电驱壳体作为封装结构，首要任务是保护电驱系统内部的电机、控制器、减速器等关键部件不受外界灰尘、湿气、化学物质等污染，同时防止机械冲击和碰撞损伤。
当然，除了保护电驱系统，壳体的用处也还有很多。本期笔者从电驱壳体设计的共性问题和关键指标展开聊聊，顺便看看各家都是如何设计电驱壳体的。
01.
电驱外壳的设计要考虑哪些方面？
这里我们先不看结构强度与耐用性，这两方面主要还是依据材料来考量，除了上述结构强度和耐用性方面，笔者对电驱壳体的设计要点大致分了五个方向。
◎最基本的当属保护功能，上述我们也有简单提到过，机械防护是最直观的一方面，防止因碰撞、挤压等外部力量导致内部组件受损。
防尘防水也是一方面，外壳必须提供足够的防护等级，以防止灰尘、水分和其他污染物进入内部，确保电驱系统的长期稳定运行。
IPXX标准，它定义了界面对液体和固体颗粒的保护能力，也就是防尘防水能力。
目前的新能源电驱大多也都是在IP67前后区间，例如IP67里的数字6就表示物体防尘的能力，而7则表示防水能力，具体防护范围与说明详见下表。
◎在完备的保护功能前提下，通常还设计有散热结构，如散热片、通风口、冷却管道接口等，帮助内部组件散热，确保电驱系统在高负荷工作时不会因过热而降低性能或缩短寿命。
这方面，具体就要针对热量在电机内部的传递方式来看了，当然最优选的散热方法还是在定子绕组和转子端环直接进行油冷。
◎除此之外，还有一个不可忽视的点，就是电磁兼容性，电驱外壳需要具备一定的电磁屏蔽功能，防止内部产生的电磁辐射干扰其他电子设备或受外部电磁场影响。
在低于100 kHz的频率下，材料特性决定了屏蔽效能，屏蔽效能取决于等效趋肤深度，一般材料厚度应比等效趋肤深度高约3至4倍，会有良好的屏蔽性能。
◎安装与维护便利性也是不可或缺的，目前多数企业采用的都是模块化设计，这样使得外壳结构便于拆装和维护，也可以方便地进行部件更换或检修。
当然，前提是要遵循行业内相关标准，使壳体尺寸和接口标准化，利于模块化生产和互换性。
此外，还要设计合理的安装孔位和固定结构，以便与车辆悬挂系统、传动系统等部件进行快速、精准的对接和安装。
毕竟是电车，接线与插接件位置也要充分考虑进去，电线、电缆的进出走向，设置便于接线、维护的接口，确保信号和电源线路的安全连接。
◎最后要考虑的就是美学与品牌特色这方面了，外观造型要结合品牌风格和车型特点，设计具有现代感和科技感的外观，同时考虑人机工程学，使其易于搬运和安装。
表面处理也要采用高质量的表面喷涂、阳极氧化、电镀等工艺，提高壳体的视觉质感和防腐能力，同时可通过颜色、纹理等元素强化品牌识别度。
02.
从专利角度看看各家壳体设计
既然聊到这了，那咱们就看一看各家的电驱壳体都有什么特殊的点？
◎（公开号：CN220273432U）华为的这款专利提出了一种电机设计，其特点是通过改进电机端盖结构，提升冷却油的利用率和冷却效果，以确保电机、动力总成以及电动车辆中的电气连接件得到有效的冷却，从而提高电机的工作效率和稳定性。具体改进如下：
电机端盖集成了绕组接线孔、电机轴孔和至少一个冷却孔，使得冷却油能从电机内侧流向外侧，对绕组接线孔中的电气连接件进行有效冷却，并且通过合理布局冷却孔、绕组接线孔和电机轴孔的位置关系，扩大了冷却油的覆盖范围，减小了热阻，提升了冷却效率。
简单来说就是，设计了多个沿电机周向间隔排列的冷却孔，优化了冷却油的流动路径，增加了对电气连接件的冷却面积。
此外，还引入了导油筋结构，用于引导冷却油流动至电机轴孔，确保冷却油能更有效地对电机内部器件进行冷却，并通过合理设计导油筋与其他部件的间距，减小冷却油在传输过程中的损耗。
同时，也提升了电机在动力总成中的整合布局，通过集成式壳体将电机、减速器和电机控制器集合在一起，提高了空间利用率，降低了成本，并且优化了动力总成内部的电气连接和能量传输路径，减小了能量损耗。
这款动力总成中电机端盖是特殊设计的，如交流输出接口连通孔、冷却孔、绕组接线孔和电机轴孔的布局，确保了冷却油、电气信号和机械动力的有效传输，同时也使得电机和电机控制器在空间布局上更加紧凑和高效。
它的电机控制器内部结构也有布局优化，通过合理配置电容模组、功率模组和铜排组件的位置关系，减小了内部能量传输路径，提升了整体工作效率和安全性。
通过上述改进，该专利可有效的提高电机和动力总成的冷却性能、小型化设计和高功率密度，有助于实现电动车辆的高效、可靠运行。
◎（公开号：CN218558534U）精进电动这款专利是一种关于电驱动系统的设计，它通过精心设计的连接架结构，提高了减速器、驱动电机和控制器之间的连接稳定性，从而增强了电驱动系统的刚度和抗振动噪声性能（NVH）。具体来说：
这款特殊的连接架是由：连接板32、连接框33、连接柱34和筋板35组成，其中连接柱被多面设置，可与电机端盖、减速器壳体和控制器壳体连接，通过调整连接柱长度，实现与各部件的有效接触和连接，增强了整体结构的刚度。
连接架采用可拆卸连接方式，便于维修和更换部件，同时通过螺栓连接第一连接孔（连接架上）与第二连接孔（减速器、驱动电机、控制器和加强箱体上），简化了连接结构并降低了成本。
减速器上设有加强箱体，通过轴承与减速器轴连接，不仅能支撑减速器轴，而且加强了与连接架的连接点位，进一步增强了系统刚度和稳定性。
连接架可以适应性调整安装位置，无论是在电驱动系统的内部还是外部侧面，都能通过连接架增强系统内部各部件间的连接稳定性，提升整体刚度。
通过实验数据对比，该专利设计的电驱动系统相较于未设置连接架的系统，其一阶频率显著提高，降低了共振的可能性，有效抑制了振动噪音。
总结来说，这项专利通过改进连接架结构和安装方式，优化了电驱动系统内部各部件间的连接，提升了整体的刚度和NVH性能，特别适合应用于新能源汽车等对电驱动系统性能要求较高的场合。
同时，专利设计充分考虑了连接架的可拆卸性、安装便利性和成本控制等因素，具有较强的实用性。
◎（公开号：CN220421540U）广汽埃安的这套电驱壳体，其主要目的在于防止润滑油通过排气阀排出，并增强了安装稳定性，同时保持结构紧凑。该电机壳体由主壳体和副壳体构成，副壳体位于两个主壳体之间，具体设计如下：
副壳体内部设有迷宫腔结构，迷宫腔由第一半腔和第二半腔拼合而成，分别设置在左副壳和右副壳中。迷宫腔内设有进气孔（第一进气孔和第二进气孔）和出气孔，出气孔与排气阀相连，这样既保证了内外气压平衡，又防止润滑油逸出。
迷宫腔内部的回油坡设计复杂巧妙，通过不同回油坡之间的对应和拼接，形成一系列阻挡和引导油液流动的结构，有效阻止润滑油通过排气阀排出。
主壳体包含了筒体和端盖，配备有多种安装组件，如第一水平安装组件、第二水平安装组件以及纵向安装组件，这些组件使得电机壳体能够稳固地与逆变器壳体从前侧、后侧以及左右侧进行全方位安装，提高了安装配合度和稳定性。
其中，第二水平安装组件由多个安装台组成，安装台带有螺纹孔，通过螺栓或螺钉与逆变器壳体后侧底部连接。纵向安装组件则包括第二安装柱和第三安装柱，通过转接支架与逆变器壳体连接，确保了安装的牢固性。
转接支架采用了Z字形结构设计，通过电机固定板和悬臂梁提供了横向和纵向的安装点，确保了安装的灵活性和稳定性。
总的来说，这款专利提出的电机壳体设计不仅有效解决了润滑油排放问题，还极大地优化了电机壳体与逆变器壳体之间的安装结构，实现了紧密、稳定的连接，大大提升了整个系统的可靠性和紧凑性。
End.
当然，涉及到壳体外观技术方面的内容远不止这些，介于篇幅原因，剩下的问题，我们下期再来细聊。
OK，本期专利说先暂时告一段落，我们下期再会。
沪公网安备31010702008139