JP2023505664A - 駆動装置および駆動アセンブリ - Google Patents

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Abstract

本発明は、電気駆動可能な自動車、特に、ハイブリッド自動車のパワートレイン用の駆動装置、および駆動アセンブリに関する。駆動装置(1)は、第1の電気回転機(10)および第2の電気回転機(20)、ならびに第1のシャフト(40)および第2のシャフト(41)を備えており、第1の電気回転機(10)が、第2の電気回転機(20)によって径方向に境界が画成された領域内に径方向および軸方向に少なくとも部分的に配置されており、第1の電気回転機(10)のステータ(12)と第2の電気回転機(20)のステータ(22)とが互いに機械的に固定されている。本発明は、駆動装置(1)が、軸線方向においてステータ(12、22)に隣接して配置されており、かつステータ(12、22)の間および/またはステータ(12、22)の中に軸方向にクーラントを供給することができるクーラント供給装置(200)を備えていることを特徴とする。本発明による駆動装置および駆動アセンブリにより、最適な動作および最適な冷却機能、それ故に、効率的な動作を、安価な構成および省スペースで確保することができる。

Description

本発明は、電気駆動可能な自動車、特にハイブリッド自動車のパワートレイン用の駆動装置と、駆動アセンブリとに関する。
駆動アセンブリまたはパワートレインに統合された様々な駆動装置が従来技術から知られている。
独国特許第112015006071号には、内燃機関の動力を使用して電気エネルギーを発生させることができる発電機と、電気エネルギーによって駆動されてホイールを駆動する電気モータと、発電機および電気モータを収容するハウジングと、発電機および電気モータを制御する電力制御装置と、を備えるハイブリッド車両駆動システムが開示されている。発電機と電気モータは、ハウジング内に同一軸線上に並んで配置されている。
米国特許出願第2016/0218584号には、電気機械を制御するために使用される制御装置が記載されており、制御装置は、電気機械を備える駆動装置のハウジングに搭載されている。駆動装置は、互いに同軸かつ軸方向に隣接して配置された2つの電気機械を備えている。
国際公開第2019101264号には、ハイブリッド自動車用のパワートレインが開示されている。このパワートレインはギアボックス入力シャフトを備えており、ギアボックス入力シャフトは、トルクを伝達するように第1のサブパワートレインを介して第1の電気機械および内燃機関に動作可能に接続されており、かつ、トルクを伝達するように第2のサブパワートレインを介して第2の電気機械に動作可能に接続されている。2つの電気機械は、互いに同軸かつ軸方向に隣接して配置されている。
ハイブリッド自動車用の駆動アセンブリでは、複数の電気回転機を備えた駆動装置を一体化するためには、特に軸方向における設置スペースの要件が厳しい。
軸方向に特に短い駆動アセンブリは、特に、そのような駆動装置が自動車におけるいわゆる前方横向き配置(front-transverse arrangements)に使用される場合に有利であり、前方横向き配置では、電気回転機および内燃機関が前輪駆動装置として使用され、電気回転機および内燃機関のそれぞれの回転軸が自動車の長手方向に対して横方向に配置されている。
電気回転機の冷却が必要とされる場合が多い。例えば、少なくとも1つの電気回転機を少なくとも部分的に冷却するための第1の流体の流れを実現するための第1のフローシステムを提供し、第2の流体の流れを実現するための第2のフローシステムを提供することであって、熱交換器を介して第1のフローシステムから第2のフローシステムへ熱が伝達可能であるようにすることが知られている。
第1の流体は、両方の電気回転機を冷却する役割も果たすことができ、第1のフローシステムの少なくとも1つの出口によって冷却流体が第1の電気回転機に導かれ、第1のフローシステムの少なくとも1つの別の出口によって冷却流体が第2の電気回転機に導かれるように、駆動装置の中を流れることができる。電気回転機が軸方向に並んで配置されているため、第1の電気回転機を冷却するための出口は、第2の電気回転機を冷却するためのさらなる出口から軸方向に明らかに離れている。
上記に基づき、本発明は、安価な構成および省スペースで、最適な冷却、したがって効率的な動作を確保する駆動装置および駆動装置を備えた駆動アセンブリを提供する目的に基づいている。
この目的は、請求項1による本発明に係る駆動装置によって達成される。駆動装置の有利な実施形態は、従属請求項2~9に記載されている。さらに、請求項10によれば、駆動装置を有する駆動アセンブリが提供される。
請求項の特徴は、以下の記述からの説明と、本発明の追加の実施形態を記載した図面からの特徴とを含む、技術的に有用な任意の方法で、組み合わせることができる。
本発明の文脈では、「軸方向」および「径方向」という用語は、常に、駆動装置の回転軸を指し、これは、駆動装置に含まれる電気回転機のうちの少なくとも一方の回転軸に相当する。
本発明は、電気駆動可能な自動車、特にハイブリッド自動車のパワートレイン用の駆動装置であって、第1の電気回転機および第2の電気回転機、ならびに第1のシャフトおよび第2のシャフトを有し、第1の電気回転機のロータが第1のシャフトに回転不能に結合されており、第2の電気回転機のロータが第2のシャフトに回転不能に結合されている、駆動装置に関する。第1の電気回転機は、第2の電気回転機によって径方向に境界が画成された領域内に、径方向および軸方向に少なくとも部分的に配置されている。第1の電気回転機は内側ロータモータとして構成されており、第2の電気回転機は外側ロータモータとして構成されており、第1の電気回転機のステータと第2の電気回転機のステータとが互いに機械的に固定されている。駆動装置は、軸方向においてステータに隣接して配置されておりかつステータ間および/またはステータの中に軸方向にクーラントを供給することができるクーラント供給装置を備えている。すなわち、2つの電気回転機のステータは、2つの電気回転機のロータの間に径方向に配置されている。
一実施形態では、径方向内側の電気回転機は、それぞれの他方の電気回転機によって径方向に境界が画成された領域内に完全に径方向および軸方向に配置されているようにすることができる。
特に、本駆動装置は分離クラッチをさらに備えており、この分離クラッチによって、トルク伝達のために第1の電気回転機のロータが第2のシャフトに接続可能である、または接続される。
分離クラッチは、第1の電気回転機から第2のシャフトまで延びるトルク伝達経路内に配置されている、または、このトルク伝達経路を開閉するように配置されている。本駆動装置は、分離クラッチを作動させるための作動システムを備えることができ、この作動システムのレリーズ軸受は、単列または複列で実装することができる。
有利なことに、電気回転機のロータの回転軸は同軸上に位置付けられている。
2つの電気回転機を径方向に入れ子とすることにより、両方の電気回転機のロータパッケージおよびステータパッケージの個々の金属シートの製造時に、径方向内側の電気回転機のロータおよび径方向内側の電気回転機のステータの両方の金属シートと、径方向外側の電気回転機のステータおよび径方向外側の電気回転機のロータの両方の金属シートを、パンチングのストロークでブランクから切り出すことができるという利点がもたらされる。
径方向外側の電気回転機のロータは、第2のシャフトに結合する目的で、第2のシャフトに結合されているロータキャリアによって支持することができ、この場合、ロータは、特に、ロータキャリアに圧力ばめおよび/または形状ばめ(form-fitting)で結合されており、ロータキャリアは、第2のシャフトに圧力ばめおよび/または形状ばめで結合されている。
第1のシャフトおよび/または第2のシャフトを回転可能に取り付けるために、本駆動装置は中央軸受または中央軸受ユニットを有することができ、この軸受は、1つ以上の部品から構成されており、それによって第1のシャフトおよび/または第2のシャフトが駆動装置のハウジングに取り付けられるように構成されている。径方向外側の電気回転機のロータキャリアは、中央軸受を介して直接的に、または中央軸受における第2のシャフトを介して間接的に支持されることができる。中央軸受は、例えば、ころ軸受、玉軸受、またはアンギュラコンタクト玉軸受として設計されている。
本駆動装置は、第2のシャフトの位置に対して径方向外側の電気回転機のロータキャリアの位置を固定するための、第1のシャフトまたは第2のシャフトにボルト止めされた締結要素を備えていてもよい。
有利なことに、径方向内側の電気回転機は、発電機として動作させることができる。径方向内側の電気回転機のロータは相対的に小さく、したがって径方向外側の電気回転機のロータよりも小さい質量慣性モーメントを有する。
したがって、径方向外側の電気回転機のロータは相対的に大きく、それに応じて大きなトルクを発生させることができるため、径方向外側の電気回転機を有利に駆動装置として使用することができる。
ただし、径方向内側の電気回転機と径方向外側の電気回転機の両方を、本駆動装置を備えた自動車を駆動する目的に使用する可能性を排除するものではない。例えば、径方向内側の電気回転機を使用して駆動装置の入力側にトルクを供給し、入力側に接続可能な内燃機関の始動を実現することができる。あるいは、一方または両方の電気回転機がトルクを供給し、接続された内燃機関と共に、駆動装置のハイブリッド動作を実現することもできる。
一実施形態では、第1の電気回転機のロータは、第2の電気回転機のステータによって径方向に境界が画成された領域内に配置されている。
駆動装置の一実施形態では、2つの電気回転機のステータが共通のステータキャリア上に配置されており、ステータキャリアには、クーラント供給装置によってクーラントを供給することができ、クーラント供給装置は、クーラントを軸線方向に分配するように構成されている。したがって、ここでは、2つのステータがステータキャリアの両側に径方向に配置されている。
この場合、軸方向の分配は、軸方向成分のみを有する体積流量を発生させることに限定されず、軸方向に延びるステータキャリアによって、少なくとも1つの方向成分を有するクーラントの体積流量を発生させることができる。
一方、ステータキャリアは、駆動装置のハウジングに固定されている。
特に、このステータキャリアは、その径方向位置に関して2つの電気回転機のステータの間に配置されて、これらのステータに機械的に結合することができ、したがってステータキャリアは両方のステータを固定する。
ステータキャリアは、その径方向内側面および/または径方向外側面に、クーラントを導くための螺旋状流路を形成することができる。
ステータキャリアは、本質的に中空の円筒形状を有する構成要素であり、したがって、径方向内側面と径方向外側面とを有する。流路は、ステータキャリアのそれぞれの面における溝によって形成することができ、この溝は、それぞれのステータパッケージまたはその本体がステータキャリアのそれぞれの面に接触しているときに外側が閉じられ、したがって流路を形成する。
ステータキャリアの径方向内側面と径方向外側面の両方に螺旋状流路が配置されるとき、径方向内側面の螺旋状流路と径方向外側面の螺旋状流路との間に少なくとも1つの径方向接続流路を設けることができる。
この実施形態では、ステータキャリアに形成された溝または流路によって、両方のステータの効率的な冷却が提供される。
さらに、クーラント供給装置は、ステータキャリアにクーラントを供給するための、電気回転機に軸方向に隣接して配置された分配装置を備えることができ、分配装置は、ステータキャリアに軸方向に形成された少なくとも1つの接続流路に、少なくとも1つの接続スリーブによって流体的に連結されている。
一方、軸方向接続流路は、螺旋状流路に流体的に結合されている。
複数の軸方向接続流路が配置されるときには、これらの接続流路は複数の螺旋状流路に流体的に連結されている。
分配装置は、駆動装置のハウジング内またはハウジング上に形成された環状流路によって実装することができる。特に、分配装置は、ステータキャリアが固定されているハウジングの一体化構成要素である。
クーラント供給装置の代替実施形態では、接続スリーブの代わりに、分配装置と、ステータキャリアに軸方向に形成された接続流路とが本質的に直接流体的に連結されるように、ステータキャリアが、分配装置を形成するハウジングに接触しているようにすることができる。有利には、分配装置と接続流路との間の流体的接続が環境から密閉されるように、例えばシールリングとして形成されたシールが、ステータキャリアと、分配装置を形成しているハウジングとの間に配置されなければならない。
本発明の駆動装置の代替実施形態では、2つの電気回転機のステータは、ステータユニットの一体化構成要素であり、クーラント供給装置は、部分クーラント流を発生させる複数の軸方向出口を有する環状流路を備えており、複数の軸方向出口にはステータのうちの少なくとも一方における流路が流体的に連結されている。
このような流路は、それぞれのステータにおける軸方向孔によって実装することができる。特に、このような流路は、第1の電気回転機のステータと第2の電気回転機のステータとの間に径方向に配置されている。すなわち、両方のステータの最適な冷却が本質的に等しく実現されるような方法で、クーラントがステータユニット内に導かれる。
環状流路は、プラスチック部品によって実現することができる。特に、環状流路は、環状チューブに相当する。また、環状流路がハウジングの一体化構成要素として形成されているようにすることもできる。
一方、ステータユニットは、駆動装置のハウジングに固定することができる。このように、この代替実施形態では、個々のステータの間に余分なステータキャリアを利用せず、2つのステータのみによって形成されるコンパクトなユニットを備えている。
ステータユニットは、複数のねじ結合部によって駆動装置のハウジングに固定することができる。ねじ結合部のそれぞれのねじは、ステータユニットを、特に軸方向に貫通して駆動装置のハウジングにねじ込まれている。
一実施形態では、駆動装置は、第1のハウジングおよび第2のハウジングを備えており、これらは一緒にハウジング内部を画成しており、ハウジング内部には、2つの電気回転機が配置されており、第1のシャフトおよび第2のシャフトが少なくとも部分的に配置されている。
特に、共通のステータキャリアまたはステータユニットが第1のハウジングに機械的に結合されており、2つの電気回転機のロータが第2のハウジングに支持されている。
特に、第2のシャフトは第2のハウジングに支持することができ、第1のシャフトは第1のハウジングおよび第2のシャフトに支持することができる。
さらに、電気回転機を制御するためのパワーエレクトロニクスを第2のハウジングによって担持することができる。
さらに、第1のシャフトは、軸方向に延びるシャフト流路を有することができ、シャフト流路から第1の電気回転機のロータにクーラントを供給することができる径方向延在部を有する少なくとも1つの第1の横方向孔が、シャフト流路に隣接している。
特に、少なくとも1つの第1の横方向孔の径方向に、第1の電気回転機のロータが重なっていることができ、したがってこのロータをクーラントによって最適に冷却することができる。有利には、軸方向に延びる冷却流路が、第1のシャフトとロータとの間に径方向に設けられており、この流路は、ロータの2つの軸方向端面の間でロータに流れるクーラントがロータの軸方向範囲にわたってできるだけ均一に分布するように、少なくとも1つの第1の横方向孔に流体的に連結されている。
一実施形態では、第1のシャフトは、径方向延在部を有する複数の第1の横方向孔を有することができ、第1の横方向孔は、その端部が周方向に互いに一定の角度間隔で位置しており、第1の横方向孔のグループが、実質的に同一の軸方向位置を有する。この軸方向位置は、特に、ロータに関して軸方向中心位置に対応することができる。
特に、少なくとも第1の横方向孔の径方向に、第1の電気回転機のロータを回転可能に配置するための第1のロータキャリアが重なっており、当該第1のロータキャリアが、第1の電気回転機のロータ内またはロータにおいてクーラントを軸線方向に分配するための溝および/または孔を備えているようにすることができる。
さらなる実施形態によれば、第2の電気回転機のロータは、ロータキャリアによって回転可能に取り付けられており、このロータキャリアは、第2の電気回転機のロータ内またはロータ上にクーラントを軸線方向に分配するための溝および/または孔を有する。
これに代えて、またはこれに加えて、第2の電気回転機のロータが、同じ目的のための溝および/または孔を有するようにすることができる。
クーラントは、特に遠心力によって第2の電気回転機のロータの径方向外側に運ばれ、クーラントは、好ましくは、実質的に壺形状のロータキャリアの径方向部分に沿って流れる。
さらに、クーラントは重力により壺形状のロータキャリア内に溜まり、その後、ロータキャリアの回転に伴って円周に沿って分配される。
特に、第2の電気回転機のロータ上の径方向外側の位置に溝が形成されている、および/または、第2の電気回転機のロータのロータキャリアとの接触面に溝が形成されている。これらの溝よりもロータのさらに径方向内側にロータの孔を形成することができ、これらの孔は、溝よりも最大発熱領域に近いので、そのような孔内を導かれるクーラントは、より効率的な冷却効果を達成することができる。
さらに、電気回転機に軸方向に隣接してクーラントが流出するように、第1のシャフトに少なくとも1つの追加の横方向孔を形成することができる。
少なくとも1つのさらなる横方向孔から流れ出るクーラントは、例えば、分離クラッチの冷却および/または中央軸受ユニットなどの軸受の冷却を実現するために使用することができる。
特に、複数のさらなる横方向孔を形成することができ、この複数のさらなる横方向孔は、同じ軸方向位置において円周上に分布しているか、かつ/または異なる軸方向位置において分布している。第2の電気回転機のロータを冷却する目的で、クーラントを分配するために別の横方向孔を使用することもできる。
ステータキャリアまたはステータ内の個々の流路は、ステータキャリアまたはステータ自体から出る液量の流れによるステータの巻線ヘッドの冷却を可能にするために、関連するステータの巻線ヘッドに向けられた少なくとも1つの出口を有することができる。
駆動装置の2つのシャフトは、有利に同軸に配置されている。
この目的のため、第2のシャフトが中空軸として設計されており、第1のシャフトが部分的に第2のシャフトの内側に延びている。
さらに、駆動装置は、第1の伝達段を備えることができ、第1の伝達段は、内歯歯車を備えた駆動装置の接続要素と、外側歯部を有する要素を備えた第1のシャフトとによって形成されている。内歯歯車の歯部と外側歯部が互いに噛み合って、接続要素から第1のシャフトに回転運動を伝達する。
したがって、本発明による駆動装置は、いわゆるハイブリッドギアボックスとして設計されている。したがって本駆動装置は、電気回転機およびシャフトに加えて、ギアボックスを備えている。
特に、外側歯部を有する要素は、第1のシャフトに回転不能に配置された歯車とすることができる。
さらに、駆動装置は第2の伝達段を有することができ、第2の伝達段は、第2のシャフトの歯部、特に外側歯部と、第2のシャフトの歯部と噛み合う第1の歯車とによって形成されている。
駆動装置がギアボックスを備えている一実施形態では、第1の歯車は、ギアボックスの中間シャフトに回転不能に連結することができる。
このギアボックスは、出力部にディファレンシャルギアを備えることができる。この場合、中間シャフトの外側歯部がディファレンシャルギアの入力歯車と噛み合うことができ、これにより第3の伝達段が達成される。
第2のシャフトは、ここでは、ギアボックス入力シャフトとしてこのように機能し、ギアボックスに動作可能に結合されており、したがって、第2のシャフトによって提供されるトルクまたは第2のシャフトによって実現される回転運動を、ギアボックスを介して、ステップアップまたはステップダウン方式で自動車のさらなるギアボックスユニットに伝達することができるか、または自動車の駆動輪に直接伝達することもできる。
本発明による駆動装置は、電気回転機を径方向に入れ子にすることにより、2つの電気回転機を有する従来の駆動装置よりも、軸方向に必要な設置スペースが相当に少ないという利点を提供し、本発明に従って設けられたクーラント供給装置は、入れ子にされた2つの電気回転機のステータおよびロータの最適な冷却を確保する。
本発明の別の態様は、本発明による駆動装置と内燃機関とを備える駆動アセンブリであって、内燃機関は、内燃機関の出力要素によって第1の電気回転機のロータに回転不能に連結されているか、または連結することができる。
本駆動アセンブリは、駆動装置の接続要素に回転不能に連結された振動ダンパーと、内燃機関に機械的に結合されたハウジング要素とを備えることができ、振動ダンパーはハウジング要素内に配置されている。
この点において、ハウジング要素は、有利には、駆動装置の第2のハウジングに結合されている。
中間シャフトおよび/またはホイールドライブシャフトを、一方ではハウジング要素に、他方では第2のハウジングに軸方向に取り付けることも可能である。
本発明による駆動装置および内燃機関を備えている本発明による駆動アセンブリを備えた自動車、特にハイブリッド車両を動作させるときには、例えば以下の運転動作モードが有効となる。
- 電気駆動および回生:
分離クラッチは開いており、第2の電気回転機が第1の電気回転機および内燃機関から切り離される。このため第2の電気回転機は、トラクションマシン(traction machine)として、または発電機として個別に制御される。内燃機関および第1の電気回転機は動作していない。
- 直列駆動および充電:
分離クラッチは開いている。内燃機関が第1の電気回転機によって始動され、内燃機関は、第1の電気回転機を駆動することができ、その結果、第1の電気回転機は、自動車のバッテリを充電するための発電機として制御される。第2の電気回転機は、トラクションマシンとして制御される。
- 並列ハイブリッド駆動、充電、昇圧:
分離クラッチが閉じられ、それによって、第1の電気回転機、第2の電気回転機および内燃機関が互いに連結される。自動車は、内燃機関および/または一方もしくは両方の電気回転機によって駆動される。2つの電気回転機は、ここでは、トラクションマシンとして、または発電機として制御することができる。
さらなる実施形態では、駆動アセンブリは、駆動アセンブリを備える自動車のホイールが配置される少なくとも1つのホイールドライブシャフトも備えており、ホイールドライブシャフトは、駆動装置のギアボックスを介して駆動装置の第2のシャフトに結合されており、したがって第2のシャフトによって実現される回転運動をギアボックスを介してホイールドライブシャフトに、したがってホイールに伝達することができる。
この点において、本駆動装置のクーラント供給装置は、駆動アセンブリのクーラント回路に流体的に連結されているか、または駆動アセンブリのクーラント回路の一部である。ポンプアクチュエータは、クーラント回路においてクーラントを循環させ、熱交換器が熱伝達を可能にする。
ポンプアクチュエータはハウジング要素に取り付けることができ、熱交換器は第2のハウジングの径方向外側に配置することができる。
冷却回路におけるクーラントの搬送は、熱吸収後にクーラントが集められる/ただちに貯蔵される、いわゆるクーラントサンプまたはクーラントリザーバから、ポンプアクチュエータが温かいクーラントを吸引するという方法で行うことができる。温かいクーラントは、ポンプアクチュエータを通じて熱交換器に送られ、熱交換器で熱を放出する。ここで冷却されたクーラントは、第2のハウジングを介して第1のハウジングに送られ、そこでクーラント供給装置に供給され、第1のシャフトの軸方向に延びるシャフト流路に送られる。
上述した発明は、好ましい実施形態を示す関連する図面を参照して関連する技術的背景に基づいて以下に詳細に説明される。本発明は、完全に模式的な図面によって何ら制限されることはなく、図面に示された例示的な実施形態は、示された寸法に制限されないことに留意されたい。
本発明による駆動装置を有する駆動アセンブリの概略図である。 本発明による駆動アセンブリの断面の断面側面図である。 電気回転機の領域における本発明による駆動装置の断面を示す図である。 代替実施形態における、電気回転機の領域における本発明による駆動装置の断面を示す図である。 クーラントの流れを強調して示す、本発明による駆動装置を有する本発明による駆動アセンブリの断面の断面側面図である。 クーラントの流れを強調して示す、電気回転機の領域における本発明による駆動装置の断面を示す図である。 クーラントの流れを強調して示す、代替の実施形態における、電気回転機の領域における本発明による駆動装置の断面を示す図である。
図1から図4では、一般的な説明を目的として、冷却装置またはクーラント供給装置には言及せず、駆動アセンブリを最初に示している。
図1は、本発明による駆動装置1を備えた本発明による駆動アセンブリ100の概略図を示している。
駆動装置1は、第1の電気回転機10と、第2の電気回転機20と、第1のシャフト40と、第2のシャフト41とを備えている。
さらに、駆動アセンブリ100は、内燃機関103と振動ダンパー101とを備えており、内燃機関103の出力要素104は振動ダンパー101に連結されている。振動ダンパー101は、駆動アセンブリ1の接続要素4にも結合されており、接続要素4は駆動アセンブリ1の入力側2として機能する。このように、内燃機関103は、振動ダンパー104を介して駆動アセンブリ1に連結されている。
接続要素4は、接続要素4と第1のシャフト40との間に第1の伝達段70が形成されるように、第1のシャフト40に連結されている。
第1のシャフト40には、第1の電気回転機10のロータ11が回転不能に結合されており、第2のシャフト41には、第2の電気回転機20のロータ21が回転不能に結合されている。第1の電気回転機10のロータ11と第1のシャフト40との結合は、第1の電気回転機10のロータ11が第1のシャフト40に直接配置されるように実現されている。これに対し、第2の電気回転機20のロータ21は、ロータキャリア30によって支持されており、ロータキャリア30が第2のシャフト41に結合されている。
第1の電気回転機10は、第2の電気回転機20によって径方向に境界が画成された領域内に、径方向だけでなく、部分的に軸方向にも配置されている。この点において、第1の電気回転機10は内側ロータモータとして構成されており、第2の電気回転機20は外側ロータモータとして構成されており、第1の電気回転機10のステータ12と第2の電気回転機20のステータ22は、互いに機械的に固定されている。
駆動装置1の分離クラッチ50は、その入力側51が第1のシャフト40に接続されており、その出力側52が第2のシャフト41に接続されている。このため分離クラッチ50は、第1のシャフト40と第2のシャフト41との間でトルクを伝達する役割を果たす。したがって、分離クラッチ50は、第1の電気回転機10のロータ11と第2の電気回転機20のロータ21との間のトルク伝達経路を開閉するために使用することができる。
第2のシャフト41は中空軸として構成されており、第1のシャフト40は部分的に第2のシャフト41の径方向内側に延びている。このように2つのシャフト40、41は互いに同軸に延びており、2つの電気回転機10、20のロータ11、21も互いに同軸に、かつシャフト40、41と同軸に配置されている。
第2のシャフト41は、第2の伝達段71を介して中間シャフト81に結合されている。この点において、中間シャフト81は、第2のシャフト41と平行に延びている。
中間シャフト81は、トルクを伝達する目的で、第3の伝達段72を介して駆動装置1のディファレンシャルギア80の入力要素に接続されている。ディファレンシャルギア80は、駆動装置1の出力側3を形成している。
駆動アセンブリ100を備える自動車のホイールが配置されるホイールドライブシャフト105は、ディファレンシャルギア80の出力を形成しており、したがって第2のシャフト41によって実現される回転運動を、第2の伝達段71および第3の伝達段72を経てディファレンシャルギア80を介してホイールドライブシャフト105、したがってホイールに伝達することができる。
内燃機関103によって供給されるトルクは、振動ダンパー101を介し、かつ第1の伝達段70を介して駆動装置1の第1のシャフト40に伝達される。この点において、分離クラッチ50が開いていれば、内燃機関103のトルクは、第1の電気回転機10のロータ11のみに向けられる。このようにして、第1の電気回転機10は、バッテリを充電するための発電機動作に使用することができる。分離クラッチ50が閉じているときには、内燃機関103によって供給されたトルクは、第1のシャフト40から第2のシャフト41に伝達される。第2のシャフト41から、内燃機関103のトルクは、第2の伝達段71を介して中間シャフト81に伝達され、第3の伝達段72を介してディファレンシャルギア80に伝達される。ディファレンシャルギア80を介して、トルクは、ホイールドライブシャフト103によって、駆動アセンブリ100を備える自動車のホイールに伝達される。
第1の電気回転機10のロータ11によって供給されるトルクは、分離クラッチ50が開いているときには、第1の伝達段70を介して内燃機関103に伝達することができる。分離クラッチ50が閉じているときには、トルクは第2の伝達段71および第3の伝達段72を介してディファレンシャルギア80に、したがってホイールドライブシャフト105に伝達される。
第2の電気回転機20のロータ21によって供給されるトルクは、分離クラッチ50の切り替え状態とは無関係に、第2の伝達段71および第3の伝達段72を介してディファレンシャルギア80、したがってホイールドライブシャフト105に伝達される。
したがって、駆動アセンブリ100を様々な駆動動作モードで動作させることができる。
図2は、本発明による駆動アセンブリ100の断面を断面側面図において示している。
図2は、図1に示した個々の構成要素のより詳細な図解を示しており、ただし、図2には内燃機関を示しておらず、振動ダンパー101に連結された内燃機関の出力要素104は部分的にのみ示してある。
図2においては、第1のハウジング60、第2のハウジング61およびハウジング要素62を見ることができ、これらは互いに結合されており、駆動アセンブリ100または駆動装置1の全体的なハウジングを形成している。第1および第2のハウジング60、61は、2つの電気回転機10、20を収容する役割を果たしており、ハウジング要素62は、第1のハウジング60および第2のハウジング61を内燃機関のハウジング(図示せず)に連結する役割を果たしている。この目的のために、第1のハウジング60は、軸方向において第2のハウジング61に固定的に結合されており、ハウジング要素62は、軸方向において第1のハウジング60とは反対の第2のハウジング61の側において第2のハウジング61に固定的に結合されている。
第1のシャフト40は、その第1の軸方向端部42が、第1のハウジング60内の単列支持軸受92によって支持されており、その第2の軸方向端部43が、第2のシャフト41の第2の軸方向端部45の径方向内側にニードル軸受91によって支持されている。
第2のシャフト41は、その第1の軸方向端部44が、中央軸受ユニット90を介して第2のハウジング61に支持されている。この中央軸受ユニット90は、同軸上に配置された2つの転がり軸受を軸方向に並べて密着させたものである。
さらに、電気回転機10、20のステータ12、22を支持している共通のステータキャリア32が第1のハウジング60に固定的に結合されており、したがって電気回転機10、20のステータ12、22が第1のハウジング60によって支持されている。第2の電気回転機20のロータ21のロータキャリア30は、中央軸受ユニット90の転がり軸受によって第2のハウジング61に支持されている。ロータキャリア30には、ロータ位置センサ34のエンコーダ素子も結合されており、ロータ位置センサ34の検出素子が第2のハウジング61に結合されており、したがって第2の電気回転機20のロータ21またはロータキャリア30の角度位置および/または回転速度の検出をロータ位置センサ34によって行うことができる。
さらに、中間シャフト81およびホイールドライブシャフト105は、それぞれ軸方向において電気回転機10、20に面する側で第2のハウジング61に支持されており、軸方向においてそれとは反対の側でハウジング要素62に支持されている。駆動装置1の接続要素4は、複列軸受ユニット93を介してハウジング要素62に支持されている。この複列軸受ユニット93は、同軸上に配置された2つの転がり軸受を軸方向に並べて密着させたものである。振動ダンパー101は、ハウジング要素62に配置されている。
中央軸受ユニット90および複列軸受ユニット93は、それらの可能な実施形態を説明するために、それぞれ異なる可能な構成で示してある。中央軸受ユニット90は、円すいころ軸受と、アンギュラコンタクト玉軸受とで示してあり、複列軸受ユニット93は、円すいころ軸受で示してある。しかしながら、中央軸受ユニット90に関して挙げたように、アンギュラコンタクト玉軸受などの他の軸受も使用することができる。
さらに、第1および第2のハウジング60、61上には、パワーエレクトロニクス102が径方向外側に配置されており、パワーエレクトロニクス102は、電気回転機10、20を制御するように構成されている。また、第2のハウジング61上には、電気回転機10、20のうちの少なくとも一方を冷却するための冷却回路の熱交換器204もまた、第2のハウジング61とパワーエレクトロニクス102との間に配置されている。この冷却回路のポンプアクチュエータ203は、ハウジング要素62によって支持されている。
また、図2には、伝達段70、71、72の詳細な構造が示されている。
第1の伝達段70は、接続要素4が、第1のシャフト40の第2の軸方向端部43における外側歯部46と噛み合う内歯歯車5を備えるように構成されている。
また、第2のシャフト41は、その第2の軸方向端部45に、第1の歯車82と係合する外側歯部47を有し、第1の歯車82は、第2のシャフト41と中間シャフト81との間に第2の伝達段71が形成されるように中間シャフト81に回転不能に配置されている。
中間シャフト81の外側歯部84は、ディファレンシャルギア80の入力要素としての第2の歯車83と係合しており、中間シャフト81とディファレンシャルギア80との間に第3の伝達段72を形成している。
分離クラッチ50は、摩擦ロック式の多板クラッチに相当し、その入力側51は、第1の電気回転機10のロータ11に軸方向に隣接して第1のシャフト40に配置されているインナープレートによって形成されており、分離クラッチ50のアウタープレートがその出力側52として第2のシャフト41に結合されている。
中央軸受ユニット90の径方向外側に、分離クラッチ50を作動させるための作動システム53が第2のハウジング61上に配置されており、作動システム53の圧力ポットがロータキャリア30を通って軸方向に係合しており、作動システム53によって供給される作動力を分離クラッチ50に伝達して分離クラッチ50を閉じる。
さらに、ロックねじ35が設けられており、このロックねじ35は、第2のシャフト41の第1の軸方向端部44において第2のシャフト41にねじ込まれており、したがってロックねじ35のねじ頭部は、軸方向に作用する予圧力をロータキャリア30および中央軸受ユニット90の2つの転がり軸受に加え、これにより、第2のシャフト41に対するロータキャリア30および中央軸受ユニット90の軸方向位置を固定している。
図3は、電気回転機10、20の領域における本発明による駆動装置1の断面を示している。この断面は、図2の駆動装置1の実施形態と同一の駆動装置1を示している。
図3において理解できるように、共通のステータキャリア32は、キャリアねじ33によって第1のハウジング60に結合されている。この目的のため、キャリアねじ33は、共通のステータキャリア32の径方向に延びる部分を通って軸方向に案内され、第1のハウジング60に軸方向にねじ込まれている。
さらに、共通のステータキャリア32の径方向内側面36に担持された第1の電気回転機10のステータ12は、共通のステータキャリア32の径方向外側面37に担持された第2の電気回転機20のステータ22に対して軸方向にオフセットされている。
図3の駆動装置1の代替として、図4は、代替実施形態における電気回転機10、20の領域における本発明による駆動装置1の断面を示している。
図3とは対照的に、2つの電気回転機10、20のステータ12、22は、ステータユニット31の一体化構成要素である。
このステータユニット31は、キャリアねじ33によって第1のハウジング60に固定されており、キャリアねじ33は、ステータユニット31全体を軸方向に貫通し、第1のハウジング60に軸方向にねじ込まれている。このように、この代替実施形態では、個々のステータ12、22の間に余分なステータキャリアを使用しないが、2つのステータ12、22のみによって形成されるコンパクトなユニットを備えている。
図5および図6は、本発明による駆動装置と、矢印によって示された冷却回路とを備えた本発明による駆動アセンブリを示している。図7は、代替の実施形態における本発明による駆動装置と、矢印によって示された冷却回路とを備えた本発明による駆動アセンブリを示している。
図5は、基本的に図2に対応しており、パワーエレクトロニクス102は部分的にのみ示してあり、ディファレンシャルギアは全く示していない。
図5は、冷却回路の一部としてのポンプアクチュエータ203によって、クーラントを第1の案内流路205および第2の案内流路206を介して熱交換器204まで搬送できることを示している。
この目的のため、ポンプアクチュエータ203は、この図には示していないリザーバから温かいクーラントを送出する。第1の案内流路205は、ハウジング要素62の中に配置された管として形成されており、ハウジングの内部で第2の案内流路206に流体的に接続されている。第2の案内流路206は、第2のハウジング61の一体化構成要素として形成されており、実質的に第2のハウジング61の中を軸方向に延びている。
ポンプアクチュエータ203から熱交換器204に供給された高温のクーラントは、熱交換器204によって冷却された後、第3の案内流路207に導かれる。第3の案内流路207は、第2の案内流路207と同様に、第2のハウジング61の一体化構成要素として形成されており、実質的に軸方向に延びている。
第3の案内流路207は、第4の案内流路208に流体的に結合されており、当該第4の案内流路208は、実質的に径方向に延びており、第1のハウジング60の一体化構成要素である。
第4の案内流路208は、熱交換器204によって冷却されたクーラントを、2つの電気回転機10、20のステータ12、22に案内し(このことは図6に詳細に示してある)、さらに径方向内側に案内することを可能にし、第4の案内流路208は第1のシャフト40における軸方向に延びるシャフト流路230に流体的に連結されている。
シャフト流路230は、2つの回転機10、20のロータ11、21、分離クラッチ50および中央軸受ユニット90にクーラントを供給するために使用される。
第1の電気回転機10のロータ11にクーラントを供給する目的で、第1のシャフト40は、径方向に延びる第1の横方向孔231を備えており、第1の横方向孔231は、シャフト流路230に流体的に結合されており、第1の電気回転機10のロータ11に関して軸方向中央に位置付けられており、したがって径方向に第1の電気回転機10のロータ11が重なっている。
さらに第1のシャフト40と第1の電気回転機10のロータ11との間の径方向に、第1のシャフト40、ロータ11、または第1のシャフト40およびロータ11によって複数の軸方向冷却流路214もまた形成されており、これらはロータ11の一方の端面から反対側の端面まで延びており、それぞれが第1の横方向孔231の少なくとも1つに流体的に連結されている。
したがって、シャフト流路230に導かれたクーラントは、第1の横方向孔231を通過して軸方向冷却流路214に入り、第1の電気回転機10のロータ11に達することができる。軸方向冷却流路214は、クーラントを第1の電気回転機10のロータ11の径方向内側面に沿って軸方向に均一に分配し、したがってロータ11の最適な冷却を実現することができる。クーラントは、軸方向冷却流路214から第1の電気回転機10のロータ11に隣接する両側で軸方向に出て、そこでロータ11のそれぞれの端面に沿って径方向外側に第1の電気回転機10のステータ12の巻線ヘッドに導かれ、巻線ヘッドを冷却する。
第2の電気回転機20のロータ21、分離クラッチ50および中央軸受ユニット90にクーラントを供給するために、第1のシャフト40は、径方向に延びるさらなる横方向孔232も備えており、これらの孔もシャフト流路230に流体的に接続されている。
この目的のため、さらなる横方向孔232が、第1のシャフト40において異なる軸方向位置に配置されており、クーラントを供給するためのさらなる横方向孔232は、その径方向上方に分離クラッチ50または中央軸受ユニット90が重なっており、これらを確実に冷却する。
第2の電気回転機20のロータ21にクーラントを供給する目的のためのさらなる横方向孔232は、第2の電気回転機20のロータ21を担持するロータキャリア30によって部分的に境界が画成された領域に径方向に傾いている。これらのさらなる横方向孔232から出るクーラントは、遠心力および/または重力によって径方向外側に運ばれ、第2の電気回転機20のロータ21のロータキャリア30によって、軸方向において第1のハウジング60から離れる方向に対向するロータ21の軸方向側に案内される。
この点において、第2の電気回転機20のロータ21の、ロータキャリア30との接触面には、軸方向に複数の溝23が設けられており、これらの溝は、ロータ21またはロータキャリア30によって、あるいはロータ21およびロータキャリア30によって形成されている。したがって、溝23は、第2の電気回転機20のロータ21内またはロータ21上でクーラントを軸方向に搬送することができる。
それぞれのユニットを冷却した後に再加熱されたクーラントは、第2のハウジング61内に集まり、そこからリザーバに戻される。
図6は、電気回転機10、20の領域における本発明による駆動装置1の断面を示している。図5を補足して、図6は、両方の電気回転機10、20のステータ12、22を冷却するためのクーラントの流れを詳細に示している。
駆動装置1のクーラント供給装置200が示されており、この装置によって、クーラントをステータ12、22の間および/またはステータ22の中に軸方向に供給することができる。
この断面は、図3の駆動装置1の実施形態に対応する駆動装置1を示している。すなわち、第1のハウジング60に共通のステータキャリア32が固定的に結合されており、共通のステータキャリア32の径方向内側面36に第1の電気回転機10のステータ12が配置されており、共通のステータキャリア32の径方向外側面37に第2の電気回転機20のステータ22が配置されている。
この点において、第4の案内流路208が、クーラント供給装置200の構成要素としてクーラント供給装置200の分配装置201に流体的に連結されており、分配装置201は、第1のハウジング60における少なくとも1つの軸方向に延びる流路として構成されている。分配装置201は、少なくとも1つの接続スリーブ202によって、ステータキャリア32に形成されているクーラント供給装置200の少なくとも1つの軸方向接続流路210に流体的に連結されている。分配装置201を軸方向接続流路210に流体的に結合する目的で、接続スリーブ202は、中空円筒形として設計されており、分配装置201および軸方向接続流路210よりも小さい直径を有し、したがって接続スリーブ202は、本質的に、軸方向の一部で分配装置201および軸方向接続流路210に挿入されて流体密封接続を確保する。
軸方向接続流路210は、ステータキャリア32の径方向内側面36に形成された、クーラントを導くための径方向内側の螺旋状流路211に流体的に結合されている。さらに、ステータキャリア32の径方向外側面37には、クーラントを導くための径方向外側の螺旋状流路212が形成されており、径方向内側の螺旋状流路211は、ステータキャリア32を貫通する径方向接続流路213を介して径方向外側の螺旋状流路212に結合されている。
2つの螺旋状流路211、212は、ステータキャリア32のそれぞれの側面におけるそれぞれの溝によって形成されており、この溝は、それぞれのステータ12、22がステータキャリア32のそれぞれの側面と接触することによって外側が閉じられ、したがって流路を形成している。
径方向内側の螺旋状流路211は、径方向内側面36上にステータキャリア32によって支持されている第1の電気回転機10のステータ12に沿って実質的に軸方向に延びるように、ステータキャリア32上の軸方向の延長部または軸方向の位置を有する。したがって、径方向外側の螺旋状流路212は、径方向外側面37上にステータキャリア32によって支持されている第2の電気回転機20のステータ22に沿って実質的に軸方向に延びるように、ステータキャリア32上の軸方向の延長部または軸方向の位置を有する。
このように、この実施形態では、径方向内側の螺旋状流路211の中に導かれるクーラントによって第1の電気回転機10のステータ12の効率的な冷却を実現することができ、径方向外側の螺旋状流路212の中に導かれるクーラントによって第2の電気回転機20のステータ22の効率的な冷却を実現することができる。
図7は、代替実施形態における、電気回転機10、20の領域における本発明による駆動装置1の断面を示している。図7は、図4による駆動装置におけるクーラントの流れを示している。
駆動装置1のクーラント供給装置200が示されており、クーラント供給装置200は、部分クーラント流222を発生させる複数の軸方向出口221を有する環状流路220を備えており、ステータユニット31内の流路223がそれぞれの軸方向出口221に流体的に連結されている。
したがって、それぞれのそのような流路223は、軸方向孔として構成されており、これらの流路223は、第1の電気回転機10のステータ12と第2の電気回転機20のステータ22との間に径方向に配置されている。したがって、両方のステータ12、22の最適な冷却が本質的に均等に実現されるように、クーラントをステータユニット31の中に導くことができる。
この点において、軸方向出口221は、環状流路220から周方向に分布する実質的に一定の角度間隔で形成されており、したがって部分クーラント流222の可能な限り最も均一な分布、ひいては最適な冷却を、第1の電気回転機10のステータ12の全周に沿って、かつ第2の電気回転機20のステータ22の全周に沿って実現することができる。
本発明による駆動装置および駆動アセンブリにより、最適な冷却機能、したがって効率的な動作を、安価な設計および省スペースにおいて確保することができる。
1 駆動装置
2 駆動装置の入力側
3 駆動装置の出力側
4 駆動装置の接続要素
5 接続要素の内歯歯車
10 第1の電気回転機
11 第1の電気回転機のロータ
12 第1の電気回転機のステータ
20 第2の電気回転機
21 第2の電気回転機のロータ
22 第2の電機回転機のステータ
23 溝
30 第2の電気回転機のロータキャリア
31 ステータユニット
32 共通のステータキャリア
33 キャリアねじ
34 ロータ位置センサ
35 ロックねじ
36 ステータキャリアの径方向内側面
37 ステータキャリアの径方向外側面
40 第1のシャフト
41 第2のシャフト
42 第1のシャフトの第1の軸方向端部
43 第1のシャフトの第2の軸方向端部
44 第2のシャフトの第1の軸方向端部
45 第2のシャフトの第2の軸方向端部
46 第1のシャフトの外側歯部
47 第2のシャフトの外側歯部
50 分離クラッチ
51 分離クラッチの入力側
52 分離クラッチの出力側
53 作動システム
60 第1のハウジング
61 第2のハウジング
62 ハウジング要素
70 第1の伝達段
71 第2の伝達段
72 第3の伝達段
80 ディファレンシャルギア
81 中間シャフト
82 第1の歯車
83 第2の歯車
84 中間シャフトの外側歯部
90 中央軸受ユニット
91 ニードル軸受
92 支持軸受
93 複列軸受ユニット
100 駆動アセンブリ
101 振動ダンパー
102 パワーエレクトロニクス
103 内燃機関
104 内燃機関の出力要素
105 ホイールドライブシャフト
200 クーラント供給装置
201 分配装置
202 接続スリーブ
203 ポンプアクチュエータ
204 熱交換器
205 第1の案内流路
206 第2の案内流路
207 第3の案内流路
208 第4の案内流路
210 軸方向接続流路
211 径方向内側の螺旋状流路
212 径方向外側の螺旋状流路
213 径方向接続流路
214 軸方向冷却流路
220 環状流路
221 軸方向出口
222 部分クーラント流
223 流路
230 シャフト流路
231 第1の横方向孔
232 さらなる横方向孔

Claims (10)

  1. 電気駆動可能な自動車、特にハイブリッド自動車のパワートレイン用の駆動装置(1)であって、第1の電気回転機(10)および第2の電気回転機(20)、ならびに第1のシャフト(40)および第2のシャフト(41)を有し、前記第1の電気回転機(10)のロータ(11)が前記第1のシャフト(40)に回転不能に結合されており、前記第2の電気回転機(20)のロータ(21)が前記第2のシャフト(41)に回転不能に結合されており、前記第1の電気回転機(10)が、前記第2の電気回転機(20)によって径方向に境界が画成された領域内に径方向および軸方向に少なくとも部分的に配置されており、前記第1の電気回転機(10)が内側ロータモータとして構成されており、前記第2の電気回転機(20)が外側ロータモータとして構成されており、前記第1の電気回転機(10)のステータ(12)と前記第2の電気回転機(20)のステータ(22)とが互いに機械的に固定されている、駆動装置(1)であって、前記駆動装置(1)が、軸線方向において前記ステータ(12、22)に隣接して配置されており、かつ前記ステータ(12、22)の間および/または前記ステータ(12、22)の中に軸方向にクーラントを供給することができる、クーラント供給装置(200)を備えることを特徴とする、駆動装置(1)。
  2. 2つの前記電気回転機(10、20)の前記ステータ(12、22)が共通のステータキャリア(32)上に配置されており、前記クーラント供給装置(200)によって前記ステータキャリア(32)にクーラントを供給することができ、前記クーラント供給装置(200)が前記クーラントを軸線方向に分配するように構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の駆動装置(1)。
  3. 前記ステータキャリア(32)が、その径方向内側面(36)および/またはその径方向外側面(37)に、クーラントを導くための螺旋状流路(211、212)を形成していることを特徴とする、請求項2に記載の駆動装置(1)。
  4. 前記ステータキャリア(32)の前記径方向内側面(36)および前記径方向外側面(37)の両方に螺旋状流路(211、212)が配置されている場合、前記径方向内側面(36)の前記螺旋状流路(211)と前記径方向外側面(37)の前記螺旋状流路(212)との間に少なくとも1つの径方向接続流路(213)が設けられていることを特徴とする、請求項3に記載の駆動装置(1)。
  5. 前記クーラント供給装置(200)が、前記ステータキャリア(32)にクーラントを供給するための、前記電気回転機(10、20)に軸方向に隣接して配置されている分配装置(201)を備えており、前記分配装置(201)が、前記ステータキャリア(32)に軸方向に形成されている少なくとも1つの接続流路(210)に、少なくとも1つの接続スリーブ(202)によって流体的に連結されていることを特徴とする、請求項2から4のいずれか一項に記載の駆動装置(1)。
  6. 2つの前記電気回転機(10、20)の前記ステータ(12、22)が、ステータユニット(31)の一体化構成要素であり、前記クーラント供給装置(200)が、前記ステータ(12、22)のうちの少なくとも一方における流路(223)が流体的に連結されている、部分クーラント流(222)を発生させる複数の軸方向出口(221)を有する環状流路(220)を備えていることを特徴とする、請求項1に記載の駆動装置(1)。
  7. 前記第1のシャフト(40)が、軸方向に延びるシャフト流路(230)を有し、前記シャフト流路(230)から前記第1の電気回転機(10)の前記ロータ(11)にクーラントを供給することができる径方向延在部を有する少なくとも1つの第1の横方向孔(231)が、前記シャフト流路(230)に隣接していることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の駆動装置(1)。
  8. 前記第2の電気回転機(20)の前記ロータ(21)が、ロータキャリア(30)によって回転可能に取り付けられており、このロータキャリア(30)が、前記第2の電気回転機(20)の前記ロータ(21)の中または上に前記クーラントを軸方向に分配するための溝(23)および/または孔を有することを特徴とする、請求項7に記載の駆動装置(1)。
  9. 前記電気回転機(10、20)に軸方向に隣接してクーラントが流出するように、少なくとも1つのさらなる横方向孔(232)が前記第1のシャフト(40)に形成されていることを特徴とする、請求項7または8に記載の駆動装置(1)。
  10. 請求項1から9のいずれか一項に記載の駆動装置(1)と、内燃機関(103)と、を備える、駆動アセンブリ(100)であって、前記内燃機関(103)が、前記内燃機関(103)の出力要素(104)によって前記第1の電気回転機(10)の前記ロータ(11)に回転不能に連結されているか、または連結することができる、駆動アセンブリ(100)。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021129937A1 (de) 2021-11-17 2023-05-17 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Verfahren, computerprogrammprodukt, fahrassistenzsystem und fahrzeug
DE102022107665A1 (de) 2022-03-31 2023-10-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Statoreinheit, Antriebseinheit und Antriebsanordnung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000014086A (ja) * 1998-06-22 2000-01-14 Nissan Motor Co Ltd 多層モータの冷却構造
CN107215196A (zh) * 2017-06-22 2017-09-29 东风汽车有限公司 一种混合动力系统及其驱动方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140246177A1 (en) * 2013-03-04 2014-09-04 Remy Technologies, Llc Liquid-cooled rotary electric machine having cooling jacket with bi-directional flow
DE102014102632A1 (de) * 2013-03-04 2014-09-04 Remy Technologies Llc Flüssigkeitsgekühlte rotierende elektrische Maschine mit Kühlmantel mit bidirektionalem Strom
JP6343092B2 (ja) * 2014-03-27 2018-06-13 プリペル テクノロジーズ,リミティド ライアビリティ カンパニー 横断液冷式回転子および固定子を有する誘導電動機
US9762106B2 (en) * 2014-12-04 2017-09-12 Atieva, Inc. Motor cooling system
JP6573456B2 (ja) 2015-01-28 2019-09-11 本田技研工業株式会社 一体型ユニット
JP6349415B2 (ja) 2015-01-28 2018-07-04 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両用駆動装置
CN106505812A (zh) * 2015-09-08 2017-03-15 博格华纳公司 嵌套式双电机/发电机
CN105896855A (zh) * 2016-04-08 2016-08-24 东南大学 增程式电动汽车用定子永磁型双机械端口电机及动力总成
DE102017127695A1 (de) 2017-11-23 2019-05-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybrid-Antriebsstrang mit zwei elektrischen Maschinen und einer Verbrennungskraftmaschine
CN108736653B (zh) * 2018-07-06 2024-03-15 金龙联合汽车工业(苏州)有限公司 一种电机周向双螺旋冷却水路结构

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000014086A (ja) * 1998-06-22 2000-01-14 Nissan Motor Co Ltd 多層モータの冷却構造
CN107215196A (zh) * 2017-06-22 2017-09-29 东风汽车有限公司 一种混合动力系统及其驱动方法

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