CN109155573B - 用于机动车的驱动装置和机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的驱动装置(1)，其包括至少一个电机(2)并且包括至少一个轴(6)，该轴可转动地支承在驱动装置(1)的壳体元件(3)上并且能由电机(2)驱动，所述驱动装置包括至少一个放电环(14)，所述轴(6)经由该放电环而与壳体元件(3)电接触，以便将电荷从轴(6)经由放电环(14)导出到壳体元件(3)上，其中，放电环(14)由导电的流体形成，并且所述放电环(14)至少部分地容纳在壳体元件(3)的环形的容纳部中并且至少部分地容纳在轴(6)的相应的环形的容纳部(17)中。本发明还涉及一种具有所述驱动装置的机动车。

Description

用于机动车的驱动装置和机动车
技术领域
用于机动车、尤其是汽车的驱动装置以及具有这样的驱动装置的机动车
本发明涉及一种用于机动车、尤其是汽车的驱动装置以及一种具有这样的驱动装置的机动车。
背景技术
这样的用于机动车、尤其是汽车的驱动装置由通常的现有技术和尤其是由量产车已经长久已知。在此，驱动装置包括至少一个电机和至少一个轴，该轴可转动地支承在驱动装置的壳体元件上并且能由电机驱动。例如电机可以经由该轴提供转矩，借助这些转矩例如可以电力驱动机动车的至少一个轮和因而例如机动车整体。
此外，DE 35 11 755 A1公开了一种用于从电子动力机的轴导出具有陡峭的电压峰值的波形电压和/或具有高频电压分量的波形电压的装置。
由DE 11 2010 004 938 T5已知一种用于导出转动轴上的电荷的装置，该转动轴至少部分地被静止的壳体包围。在此，壳体和轴通过一个或多个轴承分开，其中，该装置包括环形的传导性的电荷导出部件，电荷可以从轴经由所述电荷导出部件导出到壳体上。
DE 10 2004 011 867 T2公开了一种用于导出静电用以与电机的轴联合的组件，其中，该组件包括环形的框架。
最后，由DE 10 2013 200 356 A1已知一种用于风力设备的轴承系统。
发明内容
本发明的目的在于，这样进一步开发开头所述类型的驱动装置和机动车，使得能以成本低廉的方式实现特别有利的并且磨损少的运行。
该目的按照本发明通过一种具有如下所述特征的驱动装置以及通过一种具有如下所述特征的机动车实现。按照本发明的用于机动车的驱动装置包括至少一个电机并且包括至少一个轴，该轴可转动地支承在驱动装置的壳体元件上并且能由电机驱动，其中：设有至少一个放电环，所述轴经由该放电环而与壳体元件电接触，以便将电荷从轴经由放电环导出到壳体元件上，其中，放电环由导电的流体形成；并且所述放电环至少部分地容纳在壳体元件的环形的容纳部中并且至少部分地容纳在轴的相应的环形的容纳部中。
本发明的第一方面涉及一种用于机动车、尤其是用于汽车的、例如轿车的驱动装置。驱动装置包括至少一个电机和至少一个轴，该轴可转动地支承在驱动装置的壳体元件上并且能由电机驱动。在此，例如电机可以经由轴提供转矩，借助所述转矩例如能驱动至少一个轮和因而尤其是机动车整体。
现在为了能以成本特别低廉的方式实现驱动装置的特别有利的并且磨损特别低的运行，按照本发明设有至少一个放电环，该放电环也称为轴放电环或轴接地环。轴经由该放电环而与壳体元件电连接，以便将电荷从轴经由放电环导出到壳体元件上。在此，放电环由导电的流体形成。在驱动装置和尤其是电机运行期间，例如可在轴中感应出电荷或者说电压。如果没有设置相应的措施、例如放电环，则这样的在轴中感应出的电压例如可经由轴承(轴经由该轴承可转动地支承在壳体元件上)放电并且因而可在短的时间内导致轴承的高度磨损或者甚至损坏。为了避免这样的突然放电，而使用放电环用于例如使轴接地或者说将轴与地电连接，从而可以经由放电环将电荷有针对性地从轴导出到壳体元件上。由此可以避免轴承的损坏以及过度磨损。因为现在放电环按照本发明由导电的流体形成，所以可以避免电环的磨损和轴的过度的由放电环引起的磨损。此外可以使按照本发明的驱动装置的成本特别小，因为可以避免另外的附加的用于从轴导出电荷的措施。这样的常规使用的措施涉及轴的镀银，但现在在按照本发明的驱动装置中可以避免这一点。
通过使用由能传导的流体形成的放电环，可以无磨损地在壳体元件和轴之间建立电接触导通，从而经由该电接触导通可以将电荷有针对性地从轴导出到壳体元件上和因而例如到接地线或大地上。换言之，由导电的流体形成的放电环能实现有针对性地将电流从轴经由放电环导出到壳体元件上，从而可以避免驱动装置的过度磨损。
在此已被证实为特别有利的是，放电环由导电的液体形成。由此可以将电荷或者说电流特别有针对性地并且有利地以及无磨损地从轴导出。
一种进一步的实施方式的特征在于，设有轴承机构，所述轴经由该轴承机构可转动地支承在壳体元件上。轴承机构因此是轴承装置，该轴承装置例如包括至少一个轴承元件或多个轴承元件，其中，轴尤其是沿径向方向和/或沿轴向方向经由所述一个轴承元件或经由所述多个轴承元件绕转动轴线相对于壳体可转动地支承在壳体上。为了在此实现有针对性地并且特别有利地导出电荷或者说电流，放电环是不同于轴承机构的、附加于轴承机构而设的部分。放电环因而优选既不是轴承元件、也不是用于润滑轴承机构的这样的轴承元件的润滑剂。轴承机构例如包括润滑剂，该润滑剂例如形成为油。借助润滑剂润滑轴承机构的至少一个轴承位置，其中，轴在轴承位置处可转动地支承在壳体元件上。在此可设想，在轴承位置处设置有轴承机构的至少一个轴承元件。在此优选规定，放电环或形成放电环的流体是不同于轴承机构的润滑剂的附加于该润滑剂而设的部分。
为了即便已经特别小的电荷或者说电流也可以有针对性地从轴导出，在本发明的一种进一步的实施方式中规定，放电环直接接触轴和/或壳体元件。由此可以可靠地避免突然的放电和由此产生的损坏。
在本发明的一种进一步的实施方式中规定，放电环至少部分地容纳在轴的和/或壳体元件的对应的环形的容纳部中。环形的容纳部例如通过轴的或壳体元件的凹槽形成。通过放电环这样至少部分地设置在容纳部中，放电环可以特别好地接触轴或壳体元件，从而电荷或电流能被特别好地导出。此外，由此可以使结构空间需求、尤其是在轴的径向方向上的结构空间需求特别小。
最后，已表明特别有利的是，形成放电环的流体具有至少一种电离液体。由此可以使放电环的电阻特别小，从而已经特别小的电荷或电流也可以被有针对性地并且有利地导出。
本发明的第二方面涉及一种机动车，该机动车包括至少一个按照本发明的驱动装置。本发明第一方面的优点和有利的实施方案可被看作是本发明第二方面的优点和有利的实施方案，并且反之亦然。
本发明尤其是基于如下认知：也被称为轴接地环的常规放电环包括一个具有多个碳纤维刷的刷装置，以便在轴和壳体元件之间建立导电能力。此外，通常应用碳触点，这些碳触点被压紧到轴上。已然发现，碳纤维和因而碳纤维刷在短时间之后已经折断，由此损害了放电环的导电能力。此外，折断的碳纤维可能分布在轴承中，这导致特别大的磨损。此外，不仅碳触点而且碳刷或碳纤维刷具有高度磨损。这些问题和缺点可以借助本发明得以避免，因为由能导电的流体形成的放电环不遭受磨损并且也不引起轴的磨损或不引起轴的过度磨损。此外可以避免轴承机构的由放电环引起的或者辅助的磨损，轴经由所述轴承机构可转动地支承在壳体元件上。
附图说明
本发明的进一步的细节由以下借助所属的附图对优选实施例的说明得出。在此，唯一的图1示出用于机动车、尤其是汽车的驱动装置的示意性侧视图，该驱动装置包括至少一个电机和至少一个轴，该轴可转动地支承在驱动装置的壳体元件上并且能由电机驱动，其中，设有至少一个放电环，该放电环由导电的流体形成。
具体实施方式
唯一的图1以示意性的侧视图示出用于机动车、尤其是汽车、例如轿车的整体用1标记的驱动装置。这意味着，在机动车的完全制造好的状态下驱动装置1是机动车的组成部分，其中，借助驱动装置1尤其是电力地能驱动机动车的至少一个轮和优选机动车整体。
驱动装置1为此包括电机2和整体用3标记的壳体元件，该壳体元件包括电机2的至少一个壳体件4。在壳体件4中容纳有电机2的电构件。
电机2例如能在发动机运行中并且因而作为电动机运行。在此，轮或机动车整体能借助处于其发动机运行中的电机2驱动，因为电机2在其发动机运行中提供转矩用于驱动轮或机动车整体。
为了使电机2在发动机运行中运行，电机2被供给电能或电流。为此，机动车例如包括至少一个在图中未示出的蓄能器，该蓄能器例如构成为电子化学蓄能器。尤其是，蓄能器构成为高伏特电池(HV电池)，其中，借助蓄能器能储存电能。在发动机运行中，电机2例如被供给储存在蓄能器中的电能。
尤其是可设想，电机2能在发电机运行中并且因而作为发电机运行。在发电机运行中，电机2例如由机动车或由机动车的所述至少一个轮并且因而由机动车的动能驱动，其中，电机2在发电机运行中将机动车的至少一部分动能转化成电能。该电能由发电机提供，从而提供的能量例如可以输入给机动车的至少一个耗电器和/或储存在蓄能器中。通过将动能转化成电能，机动车被制动。
驱动装置1例如还包括一个逆变器15，该逆变器也称为转换器。逆变器15包括第二壳体件5，该第二壳体件是壳体元件3的组成部分。在壳体件5中容纳有逆变器4的电构件。借助逆变器4例如将由直流电压源提供的直流电压或直流电流变换成交流电压或交流电流，其中，电机2被供给交流电压或交流电流。为此，逆变器15与电机2电连接。通过这样给电机2供给由逆变器15提供的交流电压，电机2被驱动。
驱动装置1还包括至少一个轴6，该轴可转动地支承在驱动装置1的壳体元件3上并且能由电机2驱动。轴6例如是电机2的一个轴并且因而也被称为电机轴。经由轴6，电机2可以在其发动机运行中提供转矩用于驱动轮或机动车。
电机例如包括定子和转子，该转子能绕转动轴线相对于定子转动。在此，轴6例如是转子的组成部分，从而轴6能绕转动轴线相对于定子和尤其是相对于壳体元件3转动。如在下文还更详细地阐述的，轴6能绕转动轴线相对于壳体元件3转动地支承在壳体元件3上。由图中可看出，轴6至少部分地、尤其是至少主要地容纳在壳体元件3中、尤其是在电机2的壳体件4中。
驱动装置1还包括在图中特别示意性示出的变速器7，经由该变速器，所述至少一个轮或机动车整体能由电机2驱动。在此，变速器7包括第三壳体件8，该第三壳体件是壳体元件3的组成部分。在也称为变速器壳体的壳体件8中例如容纳有变速器8的变速器元件。这样的变速器元件例如是齿轮9，该齿轮例如构成为圆柱齿轮。齿轮9能由轴6驱动，其中，齿轮9例如不可相对转动地与轴6连接。经由轴6和齿轮9，例如可以将由电机2提供的转矩导入到变速器7中，从而变速器7能和机动车能经由该变速器借助由电机2提供的转矩驱动。
作为另外的变速器元件，变速器7例如包括容纳在壳体件8中的另一齿轮10，该另一齿轮与齿轮9啮合并且例如构成为圆柱齿轮。经由齿轮6能驱动驱动装置1的驱动轴11和12，从而驱动轴11和12能经由变速器7由电机2或由轴6驱动。驱动轴11和12例如至少间接地与机动车的相应轮能耦联或耦联，从而经由驱动轴11和12能电力驱动机动车的相应轮和因而机动车整体。机动车在此例如构成为混合动力车或构成为电动车并且能借助电机2电力驱动。
此外，驱动装置1包括至少一个接地带13，逆变器4的接地线例如经由该接地带而与电机2、尤其是与壳体件4电连接。由图中还可看出，轴6至少部分地容纳在壳体件8中。轴6例如经由在图中特别示意性示出的轴承机构16可转动地支承在壳体元件3上、尤其是在壳体件4上和/或在壳体件8上。为此，也称为轴承装置的轴承机构16包括至少一个轴承元件或多个轴承元件，经由所述至少一个或多个轴承元件，轴6沿其轴向方向和/或沿径向方向可转动地支撑并且因而支承在壳体元件3上。相应的轴承元件例如构成为滑动轴承或构成为滚动轴承。此外，相应的轴承元件设置在相应的轴承位置处，在该轴承位置处轴6支承在壳体元件3上。
优选使用例如构成为液体的润滑剂，该润滑剂例如构成为油。在此，相应的轴承位置和设置在相应的轴承位置处的轴承元件被供给润滑剂，以便润滑和冷却轴承位置或轴承元件。
现在为了以成本特别低廉的方式实现驱动装置1的特别有利的以及低磨损的运行，驱动装置1包括至少一个放电环14，轴6经由该放电环而与壳体元件3电连接并且因而电连接在壳体元件3上。当前，轴6经由放电环4而与壳体件3电接触，以便由此将电荷或电流从轴6经由也称为轴接地环的放电环14导出到壳体元件3上。
不希望地、但在技术上不可避免地，逆变器15用作共模干扰源，该共模干扰源也称为共模源(CM-源)。在此，逆变器15引起如下的效应，通过该效应能在轴6中感应出电压。
如果现在例如不使用放电环14，则在轴6中感应出的电压可能突然地经由轴承机构16和尤其是经由轴承元件放电，从而电流可能从轴6流过轴承元件。由此，轴承元件在短的时间内发生大的磨损，这些轴承元件由此甚至会遭受损坏。通过使用放电环14可以避免这样的不希望的电流，因为经由放电环14可以将电荷有针对性地从轴6导出到壳体元件3上。
为了在此能使驱动装置1的磨损和成本特别小，放电环14由导电的或者能传导的流体、例如由导电的液体形成，其中，导电的液体可以包括至少一种电离液体。由此可以使放电环14的电阻特别小，从而即便已经很小的电荷也可以有针对性地经由放电环14从轴6导出给壳体元件3。
优选地，放电环14和因而形成放电环14的流体直接触及或者说接触轴6和壳体元件3、尤其是壳体件8，从而可以有针对性地导出已经很小的电荷。
以壳体件8为例可看出，壳体元件3、尤其是壳体件8例如具有至少基本上环形的容纳部17，在该容纳部中至少部分地设置有放电环14。替代或附加于此，可设想，轴6具有环形的容纳部，在该容纳部中至少部分地容纳有放电环14。壳体元件3的相应的容纳部17或轴6的容纳部例如由相应的凹槽形成，该凹槽例如沿轴6的圆周方向完全环绕。
因为放电环14由所述的流体形成，所以可以避免放电环14的磨损。此外可以避免轴6的由放电环14引起的磨损或者至少使该磨损小，从而可以在长的使用寿命期间保证电荷从轴6经由放电环14可靠地导出到壳体元件上。
为了在此能实现轴6的特别有利且有针对性的放电，优选规定，放电环14或形成放电环14的流体是与轴承机构16和尤其是与轴承机构16的润滑剂不同的、附加于轴承机构或附加于润滑剂而设的部分，从而形成放电环14的流体不是润滑剂并且不用于润滑轴承位置。
附图标记列表
1 驱动装置
2 电机
3 壳体元件
4 壳体件
5 壳体件
6 轴
7 变速器
8 壳体件
9 齿轮
10 齿轮
11 驱动轴
12 驱动轴
13 接地带
14 放电环
15 逆变器
16 轴承机构
17 容纳部

Claims (7)

1.用于机动车的驱动装置(1)，其包括至少一个电机(2)并且包括至少一个轴(6)，该轴可转动地支承在驱动装置(1)的壳体元件(3)上并且能由电机(2)驱动，其特征在于：设有至少一个放电环(14)，所述轴(6)经由该放电环而与壳体元件(3)电接触，以便将电荷从轴(6)经由放电环(14)导出到壳体元件(3)上，其中，放电环(14)由导电的流体形成；并且所述放电环(14)至少部分地容纳在壳体元件(3)的环形的容纳部中并且至少部分地容纳在轴(6)的相应的环形的容纳部(17)中。
2.根据权利要求1所述的驱动装置(1)，其特征在于：所述放电环(14)由导电的液体形成。
3.根据权利要求1或2所述的驱动装置(1)，其特征在于：设有轴承机构(16)，所述轴(6)经由该轴承机构可转动地支承在壳体元件(3)上，其中，放电环是与轴承机构不同的、附加于该轴承机构而设的部分。
4.根据权利要求1或2所述的驱动装置(1)，其特征在于：所述放电环(14)直接接触所述轴和/或壳体元件(3)。
5.根据权利要求3所述的驱动装置(1)，其特征在于：所述放电环(14)直接接触所述轴和/或壳体元件(3)。
6.根据权利要求1或2所述的驱动装置(1)，其特征在于：所述导电的流体包括电离液体。
7.机动车，具有至少一个根据权利要求1至6之一所述的驱动装置(1)。
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