WO2013034371A2 - Antriebseinheit für ein elektrofahrzeug sowie verfahren zum festlegen einer antriebseinheit in einem elektrofahrzeug - Google Patents

Antriebseinheit für ein elektrofahrzeug sowie verfahren zum festlegen einer antriebseinheit in einem elektrofahrzeug Download PDF

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WO2013034371A2
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drive
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    • Y10T29/49002—Electrical device making

Definitions

  • the invention relates to a drive unit for an electric vehicle with an electric machine for driving the electric vehicle, wherein the machine is arranged in a housing, and with a drive axle for transmitting a torque from the electric machine to an axis of the electric vehicle and with at least one storage device for storage the drive unit on a body of the electric vehicle.
  • the invention likewise relates to a method for fixing a drive unit in an electric vehicle, in particular according to at least one of claims 1 to 12, and to a drive system for an electric vehicle.
  • Electric vehicle propulsion units generally include an electric motor with a drive axle that ultimately drives a wheel or wheels of the electric vehicle via a transmission.
  • a central electric motor for driving the front axle can be arranged.
  • so-called radnahe drives have become known, for example from US 6,540,632 B1.
  • an electric drive in so-called transaxle design has become known.
  • an electric machine with differential is arranged, which drives the wheels of an axle of the electric vehicle via drive shafts.
  • the electric machine and the differential are arranged for their storage on a rigid in all directions auxiliary frame, in particular by means of bearing bushes.
  • the subframe itself is in turn arranged on a body of the electric vehicle.
  • the electric machine with associated differential laterally fixed, that is to say to connect substantially with the arrangement of the electric machine with the drive axis perpendicular to the vehicle axle, with the body.
  • the disadvantage here is that on the one hand a large construction space, in particular due to the subframe is necessary to set or store the drive unit with motor and gearbox on the body.
  • the production or installation of the drive unit in the electric vehicle is complicated and complicated and increases the production costs.
  • An object of the present invention is therefore to provide a drive unit for an electric vehicle, which is inexpensive to produce, requires less space and can be installed in a simple and reliable manner in an electric vehicle to its drive.
  • the invention solves the problem by a drive unit for an electric vehicle with an electric machine for driving the electric vehicle, which is arranged in a housing, and with a drive axle for transmitting a torque from the electric machine to an axis of the electric vehicle and with at least one storage device for Storage of the drive unit on a body of the electric vehicle, characterized in that the housing of the drive unit is designed as a storage device for the drive unit on the body of the electric vehicle.
  • the invention also achieves the object by a method for fixing a drive unit in an electric vehicle, in particular according to at least one of claims 1-12 by the steps: introducing at least one spring link in a recess of a housing of the drive unit and fixing the at least one spring link in the Recess by means of clamping in the recess and / or by flanging a plate.
  • the invention also achieves the object by a drive system for an electric vehicle with a drive unit according to at least one of claims 1-11, with at least one cross member on which the housing of the drive unit is fixed, and at least one spring link, which on the housing of the drive unit on the one on the one hand and on the other hand with a fixing element of a body of the electric vehicle, in particular a side member is set.
  • One of the advantages achieved by the invention is that it provides a drive unit and drive system for an electric vehicle, in particular for a rear axle of an electric vehicle, in which the storage device, suspension link and / or housing of the drive unit and its transmission form a functional unit as a whole.
  • the housing of the drive unit provides the function of a subframe for mounting the drive unit in the electric vehicle, so that it is possible to dispense with an elaborate and space-consuming subframe.
  • the housing has at least a first fixing means for fixing at least one, in particular elastic, spring arm of the electric vehicle on the housing.
  • the housing of the drive unit provides fixing means, so that the housing can be connected to the body of the electric vehicle in the sense of a subframe as a storage device.
  • the particular elastic spring link so that certain elasticities can be provided in different directions in space for the drive unit to selectively suppress vibrations of the drive unit at least partially.
  • the at least one first fixing means for defining a continuous, in particular elastic spring arm is formed.
  • the spring link can thus be easily inserted into the housing of the drive unit and be arranged reliably and firmly by closing the housing in the housing of the drive unit.
  • a particularly simple and cost-effective production of the housing of the drive unit is possible because a continuous spring link must also be set only at a position of the housing.
  • further fixing positions of the spring link, for example, on different sides of the housing of the drive unit can be omitted.
  • the first fixing means comprises a conical opening for receiving the spring arm, which is designed to open in the direction of the interior of the housing.
  • the spring links can be fixed in the housing of the drive unit itself without additional fixing means in a form-fitting and / or force-locking manner by the housing of the drive unit. Additional holes or the like for fixing the spring link can be omitted, so that the drive unit can be made even more cost effective.
  • the tapered openings can also be made simultaneously with the housing of the drive unit by a corresponding mold for the housing and must not be subsequently introduced into the housing, for example by milling or the like.
  • the first fixing means for plug-in receiving the spring arm is formed.
  • the housing of the gear unit does not need to be opened for this, but can first be set in the electric vehicle.
  • the spring link can then be inserted after the successful installation of the transmission in the vehicle in the housing and thus fixed to this. Overall, this considerably simplifies the production of the electric vehicle.
  • the first fixing means for fixing made of a fiber-plastic composite spring arm is formed. This allows a reliable determination by means of the first fixing means of elastic and lightweight spring links made of fiber-plastic composite on the drive unit.
  • a plurality of first fixing means are arranged substantially parallel to the drive axis and one above the other and / or offset from one another.
  • the advantage thus achieved is that this results in a higher torsional stiffness of the drive unit is made possible relative to the body of the electric vehicle by the arrangement of the first fixing means in the housing of the drive unit.
  • a staggered arrangement of the first fixing means relative to one another can better support a torque acting perpendicular to the drive axis, in particular of the electric machine, via spring links introduced into the first fixing means; a tilting of the electric machine can be avoided.
  • the housing has second fixing means for fixing the housing to a cross member of the electric vehicle.
  • second fixing means also part of the torque caused by the drive unit can be supported perpendicular to the drive axis, for example, if the cross member of the electric vehicle is formed perpendicular to the plane of the cross member and drive axle of the drive unit.
  • the second fixing means are designed for positive and / or non-positive fixing of the cross member.
  • a, in particular perpendicular to the drive axis projecting, torque support is arranged on the housing.
  • the torque arm By means of the torque arm, the drive unit can be fixed even more reliably indirectly to the body of the electric vehicle, at the same time a differential torque of the drive unit between the drive and output can be supported on the body of the electric vehicle.
  • the torque arm comprises a sleeve joint for attachment to a stabilizer of the electric vehicle, which is made in particular of rubber.
  • the sleeve joint comprises recesses. The advantage thus achieved is that, similar to a chassis comfort bearing, different stiffnesses in directions perpendicular to the drive axle are made possible.
  • FIG. 1 shows a drive arrangement with a drive unit according to a first embodiment of the present invention in a plan view from above;
  • 2a, 2b are cross-sections through a housing of the drive unit according to the first embodiment; such as
  • FIG. 3 shows a three-dimensional perspective view of the drive arrangement according to FIG. 1.
  • Figure 1 shows a drive assembly with a drive unit according to a first embodiment of the present invention in a plan view from above.
  • reference numeral 1 denotes a drive unit for an electric vehicle.
  • the drive unit 1 comprises an electric motor 4, which is arranged in a housing 1 a of the drive unit 1.
  • the housing 1 a of the drive unit 1 is formed according to Figure 1 is substantially rectangular and with the respective longer side th on a cross member 2 of a body of the electric vehicle.
  • the cross member 2 are in turn connected to extending parallel to the electric vehicle axle longitudinal members 3 of the body of the electric vehicle.
  • the drive unit 1 is connected to drive shafts 7, which are arranged on the left and right in the y-direction according to FIG.
  • elastic spring arm 6 of fiber-plastic composite material are arranged, which are fixed in lateral housing openings 10 of the housing 1 a and substantially parallel to the propeller shafts 7.
  • the spring links 6 are also arranged substantially in the y-direction in the direction of the wheels of the electric vehicle and each separately, that is not formed as a continuous component through the housing 1 a of the drive unit 1 and stored separately in the housing 1 a of the drive unit 1.
  • four spring links 6, in each case two and parallel to one another on the left and right sides of the drive unit 1, are thus shown in FIG.
  • the housing openings 10 are conically tapered outwards and the spring link 6 are designed such that they are pressed after insertion into the housing 1 a and after closing the housing 1 a by screwing into the conical housing openings 10 and thereby determined.
  • the spring link 6 can be inserted from the outside into the housing 1 a, and alternatively or additionally with a flange plate from the outside or in the housing 1 a of the drive unit 1 are set.
  • the cross member 2 are also fixed to the housing 1 a of the drive unit 1: In Figures 1 -3, the cross member 2 are clamped in corresponding recesses 14 on the outside of the housing 1 a and so positive and non-positive with housing 1 a and the drive unit 1 connected.
  • the housing 1 a of the drive unit 1 is preferably made of aluminum, in particular cast and preferably has a profiling 1 1 and / or more parting planes to the center is on. As a middle, substantially half of the extension of the longer side of the rectangular housing 1 a is designated.
  • the housing 1 a further comprises a torque arm 5, which is thus formed in the x-direction, in Figure 1 down, above.
  • the torque arm 5 is according to Figure 1 arranged substantially centrally on a stabilizer 8 of the electric vehicle.
  • the torque support 5 can be arranged in the y-direction near the middle of the extension of the stabilizer 8 in order to distribute loads evenly on lateral stabilizer bearings 9, which are arranged perpendicular to the drive axle at the level of the longitudinal members 3 of the body. It is also possible to provide an asymmetrical arrangement of the torque support 5 on the stabilizer 8, so that the torque support 5 is arranged on the stabilizer 8 closer to one of the stabilizer bearings 9. This stabilizer bearing 9 is then performed correspondingly reinforced in order to accommodate the consequent higher loads can. Between the torque arm 5 and the stabilizer 8, a sleeve joint made of rubber is used. This has recesses to provide different stiffnesses in different spatial directions.
  • the stiffness may be made softer or weaker perpendicular to the plane of the drawing of FIG. 1, so that upon actuation of the drive unit 1 for the electric vehicle, the torque support is softly supported on the stabilizer 8.
  • FIG. 2 shows cross sections through a housing of the drive unit according to the first embodiment.
  • FIG. 2a a cross section perpendicular to the plane of the figure 1 through the housing 1 a of the drive unit 1 is shown.
  • the spring links 6 are arranged plugged in, which are designed so that they are in the housing openings 1 0 from the outside Shen inserted and thereby fixed:
  • V-shaped expansion elements 1 5, which are conical Housing openings 1 0 of the housing 1 a correspond.
  • the spring links 6 can be moved in this manner according to Close the housing 1 a do not slip out of the housing openings 10 or - slide and are fixed to and arranged in the housing 1 a.
  • FIG. 2b shows a section along the section line A-A according to FIG. 2a.
  • the section line A-A corresponds to the y-direction in the sheet plane according to FIG. 1.
  • Inside the housing 1 a is a profiling 1 1 with free spaces 1 1 a to recognize, on the one hand the housing 1 a stiffening and on the other hand simultaneously provides a damping of vibrations of the electric motor 4.
  • FIG. 3 shows a three-dimensional perspective view of the drive arrangement according to FIG. 1.
  • the drive unit 1 according to Figures 1 and 2a, b is shown in three-dimensional view.
  • two spring links 6 can be seen, which are arranged on the housing 1 a of the drive unit 1.
  • an electric motor 4 is likewise shown, which is arranged in the housing 1 a of the drive unit 1 and has an output shaft 13 which extends substantially parallel to the extent of the spring link 6 in the direction of wheels of the electric vehicle.
  • the torque arm 5 is arranged, which is connected to a stabilizer 8.
  • the stabilizer 8 extends parallel to a vehicle axle of the electric vehicle (in the y-direction in FIG. 1) and is mounted in stabilizer bearings 9. (Upper right portion of Figure 3a).
  • the housing 1 a On the side facing away from the electric motor 4, ie the area of the housing 1 a, in which substantially the spring links 6 are arranged, the housing 1 a, as shown in Figure 2b, connected to a cross member 2 frictionally.
  • the cross member 2 is over its entire extent perpendicular to the electric vehicle axis substantially U-shaped and after formed open at the top and has at the ends of a mounting bracket 12 in order to set this on a body longitudinal member 3 (not shown in Figure 3).
  • the cross member 2 is designed, for example, torsionally rigid to the body of the electric vehicle, in particular as a hollow profile braided hose, and connected to the Karoserie accordingly, can be dispensed with a torque arm 5, since the cross member 2 then essentially takes over even the function as a torque arm. If the cross member 2 is designed to be stiff perpendicular to the plane of the drawing of FIG. 1, the torque arm can also be arranged flexibly at various points on the body.
  • the invention has, inter alia, the advantages that can be dispensed with the use of an expensive and space-consuming subframe for supporting the drive unit on a body of the electric vehicle substantially.
  • the housing of the drive unit assumes the function of an otherwise necessary subframe for mounting the drive unit on the body of the electric vehicle. Overall, this is a simple and inexpensive storage of the drive unit on the body of the electric vehicle possible.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug mit einer elektrischen Maschine zum Antrieb einer Achse des Elektrofahrzeugs, welche in einem Gehäuse angeordnet ist und mit einer Antriebsachse zur Übertragung eines Drehmoments von der elektrischen Maschine auf die Achse des Elektrofahrzeugs und mit zumindest einer Lagerungseinrichtung zur Lagerung der Antriebseinheit an einer Karosserie des Elektrofahrzeugs und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Antriebseinheit als Lagerungseinrichtung für die Antriebseinheit an einer Karosserie des Elektrofahrzeugs ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Festlegen einer Antriebseinheit in einem Elektrofahrzeug sowie ein Antriebssystem für ein Elektrofahrzeug mit einer Antriebseinheit.

Description

Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeuq sowie Verfahren zum Festlegen einer Antriebseinheit in einem Elektrofahrzeuq
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug mit einer elektrischen Maschine zum Antrieb des Elektrofahrzeugs, wobei die Maschine in einem Gehäuse angeordnet ist, und mit einer Antriebsachse zur Übertragung eines Drehmoments von der elektrischen Maschine auf eine Achse des Elektrofahrzeugs und mit zumindest einer Lagerungseinrichtung zur Lagerung der Antriebseinheit an einer Karosserie des Elektrofahrzeugs.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Festlegen einer Antriebseinheit in einem Elektrofahrzeug, insbesondere gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 - 12 sowie ein Antriebssystem für ein Elektrofahrzeug.
Antriebseinheiten für Elektrofahrzeuge umfassen im Allgemeinen einen Elektromotor mit einer Antriebsachse, die über ein Getriebe schließlich ein Rad oder Räder des Elektrofahrzeugs antreiben. Dabei kann anstelle eines zentral oberhalb der Vorderachse angeordneten Verbrennungsmotors in konventionell angetriebenen Kraftfahrzeugen, ein zentraler Elektromotor zum Antrieb der Vorderachse angeordnet werden. Darüber hinaus sind auch so genannte radnahe Antriebe bekannt geworden, beispielsweise aus der US 6,540,632 B1 . Weiterhin ist aus der DE 100 22 319 A1 ein Elektroantrieb in so genannter Transaxle-Bauweise bekannt geworden. Dabei wird anstelle des Achsgetriebes bzw. des Differentials eine elektrische Maschine mit Differential angeordnet, welche über Gelenkwellen die Räder einer Achse des Elektrofahrzeugs antreibt. Die elektrische Maschine und das Differential werden zu deren Lagerung an einem in alle Raumrichtungen starren Hilfsrahmen angeordnet, insbesondere mittels Lagerbuchsen. Der Hilfsrahmen selbst ist wiederum an einer Karosserie des Elektrofahrzeugs angeordnet. Es ist ebenfalls bekannt geworden, die elektrische Maschine mit zugehörigem Differential seitlich fest, d.h. im Wesentlichen bei Anordnung der elektrischen Maschine mit deren Antriebsachse senkrecht zur Fahrzeugachse, mit der Karosserie zu verbinden. Nachteilig dabei ist, dass dadurch zum einen ein großer Bau räum, insbesondere bedingt durch den Hilfsrahmen notwendig ist, um die Antriebseinheit mit Motor und Getriebe an der Karosserie festzulegen oder zu lagern. Zum anderen ist durch den begrenzt zur Verfügung stehenden Bau räum an den jeweiligen Achsen des Elektrofahr- zeugs die Herstellung bzw. der Einbau der Antriebseinheit im Elektrofahrzeug aufwendig und kompliziert und verteuert die Herstellungskosten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug zur Verfügung zu stellen, welche kostengünstig herstellbar ist, weniger Bauraum benötigt und auf einfache und zuverlässige Weise in ein Elektrofahrzeug zu dessen Antrieb eingebaut werden kann.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug mit einer elektrischen Maschine zum Antrieb des Elektrofahrzeugs, welche in einem Gehäuse angeordnet ist, und mit einer Antriebsachse zur Übertragung eines Drehmoments von der elektrischen Maschine auf eine Achse des Elektrofahrzeugs und mit zumindest einer Lagerungseinrichtung zur Lagerung der Antriebeinheit an einer Karosserie des Elektrofahrzeugs, dadurch, dass das Gehäuse der Antriebseinheit als Lagerungseinrichtung für die Antriebseinheit an der Karosserie des Elektrofahrzeugs ausgebildet ist.
Die Erfindung löst die Aufgabe ebenfalls durch ein Verfahren zum Festlegen einer Antriebseinheit in einem Elektrofahrzeug, insbesondere gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 - 12 durch die Schritte: Einbringen von zumindest einem Federlenker in einer Aussparung eines Gehäuses der Antriebseinheit und Festlegen des zumindest einen Federlenkers in der Aussparung mittels Verspannen in der Aussparung und/oder mittels Anflanschen einer Platte.
Die Erfindung löst die Aufgabe ebenfalls durch ein Antriebssystem für ein Elektrofahrzeug mit einer Antriebseinheit gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 - 1 1 , mit zumindest einem Querträger, an dem das Gehäuse der Antriebseinheit festgelegt ist, und zumindest einem Federlenker, welcher an dem Gehäuse der Antriebseinheit einer- seits und andererseits mit einem Festlegungselement einer Karosserie des Elektrofahrzeugs, insbesondere einem Längsträger festgelegt ist.
Einer der mit der Erfindung erzielten Vorteile ist, dass damit ein Antriebseinheit und Antriebssystem für ein Elektrofahrzeug, insbesondere für eine Hinterachse eines Elektrofahrzeugs zur Verfügung gestellt werden, bei denen Lagerungseinrichtung, Fahrwerklenker und/oder Gehäuse der Antriebseinheit und deren Getriebe insgesamt eine funktionale Einheit bilden. Das Gehäuse der Antriebseinheit stellt dabei die Funktion eines Hilfsrahmens zur Lagerung der Antriebseinheit in dem Elektrofahrzeug bereit, sodass auf einen aufwendigen und Bauraum-beanspruchenden Hilfsrahmen verzichtet werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Zweckmäßigerweise weist das Gehäuse zumindest ein erstes Festlegungsmittel zum Festlegen zumindest eines, insbesondere elastischen, Federlenkers des Elektrofahrzeugs am Gehäuse auf. Der damit erzielte Vorteil ist, dass damit auf einfache und zuverlässige Weise das Gehäuse der Antriebseinheit Festlegungsmittel bereitstellt, sodass das Gehäuse im Sinne eines Hilfsrahmens als Lagerungseinrichtung mit der Karosserie des Elektrofahrzeugs verbunden werden kann. Mittels der insbesondere elastischen Federlenker können damit gewisse Elastizitäten in unterschiedliche Raumrichtungen für die Antriebseinheit bereitgestellt werden, um gezielt Schwingungen der Antriebseinheit zumindest teilweise zu unterdrücken.
Vorteilhafterweise ist das zumindest eine erste Festlegungsmittel zur Festlegung eines durchgehenden, insbesondere elastischen Federlenkers ausgebildet. Die Federlenker können damit einfach in das Gehäuse der Antriebseinheit eingelegt werden und durch Schließen des Gehäuses in dem Gehäuse der Antriebseinheit zuverlässig und fest angeordnet werden. Auf diese Weise ist auch eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung des Gehäuses der Antriebseinheit möglich, da ein durchgängiger Federlenker auch lediglich an einer Position des Gehäuses festgelegt werden muss. Aufwendige weitere Festlegungspositionen des Federlenkers, beispielsweise auf verschiedenen Seiten des Gehäuses der Antriebseinheit können damit entfallen.
Zweckmäßigerweise umfasst das erste Festlegungsmittel eine konisch ausgebildete Öffnung zur Aufnahme des Federlenkers, die in Richtung des Inneren des Gehäuses öffnend ausgebildet ist. Bei einer korrespondierenden und im Wesentlichen konischen Ausbildung der Federlenker können diese ohne zusätzliche Festlegungsmittel im Gehäuse der Antriebseinheit selbst formschlüssig und/oder kraftschlüssig durch das Gehäuse der Antriebseinheit an diesem festgelegt werden. Zusätzliche Bohrungen oder dergleichen zur Festlegung des Federlenkers können entfallen, sodass das die Antriebseinheit noch kostengünstiger hergestellt werden kann. Weiterhin können die konisch zulaufenden Öffnungen auch gleichzeitig mit dem Gehäuse der Antriebseinheit durch eine entsprechende Gießform für das Gehäuse hergestellt werden und müssen nicht nachträglich in das Gehäuse, beispielsweise durch Fräsen oder dergleichen eingebracht werden.
Vorteilhafterweise ist das erste Festlegungsmittel zum steckbaren Aufnehmen des Federlenkers ausgebildet. Auf diese Weise ist ein besonders einfaches Einbringen und Festlegen des Federlenkers am Gehäuse der Antriebseinheit möglich. Das Gehäuse der Getriebeeinheit muss hierfür nicht geöffnet werden, sondern kann zunächst im Elektrofahrzeug festgelegt werden. Der Federlenker kann dann nach der erfolgten Montage des Getriebes im Fahrzeug in das Gehäuse eingesteckt und damit an diesem auch festgelegt werden. Insgesamt wird dadurch die Herstellung des Elektrofahrzeugs wesentlich vereinfacht.
Zweckmäßigerweise ist das erste Festlegungsmittel zur Festlegung von aus einem Faser-Kunststoffverbund hergestellten Federlenker ausgebildet. Damit wird eine zuverlässige Festlegung mittels der ersten Festlegungsmittel von elastischen und leichten Federlenkern aus Faser-Kunststoffverbund an der Antriebseinheit ermöglicht.
Vorteilhafterweise sind mehrere erste Festlegungsmittel im Wesentlichen parallel zur Antriebachse und übereinander und/oder versetzt zueinander angeordnet. Der damit erzielte Vorteil ist, dass dadurch eine höhere Verwindungssteifigkeit der Antriebs- einheit relativ zur Karosserie des Elektrofahrzeugs durch die Anordnung der ersten Festlegungsmittel im Gehäuse der Antriebseinheit ermöglicht wird. Eine versetzt zueinander und übereinander ausgebildete Anordnung der ersten Festlegungsmittel kann ein senkrecht zur Antriebsachse wirkendes Drehmoment, insbesondere der elektrischen Maschine über in die ersten Festlegungsmittel eingebrachte Federlenker besser abstützen; ein Kippen der elektrischen Maschine kann so vermieden werden.
Zweckmäßigerweise weist das Gehäuse zweite Festlegungsmittel zum Festlegen des Gehäuses an einem Querträger des Elektrofahrzeugs auf. Auf diese Weise ist eine noch zuverlässigere Lagerung der Antriebseinheit an der Karosserie des Elektrofahrzeugs möglich. Durch die zweiten Festlegungsmittel kann ebenfalls ein Teil des durch die Antriebseinheit hervorgerufenen Drehmoments senkrecht zur Antriebsachse abgestützt werden, wenn beispielsweise der Querträger des Elektrofahrzeugs senkrecht zur Ebene aus Querträger und Antriebsachse der Antriebseinheit fest ausgebildet ist.
Vorteilhafterweise sind die zweiten Festlegungsmittel zum form- und/oder kraftschlüssigen Festlegen des Querträgers ausgebildet. Auf diese Weise ist eine besonders einfache und zuverlässige Festlegung der Antriebseinheit an dem Querträger des Elektrofahrzeugs beispielsweise durch Ein- oder Verspannen des Querträgers an der Antriebseinheit möglich.
Zweckmäßigerweise ist am Gehäuse eine, insbesondere senkrecht zur Antriebsachse vorstehende, Drehmomentsstütze angeordnet. Mittels der Drehmomentstütze kann die Antriebseinheit zum einen noch zuverlässiger mittelbar an der Karosserie des Elektrofahrzeugs festgelegt werden, gleichzeitig kann ein Differenzdrehmoment der Antriebseinheit zwischen deren Antrieb und Abtrieb an der Karosserie des Elektrofahrzeugs abgestützt werden.
Vorteilhafterweise umfasst die Drehmomentstütze ein Hülsengelenk zur Festlegung an einem Stabilisator des Elektrofahrzeugs, welches insbesondere aus Gummi hergestellt ist. Damit ist eine einfache, zuverlässige Abstützung der Antriebseinheit an dem Stabilisator des Elektrofahrzeugs möglich. Zweckmäßigerweise umfasst das Hülsengelenk Aussparungen. Der damit erzielte Vorteil ist, dass damit ähnlich einem Fahrwerk-Komfort-Lager, unterschiedliche Steifigkeiten in Richtungen senkrecht zur Antriebsachse ermöglicht werden.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. Dabei zeigt jeweils in schematischer Form:
Figur 1 eine Antriebsanordnung mit einer Antriebseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht von oben;
Figur 2a, 2b Querschnitte durch ein Gehäuse der Antriebseinheit gemäß der ersten Ausführungsform; sowie
Figur 3 eine dreidimensionale perspektivische Ansicht der Antriebsanordnung gemäß Figur 1 .
Figur 1 zeigt eine Antriebsanordnung mit einer Antriebseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht von oben.
In Figur 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Antriebseinheit für ein Elektrofahr- zeug. Die Antriebseinheit 1 umfasst einen Elektromotor 4, der in einem Gehäuse 1 a der Antriebseinheit 1 angeordnet ist. Das Gehäuse 1 a der Antriebseinheit 1 ist gemäß Figur 1 im Wesentlichen rechteckförmig ausgebildet und mit den jeweiligen längeren Sei- ten an einem Querträger 2 einer Karosserie des Elektrofahrzeugs angeordnet. Die Querträger 2 sind wiederum mit sich parallel zur Elektrofahrzeugachse erstreckenden Längsträgern 3 der Karosserie des Elektrofahrzeugs verbunden. Um Räder (nicht gezeigt) des Elektrofahrzeugs anzutreiben, ist die Antriebseinheit 1 mit jeweils links und rechts in y-Richtung gemäß Figur 1 angeordneten Gelenkwellen 7 verbunden. Zur Lagerung der Antriebseinheit 1 sind elastische Federlenker 6 aus Faser-Kunststoffverbund-Werkstoff angeordnet, die in seitlichen Gehäuseöffnungen 10 des Gehäuses 1 a und im Wesentlichen parallel zu den Gelenkwellen 7 festgelegt sind. Die Federlenker 6 sind im Wesentlichen ebenfalls in y-Richtung in Richtung der Räder des Elektrofahrzeugs angeordnet und dabei jeweils getrennt voneinander, das heißt nicht als durchgängiges Bauteil durch das Gehäuse 1 a der Antriebseinheit 1 ausgebildet und im Gehäuse 1 a der Antriebseinheit 1 getrennt gelagert. Insgesamt sind somit in Figur 1 vier Federlenker 6, jeweils zwei und parallel zueinander auf der linken und rechten Seite der Antriebseinheit 1 , gezeigt. Die Gehäuseöffnungen 10 sind konisch nach außen verjüngend ausgebildet und die Federlenker 6 sind dabei derart ausgebildet, sodass diese nach dem Einlegen in das Gehäuse 1 a und nach Schließen des Gehäuses 1 a mittels Verschrauben in die konischen Gehäuseöffnungen 10 gepresst und dadurch festgelegt werden. Selbstverständlich können die Federlenker 6 auch von außen in das Gehäuse 1 a eingesteckt werden, und alternativ oder zusätzlich mit einer Flanschplatte von außen an oder im Gehäuse 1 a der Antriebseinheit 1 festgelegt werden.
Die Querträger 2 sind ebenfalls an dem Gehäuse 1 a der Antriebseinheit 1 festgelegt: In den Figuren 1 -3 sind die Querträger 2 in entsprechenden Aussparungen 14 auf der Außenseite des Gehäuses 1 a eingespannt und so form- und kraftschlüssig mit Gehäuse 1 a und der Antriebseinheit 1 verbunden.
Das Gehäuse 1 a der Antriebseinheit 1 ist vorzugsweise aus Aluminium hergestellt, insbesondere gegossen und weist vorzugsweise eine Profilierung 1 1 und /oder mehrere Trennebenen zu dessen Mitte wird auf. Als Mitte ist im Wesentlichen die Hälfte der Erstreckung der längeren Seite des rechteckförmigen Gehäuses 1 a bezeichnet. Das Gehäuse 1 a weist weiterhin eine Drehmomentstütze 5 auf, die in x-Richtung, in Figur 1 also nach unten, vorstehend ausgebildet ist. Die Drehmomentstütze 5 ist gemäß Figur 1 im Wesentlichen mittig an einem Stabilisator 8 des Elektrofahrzeugs angeordnet.
Die Drehmomentsstütze 5 kann dabei zum einen nahe der Mitte der Erstreckung des Stabilisators 8 in y-Richtung angeordnet werden, um Lasten gleichmäßig auf seitliche Stabilisatorlager 9, die senkrecht zur Antriebsachse auf der Höhe der Längsträger 3 der Karosserie angeordnet sind, zu verteilen. Es ist ebenfalls möglich, eine asymmetrische Anordnung der Drehmomentsstütze 5 an dem Stabilisator 8 vorzusehen, sodass die Drehmomentsstütze 5 an dem Stabilisator 8 näher an einem der Stabilisatorlager 9 angeordnet ist. Dieses Stabilisatorlager 9 wird dann entsprechend verstärkt ausgeführt, um die dadurch bedingten höheren Belastungen aufnehmen zu können. Zwischen der Drehmomentsstütze 5 und dem Stabilisator 8 ist ein Hülsengelenk aus Gummi eingesetzt. Dieses weist Aussparungen auf, um unterschiedliche Steifigkeiten in unterschiedliche Raumrichtungen bereitzustellen. Es kann beispielsweise mit einer verstärkten Steifigkeit parallel zu der Erstreckung der Längsträger 3 versehen sein, um zu verhindern, dass ein relatives Verschieben von Stabilisator 8 und Antriebseinheit 1 bei einem Betätigen des Elektromotors 4 der Antriebseinheit 1 erfolgt. Gleichzeitig kann senkrecht zur Zeichenebene der Figur 1 die Steifigkeit weicher oder schwächer ausgebildet sein, sodass bei einem Betätigen der Antriebseinheit 1 für das Elektrofahrzeug die Drehmomentsstütze weich am Stabilisator 8 abgestützt ist.
Figur 2 zeigt Querschnitte durch ein Gehäuse der Antriebseinheit gemäß der ersten Ausführungsform.
In Figur 2a ist ein Querschnitt senkrecht zur Zeichenebene der Figur 1 durch das Gehäuse 1 a der Antriebseinheit 1 gezeigt. Zu erkennen sind zwei übereinander angeordnete konisch ausgebildete Gehäuseöffnungen 1 0, welche sich in Richtung des Inneren des Gehäuses 1 a verbreitern. In den Gehäuseöffnungen 10 sind die Federlenker 6 eingesteckt angeordnet, die so ausgebildet sind, sodass diese in die Gehäuseöffnungen 1 0 von au ßen einsteckbar und dadurch festlegbar sind: Diese weisen gemäß Fig. 2 V-förmige Spreizelemente 1 5 auf, die zu den konischen Gehäuseöffnungen 1 0 des Gehäuses 1 a korrespondieren. Die Federlenker 6 können auf diese Weise nach Ver- schließen des Gehäuses 1 a nicht aus den Gehäuseöffnungen 10 herausrutschen oder - gleiten und sind fest mit und in dem Gehäuse 1 a angeordnet.
Figur 2b zeigt einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A gemäß Figur 2a. Die Schnittlinie A-A entspricht dabei der y-Richtung in der Blattebene gemäß Figur 1 . Auf der Außenseite des Gehäuses 1 a sind zwei Aussparungen 14 zu sehen, in die zur linken und rechten Seite jeweils der Querträger 2 eingepresst und damit festgelegt ist. Dieser kann auch zusätzlich über weitere Festlegungsmittel mit dem Gehäuse 1 a in den Aussparungen 14 fest angeordnet werden. Im Inneren des Gehäuses 1 a ist eine Profilierung 1 1 mit Freiräumen 1 1 a zu erkennen, welche zum Einen das Gehäuse 1 a aussteift und zum anderen gleichzeitig eine Dämpfung von Schwingungen des Elektromotors 4 bereitstellt.
Figur 3 zeigt eine dreidimensionale perspektivische Ansicht der Antriebsanordnung gemäß Figur 1 .
In Figur 3 ist die Antriebseinheit 1 gemäß den Figuren 1 und 2a, b in dreidimensionaler Ansicht dargestellt. Im vorderen, d.h. unteren linken Bereich der Figur 3 sind zwei Federlenker 6 zu erkennen, die an dem Gehäuse 1 a der Antriebseinheit 1 angeordnet sind. Zu erkennen ist ebenfalls die Profilierung 1 1 des Gehäuses 1 a mit Freiräumen 1 1 a. Weiter ist ebenfalls ein Elektromotor 4 gezeigt, der im Gehäuse 1 a der Antriebseinheit 1 angeordnet ist und eine Abtriebswelle 13 aufweist, die sich im Wesentlichen parallel zur Erstreckung der Federlenker 6 in Richtung von Rädern des Elekt- rofahrzeugs erstreckt. Senkrecht von der oberen erstreckend und auf der den Federlenkern 6 abgewandten Seite des Gehäuses 1 a ist die Drehmomentstütze 5 angeordnet, die mit einem Stabilisator 8 verbunden ist. Der Stabilisator 8 erstreckt sich dabei parallel zu einer Fahrzeugachse des Elektrofahrzeugs (in Fig. 1 in y-Richtung) und ist in Stabilisatorlagern 9 gelagert. (Oberer rechter Bereich der Figur 3a). Auf der dem Elektromotor 4 abgewandten Seite, also dem Bereich des Gehäuses 1 a, in dem im Wesentlichen die Federlenker 6 angeordnet sind, ist das Gehäuse 1 a, wie in Figur 2b dargestellt, mit einem Querträger 2 kraftschlüssig verbunden. Der Querträger 2 ist über seine gesamte Erstreckung senkrecht zur Elektrofahrzeugachse im Wesentlichen U-förmig und nach oben geöffnet ausgebildet und weist an den Enden eine Befestigungskonsole 12 auf, um diesen an einem Karosserielängsträger 3 (in Figur 3 nicht gezeigt) festzulegen.
Ist der Querträger 2 beispielsweise torsionssteif zu der Karosserie des Elektrofahrzeugs ausgebildet, insbesondere als Hohlprofil als Flechtschlauch, und an die Karoserie entsprechend angebunden, kann auf eine Drehmomentsstütze 5 verzichtet werden, da der Querträger 2 dann im Wesentlichen selbst die Funktion als Drehmomentstütze übernimmt. Ist der Querträger 2 senkrecht zur Zeichenebene der Figur 1 steif ausgebildet, kann die Drehmomentstütze auch flexibel an verschiedenen Punkten an der Karosserie angeordnet werden.
Insgesamt weist die Erfindung unter anderem die Vorteile auf, dass auf die Verwendung eines teuren und bauraumintensiven Hilfsrahmens zur Lagerung der Antriebseinheit an einer Karosserie des Elektrofahrzeugs im Wesentlichen verzichtet werden kann. Das Gehäuse der Antriebseinheit übernimmt dabei die Funktion eines sonst notwendigen Hilfsrahmens zur Lagerung der Antriebseinheit an der Karosserie des E- lektrofahrzeugs. Insgesamt ist damit eine einfache und kostengünstige Lagerung der Antriebseinheit an der Karosserie des Elektrofahrzeugs möglich.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Bezuqszeichen
Antriebseinheit
Gehäuse Antriebseinheit
Querträger
Längsträger
Elektromotor
Drehmomentstütze
Federlenker
Gelenkwelle
Stabilisator
Stabilisatorlager
Gehäuseöffnung
Profilierung
a Freiraum
Befestigungskonsole
Abtriebswelle
Aussparung
Spreizelement

Claims

Patentansprüche
1 . Antriebseinheit (1 ) für ein Elektrofahrzeug mit einer elektrischen Maschine (4) zum Antrieb des Elektrofahrzeugs, welche in einem Gehäuse angeordnet ist, und mit einer Antriebsachse (13) zur Übertragung eines Drehmoments von der elektrischen Maschine (4) auf eine Achse des Elektrofahrzeugs, und mit zumindest einer Lagerungseinrichtung (2,3) zur Lagerung der Antriebseinheit an einer Karosserie des Elektrofahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 a) der Antriebseinheit (1 ) als Lagerungseinrichtung für die Antriebseinheit (1 ) an einer Karosserie des Elektrofahrzeugs ausgebildet ist.
2. Antriebseinheit (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 a) zumindest ein erstes Festlegungsmittel (10) zum Festlegen zumindest eines, insbesondere elastischen, Federlenkers (6) des Elektrofahrzeugs am Gehäuse (1 a) aufweist.
3. Antriebseinheit gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine erste Festlegungsmittel (10) zur Festlegung eines durchgehenden, insbesondere elastischen Federlenkers (6) ausgebildet ist.
4. Antriebseinheit gemäß zumindest einem der Ansprüche 2-3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Festlegungsmittel (10) eine konisch ausgebildete Öffnung (10) zur Aufnahme des Federlenkers (6) umfasst, die in Richtung des Inneren des Gehäuses (1 a) öffnend ausgebildet ist.
5. Antriebseinheit gemäß zumindest einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Festlegungsmittel (10) zum steckbaren Aufnehmen des Federlenkers (6) ausgebildet ist.
6. Antriebseinheit gemäß zumindest einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Festlegungsmittel (10) zur Festlegung von aus einem Faser- Kunststoffverbund hergestellten Federlenker (6) ausgebildet ist.
7. Antriebseinheit gemäß zumindest einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste Festlegungsmittel (1 0) im Wesentlichen parallel zur Antriebsachse (1 3) und übereinander und/oder versetzt zueinander angeordnet sind.
8. Antriebseinheit gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 -7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 a) zweite Festlegungsmittel (14) aufweist zum Festlegen an einem Querträger (2) des Elektrofahrzeugs.
9. Antriebseinheit gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Festlegungsmittel (14) zum form- und/oder kraftschlüssigen Festlegen des Querträgers (2) ausgebildet sind.
1 0. Antriebseinheit gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 -9, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (1 a) eine insbesondere senkrecht zur Antriebsachse vorstehende Drehmomentstütze (5) angeordnet ist.
1 1 . Antriebseinheit gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstütze (5) ein Hülsengelenk umfasst zur Festlegung an einem Stabilisator (8) des Elektrofahrzeugs, welches insbesondere aus Gummi hergestellt ist.
1 2. Antriebseinheit gemäß Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsengelenk Aussparungen umfasst.
1 3. Verfahren zum Festlegen einer Antriebseinheit (1 ) in einem Elektrofahrzeug, insbesondere gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 -12, gekennzeichnet durch die Schritte: Einbringen von zumindest einem Federlenker (6) in eine Aussparung (1 0) eines Gehäuses (1 a) der Antriebseinheit (1 ) und Festlegen des zumindest einen Federlenkers (6) in der Aussparung (1 0) mittels Verspannen in der Aussparung (1 0) und/oder mittels Anflanschen einer Platte.
14. Antriebssystem für ein Elektrofahrzeug mit einer Antriebseinheit (1 ) gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 -1 2, zumindest einem insbesondere torsionssteif ausgebildeten Querträger (2), an dem das Gehäuse (1 a) der Antriebseinheit (1 ) festgelegt ist, einer Drehmomentstütze (5), welche an einem Stabilisator (8) vorzugsweise im Wesentlichen mittig festgelegt ist und einem Federlenker (6), welcher an dem Gehäuse (1 a) der Antriebseinheit (1 ) festgelegt ist.
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