一种水套壳体及混合动力机电耦合总成论文和设计-张锐

全文摘要

本实用新型公开了一种水套壳体及混合动力机电耦合总成，涉及混合动力技术领域。该水套壳体包括固定连接的周壁和端壁，周壁和端壁围合成用于安装耦合机构的安装腔，周壁远离端壁的一侧为开口端，安装腔的内表面设置有用于和耦合机构配合的第一配合部，端壁的中间部位设置有沿水套壳体的轴向延伸且用于和耦合机构配合的第二配合部。该水套壳体结构设计合理，加工制造方便，有利于批量化生产，且安装腔内便于布置电机旋变、分离离合器、电机组件以及润滑油路等耦合机构，整体结构布置紧凑，节省空间。

主设计要求

1.一种水套壳体，其特征在于，包括固定连接的周壁和端壁，所述周壁和所述端壁围合成用于安装耦合机构的安装腔，所述周壁远离所述端壁的一侧为开口端，所述安装腔的内表面设置有用于和耦合机构配合的第一配合部，所述端壁的中间部位设置有沿所述水套壳体的轴向延伸且用于和耦合机构配合的第二配合部。

设计方案

2.根据权利要求1所述的水套壳体，其特征在于，所述第一配合部包括旋变配合部和定子配合部，所述旋变配合部位于所述端壁，且用于和所述耦合机构中的电机旋变配合固定，所述定子配合部位于所述周壁，且用于和所述耦合机构中的电机定子配合固定。

3.根据权利要求2所述的水套壳体，其特征在于，所述定子配合部包括定位台阶和固定键槽，所述定位台阶沿所述周壁的内表面延伸且用于和所述电机定子限位配合，所述固定键槽沿所述周壁的轴向开设且用于和所述电机定子配合固定。

4.根据权利要求2所述的水套壳体，其特征在于，沿从所述端壁到所述开口端的方向，所述周壁的外表面依次间隔设置第一密封槽、回油孔、第二密封槽、冷却水道以及第三密封槽；

所述第一密封槽用于嵌设密封变速器润滑油的密封圈，所述回油孔贯穿开设于所述周壁且用于将所述安装腔和变速器侧壳体油腔连通，所述第二密封槽和所述第三密封槽均用于嵌设密封冷却水道冷却液的密封圈。

5.根据权利要求4所述的水套壳体，其特征在于，所述冷却水道设置有沿周向延伸的导流筋。

6.根据权利要求2所述的水套壳体，其特征在于，所述旋变配合部包括旋变固定凸台和旋变定位止口，所述旋变固定凸台沿所述第二配合部的外周设置，所述旋变定位止口沿所述旋变固定凸台的外周开设。

7.根据权利要求1所述的水套壳体，其特征在于，所述端壁设置有低压出线部，所述低压出线部的外表面开设有安装槽，所述水套壳体还包括盖板，所述盖板可拆卸的连接于所述低压出线部且用于盖住所述安装槽。

8.根据权利要求1所述的水套壳体，其特征在于，从所述端壁到所述开口端的方向，所述第二配合部依次包括油封部、挡圈部、第一轴承固定部、油套部以及第二轴承固定部。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的水套壳体，其特征在于，所述端壁开设有润滑油路，所述润滑油路包括连通的竖段和横段，所述竖段沿所述端壁的径向延伸，所述横段沿所述第二配合部的轴向延伸，且所述横段的中心轴与所述端壁垂直。

10.一种混合动力机电耦合总成，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的水套壳体，所述水套壳体通过所述第二配合部与分离离合器的输入端配合连接，通过所述第一配合部将电机定子和电机旋变固定于所述安装腔内。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及混合动力技术领域，具体而言，涉及一种水套壳体及混合动力机电耦合总成。

背景技术

随着科技的进步，汽车行业的发展，人们的环保意识逐步增强。然而，电动车具有续航里程短、充电不方便、电池寿命短、输出扭矩无法满足重载需求等方面问题。因此，混合动力技术越来越受到消费者的青睐。

现有的混合动力技术中，采用水套与外壳体一体砂模铸造的方式，形成两端开口的中间型腔，与分离离合器装配繁琐，导致生产装配效率低问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水套壳体，加工制造方便，提高生产效率，便于批量生产。

本实用新型的实施例是这样实现的：

基于上述目的，本实用新型的实施例提供了一种水套壳体，包括固定连接的周壁和端壁，所述周壁和所述端壁围合成用于安装耦合机构的安装腔，所述周壁远离所述端壁的一侧为开口端，所述安装腔的内表面设置有用于和耦合机构配合的第一配合部，所述端壁的中间部位设置有沿所述水套壳体的轴向延伸且用于和耦合机构配合的第二配合部。

另外，根据本实用新型的实施例提供的水套壳体，还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的可选实施例中，所述第一配合部包括旋变配合部和定子配合部，所述旋变配合部位于所述端壁，且用于和所述耦合机构中的电机旋变配合固定，所述定子配合部位于所述周壁，且用于和所述耦合机构中的电机定子配合固定。

在本实用新型的可选实施例中，所述定子配合部包括定位台阶和固定键槽，所述定位台阶沿所述周壁的内表面延伸且用于和所述电机定子限位配合，所述固定键槽沿所述周壁的轴向开设且用于和所述电机定子配合固定。

在本实用新型的可选实施例中，沿从所述端壁到所述开口端的方向，所述周壁的外表面依次间隔设置第一密封槽、回油孔、第二密封槽、冷却水道以及第三密封槽；

在本实用新型的可选实施例中，所述冷却水道设置有沿周向延伸的导流筋。

在本实用新型的可选实施例中，所述旋变配合部包括旋变固定凸台和旋变定位止口，所述旋变固定凸台沿所述第二配合部的外周设置，所述旋变定位止口沿所述旋变固定凸台的外周开设。

在本实用新型的可选实施例中，所述端壁设置有低压出线部，所述低压出线部的外表面开设有安装槽，所述水套壳体还包括盖板，所述盖板可拆卸的连接于所述低压出线部且用于盖住所述安装槽。

在本实用新型的可选实施例中，从所述端壁到所述开口端的方向，所述第二配合部依次包括油封部、挡圈部、第一轴承固定部、油套部以及第二轴承固定部。

在本实用新型的可选实施例中，所述端壁开设有润滑油路，所述润滑油路包括连通的竖段和横段，所述竖段沿所述端壁的径向延伸，所述横段沿所述第二配合部的轴向延伸，且所述横段的中心轴与所述端壁垂直。

本实用新型还提供了一种混合动力机电耦合总成，包括所述的水套壳体，所述水套壳体通过所述第二配合部与分离离合器的输入端配合连接，通过所述第一配合部将电机定子和电机旋变固定于所述安装腔内。

本实用新型实施例的有益效果是：结构设计合理，便于加工制造，有利于批量化生产，水套壳体内设置有第二配合部，通过第二配合部便于和分离离合器的输入端配合连接，通过安装腔内表面设置的第一配合部便于和耦合机构中的电机定子、电机旋变配合连接，接口尺寸通过机械加工易保证，提高了安装定位精度，同时，由于水套壳体的安装腔内便于布置电机旋变、分离离合器、电机组件以及润滑油路等耦合机构，使得整体结构布置紧凑，节省空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例1提供的水套壳体第一视角的结构示意图；

图2为水套壳体的剖视图；

图3为水套壳体第二视角的示意图；

图4为水套壳体与电机定子配合的示意图；

图5为水套壳体第三视角的结构示意图；

图6为水套壳体与线束密封块的分解示意图；

图7为水套壳体第四视角的示意图；

图8为水套壳体另一视角的剖视图；

图9为本实用新型实施例2提供的混合动力机电耦合总成的剖视图。

图标：100-水套壳体；10-周壁；11-封闭端；12-开口端；13-安装腔；131-旋变固定凸台；132-旋变定位止口；1325-定位卡槽；133-定位台阶；134-固定键槽；141-第一密封槽；142-回油孔；143-第二密封槽；144-冷却水道；145-导流筋；146-第三密封槽；18-端壁；181-低压出线部；182-线束密封块；183-安装槽；184-盖板；19-第二配合部；191-油封部；192-挡圈部；193-第一轴承固定部；194-油套部；195-第二轴承固定部；20-高压油路；21-低压油路；22-竖段；23-横段；200-混合动力机电耦合总成；25-电机定子；26-电机转子；27-电机旋变；28-分离离合器；283-输入端；29-转子支架。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1

图1为本实施例提供的水套壳体100第一视角的结构示意图，图2为水套壳体100的剖视图，请参照图1和图2所示。

水套壳体100为容器状结构且包括固定连接的周壁10和端壁18，周壁10和端壁18围合成安装腔13，本实施例是采用压铸工艺将水套壳体100一体成型，和耦合机构配合组装为混合动力机电耦合总成200。

本实施例提供的水套壳体100生产效率高，壳体上重要尺寸可通过机加工保证，从而提高混合动力机电耦合总成200的定位精度，有利于系统效率的提升。

下面对该水套壳体100的各个部件的具体结构和相互之间的对应关系进行详细说明。

请继续参照图1和图2所示，水套壳体100具有由周壁10和端壁18围合成的安装腔13，该安装腔13用于安装耦合机构中的电机定子25、电机转子26、电机旋变27以及分离离合器28，使得混合动力机电耦合总成200的整体结构布置紧凑，安装方便，节省空间。

具体的，水套壳体100为回转体结构，安装腔13的内表面设置有第一配合部，其中，第一配合部用于和耦合机构中的电机定子25、电机旋变27配合固定。在端壁18的中间部位设置有第二配合部19，第二配合部19沿水套壳体100的轴向延伸，且通过第二配合部19能够将耦合机构的输入端283与水套壳体100配合连接。

本实施例中，水套壳体100包括相对的封闭端11和开口端12，其中，端壁18所在的一侧为封闭端11，周壁10远离端壁18的一侧为开口端12。

图3为本实施例提供的水套壳体100第二视角的结构示意图，请参照图2和图3所示。

第一配合部包括旋变配合部和定子配合部。旋变配合部位于端壁18的内表面，定子配合部位于周壁10的内表面，通过旋变配合部将耦合机构中的电机旋变27配合固定，通过定子配合部将耦合机构中的电机定子25配合固定。

具体的，旋变配合部包括旋变固定凸台131和旋变定位止口132，旋变固定凸台131的数量为多个，且均凸出于端壁18的内表面设置，旋变固定凸台131开设有螺纹固定孔，采用固定件压设于旋变定子后与螺纹固定孔固定连接，从而限定旋变定子的轴向移动，全部的旋变固定凸台131沿第二配合部19的周向环形间隔设置，旋变定位止口132的数量也为多个，全部的旋变定位止口132为圆弧段且间隔设置于旋变固定凸台131的周向。

在本实施例中，其中一个旋变定位止口132上开设有定位卡槽1325，该定位卡槽1325与旋变定子上的定位凸键相对应，安装时将旋变定子与旋变定位止口132对应配合，且通过旋变定子上的定位凸键设置于定位卡槽1325处对旋变定子进行周向定位，旋变固定凸台131配合固定件对旋变定子进行轴向定位，从而将旋变定子和水套壳体100固定连接。

图4为水套壳体100与电机定子25配合的示意图，请参照图2和图4所示。

具体的，定子配合部包括定位台阶133和固定键槽134，其中，定位台阶133沿周壁10的内表面周向环设，固定键槽134沿周壁10的内表面轴向开设，通过定位台阶133来限定电机定子25的轴向固定位置，通过固定键槽134来限定电机定子25的周向固定位置，且耦合机构中电机定子25的外周壁10开设有与固定键槽134相对应的定位键槽。

在装配时，通过热套工艺将电机定子25装入水套壳体100的安装腔13内，且采用定位键同时与固定键槽134和定位键槽配合，实现水套壳体100和电机定子25的过盈连接，从而保证了电机定子25和水套壳体100之间紧密贴合，最大限度的减少了水套壳体100和电机定子25之间的热阻。

图5为水套壳体100第三视角的结构示意图，请参照图1和图5所示。

周壁10为环状回转体结构，且包括外表面，从封闭端11到开口端12，周壁10的外表面沿轴向依次间隔设置第一密封槽141、回油孔142、第二密封槽143、冷却水道144以及第三密封槽146。

可选的，第一密封槽141、第二密封槽143以及第三密封槽146均为环形凹槽结构，且第一密封槽141用于嵌设密封变速器润滑油的密封圈，第二密封槽143和第三密封槽146均用于嵌设密封冷却水道144冷却液的密封圈，即第一密封槽141、第二密封槽143以及第三密封槽146均套设有密封圈，从而实现润滑油路与冷却液之间的相互密封，进一步保证密封效果，同时，第一密封槽141和第二密封槽143分别位于回油孔142的两侧，通过相应的密封圈，保证了回油孔142的密封性能。

可选的，回油孔142为长圆孔结构，回油孔142贯穿开设于周壁10，用于将安装腔13内的空间与变速器侧壳体油腔连通，可以增加水套壳体100和耦合机构安装集成后的混合动力机电耦合总成200中内侧的回油量，提高水套壳体100内电机侧润滑油的回油能力，有利于电机的散热，也保证了机电耦合总成中自动变速器侧正常工作所需的液位高度。

由于机电耦合总成在例如急加减速、爬坡等极限工况下，自动变速器一侧的润滑油液位本身就低于正常高度，如果水套壳体100的内侧回油能力弱，会造成自动变速箱润滑不良，换句话说，如果增加内侧的回油量，就可以从根本上减少自动变速箱正常工作所需的加油量，将降低生产成本及车辆维修保养成本。提升了高温润滑油的循环效率，也能更多的带走电机定子25绕组发热量，降低电机热负荷，提高电机性能。同时，避免了由于水套壳体100内侧的润滑油存油时间过长，因遭受电机定子出线端高温影响而造成润滑油加速变质的现象。

可选的，冷却水道144沿周向设置有导流筋145，通过导流筋145优化了冷却液的流向和流速。

在本实施例中，导流筋145的数量为两条，两条导流筋145间隔设置，通过导流筋145优化冷却液流向和流速，同时增大了冷却液与水套壳体100的接触面积，提升水套壳体100的散热能力，进一步改善了冷却效果。

同时，导流筋145也可以作为加强筋使用，通过在水套壳体100的周壁10外表面设置导流筋145来加强水套壳体100周壁10的结构强度。

图6为水套壳体100与线束密封块182的分解示意图，请参照图6所示。

水套壳体100的端壁18设置有低压出线部181，通过低压出线部181固定耦合机构的线束密封块182，其中，线束密封块182设计过孔，低压出线部181开设有安装槽183，电机组件和电机旋变27的低压出线穿过线束密封块182的过孔后，随同线束密封块182设置于安装槽183内，低压出线部181还包括盖板184，端壁18背离安装腔13的一侧为外侧面，盖板184设置于安装槽183的外侧面。

具体的，设置低压出线部181是用于电机组件和电机旋变27低压出线，以使安装腔13内的电机组件和电机旋变27的引线可以通过安装槽183引至水套壳体100外侧。

在本实施例中，在安装槽183的周向间隔开设有多个固定孔，在安装时，将线束密封块182安装于安装槽183内，然后将盖板184盖设于线束密封块182的上方，最后通过连接件依次穿设于盖板184和安装槽183的固定孔，将盖板184和水套壳体100固定连接。

在具体安装时，盖板184与水套壳体100的接触部分打胶，通过螺栓件将盖板184和水套壳体100固定，盖板184固定后线束密封块182受挤压，实现水套壳体100低压出线口及线与线之间的密封，从而保证电机防护等级要求。

同时，水套壳体100端壁18处低压出线密封方案设计紧凑，水套壳体100外形结构规整，并没有凸出水套壳体100外边界，有助于相邻零件布置。

请继续参照图2所示，从封闭端11向开口端12的方向，第二配合部19开设有与耦合机构的输入端283配合的中心通孔，以使输入端283穿设于中心通孔配合连接。

可选的，中心通孔的内壁为阶梯状，且从封闭端11到开口端12，依次设置有油封部191、挡圈部192、第一轴承固定部193、油套部194以及第二轴承固定部195。通过第一轴承固定部193和第二轴承固定部195，使得输入端283和水套壳体100之间为轴承连接，通过油封部191、挡圈部192以及油套部194，实现端壁18的密封效果。且能够使开口端12侧便于安装电机定子25、电机转子26、电机旋变27以及分离离合器28，整体结构布置紧凑，安装方便，节省空间。

图7为水套壳体100第四视角的示意图，图8为水套壳体100另一视角的剖视图，请参照图7和图8所示。

水套壳体100的端壁18开设有润滑油路，润滑油路包括并列设置的高压油路20和低压油路21，分别传递来自主油路和电动泵提供的高压润滑油和低压润滑油。

具体的，高压润滑油通过A11、A12、A13以及A14传递后，经过第二配合部19的油套部194进入到分离离合器28，从而控制分离离合器28的分离与结合。

低压润滑油通过B11、B12、B13以及B14传递后，经过第二配合部19的油套部194给分离离合器28、轴承等提供润滑。

在本实施例中，高压油路20和低压油路21均包括连通的竖段22和横段23，其中，竖段22沿端壁18的径向延伸，横段23沿第二配合部19的轴向延伸，且横段23的中心轴与端壁18垂直，从而便于堵头的安装，且使水套壳体100的端壁18保留外形规整，不影响相邻零部件布置空间，例如：水套壳体100的左端飞轮室，在保证零部件间隙前提下，有助于缩短总成的轴向尺寸。

由于现有技术中，水套与外壳体采用一体砂模铸造，充型速度慢，水道型腔砂芯不易被清理，生产效率低，生产成本高，产品一致性差；另外，电机功率受电机定子25铁芯轴向尺寸的影响，定子铁芯轴向长度增加导致水套轴向尺寸增大，同时增大与定子铁芯相配合的水道宽度，进一步加大了水道型腔的深度，增加水套壳体100的制造难度，故不适合产品结构移植；同时，现有水套壳体100为两端开口结构，并没有布置支撑分离离合器28的轴承座孔和旋变器安装接口，导致装配后的零部件布置分散。

本实用新型实施例1提供的水套壳体100具有的有益效果是：

设计合理，加工、制造方便，便于批量化生产，水套壳体100内部便于布置电机旋变27、分离离合器28、电机组件以及润滑油路，整体结构布置紧凑，节省空间。不仅解决了混合动力汽车电机与变速器一体化设计中电机冷却以及冷却液、润滑油及壳体的密封问题，而且优化了润滑油循环和冷却液流向与流速，改善了冷却效果。

实施例2

本实用新型实施例2提供了一种混合动力机电耦合总成200，包括耦合机构和如实施例1提供的水套壳体100，图9为混合动力机电耦合总成200的剖视图，请参考图9所示，具体说明如下：

耦合机构包括分离离合器28、转子支架29、电机旋变27、电机定子25以及电机转子26，其中，分离离合器28包括输入端283，输入端283穿设于水套壳体100的第二配合部19，且使离合器位于安装腔13内。即水套壳体100通过第二配合部19与耦合机构的输入端283配合，电机定子25热套于水套壳体100的周壁10内侧，转子支架29套设于分离离合器28，电机转子26套设于转子支架29，电机旋变27设置于安装腔13的旋变配合部，且位于端壁18和转子支架29之间，转子支架29与分离离合器28固定连接，电机转子26随同转子支架29以及分离离合器28的输出端同步转动，即耦合机构中的电机组件、电机旋变27嵌设于水套壳体100的安装腔13内。

水套壳体100的安装腔13内不仅安装电机定子25，而且还布置了电机旋变27、分离离合器28与电机转子26总成的安装接口，同时解决了分离离合器28控制和润滑油路的布置问题，整体结构布置紧凑，充分利用了水套壳体100安装腔13的内部空间，大大缩短了总成轴向尺寸，降低了混合动力汽车机舱内动力总成空间布置难度。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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