本發(fā)明涉及電動汽車驅(qū)動裝置制造技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及一種電動汽車用驅(qū)動裝置中導熱絕緣層的形成方法。
背景技術(shù):
伴隨著汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,石油資源短缺、環(huán)境變暖和氣候變暖等一系列問題已經(jīng)突現(xiàn)。以純電動汽車為代表的新能源汽車必將成為我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向之一。而汽車電力驅(qū)動裝置作為純電動汽車唯一的動力源,其性能直接影響整車的動力性、穩(wěn)定性以及舒適性。
現(xiàn)有的電機與逆變器分開設(shè)計,這樣不利于設(shè)備集成,也需要對不同結(jié)構(gòu)的電機和逆變器設(shè)計相應的冷卻機構(gòu)。因此,需要一款能夠?qū)㈦姍C與逆變器集成制造的總成系統(tǒng),能夠降低單個電機和逆變器加合的總體重量,統(tǒng)一設(shè)計冷卻機構(gòu),簡化設(shè)計工藝,降低制造成本。
現(xiàn)有的將pcb(printedcircuitboard)基板設(shè)置在鋁合金逆變器上的工藝流程是:先是將涂層(例如,雙面膠psa“pressuresensitiveadhesive”)粘貼到鋁合金殼體上,再將pcb粘貼到涂層上。此涂層同時具有粘接pcb功能、絕緣功能以及導熱功能。pcb上的發(fā)熱元器件(例如,逆變器功率模塊pm)工作時所產(chǎn)生的熱量先后逐次經(jīng)過pcb板、涂層、殼體這三個先后順序?qū)嵘l(fā)到大氣中。
進一步而言,如果將逆變器與電機集成在一起,逆變器提供的電流越大,電機的扭矩隨之越大,性能越好,因此電機的性能很大程度上取決于逆變器所能承受的電流。但是,逆變器提供的電流越大,同時發(fā)熱量也增加,因而容易燒掉逆變器。因此,需要提高逆變器的散熱能力,從而間接提高了電機的性能。
有鑒于此,本領(lǐng)域需要為電動汽車的集成驅(qū)動裝置設(shè)計一種對逆變器中熱量進行有效散熱的方法,并且具有較好的絕緣特性。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對上述技術(shù)問題,本發(fā)明設(shè)計的一種電動汽車用驅(qū)動裝置中導熱絕緣層的形成方法,能夠?qū)﹄姍C和逆變器集成在一起的驅(qū)動裝置進行有效散熱和絕緣。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種電動汽車用驅(qū)動裝置中導熱絕緣層的形成方法,所述驅(qū)動裝置包括:電機1,其包括定子組件、轉(zhuǎn)子組件以及固定在定子組件上的電機相位引出端子5;逆變器2,其包括逆變器殼體8、pcb基板9、設(shè)置在pcb基板9上的功率模塊pm以及連接在功率模塊pm上的逆變器相位引出端子6,其中所述逆變器殼體8構(gòu)造成適合用作該電機1的所述后端蓋;其中,當電機1和逆變器2配合在一起后,電機相位引出端子與逆變器相位引出端子能夠相互接觸;在逆變器殼體8與pcb基板9之間通過微弧氧化工藝生成導熱絕緣層10。
進一步地,所述導熱絕緣層10是陶瓷導熱絕緣層10。
進一步地,所述逆變器殼體8是鋁合金殼體。
進一步地,所述導熱絕緣層10是氧化鋁陶瓷導熱絕緣層10。
進一步地,所述陶瓷導熱絕緣層的導熱率為大于等于20w/m.k。
本發(fā)明提供的具有導熱絕緣層的電動汽車用驅(qū)動裝置,能夠在鋁合金鑄件表面生成一層致密的氧化鋁陶瓷絕緣層,一舉解決絕緣和粘接可靠性問題。通過微弧氧化在鋁合金表面所生成的陶瓷絕緣層不但導熱性能要比涂層高出很多,而且耐磨性好,硬度高。氧化層與鋁合金本體連接可靠性遠遠高于原先粘接的涂層。
本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出,這些將從下面的描述中變得明顯,或通過本發(fā)明的實踐了解到。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解,構(gòu)成本申請的一部分,本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
圖1是本發(fā)明一實施例的電動汽車用驅(qū)動裝置的爆炸圖;
圖2是本發(fā)明一實施例的系統(tǒng)中電機的主視圖;
圖3是本發(fā)明一實施例的逆變器裝配在電機上的主視圖;
圖4a-圖4c分別是圖3中圈a-圈c的局部放大圖;
圖5是本發(fā)明一實施例的導熱絕緣層的位置示意圖;
圖6是本發(fā)明一實施例的生成導熱絕緣層的工藝流程示意圖。
具體實施方式
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案,下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述。下文中將詳細描述本發(fā)明的實施方式,所述實施方式的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的,僅用于解釋本發(fā)明,而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,除非特意聲明,這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數(shù)形式。應該進一步理解的是,本發(fā)明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件,但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應該理解,當我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時,它可以直接連接或耦接到其他元件,或者也可以存在中間元件。此外,這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的列出項的任一單元和全部組合。
本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,除非另外定義,這里使用的所有術(shù)語 包括技術(shù)術(shù)語和科學術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是,諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義,并且除非像這里一樣定義,不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
圖1是本發(fā)明一實施例的電動汽車用驅(qū)動裝置的爆炸圖。如圖1所示,本發(fā)明提供的為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種電動汽車用驅(qū)動裝置,包括:電機1,其包括定子組件(未標示)、轉(zhuǎn)子組件(未標示)以及固定在定子組件上的電機相位引出端子5;逆變器2,其包括逆變器殼體8、功率模塊pm(powermodule)以及連接在功率模塊pm上的逆變器相位引出端子6,其中所述逆變器2殼體構(gòu)造成適合用作該電機1的所述后端蓋;其中,當電機1和逆變器2配合在一起后,電機相位引出端子5與逆變器相位引出端子6能夠相互接觸。優(yōu)選地,通過螺釘從所述逆變器2外側(cè)向內(nèi)穿過逆變器2到所述電機1進行緊固。優(yōu)選地,螺釘?shù)臄?shù)量為8個。優(yōu)選地,螺釘孔等間距地分布在逆變器2殼體的外側(cè)圓周平面上。
圖2是本發(fā)明一實施例的系統(tǒng)中電機的主視圖。如圖2所示,電機1和逆變器2通過定位銷4與插槽結(jié)構(gòu)實現(xiàn)配合。定位銷4設(shè)置在所述電機1與逆變器2相對側(cè)的端面上。優(yōu)選地,具有導熱絕緣層10的電動汽車用驅(qū)動裝置可以包括:兩對相互對應的定位銷4與插槽。優(yōu)選地,可以設(shè)置三對相互對應的電機相位引出端子5與逆變器相位引出端子6,以形成交流電。
圖3是本發(fā)明一實施例的逆變器裝配在電機上的主視圖。如圖3所示,插槽設(shè)置在所述逆變器2與電機1相對側(cè)的端面上,以實現(xiàn)二者的相互配合。
圖4a-圖4c分別是圖3中圈a-圈c的局部放大圖。如圖4a-圖4c所示,在電機相位引出端子5與逆變器相位引出端子6能夠相互接觸后,通過激光焊接方法將電機相位引出端子5與逆變器相位引出端子6焊接在一起,以形成電流通路。
如圖3和圖4a所示,逆變器2與電機1相反側(cè)的端面上設(shè)置有圍繞 逆變器相位引出端子6的圍墻7,以保護逆變器相位引出端子6免受其他外力。
本發(fā)明提供的具有導熱絕緣層10的電動汽車用驅(qū)動裝置,能夠?qū)㈦姍C和逆變器集成在一起,節(jié)約裝配空間,減少設(shè)備重量,省去用于支撐逆變器的支架,從而大幅降低制造成本。
圖5是本發(fā)明一實施例的導熱絕緣層10的位置示意圖。圖6是本發(fā)明一實施例的生成導熱絕緣層10的工藝流程示意圖。如圖5-6所示,在上述電動汽車用驅(qū)動裝置基礎(chǔ)上,本發(fā)明提供了一種電動汽車用驅(qū)動裝置中導熱絕緣層的形成方法,包括:在逆變器殼體8與pcb基板9之間通過微弧氧化工藝生成導熱絕緣層10。
微弧氧化工藝是通過電解液與相應電參數(shù)的組合,在鋁、鎂、鈦及其合金表面依靠弧光放電產(chǎn)生的瞬時高溫高壓作用,生長出以基體金屬氧化物為主的陶瓷膜層。在微弧氧化過程中,化學氧化、電化學氧化、等離子體氧化同時存在,因此陶瓷層的形成過程非常復雜。微弧氧化工藝將工作區(qū)域由普通陽極氧化的法拉第區(qū)域引入到高壓放電區(qū)域,克服了硬質(zhì)陽極氧化的缺陷,極大地提高了膜層的綜合性能。微弧氧化膜層與基體結(jié)合牢固,結(jié)構(gòu)致密,韌性高,具有良好的耐磨、耐腐蝕、耐高溫沖擊和電絕緣等特性。該技術(shù)具有操作簡單和易于實現(xiàn)膜層功能調(diào)節(jié)的特點,而且工藝不復雜,不造成環(huán)境污染,是一項全新的綠色環(huán)保型材料表面處理技術(shù)。
具體而言,微弧氧化工藝是指在普通陽極氧化的基礎(chǔ)上,利用弧光放電增強并激活在陽極上發(fā)生的反應,從而在以鋁、鈦、鎂金屬及其合金為材料的工件表面形成優(yōu)質(zhì)的強化陶瓷膜的方法,是通過用專用的微弧氧化電源在工件上施加電壓,使工件表面的金屬與電解質(zhì)溶液相互作用,在工件表面形成微弧放電,在高溫、電場等因素的作用下,金屬表面形成陶瓷膜,達到工件表面強化的目的。
該微弧氧化技術(shù)的突出特點是:大幅度地提高了材料的表面硬度,顯微硬度在1000至2000hv,最高可達3000hv,可與硬質(zhì)合金相媲美,大大超過熱處理后的高碳鋼、高合金鋼和高速工具鋼的硬度;良好的耐磨損 性能;良好的耐熱性及抗腐蝕性。這從根本上克服了鋁、鎂、鈦合金材料在應用中的缺點,因此該技術(shù)有廣闊的應用前景;有良好的絕緣性能,絕緣電阻可達100mω;溶液為環(huán)保型,符合環(huán)保排放要求;工藝穩(wěn)定可靠,設(shè)備簡單;反應在常溫下進行,操作方便,易于掌握;基體原位生長陶瓷膜,結(jié)合牢固,陶瓷膜致密均勻。
由上可知,本發(fā)明提供的具有導熱絕緣層10的電動汽車用驅(qū)動裝置,能夠?qū)㈦姍C和逆變器集成在一起,節(jié)約裝配空間,減少設(shè)備重量,省去用于支撐逆變器的支架,從而大幅降低制造成本;并且通過導熱絕緣層10將逆變器殼體8與pcb基板9很好的結(jié)合在一起,在解決逆變器殼體8與pcb基板9之間絕緣和粘接問題的同時,實現(xiàn)很好的散熱性能。
進一步地,所述導熱絕緣層10是陶瓷導熱絕緣層10??梢岳斫獾氖?,陶瓷導熱絕緣的導熱率能夠達到大于等于20w/m.k,雙面膠psa材料的導熱率只有0.16w/m.k。因此相比現(xiàn)有技術(shù)中采用的雙面膠psa材料,陶瓷導熱絕緣可以提高100倍以上的散熱效率。
優(yōu)選地,所述逆變器殼體8是鋁合金殼體。
進一步地,所述導熱絕緣層10是氧化鋁陶瓷導熱絕緣層10??梢岳斫獾氖牵沾蓪拥闹饕煞质莂l2o3,陶瓷層具有很好的耐磨性。
由上可知,本發(fā)明提供的具有導熱絕緣層的電動汽車用驅(qū)動裝置,能夠在鋁合金鑄件表面生成一層致密的氧化鋁陶瓷絕緣層,一舉解決絕緣和粘接可靠性問題。通過微弧氧化在鋁合金表面所生成的陶瓷絕緣層不但導熱性能要比涂層高出很多,而且耐磨性好,硬度高。氧化層與鋁合金本體連接可靠性遠遠高于原先粘接的涂層。
以上所述僅是本發(fā)明的部分實施方式,應當指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。