EP4642658A1 - Elektrische antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug, insbesondere für ein nutzfahrzeug - Google Patents

Elektrische antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug, insbesondere für ein nutzfahrzeug

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Publication number
EP4642658A1
EP4642658A1 EP23822320.0A EP23822320A EP4642658A1 EP 4642658 A1 EP4642658 A1 EP 4642658A1 EP 23822320 A EP23822320 A EP 23822320A EP 4642658 A1 EP4642658 A1 EP 4642658A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive device
coolant
lubricant
housing
housing wall
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.)
Pending
Application number
EP23822320.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Klaus
Jens Luckmann
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.)
Daimler Truck Holding AG
Original Assignee
Daimler Truck 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 Daimler Truck AG filed Critical Daimler Truck AG
Publication of EP4642658A1 publication Critical patent/EP4642658A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/05—Cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2410/00—Constructional features of vehicle sub-units
    • B60Y2410/10—Housings

Definitions

  • Electric drive device for a motor vehicle in particular for a commercial vehicle
  • the invention relates to an electric drive device for a motor vehicle, in particular for a commercial vehicle, according to the preamble of patent claim 1.
  • DE 102019217 872 A1 discloses a modular axle drive for vehicles, comprising an electric machine with a machine housing extending in the axial direction, which has at least one machine coolant channel extending along a portion of the machine housing.
  • a transmission having a transmission housing having at least one transmission coolant passage extending along a portion of the transmission housing.
  • the object of the present invention is to provide an electric drive device for a motor vehicle, so that a particularly advantageous cooling can be realized in a particularly cost-, weight- and installation space-efficient manner.
  • the invention relates to an electric drive device for a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, which can be designed as a commercial vehicle, for example.
  • the commercial vehicle can be a lorry.
  • the motor vehicle can alternatively be designed as a passenger car.
  • the motor vehicle is designed as a motor vehicle, for example.
  • the motor vehicle In its fully manufactured state, the motor vehicle has the electric drive device, by means of which the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically.
  • the motor vehicle has at least or exactly two vehicle axles arranged one after the other in the longitudinal direction of the motor vehicle and thus one behind the other, which are also simply referred to as axles.
  • the respective vehicle axle has, for example, at least or exactly two vehicle wheels arranged on opposite sides of the motor vehicle in the transverse direction of the motor vehicle, which are also simply referred to as wheels.
  • the vehicle wheels of the motor vehicle are ground contact elements by means of which the motor vehicle can be or is supported downwards on a ground in the vertical direction of the vehicle. If the motor vehicle is driven along the ground while the motor vehicle is supported downwards on the ground via the ground contact elements in the vertical direction of the motor vehicle, the vehicle wheels roll, in particular directly, on the ground.
  • the electric drive device is assigned to at least or exactly one of the vehicle axles, whereby, for example, the vehicle wheels of the vehicle axle to which the electric drive device is assigned can be driven electrically, in particular purely electrically, by means of the drive device.
  • the electric drive device has at least one electric machine by means of which the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically.
  • the electric machine can drive the vehicle wheels of the vehicle axle to which the electric drive device is assigned, electrically, in particular purely electrically.
  • the electric machine has, for example, a stator and a rotor, which can be driven by means of the stator and can therefore be rotated about a machine axis of rotation relative to the stator. Via its rotor, the electric machine can provide drive torques for driving the motor vehicle, that is to say in particular for driving the vehicle wheels of the vehicle axle to which the electric drive device is assigned.
  • the electric machine is very preferably a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and very preferably amounts to several hundred volts.
  • the motor vehicle can, for example, have an electrical energy storage device by means of or in which electrical energy, in particular electrochemically, is to be or is stored.
  • the electrical energy storage device can be a battery, in particular a high-voltage battery (HV battery), whereby the electrical energy storage device is preferably a secondary battery.
  • HV battery high-voltage battery
  • the electrical energy storage device is a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and very preferably amounts to several hundred volts.
  • the electrical machine can be supplied with the electrical energy stored in the electrical energy store, for example, whereby the electrical machine can be operated in motor mode and thus as an electric motor.
  • the motor vehicle in particular the vehicle wheels of the vehicle axle to which the electrical drive device is assigned, can be driven electrically, in particular purely electrically, by means of the electric motor.
  • the electric drive device also has a gear, via which the motor vehicle can be electrically driven by means of the electric machine.
  • the electric machine in particular the stator, has a cooling jacket through which a coolant can flow for cooling at least a partial area of the electric machine, in particular the stator.
  • the coolant is preferably part of the electric drive device, so that the coolant preferably belongs to the electric drive device.
  • the coolant is, for example, a liquid, so that the coolant is also referred to as a cooling liquid.
  • the coolant can at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half, comprise water or be formed by water, so that the coolant is also referred to as cooling water, for example.
  • the cooling jacket is also referred to as a water jacket.
  • At least the partial area of the electric machine, in particular the stator, can be cooled by means of the coolant flowing through the cooling jacket, in particular by heat transfer from the partial area to the coolant flowing through the cooling jacket.
  • the electric drive device also has a housing in which the electric machine and the transmission are arranged.
  • both the electric machine also referred to as an electric motor or electric motor or electric machine
  • the transmission are integrated into the housing, i.e. into the same housing, so that the housing is also referred to as a transmission-machine housing or transmission-axle housing, for example.
  • the transmission in particular from the rotor to the respective vehicle wheel of the vehicle axle to which the electric drive device is assigned, has a gear ratio that differs from one, in particular, via which the electric machine, in particular the rotor, can drive the respective vehicle wheel of the vehicle axle to which the electric drive device is assigned.
  • the housing has at least one housing element formed in one piece.
  • the feature that the housing element is formed in one piece is to be understood as meaning that the housing element is formed in one piece.
  • the housing element is formed from a single piece, so that the housing element itself, i.e. considered on its own, is designed as a monoblock or is formed by a monoblock, and is thus designed as an integral and thus one-piece body or is formed by an integral and thus one-piece body.
  • the one-piece or one-piece housing element itself i.e.
  • the housing element has at least one first receiving area in which transmission components of the transmission are arranged.
  • the housing element which is designed as a single piece, also has at least one second receiving area in which the electrical machine is arranged at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half or completely.
  • the feature that the housing element has the respective receiving area is to be understood as meaning that the respective receiving area is formed or delimited, in particular directly, by the housing element.
  • the respective receiving area is formed or delimited, in particular directly, by a respective surface or lateral surface of the housing element.
  • the one-piece, thus one-piece, housing element also has at least one housing wall arranged between the receiving areas and thereby separating the receiving areas from one another, via which a lubricant received or receivable in the first receiving area and preferably different from the coolant for lubricating the transmission component is to be cooled by means of the coolant flowing through the cooling jacket of the electric machine.
  • the electric machine and thus the Cooling jackets through which coolant can flow are arranged in the second receiving area, and since the housing wall is arranged between the receiving areas, heat can be exchanged via the housing wall between the lubricant received or receivable in the first receiving area and the coolant flowing through the cooling jacket, in particular in such a way that heat can be transferred from the lubricant to the coolant via the housing wall.
  • the lubricant is thereby advantageously cooled, so that the transmission components can subsequently be lubricated and cooled particularly advantageously by means of the lubricant.
  • the invention thus makes it possible to cool the lubricant within the housing element and thus within the housing by means of the coolant for cooling the electrical machine, so that the lubricant can be cooled in a particularly space-saving, cost-effective and weight-efficient manner.
  • the invention makes it possible to avoid a separate heat exchanger arranged outside the housing element, in particular outside the housing, for cooling the lubricant and separate lines, so that a high level of robustness and safety as well as low weight and costs can be achieved.
  • the housing wall can be cooled, for example, by means of the coolant flowing through the cooling jacket, in particular by allowing heat to be transferred from the housing wall to the coolant flowing through the cooling jacket.
  • the housing wall is thus a cooled housing wall, also referred to as a housing wall, via which the lubricant received or to be received in the first receiving area can be cooled.
  • the use of an additional, separate heat exchanger can therefore be dispensed with.
  • the lubricant is cooled by means of an additional, separate heat exchanger, through which the lubricant can flow, for example, and through which another tempering medium, for example in the form of a liquid or air, can flow, so that heat can be transferred from the lubricant flowing through the heat exchanger to the tempering medium via the heat exchanger.
  • an additional and external heat exchanger i.e. one arranged outside the housing, requires additional, external piping, whereby the invention now enables both the use of such a separate, external heat exchanger and such a additional, external cabling can be avoided. This means that the number of parts and thus the costs, weight and installation space requirements of the drive device can be kept to a particularly low level.
  • the lubricant can be cooled effectively and efficiently using the coolant via the housing wall.
  • the lubricant is preferably a liquid, in particular an oil, which is also referred to as gear oil.
  • the lubricant is very preferably a component of the electric drive device, which therefore preferably comprises the lubricant.
  • the housing wall directly delimits the cooling jacket through which the coolant can flow, so that a particularly advantageous heat exchange can take place between the housing wall and the coolant flowing through the cooling jacket.
  • a surface, in particular a second surface, of the housing wall can directly delimit the cooling jacket.
  • the coolant can directly touch the housing wall, in particular the surface of the housing wall that directly delimits the cooling jacket, on its way through the cooling jacket.
  • a first surface of the housing wall faces the first receiving area, wherein, for example, the first receiving area is directly delimited or formed by the first surface.
  • the lubricant received or to be received in the first receiving area can directly touch the first surface.
  • the housing wall it is conceivable for the housing wall to have a second surface facing the second receiving area and in particular facing away from the first surface.
  • the cooling jacket can be directly delimited by the second surface, so that, for example, the coolant can directly touch the second surface on its way through the cooling jacket. This can ensure an advantageous heat exchange between the coolant flowing through the cooling jacket and the housing wall, so that the lubricant can be cooled particularly effectively and efficiently by means of the coolant via the housing wall.
  • the housing wall is arranged in the radial direction of the electric machine between the receiving areas arranged next to one another in the radial direction of the electric machine, so that the receiving areas are separated from one another by the housing wall in the radial direction of the electric machine.
  • at least one of the gear components is rotatable about a gear component rotation axis relative to the housing element, wherein it is preferably provided that the gear component rotation axis runs parallel to the axial direction of the electric machine.
  • the at least one gear component rotates about the gear component rotation axis relative to the housing element.
  • the at least one gear component can advantageously spin the lubricant received in the first receiving area in the first receiving area and, for example, spin it off itself and, for example, spin it against the housing wall, in particular against the first surface of the housing wall, so that the lubricant can be cooled particularly advantageously by means of the coolant via the housing wall.
  • a further embodiment is characterized in that the housing wall, in particular the first surface of the housing wall, directly delimits at least the first receiving area. This allows a particularly advantageous heat exchange between the housing wall and the lubricant to be realized, in particular in such a way that heat can be transferred from the lubricant to the housing wall in a particularly advantageous manner.
  • the transmission components have at least two gears, namely a first gear and a second gear that meshes with the first gear.
  • the respective gear is rotatable about a respective gear axis of rotation relative to the housing element, so that, for example, one of the gear axes of rotation is the aforementioned transmission component axis of rotation. It is thus provided that, for example, during the aforementioned operation of the electric drive device, the gears rotate about the gear axes of rotation relative to the housing element.
  • the gear axes of rotation run parallel to one another, wherein the gear axes of rotation are, for example, spaced apart from one another.
  • the respective gear axis of rotation runs parallel to the axial direction of the electric machine.
  • the gears can rotate the gear received in the first receiving area during operation of the electric drive device. It is particularly advantageous to spin lubricants up and away from the housing wall, for example, so that the lubricant can be cooled particularly effectively and efficiently by means of the coolant via the housing wall.
  • the gear ratio mentioned above is formed by means of the gears.
  • a further embodiment of the invention provides that the coolant is a liquid.
  • At least one guide element for, in particular, targeted guiding of the lubricant is arranged in the first receiving area, also referred to as the first receiving space.
  • the guide element is arranged on the housing wall, in particular on the first surface, wherein it is conceivable that the guide element is formed in one piece with the housing wall. It is therefore preferably provided that the housing wall and the guide element are formed from a single piece, that is to say in particular by the aforementioned monoblock.
  • the guide element is designed as a, in particular second, housing shell, by means of which the lubricant can be advantageously guided in particular along the cooled housing wall. It is conceivable that the guide element is designed separately from the housing element and is held at least indirectly, in particular directly, on the housing element, in particular the housing wall. This ensures particularly advantageous conduction and thus guidance of the lubricant.
  • a further embodiment is characterized in that cooling fins, also simply referred to as fins, are provided in the first receiving area on the housing wall.
  • the respective cooling fin protrudes from the housing wall, for example in the radial direction of the electrical machine.
  • the cooling fins can provide a particularly large surface area over which heat can be transferred from the lubricant to the cooling fins and from the cooling fins to the housing wall. This allows the lubricant to be cooled particularly effectively and efficiently.
  • the cooling fins are separate from the Housing wall and are attached, in particular directly, to the housing wall.
  • the cooling fins are formed in one piece with the housing wall and thus in one piece with each other and are thus formed by the aforementioned monoblock. This can ensure a particularly advantageous heat transfer from the lubricant to the cooling fins and from the cooling fins to the housing wall and from the housing wall further to the coolant.
  • a further embodiment of the invention provides that at least one line element is arranged in the first receiving area, which is preferably inherently rigid and thus dimensionally stable and preferably designed as a solid body.
  • the line element is designed, for example, as a pipe, which is also referred to as an oil pipe.
  • the line element has a channel through which the lubricant can flow, in particular from the first receiving area, with at least one outlet opening directed against or onto the housing wall, in particular against or onto the first surface, and through which the lubricant can flow, by means of which the lubricant can be sprayed from the channel against the housing wall, in particular against the first surface.
  • the lubricant can be sprayed out via the outlet opening in such a way that the lubricant flowing through the outlet opening forms a lubricant jet, also referred to as an oil jet or jet, which is sprayed, in particular directly, against the housing wall, in particular against the first surface.
  • a lubricant jet also referred to as an oil jet or jet
  • At least one cooling channel also referred to as the first cooling channel, runs in a meandering shape.
  • the coolant or another, additional coolant can flow through the first cooling channel.
  • the wall can be the housing wall. It is also conceivable that the wall is an additional wall area of the housing element, for example one that adjoins the housing wall.
  • the first receiving area is directly delimited downwards by the wall in the vertical direction of the motor vehicle when the electric drive device is installed. The electric drive device assumes its installation position when the motor vehicle having the electric drive device is completely manufactured.
  • Heat can be particularly advantageously transferred from the coolant in the first receiving area via the wall. absorbed or absorbable lubricant is transferred to the coolant flowing through the first cooling channel or to other coolants so that the lubricant can be cooled effectively and efficiently.
  • At least one cooling element formed separately from the housing element is arranged in the first receiving area, which has at least one cooling channel running in a meandering manner in the first receiving area and is also referred to as a second cooling channel, through which the coolant or the further coolant can flow.
  • Heat from the lubricant arranged or arrangeable in the first receiving area can be transferred to the coolant or further coolants flowing through the second cooling channel and thus the cooling element via the cooling element, which is preferably dimensionally stable, i.e. rigid and preferably designed as a solid body.
  • Fig. 1 shows a partial schematic and sectional front view of an electric drive device for a motor vehicle
  • Fig. 2 shows a further schematic and sectional front view of the electric drive device during operation of the electric drive device
  • FIG. 3 shows a detail of a schematic perspective view of an integrally formed housing element of the electric drive device;
  • Fig. 4 shows a further schematic perspective view of the housing element;
  • Fig. 5 shows a further schematic perspective view of the housing element
  • Fig. 6 shows a further schematic perspective view of the housing element.
  • Fig. 1 shows a detail of a schematic and sectional front view of an electric drive device 10 for a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle.
  • the motor vehicle has the electric drive device 10 and can be driven by means of the electric drive device 10, in particular purely electrically.
  • the electric drive device 10 has an electric machine 12, which has a stator and a rotor. The rotor can be driven by means of the stator and can therefore be rotated about a machine rotation axis 14 relative to the stator. Via its rotor, the electric machine 12 can provide drive torques by means of which the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically.
  • the electric machine 12, the axial direction of which coincides with the machine rotation axis 14, is a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and very preferably amounts to several hundred volts.
  • the electrical machine 12, in particular the stator has a cooling jacket 16, shown particularly schematically in Fig. 1, through which a preferably liquid coolant can flow.
  • the coolant preferably belongs to the electrical drive device 10, which thus preferably comprises the coolant.
  • At least a portion of the electrical machine 12, in particular the stator can be cooled by means of the coolant via the cooling jacket 16.
  • the cooling jacket 16 is arranged in a cooling circuit through which the coolant can flow, which can be part of the electrical drive device 10.
  • a pump in particular an electrically operated pump, is arranged in the cooling circuit, by means of which the coolant is conveyed through the cooling circuit. can be.
  • the pump can therefore, for example, pump the coolant through the cooling jacket 16.
  • An inlet 18 through which the coolant can flow is shown particularly schematically in Fig. 1.
  • the coolant flowing through the inlet 18 can be fed to the cooling jacket 16 via the inlet 18 and in particular introduced into the cooling jacket 16 so that the inlet 18 is arranged in the cooling circuit.
  • a return 20 through which the coolant can flow and which is arranged in the cooling circuit is also shown particularly schematically in Fig. 1.
  • the coolant can be discharged from the cooling jacket 16 via the return 20.
  • the coolant is preferably at least partially, in particular at least predominantly and thus at least more than half, formed by water, which is also referred to as cooling water.
  • the coolant is therefore also referred to as cooling water.
  • heat can be transferred at least from the partial area of the electrical machine 12 to the coolant flowing through the cooling jacket 16, whereby at least the partial area of the electrical machine 12 is cooled.
  • the electrical machine 12 can be cooled, for example, at least in one operating mode of the electrical drive device 10. It is conceivable that in at least a second operating mode of the electrical drive device 10, at least the partial area of the electrical machine 12 can be heated by means of the coolant flowing through the cooling jacket 16.
  • heat is transferred from the coolant flowing through the cooling jacket 16 to the partial area.
  • the coolant can thus be used as a temperature control medium for tempering, i.e. cooling and/or heating, the partial area. If, for example, the coolant has a lower temperature on its way through the cooling jacket 16 than the partial area, heat is transferred from the partial area to the coolant flowing through the cooling jacket 16, thereby cooling the partial area. If, for example, the coolant has a higher temperature on its way through the cooling jacket 16 than the partial area, heat is transferred from the coolant flowing through the cooling jacket 16 to the partial area, thereby heating the partial area.
  • the electrical machine 12 can be operated in a particularly advantageous temperature range, so that effective and efficient operation of the electrical machine 12 can be ensured.
  • the electric drive device 10 also has a transmission 22, via which the motor vehicle can be driven by means of the electric machine 12, in particular purely electrically.
  • the electric drive device 10 also has a housing 24 in which the electric machine 12 and the transmission 22 are arranged.
  • the housing 24 has at least one housing element 26 which is formed in one piece and can be clearly seen, for example, in Fig. 3 and 4.
  • the housing element 26 has a first receiving area 28 in which gear components 30 of the gear 22 are arranged.
  • the gear components 30 comprise two gears 32 and 34, with the gear 32 also being referred to as the first gear and the gear 34 also being referred to as the second gear.
  • the gears 32 and 34 are in engagement with one another.
  • the housing element 26 also has a second receiving area 36 in which the electric machine 12 is at least partially arranged.
  • the cooling jacket 16 is at least partially arranged in the second receiving area 36.
  • the housing element 26, which is designed as a single piece, also has at least one housing wall 38 arranged between the receiving areas 28 and 36 and thereby separates the receiving areas 28 and 36 from one another, via which a preferably liquid lubricant 40 received in the first receiving area 28 for lubricating and preferably also for cooling the transmission components 30 is to be cooled by means of the coolant flowing through the cooling jacket 16, in such a way that heat can be transferred from the lubricant 40 received in the receiving area 28 to the integrally formed housing wall 38, wherein the heat transferred to the housing wall 38 from the lubricant 40 can be transferred from the housing wall 38 to the coolant flowing through the cooling jacket 16.
  • the receiving areas 28 and 36 are arranged next to one another in the radial direction of the electrical machine 12, the radial direction of which is perpendicular to the axial direction of the electrical machine 12 and thus perpendicular to the machine rotation axis 14, with the housing wall 38 being arranged in the radial direction of the electrical machine 12 between the receiving areas 28 and 36.
  • the receiving areas 28 and 36 are separated from one another by means of the housing wall 38 in the radial direction of the electrical machine 12.
  • the respective gear 32, 34 is rotatable about a respective gear rotation axis 42, 44 relative to the housing wall 38, which is illustrated in Fig. 1 by arrows 46 and 48.
  • the arrow 46 illustrates a first direction of rotation in which the gear 32 is rotatable about the gear rotation axis 42 relative to the housing wall 38 or rotates during operation of the electric drive device 10.
  • the arrow 48 illustrates a second direction of rotation in which the gear 34 rotates relative to the housing wall 38 during operation of the electric drive device 10 or in which the gear 34 is rotatable about the gear rotation axis 44 relative to the housing wall 38. It can be seen in particular from the arrows 46 and 48 that the directions of rotation of the gears 32 and 34 are opposite, that is to say, opposite to one another.
  • the housing wall 38 directly delimits at least the first receiving area 28.
  • the housing wall 38 has a first surface 50 facing the receiving area 28, which in the present case is convexly curved when viewed towards the receiving area 28.
  • the housing wall 38 has a second surface 52.
  • the first surface 50 faces away from the electrical machine 12 in the radial direction of the electrical machine 12.
  • the second surface 52 of the housing wall 38 faces away from the surface 52 in the radial direction of the electrical machine 12 and in particular faces the electrical machine 12. It is conceivable that the housing wall 38, in particular the second surface 52, directly delimits the cooling jacket 16.
  • the second surface 52 is curved away from the second receiving area 36 and is thus concavely curved.
  • Fig. 2 shows the electric drive device 10 in the aforementioned operation, in which the gear 32 rotates in the direction of rotation illustrated by the arrow 46 about the gear axis of rotation 42 relative to the housing wall 38.
  • the gear 34 rotates in the direction of rotation illustrated by the arrow 48 about the gear axis of rotation 44 relative to the housing wall 38 in the aforementioned operation.
  • the lubricant 40 received in the receiving area 28 forms a sump 54, which is also referred to as an oil sump or lubricant sump.
  • the lubricant 40 flowing along the surface 50 directly touches the housing wall 38, in particular the surface 50, so that heat can be transferred from the lubricant 40 flowing along the surface 50 to the housing wall 38 in a particularly advantageous manner.
  • the heat can advantageously be transferred from the housing wall 38 to the coolant flowing through the cooling jacket 16 during operation, whereby the lubricant 40 is effectively and efficiently cooled, particularly within the housing element 26 and without the need for an external heat exchanger and external lines for cooling the lubricant 40.
  • Fig. 3 and 4 show the one-piece and thus one-part housing element 26 in sections in a respective schematic perspective view.
  • surfaces of the one-piece and thus one-part housing wall 38 are designated F1 and F2, wherein the surfaces F1 and F2 are formed by the surface 50 and/or are parts of the surface 50.
  • Heat can be transferred particularly advantageously from the lubricant 40 received in the receiving area 28 to the coolant flowing through the cooling jacket 16 via the surfaces F1 and F2 of the housing wall 38, in particular during the aforementioned operation of the electric drive device 10, so that the lubricant 40 can be cooled particularly effectively and efficiently.
  • the surfaces F1 and F2 are thus surfaces for cooling the lubricant, which is preferably in the form of oil.
  • At least one line element which is preferably designed as a solid body and is very preferably inherently rigid, i.e. dimensionally stable, can be arranged in the first receiving area 28, which is also referred to as a pipe or oil pipe or lubricant pipe.
  • the line element can have a channel through which the lubricant 40 from the first receiving area 28 can flow, also referred to as a lubricant channel or oil channel, with at least one outlet opening directed towards the housing wall 38, in particular towards the surface 50, and through which the lubricant can flow, by means of which the lubricant can be sprayed from the channel of the line element against the housing wall 38, in particular against the surface 50, in particular under Formation of at least one jet 60, shown schematically in Fig. 5, also referred to as a lubricant jet or oil jet.
  • a lubricant channel or oil channel with at least one outlet opening directed towards the housing wall 38, in particular towards the surface 50, and through which the lubricant can flow, by means of which the lubricant can be sprayed from the channel of the line element against the housing wall 38, in particular against the surface 50, in particular under Formation of at least one jet 60, shown schematically in Fig. 5, also referred to as a lubricant jet or oil jet.
  • the channel has a plurality of outlet openings through which the lubricant 40 can flow, via which the lubricant can be sprayed against the housing wall 38, in particular against the surface 50, to form respective jets 60 formed by the lubricant 40.
  • the lubricant flowing through the channel and thus the respective outlet opening forms the respective jet 60, which is sprayed against the surface 50, in particular directly, because the respective outlet opening is directed against the surface 50.
  • the lubricant 40 can therefore be cooled effectively and efficiently via the housing wall 38.
  • cooling fins 62 can be arranged in the first receiving area 28 on the housing wall 38, in particular on the surface 50, which are preferably designed as one piece with the housing wall 38 and can thus be formed by the one-piece housing wall 38.
  • the cooling fins 62 provide a particularly large surface area, via which heat can be transferred particularly advantageously from the lubricant 40 to the housing wall 38 and via this to the coolant flowing through the cooling jacket 16.
  • the housing element 26 is produced by casting, and is therefore designed as a cast component.
  • the housing element 26 is made of a metallic material, in particular aluminum or steel.
  • at least one cooling channel 66 runs in a spiral and/or meandering shape within a wall 64 of the housing element 26 that directly delimits the first receiving area. This means that the cooling channel 66 runs in a spiral shape at least in a first length region and/or in a meandering shape at least in a second length region, for example.
  • the coolant or another, additional coolant can flow through the cooling channel 66, so that the lubricant 40 in the receiving area 28 can be cooled by means of the coolant flowing through the cooling channel 66 or by another coolant.
  • the cooling channel 66 is cast into the wall 64.
  • the receiving area 28 is limited downwards, in particular directly, by the wall 64 in the installation position of the electric drive device 10 in the vertical direction of the vehicle, the electric drive device 10 assuming its installation position in the fully manufactured state of the motor vehicle having the drive device 10.
  • the cooling channel 66 a cooling element is formed separately from the housing element 26, is preferably inherently rigid and very preferably designed as a solid body and is, for example, a cooling coil.
  • the cooling element is arranged, for example, in the receiving area 28 and in particular in the sump 54, so that the lubricant 40 can be cooled effectively and efficiently via the cooling element by means of the coolant or further coolant flowing through the cooling element.
  • a respective arrow 68 illustrates that the coolant or further coolant can be fed to the respective cooling channel 66 and thus, for example, to the cooling element.
  • a respective arrow 70 illustrates that the coolant or further coolant can be or is discharged from the respective cooling channel 66 and in this case, for example, from the respective cooling element, in particular after the coolant or the further coolant has flowed through the cooling channel 66 and thus cooled the lubricant 40 forming the sump 54.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine (12), mittels welcher das Kraftfahrzeug elektrisch antreibbar ist, mit einem Getriebe (22), über welches das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine (12) elektrisch antreibbar ist, welche einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlmantel (16) zum Kühlen zumindest eines Teilbereiches der elektrischen Maschine (12) aufweist, und mit einem Gehäuse (24), in welchem die elektrische Maschine (12) und das Getriebe (22) angeordnet sind, wobei das Gehäuse (24) wenigstens ein einstückig ausgebildetes Gehäuseelement (26) aufweist, welches wenigstens einen ersten Aufnahmebereich (28) aufweist, in welchem Getriebekomponenten (30) des Getriebes (22) angeordnet sind. Das Gehäuseelement (26) weist wenigstens einen zweiten Aufnahmebereich (36) auf, in welchem die elektrische Maschine (12) zumindest teilweise angeordnet ist.

Description

Elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Der DE 102019217 872 A1 ist ein modularer Achsantrieb für Fahrzeuge als bekannt zu entnehmen, umfassend eine elektrische Maschine mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden Maschinengehäuse, das wenigstens einen Maschinenkühlmittelkanal aufweist, der sich entlang eines Abschnitts des Maschinengehäuses erstreckt.
Vorgesehen ist auch ein Getriebe mit einem Getriebegehäuse, das wenigstens einen Getriebekühlmittelkanal aufweist, der sich entlang eines Abschnitts des Getriebegehäuses erstreckt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass auf besonders kosten-, gewichts- und bauraumgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Kühlung realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinrichtung für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches beispielsweise als ein Nutzfahrzeug ausgebildet sein kann. Insbesondere kann es sich bei dem Nutzfahrzeug um einen Lastkraftwagen (LKW) handeln. Selbstverständlich ist es denkbar, dass das Kraftfahrzeug alternativ als ein Personenkraftwagen ausgebildet sein kann. Insbesondere ist das Kraftfahrzeug beispielsweise als ein Kraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug weist in seinem vollständig hergestellten Zustand die elektrische Antriebseinrichtung auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Beispielsweise weist das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung des Kraftfahrzeugs aufeinanderfolgend und somit hintereinander angeordnete Fahrzeugachsen auf, welche auch einfach als Achsen bezeichnet werden. Die jeweilige Fahrzeugachse weist beispielsweise wenigstens oder genau zwei auf in Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs einander gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs angeordnete Fahrzeugräder auf, welche auch einfach als Räder bezeichnet werden. Die Fahrzeugräder des Kraftfahrzeugs sind Bodenkontaktelemente, über welche das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten hin an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Wird das Kraftfahrzeug entlang des Bodens gefahren, während das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs nach unten hin über die Bodenkontaktelemente an dem Boden abgestützt ist, so rollen die Fahrzeugräder, insbesondere direkt, an dem Boden ab. Beispielsweise ist die elektrische Antriebseinrichtung wenigstens oder genau einer der Fahrzeugachsen zugeordnet, wobei beispielsweise die Fahrzeugräder der Fahrzeugachse, der die elektrische Antriebseinrichtung zugeordnet ist, elektrisch, insbesondere rein elektrisch, mittels der Antriebseinrichtung angetrieben werden können.
Die elektrische Antriebseinrichtung weist wenigstens eine elektrische Maschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass die elektrische Maschine die Fahrzeugräder der Fahrzeugachse, der die elektrische Antriebseinrichtung zugeordnet ist, elektrisch, insbesondere rein elektrisch, angetrieben werden können. Hierfür weist die elektrische Maschine beispielsweise einen Stator und einen Rotor auf, welcher mittels des Stators antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Über ihren Rotor kann die elektrische Maschine Antriebsdrehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, das heißt insbesondere zum Antreiben der Fahrzeugräder der Fahrzeugachse, bereitstellen, der die elektrische Antriebseinrichtung zugeordnet ist. Ganz vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise einen elektrischen Energiespeicher aufweisen, mittels oder in welchem elektrische Energie, insbesondere elektrochemisch, zu speichern oder gespeichert ist. Ganz insbesondere kann es sich bei dem elektrischen Energiespeicher um eine Batterie, insbesondere um eine Hochvolt-Batterie (HV-Batterie), handeln, wobei vorzugsweise der elektrische Energiespeicher eine Sekundärbatterie ist. Vorzugsweise ist der elektrische Energiespeicher eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Die elektrische Maschine kann beispielsweise mit der in dem elektrischen Energiespeicher gespeicherten, elektrischen Energie versorgt werden, wodurch die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar ist. Mittels des Elektromotors kann das Kraftfahrzeug, insbesondere die Fahrzeugräder der Fahrzeugachse, der die elektrische Antriebseinrichtung zugeordnet ist, elektrisch, insbesondere rein elektrisch, angetrieben werden.
Die elektrische Antriebseinrichtung weist auch ein Getriebe auf, über welches das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine elektrisch antreibbar ist. Die elektrische Maschine, insbesondere der Stator, weist einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlmantel zum Kühlen zumindest eines Teilbereichs der elektrischen Maschine, insbesondere des Stators, auf. Vorzugsweise ist das Kühlmittel Bestandteil der elektrischen Antriebseinrichtung, sodass das Kühlmittel vorzugsweise zur elektrischen Antriebseinrichtung gehört. Das Kühlmittel ist beispielsweise eine Flüssigkeit, sodass das Kühlmittel auch als Kühlflüssigkeit bezeichnet wird. Ganz vorzugsweise kann das Kühlmittel zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte, Wasser umfassen oder durch Wasser gebildet sein, sodass das Kühlmittel beispielsweise auch als Kühlwasser bezeichnet wird. In der Folge wird beispielsweise der Kühlmantel auch als Wassermantel bezeichnet. Mittels des den Kühlmantel durchströmenden Kühlmittels kann zumindest der Teilbereich der elektrischen Maschine, insbesondere des Stators, gekühlt werden, insbesondere dadurch, dass ein Wärmeübergang von dem Teilbereich an das den Kühlmantel durchströmende Kühlmittel erfolgt.
Die elektrische Antriebseinrichtung weist außerdem ein Gehäuse auf, in welchem die elektrische Maschine und das Getriebe angeordnet sind. Mit anderen Worten sind sowohl die auch als Elektromotor oder E-Motor oder E-Maschine bezeichnete elektrische Maschine als auch das Getriebe in das Gehäuse, das heißt in dasselbe Gehäuse integriert, sodass das Gehäuse beispielsweise auch als Getriebe-Maschinen-Gehäuse oder Getriebe-Achse-Gehäuse bezeichnet wird.
Beispielsweise weist das Getriebe, insbesondere von dem Rotor hin zu dem jeweiligen Fahrzeugrad der Fahrzeugachse, der die elektrische Antriebseinrichtung zugeordnet ist, betrachtet eine insbesondere von eins unterschiedliche Übersetzung auf, über welche die elektrische Maschine, insbesondere der Rotor, das jeweilige Fahrzeugrad der Fahrzeugachse, der die elektrische Antriebseinrichtung zugeordnet ist, antreiben kann.
Um nun auf besonders bauraum-, kosten- und gewichtsgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Kühlung der elektrischen Antriebseinrichtung realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gehäuse wenigstens ein einstückig ausgebildetes Gehäuseelement aufweist. Unter dem Merkmal, dass das Gehäuseelement einstückig ausgebildet ist, ist zu verstehen, dass das Gehäuseelement einteilig ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass das Gehäuseelement aus einem einzigen Stück gebildet ist, sodass das Gehäuseelement an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, als ein Monoblock ausgebildet oder durch einen Monoblock gebildet ist, mithin als ein integral und somit einstückig hergestellter Körper ausgebildet ist oder durch einen integral und somit einstückig ausgebildeten Körper gebildet ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist das einstückig beziehungsweise einteilig ausgebildete Gehäuseelement an sich, das heißt für sich alleine betrachtet, nicht aus mehreren, separat voneinander ausgebildeten und miteinander verbundenen Teilen zusammengesetzt, sondern das Gehäuseelement ist aus einem einzigen Stück und somit integral hergestellt. Dabei weist das Gehäuseelement wenigstens einen ersten Aufnahmebereich auf, in welchem Getriebekomponenten des Getriebes angeordnet sind. Beispielsweise ist mittels der Getriebekomponenten die zuvor genannte Übersetzung des Getriebes gebildet. Das einstückig, mithin einteilig, ausgebildete Gehäuseelement weist außerdem wenigstens eine zweiten Aufnahmebereich auf, in welchem die elektrische Maschine zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte oder aber vollständig, angeordnet ist. Insbesondere ist unter dem Merkmal, dass das Gehäuseelement den jeweiligen Aufnahmebereich aufweist, zu verstehen, dass der jeweilige Aufnahmebereich, insbesondere direkt, durch das Gehäuseelement gebildet oder begrenzt ist. Insbesondere ist beispielsweise der jeweilige Aufnahmebereich durch eine jeweilige Oberfläche oder Mantelfläche des Gehäuseelements, insbesondere direkt, gebildet oder begrenzt.
Das einteilig, mithin einstückig, ausgebildete Gehäuseelement weist außerdem wenigstens eine zwischen den Aufnahmebereichen angeordnete und dadurch die Aufnahmebereiche voneinander trennende Gehäusewand auf, über welche ein in dem ersten Aufnahmebereich aufgenommenes oder aufnehmbares und vorzugsweise von dem Kühlmittel unterschiedliches Schmiermittel zum Schmieren der Getriebekomponente mittels des den Kühlmantel der elektrischen Maschine durchströmenden Kühlmittels zu kühlen ist. Mit anderen Worten, da die elektrische Maschine und somit der von dem Kühlmittel durchströmbare Kühlmantel in dem zweiten Aufnahmebereich angeordnet sind, und da die Gehäusewand zwischen den Aufnahmebereichen angeordnet ist, kann über die Gehäusewand ein Wärmeaustausch zwischen dem in dem ersten Aufnahmebereich aufgenommene oder aufnehmbaren Schmiermittel und dem den Kühlmantel durchströmenden Kühlmittel erfolgen, insbesondere derart, dass über die Gehäusewand Wärme von dem Schmiermittel an das Kühlmittel übergehen kann. Dadurch wird das Schmiermittel vorteilhaft gekühlt, sodass in der Folge die Getriebekomponenten mittels des Schmiermittels besonders vorteilhaft geschmiert und gekühlt werden können. Die Erfindung ermöglicht es somit, das Schmiermittel innerhalb des Gehäuseelements und somit innerhalb des Gehäuses mittels des Kühlmittels zum Kühlen der elektrischen Maschine zu kühlen, sodass das Schmiermittel auf besonders bauraum-, kosten- und gewichtsgünstige Weise gekühlt werden kann. Insbesondere können durch die Erfindung ein separater, außerhalb des Gehäuseelements, insbesondere außerhalb des Gehäuses, angeordneter Wärmetauscher zum Kühlen des Schmiermittels und separate Leitungen vermieden werden, sodass eine hohe Robustheit und Sicherheit sowie ein geringes Gewicht und geringe Kosten dargestellt werden können.
Da die elektrische Maschine mit ihrem Kühlmantel in dem zweiten Aufnahmebereich angeordnet ist, kann beispielsweise mittels des den Kühlmantel durchströmenden Kühlmittels die Gehäusewand gekühlt werden, insbesondere dadurch, dass ein Wärmeübergang von der Gehäusewand an das den Kühlmantel durchströmende Kühlmittel erfolgen kann. Somit ist die Gehäusewand eine gekühlte, auch als Gehäusewandung bezeichnete Gehäusewand, über welche das in dem ersten Aufnahmebereich aufgenommene oder aufnehmbare Schmiermittel gekühlt werden kann. Somit kann im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen auf die Verwendung eines zusätzlichen, separaten Wärmetauschers verzichtet werden.
Der Erfindung liegen dabei insbesondere die folgenden Überlegungen und Erkenntnisse zugrunde: Bei herkömmlichen Lösungen wird das Schmiermittel mittels eines zusätzlichen, separaten Wärmetauschers gekühlt, welcher beispielsweise von dem Schmiermittel durchströmbar und von einem weiteren, beispielsweise als Flüssigkeit oder Luft ausgebildeten Temperiermittel umströmbar oder durchströmbar ist, sodass über den Wärmetauscher ein Wärmeübergang von dem den Wärmetauscher durchströmenden Schmiermittel an das Temperiermedium erfolgen kann. Ein solcher, zusätzlicher und externer, das heißt außerhalb des Gehäuses angeordneter Wärmetauscher erfordert eine zusätzliche, externe Leitungsverlegung, wobei nun durch die Erfindung sowohl die Verwendung eines solchen, separaten, externen Wärmetauschers als auch eine solche, zusätzliche, externe Leitungsverlegung vermieden werden können. Dadurch können die Teileanzahl und somit die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf der Antriebseinrichtung in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden. Gleichzeitig kann das Schmiermittel effektiv und effizient mittels des Kühlmittels über die Gehäusewand gekühlt werden.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Schmiermittel um eine Flüssigkeit, insbesondere um ein Öl, welches auch als Getriebeöl bezeichnet wird. Ganz vorzugsweise ist das Schmiermittel ein Bestandteil der elektrischen Antriebseinrichtung, welche somit vorzugsweise das Schmiermittel umfasst.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Gehäusewand den von dem Kühlmittel durchströmbaren Kühlmantel direkt begrenzt, sodass ein besonders vorteilhafter Wärmeaustausch zwischen der Gehäusewand und dem den Kühlmantel durchströmenden Kühlmittel erfolgen kann. Insbesondere kann eine Oberfläche, insbesondere eine zweite Oberfläche, der Gehäusewand den Kühlmantel direkt begrenzen. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass das Kühlmittel auf seinem Weg durch den Kühlmantel die Gehäusewand, insbesondere die den Kühlmantel direkt begrenzende Oberfläche der Gehäusewand, direkt berühren kann.
Beispielsweise ist eine erste Oberfläche der Gehäusewand dem ersten Aufnahmebereich zugewandt, wobei beispielsweise der erste Aufnahmebereich direkt durch die erste Oberfläche begrenzt oder gebildet ist. Dadurch kann beispielsweise das in dem ersten Aufnahmebereich aufgenommene oder aufnehmbare Schmiermittel die erste Oberfläche direkt berühren. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter Wärmeaustausch zwischen der Gehäusewand und dem Schmiermittel erfolgen. Ferner ist es denkbar, dass die Gehäusewand eine dem zweiten Aufnahmebereich zugewandte und insbesondere der ersten Oberfläche abgewandte, zweite Oberfläche aufweist. Beispielsweise kann der Kühlmantel direkt durch die zweite Oberfläche begrenzt sein, sodass beispielsweise das Kühlmittel auf seinem Weg durch den Kühlmantel die zweite Oberfläche direkt berühren kann. Dadurch kann ein vorteilhafter Wärmeaustausch zwischen dem den Kühlmantel durchströmenden Kühlmittel und der Gehäusewandung gewährleistet werden, sodass über die Gehäusewand das Schmiermittel mittels des Kühlmittels besonders effektiv und effizient gekühlt werden kann.
Um das Schmiermittel über die Gehäusewand mittels des Kühlmittels besonders effektiv und effizient kühlen zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Gehäusewand in radialer Richtung der elektrischen Maschine zwischen den in radialer Richtung der elektrischen Maschine nebeneinander angeordneten Aufnahmebereichen angeordnet ist, sodass die Aufnahmebereiche mittels der Gehäusewand in radialer Richtung der elektrischen Maschine voneinander getrennt sind. Beispielsweise ist zumindest eine der Getriebekomponenten um eine Getriebekomponentendrehachse relativ zu dem Gehäuseelement drehbar, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Getriebekomponentendrehachse parallel zur axialen Richtung der elektrischen Maschine verläuft. Somit kann vorgesehen sein, dass während eines Betriebs der elektrischen Antriebseinrichtung sich die zumindest eine Getriebekomponente um die Getriebekomponentendrehachse relativ zu dem Gehäuseelement dreht. Dadurch kann beispielsweise die zumindest eine Getriebekomponente das in dem ersten Aufnahmebereich aufgenommene Schmiermittel in dem ersten Aufnahmebereich vorteilhaft aufschleudern und beispielsweise von sich abschleudern und dabei beispielsweise gegen die Gehäusewand, insbesondere gegen die erste Oberfläche der Gehäusewand, schleudern, sodass über die Gehäusewand das Schmiermittel besonders vorteilhaft mittels des Kühlmittels gekühlt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Gehäusewand, insbesondere die erste Oberfläche der Gehäusewand, zumindest den ersten Aufnahmebereich direkt begrenzt. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter Wärmeaustausch zwischen der Gehäusewand und dem Schmiermittel realisiert werden, insbesondere derart, dass Wärme besonders vorteilhaft von dem Schmiermittel an die Gehäusewand übergehen kann.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Getriebekomponenten wenigstens zwei Zahnräder auf, nämlich ein erstes Zahnrad und ein mit dem ersten Zahnrad in Eingriff stehendes, zweites Zahnrad. Das jeweilige Zahnrad ist um eine jeweilige Zahnraddrehachse relativ zu dem Gehäuseelement drehbar, sodass es sich beispielsweise bei einer der Zahnraddrehachsen um die zuvor genannte Getriebekomponentendrehachse handelt. Somit ist es vorgesehen, dass beispielsweise während des zuvor genannten Betriebs der elektrischen Antriebseinrichtung sich die Zahnräder um die Zahnraddrehachsen relativ zu dem Gehäuseelement drehen. Beispielsweise verlaufen die Zahnraddrehachsen parallel zueinander, wobei die Zahnraddrehachsen beispielsweise voneinander beabstandet sind. Insbesondere ist denkbar, dass die jeweilige Zahnraddrehachse parallel zur axialen Richtung der elektrischen Maschine verläuft. Dadurch können die Zahnräder während des Betriebs der elektrischen Antriebseinrichtung das in dem ersten Aufnahmebereich aufgenommene Schmiermittel besonders vorteilhaft aufschleudern und beispielsweise von sich abschleudern und somit besonders vorteilhaft gegen die Gehäusewand schleudern, sodass über die Gehäusewand das Schmiermittel besonders effektiv und effizient mittels des Kühlmittels gekühlt werden kann. Insbesondere ist es denkbar, dass mittels der Zahnräder die zuvor genannte Übersetzung des Getriebes gebildet ist.
Um über die Gehäusewand das Schmiermittel besonders effektiv und effizient kühlen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Kühlmittel eine Flüssigkeit ist.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in dem auch als erster Aufnahmeraum bezeichneten, ersten Aufnahmebereich wenigstens ein Leitelement zum, insbesondere gezielten, Leiten des Schmiermittels angeordnet. Es ist denkbar, dass das Leitelement an der Gehäusewand, insbesondere an der ersten Oberfläche, angeordnet ist, wobei es denkbar ist, dass das Leitelement einstückig mit der Gehäusewand ausgebildet ist. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Gehäusewand und das Leitelement aus einem einzigen Stück, das heißt insbesondere durch den zuvor genannten Monoblock, gebildet sind. Mittels des Leitelements kann beispielsweise das Schmiermittel besonders gezielt und bedarfsgerecht geführt werden, sodass Wärme besonders vorteilhaft von dem Schmiermittel an die Gehäusewand übergehen kann, während das Schmiermittel entlang des Leitelements strömt. Beispielsweise ist das Leitelement als eine, insbesondere zweite, Gehäuseschale ausgebildet, mittels welcher das Schmiermittel insbesondere entlang der gekühlten Gehäusewand vorteilhaft geführt werden kann. Es ist denkbar, dass das Leitelement separat von dem Gehäuseelement ausgebildet und zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Gehäuseelement, insbesondere der Gehäusewand, gehalten ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Leitung und somit Führung des Schmiermittels gewährleistet werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass in dem ersten Aufnahmebereich an der Gehäusewand Kühlrippen vorgesehen sind, welche auch einfach als Rippen bezeichnet werden. Die jeweilige Kühlrippe steht, beispielsweise in radialer Richtung der elektrischen Maschine, von der Gehäusewand ab. Durch die Kühlrippen kann eine besonders große Oberfläche dargestellt werden, über welche Wärme von dem Schmiermittel an die Kühlrippen und von den Kühlrippen an die Gehäusewand übergehen kann. Dadurch kann das Schmiermittel besonders effektiv und effizient gekühlt werden. Es ist denkbar, dass die Kühlrippen separat von der Gehäusewand ausgebildet und, insbesondere direkt, an der Gehäusewand befestigt sind. Ferner ist es denkbar, dass die Kühlrippen einstückig mit der Gehäusewand und somit einstückig miteinander ausgebildet und somit durch den zuvor genannten Monoblock gebildet sind. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter Wärmeübergang von dem Schmiermittel an die Kühlrippen und von den Kühlrippen an die Gehäusewand und von der Gehäusewand weiter an das Kühlmittel gewährleistet werden.
Um das Schmiermittel über die Gehäusewand besonders effektiv und effizient kühlen zu können, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass in dem ersten Aufnahmebereich wenigstens ein Leitungselement angeordnet ist, welches vorzugsweise eigensteif und somit formstabil und vorzugsweise als ein Festkörper ausgebildet ist. Insbesondere ist das Leitungselement beispielsweise als ein Rohr ausgebildet, welches auch als Ölrohr bezeichnet wird. Das Leitungselement weist einen von dem Schmiermittel, insbesondere aus dem ersten Aufnahmebereich, durchströmbaren Kanal mit wenigstens einer gegen oder auf die Gehäusewand, insbesondere gegen oder auf die erste Oberfläche, gerichteten und von dem Schmiermittel durchströmbaren Austrittsöffnung auf, mittels welcher das Schmiermittel aus dem Kanal gegen die Gehäusewand, insbesondere gegen die erste Oberfläche, gespritzt werden kann. Insbesondere kann das Schmiermittel über die Austrittsöffnung derart ausgespritzt werden, dass das die Austrittsöffnung durchströmende Schmiermittel einen auch als Ölstrahl oder Strahl bezeichneten Schmiermittelstrahl bildet, welcher, insbesondere direkt, gegen die Gehäusewand, insbesondere gegen die erste Oberfläche, gespritzt wird. Hierdurch kann das Schmiermittel besonders gut gekühlt werden.
In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass innerhalb einer den ersten Aufnahmebereich direkt begrenzenden Wandung des Gehäuseelements wenigstens ein auch als erster Kühlkanal bezeichneter Kühlkanal mäanderförmig verläuft. Der erste Kühlkanal ist von dem Kühlmittel oder einem weiteren, zusätzlichen Kühlmittel durchströmbar. Bei der Wandung kann es sich um die Gehäusewand handeln. Ferner ist es denkbar, dass die Wandung ein zusätzlicher, beispielsweise sich an die Gehäusewand anschließender Wandungsbereich des Gehäuseelements ist. Insbesondere ist es denkbar, dass der erste Aufnahmebereich in Einbaulage der elektrischen Antriebseinrichtung in Fahrzeughochrichtung des Kraftfahrzeugs nach unten hin durch die Wandung direkt begrenzt ist. Dabei nimmt die elektrische Antriebseinrichtung ihre Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des die elektrische Antriebseinrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs ein. Über die Wandung kann Wärme besonders vorteilhaft von dem in dem ersten Aufnahmebereich aufgenommenen oder aufnehmbaren Schmiermittel an das den ersten Kühlkanal durchströmende Kühlmittel oder weitere Kühlmittel übergehen, sodass das Schmiermittel effektiv und effizient gekühlt werden kann.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn in dem ersten Aufnahmebereich wenigstens ein separat von dem Gehäuseelement ausgebildetes Kühlelement angeordnet ist, welches wenigstens einen in dem ersten Aufnahmebereich mäanderförmig verlaufenden und auch als zweiter Kühlkanal bezeichneten Kühlkanal aufweist, welcher von dem Kühlmittel oder dem weiteren Kühlmittel durchströmbar ist. Über das vorzugsweise formstabile, das heißt biegesteife und vorzugsweise als Festkörper ausgebildete Kühlelement kann Wärme von dem in dem ersten Aufnahmebereich angeordneten oder anordenbaren Schmiermittel an das den zweiten Kühlkanal und somit das Kühlelement durchströmende Kühlmittel oder weitere Kühlmittel übergehen, sodass das Schmiermittel effektiv und effizient gekühlt werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Vorderansicht einer elektrischen Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug;
Fig. 2 ausschnittsweise eine weitere schematische und geschnittene Vorderansicht der elektrischen Antriebseinrichtung während eines Betriebs der elektrischen Antriebseinrichtung;
Fig. 3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines einstückig ausgebildeten Gehäuseelements der elektrischen Antriebseinrichtung; Fig. 4 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des Gehäuseelements;
Fig. 5 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des Gehäuseelements; und
Fig. 6 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des Gehäuseelements.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ausschnittsweise ein einer schematischen und geschnittenen Vorderansicht eine elektrische Antriebseinrichtung 10 für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug weist in seinem vollständig hergestellten Zustand die elektrische Antriebseinrichtung 10 auf und ist mittels der elektrischen Antriebseinrichtung 10, insbesondere rein, elektrisch antreibbar. Hierfür weist die elektrische Antriebseinrichtung 10 eine elektrische Maschine 12 auf, welche einen Stator und einen Rotor aufweist. Der Rotor ist mittels des Stators antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse 14 relativ zu dem Stator drehbar. Über ihren Rotor kann die elektrische Maschine 12 Antriebsdrehmomente bereitstellen, mittels welchen das Kraftfahrzeug, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine 12, deren axiale Richtung mit der Maschinendrehachse 14 zusammenfällt, eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere 100 Volt beträgt. Die elektrische Maschine 12, insbesondere der Stator, weist einen in Fig. 1 besonders schematisch dargestellten Kühlmantel 16 auf, welcher von einem vorzugsweise flüssigen Kühlmittel durchströmbar ist. Vorzugsweise gehört das Kühlmittel zur elektrischen Antriebseinrichtung 10, welche somit vorzugsweise das Kühlmittel umfasst. Mittels des Kühlmittels kann über den Kühlmantel 16 zumindest ein Teilbereich der elektrischen Maschine 12, insbesondere des Stators, gekühlt werden. Beispielsweise ist der Kühlmantel 16 in einem von dem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkreislauf angeordnet, welcher Bestandteil der elektrischen Antriebseinrichtung 10 sein kann.
Beispielsweise ist in dem Kühlkreislauf eine, insbesondere elektrisch betreibbare, Pumpe angeordnet, mittels welcher das Kühlmittel durch den Kühlkreislauf hindurchgefördert werden kann. Somit kann beispielsweise die Pumpe das Kühlmittel durch den Kühlmantel 16 hindurchfördern. In Fig. 1 besonders schematisch dargestellt ist ein Zulauf 18, welcher von dem Kühlmittel durchströmbar ist. Über den Zulauf 18 kann das den Zulauf 18 durchströmende Kühlmittel dem Kühlmantel 16 zugeführt und dabei insbesondere in den Kühlmantel 16 eingeleitet werden, sodass der Zulauf 18 in dem Kühlkreislauf angeordnet ist. Ebenfalls besonders schematisch dargestellt ist in Fig. 1 ein Rücklauf 20, welcher von dem Kühlmittel durchströmbar ist und in dem Kühlkreislauf angeordnet ist. Über den Rücklauf 20 kann das Kühlmittel aus dem Kühlmantel 16 abgeführt werden. Insbesondere ist das Kühlmittel vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und somit zumindest zu mehr als zur Hälfte, durch Wasser gebildet, welches auch als Kühlwasser bezeichnet wird. Somit wird das Kühlmittel auch als Kühlwasser bezeichnet. Auf seinem Weg durch den Kühlmantel 16 kann Wärme zumindest von dem Teilbereich der elektrischen Maschine 12 an das den Kühlmantel 16 durchströmende Kühlmittel übergehen, wodurch zumindest der Teilbereich der elektrischen Maschine 12 gekühlt wird. Mittels des den Kühlmantel 16 durchströmenden Kühlmittels kann die elektrische Maschine 12 beispielsweise zumindest in einem Betriebsmodus der elektrischen Antriebseinrichtung 10 gekühlt werden. Es ist denkbar, dass in wenigstens einem zweiten Betriebsmodus der elektrischen Antriebseinrichtung 10 zumindest der Teilbereich der elektrischen Maschine 12 mittels des den Kühlmantel 16 durchströmenden Kühlmittels erwärmt werden kann. Hierfür erfolgt beispielsweise ein Wärmeübergang von dem den Kühlmantel 16 durchströmenden Kühlmittel an den Teilbereich. Das Kühlmittel kann somit als Temperiermittel zum Temperieren, das heißt Kühlen und/oder Erwärmen, des Teilbereichs genutzt werden. Weist beispielsweise das Kühlmittel auf seinem Weg durch den Kühlmantel 16 eine geringere Temperatur als der Teilbereich auf, so geht Wärme von dem Teilbereich an das den Kühlmantel 16 durchströmende Kühlmittel über, wodurch der Teilbereich gekühlt wird. Weist beispielsweise das Kühlmittel auf seinem Weg durch den Kühlmantel 16 eine höhere Temperatur als der Teilbereich auf, so geht Wärme von dem den Kühlmantel 16 durchströmenden Kühlmittel an den Teilbereich über, wodurch der Teilbereich erwärmt wird. Dadurch kann beispielsweise die elektrische Maschine 12 in einem besonders vorteilhaften Temperaturbereich betrieben werden, sodass ein effektiver und effizienter Betrieb der elektrischen Maschine 12 gewährleistet werden kann.
Die elektrische Antriebseinrichtung 10 weist außerdem ein Getriebe 22 auf, über welches das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine 12, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Die elektrische Antriebseinrichtung 10 weist außerdem ein Gehäuse 24 auf, in welchem die elektrische Maschine 12 und das Getriebe 22 angeordnet sind.
Um nun auf besonders bauraum-, gewichts- und kostengünstige Weise eine besonders vorteilhafte Kühlung der elektrischen Antriebseinrichtung 10 realisieren zu können, weist das Gehäuse 24 wenigstens ein einstückig ausgebildetes und beispielsweise gut aus Fig. 3 und 4 erkennbares Gehäuseelement 26 auf. Das Gehäuseelement 26 weist einen ersten Aufnahmebereich 28 auf, in welchem Getriebekomponenten 30 des Getriebes 22 angeordnet sind. Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die Getriebekomponenten 30 zwei Zahnräder 32 und 34, wobei das Zahnrad 32 auch als erstes Zahnrad und das Zahnrad 34 auch als zweites Zahnrad bezeichnet werden. Dabei stehen die Zahnräder 32 und 34 in Eingriff miteinander.
Das Gehäuseelement 26 weist auch einen zweiten Aufnahmebereich 36 auf, in welchem die elektrische Maschine 12 zumindest teilweise angeordnet ist. Insbesondere ist der Kühlmantel 16 zumindest teilweise in dem zweiten Aufnahmebereich 36 angeordnet. Das einstückig, mithin einteilig, ausgebildete Gehäuseelement 26 weist außerdem wenigstens eine zwischen den Aufnahmebereichen 28 und 36 angeordnete und dadurch die Aufnahmebereiche 28 und 36 voneinander trennende Gehäusewand 38 auf, über welche ein in dem ersten Aufnahmebereich 28 aufgenommenes und vorzugsweise flüssiges Schmiermittel 40 zum Schmieren und vorzugsweise auch zum Kühlen der Getriebekomponenten 30 mittels des den Kühlmantel 16 durchströmenden Kühlmittels zu kühlen ist, derart, dass von dem in dem Aufnahmebereich 28 aufgenommenen Schmiermittel 40 Wärme an die einstückig ausgebildete Gehäusewand 38 übergehen kann, wobei die an die Gehäusewand 38 übergegangene Wärme aus dem Schmiermittel 40 von der Gehäusewand 38 an das den Kühlmantel 16 durchströmende Kühlmittel übergehen kann.
Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Aufnahmebereiche 28 und 36 in radialer Richtung der elektrischen Maschine 12, deren radiale Richtung senkrecht zur axialen Richtung der elektrischen Maschine 12 und somit senkrecht zur Maschinendrehachse 14 verläuft, nebeneinander angeordnet, wobei die Gehäusewand 38 in radialer Richtung der elektrischen Maschine 12 zwischen den Aufnahmebereichen 28 und 36 angeordnet ist. Dadurch sind die Aufnahmebereiche 28 und 36 mittels der Gehäusewand 38 in radialer Richtung der elektrischen Maschine 12 voneinander getrennt. Das jeweilige Zahnrad 32, 34 ist um eine jeweilige Zahnraddrehachse 42, 44 relativ zu der Gehäusewand 38 drehbar, was in Fig. 1 durch Pfeile 46 und 48 veranschaulicht ist. Insbesondere veranschaulicht der Pfeil 46 eine erste Drehrichtung, in welche das Zahnrad 32 um die Zahnraddrehachse 42 relativ zu der Gehäusewand 38 drehbar ist oder sich während eines Betriebs der elektrischen Antriebseinrichtung 10 dreht. Ferner veranschaulicht der Pfeil 48 eine zweite Drehrichtung, in die sich das Zahnrad 34 bei dem Betrieb der elektrischen Antriebseinrichtung 10 relativ zu der Gehäusewand 38 dreht beziehungsweise in die das Zahnrad 34 relativ zur Gehäusewand 38 um die Zahnraddrehachse 44 drehbar ist. Anhand der Pfeile 46 und 48 ist insbesondere erkennbar, dass die Drehrichtungen der Zahnräder 32 und 34 gegensinnig, das heißt einander entgegengesetzt, sind.
Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die Gehäusewand 38 zumindest den ersten Aufnahmebereich 28 direkt begrenzt. Hierfür weist die Gehäusewand 38 eine dem Aufnahmebereich 28 zugewandte, erste Oberfläche 50 auf, welche vorliegend zu dem Aufnahmebereich 28 hin betrachtet konvex gewölbt ist. Beispielsweise weist die Gehäusewand 38 eine zweite Oberfläche 52 auf. Die erste Oberfläche 50 ist in radialer Richtung der elektrischen Maschine 12 von der elektrischen Maschine 12 ab- oderweggewandt. Die zweite Oberfläche 52 der Gehäusewand 38 ist in radialer Richtung der elektrischen Maschine 12 von der Oberfläche 52 abgewandt und dabei insbesondere der elektrischen Maschine 12 zugewandt. Es ist denkbar, dass die Gehäusewand 38, insbesondere die zweite Oberfläche 52, den Kühlmantel 16 direkt begrenzt. Bei dem in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist es außerdem vorgesehen, dass die zweite Oberfläche 52 von dem zweiten Aufnahmebereich 36 weggewölbt und somit konkav gewölbt ist.
Fig. 2 zeigt die elektrische Antriebseinrichtung 10 in dem zuvor genannten Betrieb, in welchem sich das Zahnrad 32 in die durch den Pfeil 46 veranschaulichte Drehrichtung um die Zahnraddrehachse 42 relativ zu der Gehäusewand 38 dreht. Außerdem dreht sich das Zahnrad 34 in dem genannten Betrieb in die durch den Pfeil 48 veranschaulichte Drehrichtung um die Zahnraddrehachse 44 relativ zu der Gehäusewand 38. Es ist erkennbar, dass das in dem Aufnahmebereich 28 aufgenommene Schmiermittel 40 einen Sumpf 54 bildet, welcher auch als Ölsumpf oder Schmiermittelsumpf bezeichnet wird. Während des Betriebs plantscht zumindest das Zahnrad 32 in dem Sumpf 54, wodurch das Zahnrad 32 wenigstens ein Teil des Schmiermittels 40 aus dem Sumpf 54 herausfördert, insbesondere aufhebelt oder aufschleudert und beispielsweise von sich abschleudert. Dies ist in Fig. 2 durch einen Pfeil 56 veranschaulicht. Erkennbar aus Fig. 2 ist auch, dass der in Fig. 2 mit T bezeichnete Teil des Schmiermittels 40, dessen Teil T mittels des Zahnrads 32 bei dem Betrieb der elektrischen Antriebseinrichtung 10 aus dem Sumpf 54 gefördert wird, gegen die Gehäusewand 38, insbesondere gegen die Oberfläche 50, gefördert, insbesondere geschleudert, wird und, wie in Fig. 2 durch einen Pfeil 58 veranschaulicht ist, daraufhin entlang der Gehäusewand 38, insbesondere entlang der Oberfläche 50, strömt und zurück in den Sumpf 54 strömt. Das entlang der Oberfläche 50 strömende Schmiermittel 40 berührt die Gehäusewand 38, insbesondere die Oberfläche 50, direkt, sodass besonders vorteilhaft Wärme von dem entlang der Oberfläche 50 strömenden Schmiermittel 40 an die Gehäusewand 38 übergehen kann. Die Wärme kann von der Gehäusewand 38 vorteilhaft an das in dem Betrieb den Kühlmantel 16 durchströmende Kühlmittel übergehen, wodurch das Schmiermittel 40 effektiv und effizient gekühlt wird, insbesondere innerhalb des Gehäuseelements 26 und ohne dass ein externer Wärmetauscher und externe Leitungen zum Kühlen des Schmiermittels 40 erforderlich sind.
Fig. 3 und 4 zeigen das einstückige und somit einteilige Gehäuseelement 26 jeweils ausschnittsweise in einer jeweiligen, schematischen Perspektivansicht. In Fig. 3 und 4 sind Flächen der einstückig und somit einteilig ausgebildeten Gehäusewand 38 mit F1 und F2 bezeichnet, wobei die Flächen F1 und F2 durch die Oberfläche 50 gebildet und/oder Teile der Oberfläche 50 sind. Über die Flächen F1 und F2 der Gehäusewand 38 kann Wärme besonders vorteilhaft von dem in dem Aufnahmebereich 28 aufgenommenen Schmiermittel 40 an das den Kühlmantel 16 durchströmende Kühlmittel übergehen, insbesondere während des genannten Betriebs der elektrischen Antriebseinrichtung 10, sodass das Schmiermittel 40 besonders effektiv und effizient gekühlt werden kann. Somit sind die Flächen F1 und F2 Flächen zur Kühlung des vorzugsweise als Öl ausgebildeten Schmiermittels.
Aus Fig. 5 ist erkennbar, dass in dem ersten Aufnahmebereich 28 wenigstens ein vorzugsweise als Festkörper ausgebildetes und ganz vorzugsweise eigensteifes, das heißt formstabiles, Leitungselement angeordnet sein kann, welches auch als Rohr oder Ölrohr oder Schmiermittelrohr bezeichnet wird. Das Leitungselement kann einen von dem Schmiermittel 40 aus dem ersten Aufnahmebereich 28 durchströmbaren, auch als Schmiermittelkanal oder Ölkanal bezeichneten Kanal mit wenigstens einer gegen die Gehäusewand 38, insbesondere gegen die Oberfläche 50, gerichteten und von dem Schmiermittel durchströmbaren Austrittsöffnung aufweisen, mittels welcher das Schmiermittel aus dem Kanal des Leitungselements gegen die Gehäusewand 38, insbesondere gegen die Oberfläche 50, gespritzt werden kann, insbesondere unter Ausbildung wenigstens eines in Fig. 5 schematisch dargestellten, auch als Schmiermittelstrahl oder Ölstrahl bezeichneten Strahls 60. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel weist beispielsweise der Kanal mehrere, von dem Schmiermittel 40 durchströmbare Austrittsöffnungen auf, über welche das Schmiermittel unter Ausbildung von jeweiligen, durch das Schmiermittel 40 gebildeten Strahlen 60 gegen die Gehäusewand 38, insbesondere gegen die Oberfläche 50, gespritzt werden kann. Mit anderen Worten, das den Kanal und somit die jeweilige Austrittsöffnung durchströmende Schmiermittel bildet den jeweiligen Strahl 60, welcher dadurch, dass die jeweilige Austrittsöffnung gegen die Oberfläche 50 gerichtet ist, gegen die Oberfläche 50, insbesondere direkt, gespritzt wird. Dadurch kann über die Gehäusewand 38 das Schmiermittel 40 effektiv und effizient gekühlt werden.
Aus Fig. 6 ist besonders gut erkennbar, dass in dem ersten Aufnahmebereich 28 an der Gehäusewand 38, insbesondere an der Oberfläche 50, Kühlrippen 62 angeordnet sein können, welche vorzugsweise einstückig mit der Gehäusewand 38 ausgebildet und somit durch die einstückige Gehäusewand 38 gebildet sein können. Die Kühlrippen 62 stellen eine besonders große Oberfläche bereit, über welche Wärme besonders vorteilhaft von dem Schmiermittel 40 an die Gehäusewand 38 und über diese an das den Kühlmantel 16 durchströmende Kühlmittel übergehen kann.
Beispielsweise ist das Gehäuseelement 26 durch Gießen hergestellt, mithin als ein Gussbauteil ausgebildet. Insbesondere ist das Gehäuseelement 26 aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Aluminium oder Stahl, gebildet. Es ist denkbar, dass innerhalb einer den ersten Aufnahmebereich direkt begrenzenden Wandung 64 des Gehäuseelements 26 wenigstens ein Kühlkanal 66 spiralförmig und/oder mäanderförmig verläuft. Dies bedeutet, dass der Kühlkanal 66 beispielsweise zumindest in einem ersten Längenbereich spiralförmig und/oder zumindest in einem zweiten Längenbereich mäanderförmig verläuft. Der Kühlkanal 66 ist von dem Kühlmittel oder von einem weiteren, zusätzlichen Kühlmittel durchströmbar, sodass das Schmiermittel 40 in dem Aufnahmebereich 28 mittels des den Kühlkanal 66 durchströmenden Kühlmittels beziehungsweise weiteren Kühlmittels gekühlt werden kann. Beispielsweise ist der Kühlkanal 66 in die Wandung 64 eingegossen. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Aufnahmebereich 28 in Einbaulage der elektrischen Antriebseinrichtung 10 in Fahrzeughochrichtung nach unten hin, insbesondere direkt, durch die Wandung 64 begrenzt, wobei die elektrische Antriebseinrichtung 10 ihre Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des die Antriebseinrichtung 10 aufweisenden Kraftfahrzeugs einnimmt. Ferner ist es denkbar, dass der Kühlkanal 66 separat von dem Gehäuseelement 26 ausgebildetes, vorzugsweise eigensteifes und ganz vorzugsweise als Festkörper ausgebildetes Kühlelement gebildet ist, welches beispielsweise eine Kühlspirale ist. Das Kühlelement ist beispielsweise in dem Aufnahmebereich 28 und dabei insbesondere in dem Sumpf 54 angeordnet, sodass über das Kühlelement mittels des das Kühlelement durchströmenden Kühlmittels oder weiteren Kühlmittels das Schmiermittel 40 effektiv und effizient gekühlt werden kann. In Fig. 6 veranschaulicht ein jeweiliger Pfeil 68, dass das Kühlmittel oder weitere Kühlmittel dem jeweiligen Kühlkanal 66 und somit beispielsweise dem Kühlelement zuführbar ist. Außerdem veranschaulicht in Fig. 6 ein jeweiliger Pfeil 70, dass das Kühlmittel oder weitere Kühlmittel aus dem jeweiligen Kühlkanal 66 und dabei beispielsweise aus dem jeweiligen Kühlelement abführbar ist oder abgeführt wird, insbesondere nachdem das Kühlmittel oder das weitere Kühlmittel den Kühlkanal 66 durchströmt und somit das den Sumpf 54 bildende Schmiermittel 40 gekühlt hat.
Bezugszeichenliste
10 elektrische Antriebseinrichtung
12 elektrische Maschine
14 Maschinendrehachse
16 Kühlmantel
18 Zulauf
20 Rücklauf
22 Getriebe
24 Gehäuse
26 Gehäuseelement
28 erster Aufnahmebereich
30 Getriebekomponenten
32 Zahnrad
34 Zahnrad
36 zweiter Aufnahmebereich
38 Gehäusewand
40 Schmiermittel
42 Zahnraddrehachse
44 Zahnraddrehachse
46 Pfeil
48 Pfeil
50 Oberfläche
52 Oberfläche
54 Sumpf
56 Pfeil
58 Pfeil
60 Strahl
62 Kühlrippen
64 Wandung
66 Kühlkanal
68 Pfeil
70 Pfeil
F1 Fläche
F2 Fläche
T Teil

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Antriebseinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine (12), mittels welcher das Kraftfahrzeug elektrisch antreibbar ist, mit einem Getriebe (22), über welches das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine (12) elektrisch antreibbar ist, welche einen von einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlmantel (16) zum Kühlen zumindest eines Teilbereiches der elektrischen Maschine (12) aufweist, und mit einem Gehäuse (24), in welchem die elektrische Maschine (12) und das Getriebe (22) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (24) wenigstens ein einstückig ausgebildetes Gehäuseelement (26) aufweist, welches aufweist:
- wenigstens einen ersten Aufnahmebereich (28), in welchem Getriebekomponenten (30) des Getriebes (22) angeordnet sind;
- wenigstens einen zweiten Aufnahmebereich (36), in welchem die elektrische Maschine (12) zumindest teilweise angeordnet ist; und
- wenigstens eine zwischen den Aufnahmebereichen (28, 36) angeordnete und dadurch die Aufnahmebereiche (28, 36) voneinander trennende Gehäusewand (38), über welche ein in dem ersten Aufnahmebereich (28) aufgenommenes oder aufnehmbares Schmiermittel (40) zum Schmieren der Getriebekomponenten (30) mittels des den Kühlmantel (16) der elektrischen Maschine (12) durchströmenden Kühlmittels zu kühlen ist.
2. Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand (38) in radialer Richtung der elektrischen Maschine (12) zwischen den in radialer Richtung der elektrischen Maschine (12) nebeneinander angeordneten Aufnahmebereichen (28, 36) angeordnet ist, sodass die Aufnahmebereiche (28, 36) mittels der Gehäusewand (38) in radialer Richtung der elektrischen Maschine (12) voneinander getrennt sind.
3. Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewand (38) zumindest den ersten Aufnahmebereich (28) direkt begrenzt.
4. Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebekomponenten (30) wenigstens zwei Zahnräder (32, 34) aufweisen, nämlich ein erstes Zahnrad (32) und ein mit dem ersten Zahnrad (32) in Eingriff stehendes, zweites Zahnrad (34).
5. Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel eine Flüssigkeit ist.
6. Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Aufnahmebereich (28) wenigstens ein Leitelement zum Leiten des Schmiermittels (40) angeordnet ist.
7. Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Aufnahmebereich (28) an der Gehäusewand (38) Kühlrippen (62) vorgesehen sind.
8. Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Aufnahmebereich (28) wenigstens ein Leitungselement angeordnet ist, welches einen von dem Schmiermittel (40) durchströmbaren Kanal mit wenigstens einer gegen die Gehäusewand (38) gerichteten und von dem Schmiermittel durchströmbaren Austrittöffnung angeordnet ist, mittels welcher das Schmiermittel (40) aus dem Kanal gegen die Gehäusewand (38) zu spritzen ist.
9. Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer den ersten Aufnahmebereich (28) direkt begrenzenden Wandung (64) des Gehäuseelements (26) wenigstens ein Kühlkanal (66) spiralförmig und/oder mäanderförmig verläuft, welcher von dem Kühlmittel oder einem weiteren Kühlmittel durchströmbar ist.
10. Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Aufnahmebereich (28) wenigstens ein separat von dem Gehäuseelement (26) ausgebildetes Kühlelement angeordnet ist, welches wenigstens einen in dem ersten Aufnahmebereich (28) spiralförmig und/oder mäanderförmig verlaufenden Kühlkanal (66) aufweist, welcher von dem Kühlmittel oder einem weiteren Kühlmittel durchströmbar ist.
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