SE536235C2 - Elektrisk drivanordning för motorfordon - Google Patents

Description

536 235 inledningsvis angivet slag och som vidare uppvisar särdragen angivna i den kännetecknande delen av bifogade självständiga patentkrav 1 och 13.

Föredragna utföringsformer av den elektriska drivanordningen är definierade i bifogade osjälvständiga patentkrav 2-12.

Enligt uppfinningen uppnås syftet med en elektrisk drivanordning för drivning av ett motorfordon innefattande en elmotor anordnad att medieförsörjas, där elmotom har en mantelyta och ett väsentligen ringformigt tvärsnitt, varvid nämnda medieförsörjning är anordnad att ske via en anslutningsenhet anordnad i anslutning till elmotorns mantelyta. Härigenom möjliggörs, genom att via anslutningsenheten i form av energiförsörjning frân kraftelektronik medieförsörja elmotorn, åstadkommande av en i axiell led kompakt elektrisk drivanordning där den elektriska drivanordningen inbegriper transmissionskonfiguration anordnad på respektive sida om elmotorn eftersom inget kablage behöver anslutas/tas ut på någon av sidorna hos elmotorn så att utrymme frigörs vid ändarna för kompaktare förbindelse av transmissionskonfiguration, där transmissionskonfigurationen kan utgöras av planetväxel/reduktionsväxel. Vidare möjliggörs, genom att via anslutningsenheten i form av kyl- och Smörjmedel medieförsörja elmotorn och där så är tillbörligt transmissionskonfigurationer i form av planetväxlar/reduktionsväxlar, enkel och effektiv kylning och smörjning av den elektriska drivanordningen och följaktligen effektiv drift.

Enligt en utföringsform innefattar den elektriska drivanordningen vidare ett hus i vilket elmotorn är inhyst, vilket hus har en mantelyta och ett väsentligen ringformigt tvärsnitt, varvid nämnda anslutningsenhet är anbringad vid mantelytan hos nämnda hus, och varvid nämnda medieförsörjning är avsedd att ske via en öppning i nämnda hus mantelyta. Då elmotom är omsluten av ett hus erfordras härigenom endast en öppning i huset för anslutning av anslutningsenheten. Genom att kunna på samma ställe ansluta både kablage för elektrisk energi, ledningar för smörjmedel och kylmedel och ledningar för 536 235 signalanslutning underlättas dragningen av kablage/ledningar och klamring av desamma.

Enligt en utföringsform av den elektriska drivanordningen är nämnda anslutningsenhet anordnad mellan nämnda hus mantelytas översta och nedersta parti. Härigenom påverkas inte fordonets markfrigång eller fordonets höjd av anslutningsenheten, varvid en sådan utföringsform av den elektriska drivanordningen lämpar sig väl för exempelvis gruvfordon som rör sig i begränsade utrymmen.

Enligt en utföringsform av den elektriska drivanordningen är nämnda anslutningsenhet i axiell led anordnad väsentligen i anslutning till ett centralt parti hos nämnda hus mantelyta. Härigenom underlättas ersättning av konventionell mekanisk drivlina med elektrisk drivanordnig enligt föreliggande uppfinning där utrymme centralt hos fordonet frigörs där hos konventionell drivlina centralt anordnad kardanaxel tagit upp plats, varvid kablage kan ledas centralt i fordonets längdutsträckning för förbindelse med generator.

Enligt en utföringsform av den elektriska drivanordningen är nämnda anslutningsenhet i omkretsled hos husets mantelyta placerad i anslutning till ett horisontellt mittplan hos husets mantelyta. Genom att arrangera anslutningsenheten nära/i anslutning till husets horisontella mittplan erhålles vid belastning av det lastbärande spänningskoncentrationer som påverkar rörets hållfasthet, där maximal huset minimalt med dragspänning återfinns på rörets undersida och maximala tryckspänningar på rörets ovansida. Härvid minimeras risken för sprickbildning i anslutning till öppningen hos huset.

Enligt en utföringsform av den elektriska drivanordningen löper nämnda hus mantelytas horisontella riktning i fordonets breddriktning. Härigenom erhålles effektiv drift i det att ingen vinkelväxel eller motsvarande erfordras. 536 235 Enligt en utföringsform av den elektriska drivanordningen inbegriper nämnda medieförsörjning energiförsörjning medelst kraftelektronik och/eller kyl- och smörjmedelsförsörjning.

Enligt en utföringsform innefattar den elektriska drivanordningen vidare arrangemang för att i tillämplig omfattning styra nämnda medieförsörjning via nämnda anslutningsenhet. Härigenom möjliggörs förbättrad prestanda hos och tillförlitlig drift av den elektriska drivenheten, där prioritering av kylning/smörjning enligt en först förse variant sker genom att transmlssionskonfigurationer såsom planetväxlar/reduktionsväxlar med smörjmedel säkerställs fordonets framkomlighetsförmåga i det att risk för att transmisslonskonfigurationer skall haverera undviks, varvid nästa prioritering är kylning av elmotorn. Detta kan exempelvis vara relevant om kapaciteten hos pump för pumpning av smörjmedel reduceras. Kylning och smörjning sker enligt en variant med samma medium, företrädesvis olja.

Enligt en utföringsform innefattar den elektriska drivanordningen vidare arrangemang för att via nämnda anslutningsenhet ta ut information avseende elektriska drivanordningens drift. Härigenom utnyttjas på ett effektivt och platsbesparande sätt möjligheten att tillhandahålla information avseende drift hos den elektriska drivanordningen, där informationen kan inbegripa nivà hos kyl- och smörjmedel, temperatur och position hos elmotor, tryck hos kyl- och smörjmedel, varvid sensororgan är anordnade för tillhandahållande av information, där signal från sensororgan sedan leds via anslutningsenheten.

Enligt en utföringsform av den elektriska drivanordningen är en oljesump anordnad i botten på huset i ett mellan elmotorn och nämnda hus under elmotorns mantelytas nedre parti utbildat önskat utrymme för nämnda kyl- och smörjmedelsförsörjning. Härigenom möjliggörs effektiv smörjning av kugghjul/växlar samt upptagande av oljekylmedium för kylning av elmotorn.

Enligt en utföringsform av den elektriska drivanordningen har elmotorn en stator och en rotor anordnad att rotera en drivaxel, varvid elmotorn är 536 235 excentriskt anordnad i huset på så sätt att rotationscentrum hos drivaxeln hos e|motorn löper väsentligen parallellt med och på avstånd från en tänkt centrumaxel hos huset för att utbilda nämnda önskade utrymme. Härigenom möjliggörs en kompakt, volymeffektiv och stabil anordning samtidigt som utrymme frigörs för exempelvis oljesump och/eller differential/differentialaxel i huset. Vidare underlättas att via anslutningsenheten samla anslutningar för medieförsörjning inbegripande kyl- och smörjmedel till oljesumpen samt att underlätta för uttag av kablage via anslutningsenheten ut ur huset.

Enligt en utföringsform innefattar den elektriska drivanordningen vidare en differentialanordning med en axelkonfiguration anordnad i huset i det önskade utrymmet mellan elmotor och hus. Härvid erhålles en kompakt differentialfunktion, differentialanordning är förbunden med planetväxlar, varvid effektiv drift möjliggörs. lösning med differentialanordning för vilken FIGURBESKRIVNING Föreliggande uppfinning kommer att förstås bättre med hänvisning till följande detaljerade beskrivning läst tillsammans med de bifogade ritningarna, där lika hänvisningsbeteckningar hänför sig till lika delar genomgående i de många vyerna, och i vilka: Fig. 1 schematiskt illustrerar ett motorfordon enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Fig. 2 schematiskt illustrerar en frontvy av en elektrisk drivenhet hos en elektrisk drivanordning innefattande elmotor och anslutningsenhet enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Fig. 3 schematiskt visar en radiell tvärsnittsvy av en elektrisk drivanordning enligt föreliggande uppfinning, innefattande en drivenhet enligt fig. 2; 536 235 Fig. 4a schematiskt illustrerar ett system för försörjningsenhet av drivenheten hos den elektriska drivanordningen enligt försörjning via en en utföringsform av föreliggande uppfinning; och fig. 4b en del av systemet enligt en alternativ variant; Fig. 5a schematiskt visar en sidovy av en elektrisk drivanordning med en anslutningsenhet enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Fig. 5b schematiskt visar en sidovy av en elektrisk drivanordning med en anslutningsenhet enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Fig. 6 schematiskt visar en sidovy av en elektrisk drivanordning med en öppning för anslutningsenhet enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Fig. 7 schematiskt visar en radiell tvärsnittsvy av den elektriska drivanordningen enligt fig. 6; Fig. 8a schematiskt visar en axiell tvärsnittsvy av den elektriska drivanordningen ifig. 2; Fig. 8b schematiskt visar en vy sedd uppifrån av en differentialanordning hos elektriska drivanordningen i fig. 8a; och Fig. 9a-d schematiskt visar radiella tvärsnittsvyer av den elektriska drivanordningen enligt alternativa utföringsformer av föreliggande uppfinning.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Fig. 1 illustrerar schematiskt ett motorfordon 1 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Det exemplifierade fordonet 1 utgörs av ett tungt fordon i form av ett arbetsfordon såsom ett gruvarbetsfordon. Fordonet utgörs enligt en alternativ variant av ett militärfordon. Fordonet utgörs enligt en variant av vilket som helst lämpligt fordon där konventionella axlar 536 235 används. Motorfordonet 1 innefattar en elektrisk drivanordning I-Vlll enligt någon av utföringsformerna I; ll; lll; IV; V; VI; VII; VIII enligt föreliggande uppfinning. Motorfordonet 1 är avsett att framdrivas medelst drivanordningen I-Vlll. Motorfordonet 1 innefattar en fordonskropp 2 innefattande en fordonsram.

F ig. 2 illustrerar schematiskt en frontvy av en elektrisk drivenhet 10 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, fig. 3 en radiell tvärsnittsvy av en elektrisk drivanordning I innefattande en elektrisk drivenhet 10 enligt fig. 2 och fig. 8a en axiell tvärsnittsvy av den elektriska drivanordningen ifig. 3.

Den elektriska drivanordningen I-VIII innefattar en elektrisk drivenhet, exempelvis enligt den elektriska drivenheten 10 ifig. 2.

Den elektriska drivenheten 10 innefattar en elmotor 20 samt på vardera sidan om elmotorn 20 anordnade transmissionskonfigurationer 50, 60 av vilka en variant visas i fig. 8a. Den elektriska drivenheten innefattar vidare en differentialanordning 40 överlagrat anordnad och förbunden med nämnda transmissionskonfigurationer 50, 60 för àstadkommande av differential- funktion.

Den elektriska drivanordningen I-VIII innefattar ett hus 30; 130; 230; 330; 430; 530; 630; 730 anordnat att inhysa nämnda elektriska drivenhet 10 eller motsvarande elektriska drivenhet inbegripande elmotor 20. Den elektriska drivanordningen I-Vlll, dvs. hus med elmotor 20 och enligt en variant transmissionskonfigiuration, är enligt en föredragen utföringsform och såsom visas i fig. 1 tvärställd fordonets 1 färdriktning så att kardanaxel ej erfordras.

Elmotorn 20 har en väsentligen cirkulärcylindrisk form. Elmotorn 20 har en mantelyta 21. Elmotorn 20 har då den är anordnad i fordonet 1 för drift av fordonet ett övre mantelytomràde 20a och ett nedre mantelytornråde 20b.

Den elektriska drivanordningen I-VIII innefattar ett med nämnda hus 30; 130; 230; 330; 430; 530; 630; 730 förbundet drivaxelelement 5 och varvid 536 235 böjpåkänningar i drivaxelelementet 5 är överförbara till nämnda hus 30; 130; 230; 330; 430; 530. Vid respektive ände hos drivaxelelementet 5 är navorgan 6a, 6b anordnade. Navorganen 6a, 6b utgörs enligt en variant av navreduktioner 6a, 6b. Navorganen utgörs enligt en alternativ variant av drivhjul för bandfordon, vilka enligt en variant innefattar navreduktionsväxlar.

Vid respektive navreduktion 6a, 6b är markkontaktorgan 7a, 7b anordnade för framdrivning av fordonet 1. Markkontaktorganen 7a, 7b utgörs enligt en variant av hjul. Enligt en alternativ variant utgörs markkontaktorganen 7a, 7b av band.

Nämnda drivaxelelement 5 är anordnat att löpa väsentligen tvärs den longitudinella riktningen hos fordonet 1 avsett att framdrivas medelst den elektriska drivanordningen I-Vlll. Nämnda drivaxelelement 5 är enligt en utföringsform anordnat väsentligen koaxiellt med nämnda elmotor 20, dvs. bringad i linje med elmotorns drivaxel. Härigenom erhålles effektiv drift av fordonet 1. Enligt en alternativ utföringsform är nämnda drivaxelelement 5 anordnat radiellt förskjutet relativt nämnda elmotor, där enligt en variant nämnda drivaxelelement är radiellt förskjutet relativt elmotorn så att de markkontaktande organen förskjuts framåt i fordonets längdutsträckning så att bland annat hindertagning förbättras.

Huset 30; 130; 230; 330; 430; 530; 630; 730 hos den elektriska drivanordningen är konfigurerat på så sätt och infäst vid ramkonstruktionen hos fordonskroppen så att överföring av yttre last till elmotor 20 minimeras så att väsentligen all last tas upp av huset 30; 130; 230; 330; 430; 530; 630; 730 varvid huset på grund av yttre laster böjs medan böjning hos elmotorn 20 väsentligen undviks så att stator och rotor hos elmotorn 20 inte kommer i kontakt med varandra så att elmotorn 20 förstörs.

Den elektriska drivanordningen är enligt en variant avsedd att driva tunga fordon såsom arbetsfordon. Den elektriska drivanordningen är enligt en variant avsedd att leverera förhållandevis höga utgående moment samt ha ett förhållandevis högt utgående varvtal. Enligt en variant är den elektriska 536 235 drivanordningen innefattande nämnda navreduktioner 6a, 6b konfigurerad att leverera utgående moment i storleksordningen 200 kNm, för den elektriska drivenheten förutom navreduktion är motsvarande moment i storleksordningen 10-20 kNm, enligt denna utföringsform, samt ha ett maximalt utgående varvtal närmare 100 rpm, för den elektriska drivenheten förutom navreduktion är motsvarande varvtal närmare 2000 rpm.

Huset 30; 130; 230; 330; 430; 530; 630; 730 är konfigurerat att vara lastbärande och konstruerat att klara tunga laster, enligt en variant laster i storleksordningen 100-400 ton. Huset 30 är anordnat att vid nämnda infästning uppbära yttre laster. Huset 30 är konfigurerat så att yttre laster, exempelvis från sidorna via exempelvis navreduktion förs upp i husets 30; 130; 230; 330; 430; 530; 630; 730 struktur så att dylika laster inte påverkar transmissionskonfigurationer eller elmotor 20. Huset 30; 130; 230; 330; 430; 530; 630; 730 är anordnat att ta upp drivande moment fràn elmotorn 20.

Dylika laster inbegriper laster uppkomna vid drift av den elektriska drivanordningen, laster uppifrån etc.

Ovan nämnda värden är endast exempel och vilken som helst lämplig elektrisk drivanordning kan användas beroende på applikation. Följaktligen innefattar föreliggande uppfinning en elektrisk drivanordning som har högre moment än 200 kNm eller väsentligt lägre utgående moment än 200 kNm, samt vara konstruerad för tyngre laster än 100-400 ton, eller lättare laster än 100-400 ton.

Den elektriska drivenheten 10 innefattar en i fig. 2 visad anslutningsenhet 100 via vilken elmotorn 20 är avsedd att medieförsörjas, där nämnda medieförsörjning inbegriper elektrisk energiförsörjning samt 100 är anslutning av kablage 105 för elektrisk energiförsörjning samt ledningar 101, 102a, 102b, 104a, 104b för kyl- och smörjmedel. Anslutningsenheten 100 är avsedd att anordnas i anslutning till elmotorns mantelyta 21. Nämnda kyl- och smörjmedelsförsörjning. Anslutningsenheten konfigurerad för 536 235 medieförsörjning är följaktligen anordnad att ske via anslutningsenheten 100 som är anordnad i anslutning till elmotorns 20 mantelyta 21. 100 är mantelytområde denna variant anordnad mellan 20a mantelytområde 20b. Anslutningsenheten 100 är enligt denna variant Anslutningsenheten enligt mantelytans övre och mantelytans nedre anordnad centralt vid mantelytans 21 axiella utbredning, dvs. väsentligen i området mitt emellan planet för ändpartierna hos elmotorn 20, dvs. i vid mantelytan 21 hos elmotom 20 i området för elmotorns 20 vertikala mittplan, vid det nedre mantelytomrädet 20b hos elmotorn 20, dvs. nedanför elmotorns horisontella mittplan.

Anslutningsenheten 100 inbegriper anslutningsgränssnitt för kablage för nämnda elektriska energiförsörjning.

Anslutningsenheten 100 inbegriper anslutningsgränssnitt för anslutning av ledningskonfiguration för att medelst icke visad pumpenhet pumpa kyl- och smörjmedelför kyl- och smörjmedelsförsönning av transmissionskonfiguration 50, 60 upptagningsledning 101 för att från oljesump ta upp olja för pumpning via och elmotor. Ledningskonfigurationen inbegriper en värmeväxlare tillbaka via anslutningsenheten 100 för försörjning av elmotor och transmissionskonfigurationer 50, 60.

Anslutningsenheten 100 inbegriper anslutningsgränssnitt för nämnda kyl- och smörjledningar 101, 102a, 102b, 104a, 104b avsedda för transport av kyl- kylning och smörjning av elmotor 20 och transmissionskonfigurationer 50, 60. Nämnda kyl- och smörjledningar är och smörjmedel för anordnade att ledas via nämnda transmissionskonfigurationer 50, 60 för smörjning av växlar hos transmissionskonfigurationen medelst smörjmedel, och kring elmotorns 20 mantel 21 för kylning av elmotorn 20 medelst kylmedel, där smörjmedel och kylmedel enligt en utföringsform utgörs av olja från samma källa i form av oljesump O. 536 235 11 Fig. 3 schematiskt visar en radiell tvärsnittsvy av en elektrisk drivanordning I enligt föreliggande uppfinning, innefattande en drivenhet enligt fig. 2. Den elektriska drivanordningen I beskrivs mer i detalj nedan med hänvisning till fig. 8a. Den elektriska drivanordningen I innefattar elmotorn 20 och ett hus 30 i vilket elmotorn 20 är inhyst. Huset 30 har en mantelyta 31 och ett väsentligen ringformigt tvärsnitt. Nämnda anslutningsenhet 100 är anbringad vid mantelytan 31 hos nämnda hus, varvid nämnda medieförsörjning är avsedd att ske via en öppning i nämnda hus 30 mantelyta 31. Nämnda hus mantelyta 31 har ett översta parti 30a och nedersta parti 30b, där nämnda anslutningsenhet 100 är anordnad mellan nämnda översta och nedersta parti 30a, 30b. Genom att anordna anslutnlngsenheten 100 mellan översta och nedersta partiet 30a, 30b påverkas inte markfrigång hos fordonet av 100 och ej heller anslutnlngsenheten 100 enligt en variant anordnad i anslutning till husets 30 anslutnlngsenheten fordonets höjd. Vidare är mantelyta 31 så att stänk i form av exempelvis sten, grus, lera och/eller vatten upprivet frän med andra drivaxlar förbundna markkontaktande organ såsom hjul undvikas att hamna på anslutnlngsenheten 100.

Ett axiellt löpande utrymme 36 under elmotorns 20 mantelyta utnyttjas som oljesump O. Enligt denna utföringsform blir volymen tillgänglig genom att elmotorn 20 är excentriskt anordnad relativt huset 30. Utrymmet 36 ger plats àt axelkonfiguration 42a, 42b hos differentialanordning beskriven med hänvisning till fig. 8a och 8b, samt i förlängningen även en icke visad differentialbroms / torque-vectoring.

Fig. 4a schematiskt illustrerar ett försörjningsmedel via en system S för försörjning av anslutningsenhet hos den elektriska drivanordningen enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Systemet innefattar nämnda anslutningsenhet 100. Systemet innefattar vidare en pumpenhet P anordnad att i en ledningskonfiguration pumpa kyl- och smörjmedel, enligt en variant olja, fràn ett utrymme på botten hos hus hos elektrisk drivanordning enligt föreliggande uppfinning, genom en 536 235 12 upptagningsledning 101 via nämnda anslutningsenhet 100. Systemet S innefattar vidare ett filterorgan F anordnat nedströms pumpenheten P och konfigurerat att filtrera från utrymmet pumpat kyl- och smörjmedel. Systemet S innefattar vidare en värmeväxlare HX anordnad nedströms pumpenheten P och konfigurerad att kyla uppvärmt kyl- och smörjmedel.

Ledningskonfigurationen inbegriper en nedströms värmeväxlaren HX anordnad inloppsledning 103 vilken är anslutet till anslutningsenheten 100 för försörjning av kyl- och smörjmedel till transmissionskonfiguration och elmotor. Nämnda inloppsledning 103 är i anslutning till anslutningsenheten 100 förgrenad i en uppsättning försörjningsledningar 103a, 103b, 103c, 103d för möjliggörande av prioritering av försörjning av transmissionskonfiguration och elmotor.

Enligt en utföringsform inbegriper anslutningsenheten 100 icke visade överströmningsventiler som är anordnade att öppna baserat pà förutbestämt tryck. Härvid är prioritering av försörjning anordnat att ske sä att transmissionskonfigurationer, enligt en variant på respektive sida om elmotom anordnade planetväxlar, samt differentialkonfiguration, först förses med kyl- och smörjmedel via en hos uppsättningen av försörjningsledningar 103a, 103b, 103c, 103d första försörjningsledning 103a, och därefter förses elmotorns statorlindnings härvändor med kyl- och smörjmedel via en andra försörjningsledning 103b, varvid därefter en tredje försörjningsledning aktiveras 103c för att förse elmotorns rotor med kyl- och smörjmedel, och därefter förses elmotorns mantel med kyl- och smörjmedel samt även lagringar. Detta exempelvis om pumpenhetens P prestanda är försämrad, varvid fordonets framkomlighetsförrnàga säkerställs i det att risk för att transmissionskonfigurationer skall haverera undviks.

Enligt en variant är följaktligen kyld olja avsedd att med högt tryck ledas i inloppsledningen 103 in i anslutningsenheten 100, förgrenas i uppsättningen försörjningsledningar 103a, 103b, 103c, 103d med prioritering exempelvis enligt ovan. Av elmotor och transmissionskonfiguration uppvärmd olja 536 235 13 pumpas sedan upp från oljesump i botten på huset och leds via anslutningsenheten 100 och via pumpenheten P genom filtret F och via värmeväxlaren HX för kylning av oljan och sedan åter genom inloppsledningen för försörjning av transmissionskonfiguration och elmotor.

Systemet S innefattar vidare kraftelektronik E anordnad att elektriskt energiförsörja elmotorn. Nämnda kraftelektronik E är förbunden med elmotom via kablage 105 i form av trefasledning, vilket kablage är kopplat till elmotorn via anslutningsenheten 100.

Enligt en utföringsform innefattar systemet även en elektronisk styrenhet ECU. Den elektroniska styrenheten ECU är anordnad att mottaga signaler från en signalledningskonfiguration 107 via anslutningsenheten 100. Den elektroniska styrenheten är anordnad att mottaga signaler frän icke visade sensororgan anordnade i anslutning till elektrisk drivenhet hos elektrisk drivanordning enligt föreliggande uppfinning, där nämnda sensororgan kan inbegripa flödesgivare för bestämning av flödeshastighet hos kyl- och smörjmedel, nivågivare för bestämning av kyl- smörjmedelsnivå hos sump, tryckgivare för att bestämma tryck hos kyl- och smörjmedel, temperaturgivare för att bestämma temperatur hos elmotor, temperaturgivare för att bestämma temperatur hos kyl- och smörjmedel såsom olja, positionsgivare såsom resolver/encoder för att bestämma elmotorns rotors position, rotationsgivare för att bestämma rotorns rotationshastighet, partikelmätningssensor för att bestämma partikelmängd hos kyl- och smörjmedel såsom olja för att se om kyl- och smörjmedlet blivit partikelbemängt vilket kan tyda på nötning hos bland annat kugghjul, varvid den elektroniska styrenheten ECU är anordnad att mottaga signaler från nämnda sensororgan representerande flödesdata, nivådata, tryckdata och temperaturdata.

Den elektroniska styrenheten ECU är vidare förbunden med nämnda kraftelektronik E. Den elektroniska styrenheten ECU är anordnad att sända signal till kraftelektroniken representerande styrning av elmotor baserat på 536 235 14 information fràn sensororgan rörande exempelvis rotorns position samt elmotorns temperatur 103 hos en förgreningskonfiguration Y1 i anslutningsenheten 100. Förgreningen av I fig. 4a sker förgreningen av försörjningsledningen inloppsledningen 103 kan ske genom vilken som helst lämplig förgreningskonfiguration. Fig. 4b visar schematiskt en förgreningskonfiguration Y2 där en delförgrening av inloppsledningen 103 sker i anslutningsenheten 100, här till tvä ledningar, varvid dessa ledningar sedan förgrenas innanför/nedströms anslutningsenheten 100 i en respektive två försörjningsledningar103a', 103b', och 103c', 103d'.

F ig. 5a-b visar schematiskt sidovyer av en elektrisk drivanordning ll; lll enligt altemativa utföringsformer av föreliggande uppfinning, där anslutningsenhetens 100 placering skiljer sig från placeringen enligt utföringsformen illustrerad ifig. 2.

Fig. 5a schematiskt visar en sidovy av en elektrisk drivanordning ll där anslutningsenheten 100 är anordnad vid ett ändområde hos husets 130 mantelytas 131 axiella utbredning i ett nedre område mellan husets horisontella mittplan och husets mantelytas nedersta parti 130b.

Fig. 5b schematiskt visar en sidovy av en elektrisk drivanordning lll där anslutningsenheten 100 i axiell led är anordnad väsentligen ianslutning till ett centralt parti hos nämnda hus 230 mantelyta 231. Vidare är anslutningsenheten 100 i omkretsled hos husets mantelyta anordnad i anslutning till ett horisontellt mittplan hos husets mantelyta mellan mantelytans översta parti 230a och nedersta parti 230b. Anslutningsenheten 100 är följaktligen anordnad centralt på mantelytans 231 ena sida.

Fig. 6 visar schematiskt en sidovy av en elektrisk drivanordning IV enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning och fig. 7 visar schematiskt en radiell tvärsnittsvy av den elektriska drivanordningen IV enligt fig. 6. 535 235 Huset 330 hos den elektriska drivanordningen IV enligt denna utföringsform har en genom en port 312 bildad öppning 314 hos husets 330 mantelyta 331 anordnad i mittomrädet utmed en sida hos huset 330 i det nedre området mellan översta husets 330 mantelytas 331 översta parti 330a och nedersta parti 330b så att en anslutningsenhet enligt föreliggande uppfinning kan anslutas och kablage frän elmotorn och kyl- och smörjledningar kan ledas ut ur huset 330. Enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning är anslutningsenheten 100 konfigurerad att anordnas i anslutning till nämnda öppning 314.

Fig. 8a visar schematiskt en axiell tvärsnittsvy av en elektrisk drivanordning enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, där den elektriska drivanordningen är i enlighet med den elektriska drivanordningen i fig. 3, och fig. 8b en vy sedd uppifrån av en differentialanordning 40 hos elektriska drivanordningen 10 i fig. 8a. Den elektriska drivanordningen 10 innefattar en elmotor 20 och ett hus 30 i vilket elmotorn 20 är inhyst. Den elektriska drivanordningen är anordnad att framdriva ett motorfordon.

Elmotorn 20 innefattar en rotor 22 och en stator 24, där nämnda rotor 22 är förbunden med en drivaxel 26 eller rotoraxel 26 och är anordnad att rotera nämnda drivaxel 26. Drivaxeln 26 är anordnad att löpa koncentriskt relativt rotorn 22, varvid rotorn 22 är anordnad att omsluta drivaxeln 26. Statorn 24 är anordnad att omsluta rotorn 22, varvid rotoraxeln och följaktligen rotorn 22 är anordnade koncentriskt relativt statorn 24. Elmotom 20 och följaktligen drivaxeln 26 är enligt en variant avsedd att anordnas tvärs fordonets längdutsträckning, varvid drivaxeln är förbunden med och anordnad att driva drivhjul hos fordonet. Drivaxeln 26 är anordnad att löpa väsentligen horisontellt. Drivaxeln 26 är avsedd att vara förbunden med och driva markkontaktande organ såsom drivhjul eller drivband. Den elektriska drivanordningen 10 är följaktligen anordnad att driva markkontaktande organ såsom drivhjul eller drivband för framdrivning av motorfordonet. 535 235 16 Drivaxeln 26 löper enligt denna utföringsform följaktligen koncentriskt relativt elmotorns 20 tänkta centrumaxel. Härvid utbildas ett önskat utrymme 36 mellan elmotorn och nämnda hus. Nämnda önskade utrymme 36 har en dalliknande konfiguration.

Huset 30 har ett väsentligen ringformigt tvärsnitt med en tänkt centrumaxel X.

Enligt denna utföringsform har huset 30 ett väsentligen cirkelformigt tvärsnitt.

Elmotorn 20 är excentriskt förskjutet anordnad i huset 30 på så sätt att drivaxeln 26 hos elmotorn 20 löper parallellt med och på avstånd fràn centrumaxeln X hos huset 30 för utbildande av nämnda önskade utrymme 36. Huset 30 är följaktligen avsett att anordnas väsentligen horisontellt så att den tänkta centrumaxeln X löper väsentligen horisontellt.

Elmotorn 20 är enligt denna utföringsform förskjuten i huvudsak radiellt uppåt i det väsentligen cirkulärcylindriska huset 30. Huset 30 utgör en mittendel av en bärande struktur i den elektriska drivanordningen 10. Enligt en variant är elmotorns 20 drivaxel 26/tänkta centrumaxels 26 förskjutning relativt husets tänkta centrumaxel 20-100 mm, enligt en variant omkring 45 mm.

Nämnda förskjutning kan vara inom vilket som helst lämpligt intervall inbegripande större inten/all än ovan nämnda. Nämnda önskade utrymme löper följaktligen axiellt i det nedre området hos huset 30.

De tack vare den excentriska placeringen av elmotorn 20 relativt drivaxeln 26 vunna centimetrarna under elmotorn 20 utnyttjas för placering av differentialaxelkonfiguration 42a, 42b hos differentialanordningen 40 och oljesump O. Vidare underlättas att via anslutningsenhet på ett smidigt sätt ta ut kablaget från husets 30 mitt, vilket illustreras bland annat i fig. 6 och 7 och förklaras mer i detalj nedan.

Den elektriska drivanordningen 10 innefattar en utgående axel 12 förbunden med drivaxeln 26. Den utgående axeln 12 är enligt denna utföringsform bringad i linje med drivaxeln 26. Den utgående axeln 12 sträcker sig enligt denna utföringsform genom nämnda drivaxel 26. 536 235 17 Den elektriska drivanordningen 10 innefattar enligt denna utföringsform i huset 30 anordnade differentialmedel. Nämnda differentialmedel innefattar första planetväxelkonfiguration 50 och en andra transmissionskonfiguration 60 i en första transmissionskonfiguration 50 i form av en form av en andra planetväxelkonfiguration 60, där elmotorn 20 är anordnad mellan nämnda första och andra planetväxelkonfiguration 50, 60.

Den första planetväxelkonfigurationen 50 innefattar planethjul 52, ett solhjul 54, och ett ringhjul 56. Den andra planetväxelkonfigurationen 60 innefattar planethjul 62, ett solhjul 64, och ett ringhjul 66.

Den första och andra planetväxelkonfigurationen 50, 60 är drivbart förbundna med varandra via nämnda utgående axel 12. Den utgående axeln 12 är förbunden med solhjulet 54, 64 hos respektive planetväxelkonfiguration 50, 60.

Differentialmedlet innefattar differentialanordningen 40 bringad i ingrepp med ringhjulet 56 hos den första planetväxelkonfigurationen 50 och ringhjulet 66 hos den andra planetväxelkonfigurationen 60 för åstadkommande av differentialfunktion hos ett motorfordon.

Differentialanordningen 40 innefattar en axelkonfiguration 42a, 42b vilken är anordnad i huset 30 mellan elmotor och husvägg hos huset 30 i utrymmet 36 som frigörs genom nämnda förskjutning av elmotoms 20 centrumaxel 26 relativt husets 30 centrumaxel X.

Som framgår av fig. 8b innefattar axelkonfigurationen en första differentialaxel 42a och en andra differentialaxel 42b vilka löper väsentligen parallellt utmed varandra i husets axiella längdutsträckning i utrymmet 36.

Differentialanordningen innefattar differentialdrev 44a, 44b, 46a, 46b, varvid drevet 44a pà första differentialaxeln 42a är i kuggingrepp med ringhjulet 56 och drevet 44b på första differentialaxeln 42b är i kuggingrepp med ringhjulet 66. 536 235 18 Differentialanordningen 40 är anordnad att växla upp utgående axel 12 på ena sidan samtidigt som andra sidan växlas ned vilket åstadkommes genom att ringhjulen 56, 66 medelst dreven 46a, 46b tilläts rotera motsatt varandra.

Den elektriska drivanordningens 10 elmotor 20 är axiellt bringad i linje med den utgående axeln 12 och differentialanordningens 40 axelkonfiguration 42 är anordnad att löpa utmed elmotorns 20 mantelyta i det genom förskjutningen av elmotorns 20 centrumaxel relativt husets 30 centrumaxel frigjorda utrymmet 36 i huset 30.

Genom att använda ett cylindriskt hus 30 med ett cirkelformigt tvärsnitt erhålles ett böjstvyt hus 30 som är enkelt och billigt att tillverka. Enligt en utföringsform utgörs konstruktionselement för huset 30 av ett rör med cirkelformigt tvärsnitt vilket är optimalt för lastupptagning. Genom att anordna elmotorn 20 excentriskt i ett dylikt horisontellt anordnat hus 30 utnyttjas volym överst i huset 30, dvs. elmotorn anordnas så att dess övre mantelyta löper axiellt utmed den invändiga övre ytan hos huset 30, samtidigt som axelkonfigurationen hos differentialanordningen anordnas under elmotorn 20 i utrymmet 36 som frigörs, dvs. axelkonfigurationen anordnas så att den löper axiellt i utrymmet 36 utmed den invändiga nedre ytan hos huset 30, varvid en kompakt konstruktion erhålles, samtidigt som ett cirkulärcylindriskt rör utnyttjas med ovan nämnda fördelar.

Elmotorn 20 är följaktligen enligt denna utföringsform placerad excentriskt i det cirkulärcylindriska horisontellt i ett fordon anordnade huset 30, dvs. drivaxelns 26 rotationscentrum är radiellt förskjuten relativt den tänkta centrumaxeln X hos det cirkulärcylindriska huset 30, varvid plats därmed ges åt differentialanordningens 40 axelkonfiguration 42a, 42b l huset 30 i det axiellt löpande utrymmet 36 nedanför elmotorn 20. Volymen som blir tillgänglig när elmotorn 20 förskjuts utnyttjas som oljesump O och ger som nämnts plats åt axelkonfiguration 42a, 42b hos differentialanordningen 40 samt i förlängningen även en icke visad differentialbroms / torque-vectoring.

Vidare möjliggör det frigjorda utrymmet 36 för att samla anslutningar för 535 235 19 Smörjmedel, kylmedel, kraftmatning och sensorer etc. och ansluta dessa till anslutningsenhet enligt föreliggande uppfinning.

Genom att utgående axel sträcker sig genom nämnda drivaxel erhålles en motor-i-axeln lösning med utgående axel 12 via planetväxelkonfiguration 50, 60 på respektive sida om elmotorn 20. En motor-i-axeln-lösning kräver inga kardanaxlar utan all effektöverföring sker via kabel. Specifikt för utförandet enligt denna utföringsform med elmotor 20 excentriskt anordnad i huset 30 med cirkelformigt tvärsnitt erhålles en kompakt och volymeffektiv anordning, samtidigt som huset 30 behåller en cirkulärcylindrisk form för bästa hållfasthet och styvhet.

Den elektriska drivanordningen 10 enligt föreliggande uppfinning är avsedd främst för medeltunga och tunga specialfordon. Härvid är elmotorn 20 horisontellt placerad i fordonet varvid elmotorns 20 mantel 21 och husets 30 mantel 31 löper i fordonets breddriktning. Elmotorn 20 är vidare excentriskt förhållande till det i cirkulärcylindriska huset 30, varvid samtidigt koaxialitet behålls mellan drivaxel och utgående axel och följaktligen drivhjul. placerad i fordonet horisontellt anordnade Fig. 9a-d schematiskt visar radiella tvärsnittsvyer av en elektrisk drivanordning V; VI; Vll; Vlll enligt alternativa utföringsformer av föreliggande uppfinning, där enligt utföringsformerna i fig. 9a-c huset 430; 430; 630 har olika ringformigt tvärsnitt med relativt huset excentriskt placerad elmotor 20, och där enligt utföringsformen i fig. 9d huset 730 har ett cirkelformigt tvärsnitt med koncentriskt relativt huset 730 placerad elmotor 20.

Samtliga utföringsformer enligt fig. 9a-d har en anslutningsenhet 100 för medieförsörjning inbegripande försörjning av elektrisk energi till elmotorn 20 och 20 och transmissionskonfiguration, där anslutningsenheten 100 är anordnad i försörjning av kyl- och smörjmedel till elmotor anslutning till elmotorns 20 mantelyta 21, varvid nämnda medieförsörjning är anordnad att ske via anslutningsenheten 100. 538 235 Anslutningsenheten 100 är förbunden med huset 430; 430; 630; 730 varvid en öppning hos huset 430; 430; 630; 730 tillåter matning från nämnda anslutningsenhet till drivenheten för kablage för matning av elektrisk energi till elmotorn 20 samt kyl- och smörjledningar för kylning och smörjning av elmotor och transmissionskonfigurationer. Nämnda öppning kan hos nämnda utföringsformer av hus vara anordnad på vilket som helst lämpligt ställe på huset l enlighet med vad som beskrivits ovan.

Ovan har en elektrisk drivanordning I; IV med ett hus 30; 330 för att inhysa en elmotor 20, där huset 30; 330 har ett väsentligen cirkelformigt tvärsnitt med en tänkt centrumaxel X beskrivits.

Enligt en alternativ utföringsform illustrerad i fig. 9a har den elektriska drivanordningen lll ett hus 430 med ett väsentligen elliptiskt tvärsnitt med en centrumaxel X, varvid elmotom 20 är excentriskt förskjutet anordnad i huset 430 på så sätt att drivaxeln 26/centrumaxeln 26 hos elmotorn 20 löper parallellt med och på avstånd från centrumaxeln hos huset 430.

Enligt en altemativ utföringsform illustrerad i fig. 9b har den elektriska drivanordningen IV ett hus 530 med ett väsentligen äggformigt tvärsnitt med en centrumaxel X, varvid elmotorn 20 är excentriskt förskjutet anordnad i huset 530 på så sätt att drivaxeln 26/centrumaxeln 26 hos elmotorn 20 löper parallellt med och på avstånd från centrumaxeln X hos huset 530.

Enligt en alternativ utföringsform illustrerad i fig. 9c har den elektriska drivanordningen V ett hus 630 med ett väsentligen avlångt tvärsnitt med parallella sidor och halvcirkelformiga ändar med en centrumaxel X, varvid elmotorn 20 är excentriskt förskjutet anordnad i huset 630 på så sätt att drivaxeln 26/centrumaxeln 26 hos elmotorn 20 löper parallellt med och på avstånd från centrumaxeln hos huset 630.

Ovan har elektrisk drivanordning där elmotorn är excentriskt placerad i huset beskrivits. Enligt en altemativ utföringsform illustrerad i fig. 9d har den elektriska drivanordningen Vl ett hus 730 med ett väsentligen cirkelformigt 536 235 21 tvärsnitt med en centrumaxel X, varvid elmotom 20 är koncentriskt anordnad i huset 730 på så sätt att drivaxeln 26/centrumaxeln 26 hos elmotorn 20 är bringad i linje med centrumaxeln X hos huset 730.

Ovan har en elektrisk drivanordning med ett ringformigt hus och en i huset excentriskt placerad elmotor, där det ringformiga huset är avsett att anordnas väsentligen horisontellt tvärs fordonets längdutsträckning så att drivaxeln hos elmotom för framdrivning av fordonet löper tvärs fordonets längdutsträckning för drivning av markkontaktande organ såsom drivhjul eller drivband.

Alternativt är det ringformiga huset hos den elektriska drivanordningen med ringformigt hus och i huset excentriskt placerad elmotor avsett att anordnas väsentligen horisontellt i fordonets längdutsträckning så att drivaxeln hos elmotom för framdrivning av fordonet löper i fordonets längdutsträckning, varvid en kardanaxel är anordnad för överföring av drivkraft från drivaxeln till markkontaktande drivhjul eller drivband.

Beskrivningen ovan av de föredragna utföringsformema av föreliggande uppfinning har tillhandahållits i illustrerande och beskrivande syfte. Den är inte avsedd att vara uttömmande eller begränsa uppfinningen till de beskrivna varianterna. Uppenbarligen kommer många modifieringar och variationer att framgå för fackmannen. Utföringsformerna har valts och beskrivits för att bäst förklara principerna av uppfinningen och dess praktiska tillämpningar, och därmed möjliggöra för en fackman att förstå uppfinningen för olika utföringsformer och med de olika modifieringarna som är lämpliga för det avsedda bruket.

Claims (10)

10 15 20 25 536 235 22 PATENTKRAV

1. Elektrisk drivanordning (l-Vlll) för drivning av ett motorfordon (1) innefattande en elmotor (20) anordnad att medieförsörjas, där elmotorn (20) har en mantelyta (21) och ett väsentligen ringformigt tvärsnitt, där nämnda medieförsörjning är anordnad att ske via en anslutningsenhet (100) anordnad i anslutning till elmotoms (20) mantelyta (21), varvid drivanordningen vidare innefattar ett hus (30; 130; 230; 330; 430; 530; 630; 730) i vilket elmotorn (20) är inhyst, vilket hus har en mantelyta och ett väsentligen ringforrnigt tvärsnitt, varvid nämnda anslutningsenhet (100) är anbringad vid mantelytan hos nämnda hus, varvid nämnda medieförsörjning är avsedd att ske via en öppning i nämnda hus mantelyta, varvid en oljesump (O) är anordnad i botten på huset (30; 130; 230; 330; 430; 530; 630; 730) i ett mellan elmotorn och nämnda hus under elmotorns (20) mantelytas (21) nedersta parti (21b) utbildat önskat utrymme (36) för medieförsörjning i form av kyl- och smörjmedelsförsörjning, kännetecknad av att drivanordningen vidare innefattar en differentialanordning (40) med en axelkonfiguration (42a, 42b) anordnad i huset (30; 130; 230; 330; 430; 530; 630; 730) i det önskade utrymmet (36) mellan elmotor (20) och hus.

2. Elektrisk drivanordning enligt krav 1, varvid nämnda anslutningsenhet (100) är anordnad mellan nämnda hus (30; 130; 230; 330; 430; 530; 630; 730) mantelytas översta och nedersta parti.

3. Elektrisk drivanordning enligt krav 1 eller 2, varvid nämnda anslutningsenhet (100) i axiell led är anordnad väsentligen i anslutning till ett centralt parti hos nämnda hus mantelyta.

4. Elektrisk drivanordning enligt något av kraven 1-3, varvid nämnda anslutningsenhet (100) i omkretsled hos husets mantelyta är placerad i anslutning till ett horisontellt mittplan hos husets mantelyta. 10 15 20 536 235 23

5. Elektrisk drivanordning enligt något av kraven 1-4, varvid nämnda hus (30; 130; 230; 330; 430; 530; 630; 730) mantelytas horisontella riktning löper i fordonets (1) breddriktning.

6. Elektrisk drivanordning enligt något av kraven 1-5, varvid nämnda med ieförsörjning inbegriper energiförsörjning medelst kraftelektronik och/eller kyl- och smörjmedelsförsörjning.

7. Elektrisk drivanordning enligt något av kraven 1-6, vidare innefattande arrangemang för att itillämplig omfattning styra nämnda medieförsörjning via nämnda anslutningsenhet (100).

8. Elektrisk drivanordning enligt något av kraven 1-7, vidare innefattande arrangemang för att via nämnda anslutningsenhet ta ut information avseende elektriska drivanordningens drift.

9. Elektrisk drivanordning enligt något av kraven 1-8, varvid elmotom (20) har en stator (24) och en rotor (22) anordnad att rotera en drivaxel (26). varvid elmotom (20) är excentriskt anordnad i huset (30; 130; 230; 330; 430; 530; 630) på så sätt att rotationscentrum hos drivaxeln (26) hos elmotorn (20) löper väsentligen parallellt med och på avstånd från en tänkt centrumaxel (X) hos huset (30; 130; 230; 330; 430) för att utbilda nämnda önskade utrymme (36).

10. Motorfordon innefattande en elektrisk drivanordning (10; 110; 210; 310; 410) enligt något av kraven 1-9.