WO2016188856A1 - Antriebsanordnung zum antrieb eines fahrzeugs - Google Patents

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WO2016188856A1
WO2016188856A1 PCT/EP2016/061290 EP2016061290W WO2016188856A1 WO 2016188856 A1 WO2016188856 A1 WO 2016188856A1 EP 2016061290 W EP2016061290 W EP 2016061290W WO 2016188856 A1 WO2016188856 A1 WO 2016188856A1
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drive arrangement
axis
electronic unit
rotor
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PCT/EP2016/061290
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Ralf Schmid
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Aumovio Germany GmbH
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Continental Automotive Technologies GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/006—Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle

Definitions

  • the invention relates to a drive arrangement for driving a vehicle, in particular a hybrid electric / electric vehicle.
  • a vehicle in particular a hybrid electric / electric vehicle.
  • Drive arrangements for driving a vehicle in particular a hybrid electric / electric vehicle, such.
  • a belt-driven or a crankshaft mounted starter generator usually include an electric machine as the starter-generator and an electronic unit for Be ⁇ drive the electric machine, in turn, a control tion / control electronics unit and a counselelektro ⁇ nikaji includes.
  • the electrical machine and the electronic unit are usually arranged in separate housings and then mounted together with the housings of the drive assembly.
  • the object of the present invention is to provide a way by which a drive assembly can be made simple and inexpensive and also space-saving. Description of the invention
  • a drive arrangement comprises a stator, which is formed circumferentially about an axis, in particular about a rotation axis of a rotor shaft of the drive arrangement.
  • the drive assembly further comprises a stator, which is formed circumferentially about an axis, in particular about a rotation axis of a rotor shaft of the drive arrangement.
  • Electronic unit which is also formed circumferentially around the axis ⁇ (and thus extends along the circumferential direction of the stator). Viewed in the direction of the axis, the electronics unit and the stator are arranged one behind the other (an axial arrangement of the electronics unit and the stator).
  • the Drive assembly also includes a housing for receiving the stator and the electronics unit.
  • the housing comprises a housing wall which substantially completely surrounds the stator and the electronics unit in their respective circumference.
  • the stator and the electronic unit are thus formed in a cylindrical cavity We ⁇ sentlichen circumferentially.
  • this cavity in addition to the rotor other components of the drive assembly, such.
  • the electronic unit is formed circumferentially around the cavity, this has in the middle a continuous, aligned with the cavity opening through which the above-mentioned components of the drive assembly can be introduced during assembly in the same axial mounting direction in the cavity.
  • the axially successive arrangement of the electronics unit and the stator allows direct guided in the axial direction of electrical connections between the electronic unit (or output stage of the electronics unit) and stator windings of the stator, which are easy to manufacture and hardly or require a small space.
  • the electronics unit preferably has substantially the shape of an annular disk or a radially cut sector of an annular disk, through the center of which the axle extends. This shape allows the electronics unit and thus and the drive assembly a low axial height.
  • the axis is substantially perpendicular to the electronic unit.
  • the electronics unit preferably comprises a power ⁇ unit, such as. As an inverter with power semiconductor switches, DC link capacitors or EMC filters, and / or a control unit with z.
  • Circuit board distributed distributed and electrically interconnected.
  • the drive arrangement preferably further comprises a holder element, which is likewise designed to encircle the axis (and thus extends along the circumferential direction of the stator) and, viewed in the direction of the axis, is arranged between the electronics unit and the stator.
  • the holder ⁇ element is executed, the electronic unit on the stator or to mechanically hold on the housing and at the same time to electrically isolate from the stator.
  • the holder member is formed circumferentially around the axis, it has in the middle on a continuous, aligned with the cavity opening through which the above-mentioned components of the drive assembly can be introduced during assembly in the cavity and arranged space-saving there ,
  • the holder element is preferably substantially in the form of an annular disc or a radially cut Ringschei ⁇ bensektors or a ring or a radially cut ring sector (also with a rectangular or polygonal cross-section) formed by the middle / the axis extends therethrough.
  • This shape of the holder element also has a low axial height.
  • the holder element preferably comprises a heat sink, which is designed for air or liquid cooling of the electronics unit and / or the stator and preferably has corresponding cooling channels for passing cooling air or améflüs ⁇ liquid.
  • the drive arrangement preferably comprises a separate heat sink for cooling the electronics unit and / or the stator, which is formed circumferentially about the axis and viewed in the direction of the axis between the electronic unit and the stator is arranged (or between the electronic unit and the holding element or between the holding element and the stator).
  • the cooling body also has in the middle a continuous opening aligned with the cavity through which the abovementioned components of the drive arrangement can be introduced into the cavity during installation and can be arranged there to save space.
  • the heat sink is preferably also substantially in the form of an annular disc or a radially cut annular disc sector or a ring or a radially cut ring sector (also with a rectangular or polygonal cross-section) formed by the middle of which the axis extends therethrough.
  • This shape of the heat sink also has a low axial height.
  • the drive arrangement preferably further comprises an insulating cover for the electronics unit.
  • the insulating cover is also formed circumferentially about the axis and thus extends along the circumferential direction of the stator.
  • the insulating cover isolates the electronics unit spatially and electrically from the environment.
  • the insulating cover also substantially in the form of an annular disc or a ring disk sector.
  • the stator comprises at least one stator winding having at least one exposed winding end for making electrical connection from the stator winding to the electronics unit.
  • the winding end extends substantially away from the stator in the axial direction and in particular towards the electronics unit.
  • the winding end is preferably mechanically and electrically connected to the electronics unit.
  • the windings resp. the winding ends are preferably formed from rod-like electrical (with a rectangular cross-section We ⁇ sentlichen) conductors.
  • all winding ends of the stator windings (if appropriate also one end of a star point conductor of the stator and / or measuring communication or further power supply conductors) extend in the axial direction.
  • the drive assembly preferably further comprises a rotor having a rotor shaft which is rotatable about the axis.
  • the drive assembly includes a Verbrennungsma ⁇ machine having a crankshaft.
  • the crankshaft is mechanically connected to the rotor shaft for torque transmission.
  • the drive assembly preferably further includes a clutch disposed between the crankshaft and the rotor shaft and configured to mechanically couple the crankshaft and the rotor shaft for torque transfer.
  • the rotor preferably has a concentric cavity in which the coupling is at least partially (such as a
  • Flywheel and / or a clutch disc of the clutch is arranged and coupled to the rotor shaft.
  • the drive arrangement preferably also comprises a further electronic unit, in particular an inverter or a part thereof, which is arranged at least partially in the cavity of the rotor.
  • the further electronics unit serves to provide currents for the rotor (in the case of a separately excited synchronous machine) and / or for measuring various measured variables, such as, for example, B. a speed of the rotor.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a vehicle with a drive arrangement according to an embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic exploded view of the drive assembly shown in Figure 1;
  • Figure 3 in a schematic representation of a
  • FIG. 1 Top view of an electronic unit of the drive assembly shown in Figure 1; and Figures 4A, 4B are schematic views of a plan view
  • FIG. 4A and a bottom view (FIG. 4B) of an electronic unit according to a further embodiment .
  • FIG. 1 shows a vehicle with a drive arrangement in a schematic representation.
  • the vehicle FZ comprises a drive arrangement AA which is mechanically connected via a clutch KP2 to a transmission shaft GW of a transmission GT, via the transmission GT to a drive shaft AW and further via the drive shaft AW to the drive wheels AR of the vehicle FZ for torque transmission. Further, the vehicle FZ comprises a traction battery for storing and loading ⁇ riding provide the operating power for the drive assembly AA.
  • the drive arrangement AA comprises an internal combustion engine VM, a clutch KP1 and an electric machine EM. Furthermore, the drive arrangement AA comprises an electronic unit EE with an inverter IV.
  • the internal combustion engine VM comprises a crankshaft KW and is coupled via this crankshaft KW with the clutch KP1 for torque transmission.
  • the electric machine EM is designed as a permanent magnet synchronous machine and coupled via a rotor shaft RW with the coupling KP1 for torque transmission. To turn torque transmission from the drive assembly AA to the drive wheels AA is the electric machine EM via the Ro ⁇ torwelle RW also coupled to the clutch KP2 outside the drive assembly AA.
  • the electric machine EM serves as a crankshaft mounted starter generator of known type for the internal combustion engine VM.
  • the inverter IV is electrically connected to the electric machine EM or its stator windings via current phases SP and, during operation of the vehicle FZ, provides phase currents for the electric machine EM, which it converts from a battery current provided by the traction battery BT.
  • FIG. 2 shows the aforementioned electric motor unit ME of the drive arrangement AA in a schematic exploded view.
  • the electric motor unit ME comprises the previously described electric machine EM as a permanent-magnet or externally excited synchronous machine and a housing GH with a cylinder jacket-shaped housing wall GW.
  • the housing GH or the housing wall GW is formed circumferentially about an axis AS of the electric machine EM and thus surrounds a cylindrical cavity HR1.
  • the electric machine EM has a stator ST, which is arranged concentrically in the cavity HR1 and is secured against rotation on the housing GH or the housing wall GW.
  • the stator ST is formed circumferentially around the axis AS of the electric machine EM and surrounded another cylindrical cavity HR2, which is formed concentrically to the aforementioned cavity HR1.
  • stator ST winding bars are introduced in a manner known in the art and entangled according to the winding step and welded together to six exposed coil ends WD, so that they form three stator windings WL of the stator ST.
  • the six exposed coil ends WD are led out from the stator ST in the direction of the axis AS.
  • the electric machine EM has a rotor RT, which is arranged concentrically in the cavity HR2 and rotatable relative to the stator ST.
  • the rotor RT in turn has a cavity HR3, which is formed concentrically to the rotor RT and to the two aforementioned cavities HR1, HR2.
  • this cavity HR3 is previously ⁇ be required coupling KP1 at least partially or their Kom ⁇ components such.
  • a flywheel, a clutch disc, etc. arranged and coupled to the rotor shaft RW.
  • the electric motor unit ME further comprises a holder element HE, which is formed annular disk-shaped and the stator ST in the direction of the axis AS unilaterally covers.
  • the holding element HE consists essentially of an electrically insulating and thermally conductive material, such. As a thermosets, and is used for electrical isolation between the stator ST and the electronic unit to be described below EE.
  • the Hal ⁇ teelement HE comprises a heat sink KK, the cooling channels for passing a cooling liquid for cooling the stator ST and the electronic unit EE has.
  • the electric motor unit ME further comprises the aforementioned electronic unit EE with the inverter IV, which for Steue ⁇ tion / control of the electric machine EM and for providing is formed of phase currents for the electric machine EM.
  • the electronic unit EE is implemented on one or more disk-shaped circuit carriers TR (only one circuit carrier is shown by way of example in FIG. 2), which is or are fastened to a side of the holding element HE facing away from the stator ST.
  • the electric motor unit ME further comprises an insulating cover IS, which is also formed annular disk-shaped and the electronics unit EE covering one side insulating and the
  • Cavity HRL of the housing GH terminates on one side and thus also serves as a housing cover of the electric motor unit ME.
  • FIG. 3 illustrates the electronic unit EE shown in FIG. 2 in a schematic plan view.
  • the circuit components SK of the electronic unit EE such as. B. transistor switch, arranged and electrically connected.
  • FIGS 4A and 4B an alternative embodiment of the electronics unit EE in a schematic top and Un ⁇ ters layer is depicted.
  • the electronic unit EE has a circuit carrier TR, which has the shape of a half-annular disc (a ring disk sector). On both surfaces OF1, OF2 of this circuit carrier TR circuit components SK of the electronic unit EE are arranged and electrically connected.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Offenbart wird eine Antriebsanordnung (AA) zum Antrieb eines Fahrzeugs, umfassend: - einen Stator (ST), der um eine Achse (AS) umlaufend ausgebildet ist; - eine Elektronikeinheit (EE), die um die Achse (AS) umlaufend ausgebildet ist, wobei die Elektronikeinheit (EE) und der Stator (ST) in Richtung der Achse (AS) betrachtet hintereinander angeordnet sind; ein Gehäuse (GH) zur Aufnahme des Stators (ST) und der Elektronikeinheit (EE), das eine Gehäusewand (GW) umfasst, die den Stator (ST) und die Elektronikeinheit (EE) umgibt.

Description

Beschreibung
Antriebsanordnung zum Antrieb eines Fahrzeugs Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Hybridelektro-/Elektrofahrzeugs . Stand der Technik
Antriebsanordnungen zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Hybridelektro-/Elektrofahrzeugs, wie z. B. mit einem riemengetriebenen oder einem kurbelwellenmontierten Star- ter-Generator, umfassen in der Regel eine elektrische Maschine als der Starter-Generator und eine Elektronikeinheit zum Be¬ treiben der elektrischen Maschine, die wiederum eine Steue- rungs-/Regelungselektronikeinheit und eine Leistungselektro¬ nikeinheit umfasst. Die elektrische Maschine und die Elekt- ronikeinheit werden in der Regel in separaten Gehäusen angeordnet und anschließend samt den Gehäusen der Antriebsanordnung hinzu montiert .
Derartige getrennte Bauweise der Elektronikeinheit und der elektrischen Maschine in separaten Gehäusen ist mit hohen
Fertigungsaufwand und -kosten verbunden. Zudem beanspruchen derartige Antriebsanordnungen einen großen Bauraum, der bei einem Fahrzeug, insbesondere einem Hybridelekt- ro-/Elektrofahrzeug, nur beschränkt zur Verfügung steht.
Damit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Möglichkeit aufzuzeigen, mit der eine Antriebsanordnung einfach und kostengünstig und zudem bauraumsparender hergestellt werden kann . Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteran- sprüche .
Eine Antriebsanordnung wird bereitgestellt. Die Antriebsanordnung umfasst einen Stator, der um eine Achse, insbesondere um eine Drehachse einer Rotorwelle der Antriebsanordnung umlaufend ausgebildet ist. Die Antriebsanordnung umfasst ferner eine
Elektronikeinheit, die ebenfalls um die Achse umlaufend aus¬ gebildet ist (und somit sich entlang der Umlaufsrichtung des Stators erstreckt) . In Richtung der Achse betrachtet sind die Elektronikeinheit und der Stator hintereinander angeordnet (eine axiale Anordnung der Elektronikeinheit und der Stator) . Die
Antriebsanordnung umfasst außerdem ein Gehäuse zur Aufnahme des Stators und der Elektronikeinheit. Das Gehäuse umfasst eine Gehäusewand, die den Stator und die Elektronikeinheit in deren jeweiligen Umfang im Wesentlichen vollständig umgibt.
Der Stator und die Elektronikeinheit sind somit einen im We¬ sentlichen zylinderförmigen Hohlraum umlaufend ausgebildet. In diesem Hohlraum können neben dem Rotor andere Komponenten der Antriebsanordnung, wie z. B. Kupplungskomponenten etwa Kupp- lungsscheiben, bauraumsparend angeordnet werden. Dadurch, dass die Elektronikeinheit den Hohlraum umlaufend ausgebildet ist, weist diese in der Mitte eine durchgehende, mit dem Hohlraum fluchtende Öffnung auf, durch die die oben genannten Komponenten der Antriebsanordnung während einer Montage in derselben axialen Montagerichtung in den Hohlraum eingebracht werden können.
Dadurch ist die Herstellung der Antriebsanordnung vereinfacht. Im Falle einer Reparatur können diese Komponenten wieder durch diese Öffnung aus dem Hohlraum einfach in axialer Richtung herausgenommen und ausgetauscht werden. Die axial aufeinanderfolgende Anordnung der Elektronikeinheit und des Stators ermöglicht direkte in axiale Richtung geführte elektrische Verbindungen zwischen der Elektronikeinheit (bzw. Leistungsendstufe der Elektronikeinheit) und Statorwicklungen des Stators, die einfach herstellbar sind und kaum bzw. einen geringen Bauraum beanspruchen.
Damit ist eine Möglichkeit aufgezeigt, mit der eine An¬ triebsanordnung einfach und kostengünstig und zudem bauraum- sparender hergestellt werden kann.
Die Elektronikeinheit weist vorzugsweise im Wesentlichen die Form einer Ringscheibe oder eines radial geschnittenen Sektors einer Ringscheibe auf, durch deren Mitte sich die Achse hindurch erstreckt. Diese Form ermöglicht der Elektronikeinheit und somit und der Antriebsanordnung eine niedrige axiale Bauhöhe. Vor¬ zugsweise verläuft die Achse im Wesentlichen senkrecht zur Elektronikeinheit . Die Elektronikeinheit umfasst vorzugsweise eine Leistungs¬ einheit, wie z. B. einen Inverter mit Leistungshalbleiterschaltern, Zwischenkreiskondensatoren bzw. EMV-Filtern, und/oder eine Steuerung-/Regelungseinheit mit z. B. Strom¬ sensoren, Mikrokontrollern, die auf einen oder mehreren ringscheibenförmig bzw. ringscheibensektorförmig geformten
Schaltungsträger verteilt angeordnet und elektrisch verschaltet sind .
Die Antriebsanordnung umfasst vorzugsweise ferner ein Hal- terelement, das ebenfalls um die Achse umlaufend ausgebildet ist (und somit sich entlang der Umlaufsrichtung des Stators erstreckt) und in Richtung der Achse betrachtet zwischen der Elektronikeinheit und dem Stator angeordnet ist. Das Halter¬ element ist ausgeführt, die Elektronikeinheit an dem Stator bzw. an dem Gehäuse mechanisch festzuhalten und zugleich von dem Stator elektrisch zu isolieren. Dadurch, dass das Halterelement auch um die Achse umlaufend ausgebildet ist, weist es in der Mitte auch eine durchgehende, mit dem Hohlraum fluchtende Öffnung auf, durch die die oben genannten Komponenten der Antriebsanordnung während der Montage in den Hohlraum eingebracht und dort bauraumsparend angeordnet werden können.
Dabei ist das Halterelement vorzugsweise im Wesentlichen in Form einer Ringscheibe oder eines radial geschnittenen Ringschei¬ bensektors bzw. eines Rings oder eines radial geschnittenen Ringsektors (auch mit einem recht- oder mehreckigen Querschnitt) ausgebildet, durch deren/dessen Mitte sich die Achse hindurch erstreckt. Diese Form des Halterelements weist ebenfalls eine niedrige axiale Bauhöhe auf.
Das Halterelement umfasst vorzugsweise einen Kühlkörper, der zur Luft- oder Flüssigkeitskühlung der Elektronikeinheit und/oder des Stators ausgelegt ist und vorzugsweise entsprechende Kühlkanäle zum Durchleiten von Kühlluft oder einer Kühlflüs¬ sigkeit aufweist.
Alternativ umfasst die Antriebsanordnung vorzugsweise einen separaten Kühlkörper zur Kühlung der Elektronikeinheit und/oder des Stators, der um die Achse umlaufend ausgebildet ist und in Richtung der Achse betrachtet zwischen der Elektronikeinheit und dem Stator angeordnet ist (bzw. zwischen der Elektronikeinheit und dem Halteelement oder zwischen dem Halteelement und dem Stator) . Der Kühlkörper weist in der Mitte auch eine durch- gehende, mit dem Hohlraum fluchtende Öffnung auf, durch die die oben genannten Komponenten der Antriebsanordnung während der Montage in den Hohlraum eingebracht und dort bauraumsparend angeordnet werden können. Dabei ist der Kühlkörper vorzugsweise auch im Wesentlichen in Form einer Ringscheibe oder eines radial geschnittenen Ringscheibensektors bzw. eines Rings oder eines radial geschnittenen Ringsektors (auch mit einem recht- oder mehreckigen Querschnitt) ausgebildet, durch deren/dessen Mitte sich die Achse hindurch erstreckt. Diese Form des Kühlkörpers weist ebenfalls eine niedrige axiale Bauhöhe auf.
Die Antriebsanordnung umfasst vorzugsweise ferner eine Iso- lierabdeckung für die Elektronikeinheit. Die Isolierabdeckung ist ebenfalls um die Achse umlaufend ausgebildet und erstreckt sich somit entlang der Umlaufsrichtung des Stators. Die Isolierabdeckung isoliert die Elektronikeinheit von der Umgebung räumlich und elektrisch. Insbesondere weist die Isolierabdeckung im Wesentlichen ebenfalls die Form einer Ringscheibe oder eines Ringscheibensektors auf.
Vorzugsweise umfasst der Stator zumindest eine Statorwicklung mit mindestens einem freiliegenden Wicklungsende, das zur Herstellung elektrischer Verbindung von der Statorwicklung zur Elektronikeinheit dient. Dabei erstreckt sich das Wicklungsende im Wesentlichen von dem Stator weg in axialer Richtung und insbesondere zu der Elektronikeinheit hin. Vorzugsweise ist das Wicklungsende mit der Elektronikeinheit unmittelbar mechanisch und elektrisch verbunden . Die Wicklungen bzw . die Wicklungsenden sind vorzugsweise aus stabförmigen (auch mit einem im We¬ sentlichen rechteckigen Querschnitt) elektrischen Leitern ausgebildet. Vorzugsweise erstecken sich alle Wicklungsenden der Statorwicklungen (gegebenenfalls auch ein Ende eines Stern- punktleiters des Stators und/oder von Messkommunikations- bzw. weiteren Stromversorgungsleitern) in axialer Richtung.
Die Antriebsanordnung umfasst vorzugsweise ferner einen Rotor mit einer Rotorwelle, die um die Achse drehbar ausgeführt ist. Außerdem umfasst die Antriebsanordnung eine Verbrennungsma¬ schine, die eine Kurbelwelle aufweist. Die Kurbelwelle ist zur Drehmomentübertragung mit der Rotorwelle mechanisch verbunden. Die Antriebsanordnung umfasst vorzugsweise ferner eine Kupplung, die zwischen der Kurbelwelle und der Rotorwelle angeordnet ist und ausgeführt ist, die Kurbelwelle und die Rotorwelle zur Drehmomentübertragung miteinander mechanisch zu koppeln. Der Rotor weist vorzugsweise einen konzentrischen Hohlraum auf, in dem die Kupplung zumindest teilweise (wie z. B. eine
Schwungscheibe und/oder eine Kupplungsscheibe der Kupplung) angeordnet ist und mit der Rotorwelle gekoppelt ist.
Die Antriebsanordnung umfasst vorzugsweise ferner eine weitere Elektronikeinheit, insb. einen Inverter oder einen Teil davon, die zumindest teilweise in dem Hohlraum des Rotors angeordnet ist. Insbesondere dient die weitere Elektronikeinheit zur Bereitstellung von Strömen für den Rotor (im Falle einer fremderregten Synchronmaschine) und/oder zur Messung ver- schiedener Messgrößen, wie z. B. einer Drehzahl des Rotors.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Er- findung Bezug nehmend auf den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug mit einer Antriebsanordnung gemäß einer Aus- führungsform der Erfindung;
Figur 2 in einer schematischen Explosionsdarstellung die in Figur 1 dargestellte Antriebsanordnung; Figur 3 in einer schematischen Darstellung eine
Draufsicht einer Elektronikeinheit der in Figur 1 dargestellten Antriebsanordnung; und Figur 4A, 4B in schematischen Darstellungen eine Draufsicht
(Figur 4A) und eine Untersicht (Figur 4B) einer Elektronikeinheit gemäß einer weiteren Aus¬ führungsform. Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt ein Fahrzeug mit einer Antriebsanordnung in einer schematischen Darstellung. Das Fahrzeug FZ umfasst eine Antriebsanordnung AA, die über eine Kupplung KP2 mit einer Getriebewelle GW eines Getriebes GT, über das Getriebe GT mit einer Antriebswelle AW und weiter über die Antriebswelle AW mit Antriebsrädern AR des Fahrzeugs FZ zur Drehmomentübertragung mechanisch verbunden ist. Ferner umfasst das Fahrzeug FZ eine Traktionsbatterie zum Speichern und Be¬ reitstellen vom Betriebsstrom für die Antriebsanordnung AA.
Die Antriebsanordnung AA umfasst eine Verbrennungsmaschine VM, eine Kupplung KP1 sowie eine elektrische Maschine EM. Ferner umfasst die Antriebsanordnung AA eine Elektronikeinheit EE mit einem Inverter IV.
Die Verbrennungsmaschine VM umfasst eine Kurbelwelle KW und ist über diese Kurbelwelle KW mit der Kupplung KP1 zur Drehmo- mentübertragung gekoppelt.
Die elektrische Maschine EM ist als eine permanenterregte Synchronmaschine ausgebildet und über eine Rotorwelle RW mit der Kupplung KP1 zur Drehmomentübertragung gekoppelt. Zur Dreh- momentübertragung von der Antriebsanordnung AA zu den Antriebsrädern AA ist die elektrische Maschine EM über die Ro¬ torwelle RW ferner mit der Kupplung KP2 außerhalb der Antriebsanordnung AA gekoppelt. Die elektrische Maschine EM dient als ein kurbelwellenmontierter Starter-Generator bekannter Art für die Verbrennungsmaschine VM.
Der Inverter IV ist über Stromphasen SP mit der elektrischen Maschine EM bzw. deren Statorwicklungen elektrisch verbunden und stellt beim Betrieb des Fahrzeugs FZ Phasenströme für die elektrische Maschine EM bereit, die er von einem von der Traktionsbatterie BT bereitgestellten Batteriestrom umwandelt.
Die elektrische Maschine EM und die Elektronikeinheit EE bilden gemeinsam die Elektromotoreinheit ME, die nachfolgend de¬ tailliert beschrieben wird.
Figur 2 zeigt die zuvor genannte Elektromotoreinheit ME der Antriebsanordnung AA in einer schematischen Explosionsdarstellung .
Die Elektromotoreinheit ME umfasst die zuvor beschriebene elektrische Maschine EM als eine permanenterregte oder fremderregte Synchronmaschine und ein Gehäuse GH mit einer zylindermantelförmigen Gehäusewand GW. Das Gehäuse GH bzw. die Gehäusewand GW ist um eine Achse AS der elektrischen Maschine EM umlaufend ausgebildet und umrandet somit einen zylinderförmigen Hohlraum HR1.
In dem Hohlraum HR1 des Gehäuses GH weist die elektrische Maschine EM einen Stator ST auf, der in dem Hohlraum HR1 konzentrisch angeordnet ist und an dem Gehäuse GH bzw. der Gehäusewand GW drehfest befestigt ist. Der Stator ST ist um die Achse AS der elektrischen Maschine EM umlaufend ausgebildet und umrandet einen weiteren zylinderförmigen Hohlraum HR2, der zu dem zuvor genannten Hohlraum HR1 konzentrisch ausgebildet ist.
In dem Stator ST sind Wicklungsstäbe in einer dem Fachmann bekannten Weise eingeführt und entsprechend dem Wicklungsschritt verschränkt und bis auf sechs freiliegende Wicklungsenden WD miteinander verschweißt, so dass diese drei Statorwicklungen WL des Stators ST ausbilden. Die sechs freiliegenden Wicklungsenden WD sind in Richtung der Achse AS von dem Stator ST hinausgeführt.
In dem Hohlraum HR2 des Stators ST weist die elektrische Maschine EM einen Rotor RT auf, der in dem Hohlraum HR2 konzentrisch und gegenüber dem Stator ST drehbar angeordnet ist. Der Rotor RT weist seinerseits einen Hohlraum HR3 auf, der konzentrisch zu dem Rotor RT und zu den beiden zuvor genannten Hohlräumen HR1, HR2 ausgebildet ist. In diesem Hohlraum HR3 ist die zuvor be¬ schriebene Kopplung KP1 zumindest teilweise bzw. deren Kom¬ ponenten, wie z. B. eine Schwungscheibe, eine Kupplungsscheibe usw., angeordnet und mit der Rotorwelle RW gekoppelt.
Die Elektromotoreinheit ME umfasst ferner ein Halterelement HE, das ringscheibenförmig ausgebildet ist und den Stator ST in Richtung der Achse AS einseitig abdeckt. Das Halteelement HE besteht im Wesentlichen aus einem elektrisch isolierenden und thermisch leitenden Material, wie z. B. einer Duroplaste, und dient zur elektrischen Isolation zwischen dem Stator ST und der nachfolgend zu beschreibenden Elektronikeinheit EE . Das Hal¬ teelement HE umfasst einen Kühlkörper KK, der Kühlkanäle zum Durchleiten einer Kühlflüssigkeit zur Kühlung des Stators ST und der Elektronikeinheit EE aufweist.
Die Elektromotoreinheit ME umfasst ferner die zuvor genannte Elektronikeinheit EE mit dem Inverter IV, die zur Steue¬ rung/Regelung der elektrischen Maschine EM und zum Bereitstellen von Phasenströmen für die elektrische Maschine EM ausgebildet ist. Die Elektronikeinheit EE ist auf einem oder mehreren ringscheibenförmigen Schaltungsträgern TR (in der Figur 2 ist nur ein Schaltungsträger beispielhaft abgebildet) implementiert, der/die an einer von dem Stator ST abgewandten Seite des Halteelements HE befestigt ist/sind.
Die Elektromotoreinheit ME umfasst ferner eine Isolierabdeckung IS, die ebenfalls ringscheibenförmig ausgebildet ist und die Elektronikeinheit EE einseitig isolierend abdeckt und den
Hohlraum HRl des Gehäuses GH einseitig abschließt und somit auch als Gehäusedeckel der Elektromotoreinheit ME dient.
In Figur 3 ist die in Figur 2 dargestellte Elektronikeinheit EE in einer schematischen Draufsicht abgebildet. Auf dem ringscheibenförmigen Schaltungsträger TR sind die Schaltungskomponenten SK der Elektronikeinheit EE, wie z. B. Transistorschalter, angeordnet und elektrisch verbunden. In Figuren 4A und 4B ist eine alternative Ausführungsform der Elektronikeinheit EE in einer schematischen Drauf- und Un¬ tersicht abgebildet. In dieser Ausführungsform weist die Elektronikeinheit EE einen Schaltungsträger TR auf, der die Form einer halben Ringscheibe (eines Ringscheibensektors) aufweist. Auf beiden Oberflächen OFl, OF2 dieses Schaltungsträgers TR sind Schaltungskomponenten SK der Elektronikeinheit EE angeordnet und elektrisch verbunden.

Claims

Patentansprüche
1. Antriebsanordnung (AA) zum Antrieb eines Fahrzeugs, umfassend :
einen Stator (ST) , der um eine Achse (AS) umlaufend ausgebildet ist;
eine Elektronikeinheit (EE) , die um die Achse (AS) umlaufend ausgebildet ist, wobei die Elektronikeinheit
(EE) und der Stator (ST) in Richtung der Achse (AS) betrachtet hintereinander angeordnet sind;
ein Gehäuse (GH) zur Aufnahme des Stators (ST) und der Elektronikeinheit (EE) , das eine Gehäusewand (GW) umfasst, die den Stator (ST) und die Elektronikeinheit
(EE) umgibt.
2. Antriebsanordnung (AA) nach Anspruch 1, wobei die Elektronikeinheit (EE) die Form einer Ringscheibe oder eines Ringscheibensektors aufweist.
3. Antriebsanordnung (AA) nach Anspruch 1 oder 2, die ferner ein Halterelement (HE) umfasst, das um die Achse (AS) umlaufend ausgebildet ist und in Richtung der Achse (AS) betrachtet zwischen der Elektronikeinheit (EE) und dem Stator (ST) angeordnet ist.
4. Antriebsanordnung (AA) nach Anspruch 3, wobei das Halterelement (HE) die Form einer Ringscheibe oder eines Ringscheibensektors aufweist.
5. Antriebsanordnung (AA) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die ferner einen Kühlkörper (KK) umfasst, der um die Achse (AS) umlaufend ausgebildet ist und in Richtung der Achse (AS) betrachtet zwischen der Elektronikeinheit (EE) und dem Stator (ST) angeordnet ist.
6. Antriebsanordnung (AA) nach Anspruch 5, wobei der Kühlkörper (KK) die Form einer Ringscheibe oder eines Ringscheibensektors aufweist.
7. Antriebsanordnung (AA) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die ferner eine Isolierabdeckung (IS) umfasst, die um die Achse (AS) umlaufend ausgebildet ist und die
Elektronikeinheit (EE) von der Umgebung isoliert.
8. Antriebsanordnung (AA) nach Anspruch 7, wobei die Isolierabdeckung (IS) die Form einer Ringscheibe oder eines Ringscheibensektors aufweist.
9. Antriebsanordnung (AA) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Stator (ST) zumindest eine Statorwicklung (WL) mit einem Wicklungsende (WD) zur Herstellung elekt¬ rischer Verbindung zur Elektronikeinheit (EE) aufweist, wobei das Wicklungsende (WD) in Richtung der Achse (AS) zu der Elektronikeinheit (EE) geführt ist und mit der
Elektronikeinheit (EE) unmittelbar mechanisch und elekt¬ risch verbunden ist.
10. Antriebsanordnung (AA) nach einem der vorangehenden An- Sprüche, die ferner umfasst:
einen Rotor (RT) mit einer Rotorwelle (RW) , der um die Achse (AS) drehbar ausgeführt ist,
eine Verbrennungsmaschine (VM) mit einer Kurbelwelle (KW) , wobei die Kurbelwelle (KW) zur Drehmomentüber- tragung mit der Rotorwelle (RW) mechanisch verbunden ist .
Antriebsanordnung (AA) nach Anspruch 10, die ferner eine Kupplung (KP1) umfasst, die zwischen der Kurbelwelle (KW) und der Rotorwelle (RW) angeordnet ist und ausgeführt ist, die Kurbelwelle (KW) und die Rotorwelle (RW) zur Drehmoment¬ übertragung miteinander mechanisch zu koppeln, wobei der Rotor (RT) einen Hohlraum (HR3) aufweist, in dem die Kupplung (KP1) zumindest teilweise befindet.
12. Antriebsanordnung (AA) nach Anspruch 11, die ferner eine weitere Elektronikeinheit umfasst, wobei die weitere Elektronikeinheit zumindest teilweise in dem Hohlraum (HR3) des Rotors (RT) angeordnet ist.
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