DE102018202067A1

DE102018202067A1 - Electric drive unit for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102018202067A1
Application number: DE102018202067.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Lang; Thomas Winter; Thomas Klaas; Ralf Hoebel; Jochen Wolf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2019-08-14
Also published as: WO2019154685A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, welches über ein Fahrzeugkühlsystem verfügt, wobei die elektrische Antriebseinheit eine elektrische Maschine, ein mit der elektrischen Maschine wirkverbundenes Getriebe und eine Leistungselektronik zur Ansteuerung der elektrischen Maschine unfasst, wobei die Komponenten der elektrischen Antriebseinheit im montierten Zustand ein integriertes Entwärmungssystem mit einem gemeinsamen Kühlfluideinlass und einem gemeinsamen Kühlfluidauslass bilden, wobei das integrierte Entwärmungssystem mit dem einen gemeinsamen Kühlfluideinlass und dem einen gemeinsamen Kühlfluidauslass an ein Fahrzeugkühlsystem angebunden ist.

The present invention relates to an electric drive unit for a motor vehicle, which has a vehicle cooling system, wherein the electric drive unit comprises an electric machine, a gear operatively connected to the electric machine and a power electronics for controlling the electric machine, wherein the components of the electric drive unit mounted in State forming an integrated cooling system having a common cooling fluid inlet and a common cooling fluid outlet, the integrated cooling system having the one common cooling fluid inlet and the one common cooling fluid outlet connected to a vehicle cooling system.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit einfach austauschbaren Komponenten und einem integrierten Entwärmungssystem mit einem gemeinsamen Kühlfluideinlass und einem gemeinsamen Kühlfluidauslass.The present invention relates to an electric drive unit for a motor vehicle with easily exchangeable components and an integrated cooling system with a common cooling fluid inlet and a common cooling fluid outlet.

Stand der TechnikState of the art

Elektrische Antriebseinheiten für Kraftfahrzeuge weisen in der Regel mehrere Komponenten auf. Dazu zählt eine elektrische Maschine und ein mit der elektrischen Maschine wirkverbundenes Getriebe. Ferner weisen elektrische Antriebseinheiten eine Leistungselektronik auf. Die Leistungselektronik ist dabei in geeigneter Weise mit der elektrischen Maschine durch eine Mehrzahl von elektrischen Leitungen verbunden.Electric drive units for motor vehicles generally have several components. This includes an electric machine and a gearbox operatively connected to the electric machine. Furthermore, electric drive units have power electronics. The power electronics is suitably connected to the electric machine by a plurality of electrical lines.

Aufgrund dessen, dass während eines Betriebs der elektrischen Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug sowohl in der elektrischen Maschine, dem mit der elektrischen Maschine wirkverbundenen Getriebe als auch in den elektrischen Leitungen als auch in der Leistungselektronik Abwärme entsteht, ist die Abführung dieser Abwärme zur Vermeidung von thermischen Schäden an der elektrischen Antriebseinheit unbedingt erforderlich. Dazu werden diese Komponenten in der Regel jeweils durch eigene Entwärmungssysteme in das vom Fahrzeug bereitgestellte Fahrzeugkühlsystem eingebunden. Komponenten mit großer Abwärme werden dabei in der Regel über Kühlflüssigkeit oder über eine aktive Luftkühlung entwärmt. Bei ungünstiger Anbindung der Entwärmungssysteme in das Fahrzeugkühlsystem besteht die Gefahr, dass Komponenten mit hoher Abwärmebelastung andere Komponenten mit schwächerer Abwärmebelastung nachteilig aufheizen oder Komponenten mit hoher Abwärmebelastung zur Vermeidung von thermisch bedingten Schäden in ihrer Leistung gedrosselt werden müssen.Due to the fact that during operation of the electric drive unit for a motor vehicle, both in the electric machine, the active connected to the electric machine gearbox as well as in the electrical lines and in the power electronics waste heat, the removal of this waste heat to avoid thermal damage absolutely necessary on the electric drive unit. These components are usually incorporated by their own cooling systems in the vehicle provided by the vehicle cooling system. Components with high waste heat are usually cooled by cooling liquid or by active air cooling. In unfavorable connection of the cooling systems in the vehicle cooling system, there is a risk that components with high waste heat load other components with weaker waste heat load disadvantageously heat up or components with high waste heat load to avoid thermally induced damage in their performance must be throttled.

In der elektrischen Maschine entsteht insbesondere im Bereich des Wickelkerns eine hohe Abwärme, die neben der Entwärmung in das Entwärmungssystem auch in die elektrischen Leitungen übertragen wird. Daher kann es in nachteilhafter Weise zu einem Wärmeeintrag in die Leistungselektronik über die elektrischen Leitungen kommen, die sich nachteilig zu der von den Leistungshalbleitern, den Stromschienen und den Filterelementen abgegebenen Abwärme addiert.In the electric machine, in particular in the region of the winding core, a large amount of waste heat is generated, which, in addition to the heat dissipation, is also transmitted to the cooling system in the electrical lines. Therefore, it may disadvantageously lead to a heat input into the power electronics via the electrical lines, which adds up adversely to the waste heat emitted by the power semiconductors, the busbars and the filter elements.

In DE 102014216693 A1 ist eine elektrische Antriebsmaschine mit Entwärmungssystem mit Durchgangskanälen durch die Rotorwelle und das Gehäuse und einem Laufrad zur Erzeugung eines Strömungskreislaufs offenbart.In DE 102014216693 A1 For example, there is disclosed an electric drive machine having pass through cooling system through the rotor shaft and the housing and an impeller for generating a flow circuit.

Bei einer derartigen Auslegung einer elektrischen Antriebsmaschine führt die Verwendung in einer elektrischen Antriebseinheit dazu, dass zwar die Antriebsmaschine entwärmt wird, für die anderen abwärmebelasteten Komponenten Leistungselektronik und Getriebe zusätzliche Entwärmungsmaßnahmen vorgesehen werden müssen.With such a design of an electric drive machine, use in an electric drive unit causes the drive machine to be warmed up, for which additional heat dissipation measures must be provided for the other components subjected to heat dissipation.

Es besteht daher der Bedarf nach einem Entwärmungssystem für eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, das in einfacher, robuster und funktionssicherer Weise alle abwärmebelasteten Komponenten entwärmt und eine unerwünschte gegenseitige Aufheizung zwischen den Komponenten verhindert.There is therefore a need for a heat dissipation system for an electric drive unit for a motor vehicle, which in a simple, robust and functionally reliable manner warms all the components subjected to heat pollution and prevents undesired mutual heating between the components.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem Kennzeichen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine Einrichtung einer elektrischen Antriebseinheit bereitgestellt wird, welche eine elektrische Maschine, ein mit der elektrischen Maschine wirkverbundenes Getriebe und eine Leistungselektronik zur Ansteuerung der elektrischen Maschine umfasst, wobei die Komponenten der elektrischen Antriebseinheit im montierten Zustand ein integriertes Entwärmungssystem mit einem gemeinsamen Kühlfluideinlass und einem gemeinsamen Kühlfluidauslass bilden und wobei das integrierte Entwärmungssystem mit dem einen gemeinsamen Kühlfluideinlass und dem einen gemeinsamen Kühlfluidauslass an ein Fahrzeugkühlsystem eines Kraftfahrzeugs angebunden ist. In vorteilhafter Weise stellt diese elektrische Antriebseinheit ein einfaches, robustes und funktionssicheres Entwärmungssystem bereit, das durch die montierten Komponenten gebildet wird und durch einen Kühlfluideinlass und einen Kühlfluidauslass an das Fahrzeugkühlsystem angebunden ist. Von großem Vorteil ist, dass durch die Reduktion der Anschlüsse auf einen Kühlfluideinlass und einen Kühlfluidauslass eine aufwändige Verrohrung und Verschlauchung im Kraftfahrzeug vermieden wird. Damit wird die Montage der Antriebseinheit im Kraftfahrzeug vereinfacht. Es entfallen störungsanfällige Dichtstellen und es werden dadurch Kosten für Material und Montage eingespart.The device according to the invention with the characterizing part of claim 1 has the advantage that a device of an electric drive unit is provided which comprises an electric machine, a gear operatively connected to the electric machine and a power electronics for controlling the electric machine, wherein the components of the electric drive unit when assembled, form an integrated cooling system having a common cooling fluid inlet and a common cooling fluid outlet and wherein the integrated cooling system having the one common cooling fluid inlet and the one common cooling fluid outlet is connected to a vehicle cooling system of a motor vehicle. Advantageously, this electric drive unit provides a simple, robust and reliable cooling system formed by the assembled components and connected to the vehicle cooling system by a cooling fluid inlet and a cooling fluid outlet. It is of great advantage that a costly piping and tubing in the motor vehicle is avoided by reducing the connections to a cooling fluid inlet and a cooling fluid outlet. This simplifies the assembly of the drive unit in the motor vehicle. It accounts for failure-prone sealing points and it saves costs for material and assembly.

Die erfindungsgemäße Antriebseinheit mit integriertem Entwärmungssystem stellt auf eine einfache, robuste und funktionssichere Weise sicher, dass durch die festgelegte Reihenfolge der Entwärmung der Komponenten eine unerwünschte gegenseitige Aufheizung der Komponenten ausgeschlossen ist.The drive unit according to the invention with integrated cooling system ensures in a simple, robust and functionally reliable manner that an unwanted mutual heating of the components is precluded by the specified sequence of cooling of the components.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.Other features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following description of exemplary embodiments, which, however, are not intended as a present invention are to be interpreted restrictively, with reference to the accompanying drawings.

Besonders vorteilhaft ist, dass die erfindungsgemäße Antriebseinheit mit integriertem Entwärmungssystem sich dadurch auszeichnet, dass die elektrische Maschine, das mit der elektrischen Maschine wirkverbundene Getriebe und die Leistungselektronik zur Ansteuerung der elektrischen Maschine mit lösbaren Befestigungsmitteln miteinander verbunden werden. In vorteilhafter Weise werden aufwändige und komplizierte Montageschritte vermieden. Weiterhin ist von Vorteil, dass bei Schäden an einer der Komponenten ein Austausch der defekten Komponente in einer Servicewerkstatt einfach und mit wenig Aufwand durchgeführt werden kann. Ebenfalls können Komponenten gegen Komponenten mit höherer Leistung einfach ausgetauscht werden.It is particularly advantageous that the drive unit according to the invention with an integrated cooling system is characterized in that the electric machine, the gearbox operatively connected to the electric machine and the power electronics for controlling the electric machine are connected to one another with detachable fastening means. Advantageously, complex and complicated assembly steps are avoided. Furthermore, it is advantageous that in case of damage to one of the components replacement of the defective component in a service workshop can be carried out easily and with little effort. Also, components can be easily replaced with higher performance components.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass die erfindungsgemäße Antriebseinheit mit integriertem Entwärmungssystem sich dadurch auszeichnet, dass zwischen den Kühlfluidverbindungen der zu entwärmenden Komponenten steckbare und/oder lösbare Dichtelemente angeordnet sind. Damit wird einerseits in vorteilhafter Weise die Montage aufgrund der Steckbarkeit vereinfacht und andererseits aufgrund der Lösbarkeit ein einfacher Austausch von Komponenten ermöglicht. Bei Schäden an den Dichtelementen können diese einfach ausgetauscht werden.Furthermore, it is advantageous that the drive unit according to the invention with integrated cooling system is characterized in that pluggable and / or releasable sealing elements are arranged between the cooling fluid connections of the components to be warmed. Thus, on the one hand in an advantageous manner, the assembly is simplified due to the plug and on the other hand due to the solubility allows a simple replacement of components. Damage to the sealing elements can be easily replaced.

Bevorzugt wird die Leistungselektronik zur Ansteuerung der elektrischen Maschine der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit an ein Lagerschild der elektrischen Maschine und ein Gehäuse des Getriebes montiert. Vorteilhaft ist diese Anordnung, da dadurch eine einfach montierbare kompakte Einheit geschaffen wird, die die elektrische Maschine, das Getriebe und die Leistungselektronik zur Ansteuerung der elektrischen Maschine umfasst.Preferably, the power electronics for controlling the electrical machine of the electric drive unit according to the invention is mounted on a bearing plate of the electric machine and a housing of the transmission. This arrangement is advantageous because it provides a compact unit which can be assembled easily and which comprises the electric machine, the transmission and the power electronics for controlling the electric machine.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Montagefügerichtung der Komponenten der elektrischen Antriebseinheit und die Fügerichtung des jeweiligen Dichtelementes identisch sind. In vorteilhafter Weise wird dadurch die Montage der einzelnen Komponenten vereinfacht, da die Dichtelemente beispielsweise aufgrund einer anderen Fügerichtung nicht vorfixiert und gehalten werden müssen.It is particularly advantageous that the assembly joining direction of the components of the electric drive unit and the joining direction of the respective sealing element are identical. Advantageously, this simplifies the assembly of the individual components, since the sealing elements do not have to be prefixed and held, for example due to another joining direction.

Von besonderem Vorteil ist, dass die Anpresskraft zur Abdichtung der Dichtelemente zwischen den Kühlfluidverbindungen der zu entwärmenden Komponenten der elektrischen Antriebseinheit von den mechanischen Befestigungselementen der Komponenten der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit aufgebracht wird. In vorteilhafter Weise wird dadurch die Montage der Komponenten vereinfacht.It is particularly advantageous that the contact pressure for sealing the sealing elements between the cooling fluid connections of the components of the electric drive unit to be warmed up is applied by the mechanical fastening elements of the components of the electric drive unit according to the invention. Advantageously, this simplifies the assembly of the components.

Vorteilhaft ist, dass bei der Montage der Komponenten der elektrischen Antriebseinheit gleichzeitig über das Dichtelement die Verbindung des integrierten Entwärmungssystems hergestellt wird. Durch den Entfall zusätzlicher Montagevorgänge zur Montage der Fluidverbindungen wird die Montage der Komponenten vereinfacht und der Aufwand für die Montage reduziert.It is advantageous that during assembly of the components of the electric drive unit at the same time via the sealing element, the connection of the integrated cooling system is made. By eliminating additional assembly operations for mounting the fluid connections, the assembly of the components is simplified and reduces the cost of assembly.

In vorteilhafter Weise wird der Kühlfluideinlass der elektrischen Antriebseinheit für Kraftfahrzeuge an der Leistungselektronik angeordnet. Durch die Anordnung des Kühlfluideinlasses an der Leistungselektronik wird in robuster und funktionssicherer Weise verhindert, dass eine unerwünschte Aufheizung der Leistungselektronik durch andere Komponenten stattfindet. Ebenfalls wird in vorteilhafter Weise verhindert, dass die in der Leistungselektronik entstehende Wärme über andere Komponenten der elektrischen Antriebseinheit abgeführt wird.Advantageously, the cooling fluid inlet of the electric drive unit for motor vehicles is arranged on the power electronics. The arrangement of the cooling fluid inlet to the power electronics is prevented in a robust and functionally reliable manner that unwanted heating of the power electronics takes place by other components. It is also advantageously prevented that the heat generated in the power electronics is dissipated via other components of the electric drive unit.

Weiterhin ist von Vorteil, dass das Kühlfluid von der Leistungselektronik zu dem Lagerschild der elektrischen Maschine der elektrischen Antriebseinheit geführt wird. Durch die serielle Anordnung der Komponenten Leistungselektronik und elektrische Maschine wird vorteilhaft in robuster und funktionssicherer Weise verhindert, dass eine unerwünschte Aufheizung der Leistungselektronik durch die Abwärme der elektrischen Maschine stattfindet.Furthermore, it is advantageous that the cooling fluid is guided by the power electronics to the end plate of the electric machine of the electric drive unit. The serial arrangement of the components power electronics and electrical machine is advantageously prevented in a robust and functionally reliable manner that an undesirable heating of the power electronics takes place by the waste heat of the electric machine.

In vorteilhafter Weise wird der Kühlfluidauslass der elektrischen Antriebseinheit für Kraftfahrzeuge an einem Lagerschild der elektrischen Maschine angeordnet. Durch die Anordnung des Kühlfluidauslasses an der elektrischen Maschine wird in robuster und funktionssicherer Weise verhindert, dass eine unerwünschte Aufheizung von anderen Komponenten durch die Abwärme der elektrischen Maschine stattfindet.Advantageously, the cooling fluid outlet of the electric drive unit for motor vehicles is arranged on a bearing plate of the electric machine. The arrangement of the Kühlfluidauslasses on the electric machine is prevented in a robust and functionally reliable manner that an unwanted heating of other components takes place by the waste heat of the electric machine.

Besonders vorteilhaft ist, dass ein Kühlkanal an der Anbindung der Stromschienen zwischen der Leistungselektronik und der elektrischen Maschine angeordnet ist. Durch die Anordnung eines Kühlkanals an der Anbindung der Stromschienen wird in vorteilhafter Weise eine Entwärmung der Stromschienen erzielt, so dass sich diese nicht in die Leistungselektronik oder in die elektrische Maschine entwärmen. Eine Entwärmung der elektrischen Maschine über die Stromschienen in die Leistungselektronik ist somit ebenfalls in vorteilhafter Weise ausgeschlossen.It is particularly advantageous that a cooling channel is arranged at the connection of the busbars between the power electronics and the electrical machine. By arranging a cooling duct at the connection of the busbars, a cooling of the busbars is achieved in an advantageous manner, so that they do not dissipate into the power electronics or into the electrical machine. A cooling of the electric machine on the busbars in the power electronics is thus also excluded in an advantageous manner.

Bevorzugt werden die elektrische Maschine und die Leistungselektronik aufgrund ihrer starken Abwärmeentwicklung und der Gefahr der Überschreitung von Betriebstemperaturgrenzen in das integrierte Entwärmungssystem der elektrischen Antriebseinheit eingebunden. In vorteilhafter Weise wird der Aufbau der elektrischen Antriebseinheit dadurch vereinfacht, dass lediglich die Komponenten mit großem Abwärmeanfall in das integrierte Entwärmungssystem der elektrischen Antriebseinheit eingebunden werden.Preferably, the electrical machine and the power electronics are integrated into the integrated cooling system of the electric drive unit due to their strong waste heat development and the risk of exceeding operating temperature limits. Advantageously, the structure of the electric drive unit is characterized simplifies that only the components with large waste heat are integrated into the integrated cooling system of the electric drive unit.

Weiterhin ist von Vorteil, dass das nicht in das integrierte Entwärmungssystem eingebundene Getriebe über die Befestigungsfläche zu der in das integrierte Entwärmungssystem eingebundenen elektrischen Maschine und der Leistungselektronik entwärmt wird. Durch vorteilhafte Anordnung der Komponenten mit geringem Entwärmungsbedarf mit einer Befestigungsfläche zu einer in das integrierte Entwärmungssystem eingebundenen Komponente wird der Aufbau der elektrischen Antriebseinheit vereinfacht und der Aufwand für die Entwärmung der Komponenten mit geringem Entwärmungsbedarf gesenkt. In vorteilhafter Weise kann somit die Entwärmung des Getriebes durch den Entfall einer Ölkühlung mit einer dazugehörigen Ölpumpe vereinfacht werden, wenn das Getriebe über ein mit dem Kühlmedium durchströmtes Lagerschild entwärmt wird.Furthermore, it is advantageous that the transmission not integrated in the integrated cooling system is cooled via the fastening surface to the electric machine integrated in the integrated cooling system and the power electronics. By advantageous arrangement of the components with low Entwärmungsbedarf with a mounting surface to a integrated into the integrated cooling system component of the structure of the electric drive unit is simplified and reduced the cost of the heat dissipation of the components with low Wärtsungsbedarf. Advantageously, therefore, the cooling of the transmission can be simplified by the elimination of oil cooling with an associated oil pump when the transmission is cooled by a through-flow of the cooling medium bearing plate.

In vorteilhafter Weise wird zur Entwärmung der elektrischen Antriebseinheit als Kühlfluid entweder ein gasförmiges Kühlfluid oder ein flüssiges Kühlfluid verwendet. In vorteilhafter Weise kann die Entwärmungsleistung durch die Auswahl des verwendeten Kühlfluids an den Bedarf der elektrischen Antriebseinheit und das im Kraftfahrzeug vorhandene Fahrzeugkühlsystem angepasst werden. Bei geringen Entwärmungsanforderungen kann beispielsweise Kühlluft zur Entwärmung eingesetzt werden, bei höheren Entwärmungsanforderungen kann die Entwärmung durch flüssige Wärmeträger wie Wasser, Wasser-Glykol-Gemische oder Öl erfolgen.Advantageously, either a gaseous cooling fluid or a liquid cooling fluid is used for cooling the electric drive unit as the cooling fluid. Advantageously, the cooling performance can be adjusted by the selection of the cooling fluid used to the needs of the electric drive unit and the vehicle cooling system present in the motor vehicle. For low cooling requirements, for example, cooling air can be used for cooling, with higher cooling requirements, the cooling by liquid heat transfer such as water, water-glycol mixtures or oil can be done.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.Other features and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following description of exemplary embodiments, which are not to be construed as limiting the invention with reference to the accompanying drawings.

Figurenlistelist of figures

Es zeigen:

1: eine schematische Darstellung einer elektrischen Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
2: eine schematische Darstellung der Befestigung der Leistungselektronik mit den Anschlüssen der Stromschienen, der Steuersignale und der Kühlfluidverbindung;
3: eine schematische Darstellung der montierten Leistungselektronik mit der Kühlfluidverbindung;
4: eine schematische Darstellung des Dichtelementes der Kühlfluidverbindung zwischen Leistungselektronik und elektrischer Maschine;
5: eine schematische Darstellung des Lagerschilds der elektrischen Maschine mit Stromschienen und Kühlfluidkanal;
6: eine schematische Darstellung des gegenüberliegenden Lagerschilds mit den angeflanschten Getriebe und dem Kühlfluidauslass.

Show it:

1 a schematic representation of an electric drive unit for a motor vehicle according to a preferred embodiment of the invention;
2 a schematic representation of the attachment of the power electronics with the connections of the busbars, the control signals and the cooling fluid connection;
3 a schematic representation of the assembled power electronics with the cooling fluid connection;
4 a schematic representation of the sealing element of the cooling fluid connection between power electronics and electrical machine;
5 a schematic representation of the bearing plate of the electric machine with busbars and cooling fluid channel;
6 : A schematic representation of the opposite bearing plate with the flanged gear and the Kühlfluidauslass.

Alle Figuren sind lediglich schematische Darstellungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. ihrer Bestandteile gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Elemente mit den gleichen Referenznummern versehen. All figures are merely schematic representations of the device according to the invention or its components according to embodiments of the invention. In particular, distances and size relationships are not shown to scale in the figures. In the various figures, corresponding elements are provided with the same reference numbers.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die elektrische Antriebseinheit 1 für das Kraftfahrzeug 2 umfasst mindestens die Komponenten elektrische Maschine 3, ein mit der elektrischen Maschine 3 wirkverbundenes Getriebe 4 und eine Leistungselektronik 5 auf. Um eine möglichst einfache und kostengünstige Montage der Antriebseinheit bei der Endmontage des Kraftfahrzeugs zu erreichen wird diese aus den Komponenten 3, 4, 5 aufgebaute elektrische Antriebseinheit 1 als Vormontagebaugruppe mit möglichst wenigen Verbindungsstellen ausgeführt. Neben den Verbindungsstellen zur mechanischen Verbindung der elektrischen Antriebseinheit 1 im Kraftfahrzeug 2 verfügt die Baugruppe über elektrische Verbindungen für die Versorgung mit elektrischer Energie und für die Steuerungssignale des Antriebs und Verbindungen für die Entwärmung der elektrischen Antriebseinheit. Um eine möglichst einfache, robuste und kostengünstige Montage im Kraftfahrzeug 2 zu erreichen, werden in der erfindungsgemäßen Ausführung der elektrischen Antriebseinheit die Verbindungen für den Einlass und den Auslass des Kühlfluids so zusammengefasst, dass die elektrische Antriebseinheit mit jeweils einem Kühlfluideinlass und einem Kühlfluidauslass mit dem Kühlsystem des Kraftfahrzeugs verbunden werden kann. Der Kühlfluideinlass 7 ist an der Leistungselektronik 5 angebracht, von dort fließt das Kühlfluid über eine dichte Kühlfluidverbindung in ein Lagerschild 17 der elektrischen Maschine 3. Das Kühlfluid durchfließt die elektrische Maschine 3 und verlässt die elektrische Antriebseinheit 1 über das zweite Lagerschild 18 der elektrischen Maschine 3 über den Kühlfluidauslass 8. Durch die somit festgelegte Reihenfolge der Entwärmung ist sichergestellt, dass eine unerwünschte gegenseitige Aufheizung der Komponenten 3, 4, 5 der elektrischen Antriebseinheit 1 ausgeschlossen ist. 1 shows a schematic representation of an electric drive unit for a motor vehicle according to a preferred embodiment of the invention. The electric drive unit 1 for the motor vehicle 2 includes at least the components electrical machine 3 , one with the electric machine 3 Actively connected transmission 4 and power electronics 5 on. In order to achieve the simplest possible and cost-effective installation of the drive unit in the final assembly of the motor vehicle, this is made of the components 3 . 4 . 5 constructed electric drive unit 1 designed as a pre-assembly with as few connection points. In addition to the connection points for mechanical connection of the electric drive unit 1 in the motor vehicle 2 The module has electrical connections for the supply of electrical energy and for the control signals of the drive and connections for the cooling of the electric drive unit. To the simplest possible, robust and cost-effective installation in the motor vehicle 2 to reach, in the inventive embodiment of the electric drive unit, the compounds for the inlet and the outlet of the cooling fluid are summarized so that the electric drive unit can be connected to the cooling system of the motor vehicle, each with a cooling fluid inlet and a Kühlfluidauslass. The cooling fluid inlet 7 is on the power electronics 5 attached, from there the cooling fluid flows through a dense cooling fluid connection in a bearing plate 17 the electric machine 3 , The cooling fluid flows through the electric machine 3 and leaves the electric drive unit 1 over the second end shield 18 the electric machine 3 over the cooling fluid outlet 8th , The thus-defined order of heat dissipation ensures that an undesirable mutual heating of the components 3 . 4 . 5 the electric drive unit 1 is excluded.

2 zeigt eine schematische Darstellung der Befestigung der Leistungselektronik 5 mit den Anschlüssen der Stromschienen 14, der Steuersignale und der Kühlfluidverbindung 12 mit dem Dichtelement 10. Beim Fügen der Leistungselektronik 5 in Pfeilrichtung wird gleichzeitig die Kühlfluidverbindung 12 durch das Dichtelement 10 hergestellt. 2 shows a schematic representation of the attachment of the power electronics 5 with the connections of the busbars 14 , the control signals and the cooling fluid connection 12 with the sealing element 10 , When joining the power electronics 5 in the arrow direction is simultaneously the cooling fluid connection 12 through the sealing element 10 manufactured.

3 zeigt eine schematische Darstellung der mit der elektrischen Maschine 3 zusammengebauten Leistungselektronik 5 mit der Kühlfluidverbindung 12. Die Kühlfluidverbindung 12 wird durch ein Dichtelement 10 zwischen dem Lagerdeckel der elektrischen Maschine 3 und der Leistungselektronik 5 hergestellt. Die Fügerichtungen des Dichtelementes 10 einerseits und der Leistungselektronik 5 andererseits sind identisch. Somit wird die Montage des Dichtelementes 10 vereinfacht, da das Dichtelement 10 beispielsweise aufgrund der identischen Fügerichtung nicht vorfixiert und gehalten werden muss. Die Anpresskraft zur Abdichtung des Dichtelementes 10 wird durch die mechanischen Befestigungselemente 16 aufgebracht. Dadurch wird eine einfache und kostengünstige Montage der Komponenten 3, 4, 5 mit gleichzeitiger Verbindung der Kühlfluidkanäle 13 ermöglicht. 3 shows a schematic representation of the with the electric machine 3 assembled power electronics 5 with the cooling fluid compound 12 , The cooling fluid connection 12 is through a sealing element 10 between the bearing cap of the electric machine 3 and the power electronics 5 manufactured. The joining directions of the sealing element 10 one hand, and the power electronics 5 on the other hand are identical. Thus, the assembly of the sealing element 10 simplified because the sealing element 10 For example, due to the identical joining direction does not have to be prefixed and held. The contact pressure for sealing the sealing element 10 is through the mechanical fasteners 16 applied. This will be a simple and inexpensive installation of the components 3 . 4 . 5 with simultaneous connection of the cooling fluid channels 13 allows.

4 zeigt eine schematische Darstellung des Dichtelementes 10 der Kühlfluidverbindung 12 zwischen Leistungselektronik 5 und elektrischer Maschine 3. Diese Kühlfluidverbindung 12 ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in der Nähe der Stromschienen 14 angeordnet. Durch diese Anordnung der Kühlfluidverbindung 12 in unmittelbarer Nähe der Stromschienen 14 wird eine Entwärmung der Stromschienen 14 erreicht, so dass sich diese nicht in die Leistungselektronik 5 oder in die elektrische Maschine 3 entwärmen. 4 shows a schematic representation of the sealing element 10 the cooling fluid compound 12 between power electronics 5 and electric machine 3 , This cooling fluid compound 12 is according to a preferred embodiment in the vicinity of the busbars 14 arranged. By this arrangement of the cooling fluid connection 12 in the immediate vicinity of the busbars 14 will be a cooling of the busbars 14 achieved so that these are not in the power electronics 5 or in the electric machine 3 segregated heat removal.

5 zeigt eine schematische Darstellung des Lagerschilds 17 der elektrischen Maschine 3 mit Stromschienen 14 und der Kühlfluidverbindung 12. Die Anordnung der Kühlfluidverbindung 12 in der Nähe der Stromschienen 14 führt neben der günstigen Entwärmung der Stromschienen 14 zwischen Leistungselektronik 5 und elektrischer Maschine 3 auch zu einem kompakten Aufbau der elektrischen Antriebseinheit 1. 5 shows a schematic representation of the bearing plate 17 the electric machine 3 with busbars 14 and the cooling fluid compound 12 , The arrangement of the cooling fluid connection 12 near the busbars 14 leads besides the favorable cooling of the busbars 14 between power electronics 5 and electric machine 3 also to a compact construction of the electric drive unit 1 ,

6 zeigt eine schematische Darstellung des gegenüberliegenden Lagerschilds 18 der elektrischen Maschine 3 mit den angeflanschten Getriebe 4 und dem Kühlfluidauslass 8. Das Kühlfluid 9 entwärmt die elektrische Maschine 3 und fließt erwärmt über den Kühlfluidauslass 8 wieder in das Fahrzeugkühlsystem 6 des Kraftfahrzeugs 2 zur Rückkühlung zurück. Das mit der elektrischen Maschine 3 wirkverbundene Getriebe 4 ist ohne Kühlfluidverbindung 12 an das Lagerschild 18 der elektrischen Maschine 3 angeflanscht und wird über die mechanische Verbindung in das Lagerschild 18 der elektrischen Maschine 3 entwärmt. Für die Entwärmung der im Getriebe 4 anfallenden vergleichsweise geringen Abwärmemenge ist die Entwärmung über die mechanische Verbindung in das Lagerschild 18 der elektrischen Maschine 3 ausreichend. 6 shows a schematic representation of the opposite bearing plate 18 the electric machine 3 with the flanged gearbox 4 and the cooling fluid outlet 8th , The cooling fluid 9 It warms the electric machine 3 and flows heated over the cooling fluid outlet 8th back in the vehicle cooling system 6 of the motor vehicle 2 for recooling back. That with the electric machine 3 Actively connected transmissions 4 is without cooling fluid connection 12 to the end shield 18 the electric machine 3 flanged and is via the mechanical connection in the bearing plate 18 the electric machine 3 entwärmt. For the heat dissipation in the transmission 4 The resulting relatively low amount of waste heat is the heat dissipation via the mechanical connection in the bearing plate 18 the electric machine 3 sufficient.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014216693 A1 [0005]

Claims

Electric drive unit (1) for a motor vehicle (2), which has a vehicle cooling system (6), wherein the electric drive unit (1) comprises an electric machine (3), a transmission (4) operatively connected to the electric machine (3) and a Power electronics (5) for controlling the electric machine (3), characterized in that the components (3,4,5) of the electric drive unit (1) in the assembled state an integrated cooling system (11) with a common cooling fluid inlet (7) and forming a common cooling fluid outlet (8), the integrated cooling system (11) having the one common cooling fluid inlet (7) and the one common cooling fluid outlet (8) being connected to a vehicle cooling system (6).

Electric drive unit (1) according to Claim 1 , characterized in that the components of the electric drive unit (1) with releasable fastening elements (16) are interconnected.

Electric drive unit (1) according to the preceding claims, characterized in that pluggable and / or detachable sealing elements (10) are arranged between the cooling fluid connections (12) of the components of the electric drive unit (1) to be warmed up.

Electric drive unit (1) according to the preceding claims, characterized in that the power electronics (5) has an attachment to a bearing plate (17) of the electric machine (3) and to a housing (15) of the transmission (4).

Electric drive unit (1) according to Claim 4 , characterized in that the Montagefügerichtung the components (3, 4, 5) and the joining direction of the respective sealing element (10) are identical.

Electric drive unit (1) according to Claim 5 , characterized in that the fastening elements (16) of the components (3, 4, 5) provide the contact pressure of the respective sealing element (10).

Electric drive unit (1) according to Claim 6 characterized in that the fastening means of the components (3, 4, 5) comprise means for both mechanical fastening and sealing connection of the cooling fluid connections of the integrated cooling system (11).

Electric drive unit (1) according to the preceding claims, characterized in that the cooling fluid inlet (7) on the power electronics (5) is arranged.

Electric drive unit (1) according to the preceding claims, characterized in that the cooling fluid (9) from the power electronics (5) to the bearing plate (17) is guided.

Electric drive unit (1) according to the preceding claims, characterized in that the cooling fluid outlet (8) on a second bearing plate (18) of the electric machine (3) is arranged.

Electric drive unit (1) according to the preceding claims, characterized in that a cooling channel (13) is arranged at the connection of the busbars (14) between the power electronics (5) and the electric machine (3).

Electric drive unit (1) according to Claim 7 , characterized in that a part of the components (3, 4, 5) of the electric drive unit (1) is integrated into the integrated cooling system (11) and has a cooling fluid guide.

Electric drive unit (1) according to Claim 7 , characterized in that a part of the components (3, 4, 5) of the electric drive unit (1) only over the mounting surface to the integrated in the cooling system (11) integrated components (3, 4, 5) is cooled and has no cooling fluid guide ,

Electric drive unit (1) according to claim (1), characterized in that as cooling fluid (9) either a gaseous cooling fluid (9) or a liquid cooling fluid (9) is used.