DE19923315A1 - Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number
DE19923315A1
DE19923315A1 DE1999123315 DE19923315A DE19923315A1 DE 19923315 A1 DE19923315 A1 DE 19923315A1 DE 1999123315 DE1999123315 DE 1999123315 DE 19923315 A DE19923315 A DE 19923315A DE 19923315 A1 DE19923315 A1 DE 19923315A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drive system
drive
rotor
unit
stator
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.)
Granted
Application number
DE1999123315
Other languages
English (en)
Other versions
DE19923315B4 (de
Inventor
Thomas Voss
Wolfgang Runge
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.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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 ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE19923315.2A priority Critical patent/DE19923315B4/de
Publication of DE19923315A1 publication Critical patent/DE19923315A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19923315B4 publication Critical patent/DE19923315B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/04Starting of engines by means of electric motors the motors being associated with current generators

Abstract

Es wird ein Antriebssystem für ein von einem Antriebsaggregat (1) angetriebenes Kraftfahrzeug mit einer Getriebeeinheit (3, 3') und wenigstens einer als Motor und/oder Generator betreibbaren elektrischen Maschine (7, 7'), welche wenigstens einen Stator (8, 8', 8'') und einen Rotor (9, 9', 9'') mit Aktivteilen (15, 15', 16, 17) aufweist, beschrieben. Die Aktivteile (15, 15', 16, 17) der elektrischen Maschine (7, 7') sind ohne eigenes Gehäuse rotationssymmetrisch und/oder koaxial zu einer Antriebsstrangwelle (6, 6A, 6B, 6') oder einem hierzu parallel angeordneten rotierenden Bauteil (10) innerhalb eines Gehäuses (2 bzw. 4, 4') des Antriebsaggregates (1) und/oder der Getriebeeinheit (3, 3') angeordnet und bilden mit Bauteilen (10', 10'') des Antriebsaggregates (1) oder der Getriebeeinheit (3, 3') eine strukturelle Einheit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein von einem Antriebsaggregat angetriebenes Kraftfahrzeug, mit einer Getriebeeinheit und wenigstens einer als Motor und/oder Generator betreibbaren elektrischen Maschine nach der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug weist übli­ cherweise wenigstens eine elektrische Maschine auf, welche z. B. das Antriebsaggregat selbst sein kann.
Elektromotoren als Antriebsmotoren, welche von einer Batterie oder einer bordeigenen Brennstoffzelle mit elek­ trischer Energie gespeist werden, werden vor allem im Hin­ blick auf eine Verringerung der Schadstoffemissionen zuneh­ mend anstelle von Verbrennungsmotoren eingesetzt, da sie in ihrer Bauart kompakt sind, mit ihrem großen Drehzahlbereich ein komfortables und fast geräuschloses Fahren ermöglichen und emissionslos arbeiten.
Neben rein elektrischen Antriebssystemen sind auch teilelektrische Fahrzeugantriebe bekannt, welche in der Praxis auch als "Hybrid-Antriebe" bezeichnet werden. Diese teilelektrischen Antriebssysteme weisen als Antriebsaggre­ gat hauptsächlich einen Verbrennungsmotor auf, der eine große Leistungsfähigkeit und Reichweite des Kraftfahrzeuges ermöglicht. Ergänzende Elektromotoren bieten hingegen die Vorteile der Elektroantriebe, wie z. B. eine Bremsenergie­ nutzung und ein emissionsfreies Fahren, wobei Reichweite und Leistung eingeschränkt sind.
Eine solche teilelektrische Lösung ist z. B. aus der deutschen Publikation VDI-Berichte 1346 (1997), P. Teneber­ ge: "Stufenlose Fahrzeuggetriebe mit elektrischer Lei­ stungsverzweigung", 83-114, bekannt. Darin wird ein elek­ trisch leistungsverzweigtes Hybrid-Getriebe mit zwei Elek­ tromaschinen, die als leistungsübertragende Antriebselemen­ te in einem mechanischen Getriebe integriert sind, be­ schrieben. Diese bekannte Lösung bietet eine weitgehende Systemintegration des elektrischen Antriebs in den verbren­ nungsmotorischen Antriebsstrang, wobei die elektrischen Maschinen auch zusätzliche Aufgaben wie die eines Anlassers oder eines Bordnetzgenerators übernehmen können.
Nachteilig ist bei diesem Antriebssystem mit zwei se­ paraten Elektromaschinen jedoch, daß die konstruktive Aus­ führung sehr aufwendig und kostenintensiv ist. Zudem werden für eine Starter-/Generatorfunktion zwei Elektromaschinen eingesetzt, welche für diese Aufgabe erheblich überdimen­ sioniert sind.
Des weiteren sind aus der Praxis Antriebssysteme mit einer zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe angeordneten elektrischen Maschine bekannt, welche eine Starter- und Anlasserfunktion für einen Verbrennungsmotor aufweist und zusätzlich als Generator betreibbar ist.
Eine derartige Lösung ist in der Publikation "European Automotive Design", Ausgabe April 1998, Seite 24, beschrie­ ben. Hierbei wird ein Elektromotor direkt mit der Kurbel­ welle des Verbrennungsmotors verbunden. Über den Elektromo­ tor, welcher als Stellglied zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe installiert ist, kann die Starterfunktion und die Generatorfunktion dargestellt werden, wobei sich die Ausle­ gung des Elektromotors im wesentlichen nach der Startlei­ stung richtet.
Zusammen mit einer Leistungselektronik und einem Startkondensator als Speichermedium ersetzt dieser bekannte Elektromotor einen herkömmlichen Starter, die Lichtmaschine und das Schwungrad des Kraftfahrzeuges und steuert als Ge­ nerator die elektrische Energieversorgung.
Nachteilhafterweise wird jedoch die Antriebseinheit durch die elektrische Maschine, welche in einem Zwischenge­ häuse angeordnet ist, verlängert. Dies trifft um so mehr zu, als in Zukunft vor allem im Hinblick auf einen Einsatz einer Start-Stop-Automatik, mittels der der Verbrennungsmo­ tor bei Fahrzeugstillstand aus Gründen der Treibstoffein­ sparung abgeschaltet wird, immer kürzere Startzeiten bei gleichzeitiger Geräuscharmut erforderlich werden. Das be­ deutet eine Erhöhung der Starterleistung und eine Vergröße­ rung der Elektromotoren.
Zwar ist der Einsatz eines kleineren Elektromotors als Starter möglich, wenn zwischen dem Elektromotor und der Kurbelwelle ein Zwischengetriebe mit Schaltvorgängen oder Freilaufschaltungen installiert wird. Damit erreicht die Einheit aus Elektromotor und Zwischengetriebe aber nach­ teilhafterweise eine Baugröße, welche den Vorteil des klei­ neren Elektromotors zum Teil wieder kompensiert. Problema­ tisch ist auch die aufwendige Konstruktion mit schwieriger Schmierölführung und erheblicher Bauteilvielzahl.
In jedem Fall kann die separate, als Starter- und Ge­ neratorersatz vorgesehene und zwischen Antriebsmotor und Getriebe angeordnete elektrische Maschine nicht oder nur mit großem Aufwand mit Funktionen des Getriebes oder des Antriebsmotors kombiniert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug zu schaf­ fen, in das eine als Motor und/oder Generator betreibbare und multifunktional einsetzbare, rotierende elektrische Maschine mit möglichst geringem Bauraumbedarf integriert ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Antriebs­ system gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentan­ spruches 1 gelöst.
Mit dem erfindungsgemäßen Antriebssystem, bei dem die Aktivteile der elektrischen Maschine ohne eigenes Gehäuse innerhalb eines Gehäuses des Antriebsaggregates und/oder der Getriebeeinheit angeordnet sind und mit deren Bauteilen eine strukturelle Einheit bilden, wird die Trennung zwi­ schen rein elektrotechnischen Komponenten und rein mechani­ schen Komponenten des Antriebssystems gleichsam aufgehoben.
Statt einer Anordnung als eigenständiger Baukörper mit eigenem Gehäuse, welcher mit mechanischen Bauteilen z. B. des Getriebes oder des Antriebsaggregates verbunden ist, können erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise sich ohnehin drehende Bauteile, welche mit der Antriebsstrangwelle ver­ bunden sind oder parallel zu dieser mitdrehend angeordnet sind, den Rotor der elektrischen Maschine bilden.
Dies hat zudem den Vorteil, daß Drehzahl und Lage des Rotors bekannt sind, wenn die Drehzahl des den Rotor bil­ denden Funktionsbauteiles direkt oder über andere, mit die­ sem Bauteil in Verbindung stehende Elemente abgegriffen wird.
Genauso können vorhandene stehende Bauteile als Stator genützt werden, indem sie mit geringem Aufwand mit Ak­ tivteilen der elektrischen Maschine zu einer strukturellen Einheit verbunden werden.
Die elektrische Maschine kann so mit äußerst geringem Raumbedarf in das Antriebsaggregat oder das Getriebe inte­ griert werden, wobei deren Bauteile als Stator oder Rotor, welcher drehrichtungsabhängig oder drehrichtungsunabhängig direkt und/oder über mechanische Übersetzungen an die An­ triebsstrangwelle gekoppelt und ein Innenläufer oder ein Außenläufer sein kann, selbst zu Bestandteilen der elektri­ schen Maschine werden. Bauteile des Getriebes, des An­ triebsaggregates und der elektrischen Maschine können somit auch gleichzeitig Aufgaben bzw. Funktionen der anderen Kom­ ponenten wahrnehmen.
Vorteilhafterweise erfordert die erfindungsgemäße Lö­ sung keine vollständig neue Konstruktion des Antriebsaggre­ gates oder des Getriebes, da sich die elektrische Maschine auch problemlos z. B. in einem abgedichteten, ölhaltigen Bereich bereits vorhandener Getriebetypen integrieren läßt.
Die Nutzung der elektrischen Maschine kann vielfältig sein. So kann sie z. B. als Fahrantrieb oder Nebenantrieb dienen, eine Lastschaltung eines Automatgetriebes unter­ stützen, als Startermotor und Generator für das Bordnetz des Fahrzeuges fungieren und der Bremsenergierückgewinnung dienen, wobei auch mehrere Funktionen miteinander kombi­ niert werden können.
In einer vorteilhaften Ausführung kann vorgesehen sein, daß die elektrische Maschine eine Starter- und Gene­ ratoreinheit darstellt, welche eine Starterfunktion für das als Verbrennungsmotor ausgebildete Antriebsaggregat und eine Generatorfunktion hat.
Durch die Nutzung der im Getriebe oder Antriebsaggre­ gat eingebauten elektrischen Maschine als Starter- und Ge­ neratoreinheit, welche den Verbrennungsmotor auf seine Startdrehzahl bzw. Leerlaufdrehzahl bringt, wird das An­ triebssystem vorteilhafterweise in seiner Baulänge redu­ ziert, wodurch dessen platzsparende Integration in ein Fahrzeug erleichtert wird.
Die Starter- und Generatoreinheit beansprucht wenig Bauraum, da ein eigenes Gehäuse und auch ein kostenintensi­ ves Zwischengetriebe, welches zudem Probleme der Geräu­ schentwicklung bei der Übersetzung und Schwingungsprobleme durch Freiläufe aufwirft, entfallen.
Des weiteren ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung je nach Auslegung der elektrischen Maschine eine Beschleuni­ gung des Verbrennungsmotors mit einstellbarer Dynamik und eine optimale Auslegung der elektrischen Maschine als Gene­ rator.
In einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführung kann vorgesehen sein, daß die elektrische Maschine das mit einer elektrischen Energiequelle verbundene Antriebsaggregat des Fahrzeuges darstellt, welches zusammen mit der Getriebeein­ heit in deren Gehäuse angeordnet ist.
Dadurch, daß die in dem Getriebe integrierte elektri­ sche Maschine selbst das Antriebsaggregat des Fahrzeugs ist, wird das "Getriebe" zu einem äußerst kompakten hybri­ den Antrieb mit multifunktionalen elektro-mechanischen Bau­ teilen, dessen Energie z. B. von einer bordeigenen Brenn­ stoffzelle, welche beispielsweise Wasserstoff, Methanol oder Erdgas als Energieträger nutzt, geliefert wird.
Wenn mit dieser als Antriebsaggregat fungierenden, in der Getriebeeinheit integrierten elektrischen Maschine die Funktionen weiterer elektrischer Maschinen mit unterstüt­ zenden Antriebsaufgaben oder zusätzlichen Aufgaben, wie z. B. der Starter- und Generator-Einheit, verbunden werden, ist bei entsprechender Auslegung für ein Fahrzeug nur noch eine einzige elektrische Maschine nötig, welche Bauteile mit drehmomentübertragenden Funktionsbauteilen der Getrie­ beeinheit teilt.
In ihrem mechanischen Aufbau und ihrer Betriebsart kann die elektrische Maschine in vorteilhafter Weise als permanentmagnetisch erregte Synchron- oder Gleichstromma­ schine ausgebildet sein, welche als Aktivteile, die den Strom bzw. den magnetischen Fluß leiten, bekannterweise Wicklungen, ein Statorblechpaket oder ein Rotorblechpaket mit geschichtetem Elektroblech aufweisen kann.
Alternativ kann der Aufbau der elektrischen Maschine auch als Asynchronmaschine oder geschalteter Reluktanzmotor vorgesehen sein.
Unabhängig von der Anordnung und der Funktion(en) der elektrischen Maschine kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß eine der elektrischen Maschine zugeordnete Lei­ stungselektronik und Signalelektronik, welche außerhalb oder teilweise oder vorzugsweise vollständig innerhalb des Gehäuses des Antriebsaggregates oder der Getriebeeinheit angeordnet sein kann, mit wenigstens einer anderen Elektro­ nik, wie z. B. der Getriebeelektronik oder der Motronik, zusammengefaßt ist, wodurch eine weitere Einsparung von Bauteilen erzielt wird.
Weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung er­ geben sich aus den Unteransprüchen und aus den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfin­ dungsgemäßen Antriebssystems für ein Kraft­ fahrzeug mit einem Antriebsaggregat und einer Getriebeeinheit, in die eine als Motor und Ge­ nerator betreibbare elektrischen Maschine in­ tegriert ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer weiteren Getriebeeinheit eines Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug im Längsschnitt, in die eine elektrische Maschine mit Rotor und Stator er­ findungsgemäß integriert ist; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausfüh­ rungsvariante zu dem in Fig. 2 dargestellten Rotor und Stator.
Bezug nehmend auf Fig. 1 ist äußerst schematisiert ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsag­ gregat 1, welches als Verbrennungsmotor mit einem Gehäuse 2 ausgebildet ist, und einer Getriebeeinheit 3, welche in einem Gehäuse 4 mit einem nur angedeuteten hydrodynamischen Drehmomentwandler 5 angeordnet ist, dargestellt. Der Ver­ brennungsmotor 1 und die Getriebeeinheit 3 sind über eine Antriebsstrangwelle 6 verbindbar, welche in einem dem Ver­ brennungsmotor 1 zugewandten Bereich eine Motorausgangswel­ le 6A und im Bereich der Getriebeeinheit 3 eine Getriebe­ welle 6B darstellt.
In der Getriebeeinheit 3 ist eine elektrische Maschi­ ne 7 ohne eigenes Gehäuse integriert, welche in dem vorlie­ genden Ausführungsbeispiel als elektrischer Motor mit Star­ terfunktion und als elektrischer Generator vorgesehen ist.
Die elektrische Maschine 7 weist einen Rotor 8 und ei­ nen Stator 9 auf, die gleichzeitig mechanische Bauteile der Getriebeeinheit 3 sind, wobei der Rotor 8 mit einem in der Fig. 1 parallel zu der Getriebewelle 6B angeordneten und mit dieser mitdrehenden Bauteil 10 eine strukturelle Ein­ heit bildet und ein stehendes Funktionsbauteil 11 der Ge­ triebeeinheit 3 zusätzlich als Stator 9 bzw. Statorelement ausgebildet ist.
In einer hiervon abweichenden Ausgestaltung kann es auch vorgesehen sein, daß das Gehäuse 4 der Getriebeein­ heit 3 im Bereich des Rotors 8 den Stator oder ein Stato­ relement bildet.
Wie in der Fig. 1 prinzipmäßig dargestellt, ist eine der elektrischen Maschine 7 zugeordnete Leistungselektro­ nik 12 und Signalelektronik 13 gemeinsam angeordnet und in eine Getriebeelektronik 14 integriert, welche in der darge­ stellten Ausführung außerhalb des Gehäuses 4 der Getriebe­ einheit 3 angeordnet ist.
Alternativ können die Leistungselektronik 12 und die Signalelektronik 13 selbstverständlich auch separat von einander und von der Getriebeelektronik 14 angeordnet sein oder zusammen mit der Getriebeelektronik 14 auch innerhalb des Gehäuses 4 der Getriebeeinheit 3 plaziert sein, wobei dann ein Kühlmedium der elektrischen Maschine 7 auch zur Kühlung der Leistungselektronik 12 verwendet werden kann.
Bezug nehmend auf Fig. 2 ist eine nicht vollständig wiedergegebene, von der in der Fig. 1 gezeigten Ausführung abweichende Getriebeeinheit 3' eines Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem einen hydrodynamischen Wandler 5' aufweisenden Automatgetriebe dargestellt, in dessen Gehäu­ se 4' eine elektrische Maschine 7' integriert ist, welche die selben Aufgaben wie die in Fig. 1 gezeigte elektrische Maschine 7 hat.
Die elektrische Maschine 7' ist eine permanentmagnetisch erregte Gleichstrommaschine, welche ebenfalls einen Ro­ tor 8' und einen Stator 9' aufweist. Der Rotor 8' ist mit Permanentmagneten 15 als Aktivteile ausgebildet, welche auf einem ein Trägerblech darstellenden, mit einer Antriebs­ strangwelle bzw. Getriebewelle 6' rotierenden Funktionsbau­ teil 10' der Getriebeeinheit 3' aufgeklebt sind. Der Ro­ tor 8' bildet somit eine strukturelle Einheit mit dem Trä­ gerblech 10', welches mit seinem gesamten Querschnitt zu einem magnetisch aktiven, flußführenden Bauteil wird, ohne daß ein geschichtetes Magnetblech bzw. ein typisches Elek­ tromotorenmaterial hierfür erforderlich ist.
Das Trägerblech 10' des Rotors 8' kann abweichend von der in Fig. 2 gezeigten Ausführung selbstverständlich auch ein Funktionsbauteil des hydrodynamischen Wandlers 5' oder einer Kupplung sein.
Der Stator 9', welcher hier als separates Bauteil 11' ausgeführt ist, aber in einer alternativen Ausführung auch gleichzeitig ein stehendes Funktionsbauteil der Getriebe­ einheit 3' sein kann, umfaßt als Aktivelemente einen Wic­ kelkopf 16 und ein Eisenjoch 17 und weist eine symmetrische Geometrie mit einem im wesentlichen rechteckigen Quer­ schnitt auf. Seine Außenkontur ist an die ihn umgebenden Bauteile der Getriebeeinheit 3', hier an die Form des Ge­ häuses 4', angepaßt.
Der Rotor 8' und der Stator 9' sind durch einen Luftspalt 18, welcher parallel zu einer Mittelachse der den Rotor 8' bzw. das Trägerblech 10' antreibenden Getriebewel­ le 6' verläuft, voneinander getrennt.
Im Bereich des Luftspaltes 18 sind der Rotor 8' und wahlweise auch der Stator 9' jeweils mit einem glatten Überzug 19, 20 zur Minimierung von Reibungsverlusten in dem Luftspalt 18 ausgebildet. Der Überzug 19, 20 stellt dabei eine nichtmagnetische, aufgeschrumpft Manschette aus Edel­ stahl dar, welche bei dem Rotor 8' gleichzeitig als eine Ablösesicherung für die Permanentmagnete 15 dient.
Hiervon abweichend kann der Überzug 19, 20 auch aus anderen geeigneten Materialien wie z. B. kohlefaserverstärk­ tem Kunststoff ausgebildet sein.
In der Fig. 3 ist stilisiert eine Abwandlung des in der Fig. 2 gezeigten Rotors 8' und des Stators 9' wiederge­ geben. Bei dieser Ausgestaltungsvariante ist zur optimalen Raumausnutzung und Integration der elektrischen Maschine ein winkeliges Trägerblech 10" mit Permanentmagneten 15' als Aktivteile einer elektrischen Maschine zu einem Ro­ tor 8" ausgebildet. Dieser ist durch einen Luftspalt 18', der stufenförmig zu einer Mittelachse der den Rotor 8" antreibenden Antriebsstrangwelle angeordnet ist, von einem Stator 9" getrennt, welcher hier aus Vollmaterial ausge­ bildet ist und einen unsymmetrischen, an die Geometrie der ihn umgebenden Bauteile angepaßten Querschnitt aufweist.
Das in Fig. 3 dargestellte Beispiel zeigt, daß die Form des Rotors und Stators in weiteren Ausführungen nahezu beliebig gewählt werden kann, so daß sich die unterschied­ lichsten Bauteile mit mechanischen Getriebeaufgaben zusätz­ lich als Rotor oder Stator eignen.
Bezugszeichen
1
Antriebsaggregat, Verbrennungsmotor
2
Gehäuse des Antriebsaggregats
3
Getriebeeinheit
3
' Getriebeeinheit
4
Gehäuse der Getriebeeinheit
4
' Gehäuse der Getriebeeinheit
5
hydrodynamischer Wandler
5
' hydrodynamischer Wandler
6
Antriebsstrangwelle
6
' Antriebsstrangwelle, Getriebewelle
6
A Motorausgangswelle
6
B Getriebewelle
7
elektrische Maschine
7
' elektrische Maschine
8
Rotor
8
' Rotor
8
" Rotor
9
Stator
9
' Stator
9
" Stator
10
drehendes Bauteil
10
' drehendes Bauteil, Trägerblech
10
" drehendes Bauteil, Trägerblech
11
stehendes mechanisches Funktionsbauteil
11
' stehendes mechanisches Funktionsbauteil
12
Leistungselektronik
13
Signalelektronik
14
Getriebeelektronik
15
Aktivteil des Rotors, Permanentmagnet
15
' Aktivteil des Rotors, Permanentmagnet
16
Aktivteil des Stators, Wickelkopf
17
Aktivteil des Stators, Eisenjoch
18
Luftspalt
18
' Luftspalt
19
Überzug Rotor, Manschette
20
Überzug Stator

Claims (30)

1. Antriebssystem für ein von einem Antriebsaggregat angetriebenes Kraftfahrzeug, mit einer Getriebeeinheit und wenigstens einer als Motor und/oder Generator betreibbaren elektrischen Maschine, welche wenigstens einen Stator und einen Rotor mit Aktivteilen aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Aktivteile (15, 15', 16, 17) der elektrischen Maschine (7, 7') ohne eigenes Ge­ häuse rotationssymmetrisch und/oder koaxial zu einer An­ triebsstrangwelle (6, 6A, 6B, 6') oder einem hierzu paral­ lel angeordneten, rotierenden Bauteil (10) innerhalb eines Gehäuses (2 bzw. 4, 4') des Antriebsaggregates (1) und/oder der Getriebeeinheit (3, 3') angeordnet sind und mit Bautei­ len (10', 10") des Antriebsaggregates (1) oder der Getrie­ beeinheit (3, 3') eine strukturelle Einheit bilden.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein stehendes Bauteil (11, 11', 4, 4') der Getriebeeinheit (3, 3') oder des Antrieb­ saggregates (1) zusätzlich als Stator (9, 9', 9") ausge­ bildet ist.
3. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das einen Stator (9, 9', 9") bildende stehende Bauteil das Gehäuse (2 bzw. 4, 4') des Antriebsaggregates (1) oder der Getriebeeinheit (3, 3') darstellt.
4. Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das einen Stator (9, 9', 9") bildende stehende Bauteil (11, 11') ein statisches Funktionsbauteil des Antriebsaggregates (1) oder der Ge­ triebeeinheit (3, 3') darstellt.
5. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sta­ tor (9, 9', 9") eine symmetrische Geometrie mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist.
6. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sta­ tor (9, 9', 9") einen an die Geometrie der ihn umgebenden Bauteile des Antriebsaggregates (1) oder der Getriebeein­ heit (3, 3') angepaßten Querschnitt aufweist.
7. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sta­ tor (9, 9', 9") als Aktivelemente ein geschichtetes Elek­ troblech aufweist.
8. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sta­ tor (9, 9") aus Vollmaterial ausgebildet ist.
9. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sta­ tor (9, 9') als Aktivelemente einen Wickelkopf (16) und ein Eisenjoch (17) aufweist.
10. Antriebssystem nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wickelkopf (16) eine an die ihn umgebenden Bauteile (4') des Antriebsaggregates (1) oder der Getriebeeinheit (3, 3') angepaßte Außenkontur auf­ weist.
11. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Antriebsstrangwelle (6, 6A, 6B, 6') drehfest verbundenes oder hierzu parallel drehendes Funktionsbauteil (10, 10') der Getriebeeinheit (3, 3') oder des Antriebsaggregates (1) als Rotor (8, 8', 8") ausgebildet ist.
12. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (8, 8', 8") drehrichtungsabhängig oder drehrichtungsunabhängig direkt und/oder über mechanische Übersetzungen an die An­ triebsstrangwelle (6, 6A, 6B, 6') gekoppelt ist.
13. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (8, 8, 8") innenliegend als Innenläufer oder außenliegend als Außenläufer angeordnet ist.
14. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs­ strangwelle eine Motorausgangswelle (6A) oder eine Getrie­ bewelle (6B, 6') darstellt, mittels der der Rotor (8, 8', 8") antreibbar ist.
15. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luft­ spalt (18, 18') zwischen dem Rotor (8, 8', 8") und dem Stator (9, 9', 9") parallel oder in einem Winkel und/oder stufenförmig zu einer Mittelachse der den Rotor (8, 8', 8") antreibenden Antriebsstrangwelle (6, 6A, 6B, 6') vor­ gesehen ist.
16. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (8, 8', 8") und/oder der Stator (9, 9', 9") im Bereich des Luftspaltes mit einem glatten Überzug (19, 20) zur Minimie­ rung von Reibungsverlusten in dem Luftspalt (18, 18') aus­ gebildet sind.
17. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Über­ zug (19, 20) als eine nichtmagnetische Manschette ausgebil­ det ist.
18. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die elektri­ sche Maschine (7, 7') als permanentmagnetisch erregte Syn­ chron- oder Gleichstrommaschine ausgebildet ist.
19. Antriebssystem nach Anspruch 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Aktivteile der elektri­ schen Maschine Permanentmagnete (15) direkt auf einem Trä­ gerblech (10') befestigt sind, das zur Flußführung vorgese­ hen ist.
20. Antriebssystem nach Anspruch 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Trägerblech (10') des Rotors (8, 8', 8") ein Funktionsbauteil der Getriebeein­ heit (3, 3') ist.
21. Antriebssystem nach Anspruch 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Trägerblech (10, 10') des Rotors (8, 8', 8") ein Funktionsbauteil eines hydrody­ namischen Wandlers (5, 5') oder einer Kupplung ist.
22. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 15 oder 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug (19, 20) des Rotors (8, 8', 8") im Bereich des Luftspalts (18, 18') eine Ablösesicherung der Permanentma­ gnete (15) darstellt.
23. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die elektri­ sche Maschine (7, 7') als Asynchronmaschine oder geschalte­ ter Reluktanzmotor ausgebildet ist.
24. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die elektri­ sche Maschine (7, 7') das mit einer elektrischen Energie­ quelle verbundene Antriebsaggregat des Fahrzeuges dar­ stellt, welches zusammen mit der Getriebeeinheit (3) in deren Gehäuse (4) angeordnet ist.
25. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die elektri­ sche Maschine (7, 7') eine Starter- und Generatoreinheit mit einer Starterfunktion für das als Verbrennungsmotor ausgebildete Antriebsaggregat (1) und einer Generatorfunk­ tion darstellt.
26. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine der elektrischen Maschine (7, 7') zugeordnete Leistungselektro­ nik (12) und/oder Signalelektronik (13) außerhalb oder teilweise oder vollständig innerhalb des Gehäuses (2 bzw. 4, 4') des Antriebsaggregates (1) oder der Getriebeein­ heit (3, 3') angeordnet ist.
27. Antriebssystem nach Anspruch 26, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leistungselektro­ nik (12) und/oder die Signalelektronik (13) separat von einer Getriebeelektronik (14) angeordnet ist.
28. Antriebssystem nach Anspruch 26, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leistungselektro­ nik (12) und/oder die Signalelektronik (13) wenigstens teilweise mit einer Getriebeelektronik (14) integriert ist.
29. Antriebssystem nach Anspruch 26, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Leistungselektro­ nik (12) und die Signalelektronik (13) getrennt oder ge­ meinsam angeordnet sind.
30. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die elektri­ sche Maschine (7, 7') und die Leistungselektronik (12) mit gleichem Kühlmedium gekühlt sind.
DE19923315.2A 1999-05-21 1999-05-21 Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug Expired - Fee Related DE19923315B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19923315.2A DE19923315B4 (de) 1999-05-21 1999-05-21 Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19923315.2A DE19923315B4 (de) 1999-05-21 1999-05-21 Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19923315A1 true DE19923315A1 (de) 2000-11-23
DE19923315B4 DE19923315B4 (de) 2015-06-18

Family

ID=7908726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19923315.2A Expired - Fee Related DE19923315B4 (de) 1999-05-21 1999-05-21 Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19923315B4 (de)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003016749A1 (de) 2001-08-17 2003-02-27 Zf Friedrichshafen Ag Automatisch schaltbares fahrzeuggetriebe
US6935282B2 (en) 2001-08-16 2005-08-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vehicle having an internal combustion engine and a fuel cell and method of making a vehicle
DE10305762B4 (de) * 2002-02-11 2009-04-02 Visteon Global Technologies Inc., Van Buren Integrierter Drehmomentkonverter und Startergenerator
US7557477B2 (en) 2005-07-09 2009-07-07 Zf Friedrichshafen Ag Electric machine with integrated power electronics and method for producing the bond of the DC bars with the DC contacts surfaces of the power semiconductor of the power electronics
DE102008017581A1 (de) 2008-04-07 2009-10-15 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren und Vorrichtung zum Starten eines Verbrennungsmotors in einem Hybridantrieb
DE102008045584A1 (de) * 2008-09-03 2010-03-04 Voith Patent Gmbh Automatgetriebe mit hydrodynamischem Wandler
DE102016215191A1 (de) * 2016-08-16 2018-02-22 Zf Friedrichshafen Ag Getriebeanordnung mit einem Gehäuse aus Druckguss
DE102006005095B4 (de) 2006-02-04 2019-07-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hybridgetriebe insbesondere für Fahrzeuge

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4430650A1 (de) * 1993-09-02 1995-03-09 Nippon Denso Co Motoranlasservorrichtung für Fahrzeuge
DE4404791C1 (de) * 1994-02-08 1995-03-30 Mannesmann Ag Baueinheit aus einem Verbrennungsmotor und einem elektrischen Generator
DE19704786C1 (de) * 1997-02-08 1998-07-30 Volkswagen Ag Einrichtung zum Ausgleich von Wechselmomenten und von Schwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit integriertem Startergenerator

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3258620A (en) * 1966-06-28 High speed rotor pole enclosure
DE8221167U1 (de) * 1982-07-24 1984-01-05 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Integrierte elektrische maschine fuer fahrzeug-hybrid-antrieb
US5103127A (en) * 1991-02-25 1992-04-07 General Motors Corporation Torque converter mounted starter/generator for a motor vehicle
DE19617134A1 (de) * 1996-04-29 1997-10-30 Siemens Ag Anordnung eines ringförmigen Dauermagneten auf einer Welle

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4430650A1 (de) * 1993-09-02 1995-03-09 Nippon Denso Co Motoranlasservorrichtung für Fahrzeuge
DE4404791C1 (de) * 1994-02-08 1995-03-30 Mannesmann Ag Baueinheit aus einem Verbrennungsmotor und einem elektrischen Generator
DE19704786C1 (de) * 1997-02-08 1998-07-30 Volkswagen Ag Einrichtung zum Ausgleich von Wechselmomenten und von Schwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit integriertem Startergenerator

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6935282B2 (en) 2001-08-16 2005-08-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vehicle having an internal combustion engine and a fuel cell and method of making a vehicle
WO2003016749A1 (de) 2001-08-17 2003-02-27 Zf Friedrichshafen Ag Automatisch schaltbares fahrzeuggetriebe
US6966860B2 (en) 2001-08-17 2005-11-22 Zf Friedrichshafen Ag Automatic transmission for motor vehicles
DE10305762B4 (de) * 2002-02-11 2009-04-02 Visteon Global Technologies Inc., Van Buren Integrierter Drehmomentkonverter und Startergenerator
US7557477B2 (en) 2005-07-09 2009-07-07 Zf Friedrichshafen Ag Electric machine with integrated power electronics and method for producing the bond of the DC bars with the DC contacts surfaces of the power semiconductor of the power electronics
DE102006005095B4 (de) 2006-02-04 2019-07-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hybridgetriebe insbesondere für Fahrzeuge
DE102008017581A1 (de) 2008-04-07 2009-10-15 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren und Vorrichtung zum Starten eines Verbrennungsmotors in einem Hybridantrieb
DE102008017581B4 (de) * 2008-04-07 2010-05-27 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Vorrichtung zum Starten eines Verbrennungsmotors in einem Hybridantrieb
DE102008045584A1 (de) * 2008-09-03 2010-03-04 Voith Patent Gmbh Automatgetriebe mit hydrodynamischem Wandler
DE102016215191A1 (de) * 2016-08-16 2018-02-22 Zf Friedrichshafen Ag Getriebeanordnung mit einem Gehäuse aus Druckguss

Also Published As

Publication number Publication date
DE19923315B4 (de) 2015-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1051797B1 (de) Elektrische maschine
EP1199468B1 (de) Hybridfahrzeug
DE4318949C1 (de) Elektrische Maschine mit mindestens einer Kupplung
EP1188218B1 (de) Elektrische maschine
EP1196302B1 (de) Elektrodynamisches antriebssystem
DE102015217587B4 (de) Elektrische rotierende Maschinen
EP1685642B1 (de) Stufenlos schaltbares, magnetodynamisches getriebe
DE102009060199A1 (de) Elektrische Rotationsmaschine mit variablem Magnetfluss
DE102014224476A1 (de) Elektrische Antriebseinheit, Hybridantriebseinrichtung und Fahrzeug
DE60037869T2 (de) Elektrisches Hybridfahrzeug mit einer dynamoelektrischen Permanentmagnetmaschine
DE102019109910A1 (de) Bürstenlose Anlasserrotorbaugruppe
DE19923315A1 (de) Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug
DE3827519A1 (de) Antriebsanordnung
DE3009279A1 (de) Elektrischer generator
DE19819480B4 (de) Zweifach zwangsgetriebener Generator
EP2226920A2 (de) Blockheizkraftwerk-Aggregat mit einem Verbrennungskolbenmotor und einer elektrischen Maschine
DE10110903A1 (de) Elektrische Maschine
DE102012009237A1 (de) Verbrennungskraftmaschine mit einem integrierten Startergenerator und einem gekoppelten Getriebe
DE10033424A1 (de) Elektrische Maschine
WO1987003648A1 (en) Synchronous machine with permanent magnet excitation
DE10017398B4 (de) Elektrische Maschine
DE102010001207A1 (de) Elektrische Maschine zum Starten von Brennkraftmaschinen
DE10017396A1 (de) Elektrische Maschine
DE102019109907A1 (de) Sich auf der Achse befindliche bürstenlose Anlasserbaugruppe
DE19842928C1 (de) Starter-Generator für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee