配電板20。散熱片40、40’布置在所述電動機外殼2的端部101，在外殼2的蓋106的對置側上，因而封閉電動機外殼2的圓筒形狀。作為電動機外殼2的閉合蓋的散熱片40、40’包括位于電動機外殼2的內部的內側46、64。散熱片40、40’不從電動機外殼2突出或者稍微突出。
[0031]電動機軸6的定位端部8反向于所述電動機軸6的驅動端部7，因此低于散熱片40、40’的內側46、64，電動機軸6的定位端部8位于電動機外殼2的端部101處以及電動機外殼2的內部。
[0032]圖6示出了具有散熱片40的第二實施例的圖1的設備100的縱向截面圖，圖7示出了圖6的設備100的主要部分的分解圖，圖8示出了圖6的設備的散熱片40的詳細視圖。在該實施例中，散熱片40具有包括兩個部分的大致柱形形狀。第一部分48支撐在電動機外殼2中，其內側46包括支撐器件42。這些支撐器件42包括殼體43，殼體43大致布置于第一部分48的中心，殼體43朝向電動機外殼2的外部開口，并且其中裝配