WO2016026630A2

WO2016026630A2 - Antriebsvorrichtung für einen kraftfahrzeugantriebsstrang

Info

Publication number: WO2016026630A2
Application number: PCT/EP2015/066387
Authority: WO
Inventors: Matthias Cudok; Martin HAIN; Stephan Stroph; Andreas Füssl; Hans-Jürgen Hanft; Stefan Keller; Erich Karg; Alexander Schäflein; Alfred Tareilus; Hermann Thurn; Bernhard WEINGÄRTNER; Frank Holzberg
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2016-02-25
Also published as: DE102014216636A1; EP3183150A2; WO2016026630A3

Abstract

Es wird Antriebsvorrichtung (10) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang beschrieben mit einem als elektrische Maschine (14) ausgebildeten Antriebsaggregat mit einem Rotor (16) und mit einem Stator (20), wobei der Rotor (16) eine elektromagnetische Rotorkomponente (160) und einen Rotorträger (16a) umfasst und der Stator (20) einen Statorträger (24) aufweist, der rotorseitig eine elektromagnetische Statorkomponente (280) trägt. Es wird vorgeschlagen, auf einer dem Rotor (16) abgewandten Seite des Statorträgers (24) einen Aufnahmebereich (24d, 24i) auszubilden, von dem eine Elektronikbaugruppe (32) zum Ansteuern der elektrischen Maschine (14) aufgenommen ist und wobei der Statorträger (24) eine Fluid-Kühlanordnung (30) aufweist, welche mit der elektromagnetischen Statorkomponente (280) und mit der Elektronikbaugruppe (32) im Wärmeaustauschkontakt steht.

Description

Antriebsvorrichtunq für einen Kraftfahrzeuqantriebsstranq

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 .

Eine gattungsgemäße Antriebsvorrichtung ist bereits beispielsweise mit der

EP 1 190 882 A1 bekannt geworden und umfasst ein als elektrische Maschine ausgebildetes und als Starter-Generator fungierendes Antriebsaggregat mit einem um eine Achse drehbar angeordneten Rotor und mit einem dazu unter Ausbildung eines radialen Luftspalts koaxial angeordneten Stator. Als elektromagnetische Rotorkomponente weist der Rotor der elektrischen Maschine ein Blechpaket mit einer Rotorwicklung auf, welches von einem Rotorträger aufgenommen ist, der wiederum an einem Gehäuse eines zu der elektrischen Maschine benachbarten Drehmomentwandlers festgelegt ist. Der Stator ist dabei an einem als Getriebegehäuseglocke vorliegenden Statorträger angeordnet, welcher an einem inneren Gehäusewandbereich, also rotorseitig eine elektromagnetische Statorkomponente in Form einer an einem Statorblechpaket angeordneten Statorwicklung trägt. Die elektrische Maschine ist somit als eine Innenläufermaschine ausgebildet.

Zum Betreiben eines derartigen, üblicherweise als Drehfeldmaschine ausgeführten Starter-Generators in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang ist eine Leistungselektronik erforderlich, welche die elektrische Maschine mit einem Strom bzw. einer Spannung variabler Frequenz und Amplitude speisen kann. Die Anordnung einer solchen zugehörigen Leistungselektronik ist in der EP 1 190 882 A1 zwar nicht beschrieben, jedoch kann davon ausgegangen werden, dass diese in einem Bereich außerhalb der dort dargestellten Getriebeglocke angeordnet ist. Sofern die elektrische Maschine auch zum zumindest zeitweisen Antreiben des Kraftfahrzeuges genutzt werden soll, ist zudem eine effektive Kühlung der elektrischen Maschine erforderlich.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bauraumsparende Antriebsvorrichtung für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einer elektrischen Maschine und einer zugehörigen Leistungselektronik darzustellen. Diese Antriebsvorrichtung soll dabei zugleich zur effektiven Abfuhr einer beim Betreiben der elektrischen Maschine anfallenden Verlustwärme ausgebildet sein.

Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Antriebsvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Es wird demnach bei einer Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, an dem Statorträger auf einer dem Rotor abgewandten Seite einen Aufnahmebereich auszubilden, von dem eine Elektronikbaugruppe, beispielsweise ein Maschinenumrichter, zum Ansteuern der elektrischen Maschine aufgenommen oder dort angeordnet ist. Des Weiteren soll dabei der Statorträger eine Fluid- Kühlanordnung aufweisen, welche mit der elektromagnetischen Statorkomponente und mit der Elektronikbaugruppe im Wärmeaustauschkontakt steht.

Der Wärmeaustauschkontakt kann erfolgen, indem ein zumindest mittelbarer Anlagekontakt zwischen der Elektronikbaugruppe, beispielsweise einem Bauelementgehäuse oder einem diesem zugeordneten Kühlkörper und einer Fläche des Statorträgers ausgebildet ist. Dabei können zwischen den genannten Elementen Wärmeübertragungsmittel zur Verbesserung des Wärmetransports, wie zum Beispiel eine Wärmeleitpaste oder wärmeleitende Folien oder Platten oder dergleichen sandwichartig eingelegt sein.

Alternativ und/oder zusätzlich kann ein Wärmeaustauschkontakt auch durch Wärmestrahlung oder durch Konvektion der erwärmten Umgebungsluft, welche gegebenenfalls durch eine Lüfteranordnung erzwungen werden kann, stattfinden.

Auf die vorgeschlagene Weise kann also eine der elektrischen Maschine zugeordnete Leistungselektronik mit der elektrischen Maschine als eine Baueinheit ausgeführt werden. Eine separate Kühlanordnung, wie diese bei einer von der elektrischen Maschine abgesetzten Leistungselektronik erforderlich ist, kann entfallen. Stattdessen werden die zu kühlende elektromagnetische Statorkomponente und die Elektronikbaugruppe einer Leistungselektronik gemeinsam am Statorträger angeordnet und können somit gleichzeitig gekühlt werden. Ebenso können bei der vorgeschlagenen Anordnung zwischen der elektrischen Maschine und der Leistungselektronik ansonsten vorsehbare und auf eine hohe Stromtragfähigkeit auszulegenden Leistungsanschlussverbinder entfallen.

Die elektrische Maschine kann ungeachtet eines zugrundeliegenden Wirkprinzips konstruktiv grundsätzlich mit einem radialen oder einem axialen Luftspalt, beispielsweise als ein Außenläufer, Innenläufer oder ein Scheibenläufer ausgeführt sein. Eine Außenläuferbauweise und weiter insbesondere eine permanenterregte Synchronmaschine weisen besondere Vorteile auf, da die elektromagnetische Rotorkomponente einer solchen Maschine mit einer vergleichsweise geringen radialen Erstreckung realisiert werden kann. Zugleich kann der elektromagnetisch wirksame Luftspalt zwischen Rotor und Stator auf einem vergleichsweise großen Durchmesser angeordnet werden, wodurch die Maschine axial kurz bauend ausführbar ist und dabei dennoch ein hohes Drehmoment erreichen kann.

Bei einem radial zum Rotor innenliegenden Stator kann die Elektronikbaugruppe im Inneren der elektrischen Maschine aufgenommen werden. Bei umgekehrter Bauweise (Innenläufer) kann die Elektronikbaugruppe beispielsweise an der Außenseite am Statorträger platziert werden. Wenn in diesem Fall der Statorträger gleichzeitig ein Gehäuse der elektrischen Maschine ausbildet, so ist die Elektronikbaugruppe dabei auf der Gehäuseaußenseite festlegbar, was unter bestimmten Bedingungen für eine effektive Kühlung ebenfalls von Vorteil sein kann.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Statorträger zur Ausbildung der Fluid- Kühlanordnung einen ersten Zylinderbereich mit einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden ringförmigen Kanalabschnitt der Fluid-Kühlanordnung umfassen. Die elektromagnetische Statorkomponente und die Elektronikbaugruppe sind dabei zur Anordnung an der inneren und der äußeren Zylinderumfangsfläche vorgesehen.

Mit weiterem Vorteil kann der Statorträger einen Radialwandbereich umfassen, in welchem insbesondere sich in radialer Richtung erstreckende Kühlmittelzufuhr- und Kühlmittelabfuhrkanäle ausgebildet sind, welche einerseits mit einem Kühlmittelein- lassanschluss bzw. einem Kühlmittelauslassanschluss und andererseits mit dem vorgenannten ringförmigen Kanalabschnitt verbunden sind bzw. werden können. Der Radialwandbereich kann sich insbesondere bei einem Außenläufer radial über den ersten Zylinderbereich und im Weiteren sogar über den Stator hinaus erstreckenden und weitere Funktionalitäten aufweisen. In diesem Radialwandbereich können bedarfsweise weitere Kanalabschnitte ausgebildet sein, beispielsweise sich in Umgangsrichtung erstreckende Kanalabschnitte, womit an dem Radialwandbereich angeordnete elektronische Komponenten gezielt gekühlt werden können.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die elektrische Maschine im Antriebsstrang axial zwischen einer ersten und einer zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung angeordnet sein, welche jeweils einen Eingangsbereich und einen Ausgangsbereich aufweisen. Dabei kann hinsichtlich eines Drehmomentflusses von der ersten zur zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung der Rotor mit dem Eingangsbereich der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung verbunden sein. Das bedeutet, dass die elektrische Maschine unter Zugrundelegung dieser Flussrichtung funktional somit vor der ersten und auch der zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung angeordnet ist. Dieses Anordnungsprinzip kann Vorteile haben zum Beispiel bei der gemeinsamen Anordnung von der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung und der elektrischen Maschine in einem im Innendurchmesser variierenden Aufnahmegehäuse. Zum Beispiel kann bei einem sich in der Anordnungsrichtung verjüngenden Gehäuse die erste Drehmomentübertragungseinrichtung mit einem vergleichsweise großen Durchmesser und großer Axiallänge in einem ersten Gehäuseabschnitt ausgeführt sein, während die dazu vergleichsweise axial kurz bauende und im Durchmesser zumindest näherungsweise entsprechende elektrische Maschine in einem zweiten Gehäuseabschnitt mit einer im Vergleich geringeren oder sich dort verringernden lichten Weite angeordnet sein kann. Mit weiterem Vorteil kann der Rotor der elektrischen Maschine lösbar, zum Beispiel mittels einer Schraubverbindung mit dem Eingangsbereich der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung verbunden sein. Für eine erleichterte Montage kann die Verschraubungsachse bzw. eine Einführrichtung der Verbindungsmittel auch unter einem Winkel zwischen der Radial- und Axialrichtung angeordnet sein, wie dieses bei einer Schrägverschraubung der Fall ist.

Der Rotor der elektrischen Maschine kann grundsätzlich mittels dessen Rotorträger separat an einer Welle oder an einem feststehenden Element der Antriebsvorrichtung gelagert werden. Gemäß einer vorteilhaften Variante wird vorgeschlagen, den Rotor mittels einem um eine Achse drehbar gelagerten Element der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung zu lagern, was bedeutet, dass eine separate Rotorlagerung entfallen kann.

Ebenso kann der Stator an einem für die Elektromaschine gesondert vorliegenden Element, zum Beispiel an einem eigenem Statorgehäuse oder an einem Lagerschild der Elektromaschine festgelegt werden. Der Statorträger kann dabei gleichzeitig als Gehäuse ausgebildet sein. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, den Statorträger an einem Gehäuse der zu der elektrischen Maschine im Antriebsstrang benachbarten zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung oder an einem Gehäuse einer weiteren Antriebstrangkomponente festzulegen.

Wenn die Antriebsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug vorgesehen ist, bei dem die elektrische Maschine das Fahrzeug allein oder im Verein mit einem zweiten Antriebsaggregat antreiben kann, ist es zweckmäßig, die erste Drehmomentübertragungseinrichtung als ein hydrodynamisches Koppelelement oder als eine Trennkupplung auszuführen. Insbesondere kann der Eingangsbereich der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung als Gehäuse ausgebildet sein. Das Koppelelement bzw. Trennkupplung können als Anfahrelement dienen und zum Beispiel als ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Reibungskupplung vorliegen. Alternativ kann die erste Drehmomentübertragungseinrichtung auch ein Torsionsdämpfer sein.

Darauf aufbauend kann die zweite Drehmomentübertragungseinrichtung als ein Getriebe ausgebildet sein, beispielsweise als ein Wechselgetriebe oder ein Automatgetriebe.

Zur Darstellung einer Hybrid-Antriebsvorrichtung kann der Eingangsbereich der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer Abtriebswelle eines als Verbren- nungsmotor ausgebildeten zweiten Antriebsaggregats in Drehmomentübertragungsverbindung stehen oder gebracht werden.

Zur Erzielung einer besonders kompakten Bauweise kann es vorteilhaft sein, den Radialwandbereich des Statorträgers an der einem Verbindungsbereich des Rotors mit der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung gegenüberliegenden Axialseite der elektrischen Maschine auszuführen.

In diesem Sinne ist es auch vorteilhaft, den Aufnahmebereich zur Anordnung der Elektronikbaugruppe zumindest abschnittweise als in den Stator axial hineinreichenden Ringraum mit einer Zentralausnehmung auszubilden. Dieser Ringraum wird damit zumindest durch den ersten Zylinderbereich der Fluid-Kühlanordnung begrenzt. Weiterhin kann ein Bodenbereich und ein von dem ersten Zylinderbereich radial beabstandet ausgebildeter zweiter Zylinderbereich vorliegen. In noch weiterer Ausgestaltung kann der Ringraum einseitig oder beidseitig durch jeweils ein Deckelelement, insbesondere fluiddicht verschlossen sein. Die vorhandene Zentralausnehmung kann eine Antriebswellendurchführung ausbilden, durch welche zum Beispiel eine Getriebeeingangswelle zumindest teilweise durchführbar ist.

Sofern die elektromagnetische Statorkomponente ein Blechpaket und eine Statorwicklung mit Wicklungsenden aufweist, wird vorgeschlagen, den Statorträger mit einem zu den Wicklungsenden benachbarten Wandabschnitt mit Gehäusedurchbrüchen auszubilden, durch welchen die Wicklungsenden hindurchgeführt und auf der der Wicklung, insbesondere den Spulen abgewandten Seite mit einem Schaltungsträger verbunden werden können. Der Schaltungsträger kann dazu eine Tragestruktur mit darauf angeordneten elektrischen Verbindungsleitern in Form von Leiterbahnen und/oder anderen Leiterelementen aufweisen. Der Schaltungsträger kann in weiterer Ausgestaltung die im Aufnahmeraum angeordnete Elektronikbaugruppe bzw. deren einzelnen elektronischen Bauelemente tragen und diese elektrisch mit den Spulenenden verbinden. Der Schaltungsträger kann bevorzugt innerhalb eines Aufnahmeraums des Statorträgers angeordnet und fluiddicht verschlossen sein. Auf diese Weise stellt der Statorträger ein Gehäuse des Schaltungsträgers dar. Wie bereits vorher angesprochen, kann zur Erzielung eines hohen Antriebsdrehmoments der elektrischen Maschine der Rotor mit weiterem Vorteil einen Außendurchmesser aufweisen, welcher etwa dem Außendurchmesser der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung entspricht. Bei einer schmalen radialen Bauform des Rotors kann der radiale Luftspaltdurchmesser der elektrischen Maschine somit näherungsweise dem maximalen Durchmesser der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung entsprechen.

Zur optimierten Ansteuerung der elektrischen Maschine kann zur Erfassung einer Drehwinkellage des Rotors ein Drehstellungsgeber mit zumindest einem Sensor und mit einer Geberspur vorgesehen sein. Es wird diesbezüglich vorgeschlagen, den Sensor als Element der Elektronikbaugruppe auszubilden und diesen somit gleichfalls auf dem Schaltungsträger anzuordnen und zu kontaktieren. Die Geberspur kann am Rotor oder an einem mit diesem drehfest verbundenen Element, beispielsweise dem Eingangsbereich der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere einem Gehäusebereich angeordnet werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer in der beigefügten Figur dargestellten Ausführungsform beispielhaft erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine Antriebsvorrichtung 10 für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang eines Hybridfahrzeugs in einer schematischen Darstellung.

Die dargestellte Antriebsvorrichtung 10 umfasst zunächst ein Automatgetriebe 12 mit einem Getriebegehäuse 12a und ein in einer diesem zugehörigen Gehäuseglocke 12b angeordnetes erstes, als elektrische Maschine 14 ausgebildetes Antriebsaggregat 140 mit einem um eine Achse A drehbar angeordneten Rotor 1 6 und mit einem dazu unter Ausbildung eines radialen Luftspalts 18 koaxial und radial innen dazu angeordneten Stator 20. Somit ist die elektrische Maschine 14 vorliegend als ein Außenläufer aufgebaut.

Der Rotor 1 6 weist einen Rotorträger 1 6a auf, an welchem ein Rotorblechpaket 1 6b mit zum Stator 20 ausgerichteten Permanentmagneten 1 6c angeordnet ist, wobei das Blechpaket 1 6b und die Permanentmagnete 1 6c als elektromagnetische Rotorkomponente 1 60 wirksam sind. Der Stator 20 weist einen beispielsweise aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellten Statorträger 24 mit einer insgesamt topfförmigen Gestalt auf. Ein hohl ausgeführter erster Zylinderbereich 24a des Statorträgers 22 nimmt mit dessen zum Rotor 1 6 zugewandten Außenumfangsfläche 24b drehfest ein Statorblechpaket 26 mit Zähnen und Nuten auf, an dem wiederum eine Statorwicklung 28 in Form von Zahnspulen 28 festgelegt ist. Die Zahnspulen 28 weisen Wicklungsenden 29 auf, die in einer unten beschriebenen Art und Weise verschaltet werden. Das Statorblechpaket 26 und die Zahnspulen 28 bilden ihrerseits eine elektromagnetische Statorkomponente 280 aus, welche somit über die Außenumfangsfläche 24b des Statorträgers 24 im Wärmeaustausch treten können.

Im Inneren des Statorträgers 24 ist ein sich in Umfangsrichtung erstreckender ringförmigen Kanalabschnitt 30a ausgebildet, der Teil einer Fluid-Kühlanordnung 30 zum Kühlen der elektromagnetischen Statorkomponente 280 ist.

Auf der dem Rotor 16 abgewandten Seite des ersten Zylinderbereichs 24a, also im Zylinderinnenraum ist ein radial innerer, erster Aufnahmebereich 24d vorgesehen, welcher als Ringraum 24d zumindest abschnittweise in den Stator 20 axial hineinreicht und im Bereich der Mittelachse A eine Zentralausnehmung 24e ausbildet. Der Aufnahmebereich 24d wird in diesem Bereich durch den ersten Zylinderbereich 24a der Fluid-Kühlanordnung 30 begrenzt. Zur weiteren Begrenzung des Aufnahmebereichs 24d dienen ein von dem ersten Zylinderbereich 24a radial beabstandeter zweiter Zylinderbereich 24f und ein zwischen den Zylinderbereichen 24a, f angeordneter Bodenbereich 24g. In dem Ringraum 24d ist eine Elektronikbaugruppe 32, insbesondere elektronische Bauelemente eines Maschinenumrichters zum Ansteuern der elektrischen Maschine 14 eingesetzt, die über die Innenumfangsfläche 24c des ersten Zylinderbereichs 24a mit der Fluid-Kühlanordnung 30 im Wärmeaustauschkontakt steht. Insbesondere stehen die elektronischen Bauelemente, wie Kondensatoren und Leistungshalbleiter, mit dem Statorträger im Wärmeleitungskontakt. Dazu ist zwischen diesen Bauelementen und dem Statorträger 24 ein gut wärmeleitendes und gleichzeitig elektrisch isolierendes Mittel, insbesondere ein bekannter gap filier, ein- gebracht. Dieser kann als formbare Knetmasse oder als Matte lückenüberbrückend in vorhandene Zwischenräume eingefügt werden.

Im Weiteren umfasst der Statorträger 24 einen sich bei dem dargestellten Außenläufer radial über den ersten Zylinderbereich 24a und vorliegend auch über die elektromagnetische Statorkomponente 280 hinaus erstreckenden Radialwandbereich 24h, in welchem ein sich in radialer Richtung erstreckender Kühlmittelzufuhrkanal 30b und ein Kühlmittelabfuhrkanal 30c ausgebildet sind, die einerseits mit einem am Getriebegehäuse 12a vorgesehenen Kühlmitteleinlassanschluss 30d und einem Kühlmit- telauslassanschluss 30e und andererseits mit dem ringförmigen Kanalabschnitt 30a verbunden sind und in Fluidverbindung stehen.

In der Figur ist erkennbar, dass die elektrische Maschine 14 im Antriebsstrang axial zwischen einer ersten Drehmomentübertragungseinrichtung 34, die hier als ein an sich bekannter hydrodynamischer Drehmomentwandler 36 vorliegt und dem Automatgetriebe 12 angeordnet ist, welches eine zweite Drehmomentübertragungseinrichtung 38 darstellt. Jedes der beiden genannten Drehmomentübertragungseinrichtungen 34, 38 weist jeweils einen Eingangsbereich 34a, 38a und einen Ausgangsbereich 34b, 38b auf. Der Eingangsbereich 34a des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 36 wird durch ein Wandlergehäuse 36a und ein damit verbundenes Pumenpenrad 36b gebildet, während der Ausgangsbereich 34b als ein Turbinenrad 36c ausgestaltet ist. Der Eingangsbereich 38a des Automatgetriebes 12 wird in üblicher weise durch eine Getriebeeingangswelle 12c gebildet, welche durch die Zentralausnehmung 24e des Statorträgers 24 hindurchgeführt ist, während der Ausgangsbereich 38b durch eine Getriebeausgangswelle 12d realisiert ist.

Hinsichtlich eines Drehmomentflusses von der ersten zur zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 34, 38 ist der Rotorträger 1 6a der elektrischen Maschine 14 mit Verbindungsmitteln 17, insbesondere mittels einer Verschraubung mit dem Eingangsbereich 34a der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung 34, insbesondere lösbar mit dem Gehäuse 36a des hydrodynamischen Wandlers 36 verbunden, welche dazu ein Flanschelement 19 aufweist. Somit ist die die elektrische Maschine 14 unter Zugrundelegung dieser Flussrichtung funktional vor der ersten 34 und zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 38 angeordnet. Darüber hinaus ist der Rotor 1 6 auch mittels des um die Achse A drehbar gelagerten Gehäuses 36a an dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 36 gelagert. Der hydrodynamische Drehmomentwandler 36 umfasst weiter ein Leitrad 34d und eine zwischen dem Eingangsbereich 34a und dem Ausgangsbereich 34b angeordnete Überbrückungskupp- lung 34c, welche in Abhängigkeit vom Fahrzustand aktiviert, das heißt geschlossen werden kann.

Wie weiter erkennbar, ist der Statorträger 24 am Gehäuse 12a der zu der elektrischen Maschine 14 im Antriebsstrang benachbarten zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung 38 festgelegt, was beispielsweise durch Befestigungsmittel 40, insbesondere als Verschraubung mittels Schraubbolzen an einer lateralen Getriebegehäusewandung 121 a erfolgen kann. Zu diesem Zweck kann ein außerhalb der Fluid- Kühlanordnung 30 liegender Bereich des Statorträgers 24, zum Beispiel der radial außenliegende Radialwandbereich 24h, der Bodenbereich 24g oder der zweite Zylinderbereich 24f genutzt werden. Zur Ermöglichung einer leichten Montage und der definierten Festlegung der elektrischen Maschine 14 können an dem Getriebegehäuse 12a, insbesondere an der lateralen Getriebewandung 121 a Zentriermittel, zum Beispiel in Form einer Zentrierplatte vorgesehen sein.

Vorliegend ist der Radialwandbereich 24h des Statorträgers 24 bauraumsparend an der dem Verbindungsbereich des Rotors 1 6 mit dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 36 gegenüberliegenden Axialseite der elektrischen Maschine 14 ausgeführt. Die Kühlmittelzufuhr- und abfuhrkanäle 30b, 30c können anstelle in dem Radialwandbereich 24h auch in der lateralen Getriebewandung 121 a ausgeführt sein.

Der vorgenannte Radialwandbereich 24h ist zudem axial benachbart zu den Zahnspulen 28 angeordnet, wobei deren Wicklungs- bzw. Spulenenden 29 durch in den Radialwandbereich 24h eingebrachte Gehäusedurchbrüche 241 h axial in Richtung des Automatgetriebes 12 hindurchgeführt und auf der den Spulen 28 abgewandten Seite mit einem Schaltungsträger 42 verbunden sind, welcher gleichfalls die Elektronikbaugruppe 32, also die Bauelemente des Maschinenumrichters trägt und diese sowohl miteinander als auch mit den Spulenenden 29 elektrisch verschaltet. In der Darstellung ist ein Gehäusedurchbruch 241 h vereinfacht in einer mit den Kühlmittelzufuhr- und abfuhrkanälen 30b, 30c zusammenfallenden Schnittebene gezeigt, welche für den Fachmann leicht erkennbar in der Realität in unterschiedlichen Umfangs- lagen und sich nicht gegenseitig durchdringend ausgebildet sind.

Der Schaltungsträger 42 ist in einem am Statorträger 24 stirnseitigen und im Ausführungsbeispiel von der Getriebeseite zur Montage offenen, radial äußeren, zweiten Aufnahmebereich 24i eingesetzt, welcher sich an den radial inneren bzw. ersten Aufnahmebereich 24d anschließt. Zur Bildung des ersten und des zweiten Aufnahmebereichs 24d; 24i ist am Statorträger 24 eine im Innendurchmesser gestufte Ausnehmung 24k ausgeführt, welche sich auf der Seite der Spulenenden 29 zur Aufnahme des Schaltungsträgers 42 erweitert. Der Statorträger 24 stellt damit ein Aufnahmegehäuse des Schaltungsträgers 42 dar. Der somit vorliegende gesamte Aufnahmebereich 24d, 24i ist, insbesondere fluiddicht durch ein Deckelelement 44 verschlossen. Das Deckelelement 44ist hierzu am Statorträger 24 festgelegt, alternativ kann dieses auch am Getriebegehäuse 12a festgelegt werden. Das Deckelelement 44 besteht vorzugsweise aus einem Werkstoff mit einer, insbesondere gegenüber dem Statorträger 24 und dem Getriebegehäuse12a, geringeren Wärmeleitfähigkeit. Zum Beispiel kann das Deckelelement 44 aus einem in der gezeigten Einbauumgebung hinsichtlich der dort eintretenden Betriebstemperaturen widerstandsfähigen, das heißt temperaturfesten Kunststoff, zum Beispiel einem glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) ausgebildet sein. Das Deckelement dient neben dem Verschließen der Elektronikbaugruppe 32, bzw. des Aufnahmebereichs 24d, 24i damit auch zur thermischen Abschirmung der Elektronikbaugruppe 32 mit dem Schaltungsträger 42 gegenüber einem Wärmeeintrag des benachbarten im Betriebszustand auf einer hohen Temperatur befindlichen Getriebes 12.

Zur phasengerechten Ansteuerung der Statorwicklung 28 in Abhängigkeit von der Drehwinkellage des Rotors 16 weist die Elektronikbaugruppe 32 einen kontaktlos arbeitenden Drehstellungsgeber 47 auf. Dieser umfasst zumindest einen auf dem Schaltungsträger 42 angeordneten und bezüglich des Rotors 1 6 feststehenden Sensor 48, insbesondere einen induktiven Sensor, wie einen Hallsensor oder einen Wirbelstromsensor sowie eine sich mit dem Rotor 1 6 drehende Geberspur 50. Vorlie- gend ist im Statorträger 24 eine sich in Richtung der Geberspur 50 erstreckende Durchgriffsöffnung 52 ausgebildet, durch welche der Sensor 48 hindurch ein Stellungssignal der Geberspur 50 abgreifen kann. Im Ausführungsbeispiel ist dazu der Sensor 48 abgedichtet und zumindest teilweise durchgreifend in der Durchgriffsöffnung 52 angeordnet, um räumlich der Sensorspur 50 möglichst nahe zu sein. Die Geberspur 50 ist als eine Geberscheibe mit einer periodischen Zahn-Lücke- Konfiguration ausgebildet und wie auch der Rotor 1 6 fest mit dem Eingangsbereich 34a der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung, also dem Wandlergehäuse 36a verbunden. In Abhängigkeit von der konstruktiven Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung 10 kann die Geberspur 50 wahlweise auch am Rotor 1 6 selbst ausgebildet sein. Zur Erhöhung der Messgenauigkeit können auch mehrere Sensoren 48 vorhanden sein, welche in diesem Fall zur Abtastung der Geberspur 50 auf einem gemeinsamen Teilkreis um die Drehachse des Rotors 1 6 angeordnet werden können.

Es ist ferner erkennbar, dass der Rotor 1 6 einen Außendurchmesser aufweist, welcher etwa dem Außendurchmesser der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung 34 entspricht. Bei der erläuterten Bauweise der elektrischen Maschine 14 als permanenterregte Außenläufermaschine entspricht der radiale Luftspaltdurchmesser näherungsweise dem Außendurchmesser des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 36.

Zur Bildung eines Hybridantriebs steht der Eingangsbereich 34a des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 36 mit einer als Kurbelwelle vorliegenden Abtriebswelle 46a eines als Verbrennungsmotor 46 ausgebildeten zweiten Antriebsaggregats 142 in Drehmomentübertragungsverbindung, wobei weitere Antriebsstrangelemente funktional zwischengeschaltet sein können. Bezuqszeichen

Antriebsvorrichtung

Automatgetriebe

a Getriebegehäuse

1 a laterale Getriebewandung

b Gehäuseglocke

c Getriebeeingangswelle

d Getriebeausgangswelle

elektrische Maschine

Rotor

Verbindungsmittel

a Rotorträger

b Rotorblechpaket

c Permanentmagnet

Luftspalt

Stator

Statorträger

a erster Zylinderbereich

b Au ßenumfangsf läche

c Innenumfangsfläche

d radial innerer, erster Aufnahmebereiche Zentralausnehmung

f zweiter Zylinderbereich

g Bodenbereich

h Radialwandbereich

1 h Gehäusedurchbruch

i radial äußerer, zweiter Aufnahmebereichk Ausnehmung

Statorblechpaket

Statorwicklung, Zahnspule

Wicklungsende

Fluid-Kühlanordnung a ringförmigen Kanalabschnittb Kühlmittelzufuhrkanal

c Kühlmittelabfuhrkanal

d Kühlmitteleinlassanschluss

e Kühlmittelauslassanschluss

Elektronikbaugruppe

erste Drehmomentübertragungseinrichtunga Eingangsbereich von 34

b Ausgangsbereich von 34

c Überbrückungskupplung

d Leitrad

hydrodynamischer Drehmomentwandlera Wandlergehäuse

b Pumpenrad

c Turbinenrad

d Flanschelement

zweite Drehmomentübertragungseinrichtunga Eingangsbereich von 38

b Ausgangsbereich von 38

Befestigungsmittel

Schaltungsträger

Deckelelement

Verbrennungsmotor

a Abtriebswelle

Drehstellungsgeber

Sensor

Geberspur

0 erstes Antriebsaggregat

2 zweites Antriebsaggregat

0 elektromagnetische Rotorkomponente0 elektromagnetische Statorkomponente

Achse

Claims

Patentansprüche

1 . Antriebsvorrichtung (10) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, umfassend

- ein als elektrische Maschine (14) ausgebildetes erstes Antriebsaggregat (140) mit einem um eine Achse A drehbar angeordneten Rotor (1 6) und mit einem dazu unter Ausbildung eines Luftspalts (18) koaxial angeordneten Stator (20), wobei

- der Rotor (1 6) eine elektromagnetische Rotorkomponente (1 60) und einen Rotorträger (16a) aufweist,

- der Stator (20) einen Statorträger (24) aufweist, der rotorseitig eine elektromagnetische Statorkomponente (280) trägt,

dadurch gekennzeichnet, dass der Statorträger (24) auf einer dem Rotor (1 6) abgewandten Seite einen Aufnahmebereich (24d, 24i) aufweist, von dem eine Elektronikbaugruppe (32) zum Ansteuern der elektrischen Maschine (14) aufgenommen ist, wobei der Statorträger (24) eine Fluid-Kühlanordnung (30) aufweist, welche mit der elektromagnetischen Statorkomponente (280) und mit der Elektronikbaugruppe (32) im Wärmeaustauschkontakt steht.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (14) als Außenläufer ausgeführt ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorträger (24) zur Ausbildung der Fluid-Kühlanordnung (30) einen ersten Zylinderbereich (24a) mit einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden ringförmigen Kanalabschnitt (30a) umfasst.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -3, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorträger (24) einen Radialwandbereich (24h) umfasst, in welchem Kühlmittelzufuhr- (30b) und Kühlmittelabfuhrkanäle (30c) ausgebildet sind, die mit dem ringförmigen Kanalabschnitt (30a) verbunden sind.

5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (14) im Antriebsstrang zwischen einer ersten (34) und einer zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung (38) angeordnet ist, welche jeweils einen Eingangsbereich (34a, 38a) und einen Ausgangsbereich (34b, 38b) aufweisen.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass hinsichtlich eines Drehmomentflusses von der ersten zur zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung (34, 38) der Rotor (1 6) mit dem Eingangsbereich (34a) der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung (34) verbunden ist.

7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1 6) mittels einem um die Achse A drehbar gelagerten Element (36a) der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung (34) gelagert ist.

8. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorträger (24) an einem Gehäuse (12a) der zu der elektrischen Maschine (14) im Antriebsstrang benachbarten zweiten Drehmomentübertragungseinrichtung (38) festgelegt ist.

9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehmomentübertragungseinrichtung (34) als ein hydrodynamisches Koppelelement (36) oder als eine Trennkupplung ausgeführt ist.

10. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Drehmomentübertragungseinrichtung (38) als ein Getriebe (12) ausgebildet ist.

1 1 . Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsbereich (34a) der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung (34) mit einer Abtriebswelle (46a) eines zweiten Antriebsaggregats, insbesondere eines Verbrennungsmotors (46), in Drehmomentübertragungsverbindung steht.

12. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Radialwandbereich (24h) des Statorträgers (24) an der einem Verbindungs- bereich des Rotors (1 6) mit der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung (34) gegenüberliegenden Axialseite der elektrischen Maschine (14) ausgeführt ist.

13. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (24d, 24i) zumindest abschnittweise als in den Stator (20) axial hineinreichender Ringraum mit einer Zentralausnehmung (24e) ausgebildet ist.

14. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Statorkomponente (280) ein Statorblechpaket (26) und eine Statorwicklung (28) mit Wicklungsenden (29) aufweist und dass der Statorträger (24) einen zu den Wicklungsenden (24) benachbarten Wandabschnitt (24h) mit Gehäusedurchbrüchen (241 h) umfasst , durch welchen die Wicklungsenden (29) hindurchgeführt und auf der der Statorwicklung (28) abgewandten Seite mit einem Schaltungsträger (42) verbunden sind.

15. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-14, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (16) einen Außendurchmesser aufweist, welcher etwa dem Außendurchmesser der ersten Drehmomentübertragungseinrichtung (34) entspricht.

1 6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -15, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (14) einen Drehstellungsgeber (47) zur Erfassung einer Drehwinkellage des Rotors (1 6) mit zumindest einem Sensor (48) und mit einer Geberspur (50) aufweist, wobei der Sensor (48) als Element der Elektronikbaugruppe (32) ausgebildet ist und wobei die Geberspur (50) am Rotor (1 6) oder an einem mit diesem drehfest verbundenen Element (34a) angeordnet ist.