DE102022107098B3 - Electrically operable final drive train and method for manufacturing an electrically operable final drive train - Google Patents

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Vitali Reh
Jakub Bernát
Philipp Mattes
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    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang (1), wobei in dem Achsantriebsstrang (1) die in einem Motorgehäuse (9) aufgenommene elektrische Maschine (4) in axialer Richtung unmittelbar an die in einem Invertergehäuse (8) aufgenommene Leistungselektronik (3) angrenzt, und eine elektrische Schnittstelle (7) zwischen der Leistungselektronik (3) und der elektrischen Maschine (4) ausgebildet ist, mittels derer eine elektrische Kontaktierung zwischen einem ersten elektrischen Kontaktierungsmittel (16), welches elektrisch leitend mit der elektrischen Maschine (4) gekoppelt ist, und einem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel (17), welches mit einem Niederspannungsanschluss elektrisch leitend verbunden ist, herstellbar ist, wobei das Motorgehäuse (9) an seiner Mantelfläche (10) einen ersten Fensterabschnitt (11) und das Invertergehäuse (8) an seiner Mantelfläche (12) einen zweiten Fensterabschnitt (13) aufweist, wobei im zusammengebauten Zustand des Achsantriebsstrangs (1) der erste Fensterabschnitt (11) und der zweite Fensterabschnitt (13) ein gemeinsames Montagefenster (14) definieren, wobei ein Halteelement (15) zur lösbaren Fixierung des ersten elektrischen Kontaktierungsmittels (16) an dem Motorgehäuse (9) angeordnet ist, so dass das erste elektrische Kontaktierungsmittel (16) während der Montage des Motorgehäuses (9) an dem Invertergehäuse (8) in dem Halteelement (15) gehalten und nach der Montage des Motorgehäuses (9) aus dem Halteelement (15) von außen durch das Montagefenster (14) entnehmbar und mit dem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel (17) koppelbar ist.The invention relates to an electrically operable axle drive train (1), wherein in the axle drive train (1) the electric machine (4) housed in a motor housing (9) is directly adjacent in the axial direction to the power electronics (3) housed in an inverter housing (8), and an electrical interface (7) is formed between the power electronics (3) and the electrical machine (4), by means of which electrical contact is made between a first electrical contact means (16), which is electrically conductively coupled to the electrical machine (4). , and a second electrical contact means (17), which is electrically conductively connected to a low-voltage connection, wherein the motor housing (9) has a first window section (11) on its lateral surface (10) and the inverter housing (8) has a second window section (13) on its lateral surface (12), with the first window section (11) and the second window section (13) defining a common assembly window (14) in the assembled state of the axle drive train (1), with a holding element (15) for releasably fixing the first electrical contacting means (16) on the motor housing (9), so that the first electrical contacting means (16) is held in the holding element (15) during assembly of the motor housing (9) on the inverter housing (8) and after the assembly of the motor housing (9) can be removed from the holding element (15) from the outside through the assembly window (14) and can be coupled to the second electrical contacting means (17).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine durch eine Leistungselektronik bestrombare elektrische Maschine wobei in dem Achsantriebsstrang die in einem Motorgehäuse aufgenommene elektrische Maschine in axialer Richtung unmittelbar an die in einem Invertergehäuse aufgenommene Leistungselektronik angrenzt, wobei das Motorgehäuse und das Invertergehäuse eine lösbare bauliche Einheit bilden, und eine elektrische Schnittstelle zwischen der Leistungselektronik und der elektrischen Maschine ausgebildet ist, mittels derer eine elektrische Kontaktierung zwischen einem ersten elektrischen Kontaktierungsmittel, welches elektrisch leitend mit der elektrischen Maschine gekoppelt ist, und einem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel, welches mit einem Niederspannungsanschluss elektrisch leitend verbunden ist, herstellbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrangs.The present invention relates to an electrically operable final drive train for a motor vehicle, comprising an electric machine that can be energized by power electronics, wherein in the final drive train the electric machine accommodated in a motor housing is directly adjacent to the power electronics accommodated in an inverter housing in the axial direction, the motor housing and the inverter housing form a detachable structural unit, and an electrical interface is formed between the power electronics and the electrical machine, by means of which electrical contacting between a first electrical contacting means, which is electrically conductively coupled to the electrical machine, and a second electrical contacting means, which is connected to a Low-voltage connection is electrically connected, can be produced. The invention also relates to a method for producing the electrically operable axle drive train according to the invention.

Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.Electric motors are increasingly being used to drive motor vehicles in order to create alternatives to internal combustion engines that require fossil fuels. Significant efforts have already been made to improve the suitability for everyday use of electric drives and also to be able to offer users the driving comfort they are accustomed to.

Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge, der wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist, wobei in dem Leistungsstrang zwischen Elektromotor und Kegelraddifferenzial ein schaltbarer 2-Gang-Planetenradsatz angeordnet ist, der ebenfalls koaxial zu dem E-Motor bzw. dem Kegelraddifferenzial oder Stirnraddifferential positioniert ist. Die Antriebseinheit ist sehr kompakt aufgebaut und erlaubt aufgrund des schaltbaren 2-Gang-Planetenradsatzes einen guten Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Beschleunigung und Energieverbrauch. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen oder elektrisch betreibarer Antriebsstrang bezeichnet.A detailed description of an electric drive can be found in an article in the ATZ magazine, volume 113, 05/2011, pages 360-365 by Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski and Jens Liebold with the title: Highly integrative and flexible electric drive unit for electric Vehicles, which is probably the closest state of the art. This article describes a drive unit for an axle of a vehicle, which includes an electric motor that is arranged concentrically and coaxially with a bevel gear differential, with a switchable 2-speed planetary gear set being arranged in the power train between the electric motor and the bevel gear differential, which is also is positioned coaxially to the electric motor or the bevel gear differential or spur gear differential. The drive unit is very compact and allows a good compromise between climbing ability, acceleration and energy consumption due to the switchable 2-speed planetary gear set. Such drive units are also referred to as e-axles or electrically operable drive trains.

Zunehmend werden in derartigen E-Achsen auch Axialflussmaschinen eingesetzt. Eine Axialflussmaschine bezeichnet eine dynamoelektrische Maschine, bei der der magnetische Fluss zwischen Rotor und Stator parallel zur Drehachse des Rotors verläuft. Häufig sind sowohl Stator als auch Rotor weitgehend scheibenförmig ausgebildet. Axialflussmaschinen sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn der axial zur Verfügung stehende Bauraum in einem gegebenen Anwendungsfall begrenzt ist. Dies ist beispielsweise vielfach beiden eingangs beschriebenen elektrischen Antriebsystemen für Elektrofahrzeuge der Fall. Neben der verkürzten axialen Baulänge liegt ein weiterer Vorteil der Axialflussmaschine in ihrer vergleichsweisen hohen Drehmomentdichte. Ursächlich hierfür ist die im Vergleich zu Radialflussmaschinen größere Luftspaltfläche, die bei einem gegebenen Bauraum zur Verfügung steht. Ferner ist auch ein geringeres Eisenvolumen im Vergleich zu konventionellen Maschinen notwendig, was sich positiv auf den Wirkungsgrad der Maschine auswirkt.Increasingly, axial flow machines are also used in such e-axes. An axial flux machine is a dynamo-electric machine in which the magnetic flux between the rotor and stator runs parallel to the axis of rotation of the rotor. Often, both the stator and the rotor are largely disc-shaped. Axial flow machines are particularly advantageous when the space available axially is limited in a given application. This is often the case, for example, with the electric drive systems for electric vehicles described at the outset. In addition to the shortened axial length, another advantage of the axial flow machine is its comparatively high torque density. The reason for this is the larger air gap area compared to radial flux machines, which is available for a given installation space. Furthermore, a lower iron volume is required compared to conventional machines, which has a positive effect on the efficiency of the machine.

Derartige elektrische Axialfluss-, wie auch Radialflussmaschinen - werden üblicherweise mit einem Leistungselektronik-Modul bestromt, das auch als Inverter bezeichnet wird.Such electrical axial flux machines, as well as radial flux machines, are usually supplied with power using a power electronics module, which is also referred to as an inverter.

Die gattungsbildende DE 10 2019 129 738 A1 zeigt eine Elektromotorbaugruppe, umfassend wenigstens eine elektrische Maschine mit einem zumindest mittelbar an einem Gehäuse stationär festgelegten Stator und einem relativ dazu drehantreibbaren Rotor, wobei die jeweilige elektrische Maschine mit einer Leistungselektronik steuerungstechnisch verbunden ist, die über eine im Gehäuse integrierte Stromschiene mit einer am Gehäuse angeordneten Steckerbuchse verbunden ist, wobei die Steckerbuchse dazu ausgebildet ist, einen Stecker einer Zuleitung eines Batterie-Moduls zur elektrischen Versorgung der Leistungselektronik aufzunehmen.The generic DE 10 2019 129 738 A1 shows an electric motor assembly, comprising at least one electric machine with a stator fixed at least indirectly to a housing and a rotor that can be driven in rotation relative thereto, with the respective electric machine being connected to power electronics for control purposes, which are connected to a busbar arranged on the housing via a busbar integrated in the housing Socket is connected, wherein the socket is designed to receive a plug of a supply line of a battery module for the electrical supply of the power electronics.

Die DE 10 2017 205 970 A1 zeigt eine Verbindungsvorrichtung zur lösbaren elektrisch leitenden Verbindung einer Leistungselektronik zum Betreiben einer E-Maschine mit einer elektrischen Wicklung einer E-Maschine. Sie betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindungsvorrichtung. Sie betrifft auch eine Antriebseinheit mit einer E-Maschine, mit einer Leistungselektronik und mit einer solchen Verbindungsvorrichtung. Sie betrifft auch ein Fahrzeugantriebssystem mit einer solchen Antriebseinheit.The DE 10 2017 205 970 A1 shows a connection device for the detachable electrically conductive connection of power electronics for operating an electric machine with an electric winding of an electric machine. It also relates to a method for manufacturing such a connection device. It also relates to a drive unit with an electric machine, with power electronics and with such a connecting device. It also relates to a vehicle drive system with such a drive unit.

Die US 2016 / 0 218 602 A1 zeigt ein Motorgehäuse, welches über einen steckerartigen Gehäuseverbinder mit dem Inverter verbunden ist.The U.S. 2016/0 218 602 A1 shows a motor housing which is connected to the inverter via a plug-type housing connector.

Die DE 10 2019 217 872 A1 zeigt einen modularen Achsantrieb, insbesondere einen modularen elektrischen Achsantrieb, für Fahrzeuge, ein Herstellungsverfahren für einen modularen Achsantrieb und ein Montageverfahren eines modularen Achsantriebs in einem Fahrzeug.The DE 10 2019 217 872 A1 shows a modular axle drive, in particular a modular electric axle drive, for vehicles, a manufacturing method for a modular axle drive drive and assembly method of a modular final drive in a vehicle.

Die DE 10 2020 202 745 A1 zeigt eine elektrische Antriebseinheit, welche eine elektrische Maschine zur Erzeugung eines Antriebsmoments, ein mit der elektrischen Maschine gekoppeltes Getriebe zur Übertragung des Antriebsmoments, eine Leistungselektronik zur Ansteuerung der elektrischen Maschine und mindestens eine weitere elektrische Komponente umfasst.The DE 10 2020 202 745 A1 shows an electric drive unit, which comprises an electric machine for generating a drive torque, a transmission coupled to the electric machine for transmitting the drive torque, power electronics for controlling the electric machine and at least one further electric component.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Achsantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, dessen elektrische Schnittstelle einfach in der Montage und kostengünstig in der Herstellung ist. Ferner soll der elektrische Achsantriebsstrang kompakt sein. Schließlich ist es auch die Aufgabe der Erfindung, ein montagefreundliches Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Achsantriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.The object of the invention is to provide an electric axle drive train for a motor vehicle whose electrical interface is easy to assemble and inexpensive to manufacture. Furthermore, the electric axle drive train should be compact. Finally, it is also the object of the invention to provide an assembly-friendly method for producing the axle drive train of a motor vehicle according to the invention.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug umfassend eine durch eine Leistungselektronik bestrombare elektrische Maschine wobei in dem Achsantriebsstrang die in einem Motorgehäuse aufgenommene elektrische Maschine in axialer Richtung unmittelbar an die in einem Invertergehäuse aufgenommene Leistungselektronik angrenzt, wobei das Motorgehäuse und das Invertergehäuse eine lösbare bauliche Einheit bilden, und eine elektrische Schnittstelle zwischen der Leistungselektronik und der elektrischen Maschine ausgebildet ist, mittels derer eine elektrische Kontaktierung zwischen einem ersten elektrischen Kontaktierungsmittel, welches elektrisch leitend mit der elektrischen Maschine gekoppelt ist, und einem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel, welches mit einem Niederspannungsanschluss elektrisch leitend verbunden ist, herstellbar ist, wobei das Motorgehäuse an seiner Mantelfläche einen ersten Fensterabschnitt und das Invertergehäuse an seiner Mantelfläche einen zweiten Fensterabschnitt aufweist, wobei im zusammengebauten Zustand des Achsantriebsstrangs der erste Fensterabschnitt und der zweite Fensterabschnitt ein gemeinsames Montagefenster definieren, wobei ein Halteelement zur lösbaren Fixierung des ersten elektrischen Kontaktierungsmittels an dem Motorgehäuse angeordnet ist, so dass das erste elektrische Kontaktierungsmittel während der Montage des Motorgehäuses an dem Invertergehäuse in dem Halteelement gehalten und nach der Montage des Motorgehäuses aus dem Halteelement von außen durch das Montagefenster entnehmbar und mit dem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel koppelbar ist, oder ein Halteelement zur lösbaren Fixierung des zweiten elektrischen Kontaktierungsmittels an dem Invertergehäuse angeordnet ist, so dass das zweite elektrische Kontaktierungsmittel während der Montage des Motorgehäuses an dem Invertergehäuse in dem Halteelement gehalten und nach der Montage des Motorgehäuses aus dem Halteelement von außen durch das Montagefenster entnehmbar und mit dem ersten elektrischen Kontaktierungsmittel koppelbar ist.The object is achieved by an electrically operable final drive train for a motor vehicle comprising an electric machine that can be energized by power electronics, wherein in the final drive train the electric machine accommodated in a motor housing is directly adjacent to the power electronics accommodated in an inverter housing in the axial direction, the motor housing and the inverter housing form a detachable structural unit, and an electrical interface is formed between the power electronics and the electrical machine, by means of which electrical contacting between a first electrical contacting means, which is electrically conductively coupled to the electrical machine, and a second electrical contacting means, which is connected to a low-voltage connection is electrically conductively connected, can be produced, with the motor housing having a first window section on its lateral surface and the inverter housing having a second window section on its lateral surface, with the first window section and the second window section defining a common assembly window in the assembled state of the axle drive train, with a retaining element is arranged for releasably fixing the first electrical contacting means on the motor housing, so that the first electrical contacting means is held in the holding element during assembly of the motor housing on the inverter housing and can be removed from the holding element from the outside through the assembly window after assembly of the motor housing and connected to the second electrical contacting means can be coupled, or a holding element for releasably fixing the second electrical contacting means is arranged on the inverter housing, so that the second electrical contacting means is held in the holding element during assembly of the motor housing on the inverter housing and from the outside after assembly of the motor housing can be removed through the assembly window and coupled to the first electrical contacting means.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass ein besonders montagefreundlicher Achsantriebsstrang bereitgestellt werden kann. Ferner ist die Kontaktierungsstelle für Montage und/oder Demontage leicht zugänglich.This achieves the advantage that a particularly assembly-friendly axle drive train can be provided. Furthermore, the contact point is easily accessible for assembly and/or disassembly.

Besonders bevorzugt kann zur Sicherstellung der elektrischen Kontaktierung ein Formschluss zwischen den Kontaktierungsmitteln vorgesehen sein, beispielsweise kann ein Formschluss durch mechanische Einrastnasen/ Einrasthaken direkt an den Kontaktierungspartnern/ Steckersätzen erfolgen. Durch die mechanische Verriegelungsmöglichkeit direkt an den Steckersätzen, ist die Kontaktierung prozesssicherer und weniger anfällig für Vibrationen sowie Toleranzen. Des Weiteren besteht eine einfachere Kontrollmöglichkeit einer korrekt ausgeführten Montage, da die Kontaktierungsstelle und die mechanische Verriegelung sichtbar sind, aber auch der Einrastvorgang bei einer händischen Montage für den Monteur hörbar ist.In order to ensure the electrical contacting, a form fit can particularly preferably be provided between the contacting means, for example a form fit can take place directly on the contacting partners/connector sets by means of mechanical snap-in lugs/snap-in hooks. Due to the mechanical locking option directly on the connector sets, contacting is more reliable and less susceptible to vibrations and tolerances. Furthermore, there is an easier way of checking that the assembly has been carried out correctly, since the contacting point and the mechanical locking are visible, but the locking process can also be heard by the fitter in the case of manual assembly.

Ein erfindungsgemäß elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang umfasst eine elektrische Maschine und bevorzugt eine mit der elektrischen Maschine gekoppelte Getriebeanordnung. Die Getriebeanordnung und die elektrische Maschine bilden eine bauliche Einheit. Diese kann beispielsweise mittels eines Antriebsstranggehäuses gebildet sein, in welchem die Getriebeanordnung und die elektrische Maschine gemeinsam aufgenommen sind.An axle drive train that can be operated electrically according to the invention comprises an electric machine and preferably a transmission arrangement coupled to the electric machine. The gear arrangement and the electric machine form a structural unit. This can be formed, for example, by means of a drive train housing, in which the transmission arrangement and the electric machine are accommodated together.

Alternativ ist es möglich, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und/oder das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung des Getriebes gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist.Alternatively, it is possible for the electric machine to have a motor housing and/or the gearbox to have a gearbox housing, in which case the structural unit can then be effected by fixing the gearbox in relation to the electric machine.

Die Getriebeanordnung ist insbesondere mit der elektrischen Maschine koppelbar, welche zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich besonders bevorzugt um ein Hauptantriebsdrehmoment, sodass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment angetrieben wird. Bevorzugt ist die Getriebeanordnung als ein Planetengetriebe ausgebildet, ganz besonders bevorzugt als ein schaltbares, insbesondere zweigängiges Planetengetriebe.In particular, the transmission arrangement can be coupled to the electric machine, which is designed to generate a drive torque for the motor vehicle. The drive torque is particularly preferably a main drive torque, so that the motor vehicle is driven exclusively by the drive torque. The gear arrangement is preferably designed as a planetary gear, very particularly preferably as a switchable, in particular two-speed planetary gear.

Das Motorgehäuse umhaust die elektrische Maschine. Ein Motorgehäuse kann darüber hinaus auch die Steuer- und Leistungselektronik aufnehmen. Das Motorgehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems für die elektrische Maschine und derart ausgebildet sein, dass Kühlfluid über das Motorgehäuse der elektrischen Maschine zugeführt werden und/oder die Wärme über die Gehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Motorgehäuse die elektrische Maschine sowie die ggf. vorhandene Elektronik vor äußeren Einflüssen.The motor housing encloses the electric machine. A motor housing can also also accommodate the control and power electronics. The motor housing can also be part of a cooling system for the electric machine and can be designed in such a way that cooling fluid can be supplied to the electric machine via the motor housing and/or the heat can be dissipated to the outside via the housing surfaces. In addition, the motor housing protects the electrical machine and any electronics that may be present from external influences.

Ein Motorgehäuse kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafter Weise kann das Motorgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Aluminiumdruckguss, Magnesiumdruckguss, Grauguss oder Stahlguss geformt sein.A motor housing can be formed in particular from a metallic material. Advantageously, the motor housing can be formed from a metallic cast material, such as die-cast aluminum, die-cast magnesium, cast iron or cast steel.

Grundsätzlich ist es denkbar, dass das Getriebegehäuse und das Motorgehäuse abschnittsweise oder vollständig einstückig, insbesondere monolithisch, ausgebildet sind. Ferner ist es möglich, um beispielsweise eine besonders hohe Systemintegration zu realisieren, dass ein Teil des Getriebegehäuses als Teil eines Motorgehäuses und/oder ein Teil des Motorgehäuses als Teil des Getriebegehäuses ausgeformt sind/ist.In principle, it is conceivable that the transmission housing and the motor housing are designed in one piece, in particular monolithically, in sections or completely. It is also possible, for example to achieve particularly high system integration, for part of the transmission housing to be formed as part of a motor housing and/or part of the motor housing to be formed as part of the transmission housing.

Die elektrische Maschine dient zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und sie umfasst in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich, insbesondere drehbar, angeordneten Teil.The electrical machine is used to convert electrical energy into mechanical energy and/or vice versa, and it generally comprises a stationary part, referred to as a stator, stand or armature, and a stationary part, referred to as a rotor or runner, that is arranged such that it can move, in particular rotate, relative to the stationary part Part.

Die elektrische Maschine des erfindungsgemäßen Achsantriebsstrangs ist bevorzugt als Axialflussmaschine ausgebildet. Der magnetische Fluss in einer elektrischen Axialflussmaschine (AFM) ist im Luftspalt zwischen Stator und Rotor axial zu einer Rotationsrichtung des Rotors der Axialflussmaschine gerichtet. Es gibt unterschiedliche Typen von Axialflussmaschinen. Ein bekannter Typ ist eine sogenannte I-Anordnung, bei der der Rotor axial neben einem Stator oder zwischen zwei Statoren angeordnet ist. Ein anderer bekannter Typ ist eine sogenannte H-Anordnung, bei der zwei Rotoren auf gegenüberliegenden axialen Seiten eines Stators angeordnet sind. Die elektrische Axialflussmaschine ist bevorzugt als I-Typ konfiguriert.The electric machine of the axle drive train according to the invention is preferably designed as an axial flow machine. The magnetic flux in an electric axial flux machine (AFM) is directed in the air gap between the stator and rotor axially to a direction of rotation of the rotor of the axial flux machine. There are different types of axial flow machines. A known type is a so-called I-arrangement, in which the rotor is arranged axially next to a stator or between two stators. Another known type is a so-called H-arrangement, in which two rotors are arranged on opposite axial sides of a stator. The electric axial flux machine is preferably configured as an I type.

Grundsätzlich ist es auch möglich, dass eine Mehrzahl von Rotor-Stator-Konfigurationen als I-Typ und/oder H-Typ axial nebeneinander angeordnet sind. Auch wäre es in diesem Zusammenhang möglich, sowohl eine oder mehrere Rotor-Stator-Konfigurationen des I-Typs sowie eine oder mehrere Rotor-Stator-Konfigurationen des H-Typs in axialer Richtung nebeneinander anzuordnen. Insbesondere ist es auch zu bevorzugen, dass die Rotor-Stator-Konfiguration des H-Typs und/oder des I-Typs jeweils im Wesentlichen identisch ausgebildet sind, so dass diese modulartig zu einer Gesamtkonfiguration zusammengefügt werden können. Derartige Rotor-Stator-Konfigurationen können insbesondere koaxial zueinander angeordnet sein sowie mit einer gemeinsamen Rotorwelle oder mit mehrere Rotorwellen verbunden sein.In principle, it is also possible for a plurality of rotor-stator configurations to be arranged axially next to one another as an I-type and/or H-type. It would also be possible in this context to arrange both one or more I-type rotor-stator configurations and one or more H-type rotor-stator configurations next to one another in the axial direction. In particular, it is also preferable that the rotor-stator configuration of the H-type and/or the I-type are each configured essentially identically, so that they can be assembled in a modular manner to form an overall configuration. Such rotor-stator configurations can in particular be arranged coaxially to one another and can be connected to a common rotor shaft or to a plurality of rotor shafts.

Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.In particular, the electric machine is dimensioned in such a way that vehicle speeds of more than 50 km/h, preferably more than 80 km/h and in particular more than 100 km/h can be achieved. The electric motor particularly preferably has an output of more than 30 kW, preferably more than 50 kW and in particular more than 70 kW. Furthermore, it is preferred that the electrical machine provides speeds greater than 5,000 rpm, particularly preferably greater than 10,000 rpm, very particularly preferably greater than 12,500 rpm.

Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.For the purposes of this application, motor vehicles are land vehicles that are moved by machine power without being tied to railroad tracks. A motor vehicle can be selected, for example, from the group of passenger cars (cars), trucks (lorries), mopeds, light motor vehicles, motorcycles, buses (COM) or tractors.

Die Leistungselektronik ist ein einem Invertergehäuse aufgenommen. Das Invertergehäuse kann bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt sein. Besonders bevorzugt besitzt das Invertergehäuse eine topfartige Raumform. In diesem Zusammenhang ist es besonders zu bevorzugen, dass der Inverterboden in das topfartige Invertergehäuse einsetzbar ist. Alternativ wäre es auch denkbar, dass der Inverterboden auf dem topfartigen Invertergehäuse aufliegt und dessen Öffnung überdeckt.The power electronics are housed in an inverter housing. The inverter housing can preferably be formed from a metallic material, particularly preferably from aluminum, gray cast iron or cast steel, in particular by means of a primary shaping process such as casting or die-casting. The inverter housing particularly preferably has a pot-like three-dimensional shape. In this connection, it is particularly preferable that the inverter bottom is insertable into the pot-like inverter case. Alternatively, it would also be conceivable for the inverter base to rest on the cup-shaped inverter housing and cover its opening.

Das Invertergehäuse kann auch Bestandteil des Motorgehäuses sein oder umgekehrt. Dies bedeutet, dass das Invertergehäuse ganz oder teilweise einstückig, insbesondere monolithisch, mit dem Motorgehäuse ausgebildet ist.The inverter housing can also be part of the motor housing or vice versa. This means that the inverter housing is formed entirely or partially in one piece, in particular monolithically, with the motor housing.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der erste Fensterabschnitt und der zweite Fensterabschnitt in axialer Richtung einen Überlappungsbereich aufweisen. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass hierdurch die Fensterabschnitte übereinander verschachtelt verlaufen können, was montagetechnische Vorteile mit sich bringen kann.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the first window section and the second window section have an overlapping area in the axial direction. The advantage of this configuration lies in the fact that the window sections are stacked one on top of the other can run nested, which can bring advantages in terms of assembly technology.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das Halteelement einstückig mit dem Motorgehäuse ausgebildet ist, was fertigungstechnisch vorteilhaft sein kann sowie keine zusätzliche Montage des Halteelements erforderlich macht.According to a further preferred further development of the invention, it can also be provided that the retaining element is designed in one piece with the motor housing, which can be advantageous in terms of production technology and does not require any additional assembly of the retaining element.

Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Halteelement als ein separates, insbesondere aus Kunststoff ausgeformtes Bauteil ausgebildet ist, dass form- und/oder stoff- und/oder kraftschlüssig mit dem Motorgehäuse oder Invertergehäuse verbunden ist. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass das Halteelement besonders preisgünstig herstellbar ist, beispielsweise in einem Kunststoffspritzgussverfahren.Furthermore, it can be provided according to a likewise advantageous embodiment of the invention that the holding element is designed as a separate component, in particular molded from plastic, that is positively and/or materially and/or non-positively connected to the motor housing or inverter housing. The advantageous effect of this configuration is based on the fact that the holding element can be produced particularly inexpensively, for example in a plastic injection molding process.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das Halteelement zur lösbaren Fixierung einer Mehrzahl von elektrischen Kontaktierungsmitteln, ausgebildet ist. Hierdurch lässt sich insbesondere der Wirkung erzielen, dass verschiedene Kontaktierungsmittel für unterschiedliche Funktionen an einem Halteelement angeordnet werden können, was einen einfachen und montagefreundlichen Zugang zu diesen Kontaktierungsmitteln erlaubt.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that the holding element is designed for the detachable fixing of a plurality of electrical contacting means. In this way, the effect can be achieved in particular that different contacting means for different functions can be arranged on a holding element, which allows easy access to these contacting means that is easy to assemble.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass das Montagefenster von einem Deckelelement insbesondere lösbar verschlossen ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass das Montagefenster hierdurch vor unerwünschten mechanischen oder chemischen Einflüssen von außen geschützt ist.Furthermore, the invention can also be further developed in such a way that the assembly window is closed by a cover element, in particular in a detachable manner. The advantage of this design is that the assembly window is thereby protected from unwanted mechanical or chemical influences from the outside.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass das erste elektrische Kontaktierungsmittel ein insbesondere mehrpoliger Stecker ist, welcher mit einem in die elektrische Maschine hineinführenden Kabel verbunden ist. Hierdurch kann eine besonders einfache Verkabelung und Kontaktierung bewirkt werden. Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass das Kabel auf der dem ersten elektrischen Kontaktierungsmittel abgewandten Ende einen in der elektrischen Maschine angeordneten Sensor elektrisch leitend kontaktiert.In a likewise preferred embodiment variant of the invention, it can also be provided that the first electrical contacting means is in particular a multi-pole plug which is connected to a cable leading into the electrical machine. As a result, particularly simple wiring and contacting can be effected. It can also be advantageous to further develop the invention such that the cable makes electrically conductive contact with a sensor arranged in the electrical machine on the end remote from the first electrical contacting means.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass der Achsantriebsstrang eine zweite von der Leistungselektronik bestrombare elektrische Maschine umfasst, wobei die Leistungselektronik axial zwischen der ersten elektrischen Maschine und der zweiten elektrischen Maschine positioniert ist. Hierdurch kann erreicht werden, dass die beiden Antriebsräder einer Fahrzeugachse jeweils mit einer separaten elektrischen Maschine antreibbar sind.According to a further preferred embodiment of the subject matter of the invention, it can be provided that the axle drive train includes a second electrical machine that can be energized by the power electronics, with the power electronics being positioned axially between the first electrical machine and the second electrical machine. In this way it can be achieved that the two drive wheels of a vehicle axle can each be driven with a separate electric machine.

Schließlich kann die Aufgabe der Erfindung auch gelöst sein durch ein Verfahren zur Herstellung eines elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, umfassend die folgenden Schritte:

  • (a1) Bereitstellung einer durch eine Leistungselektronik bestrombaren und in einem Motorgehäuse aufgenommenen elektrischen Maschine, wobei das Motorgehäuse an seiner Mantelfläche einen ersten Fensterabschnitt aufweist,
  • (a2) Bereitstellung einer in einem Invertergehäuse aufgenommenen Leistungselektronik, wobei das Invertergehäuse an seiner Mantelfläche einen zweiten Fensterabschnitt aufweist,
  • (a3) Bereitstellung einer elektrische Schnittstelle zwischen der Leistungselektronik und der elektrischen Maschine, mittels derer eine elektrische Kontaktierung zwischen einem ersten elektrischen Kontaktierungsmittel, welches elektrisch leitend mit der elektrischen Maschine gekoppelt ist, und einem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel, welches mit der Leistungselektronik elektrisch leitend verbunden ist, herstellbar ist, wobei ein Halteelement zur lösbaren Fixierung des ersten elektrischen Kontaktierungsmittels an dem Motorgehäuse angeordnet ist, so dass das erste elektrische Kontaktierungsmittel während der Montage des Motorgehäuses an dem Invertergehäuse in dem Halteelement gehalten ist,
  • (b) Verbinden des Motorgehäuse und des Invertergehäuses zu einer lösbaren baulichen Einheit, so dass die in einem Motorgehäuse aufgenommene elektrische Maschine in axialer Richtung unmittelbar an die in einem Invertergehäuse aufgenommene Leistungselektronik angrenzt und der erste Fensterabschnitt und der zweite Fensterabschnitt ein gemeinsames Montagefenster definieren,
  • (c) Entnahme des ersten elektrischen Kontaktierungsmittels aus dem Halteelement von außen durch das Montagefenster und Koppeln des ersten elektrischen Kontaktierungsmittels mit dem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel.
Finally, the object of the invention can also be achieved by a method for producing an electrically operable axle drive train for a motor vehicle, comprising the following steps:
  • (a1) Provision of an electrical machine that can be energized by power electronics and accommodated in a motor housing, the motor housing having a first window section on its lateral surface,
  • (a2) Provision of power electronics accommodated in an inverter housing, the inverter housing having a second window section on its lateral surface,
  • (a3) Provision of an electrical interface between the power electronics and the electrical machine, by means of which electrical contact is made between a first electrical contact means, which is electrically conductively coupled to the electrical machine, and a second electrical contact means, which is electrically conductively connected to the power electronics , can be produced, wherein a holding element for releasably fixing the first electrical contacting means is arranged on the motor housing, so that the first electrical contacting means is held in the holding element during assembly of the motor housing on the inverter housing,
  • (b) connecting the motor housing and the inverter housing to form a detachable structural unit, so that the electric machine accommodated in a motor housing is directly adjacent to the power electronics accommodated in an inverter housing in the axial direction and the first window section and the second window section define a common assembly window,
  • (c) Removal of the first electrical contacting means from the holding element from the outside through the assembly window and coupling of the first electrical contacting means to the second electrical contacting means.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to figures without restricting the general inventive idea.

Es zeigt:

  • 1 einen Achsantriebsstrang in drei Montagezuständen in jeweils einer schematischen Blockschaltdarstellung,
  • 2 eine Aufsicht auf ein Montagefenster des Achsantriebsstrangs in zwei verschiedenen Montagezuständen,
  • 3 eine Aufsicht auf ein von einem Deckelelement verschlossenes Montagefenster des Achsantriebsstrangs,
  • 4 ein Halteelement in einer freigestellten perspektivischen Ansicht,
  • 5 Querschnittsansicht auf die elektrische Maschine des Achsantriebsstrangs,
  • 6 einen Achsantriebsstrang mit zwei elektrischen Maschinen in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
  • 7 ein Kraftfahrzeug mit einem elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang in einer schematischen Blockschaltdarstellung.
It shows:
  • 1 an axle drive train in three assembly states, each in a schematic block diagram,
  • 2 a top view of an assembly window of the final drive train in two different assembly states,
  • 3 a top view of an assembly window of the final drive train that is closed by a cover element,
  • 4 a holding element in a cut-out perspective view,
  • 5 Cross-sectional view of the electric machine of the final drive train,
  • 6 an axle drive train with two electrical machines in a schematic block diagram,
  • 7 a motor vehicle with an electrically operable axle drive train in a schematic block diagram.

Die 1 zeigt einen elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang 1 für ein Kraftfahrzeug 2, wie es exemplarisch auch in der 7 gezeigt ist. Ein derartiger Achsantriebsstrang 1 weist in der Regel auch eine Getriebeanordnung 19 auf, welche mit der elektrischen Maschine 4 gekoppelt ist.The 1 shows an electrically operable final drive train 1 for a motor vehicle 2, as an example in the 7 is shown. Such an axle drive train 1 generally also has a transmission arrangement 19 which is coupled to the electric machine 4 .

Der Achsantriebsstrang 1 besitzt eine durch eine Leistungselektronik 3 bestrombare elektrische Maschine 4. In dem Achsantriebsstrang 1 grenzt die in einem Motorgehäuse 9 aufgenommene elektrische Maschine 4 in axialer Richtung unmittelbar an die in einem Invertergehäuse 8 aufgenommene Leistungselektronik 3 an, wobei das Motorgehäuse 9 und das Invertergehäuse 8 eine lösbare bauliche Einheit bilden.The final drive train 1 has an electric machine 4 that can be energized by power electronics 3. In the final drive train 1, the electric machine 4 accommodated in a motor housing 9 adjoins in the axial direction directly the power electronics 3 accommodated in an inverter housing 8, with the motor housing 9 and the inverter housing 8 form a detachable structural unit.

Eine elektrische Schnittstelle 7 ist zwischen der Leistungselektronik 3 und der elektrischen Maschine 4 ausgebildet, mittels derer eine elektrische Kontaktierung zwischen einem ersten elektrischen Kontaktierungsmittel 16, welches elektrisch leitend mit der elektrischen Maschine 4 gekoppelt ist, und einem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel 17, welches mit einem Niederspannungsanschluss elektrisch leitend verbunden ist, herstellbar ist. Dabei ist der Niederspannungsanschluss in bzw. an der Leistungselektronik vorgesehen und/oder in dem Invertergehäuse 8 angeordnet.An electrical interface 7 is formed between the power electronics 3 and the electrical machine 4, by means of which electrical contact is established between a first electrical contact means 16, which is electrically conductively coupled to the electrical machine 4, and a second electrical contact means 17, which is connected to a low-voltage connection is electrically conductively connected, can be produced. The low-voltage connection is provided in or on the power electronics and/or arranged in the inverter housing 8 .

Das Motorgehäuse 9 weist an seiner Mantelfläche 10 einen ersten Fensterabschnitt 11 und das Invertergehäuse 8 an seiner Mantelfläche 12 einen zweiten Fensterabschnitt 13 auf, wobei im zusammengebauten Zustand des Achsantriebsstrangs 1 der erste Fensterabschnitt 11 und der zweite Fensterabschnitt 13 ein gemeinsames Montagefenster 14 definieren, was sich gut aus der 1 ersehen lässt.The motor housing 9 has a first window section 11 on its lateral surface 10 and the inverter housing 8 has a second window section 13 on its lateral surface 12, with the first window section 11 and the second window section 13 defining a common assembly window 14 in the assembled state of the final drive train 1, which is good from the 1 lets see.

Dabei ragt der zweite Fensterabschnitt 13 axial aus dem Invertergehäuse 8 heraus und greift beim Ineinanderfügen von Leistungselektronik 3 und Motorgehäuse 9 unterhalb oder oberhalb des ersten Fensterabschnitts 11 in das Motorgehäuse 9 ein, was sich gut aus der Zusammenschau der und der 1 erkennen lässt.The second window section 13 protrudes axially out of the inverter housing 8 and, when the power electronics 3 and motor housing 9 are joined together, engages in the motor housing 9 below or above the first window section 11, which can be clearly seen from the synopsis of the and the 1 reveals.

Ferner ist ein Halteelement 15 zur lösbaren Fixierung des ersten elektrischen Kontaktierungsmittels 16 an dem Motorgehäuse 9 angeordnet, so dass das erste elektrische Kontaktierungsmittel 16 während der Montage des Motorgehäuses 9 an dem Invertergehäuse 8 in dem Halteelement 15 gehalten und nach der Montage des Motorgehäuses 9 aus dem Halteelement 15 von außen durch das Montagefenster 14 entnehmbar und mit dem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel 17 koppelbar ist, was sich gut aus den und der 1 oder auch der 2 nachvollziehen lässt.Furthermore, a holding element 15 for releasably fixing the first electrical contacting means 16 on the motor housing 9 is arranged, so that the first electrical contacting means 16 is held in the holding element 15 during the assembly of the motor housing 9 on the inverter housing 8 and after the assembly of the motor housing 9 from the Retaining element 15 can be removed from the outside through the mounting window 14 and can be coupled to the second electrical contacting means 17, which can be seen clearly from the and the 1 or that 2 can be understood.

Obwohl in dem Ausführungsbeispiel der 1 nicht gezeigt, wäre es natürlich auch möglich, ein Halteelement 15 zur lösbaren Fixierung des zweiten elektrischen Kontaktierungsmittels 17 an dem Invertergehäuse 8 anzuordnen, so dass das zweite elektrische Kontaktierungsmittel 17 während der Montage des Motorgehäuses 9 an dem Invertergehäuse 8 in dem Halteelement 15 gehalten und nach der Montage des Motorgehäuses 9 aus dem Halteelement 15 von außen durch das Montagefenster 14 entnehmbar und mit dem ersten elektrischen Kontaktierungsmittel 16 koppelbar ist. Das erste elektrische Kontaktierungsmittel 16 und das zweite elektrische Kontaktierungsmittel 18 sind jeweils als ein mehrpoliger Stecker ausgebildet, welcher mit einem in die elektrische Maschine 4 hineinführenden Kabel 24 verbunden ist. Das Montagefenster 14 kann nach der Montage der Kontaktierungsmittel 17 von einem Deckelelement 23, insbesondere lösbar, verschlossen werden, wie es in der 3 skizziert ist.Although in the embodiment of 1 not shown, it would of course also be possible to arrange a holding element 15 for releasably fixing the second electrical contacting means 17 on the inverter housing 8, so that the second electrical contacting means 17 is held in the holding element 15 during the assembly of the motor housing 9 on the inverter housing 8 and afterwards the assembly of the motor housing 9 can be removed from the holding element 15 from the outside through the assembly window 14 and coupled to the first electrical contact means 16 . The first electrical contact means 16 and the second electrical contact means 18 are each designed as a multi-pole plug which is connected to a cable 24 leading into the electrical machine 4 . After the assembly of the contacting means 17, the assembly window 14 can be closed by a cover element 23, in particular detachably, as is shown in FIG 3 is sketched.

Aus der 2 ist ersichtlich, dass der erste Fensterabschnitt 11 und der zweite Fensterabschnitt 13 in axialer Richtung einen Überlappungsbereich 22 aufweisen, der dadurch zustande kommt, dass die Fensterabschnitte 11 auf unterschiedlichen Ebenen übereinander verlaufen, was sich auch aus der 1 ersehen lässt.From the 2 It can be seen that the first window section 11 and the second window section 13 have an overlapping area 22 in the axial direction, which comes about because the window sections 11 run one above the other on different levels, which can also be seen from FIG 1 lets see.

Das Halteelement 15 kann einstückig mit dem Motorgehäuse 9 ausgebildet sein oder, wie es in der 4 gezeigt ist, als ein separates, insbesondere aus Kunststoff ausgeformtes Bauteil, dass form- und/oder stoff- und/oder kraftschlüssig mit dem Motorgehäuse 9 oder Invertergehäuse 8 verbunden ist. Das Halteelement 15 ist hierbei zur lösbaren Fixierung von zwei elektrischen Kontaktierungsmitteln 16,18 ausgebildet.The holding element 15 can be formed in one piece with the motor housing 9 or, as in FIG 4 is shown as a separate component, in particular molded from plastic, that is positively and/or materially and/or non-positively connected to the motor housing 9 or the inverter housing 8 . The holding element 15 is here for detachable Fixation of two electrical contact means 16,18 formed.

Aus der Zusammenschau der 1 und der 5 wird gut ersichtlich, dass das Kabel 24 auf der dem ersten elektrischen Kontaktierungsmittel 16 abgewandten Ende einen in der elektrischen Maschine 4 angeordneten Sensor 25 elektrisch leitend kontaktiert.From the synopsis of 1 and the 5 It is clearly evident that the cable 24 makes electrically conductive contact with a sensor 25 arranged in the electrical machine 4 on the end facing away from the first electrical contacting means 16 .

6 zeigt eine Ausführungsform des Achsantriebsstrangs 1 bei dem eine zweite von der Leistungselektronik 3 bestrombare elektrische Maschine 26 vorhanden ist, wobei die Leistungselektronik 3 axial zwischen der ersten elektrischen Maschine 4 und der zweiten elektrischen Maschine 26 positioniert wird. Eine solcher Achsantriebsstrang 1 wird gelegentlich auch als Twin-Drive bezeichnet. 6 shows an embodiment of the axle drive train 1 in which there is a second electric machine 26 that can be energized by the power electronics 3 , the power electronics 3 being positioned axially between the first electric machine 4 and the second electric machine 26 . Such an axle drive train 1 is occasionally also referred to as a twin drive.

Anhand der 1-2 kann insbesondere auch noch einmal gut das Verfahren zur Herstellung eines elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrangs 1 für ein Kraftfahrzeug 2, erläutert werden. Es umfasst die folgenden Schritte:

  • Zunächst erfolgt die Bereitstellung einer durch eine Leistungselektronik 3 bestrombaren und in einem Motorgehäuse 9 aufgenommenen elektrischen Maschine 4, wobei das Motorgehäuse 9 an seiner Mantelfläche 10 einen ersten Fensterabschnitt 11 aufweist, sowie die Bereitstellung einer in einem Invertergehäuse 8 aufgenommenen Leistungselektronik 3, wobei das Invertergehäuse 8 an seiner Mantelfläche 12 einen zweiten Fensterabschnitt 13 aufweist, und die Bereitstellung einer elektrische Schnittstelle 7 zwischen der Leistungselektronik 3 und der elektrischen Maschine 4, mittels derer eine elektrische Kontaktierung zwischen einem ersten elektrischen Kontaktierungsmittel 16, welches elektrisch leitend mit der elektrischen Maschine 4 gekoppelt ist, und einem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel 17, welches mit der Leistungselektronik 3 elektrisch leitend verbunden ist, herstellbar ist, wobei ein Halteelement 15 zur lösbaren Fixierung des ersten elektrischen Kontaktierungsmittels 16 an dem Motorgehäuse 9 angeordnet ist, so dass das erste elektrische Kontaktierungsmittel 16 während der Montage des Motorgehäuses 9 an dem Invertergehäuse 8 in dem Halteelement 15 gehalten ist.
Based on 1-2 In particular, the method for producing an electrically operable axle drive train 1 for a motor vehicle 2 can also be explained once again. It includes the following steps:
  • Firstly, an electrical machine 4 that can be powered by power electronics 3 and is housed in a motor housing 9 is provided, with the motor housing 9 having a first window section 11 on its lateral surface 10, and power electronics 3 housed in an inverter housing 8 are provided, with the inverter housing 8 has a second window section 13 on its lateral surface 12, and the provision of an electrical interface 7 between the power electronics 3 and the electrical machine 4, by means of which electrical contact is made between a first electrical contact means 16, which is electrically conductively coupled to the electrical machine 4. and a second electrical contacting means 17, which is electrically conductively connected to the power electronics 3, wherein a holding element 15 for the detachable fixing of the first electrical contacting means 16 is arranged on the motor housing 9, so that the first electrical contacting means 16 during assembly of the Motor housing 9 is held on the inverter housing 8 in the holding member 15.

Es folgt das Verbinden des Motorgehäuse 9 und des Invertergehäuses 8 zu einer lösbaren baulichen Einheit, so dass die in einem Motorgehäuse 9 aufgenommene elektrische Maschine 4 in axialer Richtung unmittelbar an die in einem Invertergehäuse 8 aufgenommene Leistungselektronik 3 angrenzt und der erste Fensterabschnitt 11 und der zweite Fensterabschnitt 13 ein gemeinsames Montagefenster 14 definieren. Dieser Montagezustand ist in der der 1 gezeigt.The motor housing 9 and the inverter housing 8 are then connected to form a detachable structural unit, so that the electric machine 4 accommodated in a motor housing 9 is directly adjacent in the axial direction to the power electronics 3 accommodated in an inverter housing 8 and the first window section 11 and the second Window section 13 define a common assembly window 14 . This assembly state is in the the 1 shown.

Danach erfolgt die Entnahme des ersten elektrischen Kontaktierungsmittels 16 aus dem Halteelement 15 von außen durch das Montagefenster 14 und das Koppeln des ersten elektrischen Kontaktierungsmittels 16 mit dem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel 17, was sich gut aus der Zusammenschau der und der 1 nachvollziehen lässt.Thereafter, the removal of the first electrical contacting means 16 from the holding element 15 from the outside through the assembly window 14 and the coupling of the first electrical contacting means 16 with the second electrical contacting means 17, which is well from the synopsis of and the 1 can be understood.

BezugszeichenlisteReference List

11
Achsantriebsstrangfinal drive train
22
Kraftfahrzeugmotor vehicle
33
Leistungselektronikpower electronics
44
elektrische Maschine electric machine
77
Schnittstelleinterface
88th
Invertergehäuseinverter housing
99
Motorgehäusemotor housing
1010
Mantelflächelateral surface
1111
Fensterabschnittwindow section
1212
Mantelflächelateral surface
1313
Fensterabschnittwindow section
1414
Montagefensterassembly window
1515
Halteelementholding element
1616
Kontaktierungsmittelcontacting means
1717
Kontaktierungsmittelcontacting means
1818
Kontaktierungsmittelcontacting means
1919
Getriebeanordnung gear arrangement
2222
Überlappungsbereichoverlap area
2323
Deckelelementcover element
2424
KabelCable
2525
Sensorsensor
2626
elektrische Maschineelectric machine

Claims (10)

Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug (2), umfassend eine durch eine Leistungselektronik (3) bestrombare elektrische Maschine (4), wobei in dem Achsantriebsstrang (1) die in einem Motorgehäuse (9) aufgenommene elektrische Maschine (4) in axialer Richtung unmittelbar an die in einem Invertergehäuse (8) aufgenommene Leistungselektronik (3) angrenzt, wobei das Motorgehäuse (9) und das Invertergehäuse (8) eine lösbare bauliche Einheit bilden, und eine elektrische Schnittstelle (7) zwischen der Leistungselektronik (3) und der elektrischen Maschine (4) ausgebildet ist, mittels derer eine elektrische Kontaktierung zwischen einem ersten elektrischen Kontaktierungsmittel (16), welches elektrisch leitend mit der elektrischen Maschine (4) gekoppelt ist, und einem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel (17), welches mit einem Niederspannungsanschluss elektrisch leitend verbunden ist, herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (9) an seiner Mantelfläche (10) einen ersten Fensterabschnitt (11) und das Invertergehäuse (8) an seiner Mantelfläche (12) einen zweiten Fensterabschnitt (13) aufweist, wobei im zusammengebauten Zustand des Achsantriebsstrangs (1) der erste Fensterabschnitt (11) und der zweite Fensterabschnitt (13) ein gemeinsames Montagefenster (14) definieren, wobei ein Halteelement (15) zur lösbaren Fixierung des ersten elektrischen Kontaktierungsmittels (16) an dem Motorgehäuse (9) angeordnet ist, so dass das erste elektrische Kontaktierungsmittel (16) während der Montage des Motorgehäuses (9) an dem Invertergehäuse (8) in dem Halteelement (15) gehalten und nach der Montage des Motorgehäuses (9) aus dem Halteelement (15) von außen durch das Montagefenster (14) entnehmbar und mit dem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel (17) koppelbar ist, oder ein Halteelement (15) zur lösbaren Fixierung des zweiten elektrischen Kontaktierungsmittels (17) an dem Invertergehäuse (8) angeordnet ist, so dass das zweite elektrische Kontaktierungsmittel (17) während der Montage des Motorgehäuses (9) an dem Invertergehäuse (8) in dem Halteelement (15) gehalten und nach der Montage des Motorgehäuses (9) aus dem Halteelement (15) von außen durch das Montagefenster (14) entnehmbar und mit dem ersten elektrischen Kontaktierungsmittel (16) koppelbar ist.Electrically operable final drive train (1) for a motor vehicle (2), comprising an electric machine (4) that can be energized by power electronics (3), the electric machine (4) accommodated in a motor housing (9) in the final drive train (1) in an axial Directly adjacent to the power electronics (3) accommodated in an inverter housing (8), the motor housing (9) and the inverter housing (8) forming a detachable structural unit, and an electrical interface (7) between the power electronics ronik (3) and the electrical machine (4) is formed, by means of which an electrical contact between a first electrical contact means (16), which is electrically conductively coupled to the electrical machine (4), and a second electrical contact means (17), which is electrically conductively connected to a low-voltage connection, characterized in that the motor housing (9) has a first window section (11) on its lateral surface (10) and the inverter housing (8) has a second window section (13 ), wherein in the assembled state of the axle drive train (1), the first window section (11) and the second window section (13) define a common assembly window (14), with a holding element (15) for the detachable fixing of the first electrical contacting means (16). is arranged in the motor housing (9), so that the first electrical contacting means (16) is held in the holding element (15) during the assembly of the motor housing (9) on the inverter housing (8) and after the assembly of the motor housing (9) from the holding element (15) can be removed from the outside through the assembly window (14) and can be coupled to the second electrical contacting means (17), or a holding element (15) for releasably fixing the second electrical contacting means (17) is arranged on the inverter housing (8), see above that the second electrical contact means (17) is held in the holding element (15) during the assembly of the motor housing (9) on the inverter housing (8) and after the assembly of the motor housing (9) from the holding element (15) from the outside through the assembly window ( 14) can be removed and coupled to the first electrical contacting means (16). Achsantriebsstrang (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Fensterabschnitt (11) und der zweite Fensterabschnitt (13) in axialer Richtung einen Überlappungsbereich (22) aufweisenFinal drive train (1) according to claim 1 , characterized in that the first window section (11) and the second window section (13) have an overlapping area (22) in the axial direction Achsantriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (15) einstückig mit dem Motorgehäuse (9) ausgebildet ist.Axle drive train (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the retaining element (15) is constructed in one piece with the motor housing (9). Achsantriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (15) als ein separates, insbesondere aus Kunststoff ausgeformtes Bauteil ausgebildet ist, dass form- und/oder stoff- und/oder kraftschlüssig mit dem Motorgehäuse (9) oder Invertergehäuse (8) verbunden ist.Axle drive train (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the retaining element (15) is designed as a separate component, in particular molded from plastic, which is positively and/or materially and/or non-positively connected to the motor housing (9) or Inverter housing (8) is connected. Achsantriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (15) zur lösbaren Fixierung einer Mehrzahl von elektrischen Kontaktierungsmitteln (16,18) ausgebildet ist.Axle drive train (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the holding element (15) is designed for the detachable fixing of a plurality of electrical contacting means (16, 18). Achsantriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagefenster (14) von einem Deckelelement (23) insbesondere lösbar verschlossen ist.Axle drive train (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the assembly window (14) is closed by a cover element (23), in particular detachably. Achsantriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elektrische Kontaktierungsmittel (16) ein insbesondere mehrpoliger Stecker ist, welcher mit einem in die elektrische Maschine (4) hineinführenden Kabel (24) verbunden ist.Axle drive train (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first electrical contacting means (16) is in particular a multi-pole plug which is connected to a cable (24) leading into the electrical machine (4). Achsantriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (24) auf der dem ersten elektrischen Kontaktierungsmittel (16) abgewandten Ende einen in der elektrischen Maschine (4) angeordneten Sensor (25) elektrisch leitend kontaktiert.Axle drive train (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cable (24) at the end remote from the first electrical contacting means (16) makes electrically conductive contact with a sensor (25) arranged in the electrical machine (4). Achsantriebsstrang (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsantriebsstrang (1) eine zweite von der Leistungselektronik (3) bestrombare elektrische Maschine (26) umfasst, wobei die Leistungselektronik (3) axial zwischen der ersten elektrischen Maschine (4) und der zweiten elektrischen Maschine (26) positioniert ist.Axle drive train (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the axle drive train (1) comprises a second electrical machine (26) which can be energized by the power electronics (3), the power electronics (3) being located axially between the first electrical machine (4) and the second electrical machine (26) is positioned. Verfahren zur Herstellung eines elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug (2), umfassend die folgenden Schritte: • (a1) Bereitstellung einer durch eine Leistungselektronik (3) bestrombaren und in einem Motorgehäuse (9) aufgenommenen elektrischen Maschine (4), wobei das Motorgehäuse (9) an seiner Mantelfläche (10) einen ersten Fensterabschnitt (11) aufweist, • (a2) Bereitstellung einer in einem Invertergehäuse (8) aufgenommenen Leistungselektronik (3), wobei das Invertergehäuse (8) an seiner Mantelfläche (12) einen zweiten Fensterabschnitt (13) aufweist, • (a3) Bereitstellung einer elektrische Schnittstelle (7) zwischen der Leistungselektronik (3) und der elektrischen Maschine (4), mittels derer eine elektrische Kontaktierung zwischen einem ersten elektrischen Kontaktierungsmittel (16), welches elektrisch leitend mit der elektrischen Maschine (4) gekoppelt ist, und einem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel (17), welches mit der Leistungselektronik (3) elektrisch leitend verbunden ist, herstellbar ist, wobei ein Halteelement (15) zur lösbaren Fixierung des ersten elektrischen Kontaktierungsmittels (16) an dem Motorgehäuse (9) angeordnet ist, so dass das erste elektrische Kontaktierungsmittel (16) während der Montage des Motorgehäuses (9) an dem Invertergehäuse (8) in dem Halteelement (15) gehalten ist, • (b) Verbinden des Motorgehäuse (9) und des Invertergehäuses (8) zu einer lösbaren baulichen Einheit, so dass die in einem Motorgehäuse (9) aufgenommene elektrische Maschine (4) in axialer Richtung unmittelbar an die in einem Invertergehäuse (8) aufgenommene Leistungselektronik (3) angrenzt und der erste Fensterabschnitt (11) und der zweite Fensterabschnitt (13) ein gemeinsames Montagefenster (14) definieren, • (c) Entnahme des ersten elektrischen Kontaktierungsmittels (16) aus dem Halteelement (15) von außen durch das Montagefenster (14) • Koppeln des ersten elektrischen Kontaktierungsmittels (16) mit dem zweiten elektrischen Kontaktierungsmittel (17).A method for producing an electrically operable axle drive train (1) for a motor vehicle (2), comprising the following steps: • (a1) providing a by a power electronics (3) energized and in a motor housing (9) accommodated electrical machine (4), wherein the motor housing (9) has a first window section (11) on its lateral surface (10), • (a2) providing power electronics (3) accommodated in an inverter housing (8), the inverter housing (8) on its lateral surface (12) having a second window section (13), • (a3) providing an electrical interface (7) between the power electronics (3) and the electrical machine (4), by means of which an electrical contact between a first electrical contact means (16), which is electrically conductive with is coupled to the electrical machine (4), and a second electrical contacting means (17) which is electrically conductively connected to the power electronics (3), wherein a retaining element (15) for releasably fixing the first electrical contacting means (16) on is arranged in the motor housing (9), so that the first electrical contact means (16) is held in the holding element (15) during assembly of the motor housing (9) on the inverter housing (8), • (b) connecting the motor housing (9) and the inverter housing (8) to form a detachable structural unit, so that the electric machine (4) accommodated in a motor housing (9) can be connected in the axial direction directly to the electric machine (4) accommodated in an inverter housing (8). Power electronics (3) adjoins and the first window section (11) and the second window section (13) define a common assembly window (14), • (c) removal of the first electrical contacting means (16) from the holding element (15) from the outside through the assembly window (14) • Coupling of the first electrical contacting means (16) with the second electrical contacting means (17).
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