CN115638236A - 驱动单元及具有驱动单元的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及驱动单元及具有驱动单元的车辆，驱动单元具有壳体(2)、布置在壳体内的电动马达(3)、耦联在电动马达(3)上的传动装置(8)和至少一个布置在壳体(2)内的油室(15)，油室具有油区域(21)和空气区域(22)，其中，空气区域(22)通过至少一个进入开口(36)与排气通道(35)流动连接，排气通道通向排气部(32)，其特征在于，进入开口(36)布置在驱动单元(1)的壳体(2)的中央区域(40)内。

Description

驱动单元及具有驱动单元的车辆

技术领域

本发明涉及驱动单元，尤其是车辆电驱动设备，其具有传动装置。此外本发明还涉及具有这种驱动单元的车辆。

背景技术

从现有技术已知带有整合在壳体之内的传动级的电驱动单元。此电驱动单元可以被设计为湿式或干式运行的电动马达，并且用于机动车辆中。为确保安全运行，必须润滑和冷却驱动单元和传动级。为此，通过驱动单元借助于泵从油存储器输送油。

油存储器可以通过分隔壁被分成两个油室，油室位于转子轴的轴向端部附近，以便在此处接收来自被主动润滑的轴承的油。两个油室通过分隔壁被分隔开，分隔壁具有溢流通道，使得油可以从一个油室流到相邻的油室内。由于有两个油室，在此在驱动单元处于倾斜位置时，例如在上坡行驶时，并非所有的油都流动到端部处，并且与较大的油室相比分隔壁减少了油的运动。通常随同旋转的部分位于转子轴的两个端部上，但是在配属的油室内油多余时随同旋转的部分接收过多的油并且将油输送到油室的上部区段内，这是不希望的。此外，如果一个油室中比相邻的油室中的油多很多，则油会突然通过溢流通道流入到较空的油室内，并且在此处侵入到不应与油接触或不应与大量油接触的区域内。在这些区域内则必须以更高的成本密封。

此驱动单元对于每个油室都具有排气部以提供向外部的排气，以防止在油位不均匀或油室温度变化大时空气区域中的压力变得过大或过小，这将至少使得油从油室之一的泵送变得困难。

发明内容

本发明任务在于，提供具有整合在壳体内的传动级和改善排气的电驱动单元。

该任务通过如下的驱动单元解决，其具有壳体、布置在壳体内的电动马达、耦联在电动马达上的传动装置和至少一个布置在壳体内的油室，油室具有油区域和空气区域。油室的空气区域通过至少一个进入开口与排气通道流动连接。因而油室和排气通道之间的过渡由至少一个进入开口形成。排气通道通向油室的排气部。排气部通向自由空间。规定的是，至少一个与排气通道流动连接的进入开口布置在驱动单元的壳体的中央区域内。

通过至少一个进入开口布置在驱动单元的壳体的中央区域内，避免了油被电动马达的旋转的转子轴或被布置在其上的构件甩出到进入开口中并将进入开口堵住。而是在驱动单元的所有工作状态下，进入开口都保持无油，由此确保油室的排气。

如果进入开口在驱动单元的壳体内过于靠外侧，例如在布置在转子轴上且随着转子轴旋转的构件的外周的区域内，则可能出现油被布置在转子轴上的构件甩出到进入开口中且将其堵住。那么压力平衡只能有条件地通过回流入油区域执行，由此，当每次压力平衡时，油区域内就出现交替变化的气压。此外，这会导致油从排气部溢出。因而规定，进入开口在驱动单元的壳体内径向设置在布置于转子轴上且随着转子轴旋转的构件的外周之内。布置在转子轴上且随着转子轴旋转的构件例如可以被构造成脉冲环，其用于转速测量。

进入开口可以在驱动单元的壳体内与支承在壳体内的转子轴相邻地或者与用于在驱动单元的壳体内支承转子轴的轴承相邻地布置。由此可以实现，进入开口尽量居中地放置在驱动单元的壳体内。

关于驱动单元的安装位置，进入开口可以布置在转子轴的旋转轴线上方。由此，进入开口进一步远离油室的油区域内的油，并且排气通道可以更短地实施。

此外规定，进入开口被构造成使得进入开口的通口反向于在转子轴旋转时油的甩出方向取向。由此，防止了油直接通过进入开口被甩出到排气通道中。

根据本发明的一个实施方案规定，至少一个进入开口受到机械拦挡部保护，以防油从油室流入。拦挡部例如可以被构造成透气且不透油的膜或者油室内的拦挡壁。拦挡壁例如可以是迷宫式的。因而利用简单措施阻止油进入进入开口。

根据本发明的另一实施方案规定，在驱动单元的壳体的中央区域内布置有至少一个另外的进入开口。油室的空气区域也通过所述另外的进入开口与排气通道流动连接。因而，油室和排气通道之间的过渡也由另外的进入开口形成。设置在驱动单元的壳体的中央区域内的这两个进入开口优选彼此错开地布置，从而确保油室的排气与驱动单元的转子轴的转动方向无关。

规定的是，至少一个与排气通道流动连接的进入开口布置在驱动单元的壳体的中央区域内。

驱动单元可以优选被构造成使得其具有至少一个布置在壳体内的另外的油室。另外的油室具有油区域和空气区域，其中，两个油室的油区域通过溢流通道彼此流动连接，并且两个油室的空气区域通过压力平衡通道彼此流动连接。由此关于安装位置和行驶状态确保两个油室的压力平衡。在这两个油室中始终存在相等的压力，其中，两个油室中的一个油室内仅需要一个排气部。两个油室的油区域可以设置在电动马达的对置的轴向端部区域上。以此方式，油区域可以尽量简单地整合在电动驱动单元的壳体内，并且油区域处在如下位置附近，应将油输送到此位置处并且油从此位置流回到油室的底部。

驱动单元具有泵，其中，该泵在抽吸侧与油区域流动连接并且通过油室输送油。泵输送油至转子轴的轴承和/或传动装置的轴承和/或传动装置的齿轮。因而，仅仅向或优选向驱动单元的必须被主动润滑的部位供给油。

转子轴优选被构造成空心轴，并且泵通过空心轴输送油。以此方式，油从轴承附近的一个油室被输送至另一个油室内的轴承。将油轻松从空心轴引向轴承和/或齿轮。

电动马达优选布置在与油室分开的马达空间中。以此方式可以应用干式运行的电动马达。

所建议的驱动单元用于电驱动车辆。相应地，驱动单元具有用于提供用于车辆的驱动力的电动马达。车辆例如可以构造成乘用车或商用车。商用车例如可以构造成卡车、厢式货车或公共汽车。

附图说明

本发明其他特征和优点参引附图由优选实施方案的以下说明得到。其中：

图1示出根据本发明的驱动单元的一个实施方式的剖面图，在其中，与排气通道流动连接的进入开口布置在驱动单元的壳体的中央区域内；和

图2示出根据本发明的驱动单元的一个实施方式的前视图，其中，示意性示出了针对放置排气部的进入开口的多个可行方案。

具体实施方案

图1示出根据本发明的驱动单元1，其具有壳体2和在壳体2内布置的、分开且密封的马达空间5内的电动马达3。电动马达3例如可以是具有定子和转子的异步电机。

在所示实施例中，转子轴7被实施为空心轴。在此被实施为行星齿轮传动装置的传动装置8耦联到转子轴7上。然而也可以在驱动单元1内应用其他类型的电动马达和传动装置。

转子轴7通过轴承9支撑在壳体之内。轴承9在所示实施例中被实施为滚珠轴承。

传动装置8的行星轮10通过轴承11支撑在行星架12。而在该实施例中，传动装置8内的行星轮10的轴承11被实施为滚针轴承。

转子轴7可以由电动马达3驱动并且在所示实施方式中将扭矩传递至传动装置8的太阳轮13上。通过行星架12进行输出。

泵14在外侧布置在壳体2上。泵14被实施为油泵。

两个油室15、16布置在壳体2内。然而视驱动单元而定也可以有多于两个的油室。这些油室15、16通过分隔壁17彼此分隔开并通过象征性示出的溢流通道18流动连接。此外，油室15、16通过密封件19与电动马达3的马达空间5分隔开。

在此，油室15、16位于电动马达3的轴向端部区域上，在那里也布置有轴承9、11和传动装置8。溢流通道18表示油室15、16的流动连接。

油室15、16分别具有在已装入状态下位于下方的油区域20或21和位于其上方的空气区域22、23。

油室16的油区域20在已装入状态下基于驱动单元1在车辆中略微倾斜的定位而在竖直方向大约位于油室15下方，并因而具有主储油功能。

在所示实施例中，泵14从油室16的油区域20经由始于油室16的自己的抽吸通道24抽吸油。抽吸通道24是单独的通道，其与溢流通道18间隔开且直接在油室15的侧向通向泵14。

泵14将油送入被实施为空心轴的转子轴7之内的通道25中。通过该通道25，两个油室15、16附加地彼此连接。

开口26从通道25通向油室15内的轴承9，从而将油引向相应的轴承并且将其润滑和冷却。从轴承9流出的油已经流入油室15并且可以流入其油区域21。

在转子轴7的反向端部设置另一开口27，通过另一开口，油一方面进入油室16中的轴承9，另一方面到达行星轮10进而也到达太阳轮13以及通过开口28到达行星轮10的轴承11。因而也润滑行星齿轮传动装置的齿圈29的齿部。

在此，油也可以在油室16之内向下流入油区域20。从那里又通过泵14抽吸油，从而形成回路。

在图1所示的实施方案中，设置有压力平衡通道30，其使得两个油室15、16的空气区域22、23彼此流动连接。压力平衡通道30以虚线示出并且完全在壳体2之内延伸并且在此例如可以被实施为管或软管。管或软管必要时可以穿过溢流通道18，而无需明显限制其横截面。

在此，压力平衡通道30的端部以及进而通入部位31通入油室15、16的空气区域22、23，因而确保油室15、16之间的压力平衡。压力平衡通道30的通入部位31配设有象征性示出的机械拦挡部33，该机械拦挡部阻止油到达压力平衡通道30。机械拦挡部33例如可以被实施为透气且不透油的膜。这种膜例如可以布置在压力平衡通道30的端部上。因而空气可以通过压力平衡通道30达到且负责压力平衡，然而油被膜拦截。

也可以想到，机械拦挡部33被设计成迷宫式拦挡壁。这种拦挡壁例如可以直接布置在压力平衡通道30的通入部位31上或者是壳体2的壁的部分。迷宫式结构防止油到达压力平衡通道30，与此同时，空气可以经过这种迷宫式拦挡部且因而用于油室15、16之间的压力平衡。

如果应用这种压力平衡通道30，则不必为两个油室15、16都配设排气部。因而，两个油室15、16的其中一个配设有排气部32就足够了。在此，排气部32通过排气通道35(其在进入开口36上通入其中一个空气区域22中)与相应的油室15流动连接。排气通道35可以成形于驱动单元1的壳体2内。排气部32通向自由空间。

因而，油室15的空气区域22和排气通道35之间的过渡由至少一个进入开口36形成。应当规定，与排气通道35流动连接的至少一个进入开口36布置在驱动单元1的壳体2的中央区域内。

排气通道35的进入开口36在驱动单元1的壳体2内径向设置在布置在转子轴7上的脉冲环34的外周之内。进入开口36也与支承在壳体2内的转子轴7相邻或者与用于在驱动单元1的壳体2内支承转子轴7的轴承9相邻。由此可以实现进入开口36尽量居中地放置在驱动单元1的壳体2内。

通过在驱动单元1的壳体2的中央区域内布置至少一个进入开口36避免转子轴7旋转时油通过布置在转子轴7上的脉冲环34被甩出到进入开口36中并将其堵住。而是，进入开口36保持无油，由此确保油室15、16的排气。

排气通道35的进入开口36配设有象征性示出的机械拦挡部39，其防止油到达排气通道35。机械拦挡部39例如可以被实施为透气且不透油的膜。这种膜例如可以布置在压力平衡通道30的端部上。因而空气可以通过排气通道35并且用于油室15的排气或进气，然而油被膜拦截。

也可以想到，机械拦挡部39被设计成迷宫式拦挡壁。这种拦挡壁例如可以直接布置在排气通道35的进入开口36上或者是壳体2的壁的部分。迷宫式结构防止油到达排气通道35，与此同时，空气可以经过这种迷宫式拦挡部且因而负责油室15的排气或进气。

在图2的实施方案中，通过排气通道35与排气部32流动连接的进入开口36位于壳体2的中央区域40内。在此，进入开口36使得油室15的空气区域22通过排气通道35与排气部32连接，以确保油室15的进气和排气。在此，示例性示出进入开口36的多个可能的定位。附加地，在此为了更清楚概览没有示出放置在壳体2上的盖。

在此，中央区域40通过两个虚线同心圆示出并且大致示出在它们之间的环形区域，在该环形区域中，可以实现进入开口36尽量放置于壳体2的中心并且远离用于转速测量的脉冲环34的外部边缘。中央区域40朝向中心通过转子轴7和所属的轴承9来限界。

进入开口36优选放置在中央区域40的上半部分内，这是因为视运行状态而定油可以位于下方区域域内，并且排气通道35可以更短地设计。

进入开口36放置于中央区域40内的标示出的部位中的优点在于，进入开口36在这些定位中很难被油堵住，这是因为脉冲环34将油向外甩出。油积聚在此处未示出的盖上并且又返回油区域21内。

附加地，进入开口36可以构造成使得进入开口36的通口抵抗脉冲环34的油甩出作用地取向，由此，油无法直接通过进入开口36被甩出到排气通道35中。

除了至少一个进入开口36之外，图2中还示出至少一个另外的进入开口37。该另外的进入开口37同样布置在驱动单元1的壳体2的中央区域40内。由此，油室15的空气区域22也通过该另外的进入开口37与排气通道35流动连接。因而，空气区域22和排气通道35之间的过渡也由该另外的进入开口37形成。进入开口37可以如进入开口36那样设置防止油到达排气通道35的机械拦挡部35。这两个进入开口36、37在中央区域40内彼此错开布置。在中央区域40内，第一进入开口36在驱动单元1安装位置中布置在优选九至十一点的区域内，与此同时，第二进入开口37可以布置在优选一至三点的区域内。图2中示范性示出进入开口36的两个可能的定位和进入开口37的两个可能的定位。由此实现，确保油室15与电动马达3的转子轴7的转动方向无关地排气。因而，当转子轴7的转动方向是顺时针时，可以通过远离油甩出作用的进入开口37确保油室15的排气。反之，当转子轴7的转动方向是逆时针时，通过进入开口36确保油室15的排气。因而，假如通过旋转的转子轴7还会有飞溅油到达中央区域40内，也确保油室15的排气。排气因而与通过驱动单元1驱动的车辆的行驶方向无关。

附图标记列表

1 驱动单元

2 壳体

3 电动马达

5 马达空间

7 转子轴

8 传动装置

9 轴承

10 行星轮

11 轴承

12 行星架

13 太阳轮

14 泵

15 油室

16 油室

17 分隔壁

18 溢流通道

19 密封件

20 油区域

21 油区域

22 空气区域

23 空气区域

24 抽吸通道

25 通道

26 开口

27 开口

28 开口

29 齿圈

30 压力平衡通道

31 通入部位

32 排气部

33 拦挡部

34 脉冲环

35 排气通道

36 进入开口

37 进入开口

39 拦挡部

40 中央区域

Claims (11)

1.驱动单元(1)，所述驱动单元具有壳体(2)、布置在所述壳体内的电动马达(3)、耦联在电动马达(3)上的传动装置(8)和至少一个布置在壳体(2)内的油室(15)，所述油室具有油区域(21)和空气区域(22)，其中，所述空气区域(22)通过至少一个进入开口(36)与排气通道(35)流动连接，所述排气通道延伸到排气部(32)，并且所述至少一个进入开口(36)布置在所述驱动单元(1)的壳体(2)的中央区域(40)内。

2.根据权利要求1所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述至少一个进入开口(36)在所述壳体(2)内径向布置在布置于所述电动马达(3)的转子轴(7)上且随着所述转子轴(7)旋转的构件(34)的外周之内。

3.根据权利要求2所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述至少一个进入开口(36)在所述壳体(2)中与支承在所述壳体(2)内的转子轴(7)相邻地布置。

4.根据权利要求2或3所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述至少一个进入开口(36)在所述驱动单元(1)的安装位置中布置在所述转子轴(7)的旋转轴线上方。

5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述至少一个进入开口(36)的通口逆着油的甩出方向取向。

6.根据前述权利要求中任一项所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述驱动单元(1)具有至少一个布置在所述壳体(2)内的另外的油室(16)，所述另外的油室具有油区域(20)和空气区域(23)，其中，油区域(20、21)通过溢流通道(18)彼此流动连接，并且空气区域(22、23)通过压力平衡通道(30)彼此流动连接。

7.根据权利要求6所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述油区域(20、21)设置在所述电动马达(3)的对置的轴向端部区域上。

8.根据前述权利要求中任一项所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述至少一个进入开口(36)受到机械拦挡部(39)保护，以防油从所述油室(15)流入。

9.根据权利要求8所述的驱动单元(1)，其特征在于，所述拦挡部(39)被构造成透气且不透油的膜或者被构造成所述油室(15)内的拦挡壁。

10.根据前述权利要求中任一项所述的驱动单元(1)，其特征在于，在所述驱动单元(1)的壳体(2)的中央区域(40)内布置有至少一个与第一进入开口(36)错开布置的另外的进入开口(37)。

11.车辆，所述车辆具有根据前述权利要求中任一项所述的驱动单元(1)。

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