電驅(qū)殼體作為封裝結(jié)構(gòu)，首要任務(wù)是保護電驅(qū)系統(tǒng)內(nèi)部的電機、控制器、減速器等關(guān)鍵部件不受外界灰塵、濕氣、化學(xué)物質(zhì)等污染，同時防止機械沖擊和碰撞損傷。

當(dāng)然，除了保護電驅(qū)系統(tǒng)，殼體的用處也還有很多。本期筆者從電驅(qū)殼體設(shè)計的共性問題和關(guān)鍵指標(biāo)展開聊聊，順便看看各家都是如何設(shè)計電驅(qū)殼體的。

01  電驅(qū)外殼的設(shè)計要考慮哪些方面？

這里我們先不看結(jié)構(gòu)強度與耐用性，這兩方面主要還是依據(jù)材料來考量。除了上述結(jié)構(gòu)強度和耐用性方面，筆者對電驅(qū)殼體的設(shè)計要點大致分了五個方向。

◎最基本的當(dāng)屬保護功能，上述我們也有簡單提到過，機械防護是最直觀的一方面，防止因碰撞、擠壓等外部力量導(dǎo)致內(nèi)部組件受損。防塵防水也是一方面，外殼必須提供足夠的防護等級，以防止灰塵、水分和其他污染物進入內(nèi)部，確保電驅(qū)系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。IPXX標(biāo)準(zhǔn)，它定義了界面對液體和固體顆粒的保護能力，也就是防塵防水能力。

目前的新能源電驅(qū)大多也都是在IP67前后區(qū)間，例如IP67里的數(shù)字6就表示物體防塵的能力，而7則表示防水能力，具體防護范圍與說明詳見下表。

◎在完備的保護功能前提下，通常還設(shè)計有散熱結(jié)構(gòu)，如散熱片、通風(fēng)口、冷卻管道接口等，幫助內(nèi)部組件散熱，確保電驅(qū)系統(tǒng)在高負荷工作時不會因過熱而降低性能或縮短壽命。

這方面，具體就要針對熱量在電機內(nèi)部的傳遞方式來看了，當(dāng)然最優(yōu)選的散熱方法還是在定子繞組和轉(zhuǎn)子端環(huán)直接進行油冷。

◎除此之外，還有一個不可忽視的點，就是電磁兼容性，電驅(qū)外殼需要具備一定的電磁屏蔽功能，防止內(nèi)部產(chǎn)生的電磁輻射干擾其他電子設(shè)備或受外部電磁場影響。

在低于100 kHz的頻率下，材料特性決定了屏蔽效能，屏蔽效能取決于等效趨膚深度，一般材料厚度應(yīng)比等效趨膚深度高約3至4倍，會有良好的屏蔽性能。

◎安裝與維護便利性也是不可或缺的，目前多數(shù)企業(yè)采用的都是模塊化設(shè)計，這樣使得外殼結(jié)構(gòu)便于拆裝和維護，也可以方便地進行部件更換或檢修。

當(dāng)然，前提是要遵循行業(yè)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使殼體尺寸和接口標(biāo)準(zhǔn)化，利于模塊化生產(chǎn)和互換性。此外，還要設(shè)計合理的安裝孔位和固定結(jié)構(gòu)，以便與車輛懸掛系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等部件進行快速、精準(zhǔn)的對接和安裝。

畢竟是電車，接線與插接件位置也要充分考慮進去，電線、電纜的進出走向，設(shè)置便于接線、維護的接口，確保信號和電源線路的安全連接?！蜃詈笠紤]的就是美學(xué)與品牌特色這方面了，外觀造型要結(jié)合品牌風(fēng)格和車型特點，設(shè)計具有現(xiàn)代感和科技感的外觀，同時考慮人機工程學(xué)，使其易于搬運和安裝。表面處理也要采用高質(zhì)量的表面噴涂、陽極氧化、電鍍等工藝，提高殼體的視覺質(zhì)感和防腐能力，同時可通過顏色、紋理等元素強化品牌識別度。

02.  從專利角度看看各家殼體設(shè)計

既然聊到這了，那咱們就看一看各家的電驅(qū)殼體都有什么特殊的點？

◎（公開號：CN220273432U）華為的這款專利提出了一種電機設(shè)計，其特點是通過改進電機端蓋結(jié)構(gòu)，提升冷卻油的利用率和冷卻效果，以確保電機、動力總成以及電動車輛中的電氣連接件得到有效的冷卻，從而提高電機的工作效率和穩(wěn)定性。具體改進如下：

電機端蓋集成了繞組接線孔、電機軸孔和至少一個冷卻孔，使得冷卻油能從電機內(nèi)側(cè)流向外側(cè)，對繞組接線孔中的電氣連接件進行有效冷卻，并且通過合理布局冷卻孔、繞組接線孔和電機軸孔的位置關(guān)系，擴大了冷卻油的覆蓋范圍，減小了熱阻，提升了冷卻效率。

簡單來說就是，設(shè)計了多個沿電機周向間隔排列的冷卻孔，優(yōu)化了冷卻油的流動路徑，增加了對電氣連接件的冷卻面積。此外，還引入了導(dǎo)油筋結(jié)構(gòu)，用于引導(dǎo)冷卻油流動至電機軸孔，確保冷卻油能更有效地對電機內(nèi)部器件進行冷卻，并通過合理設(shè)計導(dǎo)油筋與其他部件的間距，減小冷卻油在傳輸過程中的損耗。

同時，也提升了電機在動力總成中的整合布局，通過集成式殼體將電機、減速器和電機控制器集合在一起，提高了空間利用率，降低了成本，并且優(yōu)化了動力總成內(nèi)部的電氣連接和能量傳輸路徑，減小了能量損耗。這款動力總成中電機端蓋是特殊設(shè)計的，如交流輸出接口連通孔、冷卻孔、繞組接線孔和電機軸孔的布局，確保了冷卻油、電氣信號和機械動力的有效傳輸，同時也使得電機和電機控制器在空間布局上更加緊湊和高效。

它的電機控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有布局優(yōu)化，通過合理配置電容模組、功率模組和銅排組件的位置關(guān)系，減小了內(nèi)部能量傳輸路徑，提升了整體工作效率和安全性。

通過上述改進，該專利可有效的提高電機和動力總成的冷卻性能、小型化設(shè)計和高功率密度，有助于實現(xiàn)電動車輛的高效、可靠運行。

◎（公開號：CN218558534U）精進電動這款專利是一種關(guān)于電驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計，它通過精心設(shè)計的連接架結(jié)構(gòu)，提高了減速器、驅(qū)動電機和控制器之間的連接穩(wěn)定性，從而增強了電驅(qū)動系統(tǒng)的剛度和抗振動噪聲性能（NVH）。具體來說：

這款特殊的連接架是由：連接板32、連接框33、連接柱34和筋板35組成，其中連接柱被多面設(shè)置，可與電機端蓋、減速器殼體和控制器殼體連接，通過調(diào)整連接柱長度，實現(xiàn)與各部件的有效接觸和連接，增強了整體結(jié)構(gòu)的剛度。

連接架采用可拆卸連接方式，便于維修和更換部件，同時通過螺栓連接第一連接孔（連接架上）與第二連接孔（減速器、驅(qū)動電機、控制器和加強箱體上），簡化了連接結(jié)構(gòu)并降低了成本。

減速器上設(shè)有加強箱體，通過軸承與減速器軸連接，不僅能支撐減速器軸，而且加強了與連接架的連接點位，進一步增強了系統(tǒng)剛度和穩(wěn)定性。

連接架可以適應(yīng)性調(diào)整安裝位置，無論是在電驅(qū)動系統(tǒng)的內(nèi)部還是外部側(cè)面，都能通過連接架增強系統(tǒng)內(nèi)部各部件間的連接穩(wěn)定性，提升整體剛度。

通過實驗數(shù)據(jù)對比，該專利設(shè)計的電驅(qū)動系統(tǒng)相較于未設(shè)置連接架的系統(tǒng)，其一階頻率顯著提高，降低了共振的可能性，有效抑制了振動噪音。

總結(jié)來說，這項專利通過改進連接架結(jié)構(gòu)和安裝方式，優(yōu)化了電驅(qū)動系統(tǒng)內(nèi)部各部件間的連接，提升了整體的剛度和NVH性能，特別適合應(yīng)用于新能源汽車等對電驅(qū)動系統(tǒng)性能要求較高的場合。

同時，專利設(shè)計充分考慮了連接架的可拆卸性、安裝便利性和成本控制等因素，具有較強的實用性。

◎（公開號：CN220421540U）廣汽埃安的這套電驅(qū)殼體，其主要目的在于防止?jié)櫥屯ㄟ^排氣閥排出，并增強了安裝穩(wěn)定性，同時保持結(jié)構(gòu)緊湊。該電機殼體由主殼體和副殼體構(gòu)成，副殼體位于兩個主殼體之間，具體設(shè)計如下：

副殼體內(nèi)部設(shè)有迷宮腔結(jié)構(gòu)，迷宮腔由第一半腔和第二半腔拼合而成，分別設(shè)置在左副殼和右副殼中。迷宮腔內(nèi)設(shè)有進氣孔（第一進氣孔和第二進氣孔）和出氣孔，出氣孔與排氣閥相連，這樣既保證了內(nèi)外氣壓平衡，又防止?jié)櫥鸵莩觥?

迷宮腔內(nèi)部的回油坡設(shè)計復(fù)雜巧妙，通過不同回油坡之間的對應(yīng)和拼接，形成一系列阻擋和引導(dǎo)油液流動的結(jié)構(gòu)，有效阻止?jié)櫥屯ㄟ^排氣閥排出。

主殼體包含了筒體和端蓋，配備有多種安裝組件，如第一水平安裝組件、第二水平安裝組件以及縱向安裝組件，這些組件使得電機殼體能夠穩(wěn)固地與逆變器殼體從前側(cè)、后側(cè)以及左右側(cè)進行全方位安裝，提高了安裝配合度和穩(wěn)定性。

其中，第二水平安裝組件由多個安裝臺組成，安裝臺帶有螺紋孔，通過螺栓或螺釘與逆變器殼體后側(cè)底部連接。縱向安裝組件則包括第二安裝柱和第三安裝柱，通過轉(zhuǎn)接支架與逆變器殼體連接，確保了安裝的牢固性。

轉(zhuǎn)接支架采用了Z字形結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過電機固定板和懸臂梁提供了橫向和縱向的安裝點，確保了安裝的靈活性和穩(wěn)定性。

總的來說，這款專利提出的電機殼體設(shè)計不僅有效解決了潤滑油排放問題，還極大地優(yōu)化了電機殼體與逆變器殼體之間的安裝結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了緊密、穩(wěn)定的連接，大大提升了整個系統(tǒng)的可靠性和緊湊性。