DE102022132491B3 - Braking system of a motor vehicle electrically driven by an electric machine - Google Patents

Braking system of a motor vehicle electrically driven by an electric machine Download PDF

Info

Publication number
DE102022132491B3
DE102022132491B3 DE102022132491.5A DE102022132491A DE102022132491B3 DE 102022132491 B3 DE102022132491 B3 DE 102022132491B3 DE 102022132491 A DE102022132491 A DE 102022132491A DE 102022132491 B3 DE102022132491 B3 DE 102022132491B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
brake
actuating means
electric machine
braking system
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102022132491.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Doris Maria Wimmer
Simon ORTMANN
Benedikt Grubauer
Alan Barrera Bohorquez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102022132491.5A priority Critical patent/DE102022132491B3/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102022132491B3 publication Critical patent/DE102022132491B3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
    • B60T1/06Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels acting otherwise than on tread, e.g. employing rim, drum, disc, or transmission or on double wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T5/00Vehicle modifications to facilitate cooling of brakes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/001Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00Special features of vehicle units
    • B60Y2400/42Clutches or brakes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bremssystem (1) eines mittels einer elektrischen Maschine (2) elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (3), wobei das Bremssystem (1) eine Bremse (4) mit einer Bremsscheibe (5) umfasst, welche mittels eines Bremsaktuators (7) mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist, und die elektrische Maschine (2) einen Rotor (8) aufweist, welcher drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad (24) des Kraftfahrzeugs (3) gekoppelt ist, wobei die Bremse (4) in einem Bremsgehäuse (9) aufgenommen und die Bremsscheibe (5) drehmomentübertragend mit dem Rotor (8) der elektrischen Maschine (2) verbunden ist.The invention relates to a braking system (1) of a motor vehicle (3) that can be electrically driven by means of an electric machine (2), wherein the braking system (1) comprises a brake (4) with a brake disk (5) that can be subjected to a friction torque by means of a brake actuator (7), and the electric machine (2) has a rotor (8) that is coupled to at least one vehicle wheel (24) of the motor vehicle (3) in a torque-transmitting manner, wherein the brake (4) is accommodated in a brake housing (9) and the brake disk (5) is connected to the rotor (8) of the electric machine (2) in a torque-transmitting manner.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem eines mittels einer elektrischen Maschine elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem eine Bremse mit einer Bremsscheibe umfasst, welche mittels eines Bremsaktuators mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist, und die elektrische Maschine einen Rotor aufweist, welcher drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist,The present invention relates to a braking system of a motor vehicle that can be electrically driven by means of an electric machine, wherein the braking system comprises a brake with a brake disc, which can be subjected to a friction torque by means of a brake actuator, and the electric machine has a rotor which is coupled to at least one vehicle wheel of the motor vehicle in a torque-transmitting manner,

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. Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich beispielsweise 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. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist.Electric motors are increasingly being used to drive motor vehicles in order to create alternatives to combustion engines that require fossil fuels. Considerable efforts have already been made to improve the everyday suitability of electric drives and also to be able to offer users the usual driving comfort. A detailed description of an electric drive can be found, for example, in an article in the magazine ATZ 113th year, 05/2011, pages 360-365 by Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski and Jens Liebold with the title: Highly integrated and flexible electric drive unit for electric vehicles. This article describes a drive unit for an axle of a vehicle, which includes an electric motor that is arranged coaxially to a bevel gear differential.

Hierbei können derartige Kraftfahrzeuge mit einem hybridisierten oder elektrifizierten Antriebstrang nicht nur mit Hilfe einer elektrischen Maschine beschleunigen und sondern auch abbremsen. Beim Bremsvorgang wird hierzu die elektrische Maschine generatorisch betrieben und die rekuperierte Energie beispielsweise zum Laden des Akkus verwendet. Aus Sicherheitsgründen wird jedoch weiterhin eine weitere, mechanische Bremsvorrichtung benötigt. Bei radnahen Antrieben, wie beispielsweise einem Radnabenmotor oder einer elektrischen Achse, ergibt sich hierbei eine erschwerte Bauraumsituation.Such motor vehicles with a hybridized or electrified drive train can not only accelerate and brake with the help of an electric machine, but also. During braking, the electric machine is operated as a generator and the recuperated energy is used, for example, to charge the battery. For safety reasons, however, an additional mechanical braking device is still required. With drives close to the wheels, such as a wheel hub motor or an electric axle, this results in a more difficult installation space situation.

Insbesondere bei einem Fahrzeug mit einem elektrischen Radnabenantrieb, einem sogenannten E-Wheel Drive, kommen oftmals Bremsen mit Lamellen zum Einsatz, um das Fahrzeug abzubremsen. Es sind aber auch Bremsen in der Ausführung als Scheibenbremse mit Schwimmsattel, Scheibenbremse mit Festsattel, Trommelbremse und Mehrscheibenbremse bekannt.Particularly in vehicles with an electric wheel hub drive, a so-called E-Wheel Drive, brakes with discs are often used to slow the vehicle down. However, brakes in the form of disc brakes with floating calipers, disc brakes with fixed calipers, drum brakes and multiple disc brakes are also known.

Aus der DE 10 2019 120 409 A1 ist beispielsweise eine Bremsvorrichtung für eine Radnabenantriebsanordnung bekannt, bei der die gegenüber der Umfangsrichtung feststehenden Bremspartner Kühlkanäle aufweisen. Der axial bewegliche Bremspartner wird über Bremszylinder betätigt. Der in Umfangsrichtung bewegliche Bremspartner ist als Lamellenträger ausgebildet.From the EN 10 2019 120 409 A1 For example, a braking device for a wheel hub drive arrangement is known in which the brake partners that are fixed relative to the circumferential direction have cooling channels. The axially movable brake partner is actuated by brake cylinders. The brake partner that is movable in the circumferential direction is designed as a disk carrier.

Ferner existiert eine zunehmende Anforderung, die Emissionen von Bremsabrieb, der häufig als Feinstaub anfällt, zu reduzieren oder vollständig zu vermeiden. Aus der WO 2016/ 146 625 A1 ist ein Bremssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 offenbart. Weiterer Stand der Technik ist in der DE 11 60 319 B beschrieben.There is also an increasing requirement to reduce or completely avoid emissions of brake dust, which often occurs as fine dust. WO 2016/ 146 625 A1 a braking system according to the preamble of claim 1 is disclosed. Further prior art is in the DE 11 60 319 B described.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung ein verbessertes Bremssystem mit hohen Bremsmomenten, hoher Betriebssicherheit und geringen Bremsstaub-Emissionen mit geringem Platzbedarf bereitzustellen.It is therefore the object of the invention to provide an improved braking system with high braking torques, high operational reliability and low brake dust emissions with a small space requirement.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Bremssystem eines mittels einer elektrischen Maschine elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, wobei das Bremssystem eine Bremse mit einer Bremsscheibe umfasst, welche mittels eines Bremsaktuators mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist, und die elektrische Maschine einen Rotor aufweist, welcher drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, wobei die Bremse in einem Bremsgehäuse aufgenommen und die Bremsscheibe drehmomentübertragend mit dem Rotor der elektrischen Maschine verbunden ist.This object is achieved by a braking system of a motor vehicle that can be electrically driven by means of an electric machine, wherein the braking system comprises a brake with a brake disc, which can be subjected to a friction torque by means of a brake actuator, and the electric machine has a rotor which is coupled to at least one vehicle wheel of the motor vehicle in a torque-transmitting manner, wherein the brake is accommodated in a brake housing and the brake disc is connected to the rotor of the electric machine in a torque-transmitting manner.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass das erfindungsgemäße Bremssystem die Rekuperation der elektrischen Maschine im Generatorbetrieb in Fahrsituationen ergänzt, wo diese allein nicht eine erwünschte Bremsenergie bereitstellen kann. Das sind zum Beispiel Fahrsituationen mit niedriger Geschwindigkeit des Fahrzeugs bzw. Drehzahl der elektrischen Maschine oder ein Halten zum Stillstand oder Bremsvorgänge bei niedriger Temperatur.This provides the advantage that the braking system according to the invention supplements the recuperation of the electric machine in generator mode in driving situations where this alone cannot provide the desired braking energy. These are, for example, driving situations with a low vehicle speed or speed of the electric machine or stopping at a standstill or braking at low temperatures.

Der Vorteil einer zusätzlichen, gekapselten Bremse ist es, dass die Bremsenergie als Wärme an das Thermomanagement des Kraftfahrzeugs weitergeben kann, ohne dass die Energie zwischendurch beispielsweise in der Batterie des Fahrzeugs gespeichert werden muss. Zudem werden Bremsstaubpartikel nicht an die Umwelt gegeben. Falls die gesetzlichen Regularien dies in Zukunft zulassen, kann zudem beispielsweise auch auf die Radbremsen an einer Achse evtl. verzichtet werden.The advantage of an additional, encapsulated brake is that the braking energy can be transferred to the thermal management of the vehicle as heat, without the energy having to be stored in the vehicle's battery, for example. In addition, brake dust particles are not released into the environment. If legal regulations allow this in the future, it may also be possible to dispense with the wheel brakes on one axle, for example.

Eine derartige Bremse wird gelegentlich aus als Komplementärbremse bezeichnet.Such a brake is sometimes referred to as a complementary brake.

Die Bremse ist bevorzugt in einem Bremsgehäuse angeordnet. Das Bremsgehäuse umhaust die Bremse. Ein Bremsgehäuse kann darüber hinaus auch einen oder mehrere Bremsaktuatoren aufnehmen. Das Bremsgehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems und derart ausgebildet sein, dass Kühlfluid über das Bremsgehäuse dem Bremssystem zugeführt wird und/oder die Wärme über die Gehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Bremsgehäuse die Komplementärbremse vor äußeren mechanischen und/oder chemischen Einflüssen. Ein Bremsgehäuse kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafterweise kann das Bremsgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Grauguss oder Stahlguss geformt sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Bremsgehäuse ganz oder teilweise aus einem Kunststoff auszubilden. Ferner ist es möglich, dass das Bremsgehäuse einstückig oder mehrteilig ausgeführt ist. Das Bremsgehäuse kann auch vollständig oder teilweise als ein Teil eines Motorgehäuses einer elektrischen Maschine oder eines Getriebegehäuses eines mit der elektrischen Maschine gekoppelten Getriebes ausgebildet sein. Bevorzugt bilden das Bremsgehäuse und das Motorgehäuse oder das Getriebegehäuse eine bauliche Einheit. Hierzu kann das Bremsgehäuse beispielsweise mit dem Motorgehäuse oder dem Getriebegehäuse verschraubt sein. Bevorzugt ist das Bremsgehäuse derart ausgeführt, dass beim Bremsen entstehender Abrieb nicht aus dem Bremsgehäuse entweichen kann. Hierdurch kann eine ungewollte Belastung der Umwelt mit Bremsabrieb vermieden werden. Ferner lassen sich durch eine derartige Kapslung des Bremssystems auch Bremsgeräusche gegenüber der Umwelt reduzieren. Ein weiterer vorteilhafter Aspekt dieser Kapslung ist es, dass die Bremsleistung des Bremssystems unabhängig von den Witterungsbedingungen außerhalb des Kraftfahrzeugs ist.The brake is preferably arranged in a brake housing. The brake housing encloses the brake. A brake housing can also accommodate one or more brake actuators. The brake housing can also Part of a cooling system and designed in such a way that cooling fluid is supplied to the brake system via the brake housing and/or the heat can be dissipated to the outside via the housing surfaces. In addition, the brake housing protects the complementary brake from external mechanical and/or chemical influences. A brake housing can in particular be made from a metallic material. The brake housing can advantageously be formed from a metallic cast material, such as gray cast iron or cast steel. In principle, it is also conceivable to form the brake housing entirely or partially from a plastic. It is also possible for the brake housing to be designed in one piece or in several parts. The brake housing can also be designed entirely or partially as part of a motor housing of an electrical machine or a transmission housing of a transmission coupled to the electrical machine. The brake housing and the motor housing or the transmission housing preferably form a structural unit. For this purpose, the brake housing can be screwed to the motor housing or the transmission housing, for example. The brake housing is preferably designed in such a way that abrasion that occurs during braking cannot escape from the brake housing. This prevents unwanted exposure of the environment to brake wear. Furthermore, this type of encapsulation of the braking system also reduces braking noise in the environment. Another advantageous aspect of this encapsulation is that the braking performance of the braking system is independent of the weather conditions outside the vehicle.

Ein Bremsaktuator hat insbesondere die Funktion, die Bremse zu aktuieren, also in einen reibschlüssigen Betriebszustand und einem vom Reibschluss gelösten Betriebszustand zu versetzen. Der Bremsaktuator kann hierzu insbesondere pneumatisch, hydraulisch, elektromotorisch, mechanisch, elektromagnetisch oder aus einer beliebigen Kombination hieraus betätigt werden.A brake actuator has the particular function of actuating the brake, i.e. putting it into a frictionally engaged operating state and an operating state released from the frictional engagement. For this purpose, the brake actuator can be actuated in particular pneumatically, hydraulically, by an electric motor, mechanically, electromagnetically or by any combination thereof.

Das erfindungsgemäße Bremssystem ist bevorzugt für ein mittels einer elektrischen Maschine elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug vorgesehen. Elektrische Maschinen im Sinne dieser Anmeldung dienen zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und umfassen 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 angeordneten Teil. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung kann eine elektrische Maschine insbesondere als Rotationsmaschine ausgebildet sein. Bei derartigen elektrischen Rotationsmaschinen wird insbesondere zwischen Radialflussmaschinen und Axialflussmaschinen unterschieden. Dabei zeichnet sich eine Radialflussmaschine dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Luftspalt, sich in radialer Richtung erstrecken, während im Falle einer Axialflussmaschine sich die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator gebildeten Luftspalt in axialer Richtung erstrecken. Eine elektrische Maschine ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere für die Verwendung innerhalb eines Antriebsstrang eines hybrid- oder vollelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen. 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 die elektrische Maschine 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.The braking system according to the invention is preferably provided for a motor vehicle that can be driven electrically by means of an electric machine. Electric machines in the sense of this application serve to convert electrical energy into mechanical energy and/or vice versa, and generally comprise a stationary part referred to as a stator, stand or armature and a part referred to as a rotor or runner and arranged to be movable relative to the stationary part. In connection with this invention, an electric machine can be designed in particular as a rotary machine. In such rotary electric machines, a distinction is made in particular between radial flux machines and axial flux machines. A radial flux machine is characterized in that the magnetic field lines in the air gap formed between the rotor and stator extend in the radial direction, while in the case of an axial flux machine the magnetic field lines in the air gap formed between the rotor and stator extend in the axial direction. In connection with the present invention, an electric machine is intended in particular for use within a drive train of a hybrid or fully electrically driven motor vehicle. In particular, the electric machine is dimensioned such 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 machine particularly preferably has an output of more than 30 kW, preferably more than 50 kW and in particular more than 70 kW. It is further preferred that the electric machine provides speeds of more than 5,000 rpm, particularly preferably more than 10,000 rpm, very particularly preferably more than 12,500 rpm.

Die elektrische Maschine kann ein Gehäuse aufweisen, das auch als Motorgehäuse bezeichnet wird. Das Motorgehäuse umhaust die elektrische Maschine. Ein Motorgehäuse kann darüber hinaus auch die Steuer- und Leistungselektronik, sowie bevorzugt auch zumindest Teile des Bremssystems 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 wird und/oder die Wärme über die Motorgehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Motorgehäuse die elektrische Maschine sowie die ggf. vorhandene Elektronik vor äußeren mechanischen und/oder chemischen Einflüssen. Ein Motorgehäuse der elektrischen Maschine kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafterweise kann das Motorgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Grauguss oder Stahlguss geformt sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Motorgehäuse ganz oder teilweise aus einem Kunststoff auszubilden. Ferner ist es möglich, dass das Motorgehäuse der elektrischen Maschine einstückig oder mehrteilig ausgeführt ist.The electric machine can have a housing, which is also referred to as a motor housing. The motor housing encloses the electric machine. A motor housing can also accommodate the control and power electronics, and preferably also at least parts of the braking system. 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 is supplied to the electric machine via the motor housing and/or the heat can be dissipated to the outside via the motor housing surfaces. In addition, the motor housing protects the electric machine and any electronics present from external mechanical and/or chemical influences. A motor housing of the electric machine can in particular be made of a metallic material. The motor housing can advantageously be formed from a metallic cast material, such as gray cast iron or cast steel. In principle, it is also conceivable to form the motor housing entirely or partially from a plastic. It is also possible for the motor housing of the electric machine to be made in one piece or in several parts.

Ein Rotor ist der sich drehende (rotierende) Teil einer elektrischen Maschine. Der Rotor umfasst insbesondere eine Rotorwelle und einen oder mehrere drehfest auf der Rotorwelle angeordnete, aus Rotorblechpaketen gebildete Rotorkörper. Die Rotorwelle kann hohl ausgeführt sein, was zum einen eine Gewichtsersparnis zur Folge hat und was zum anderen die Zufuhr von Schmier- oder Kühlmittel zum Rotorkörper erlaubt. Die Rotorwelle ist insbesondere mit der Bremswelle der Komplementärbremse koppelbar.A rotor is the rotating part of an electrical machine. The rotor comprises in particular a rotor shaft and one or more rotor bodies formed from rotor laminations arranged on the rotor shaft in a rotationally fixed manner. The rotor shaft can be hollow, which on the one hand results in a weight saving and on the other hand enables the supply of lubricant or coolant to the Rotor body permitted. The rotor shaft can be coupled in particular with the brake shaft of the complementary brake.

Die elektrische Maschine und/oder die Bremse sind/ist bevorzugt mit einem Getriebe koppelbar, welches insbesondere zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich besonders bevorzugt um ein Hauptantriebsdrehmoment, so dass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment angetrieben wird.The electric machine and/or the brake can preferably be coupled to a transmission which is designed in particular 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.

Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine und/oder die Bremse sowie das Getriebe in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung der Getriebeanordnung gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet. Das Antriebsstranggehäuse ist bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt. Grundsätzlich wäre es jedoch auch möglich, das Antriebsstranggehäuse aus einem Kunststoff zu bilden. Das Antriebsstranggehäuse kann insbesondere bevorzugt eine topfartige Grundform aufweisen, so dass die elektrische Maschine und das Getriebe über die offene Stirnseite des Antriebsstranggehäuses in dieses eingesetzt werden können.In particular, it can be provided that the electric machine and/or the brake and the transmission are arranged in a common drive train housing. Alternatively, it would of course also be possible for the electric machine to have a motor housing and the transmission to have a transmission housing, the structural unit then being able to be effected by fixing the transmission arrangement relative to the electric machine. This structural unit is sometimes also referred to as an electric axle. The drive train housing is preferably made of a metallic material, particularly preferably aluminum, gray cast iron or cast steel, in particular by means of a primary forming process such as casting or die casting. In principle, however, it would also be possible to form the drive train housing from a plastic. The drive train housing can particularly preferably have a pot-like basic shape, so that the electric machine and the transmission can be inserted into the drive train housing via the open front side of the drive train housing.

Die elektrische Maschine besitzt bevorzugt ein Motorgehäuse und/oder das Getriebe ein Getriebegehäuse, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung des Getriebes gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Das Getriebegehäuse ist ein Gehäuse zur Aufnahme eines Getriebes. Es hat die Aufgabe, vorhandene Wellen jeweils über die Lager zu führen und den Rädern (eventuell Kurvenscheiben) bei allen Belastungen diejenigen Freiheitsgrade zu gewähren, derer sie bedürfen, ohne sie in der Dreh- und eventuell Bahnbewegung zu behindern, sowie Lagerkräfte und Abstützmomente aufzunehmen. Ein Getriebegehäuse kann ein- oder mehrschalig, das heißt, ungeteilt oder geteilt ausgebildet sein. Das Getriebegehäuse sollte insbesondere auch sowohl Geräusche und Vibrationen dämpfen als auch Hydraulikfluid sicher aufnehmen können. Das Getriebegehäuse ist bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt.The electric machine preferably has a motor housing and/or the gearbox a gearbox housing, the structural unit then being able to be achieved by fixing the gearbox relative to the electric machine. The gearbox housing is a housing for accommodating a gearbox. Its job is to guide existing shafts via the bearings and to grant the wheels (possibly cam disks) the degrees of freedom they require under all loads without hindering their rotation and possible path movement, as well as to absorb bearing forces and support moments. A gearbox housing can be single- or multi-shell, i.e. undivided or divided. The gearbox housing should in particular also be able to dampen noise and vibrations and safely accommodate hydraulic fluid. The gearbox housing is preferably made of a metallic material, particularly preferably aluminum, gray cast iron or cast steel, in particular by means of a primary forming process such as casting or die casting.

Das Getriebe kann des Weiteren bevorzugt als ein Planetengetriebe konfiguriert sein oder ein Planetengetriebe umfassen. Das Planetengetriebe kann bevorzugt ein Sonnenrad und mehrere mit dem Sonnenrad in Eingriff stehende und in einem Planetenradträger drehbar gelagerte Planetenräder aufweisen, die sich rotatorisch um das Sonnenrad bewegen, sowie ein koaxial zum Sonnenrad angeordnetes Hohlrad, in welchem die Planetenräder wälzen.The transmission can further preferably be configured as a planetary transmission or comprise a planetary transmission. The planetary transmission can preferably have a sun gear and a plurality of planetary gears that mesh with the sun gear and are rotatably mounted in a planetary gear carrier, which move in rotation around the sun gear, as well as a ring gear arranged coaxially to the sun gear, in which the planetary gears roll.

Das Getriebe kann ferner ein Differentialgetriebe aufweisen. Ein Differentialgetriebe ist ein Planetengetriebe mit einem Antrieb und zwei Abtrieben. Es hat üblicherweise die Funktion, zwei Fahrzeugräder eines Kraftfahrzeugs so anzutreiben, dass sie in Kurven unterschiedlich schnell, aber mit gleicher Vortriebskraft drehen können.The transmission can also have a differential gear. A differential gear is a planetary gear with one input and two outputs. Its function is usually to drive two wheels of a motor vehicle so that they can turn at different speeds in curves but with the same propulsive force.

Um verschiedene Antriebs- bzw. Betriebsmodi für das Kraftfahrzeug zu realisieren, kann eine oder mehrere Trennkupplungen innerhalb des Drehmomentenpfads zwischen der elektrischen Maschine und einem Fahrzeugrad vorgesehen werden. Eine Trennkupplung kann beispielsweise zwischen dem Ausgang der elektrischen Maschine und dem Eingang des Getriebes angeordnet sein, so dass die elektrische Maschine von dem Getriebe entkoppelbar ist, wodurch sich ein Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs bereitstellen lässt. Auch wäre es denkbar, eine Trennkupplung zwischen dem Ausgang des Getriebes und einem Fahrzeugrad oder den Fahrzeugrädern anzuordnen, wodurch ebenfalls ein Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs realisierbar ist. Schließlich ist es auch möglich, eine Trennkupplung zwischen dem Eingang des Bremssystems und dem Ausgang der elektrischen Maschine anzuordnen, womit sich das Bremssystem vollständig von der elektrischen Maschine entkuppeln lässt.In order to implement different drive or operating modes for the motor vehicle, one or more separating clutches can be provided within the torque path between the electric machine and a vehicle wheel. A separating clutch can, for example, be arranged between the output of the electric machine and the input of the transmission, so that the electric machine can be decoupled from the transmission, thereby enabling the motor vehicle to coast. It would also be conceivable to arrange a separating clutch between the output of the transmission and a vehicle wheel or wheels, thereby also enabling the motor vehicle to coast. Finally, it is also possible to arrange a separating clutch between the input of the braking system and the output of the electric machine, whereby the braking system can be completely decoupled from the electric machine.

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 mechanical power without being tied to railway tracks. A motor vehicle can, for example, be selected from the group of passenger cars (PCs), lorries (HGVs), mopeds, light motor vehicles, motorcycles, buses (KOM) or tractors.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims. The features listed individually in the dependent claims can be combined with one another in a technologically meaningful manner and can define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred embodiments of the invention being presented.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Bremssystem ein Bremskühlkreislauf zu Abfuhr von Wärme aus der Bremse aufweist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die durch die Reibungsenergie der Bremse erzeugte Wärme abgeführt und beispielsweise einem Thermomanagement-System eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt werden kann. Ferner kann durch die Kühlung der Bremse deren Bremsleistung erhöht und insbesondere auch ein sog. thermisches Fading, also einen wärmebedingten Bremskraftverlust, verringert werden.According to an advantageous embodiment of the invention, the brake system can have a brake cooling circuit to dissipate heat from the brake. The advantage of this embodiment is that the heat generated by the frictional energy of the brake can be dissipated and made available, for example, to a thermal management system of a motor vehicle. Furthermore, cooling the brake can increase its braking performance and, in particular, reduce so-called thermal fading, i.e. a loss of braking force due to heat.

Der Begriff Thermomanagement bezeichnet im Rahmen dieser Erfindung die bedarfsgerechte und effiziente Lenkung der thermischen Energieströme in einem insbesondere batteriebetriebenen, elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug entsprechend dem jeweils vorherrschenden Betriebs- bzw. Lastzustand.In the context of this invention, the term thermal management refers to the needs-based and efficient control of thermal energy flows in a particularly battery-operated, electrically driven motor vehicle according to the prevailing operating or load condition.

Das Thermomanagement-System des Kraftfahrzeugs kann ein hydraulisches Steuersystem umfassen. Ein hydraulisches Steuersystem lenkt die Volumenströme innerhalb eines Thermomanagements eines Kraftfahrzeugs mittels hydraulisch auf ein Fluid einwirkender Schaltelemente, wie beispielsweise Ventile, Schieber, Pumpen und dergleichen. Das hydraulische Steuersystem kann hierzu beispielsweise insbesondere einen Volumenstrom völlig oder teilweise abdrosseln und/oder an die relevanten Wärmequellen und -senken in Subkreisläufen des Thermomanagements eines Kraftfahrzeugs verteilen. Hierzu werden die hydraulischen Schaltelemente durch die elektronische Steuereinheit gesteuert und geschaltet.The thermal management system of the motor vehicle can comprise a hydraulic control system. A hydraulic control system directs the volume flows within a thermal management system of a motor vehicle by means of switching elements that act hydraulically on a fluid, such as valves, slides, pumps and the like. For this purpose, the hydraulic control system can, for example, completely or partially throttle a volume flow and/or distribute it to the relevant heat sources and sinks in sub-circuits of the thermal management system of a motor vehicle. For this purpose, the hydraulic switching elements are controlled and switched by the electronic control unit.

Ein hydraulisches Schaltelement kann eine Hydraulikpumpe, ein Schaltventil, ein steuerbares Drosselventil und dergleichen sein. Bevorzugt ist ein hydraulisches Schaltelement elektrisch ansteuerbar. Des Weiteren weist ein hydraulisches Schaltelement bevorzugt wenigstens zwei voneinander verschiedene, schaltbare Betriebszustände auf, in denen das hydraulische Schaltelement in unterschiedlicher Weise auf das entsprechende Fluid in einem Kreislauf einwirkt.A hydraulic switching element can be a hydraulic pump, a switching valve, a controllable throttle valve and the like. A hydraulic switching element can preferably be controlled electrically. Furthermore, a hydraulic switching element preferably has at least two different, switchable operating states in which the hydraulic switching element acts in different ways on the corresponding fluid in a circuit.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann also vorgesehen sein, dass die Bremse einen Bremskühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zur Bremse aufweist, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Bremskühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Bremskühlkreislauf einwirkt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can therefore be provided that the brake has a brake cooling circuit for dissipating or supplying heat from or to the brake, wherein the hydraulic control unit acts on the brake cooling circuit by means of at least one hydraulic switching element in order to influence the volume flows in the brake cooling circuit.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das die elektrische Maschine einen Motorkühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zur elektrischen Maschine aufweist, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Motorkühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Motorkühlkreislauf einwirkt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the electric machine has an engine cooling circuit for dissipating or supplying heat from or to the electric machine, wherein the hydraulic control unit acts on the engine cooling circuit by means of at least one hydraulic switching element to influence the volume flows in the engine cooling circuit.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Thermomanagement-System ferner einen Inverter mit einem Inverterkühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zum Inverter aufweist, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Inverterkühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Inverterkühlkreislauf einwirkt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the thermal management system further comprises an inverter with an inverter cooling circuit for dissipating or supplying heat from or to the inverter, wherein the hydraulic control unit acts on the inverter cooling circuit by means of at least one hydraulic switching element in order to influence the volume flows in the inverter cooling circuit.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das die Fahrzeugbatterie einen Batteriekühlkreislauf zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zur Fahrzeugbatterie aufweist, wobei die hydraulische Steuereinheit zur Beeinflussung der Volumenströme in dem Batteriekühlkreislauf mittels wenigstens eines hydraulischen Schaltelements auf den Batteriekühlkreislauf einwirkt.According to an advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the vehicle battery has a battery cooling circuit for dissipating or supplying heat from or to the vehicle battery, wherein the hydraulic control unit acts on the battery cooling circuit by means of at least one hydraulic switching element to influence the volume flows in the battery cooling circuit.

Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass die Bremse einen axialbeweglichen Bremssattel aufweist, welcher durch den Bremsaktuator in einen Reibschluss mit der axial fixierten Bremsscheibe versetzbar ist, was Bauraumvorteile für vorgegebene Bauraumsituationen mit sich bringen kann.According to a further preferred development of the invention, it can also be provided that the brake has an axially movable brake caliper, which can be brought into frictional engagement with the axially fixed brake disc by the brake actuator, which can bring about installation space advantages for given installation space situations.

Des Weiteren ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, dass der Bremsaktuator ein radial versetzbares Aktuierungsmittel aufweist, das mit dem axialbeweglichen Bremssattel so zusammenwirkt, dass ein radialer Versatz des Aktuierungsmittels einen axialen Versatz des Bremssattels bewirkt, so dass der Bremssattel in Reibschluss mit der Bremsscheibe bringbar ist. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass sich hierdurch axial besonders kompakt bauende Bremssysteme realisieren lassen.Furthermore, according to the invention, it is provided that the brake actuator has a radially displaceable actuating means which interacts with the axially movable brake caliper in such a way that a radial offset of the actuating means causes an axial offset of the brake caliper, so that the brake caliper can be brought into frictional engagement with the brake disk. The advantageous effect of this design is based on the fact that it enables particularly compact axial brake systems to be implemented.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass das radial versetzbare Aktuierungsmittel einen ersten Rampenabschnitt aufweist, der bei einem radialen Versatz des Aktuierungsmittels gegen einen korrespondierenden am Bremssattel ausgebildeten zweiten Rampenabschnitt anläuft, so dass ein radialer Versatz des Aktuierungsmittels über die Rampenabschnitte, einen axialen Versatz des Bremssattels bewirkt, wodurch eine konstruktiv einfache wie auch betriebssichere Umsetzung einer radialen in eine axiale Aktuierungsbewegung erfolgen kann.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided that the radially displaceable actuating means has a first ramp section which, in the event of a radial offset of the actuating means, runs against a corresponding second ramp section formed on the brake caliper, so that a radial offset of the actuating means via the ramp sections causes an axial offset of the brake caliper, thereby enabling a structurally simple and operationally reliable implementation of a radial into an axial actuation movement.

Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass das radial versetzbare Aktuierungsmittel axial verschiebbar gelagert ist, so dass die Bremsscheibe insbesondere auch axial durch das Aktuierungsmittel kontaktierbar und reibungsbeaufschlagbar ist.Furthermore, the invention can also be further developed in such a way that the radially displaceable actuating means is mounted so as to be axially displaceable, so that the brake disc can in particular also be contacted axially by the actuating means and subjected to friction.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass das Aktuierungsmittel zur Herstellung eines Reibschlusses von radial innen nach außen oder von radial außen nach radial innen versetzbar ist. Hierdurch kann jeweils eine optimierte Anordnung entsprechend der gegebenen Bauraumbedingungen bereitgestellt werden.In a likewise preferred embodiment variant of the invention, it can also be provided that the actuating means can be displaced from radially inside to outside or from radially outside to radially inside in order to produce a frictional connection. This makes it possible to provide an optimized arrangement in accordance with the given installation space conditions.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass in oder an dem Bremssattel wenigstens ein an den Bremskühlkreislauf anschließbarer Kühlkanal ausgebildet ist. Der Vorteil, der sich hierdurch realisieren lässt, ist, dass die entstehende Reibungswärme aus einem nicht drehenden Bauteil der Bremse abgeführt werden kann. Da der Bremssattel üblicherweise nicht über allzu viel Masse verfügt, kann eine recht schnelle Erwärmung eines Hydraulikfluids in den Kühlkanälen erfolgen, so dass ein solches System regelmäßig eine gute thermische Dynamik aufweist.It may also be advantageous to further develop the invention in such a way that at least one cooling channel that can be connected to the brake cooling circuit is formed in or on the brake caliper. The advantage that can be achieved in this way is that the frictional heat generated can be dissipated from a non-rotating component of the brake. Since the brake caliper usually does not have a lot of mass, a hydraulic fluid in the cooling channels can be heated up quite quickly, so that such a system usually has good thermal dynamics.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass wenigstens einseitig, bevorzugt beidseits an den Stirnflächen der Bremsscheibe jeweils ein Reibbelag fixiert ist, welcher durch den Bremssattel und/oder das Aktuierungsmittel mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist, und/oder an dem Bremssattel und/oder dem Aktuierungsmittel wenigstens jeweils ein Reibbelag fixiert ist, welcher mit jeweils einer der Stirnflächen der Bremsscheibe in Reibkontakt bringbar ist. Hierdurch kann insbesondere eine Verbesserung der aufgebrachten Reibmomente erreicht werden.According to a further preferred embodiment of the subject matter of the invention, it can be provided that a friction lining is fixed to at least one side, preferably both sides, of the end faces of the brake disc, which can be subjected to a friction torque by the brake caliper and/or the actuating means, and/or at least one friction lining is fixed to the brake caliper and/or the actuating means, which can be brought into frictional contact with one of the end faces of the brake disc. This can in particular improve the applied friction torques.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass der Bremsaktuator ein elektro-mechanischer oder ein elektro-hydraulischer Bremsaktuator ist.Finally, the invention can also be advantageously implemented such that the brake actuator is an electro-mechanical or an electro-hydraulic brake actuator.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass die Bremse als trocken laufende Bremse konfiguriert ist. Es ist somit bevorzugt, dass das Bremssystem als ein „trockenes“ Bremssystem ausgeführt ist, dass in einer der Bremskomponenten - vorzugsweise in der nicht-rotierenden - Kühlkanäle oder Kühlschläuche besitzt. Durch diese wird ein Kühlmittel, beispielsweise eine Wasser-Glykol-Mischung oder ein Kühlöl, zum Thermomanagement-System des Kraftfahrzeugs transportiert. Gegenüber einem „nassen“ (Lamellen-) Bremssystem hat ein „trockenes“ Bremssystem den Vorteil, dass es in unbetätigtem Zustand deutlich weniger Verluste erzeugt und der Reibwert und damit das Bremsmoment konstanter ist.Finally, the invention can also be advantageously designed such that the brake is configured as a dry-running brake. It is therefore preferred that the brake system is designed as a "dry" brake system that has cooling channels or cooling hoses in one of the brake components - preferably in the non-rotating one. A coolant, for example a water-glycol mixture or a cooling oil, is transported through these to the thermal management system of the motor vehicle. Compared to a "wet" (multi-disk) brake system, a "dry" brake system has the advantage that it generates significantly fewer losses when not actuated and the coefficient of friction and thus the braking torque is more constant.

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 limiting the general inventive concept.

Es zeigt:

  • 1 einen Achsantriebsstrang mit einem Bremssystem in einer schematischen Axialschnittansicht,
  • 2 eine Bremse in einer schematischen Axialschnittdarstellung,
  • 3 ein Bremssystem eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Blockschaltdarstellung.
It shows:
  • 1 an axle drive train with a braking system in a schematic axial sectional view,
  • 2 a brake in a schematic axial section,
  • 3 a braking system of a motor vehicle in a schematic block diagram.

Die 1 zeigt ein Bremssystem 1 eines mittels einer elektrischen Maschine 2 elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs 3, wie es exemplarisch auch in der 3 skizziert ist. Das Bremssystem 1 besitzt in der Ausführungsform der 3 ferner ein Betriebsbremssystem 27 zur radselektiven Bremsmomentbeaufschlagung der Fahrzeugräder 24 der ersten Fahrzeugachse und der zweiten Fahrzeugachse.The 1 shows a braking system 1 of a motor vehicle 3 that can be driven electrically by means of an electric machine 2, as is also shown by way of example in the 3 The braking system 1 has in the embodiment of the 3 furthermore, a service brake system 27 for wheel-selective braking torque application to the vehicle wheels 24 of the first vehicle axle and the second vehicle axle.

Das Bremssystem 1 verfügt ferner über eine Bremse 4 mit einer Bremsscheibe 5, welche mittels eines Bremsaktuators 7 mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist. Die in dem Motorgehäuse 21 aufgenommene elektrische Maschine 2 besitzt einen Rotor 8, welcher drehmomentübertragend mit der Bremse 4 und mit wenigstens einem Fahrzeugrad 24 koppelbar ist. Hierzu ist die Rotorwelle 17 mit der Bremswelle 23 drehfest verbunden.The braking system 1 also has a brake 4 with a brake disk 5, which can be subjected to a friction torque by means of a brake actuator 7. The electric machine 2 accommodated in the motor housing 21 has a rotor 8, which can be coupled to the brake 4 and to at least one vehicle wheel 24 in a torque-transmitting manner. For this purpose, the rotor shaft 17 is connected to the brake shaft 23 in a rotationally fixed manner.

Ersichtlich ist aus der 1 ferner, dass die Bremse 4 einen Bremskühlkreislauf 10 umfasst, mittels dessen Wärme aus der Bremse 4 abführbar und über den Wärmetauscher 22 einem Thermomanagement-System des Kraftfahrzeugs 3 zuführbar ist.It is clear from the 1 furthermore, that the brake 4 comprises a brake cooling circuit 10, by means of which heat can be dissipated from the brake 4 and fed to a thermal management system of the motor vehicle 3 via the heat exchanger 22.

Die elektrische Maschine 2, die Bremse 4 sowie das Getriebe 19 bilden hierbei eine bauliche Einheit, die auch als Achsantriebsstrang 20 bezeichnet ist. Um beispielsweise einen Segelbetrieb des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen, ist zwischen dem Fahrzeugrad 24 und der elektrischen Maschine 2 die Trennkupplung 18 angeordnet. Man erkennt anhand der 1 gut, dass ein Schließen der Bremse 4 unmittelbar ein Verzögerungsmoment auf den Rotor 8 der elektrischen Maschine 2 beaufschlagt und weiter ebenfalls auf das Fahrzeugrad 24. Die Bremse 4 ist in einem Bremsgehäuse 9 aufgenommen, welches eine bauliche Einheit mit der elektrischen Maschine 2 bildet.The electric machine 2, the brake 4 and the transmission 19 form a structural unit, which is also referred to as the axle drive train 20. In order to enable the motor vehicle to coast, for example, the separating clutch 18 is arranged between the vehicle wheel 24 and the electric machine 2. It can be seen from the 1 good that closing the brake 4 immediately applies a deceleration torque to the rotor 8 of the electric machine 2 and also to the vehicle wheel 24. The brake 4 is in a brake housing 9 on which forms a structural unit with the electrical machine 2.

In dieser Konfiguration können also drei verschiedene Verzögerungsmomente auf ein oder mehrere der Fahrzeugräder 24 wirken: Das von der Bremse 4 erzeugte Verzögerungsmoment, dass von der elektrischen Maschine 2 erzeugte Verzögerungsmoment und/oder das von dem Betriebsbremssystem 27 erzeugte Verzögerungsmoment. Je nach Fahrsituation und Verzögerungsbedarf können diese drei zu Verfügung stehende Verzögerungsmomente miteinander kombiniert und gesteuert beaufschlagt werden.In this configuration, three different deceleration moments can act on one or more of the vehicle wheels 24: the deceleration moment generated by the brake 4, the deceleration moment generated by the electric machine 2 and/or the deceleration moment generated by the service brake system 27. Depending on the driving situation and deceleration requirement, these three available deceleration moments can be combined with one another and applied in a controlled manner.

Der 2 ist entnehmbar, dass die Bremse 4 einen axialbeweglichen Bremssattel 11 aufweist, welcher durch den Bremsaktuator 7 in einen Reibschluss mit der axial fixierten Bremsscheibe 5 versetzbar ist. Die axiale Verschiebbarkeit ist durch den entsprechenden gestrichelten Pfeil angedeutet. Der Bremsaktuator 7 weist ferner ein radial versetzbares Aktuierungsmittel 12 auf, das mit dem axialbeweglichen Bremssattel 11 so zusammenwirkt, dass ein radialer Versatz des Aktuierungsmittels 12 einen axialen Versatz des Bremssattels 11 bewirkt, so dass der Bremssattel 11 in Reibschluss mit der Bremsscheibe 5 bringbar ist. Auch hier ist die Radialbewegung des Aktuierungsmittels 12 durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet.The 2 it can be seen that the brake 4 has an axially movable brake calliper 11, which can be brought into frictional engagement with the axially fixed brake disk 5 by the brake actuator 7. The axial displaceability is indicated by the corresponding dashed arrow. The brake actuator 7 also has a radially displaceable actuating means 12, which interacts with the axially movable brake calliper 11 in such a way that a radial offset of the actuating means 12 causes an axial offset of the brake calliper 11, so that the brake calliper 11 can be brought into frictional engagement with the brake disk 5. Here too, the radial movement of the actuating means 12 is indicated by a dashed arrow.

Das radial versetzbare Aktuierungsmittel 12 besitzt einen ersten Rampenabschnitt 13, der bei einem radialen Versatz des Aktuierungsmittels 12 gegen einen korrespondierenden, am Bremssattel 11 ausgebildeten zweiten Rampenabschnitt 14 anläuft, so dass ein radialer Versatz des Aktuierungsmittels 12 über die Rampenabschnitte 13,14 einen axialen Versatz des Bremssattels 11 bewirkt. Hierbei ist auch das radial versetzbare Aktuierungsmittel 12 axial verschiebbar gelagert.The radially displaceable actuating means 12 has a first ramp section 13 which, when the actuating means 12 is radially displaced, runs against a corresponding second ramp section 14 formed on the brake caliper 11, so that a radial displacement of the actuating means 12 via the ramp sections 13, 14 causes an axial displacement of the brake caliper 11. The radially displaceable actuating means 12 is also mounted so as to be axially displaceable.

Das Aktuierungsmittel 12 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 3 zur Herstellung eines Reibschlusses von radial innen nach außen versetzbar.The actuating means 12 is in the embodiment shown of the 3 Can be moved radially from the inside to the outside to create a frictional connection.

In oder an dem Bremssattel 11 ist wenigstens ein an den Bremskühlkreislauf 10 anschließbarer Kühlkanal 15 ausgebildet. Zur Anbindung des Kühlkanals 15 kann ein in axialer Richtung flexibler Kanalabschnitt 26 verwendet werden, der den axialen Versatz des Bremssattels 11 gegenüber dem Bremsgehäuse 9 ausgleichen kann.At least one cooling channel 15 that can be connected to the brake cooling circuit 10 is formed in or on the brake caliper 11. To connect the cooling channel 15, a channel section 26 that is flexible in the axial direction can be used, which can compensate for the axial offset of the brake caliper 11 relative to the brake housing 9.

Beidseits an den Stirnflächen der Bremsscheibe 5 ist jeweils ein Reibbelag 16 fixiert, welcher durch den Bremssattel 11 und/oder das Aktuierungsmittel 12 mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist.A friction lining 16 is fixed on both sides of the front surfaces of the brake disc 5, which can be subjected to a friction torque by the brake caliper 11 and/or the actuating means 12.

Bei der gezeigten Ausführungsform handelt es sich also im Wesentlichen um eine Scheibenbremse mit einem schwimmenden Bremssattel 11, die radial gegen einen schrägen, zusätzlichen Rampenabschnitt 13,14 betätigt wird. In der Umgebung dieser Rampenabschnitte 13,14 und den Reibflächen zum Bremssattel 11 verläuft der Kühlkanal 15, der von einer Kühlflüssigkeit durchströmt werden kann und welcher hydraulisch mit dem Bremskühlkreislauf 10 verbunden ist.The embodiment shown is essentially a disk brake with a floating brake calliper 11, which is actuated radially against an inclined, additional ramp section 13, 14. In the vicinity of these ramp sections 13, 14 and the friction surfaces to the brake calliper 11 runs the cooling channel 15, through which a cooling liquid can flow and which is hydraulically connected to the brake cooling circuit 10.

Der Bremssattel ist axial verschiebbar über mehrere Führungsstifte 25 gelagert. Diese Lagerung ist Teil des angedeuteten Bremsgehäuses 9 oder fest mit dem Bremsgehäuse 9 verbunden.The brake calliper is mounted so as to be axially displaceable via a plurality of guide pins 25. This bearing is part of the indicated brake housing 9 or is firmly connected to the brake housing 9.

Abweichend von der in 3 gezeigten Ausführungsform wäre es ferner denkbar, dass das Aktuierungsmittel 12 von radial außen nach innen versetzbar ist. Dies erfordert einen Durchgriff durch den Bremssattel 11. Außerdem denkbar ist eine Umkehrung der Rampenabschnitte 13,14, so dass der Bremsakuator 7 das keilförmige Aktuierungsmittel 12 nicht gegen den Rampenabschnitt 14 des Bremssattels 11 drückt, sondern zieht.Deviating from the 3 In the embodiment shown, it would also be conceivable for the actuating means 12 to be displaceable from radially outside to inside. This requires a passage through the brake calliper 11. It is also conceivable to reverse the ramp sections 13, 14 so that the brake actuator 7 does not press the wedge-shaped actuating means 12 against the ramp section 14 of the brake calliper 11, but rather pulls it.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The above description is therefore not to be regarded as restrictive, but as explanatory. The following patent claims are to be understood in such a way that a named feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of further features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' features, this designation serves to distinguish between two similar features without establishing a ranking.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
BremssystemBraking system
22
elektrische Maschineelectric machine
33
KraftfahrzeugMotor vehicle
44
Bremsebrake
55
Bremsscheibe Brake disc
77
BremsaktuatorBrake actuator
88th
Rotorrotor
99
BremsgehäuseBrake housing
1010
BremskühlkreislaufBrake cooling circuit
1111
BremssattelBrake caliper
1212
AktuierungsmittelActuating means
1313
RampenabschnittRamp section
1414
RampenabschnittRamp section
1515
KühlkanalCooling channel
1616
ReibbelagFriction lining
1717
RotorwelleRotor shaft
1818
TrennkupplungSeparating clutch
1919
Getriebetransmission
2020
AchsantriebsstrangAxle drive train
2121
MotorgehäuseEngine housing
2222
WärmetauscherHeat exchanger
2323
BremswelleBrake shaft
2424
FahrzeugradVehicle wheel
2525
FührungsstiftGuide pin
2626
KanalabschnittCanal section
2727
BetriebsbremssystemService brake system

Claims (8)

Bremssystem (1) eines mittels einer elektrischen Maschine (2) elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs (3), wobei das Bremssystem (1) eine Bremse (4) mit einer Bremsscheibe (5) umfasst, welche mittels eines Bremsaktuators (7) mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist, und die elektrische Maschine (2) einen Rotor (8) aufweist, welcher drehmomentübertragend mit wenigstens einem Fahrzeugrad (24) des Kraftfahrzeugs (3) gekoppelt ist, wobei die Bremse (4) in einem Bremsgehäuse (9) aufgenommen und die Bremsscheibe (5) drehmomentübertragend mit dem Rotor (8) der elektrischen Maschine (2) verbunden ist, wobei die Bremse (4) einen axialbeweglichen Bremssattel (11) aufweist, welcher durch den Bremsaktuator (7) in einen Reibschluss mit der axial fixierten Bremsscheibe (5) versetzbar ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsaktuator (7) ein radial versetzbares Aktuierungsmittel (12) aufweist, das mit dem axialbeweglichen Bremssattel (11) so zusammenwirkt, dass ein radialer Versatz des Aktuierungsmittels (12) einen axialen Versatz des Bremssattels (11) bewirkt, so dass der Bremssattel (11) in Reibschluss mit der Bremsscheibe (5) bringbar ist.Brake system (1) of a motor vehicle (3) that can be electrically driven by means of an electric machine (2), wherein the brake system (1) comprises a brake (4) with a brake disk (5) that can be subjected to a frictional torque by means of a brake actuator (7), and the electric machine (2) has a rotor (8) that is coupled to at least one vehicle wheel (24) of the motor vehicle (3) in a torque-transmitting manner, wherein the brake (4) is accommodated in a brake housing (9) and the brake disk (5) is connected to the rotor (8) of the electric machine (2) in a torque-transmitting manner, wherein the brake (4) has an axially movable brake caliper (11) that can be brought into frictional engagement with the axially fixed brake disk (5) by the brake actuator (7) , characterized in that the brake actuator (7) has a radially movable actuating means (12) that interacts with the axially movable brake caliper (11) in such a way that a radial offset of the Actuating means (12) causes an axial offset of the brake calliper (11) so that the brake calliper (11) can be brought into frictional engagement with the brake disc (5). Bremssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremssystem (1) ein Bremskühlkreislauf (10) zu Abfuhr von Wärme aus der Bremse (4) aufweist.Braking system (1) according to Claim 1 , characterized in that the braking system (1) has a brake cooling circuit (10) for dissipating heat from the brake (4). Bremssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das radial versetzbare Aktuierungsmittel (12) einen ersten Rampenabschnitt (13) aufweist, der bei einem radialen Versatz des Aktuierungsmittels (12) gegen einen korrespondierenden am Bremssattel (11) ausgebildeten zweiten Rampenabschnitt (14) anläuft, so dass ein radialer Versatz des Aktuierungsmittels (12) über die Rampenabschnitte (13,14) einen axialen Versatz des Bremssattels (11) bewirktBrake system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the radially displaceable actuating means (12) has a first ramp section (13) which, in the event of a radial offset of the actuating means (12), runs against a corresponding second ramp section (14) formed on the brake calliper (11), so that a radial offset of the actuating means (12) via the ramp sections (13, 14) causes an axial offset of the brake calliper (11). Bremssystem (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das radial versetzbare Aktuierungsmittel (12) axial verschiebbar gelagert ist.Braking system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the radially displaceable actuating means (12) is mounted axially displaceably. Bremssystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktuierungsmittel (12) zur Herstellung eines Reibschlusses von radial innen nach außen oder von radial außen nach radial innen versetzbar ist.Braking system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuating means (12) can be displaced from radially inside to outside or from radially outside to radially inside in order to produce a frictional connection. Bremssystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an dem Bremssattel (11) wenigstens ein an den Bremskühlkreislauf (10) anschließbarer Kühlkanal (15) ausgebildet ist.Braking system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one cooling channel (15) connectable to the brake cooling circuit (10) is formed in or on the brake calliper (11). Bremssystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einseitig, bevorzugt beidseits an den Stirnflächen der Bremsscheibe (5) jeweils ein Reibbelag (16) fixiert ist, welcher durch den Bremssattel (11) und/oder das Aktuierungsmittel (12) mit einem Reibmoment beaufschlagbar ist, und/oder an dem Bremssattel (11) und/oder dem Aktuierungsmittel (12) wenigstens jeweils ein Reibbelag (16) fixiert ist, welcher mit jeweils einer der Stirnflächen der Bremsscheibe (5) in Reibkontakt bringbar ist.Brake system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one friction lining (16) is fixed to the end faces of the brake disc (5) on one side, preferably on both sides, which friction lining can be subjected to a frictional moment by the brake caliper (11) and/or the actuating means (12), and/or at least one friction lining (16) is fixed to the brake caliper (11) and/or the actuating means (12), which friction lining can be brought into frictional contact with one of the end faces of the brake disc (5). Bremssystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsaktuator (7) ein elektro-mechanischer oder ein elektro-hydraulischer Bremsaktuator (7) ist.Braking system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the brake actuator (7) is an electro-mechanical or an electro-hydraulic brake actuator (7).
DE102022132491.5A 2022-12-07 2022-12-07 Braking system of a motor vehicle electrically driven by an electric machine Active DE102022132491B3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022132491.5A DE102022132491B3 (en) 2022-12-07 2022-12-07 Braking system of a motor vehicle electrically driven by an electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022132491.5A DE102022132491B3 (en) 2022-12-07 2022-12-07 Braking system of a motor vehicle electrically driven by an electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022132491B3 true DE102022132491B3 (en) 2024-06-06

Family

ID=91079007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022132491.5A Active DE102022132491B3 (en) 2022-12-07 2022-12-07 Braking system of a motor vehicle electrically driven by an electric machine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022132491B3 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1027080B (en) 1955-05-09 1958-03-27 Anciens Etablissements Panhard Disc brakes, especially for motor vehicles
DE1160319B (en) 1955-08-13 1963-12-27 Daimler Benz Ag Hydraulically operated disc brakes for motor vehicles
WO2016146625A1 (en) 2015-03-17 2016-09-22 Qinetiq Limited Electric hub drive with braking assembly
CN112096762A (en) 2020-08-20 2020-12-18 武汉职业技术学院 Water-cooling braking system
DE102019120409A1 (en) 2019-07-29 2021-02-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Brake arrangement for a wheel hub drive and wheel hub drive with the brake arrangement

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1027080B (en) 1955-05-09 1958-03-27 Anciens Etablissements Panhard Disc brakes, especially for motor vehicles
DE1160319B (en) 1955-08-13 1963-12-27 Daimler Benz Ag Hydraulically operated disc brakes for motor vehicles
WO2016146625A1 (en) 2015-03-17 2016-09-22 Qinetiq Limited Electric hub drive with braking assembly
DE102019120409A1 (en) 2019-07-29 2021-02-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Brake arrangement for a wheel hub drive and wheel hub drive with the brake arrangement
CN112096762A (en) 2020-08-20 2020-12-18 武汉职业技术学院 Water-cooling braking system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102021205074A1 (en) Service braking system with heat-coupled drive of electrically powered vehicles
DE102021205068A1 (en) Sustainable service brake system for electrically powered motor vehicles
DE102020211442A1 (en) Braking system for a vehicle and vehicle with a braking system
DE102022132491B3 (en) Braking system of a motor vehicle electrically driven by an electric machine
DE102022132486B3 (en) Braking system of a motor vehicle driven electrically by means of an electric machine
DE102022132493B3 (en) Braking system of a motor vehicle driven electrically by means of an electric machine
DE102022132488B3 (en) Braking system of a motor vehicle electrically driven by an electric machine
DE102022132495B4 (en) Braking system of a motor vehicle driven electrically by means of an electric machine
DE102022132490B3 (en) Braking system of a motor vehicle electrically driven by an electric machine
DE102022131370B4 (en) Braking system of a motor vehicle electrically driven by an electric machine
DE102022133995B4 (en) Braking system and axle drive train of a motor vehicle
DE102022132496A1 (en) Braking system of a motor vehicle electrically driven by an electric machine
DE102022131332A1 (en) Braking system
DE102022131330A1 (en) Braking system for a motor vehicle driven by an electric machine
DE102022131384A1 (en) Braking system
DE102022133996A1 (en) Hybrid or fully electric motor vehicle
DE102022129406B3 (en) Central clutch release, clutch assembly and electric axle drive train
DE102022130981A1 (en) Braking system and electric axle drive train of a motor vehicle
DE102022133997A1 (en) Braking system for an electrically driven motor vehicle
DE102022131333A1 (en) Thermal management system for an electrically powered motor vehicle
DE102022124956B3 (en) Central clutch release, hydraulic actuation device, transmission device and electrically operated axle drive train
WO2023213345A1 (en) Electric vehicle, and retarder module for the electric vehicle
DE102022131334A1 (en) Thermal management system, electric axle drive train and electrically powered motor vehicle
DE102022109842A1 (en) Drive arrangement
DE102022131327A1 (en) Hydraulic release system

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division