DE102021202725A1 - Elektrische Antriebseinheit und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Antriebseinheit - Google Patents

Elektrische Antriebseinheit und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Antriebseinheit Download PDF

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    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
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Abstract

Elektrische Antriebseinheit (105) für ein Fahrzeug (100), die einen Rotor (110), der eine Lufttasche (120) aufweist, sowie ein erstes Permanentmagnetsegment (125) und ein zweites Permanentmagnetsegment (130) aufweist, die in einer Magnetlage (135) angeordnet sind, wobei die Magnetlage (135) sich zumindest teilweise zwischen der Lufttasche (120) und einer Rotorachse (140) in dem Rotor (110) erstreckt. Das erste Permanentmagnetsegment (125) und das zweite Permanentmagnetsegment (130) weisen je zumindest eine planare Hauptoberfläche (145) auf.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Antriebseinheit und auf ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Antriebseinheit.
  • Im Automotive-Bereich werden Elektromotoren als Antriebseinheit hauptsächlich in einer Drehrichtung betrieben, wie dies beispielsweise für eine Vorwärtsfahrt als Hauptfahrrichtung gewünscht ist. Hierzu sollte eine möglichst gute und effiziente Ausnutzung eines elektrischen Felds in dem Elektromotor erreicht werden.
  • Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte elektrische Maschine und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Vorteilhafterweise wird durch den hier vorgestellten Ansatz eine Möglichkeit geschaffen, um ein Drehmoment, eine Leistung und zusätzlich oder alternativ einen Wirkungsgrad der Antriebseinheit zu verbessern.
  • Es wird daher eine elektrische Antriebseinheit für ein Fahrzeug vorgestellt. Die elektrische Antriebseinheit weist einen Rotor auf, der eine Lufttasche aufweist. Weiterhin weist die elektrische Antriebseinheit ein erstes Permanentmagnetsegment und ein zweites Permanentmagnetsegment auf, die in einer Magnetlage angeordnet sind. Die Magnetlage erstreckt sich zumindest teilweise zwischen der Lufttasche und einer Rotorachse in dem Rotor, wobei das erste Permanentmagnetsegment und das zweite Permanentmagnetsegment je zumindest eine planare Hauptoberfläche aufweisen.
  • Das Fahrzeug kann beispielsweise als ein einspuriges oder als ein zweispuriges Fahrzeug, beispielsweise auch als PKW oder als LKW ausgeformt sein. Die elektrische Antriebseinheit kann beispielsweise als ein Elektromotor realisiert sein, der unter Verwendung von elektromagnetischen Kräften betrieben wird. Der Rotor kann vorteilhafterweise eine Mehrzahl von Rotorblechen aufweisen. Die Lufttasche kann beispielsweise als eine Flussbarriere realisiert sein, beispielsweise als eine Durchgangsöffnung in zumindest einem Teil des Rotors oder Rotorblechs. Die Permanentmagnetsegmente können beispielsweise als Magnete realisiert sein, die vorteilhafterweise einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Die Magnetlage kann vorteilhafterweise eine Mehrzahl von Permanentmagnetsegmenten umfassen, die in einer Lage angeordnet sind. Besonders kostengünstig kann eine Antriebseinheit dadurch hergestellt werden, dass Permanentmagnetsegmente verwendet werden, die je zumindest eine planare Hauptoberfläche aufweisen. Auch können die Permanentmagnetsegmente auf zwei gegenüberliegenden Seiten je eine planare Hauptoberfläche aufweisen. Derartige Permanentmagnetsegmente lassen sich als Standardware besonders günstig beziehen oder magnetisieren und in den Rotor verbauen. Vorteilhafterweise kann ein von den Permanentmagnetsegmenten ausgehendes Magnetfeld in den Rotor gelenkt werden, sodass der Rotor vorteilhafterweise an einer Außenoberfläche Bereiche mit hoher und niedriger magnetischer Flussdichte aufweist und hierdurch besonders effizient betrieben werden kann. Durch die Anordnung der Lufttasche auf einer der Rotorachse gegenüberliegenden Seite der Magnetlage kann so auch das Magnetfeld von den Permanentmagneten effizient zu der der Rotorachse gegenüberliegenden Außenoberfläche des Rotors geleitet werden, sodass durch das Vorsehen der Lufttasche je nach Design der Lufttasche eine technisch sehr einfach umzusetzende flexible Führung der Magnetfeldlinien in dem Rotor an dessen Außenoberfläche erreicht werden kann. Hierdurch können die vorstehend genannten Bereiche mit unterschiedlichen Flussdichten auf der Außenoberfläche des Rotors erhalten werden, die dann zum effizienten Betrieb der Antriebseinheit wesentlich beiträgt und/oder das Drehmoment bzw. die Leistung der Antriebseinheit erhöht.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Magnetlage gekrümmt in dem Rotor angeordnet sein. Das bedeutet, dass die Magnetlage beispielsweise schalenförmig ausgeformt ist, um vorteilhafterweise Bauraum im Rotor zu sparen und eine flexible Führung der durch die Permanentmagnetsegmente bewirkten Magnetfeldlinien zu erreichen.
  • Ferner können zumindest das zweite Permanentmagnetsegment und die Lufttasche in einem spitzen Winkel zueinander ausgerichtet sein. Vorteilhafterweise kann ein magnetischer Fluss in der elektrischen Antriebseinheit durch die Position zumindest eines der Permanentmagnetsegmente der Magnetlage und der Lufttasche verbessert werden, sodass eine Effizienz und/oder das Drehmoment bzw. die Leistung der elektrischen Antriebseinheit gesteigert werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann eine Hauptseite der Lufttasche einer Außenoberfläche des Rotors zugewandt angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann eine Nebenseite der Lufttasche der Rotorachse zugewandt und zusätzlich oder alternativ der Magnetlage angrenzend angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann die Lufttasche in einem spitzen Winkel in Richtung der Außenoberfläche verlaufen. Auch durch eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes kann eine Verbesserung oder ein präziser einstellbarer Verlauf der magnetischen Flusslinien im Rotor und somit eine bessere Effizienz und/oder eine höheres Drehmoment bzw. eine höhere Leistung der elektrischen Antriebseinheit erreicht werden.
  • Weiterhin kann die Lufttasche in einem ersten Taschenabschnitt eine andere Breite aufweisen als in einem zweiten Taschenabschnitt, insbesondere asymmetrisch. Vorteilhafterweise kann die Lufttasche eckig ausgeformt sein oder beispielsweise Rundungen aufweisen. Auch durch eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes kann eine Verbesserung oder ein präziser einstellbarer Verlauf der magnetischen Flusslinien im Rotor und somit eine bessere Effizienz der elektrischen Antriebseinheit erreicht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Lufttasche (im Wesentlichen) dreieckig ausgeformt sein. Vorteilhafterweise kann durch die eckige Form der Lufttasche eine Herstellung vereinfacht werden.
  • Weiterhin können das erste Permanentmagnetsegment und das zweite Permanentmagnetsegment voneinander beabstandet angeordnet sein. Insbesondere kann zwischen dem ersten Permanentmagnetsegment und dem zweiten Permanentmagnetsegment ein Luftspalt ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann dadurch die magnetische Wirkung an der Außenoberfläche durch einen präzise einstellbaren Verlauf der magnetischen Flusslinien im Rotor durch die Wahl der Positionen der Permanentmagnetsegmente zueinander flexibel eingestellt werden.
  • Das erste Permanentmagnetsegment kann gemäß einer Ausführungsform in einer ersten Magnetkammer und das zweite Permanentmagnetsegment in einer von der ersten Magnetkammer unterschiedlichen zweiten Magnetkammer angeordnet sein. Vorteilhafterweise können die Magnetkammern voneinander durch beispielsweise eine Wand getrennt sein, die Magneten jedoch an der jeweils zugeordneten Position sicher im Rotor verbaut und fixiert sein. Alternativ kann ein Trennelement zwischen den Kammern angeordnet sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Magnetlage zwischen dem ersten Permanentmagnetsegment und dem zweiten Permanentmagnetsegment eine Leerkammer aufweisen, insbesondere wobei die Lufttasche an die Leerkammer angrenzend angeordnet sein kann. Vorteilhafterweise kann die Leerkammer gleiche Abmessungen aufweisen wie die Magnetkammern. Die Leerkammer kann beispielsweise als ein leerer bzw. luftgefüllter Abschnitt zwischen den Magnetkammern ausgeformt sein. Auch durch eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes kann eine Verbesserung oder ein präziser und flexibel einstellbarer Verlauf der magnetischen Flusslinien im Rotor und somit eine bessere Effizienz der elektrischen Antriebseinheit erreicht werden.
  • Weiterhin können gemäß einer Ausführungsform das erste Permanentmagnetsegment und das zweite Permanentmagnetsegment schräg zueinander angeordnet sein. Das bedeutet, dass vorteilhafterweise ein Winkel zwischen den Hauptoberflächen der Permanentmagnetsegmente ungleich 0 Grad ist. Auch durch eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes kann eine Verbesserung oder ein präziser und flexibel einstellbarer Verlauf der magnetischen Flusslinien im Rotor und somit eine bessere Effizienz der elektrischen Antriebseinheit erreicht werden.
  • Ferner kann zumindest eine Abmessung des ersten Permanentmagnetsegments gleich oder unterschiedlich realisiert sein wie eine Abmessung des zweiten Permanentmagnetsegments. Die Abmessungen können sich beispielsweise auf eine einander entsprechende Höhe, Breite und zusätzlich oder alternativ auf eine Länge der Permanentmagnetsegmente beziehen. Vorteilhafterweise kann durch die Wahl der der Abmessungen ein Rotor-Trägheitsmoment verbessert werden oder an die entsprechenden Bedürfnisse angepasst werden. Auch können hierdurch kostengünstige (gegebenenfalls auch gleichartige) Permanentmagnetsegmente für die Herstellung einer Variante einer hier vorgestellten elektrischen Antriebseinheit verwendet werden.
  • Es wird weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Antriebseinheit in einer zuvor genannten Variante vorgestellt, wobei das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens und einen Schritt des Zusammenfügens umfasst. Im Schritt des Bereitstellens wird ein Rotor mit einer Lufttasche und mit einem ersten Permanentmagnetsegment und einem zweiten Permanentmagnetsegment bereitgestellt, die in einer Magnetlage angeordnet sind, wobei die Magnetlage sich zumindest teilweise zwischen der Lufttasche und einer Rotorachse in dem Rotor erstreckt. Das erste Permanentmagnetsegment und das zweite Permanentmagnetsegment weisen dabei je zumindest eine planare Hauptoberfläche auf. Die Permanentmagnetsegmente können insbesondere quaderförmig ausgebildet sein. Im Schritt des Zusammenfügens wird der Rotor mit einem Stator zusammengefügt, um die elektrische Antriebseinheit herzustellen.
  • Vorteilhafterweise kann durch das Verfahren eine elektrische Antriebseinheit hergestellt werden, deren Gewicht reduziert wird und/oder Materialkosten verringert werden. Auch kann eine Effizienz der elektrischen Antriebseinheit durch eine oder mehrere der hier vorgestellten Maßnahmen gesteigert werden.
  • Weiterhin wird eine Vorrichtung vorgestellt, die eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens in der zuvor genannten Variante in entsprechenden Einheiten auszuführen und/oder anzusteuern.
  • Eine Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät oder eine Steuereinheit sein, die elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine oder mehrere geeignete Schnittstellen aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen der Vorrichtung umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
  • Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
  • Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Antriebseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 2 eine schematische Diagrammdarstellung einer elektrischen Antriebseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 3 ein Leistungsdiagramm für eine Vorwärtsbewegung einer elektrischen Antriebseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 4 ein Leistungsdiagramm für eine Rückwärtsbewegung einer elektrischen Antriebseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 5 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen einer elektrischen Antriebseinheit; und
    • 6 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer elektrischen Antriebseinheit 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Fahrzeug 100 ist dabei beispielsweise als ein einspuriges Fahrzeug, wie beispielsweise ein Motorrad, oder als ein zweispuriges Fahrzeug, beispielsweise als ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen bzw. Nutzfahrzeug, realisiert. Die elektrische Antriebseinheit 105 ist hier als ein Elektromotor, insbesondere als ein permanenterregter Synchronmotor oder als ein permanenterregter Reluktanzmotor in Innenläuferbauweise realisiert, der einen Rotor 110 als bewegliches und einen Stator 115 als fixes Element aufweist.
  • 1 zeigt lediglich einen Ausschnitt des kreiszylindrischen Rotors 110, insbesondere einen von mehreren identisch aufgebauten und in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandeten Rotorpolen. Wie in der weiteren Beschreibung noch ausgeführt, ist der Rotorpol in dessen Umfangserstreckung nicht symmetrisch, sondern vielmehr asymmetrisch ausgebildet. Der dargestellte Rotorpol weist eine Lufttasche 120 auf, die beispielsweise als eine Flussbarriere für Magnetfeldlinien fungiert. Weiterhin weist die elektrische Antriebseinheit 105 ein erstes Permanentmagnetsegment 125 und ein zweites Permanentmagnetsegment 130 auf, die in einer Magnetlage 135 angeordnet sind. Die Magnetlage 135 erstreckt sich zumindest teilweise zwischen der Lufttasche 120 und einer Rotorachse 140 in dem Rotor 110. Das erste Permanentmagnetsegment 125 und das zweite Permanentmagnetsegment 130 weisen je zumindest eine planare Hauptoberfläche 145 auf.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Rotor 110 eine Vielzahl von Rotorblechen auf, die zusammen den Rotor 110 oder einen Rotorkern bilden. Die Permanentmagnetsegmente 125, 130 sind dabei beispielsweise als Permanentmagnete ausgeformt, die in Öffnungen des Rotorkerns oder der Rotorbleche eingesteckt sind und die ausgebildet sind, um mit dem Stator 115 zu wirken und dadurch die elektrische Antriebseinheit 105 zu betreiben. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Lufttasche 120 einen ersten Taschenabschnitt 150 und einen zweiten Taschenabschnitt 155 auf. Der erste Taschenabschnitt 150 weist dabei eine andere Breite auf als der zweite Taschenabschnitt 155, insbesondere wobei die Lufttasche 120 dadurch asymmetrisch ausgeformt ist. Genauer gesagt ist die Lufttasche 120 gemäß diesem Ausführungsbeispiel dreieckig ausgeformt, sodass eine Hauptseite 160 der Lufttasche 120 einer Außenoberfläche 165 des Rotors 110 zugewandt angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ ist eine Nebenseite 170 der Lufttasche 120 der Rotorachse 140 zugewandt und/oder an die Magnetlage 135 angrenzend angeordnet. Das bedeutet, dass die Lufttasche als ein spitzes Dreieck ausgeformt ist, dessen Spitze in Richtung der Außenoberfläche 165 zeigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Magnetlage 135 zwischen der Rotorachse 140 und der Lufttasche 120 angeordnet. Die Magnetlage 135 ist lediglich optional gekrümmt in dem Rotor 110 ausgeformt. Genauer gesagt weist die Magnetlage 135 eine Leerkammer 175 auf, die zwischen dem ersten Permanentmagnetsegment 125 und dem zweiten Permanentmagnetsegment 130 angeordnet ist. Die Lufttasche 120, bzw. ihre Nebenseite 170 grenzt dabei an die Leerkammer 175 an. Das bedeutet, dass gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Permanentmagnetsegmente 125, 130 beabstandet voneinander angeordnet sind und weiterhin das erste Permanentmagnetsegment 125 in einer ersten Magnetkammer 180 und das zweite Permanentmagnetsegment 130 in einer zweiten Magnetkammer 185 angeordnet ist. Weiterhin sind die einzelnen Kammern 175, 180, 185 gemäß diesem Ausführungsbeispiel voneinander getrennt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Permanentmagnetsegmente 125, 130 schräg zueinander angeordnet, was bedeutet, dass ein Winkel zwischen den Hauptoberflächen 145 ungleich 0° ist, beispielsweise mindestens 20 Grad beträgt. Des Weiteren weisen die Permanentmagnetsegmente 125, 130 gemäß diesem Ausführungsbeispiel unterschiedliche Abmessungen auf, was bedeutet, dass sich die Permanentmagnetsegmente 125, 130 in ihrer Höhe, Breite und/oder Länge unterscheiden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist lediglich eine Länge der Permanentmagnetsegmente 125, 130 unterschiedlich dargestellt.
  • In anderen Worten ausgedrückt wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Flussbarriere, die hier als Lufttasche 120 bezeichnet ist, mit einer nicht-konstanten Breite zur Optimierung einer elektrischen Maschine oder Antriebseinheit 105 auf zumindest eine Drehrichtung vorgestellt. Der Ansatz ermöglicht ein Verbessern eines Drehmoments, einer Leistung und/oder eines Wirkungsgrades der elektrischen Antriebseinheit 105 in einer Drehrichtung, ohne mehr Bauraum oder Magnetmaterial zu beanspruchen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Lufttasche 120 eine Geometrie mit nicht-konstanter Breite auf. Das bedeutet, dass die Lufttasche 120 als Dreieck ausgeformt ist, das weiterhin asymmetrisch bezüglich der Winkelhalbierenden eines Rotorpols ausgeführt ist. Hierdurch werden die Feldlinien derart geführt, dass sie insbesondere im Zusammenwirken mit dem Drehfeld der Statorwicklung bzw. mit den äquidistanten Statorzähnen unter Last ein höheres Drehmoment erzeugen. Dadurch wird eine Wirkung der Lufttasche 120 verstärkt ohne den magnetischen Fluss insgesamt zu reduzieren. In anderen Worten ausgedrückt verbessert die Lufttasche 120 mit nicht-konstanter Breite in Verbindung mit asymmetrisch angeordneten Magneten, die hier auch als Permanentmagnetsegmente 125, 130 bezeichnet sind, das Drehmoment und die Leistung der elektrischen Antriebseinheit 105 in zumindest einer Drehrichtung.
  • 2 zeigt eine schematische Diagrammdarstellung einer elektrischen Antriebseinheit 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellte elektrische Antriebseinheit 105 entspricht oder ähnelt zumindest der in 1 beschriebenen elektrischen Antriebseinheit 105. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist sie lediglich in ein Diagramm eingefügt, um einen Verlauf von durch die Permanentmagnetsegmente 125, 130 erzeugten magnetischen Feldlinien darzustellen, wenn sie mit dem Stator 115 bzw. in dem Stator 115 angeordneten Elektromagneten und/oder bestromten Spulen wirken. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist verdeutlicht, dass die Magnetwirkung in solchen Bereichen verstärkt ist, wo die Permanentmagnetsegmente 125, 130 nahe der Außenoberfläche 165 angeordnet sind.
  • 3 zeigt ein Leistungsdiagramm 300 für eine Vorwärtsbewegung einer elektrischen Antriebseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei auf der x-Achse eine Drehzahl oder Geschwindigkeit und auf der y-Achse ein entsprechendes Drehmoment aufgetragen ist. Das hier dargestellte Leistungsdiagramm 300 ist beispielsweise für eine elektrische Antriebseinheit repräsentativ, wie sie in einer der 1 oder 2 beschrieben wurde. Die Vorwärtsbewegung bewirkt beispielsweise eine Bewegung des Fahrzeugs in Fahrtrichtung. Die gemäß diesem Ausführungsbeispiel als Strichlinie dargestellte erste Kurve 305 repräsentiert dabei einen bisher üblichen Leistungsverlauf. Die zweite Kurve 310 dagegen repräsentiert dabei einen Leistungsverlauf für die Vorwärtsbewegung 300 unter Verwendung der elektrischen Antriebseinheit, wie sie zuvor beschrieben wurde. Das bedeutet, dass eine Effizienz durch Verwendung des hier vorgestellten Ansatzes erhöht und zugleich ein Leistungsabfall bei einer steigenden Drehgeschwindigkeit in rpm, welche durch die x-Achse 315 des Diagramms dargestellt ist, reduziert wird. Eine y-Achse 320 repräsentiert dabei das Drehmoment in Nm.
  • 4 zeigt ein Leistungsdiagramm 400 für eine Rückwärtsbewegung einer elektrischen Antriebseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei auf der x-Achse eine Drehzahl oder Geschwindigkeit und auf der y-Achse ein entsprechendes Drehmoment aufgetragen ist. Das hier dargestellte Leistungsdiagramm 400 ist beispielsweise für eine elektrische Antriebseinheit repräsentativ, wie sie in einer der 1 oder 2 beschrieben wurde. Die Rückwärtsbewegung bewirkt beispielsweise eine Bewegung des Fahrzeugs entgegen der Fahrtrichtung. Auch gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt die zweite Kurve 310 gegenüber der ersten Kurve 305 einen geringeren Leistungsabfall, sodass auch hier eine verbesserte Effizienz dargestellt ist.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zum Herstellen einer elektrischen Antriebseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel. Durch das Verfahren 500 wird beispielsweise eine elektrische Antriebseinheit hergestellt, wie sie in einer der 1 oder 2 beschrieben wurde und durch die beispielsweise ein Leistungsverlauf erreicht wird, wie er in mindestens einer der 3 oder 4 beschrieben wurde. Das Verfahren 500 umfasst dabei einen Schritt 505 des Bereitstellens und einen Schritt 510 des Zusammenfügens. Im Schritt 505 des Bereitstellens wird ein Rotor mit einer Lufttasche und mit einem ersten Permanentmagnetsegment und einem zweiten Permanentmagnetsegment bereitgestellt, die in einer Magnetlage angeordnet sind. Die Magnetlage erstreckt sich zumindest teilweise zwischen der Lufttasche und einer Rotorachse in dem Rotor, wobei das erste Permanentmagnetsegment und das zweite Permanentmagnetsegment je zumindest eine planare Hauptoberfläche aufweisen. Im Schritt 510 des Zusammenfügens wird der Rotor mit einem Stator zusammengefügt, um die elektrische Antriebseinheit herzustellen.
  • 6 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 600 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 600 ist beispielsweise ausgebildet, um ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Antriebseinheit durchzuführen oder anzusteuern, wie es in 5 beschrieben wurde. Die Vorrichtung 600 ist beispielsweise als ein Steuergerät oder eine Steuereinheit realisiert oder realisierbar und weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Bereitstelleinheit 605 und eine Zusammenfügeeinheit 610 auf. Die Bereitstelleinheit 605 ist dabei ausgebildet, um ein Bereitstellen eines Rotors mit einer Lufttasche und mit einem ersten Permanentmagnetsegment und einem zweiten Permanentmagnetsegment zu bewirken, die in einer Magnetlage angeordnet sind, wobei die Magnetlage sich zumindest teilweise zwischen der Lufttasche und einer Rotorachse in dem Rotor erstreckt, wobei das erste Permanentmagnetsegment und das zweite Permanentmagnetsegment je zumindest eine planare Hauptoberfläche aufweisen. Die Zusammenfügeinheit 610 ist ausgebildet, um ein Zusammenfügen des Rotors mit einem Stator zu bewirken, um die elektrische Antriebseinheit herzustellen.
  • Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
  • Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
  • Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Fahrzeug
    105
    elektrische Antriebseinheit
    110
    Rotor
    115
    Stator
    120
    Lufttasche
    125
    erstes Permanentmagnetsegment
    130
    zweites Permanentmagnetsegment
    135
    Magnetlage
    140
    Rotorachse
    145
    Hauptoberfläche
    150
    erster Taschenabschnitt
    155
    zweiter Taschenabschnitt
    160
    Hauptseite
    165
    Außenoberfläche+
    170
    Nebenseite
    175
    Leerkammer
    180
    erste Magnetkammer
    185
    zweite Magnetkammer
    300
    Leistungsdiagramm für eine Vorwärtsbewegung
    305
    erste Kurve
    310
    zweite Kurve
    315
    x-Achse
    320
    y-Achse
    400
    Leistungsdiagramm für eine Rückwärtsbewegung
    500
    Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Antriebseinheit
    505
    Schritt des Bereitstellens
    510
    Schritt des Zusammenfügens
    600
    Vorrichtung
    605
    Bereitstelleinheit
    610
    Zusammenfügeeinheit

Claims (15)

  1. Elektrische Antriebseinheit (105) für ein Fahrzeug (100), wobei die elektrische Antriebseinheit (105) die folgenden Merkmale aufweist: - ein Rotor (110), der eine Lufttasche (120) aufweist; - ein erstes Permanentmagnetsegment (125) und ein zweites Permanentmagnetsegment (130), die in einer Magnetlage (135) angeordnet sind, wobei die Magnetlage (135) sich zumindest teilweise zwischen der Lufttasche (120) und einer Rotorachse (140) in dem Rotor (110) erstreckt, wobei das erste Permanentmagnetsegment (125) und das zweite Permanentmagnetsegment (130) je zumindest eine planare Hauptoberfläche (145) aufweisen.
  2. Elektrische Antriebseinheit (105) gemäß Anspruch 1, wobei die Magnetlage (135) gekrümmt in dem Rotor (110) angeordnet ist.
  3. Elektrische Antriebseinheit (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das zumindest zweite Permanentmagnetsegment (130) und die Lufttasche (120) in einem spitzen Winkel zueinander ausgerichtet sind.
  4. Elektrische Antriebseinheit (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine Hauptseite (160) der Lufttasche (120) einer Außenoberfläche (165) des Rotors (110) zugewandt angeordnet ist, und/oder wobei eine Nebenseite (170) der Lufttasche (120) der Rotorachse (110) zugewandt und/oder der Magnetlage (135) angrenzend angeordnet ist.
  5. Elektrische Antriebseinheit (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Lufttasche (120) in einem ersten Taschenabschnitt (150) eine andere Breite aufweist als in einem zweiten Taschenabschnitt (155), insbesondere asymmetrisch.
  6. Elektrische Antriebseinheit (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Lufttasche (120) im Wesentlichen dreieckig ausgeformt ist.
  7. Elektrische Antriebseinheit (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das erste Permanentmagnetsegment (125) und das zweite Permanentmagnetsegment (130) voneinander beabstandet angeordnet sind, insbesondere wobei zwischen dem ersten Permanentmagnetsegment (125) und dem zweiten Permanentmagnetsegment (130) ein Luftspalt ausgebildet ist.
  8. Elektrische Antriebseinheit (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das erste Permanentmagnetsegment (125) in einer ersten Magnetkammer (180) und das zweite Permanentmagnetsegment (130) in einer von der ersten Magnetkammer (180) unterschiedlichen zweiten Magnetkammer (185) angeordnet sind.
  9. Elektrische Antriebseinheit (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Magnetlage (135) zwischen dem ersten Permanentmagnetsegment (125) und dem zweiten Permanentmagnetsegment (130) eine Leerkammer (175) aufweist, insbesondere wobei die Lufttasche (120) an die Leerkammer (175) angrenzend angeordnet ist.
  10. Elektrische Antriebseinheit (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das erste Permanentmagnetsegment (125) und das zweite Permanentmagnetsegment (130) schräg zueinander angeordnet sind.
  11. Elektrische Antriebseinheit (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zumindest eine Abmessung des ersten Permanentmagnetsegments (125) gleich oder unterschiedlich realisiert ist wie eine Abmessung des zweiten Permanentmagnetsegments (130).
  12. Verfahren (500) zum Herstellen einer elektrischen Antriebseinheit (105) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren (500) die folgenden Schritte umfasst: - Bereitstellen (505) eines Rotors (110) mit einer Lufttasche (120) und mit einem ersten Permanentmagnetsegment (125) und einem zweiten Permanentmagnetsegment (130), die in einer Magnetlage angeordnet sind, wobei die Magnetlage (135) sich zumindest teilweise zwischen der Lufttasche (120) und einer Rotorachse (140) in dem Rotor (110) erstreckt, wobei das erste Permanentmagnetsegment (125) und das zweite Permanentmagnetsegment (130) je zumindest eine planare Hauptoberfläche (145) aufweisen; und - Zusammenfügen (510) des Rotors (110) mit einem Stator (115), um die elektrische Antriebseinheit (105) herzustellen.
  13. Vorrichtung (600), die eingerichtet ist, um die Schritte (505, 510) des Verfahrens (500) gemäß Anspruch 12 in entsprechenden Einheiten (605, 610) auszuführen und/oder anzusteuern.
  14. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte (505, 510) des Verfahrens (500) gemäß Anspruch 12 auszuführen und/oder anzusteuern.
  15. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 14 gespeichert ist.
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