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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Antrieb mit einer elektrischen Maschine, der eine Leistungselektronik sowie ein elektrischer Anschluss zugeordnet sind. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des elektrischen Antriebs in einem E-Achsen-Modul eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
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Stand der Technik
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DE 10 2017 103 197 A1 hat ein Elektronikgehäuse für einen E-Achsen-Antrieb eines Fahrzeugs zum Gegenstand. Das Elektronikgehäuse ist zur Aufnahme einer Leistungselektronik zur Spannungsverarbeitung in Hochspannungssystemen oder 48-Volt-Spannungssystemen geeignet. Weiterhin ist das Elektronikgehäuse derart ausgelegt, zumindest eine Niederspannungskomponente aufzunehmen. Dadurch wird die Kompaktheit der Gehäuseteile erhöht und der Platzbedarf gesenkt. Das Elektronikgehäuse ist insbesondere stofflich und/oder geometrisch zur Aufnahme einer Niederspannungskomponente/Niedervoltkomponente geeignet. Beispiele für die Niederspannungskomponente sind eine Motorsensorik beziehungsweise eine E-Maschinensensorik, ein Temperatursensor, eine Kühlung und/oder eine Aktorsensorik, wie zum Beispiel eine Parksperren- oder Getriebeaktorik. Das Elektronikgehäuse ist bevorzugt mit einem Gesamtgehäuse verbunden. Es kann einteilig mit dem Gesamtgehäuse ausgebildet sein oder abgestimmte Schnittstellen aufweisen. Die Schnittstellen umfassen Schrauben, Nieten und/oder Stifte.
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DE 10 2015 224 754 A1 hat einen modular aufgebauten Verdichter zum Gegenstand, mit einem elektrischen Verdichter, einem Verdichterrad und einem elektrischen Motor für den Antrieb des Verdichterrades, ferner eine Kühlmittelpumpe mit Flügelrad und einem Antrieb. Ein gemeinsames Gesamtgehäuse umschließt die Komponenten elektrischer Verdichter und Kühlmittelpumpe. Eine gemeinsame elektrische Steuer- und Leistungselektronik ist im Gehäuse mit den Komponenten verbunden. Durch die Integration in einem Gehäuse werden die thermischen Verhältnisse räumlich optimiert.
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Bei heutigen, insbesondere elektrisch angetriebenen Fahrzeugen werden die elektrischen Hochvoltkomponenten oft in einer Einheit zusammengefügt. Dies erfolgt in der Regel an der Vorderachse, da die Antriebseinheit hier in Höhenrichtung erweitert werden kann und ein Kofferraumvolumen nicht reduziert wird. Zu den derartigen Komponenten sind ein Hochvoltladegerät, DC/DC-Wandler, Inverter sowie elektrische Maschine und Getriebe zu zählen. Die Komponenten werden dabei an ihren Gehäusen miteinander verschraubt, wobei zusätzliche Trägereinheiten und Bleche für die Verbindung verwendet werden. Die elektrische Verbindung erfolgt in der Regel über Stromschienen oder Kabel, welche durch die jeweiligen Gehäuse der einzelnen Komponenten geführt werden. Wird bei einer Komponente eine Kühlung verwendet, so wird die Komponente separat an den Kühlkreislauf des Fahrzeugs angeschlossen, in der Regel über Schläuche, was auf seriellem oder separatem Weg erfolgt. Oft werden auch einige Komponenten miteinander in einem Gehäuse kombiniert, so zum Beispiel Hochvoltladegeräte und DC/DC-Wandler zum sogenannten CharCon (Charger und Converter). Die kombinierte Einheit wird dann analog zu den Einzelkomponenten mit den restlichen Hochvoltkomponenten in der Regel verschraubt. Durch derartig ausgeführte elektrische Antriebe ergeben sich relativ hohe Kosten sowie ein relativ hohes Gewicht einer elektrischen Antriebseinheit. Jede Komponente besitzt ein eigenes Gehäuse, was einerseits zu hohen Kosten und andererseits zu hohem Gewicht führt. Weiterhin ist es erforderlich, jedes Gehäuse separat abzudichten, wodurch ebenfalls erhöhte Kosten auftreten. Zudem werden die einzelnen vorstehend genannten Komponenten außerhalb des jeweiligen Gehäuses elektrisch mit Kabeln und Steckern und hydraulisch mit Schläuchen verbunden. Hierzu werden lange Kabel, länger ausgeführte Stromschienen sowie länger ausgeführte Schläuche eingesetzt. Weiterhin müssen die Durchführungen der Kabel und Stromschienen durch die einzelnen Gehäuse sowie die Stecker ebenfalls gegen Umwelteinflüsse abgedichtet werden, was ebenfalls einen erhöhten Aufwand darstellt. Auch für die mechanische Verbindung der Gehäuse miteinander sind Strukturteile erforderlich, die die Kosten negativ sowie das Gewicht sehr negativ beeinflussen.
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Die Komponenten individuell ausgebildeter Gehäuse sowie die zur Verbindung der einzelnen Gehäuse verwendeten Strukturteile bedingen eine sehr aufwändige Bauform und verursachen einen erhöhten Bauraumbedarf. Durch die Vielzahl eingesetzter Dichtungen sowie die abgedichteten Durchführungen und Stecker steigt das Risiko von Leckage sowie des Eindringens von Flüssigkeiten.
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Darstellung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein elektrischer Antrieb mit einer elektrischen Maschine, der eine Leistungselektronik sowie ein elektrischer Anschluss zugeordnet sind, vorgeschlagen, wobei die Leistungselektronik mit einem zusätzlichen Einbauraum bietenden Gehäuseaufsatz für Zusatzkomponenten des elektrischen Antriebs versehen ist.
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung erfolgt die Integration der Zusatzkomponenten im Bereich der Leistungselektronik. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass relativ kurze und kompakte elektrische Verbindungen in Gestalt von Kabeln und Stromschienen realisiert werden können. Die Zusatzkomponenten können beispielsweise teilweise oder vollständig in einem Gehäuseaufsatz untergebracht werden, der die Zusatzkomponenten beinhaltet beziehungsweise abdeckt und auf dem Gehäuse der Leistungselektronik befestigt werden kann.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung sind die Zusatzkomponenten durch Komponenten eines elektrischen Systems gegeben, wozu zumindest ein Hochvoltgerät, ein DC/DC-Wandler, eine Charcon-Einheit (Einheit aus Ladegerät und DC/DC-Wandler), Steuergeräte, Getriebesteuergeräte, Fahrzeugsteuergeräte (VCU = Vehicle Control Unit), zu zählen sind.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs sind die Zusatzkomponenten durch kurze elektrische Verbindungen, insbesondere Stromschienen oder Kabel, mit den einzelnen in der Leistungselektronik vorgesehenen Komponenten verbunden oder sind gar in die Leistungselektronik integriert.
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Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antrieb ist der Gehäuseaufsatz an einer Schnittstelle am Gehäuse der elektrischen Maschine befestigt. So kann diese Schnittstelle beispielsweise durch eine am Gehäuse umlaufende Trennfuge gebildet sein, die beispielsweise um die Komponenten der Leistungselektronik herum verläuft und eine Schnittstelle, d. h. Aufsetzstelle für den Gehäuseaufsatz bereitstellt.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs dient die als Schnittstelle fungierende Trennfuge im Gehäuse der elektrischen Maschine als Abdichtung eines Innenraums des Gehäuses oder der Komponenten der Leistungselektronik.
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In vorteilhafter Weise kann der erfindungsgemäß vorgeschlagene elektrische Antrieb so ausgeführt sein, dass der Gehäuseaufsatz mit dem Gehäuse lösbar verbunden werden kann, so beispielsweise durch ein Verschrauben, ein Stiften, ein Vernieten oder ein Klemmen; andererseits besteht die Möglichkeit, den Gehäuseaufsatz mit dem Gehäuse beispielsweise über eine stoffschlüssige Verbindung zum Beispiel zu verlöten oder zu verschweißen. In diesem Fall dient die stoffschlüssige Verbindungsstelle neben der Befestigung auch der Abdichtung, so dass ein zusätzliches umlaufendes Dichtelement entfallen könnte.
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Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antrieb ist der Gehäuseaufsatz so dimensioniert, dass dieser abhängig von den unterzubringenden Komponenten im Bereich der Leistungselektronik oder oberhalb derselben in unterschiedlichen Aufsatzhöhen, d. h. mindestens in einer ersten und einer zweiten Aufsatzhöhe, gefertigt werden kann. Abhängig von der Anzahl und der Baugröße der zusätzlich unterzubringenden Komponenten kann die Leistungselektronik mit den entsprechenden Gehäuseaufsätzen versehen werden.
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Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antrieb können die einzelnen Gehäuseaufsätze als Kunststoffspritzgussbauteile gefertigt werden.
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Daneben besteht, die Möglichkeit, den Gehäuseaufsatz als Umformteil, insbesondere Tiefziehteil aus metallischem Material zu fertigen oder im Rahmen eines urformenden Fertigungsverfahrens zum Beispiel als Gussteil auszubilden oder aus mehreren Gehäusekomponenten als Schweißteil auszuführen.
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Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antrieb kann des Weiteren der Gehäuseaufsatz hinsichtlich seiner Aufsatzfläche eine Ausprägung aufweisen. Diese Ausprägung stellt beispielsweise eine domförmige Erhöhung in der Aufsatzfläche des Gehäuseaufsatzes dar. Die Ausprägung kann beispielsweise mit senkrecht verlaufenden Seitenflächen oder mit geneigt verlaufenden Seitenflächen versehen sein. Dies richtet sich nach der individuellen Einbauposition des Gehäuseaufsatzes beziehungsweise des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs entsprechend beispielsweise eines E-Achsen-Moduls innerhalb eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
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Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antrieb kann der Gehäuseaufsatz auch derart gestaltet sein, dass die Aufsatzfläche des Gehäuseaufsatzes eine Flächenwölbung umfasst. Dadurch kann ebenfalls unterschiedlichen Einbauräumen Rechnung getragen werden.
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Schließlich bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des elektrischen Antriebs in einem E-Achsen-Modul eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
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Vorteile der Erfindung
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Durch den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Gehäuseaufsatz, der eine Gehäuseerweiterung zur Integration von Zusatzkomponenten, insbesondere an E-Achsen-Modulen ermöglicht, können variabel auf Art und Anzahl der zu integrierenden Zusatzkomponenten angepasste Gehäuseaufsätze Verwendung finden. Für beliebige Kombinationen von Zusatzkomponenten kann ein geeigneter zusätzlichen Bauraum bietender Gehäuseaufsatz auf das Gehäuse der elektrischen Maschine beziehungsweise das Gehäuse des E-Achsen-Moduls des elektrischen Antriebs aufgesetzt werden. Die Zusatzkomponenten beziehungsweise die Leistungselektronik befinden sich somit in einem gemeinsamen Gehäuse, welches beispielsweise mehrere Gehäusekomponenten, so zum Beispiel das Gehäuse der Leistungselektronik sowie den Gehäuseaufsatz umfassen kann. Diese Gehäuseteile können entlang der Schnittstelle direkt miteinander verbunden sein. Zusätzliche Tragstrukturen sowie Bleche für die Verbindung werden nicht benötigt. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Zusatzkomponenten und der Leistungselektronik sowie die Verbindung eventuell einzubindender Kühlsysteme erfolgt innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses, d. h. des Gehäuses der Leistungselektronik der elektrischen Maschine und des Gehäuseaufsatzes.
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann eine erhebliche Kostenreduzierung eines elektrischen Antriebs erreicht werden, da die Anzahl der einzusetzenden Gehäuseteile und damit das erzeugte Gewicht drastisch reduziert werden. Des Weiteren lassen sich durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung die Anzahl der Dichtungen beziehungsweise Kabeldurchführungen sowie Stecker erheblich reduzieren. Auch die Länge der einzusetzenden Kabel und Stromschienen kann erheblich reduziert werden, da die Zusatzkomponenten erheblich näher beieinander liegen und kurze Wege zu überbrücken sind. Da keine zusätzlichen Strukturteile, wie Trägereinheiten und Befestigungsbleche benötigt werden, können ebenfalls Kosten und Gewicht eingespart werden.
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lassen sich neben einer erheblichen Kostenreduzierung eine erhebliche Gewichtsreduzierung und eine erheblich kompaktere Bauform eines elektrischen Antriebs erreichen. Der Entfall der einzelnen Gehäusekomponenten für die einzelnen Zusatzkomponenten und der Entfall der Strukturteile gestattet eine wesentlich kompaktere Ausführung des gesamten erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs.
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung besteht zudem weiterhin der Vorteil, dass eine flexible und kosteneffiziente Anpassung je nach Anwendungsfall ermöglicht wird. Durch das Gehäusekonzept, d. h. durch den Einsatz des unterschiedlich individuell zu modellierenden Gehäuseaufsatzes, bei dem für jede Kombination an Zusatzkomponenten ein individueller Gehäuseaufsatz Verwendung finden kann, können je nach Anwendungsfall flexibel verschiedene Zusatzkomponenten, insbesondere in ein E-Achsen-Modul eines elektrifizierten Antriebsstrangs eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs integriert werden.
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ist zudem eine Erhöhung der Sicherheit gegen Leckage und gegen das Eindringen von Flüssigkeit gegeben, da im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen durch den Entfall von Dichtungen auch mögliche Schwachstellen im Dichtungssystem eliminiert sind. Das Gesamtsystem ist nunmehr robuster gegen Leckage und gegen das Eintreten von Flüssigkeiten.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung bietet erhebliche Vorteile in der Montage, da das vorassemblierte Antriebssystem in das Fahrzeug eingesetzt wird und vergleichsweise nur wenige elektrische und mechanische Verbindungen zum Fahrzeug hergestellt werden müssen. Dadurch reduzieren sich die manuellen Arbeitsschritte an der Montagelinie des Fahrzeugs und somit auch die Montagezeit sowie die Montagekosten. Ferner kann das vorassemblierte Antriebssystem fertig verpackt als Einheit versandt werden, wodurch Kosten für Verpackung und Logistik reduziert werden können.
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Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Antriebssystem stellt eine testbare Einheit dar, an der das korrekte Zusammenwirken der Komponenten getestet werden kann, auch in oder am Ende einer Fertigungslinie des Antriebssystems. Durch das vorkonfigurierte elektrische Antriebssystem in einer Einheit können einfache Produktfamilien und Fahrzeugplattformen abgeleitet werden, in denen das erfindungsgemäß vorgeschlagene Antriebssystem verbaut werden kann.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine elektrische Antriebseinheit gemäß dem Stand der Technik,
- 2 eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs,
- 3 eine weitere, zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs,
- 4 und 5 weitere Ausgestaltungsvarianten des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs mit Ausprägung in einer Aufsatzfläche und
- 6 eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs mit einer Flächenwölbung in der Aufsatzfläche.
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Der Darstellung gemäß 1 ist ein elektrischer Antrieb 10 zu entnehmen, der neben einer elektrischen Maschine 12 ein Getriebe 14 umfasst. Der elektrischen Maschine 12 ist eine Leistungselektronik 16 zugeordnet, die sich oberhalb der elektrischen Maschine 12 in deren Gehäuse 52 befindet. Des Weiteren zeigt die perspektivische Darstellung gemäß 1 einen elektrischen Anschluss 20 für die elektrische Maschine 12. Der elektrische Antrieb 10 umfasst mindestens eine Abtriebswellenöffnung 36 und stellt ein E-Achsen-Modul 22 eines hier nicht näher dargestellten elektrisch angetriebenen Fahrzeugs dar. Die Leistungselektronik 16 ist durch einen flach ausgebildeten Gehäusedeckel 18 verschlossen, der auf eine Trennfuge 46 des Gehäuses 52 aufgebracht ist.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
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2 ist eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs 10 zu entnehmen.
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Der elektrische Antrieb 10 umfasst, wie bereits im Zusammenhang mit 1 erläutert, neben der elektrischen Maschine 12 die Leistungselektronik 16 und das Getriebe 14. Die elektrische Maschine 12 ist in dem Gehäuse 52 aufgenommen, in dessen oberen Bereich, von der Trennfuge 46 des Gehäuses 52 umgeben, sich die Leistungselektronik 16 befindet, die hier nicht näher dargestellt ist. Die Leistungselektronik 16 dient zur Steuerung des elektrischen Antriebs 10.
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Wie aus 2 weiter hervorgeht, weist das Getriebe 14 seitlich die Abtriebswellenöffnung 36 auf. Daneben ist am Gehäuse 52 der elektrischen Maschine 12 der elektrische Anschluss 20 ausgeführt.
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Oberhalb der Trennfuge 46, die eine Schnittstelle 50 für einen Gehäuseaufsatz 24 darstellt, ist eben jener Gehäuseaufsatz 24 aufgenommen. Dieser ist in der ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung gemäß 2 in einer ersten Aufsatzhöhe 28 gestaltet. Der Gehäuseaufsatz 24 gemäß 2 stellt somit eine Gehäuseerweiterung dar und bietet zusätzlichen Bauraum für Zusatzkomponenten des elektrischen Antriebs 10. Zu diesen sind beispielsweise ein Hochvoltladegerät, ein DC/DC-Wandler, CharCon-Teile, Steuergeräte, Getriebesteuergeräte, Fahrzeugsteuergeräte (VCU), Geber und Sensoriken zu zählen. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung können diese Zusatzkomponenten direkt unter Einhaltung kurzer Verbindungswege oberhalb der Leistungselektronik 16 im Gehäuse 52 des elektrischen Antriebs 10 untergebracht werden, so dass sich kurze elektrische Verbindungen in Gestalt von Kabeln und Stromschienen realisieren lassen.
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2 ist zu entnehmen, dass der Gehäuseaufsatz 24 in der ersten Aufsatzhöhe 28 eine eben verlaufende Aufsatzfläche 32 aufweist. Die als Schnittstelle 50 dienende Trennfuge 46 dient zudem als Abdichtung 48 des Innenraums des Gehäuses 52 gegen Flüssigkeiten und Umgebungseinflüsse, die von außen auf den elektrischen Antrieb 10 einwirken.
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Wenngleich in der ersten Ausführungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung gemäß 2 nicht näher dargestellt, kann der Gehäuseaufsatz 24 an der Trennfuge 46 beispielsweise stoffschlüssig befestigt werden, so dass die stoffschlüssige Verbindung gleichzeitig die Abdichtfunktion übernimmt. Es besteht darüber hinaus auch die Möglichkeit, den Gehäuseaufsatz 24 an der Trennfuge 46 unter Einlegung einer umlaufenden Abdichtung 48 beispielsweise mit dem Gehäuse 52 des elektrischen Antriebs 10 zu verschrauben, zu vernieten oder zu verklemmen.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs 10. Bei der Ausführungsvariante gemäß 3 ist der Gehäuseaufsatz 24 in einer zweiten Aufsatzhöhe 30 ausgeführt. Verglichen mit der in 2 dargestellten ersten Aufsatzhöhe 28 des Gehäuseaufsatzes 24, der von der Aufsatzwandfläche 26 begrenzt ist, bietet der in der Darstellung gemäß 3 dargestellte Gehäuseaufsatz 24 noch mehr zusätzlichen Bauraum verglichen mit der in 2 dargestellten ersten Ausführungsvariante des Gehäuseaufsatzes 24. Analog zur Darstellung gemäß 2 ist der Gehäuseaufsatz 24 gemäß der weiteren Ausführungsvariante in 3 entlang der Trennfuge 46 beispielsweise unter Zwischenschaltung einer Abdichtung 48 mit dem Gehäuse 52 des elektrischen Antriebs 10 verbunden. Die Trennfuge 46 stellt die Schnittstelle 50 zwischen dem Gehäuse 52 einerseits und dem Gehäuseaufsatz 24 andererseits dar. Analog zur Darstellung gemäß 2 sind der elektrische Anschluss 20, das Getriebe 14 samt Abtriebswellenöffnung 36 identisch zur ersten Ausführungsvariante gemäß 2 auch bei der Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs 10 gemäß 3 verwirklicht.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs 10.
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In der Darstellung gemäß 4 ist ein Gehäuseaufsatz 24 dargestellt, der die erste Aufsatzhöhe 28 aufweist. Dessen Aufsatzfläche 32 verläuft nicht eben, sondern enthält eine Ausprägung 38. Die Ausprägung 38 hat ein im Wesentlichen quadratisches Aussehen, könnte jedoch auch rechteckig ausgebildet sein und steht erhaben über die im Wesentlichen flach ausgebildete Aufsatzfläche 32 des Gehäuseaufsatzes 24 gemäß 4 hervor. Die Ausprägung 38 gemäß der Darstellung in 4 ist von geraden Seitenflächen 40 begrenzt und bietet zusätzlichen Bauraum, der sich jedoch nicht über die gesamte Aufsatzfläche 32 erstreckt, sondern lediglich auf den Bereich der Ausprägung 38 begrenzt ist. Dadurch kann möglichen Einbaubeschränkungen oder Platzengpässen hinsichtlich des Einbauraums des E-Achsen-Moduls 22 Rechnung getragen werden. Analog zu den vorstehend gemäß den 2 und 3 beschriebenen Ausführungsvarianten des elektrischen Antriebs 10 ist der Gehäuseaufsatz 24 beispielsweise ausgebildet als Spritzgussbauteil 34 entlang der Schnittstelle 50 in Gestalt der Trennfuge 46 mit oder ohne Abdichtung 48 mit dem Gehäuse 52 des elektrischen Antriebs 10 verbunden. Auch hier besteht die Möglichkeit, den Gehäuseaufsatz 24 entlang der Schnittstelle 50 mit dem Gehäuse 52 des elektrischen Antriebs 10 zu verschrauben, zu vernieten, zu verstiften oder unter Entfall einer umlaufenden Abdichtung 48 auf stoffschlüssigem Wege mit dem Gehäuse 52 zu verbinden.
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Analog zu den in den 2 und 3 beschriebenen Ausführungsvarianten des elektrischen Antriebs 10 umfasst auch die Ausführungsvariante gemäß 4 das Getriebe 14 samt Abtriebswellenöffnungen 36 sowie elektrischen Anschlüssen 20. Der Gehäuseaufsatz 24 ist in der ersten Aufsatzhöhe 28 ausgebildet und von einer seitlichen umlaufenden Aufsatzwandfläche 26 begrenzt.
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5 zeigt eine weitere vierte Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs 10. Der Gehäuseaufsatz 24, beispielsweise ausgebildet als Spritzgussbauteil 34, umfasst ebenfalls die Ausprägung 38, die jedoch im Unterschied zur Ausführungsvariante gemäß 4 mit einer Ausprägung 38 versehen ist, die geneigt ausgebildete Seitenflächen 42 aufweist. Ansonsten verläuft die Aufsatzfläche 32 des Gehäuseaufsatzes 24, der in der Ausführungsvariante gemäß 5 in der ersten Aufsatzhöhe 28 ausgebildet ist, im Wesentlichen senkrecht umlaufend. Auch in dieser Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs 10 sind der elektrische Anschluss 20, das Getriebe 14, die Leistungselektronik 16 sowie die Schnittstelle 50 als Trennfuge 46 gegebenenfalls mit und ohne Abdichtung 48 analog zu den Ausführungsvarianten, wie sie im Zusammenhang mit den 2, 3 und 4 beschrieben wurden, ausgeführt.
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6 zeigt schließlich eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs 10. In dieser Ausführungsvariante kommt ein Gehäuseaufsatz 24 zum Einsatz, dessen Aufsatzfläche 32 eine Flächenwölbung 44 umfasst. Dies kann erforderlich sein, um beispielsweise nur geringen Bauraumerweiterungen Rechnung zu tragen und einen zur Verfügung stehenden Einbauraum für das E-Achsen-Modul 22 gemäß 6 in vorteilhafter Weise optimal zu nutzen. Der Gehäuseaufsatz 24, der als ein Spritzgussbauteil 34 gefertigt sein kann, kann alternativ auch als ein aus metallischem Material gefertigtes Tiefziehbauteil, als Gussteil oder auch als ein aus mehreren Teilen zusammengesetztes Schweißteil ausgeführt sein. Es besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten hinsichtlich der Ausbildung der Geometrie der Aufsatzfläche 32, so dass den unterschiedlichsten Bauraumerfordernissen zum Einbau des elektrischen Antriebs 10 als E-Achsen-Modul 22 in ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug Rechnung getragen werden kann.
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Analog zu den vorstehend anhand der 2 bis 5 beschriebenen Ausführungsvarianten des elektrischen Antriebs 10 sind auch in der Ausführungsvariante gemäß 6 das Getriebe 14, der elektrische Antrieb 10, die elektrischen Anschlüsse 20, die Abtriebswellenöffnungen 36 seitlich am Gehäuse 52 des elektrischen Antriebs 10 vorgesehen. Analog zu den vorstehend bereits beschriebenen Ausführungsvarianten des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs 10 stellt die Trennfuge 46, ob mit oder ohne Abdichtung 48 ausgeführt, die Schnittstelle 50 zwischen dem Gehäuseaufsatz 24 einerseits und dem Gehäuse 52 des elektrischen Antriebs 10 andererseits dar.
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In allen Ausführungsvarianten des erfindungsgemäß vorgeschlagenen elektrischen Antriebs 10 gemäß den 2 bis 6 bleibt die Schnittstelle 50 des Gehäuseaufsatzes 24 zur Leistungselektronik 16 unverändert, um das flexible Gehäusekonzept beizubehalten.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung lässt sich bei jeglichen Bauformen eines E-Achsen-Moduls 22 umsetzen, ob bei T-förmigen oder U-förmigen Bauformen, bei denen beispielsweise die Leistungselektronik 16 seitlich angeordnet ist. Weiterhin lässt sich die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung auch bei koaxialen E-Achsen-Modul-Konzepten verwirklichen. In dieser Bauform sind die Welle der elektrischen Maschine 12 sowie die Abtriebswellen des Getriebes 14 koaxial zueinander angeordnet. Des Weiteren kann die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung bei verschiedenen Gehäusearten realisiert werden. Das gemeinsame Gehäuse des E-Achsen-Moduls 22 sowie der Zusatzkomponenten, d. h. der Gehäuseaufsätze 24, kann aus mehreren Elementen und Deckeln bestehen und als modulares Gehäuse ausgebildet sein oder auch aus einem einzigen Gehäuseteil, das die Zusatzkomponenten aufnimmt.
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Des Weiteren besteht die Möglichkeit, in sämtliche Ausführungsvarianten des elektrischen Antriebs 10 gemäß den 2 bis 6 ein Kühlsystem zu integrieren. Dieses kann derart ausgebildet sein, dass die Komponenten des E-Achsen-Moduls 22 und die Zusatzkomponenten mit einem gemeinsamen Kühlsystem gekühlt werden oder jede einzelne Zusatzkomponente eine individuelle Kühleinheit umfasst. Elektrisch und hydraulisch erforderliche Anschlüsse können derart ausgeführt sein, dass diese an einem Sammelpunkt in einem speziell dafür vorgesehenen Bereich des E-Achsen-Moduls 22 positioniert sind oder sich alternativ auch an verschiedenen Positionen befinden.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017103197 A1 [0002]
- DE 102015224754 A1 [0003]
