WO2016206887A1 - Verbesserte elektromagnetische verträglichkeit einer antriebsanordnung für ein elektrisch angetriebenes fahrzeug - Google Patents

Verbesserte elektromagnetische verträglichkeit einer antriebsanordnung für ein elektrisch angetriebenes fahrzeug Download PDF

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drive
receiving element
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Hubert Herrmann
Martin Reuter
Peter Streng
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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    • F16D2300/06—Lubrication details not provided for in group F16D13/74

Definitions

  • the invention relates to an improved drive arrangement for an electrically driven vehicle in which disturbances are reduced, which are radiated by an electric machine via shafts for driving the motor vehicle.
  • electric machines for driving a motor vehicle are known, for example in vehicles with a so-called hybrid drive, which has an internal combustion engine and an electric machine, and completely electrically driven vehicles, which are driven only by an electric machine.
  • An electric machine typically includes a stator having a plurality of stator windings. The rotor can
  • Permanent magnets electrically excited magnets or have a cage.
  • the stator windings are usually driven by an inverter.
  • the inverter does not generate an ideal waveform, but one
  • Wave voltages can propagate through the transmission to the drive shafts, from which interference fields are delivered. It is understood that such interference fields are undesirable.
  • DE 1 1 2010 004 938 T5 discloses a retrofit kit for grounding a shaft having a conductive ring member and a cylindrical spring having a diameter that is the same as that of the conductive ring member.
  • the spring constant of the cylindrical spring is such that the spring holds the conductive ring member within the housing in contact with the shaft and the housing.
  • DE 10 2013 200 356 A1 discloses a storage system for a wind power plant with an insulating ring for electrically insulating a bearing ring of a
  • Wind turbine element Wind turbine element.
  • the invention has as its object to provide a drive arrangement for an electrically driven vehicle, which has an improved electromagnetic compatibility.
  • the object of the invention is achieved by a drive arrangement for an electrically driven vehicle according to claim 1.
  • the dependent claims describe preferred embodiments.
  • a drive assembly for an electrically powered vehicle includes an electric machine configured to accelerate or decelerate the vehicle, the electric machine having a rotor disposed within a stator with stator windings and disposed on a rotor shaft.
  • the drive assembly further includes a drive shaft coupled to a drive wheel of the vehicle.
  • the drive assembly further includes a shaft coupling that transmits the torque output by the rotor shaft so that it can be conducted to the drive shaft, wherein the
  • Torque-receiving element and the torque-output element is arranged an electrically insulating grease.
  • the electrically insulating grease causes the shaft voltage or the wave current can not propagate through the shaft coupling and thus the electromagnetic compatibility of the drive assembly is increased.
  • Shaft currents and shaft voltages are not conducted into the transmission and into the drive shaft of the electrically driven vehicle.
  • Torque output element is coupled directly to the drive shaft.
  • the torque receiving element and the torque output element may be positively connected to each other.
  • the insulating grease may be disposed on the positive connection.
  • the torque-receiving element and the torque-output element may form a shaft-hub interface.
  • the torque receiving element may be a toothed shaft and the torque output element may be a hub with a cleared inner profile. Alternatively, the
  • Torque receiving element is a hub with a cleared inner profile and the torque output element to be a toothed shaft.
  • the electrically insulating grease may comprise particles of an electrically insulating solid.
  • the electrically insulating grease may include polytetrafluoroethylene particles, polytetrafluoroethylene flakes or the like. Polytetrafluoroethylene is also known under the brand name Teflon.
  • Polytetrafluoroethylene as additives to the grease an insulating effect is achieved because the polytetrafluoroethylene particles can be deposited on the torque receiving element and torque output element.
  • particles, flakes or additives which comprise an insulating film between and / or on the torque receiving element and the
  • the insulating film may be due to the mechanical forces acting on the grease as well as the particles, flakes and additives.
  • a grease must be disposed on the torque receiving member and the torque output member to prevent corrosion. Adding the additives to the grease achieves both good corrosion protection and good electrical insulation.
  • Torque-emitting element disposed electrically insulating grease may have a contact resistance between the torque receiving element and the
  • Torque output element of at least 10 KCl preferably of at least 100 kO, most preferably effect of at least 1 ⁇ .
  • a contact resistance of about 1 ⁇ the electromagnetic compatibility of the
  • the torque receiving element may be formed integrally with the rotor shaft.
  • the rotor shaft may have a toothed shaft profile or a hub profile with a cleared inner profile at one end.
  • the rotor shaft may be coupled by a gear to the drive shaft.
  • Torque output member may be integrally formed with a transmission shaft. This embodiment causes the drive assembly to be compact on the one hand and isolate the shaft currents near the electrical machine on the other hand.
  • FIG. 1 shows an equivalent circuit diagram of a drive arrangement for driving a
  • Figure 2a shows a cross section through a shaft coupling
  • FIG. 2b shows a longitudinal section through a rotor shaft and a gear shaft in the area of the shaft coupling.
  • Drive arrangement 1 of an electrically driven vehicle shows, in which an electrical equivalent circuit diagram for the electromagnetic compatibility and for the shaft voltages and shaft currents is shown.
  • An inverter 2 is arranged in an inverter housing 6.
  • Inverter 2 generates a three-phase alternating current from the DC voltage of a traction battery (not shown).
  • the three-phase alternating current includes harmonics and pulses (so-called ripples).
  • the three-phase alternating current is conducted via a three-phase line 4 to an electric machine 10.
  • the electric machine 10 has three stator windings 8. That of the
  • Stator windings 8 generated magnetic rotating field causes acting on magnets 11 on the rotor shaft 14, a force which in turn causes a rotation of the rotor shaft 14.
  • the rotor shaft is connected via a shaft-hub interface 00 with the
  • Input shaft 18 of a transmission 30 with a plurality of meshing gears 20, 22 are coupled, which transmit the torque of the rotor shaft 14 to a drive shaft 24.
  • a ground strap 12 between the electric machine and the housing of the inverter 6 acts as a ground inductance LGND.
  • Stator windings 8 have a first parasitic capacitance 16 to the rotor shaft 14.
  • the rotor windings 8 have a second parasitic capacitance 9 to the housing of the electric machine 10.
  • the brake disc 26 has a third parasitic capacitance 27 to the body 28, for example via the brake pads.
  • the oil in the transmission 32 generates a parasitic resistance 32.
  • a first Welienstrom 50 flows from the inverter 2 via the three-phase line 4, the first parasitic capacitances 16, the rotor shaft 14, the input shaft 18 of the transmission 30, via the gears 20, 22 of the transmission 30 to the drive shaft 24. Thereby, a shaft voltage is applied to the drive shaft 24, which is an AC voltage, so that the
  • the Drive shaft acts as an antenna and emits a noise signal.
  • the first wave current 50 can via the brake discs and the third parasitic capacitance 27 for
  • a second parasitic wave current 52 flows from the inverter 2 via the three-phase line 4, the first parasitic capacitances 16, the rotor shaft 14, the shaft-hub interface 100, the transmission input shaft 18, at least one gear 20, 22 and the parasitic transmission oil resistor 32 to the housing of the transmission 30, from where it passes over the housing of the electric machine 10, past the EMC seal 7, over the housing 6 of the inverter for
  • Inverter 2 flows back.
  • a third parasitic wave current 54 flows from the inverter 2 via the
  • the third flows parasitic wave current 54 to the housing of the electric machine 2 and the ground strip 12 'which forms a parasitic inductance to the housing 6 of the inverter 2, and finally to
  • a fourth parasitic wave current 56 flows from the inverter 2 via the three-phase line 4, the stator windings 8 and the second parasitic capacitance 9 to the housing of the electric machine 10, from where the fourth parasitic wave current past the EMC seal 7 to the housing 6 of the inverter 2 and finally to the inverter 2 flows.
  • Figure 2a shows a cross-section through the shaft-hub interface 100
  • Figure 2b shows a longitudinal section through the shaft-hub interface 100
  • the rotor shaft 14 includes a plurality of radially extending teeth 102.
  • the Input shaft 18 of the transmission 30 includes a hub 110 having a plurality of recesses 106 extending in the radial direction.
  • the teeth 102 of the rotor shaft 14 are disposed within the recesses 106 of the hub 1 10, which is attached to the input shaft 18 of the transmission 30.
  • the shaft-hub interface 100 which forms a shaft coupling, also includes a housing 108 that may be made of plastic,
  • a greasy film 104 is required to prevent corrosion of the teeth 102 and the teeth
  • the inventors of the present invention have recognized that the first ripple current 50, the second ripple current 52, and the third ripple current 54 can be significantly attenuated if an electrically insulating grease 104 is used in the shaft-hub interface 100 that can provide insulating grease 104
  • an electrically insulating grease 104 is used in the shaft-hub interface 100 that can provide insulating grease 104
  • polytetrafluoroethylene particles and / or polytetrafluoroethylene flakes have.
  • Polytetrafluoroethylene is also known as Teflon.
  • the inventors of the present invention have found that the wave currents can be reduced by a factor of 10 by using the insulating grease 104, which corresponds to an attenuation of about 20 dB, for example 25 MHz.
  • the polytetrafluoroethylene particles and / or the polytetrafluoroethylene flakes are added to the insulating grease 104 as an additive. They form an insulating polytetrafluoroethylene layer which is formed, for example, at the transition from the teeth 102 to the recesses 104.
  • conventional grease adapts surface roughnesses of a tooth 102 and / or recess 106 to a conductive pad.
  • the insulating grease 104 provides a shaft-hub interface 100 with a contact resistance of at least 10 kO, preferably at least 100 kQ, most preferably at least 1 ⁇ . Due to this contact resistance, wave currents can be reduced by a factor of 10 or attenuated by 20 dB.

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Abstract

Die Erfindung offenbart eine Antriebsanordnung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, mit - einer elektrischen Maschine, die dazu ausgebildet ist, das Fahrzeug zu beschleunigen, wobei die elektrische Maschine einen Rotor aufweist, der innerhalb eines Stators mit Statorwicklungen angeordnet ist und der auf einer Rotorweile angeordnet ist; - einer Antriebswelle, die mit einem Antriebsrad des Fahrzeuges gekoppelt ist; und - einer Wellenkupplung, die das von der Rotorwelle abgegebene Drehmoment überträgt, so dass es zur Antriebswelle geleitet werden kann, wobei die Wellenkupplung ein Drehmomentaufnahmeelement, das das von der elektrischen Maschine abgegebene Drehmoment aufnimmt, und ein Drehmomentabgabeelement aufweist, das mit dem Drehmomentaufnahmeelement mechanisch gekoppelt ist und das Drehmoment in Richtung Antriebswelle abgibt; wobei zwischen dem Drehmomentaufnahmeelement und dem Drehmomentabgabeelement ein elektrisch isolierendes Fett angeordnet ist.

Description

Verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit einer Antriebsanordnung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug
Die Erfindung betrifft eine verbesserte Antriebsanordnung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug bei der Störungen reduziert werden, die von einer elektrischen Maschine über Wellen zum Antrieb des Kraftfahrzeuges abgestrahlt werden.
Im Stand der Technik sind elektrische Maschinen zum Antrieb eines Kraftfahrzeuges bekannt, beispielsweise bei Fahrzeugen mit einem so genannten Hybrid-Antrieb, der eine Verbrennungskraftmaschine und eine elektrische Maschine aufweist, und vollständig elektrisch angetriebene Fahrzeuge, die lediglich von einer elektrischen Maschine angetrieben werden. Eine elektrische Maschine umfasst typischerweise einen Stator mit einer Mehrzahl Statorwicklungen. Der Rotor kann
Permanentmagnete, elektrisch erregte Magnete oder einen Käfig aufweisen.
Die Statorwicklungen werden üblicherweise von einem Wechselrichter angesteuert. Der Wechselrichter erzeugt keinen idealen Signalverlauf, sondern einen
Signalveriauf mit Sprüngen und Störspitzen. Derartige Sprünge und Störspitzen verursachen in der elektrischen Maschine so genannte Wellenströme bzw.
Wellenspannungen. Diese Wellenströme können sich durch das Getriebe auf die Antriebswellen ausbreiten, wovon Störfelder abgegeben werden. Es versteht sich, dass derartige Störfelder unerwünscht sind.
Die DE 1 1 2010 004 938 T5 offenbart einen Nachrüstsatz zum Erden einer Welle mit einem leitenden Ringglied und einer zylindrischen Feder mit einem Durchmesser, der der Gleiche ist wie jener des leitenden Ringgliedes. Die Federkonstante der zylindrischen Feder ist derart, dass die Feder das leitende Ringglied innerhalb des Gehäuses in Kontakt mit der Welle und dem Gehäuse hält.
Die DE 35 1 1 755 A1 offenbart eine Anordnung zum Ableiten von
Wellenspannungen, wobei auf der Wellenseite der elektrodynamischen Maschine, auf der die Lager durch Isolierstrecken gegen Erde, Masse und Fundament galvanisch getrennt sind, ein Strom pf ad mit einer Kontaktvorrichtung mit mindestens einem Gleitkontakt und einer dazu in Serie geschatteten Kapazität zwischen der Welle und der Maschinenmasse bzw. Erde vorgesehen ist.
Die DE 60 2004 01 1 867 T2 offenbart die Reduzierung von Wellenspannungen und Wellenströmen durch leitendes Lagerfett, Isolieren der Lager und Verwendung von Kupfer-Phosphor-Bürsten und einer Faraday-Abschirmung. Ferner kann ein ringförmiger Rahmen in einem ringförmigen Kanal mit mehreren elektrisch leitenden Fäden verwendet werden, um in Anwesenheit eines elektrischen Feldes eine
Ionisierung zu reduzieren. Die DE 10 2013 200 356 A1 offenbart ein Lagersystem für eine Windkraftanlage mit einem Isolierring zum elektrischen Isolieren eines Lagerrings von einem
Windkraftanlagenelement.
Die Lehren des Standes der Technik sind nicht ausreichend, um die
elektromagnetische Verträglichkeit einer Antriebsanordnung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug zu gewährleisten.
Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine Antriebsanordnung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug zu schaffen, die eine verbesserte elektromagnetische Verträglichkeit aufweist. Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Antriebsanordnung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug nach Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen.
Eine Antriebsanordnung für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug umfasst eine elektrische Maschine, die dazu ausgebildet ist, das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern, wobei die elektrische Maschine einen Rotor aufweist, der innerhalb eines Stators mit Statorwicklungen angeordnet ist und der auf einer Rotorwelle angeordnet ist. Die Antriebsanordnung umfasst ferner eine Antriebswelle, die mit einem Antriebsrad des Fahrzeuges gekoppelt ist. Die Antriebsanordnung umfasst ferner eine Wellenkupplung, die das von der Rotorwelle abgegebene Drehmoment überträgt, so dass es zur Antriebswelle geleitet werden kann, wobei die
Wellenkupplung ein Drehmomentaufnahmeelement, das das von der elektrischen Maschine abgegebene Drehmoment aufnimmt, und ein Drehmomentabgabeelement aufweist, das mit dem Drehmomentaufnahmeelement mechanisch gekoppelt ist und das Drehmoment in Richtung Antriebswelle abgibt. Zwischen dem
Drehmomentaufnahmeelement und dem Drehmomentabgabeelement ist ein elektrisch isolierendes Fett angeordnet.
Das elektrisch isolierende Fett bewirkt, dass sich die Wellenspannung bzw. der Wellenstrom nicht über die Wellenkupplung weiterausbreiten können und somit die elektromagnetische Verträglichkeit der Antriebsanordnung erhöht wird. Die
Wellenströme und Wellenspannungen werden nicht in das Getriebe und nicht in die Antriebswelle des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges geleitet.
Es nicht erforderlich, dass das Drehmomentaufnahmeelement direkt mit der Rotorwelle gekoppelt ist. Es ist auch nicht erforderlich, dass das
Drehmomentabgabeelement direkt mit der Antriebswelle gekoppelt ist. Das Drehmomentaufnahmeelement und das Drehmomentabgabeelement können formschlüssig miteinander verbunden sein. Das isolierende Fett kann an der formschlüssigen Verbindung angeordnet sein. Das Drehmomentaufnahmeelement und das Drehmomentabgabeelement können eine Wellen-Naben-Schnittstelle bilden. Das Drehmomentaufnahmeelement kann eine Zahnwelle und das Drehmomentabgabeelement kann eine Nabe mit einem geräumten Innenprofil sein. Alternativ hierzu kann das
Drehmomentaufnahmeelement eine Nabe mit einem geräumten Innenprofil und das Drehmomentabgabeelement eine Zahnwelle sein.
Das elektrisch isolierende Fett kann Partikel eines elektrisch isolierenden Feststoffes aufweisen. Das elektrisch isolierende Fett kann Polytetrafluorethylen-Partikel, Polytetrafluorethylen-Flocken oder dergleichen aufweisen. Polytetrafluorethylen ist auch unter dem Markennamen Teflon bekannt. Durch die Beimischungen von
Polytetrafluorethylen als Additive zum Fett wird eine isolierende Wirkung erreicht, da sich die Polytetrafluorethylen-Partikel an den Drehmomentaufnahmeelement und Drehmomentabgabeelement ablagern können.
Bevorzugt sind Partikel, Flocken bzw. Additive, die einen isolierenden Film zwischen und/oder an dem Drehmomentaufnahmeelement und dem
Drehmomentabgabeeiement bilden. Der isolierende Film kann beispielsweise aufgrund der mechanischen Kräfte entstehen, die auf das Fett sowie die Partikel, die Flocken bzw. die Additive wirken.
An dem Drehmomentaufnahmeelement und an dem Drehmomentabgabeelement muss ein Schmierfett angeordnet sein, um eine Korrosion zu verhindern. Durch die Beimischung der Additive zum Fett wird sowohl ein guter Korrosionsschutz als auch eine gute elektrische Isolation erreicht.
Das zwischen dem Drehmomentaufnahmeelement und dem
Drehmomentabgabeelement angeordnete elektrisch isolierende Fett kann einen Übergangswiderstand zwischen dem Drehmomentaufnahmeelement und dem
Drehmomentabgabeelement von zumindest 10 KCl, vorzugsweise von zumindest 100 kO, meist bevorzugt von zumindest 1 ΜΩ bewirken. Bei einem Übergangswiderstand von etwa 1 ΜΩ verbessert sich die elektromagnetische Verträglichkeit der
Antriebsanordnung etwa um den Faktor 10, was einer Dämpfung von etwa 20 dB entspricht.
Das Drehmomentaufnahmeelement kann integral mit der Rotorwelle ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Rotorwelle an einem Ende ein Zahnwellenprofil oder ein Nabenprofil mit einem geräumten Innenprofil aufweisen. Bei dieser
Ausführungsform erfolgt die elektrische Isolation der Wellenströme bzw.
Wellenspannungen sehr nahe an der elektrischen Maschine. Die Rotorwelle kann durch ein Getriebe mit der Antriebswelle gekoppelt sein. Das
Drehmomentabgabeelement kann integral mit einer Getriebewelle ausgebildet sein. Diese Ausführungsform bewirkt, dass die Antriebsanordnung einerseits kompakt ist und andererseits die Wellenströme bzw. Wellenspannungen nahe an der elektrischen Maschine isoliert werden. Die Erfindung wird nun mittels einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter und nicht beschränkend beschrieben, wobei
Figur 1 ein Ersatzschaltbild einer Antriebsanordnung zum Antreiben eines
Kraftfahrzeuges zeigt; Figur 2a einen Querschnitt durch eine Wellenkupplung zeigt; und
Figur 2b einen Längsschnitt durch eine Rotorwelle und eine Getriebewelle im Bereich der Wellenkupplung zeigt.
Es wird auf Figur 1 Bezug genommen, die eine schematische Ansicht einer
Antriebsanordnung 1 eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges zeigt, in der auch ein elektrisches Ersatzschaltbild für die elektromagnetische Verträglichkeit sowie für die Wellenspannungen und Wellenströme dargestellt ist.
Ein Wechselrichter 2 ist in einem Wechselrichtergehäuse 6 angeordnet. Der
Wechselrichter 2 erzeugt einen dreiphasigen Wechselstrom aus der Gleichspannung eines Traktionsakkumulators (nicht gezeigt). Der dreiphasige Wechselstrom umfasst Harmonische und Impulse (so genannte Ripples). Der dreiphasige Wechselstrom wird über eine dreiphasige Leitung 4 an eine elektrische Maschine 10 geleitet.
Die elektrische Maschine 10 weist drei Statorwicklungen 8 auf. Das von den
Statorwicklungen 8 erzeugte magnetisches Drehfeld bewirkt, dass auf Magneten 11 auf der Rotorwelle 14 eine Kraft wirkt, die wiederum ein Drehen der Rotorwelle 14 bewirkt. Die Rotorwelle ist über eine Wellen-Naben-Schnittstelle 00 mit der
Eingangswelle 18 eines Getriebes 30 mit einer Mehrzahl kämmender Zahnräder 20, 22 gekoppelt, die das Drehmoment der Rotorwelle 14 an eine Antriebswelle 24 übertragen. An der Antriebswelle 26 sind eine Bremsscheibe 26 und ein Rad 29 angeordnet. Im Folgenden wird das elektrische Ersatzschaltbild beschrieben, sofern es die elektromagnetische Verträglichkeit der Antriebsanordnung 1 betrifft. Ein Masseband 12 zwischen der elektrischen Maschine und dem Gehäuse des Wechselrichters 6 wirkt als Masseinduktivität LGND. Die dreiphasige Leitung 4 und/oder die
Statorwicklungen 8 weisen eine erste parasitäre Kapazität 16 zur Rotorwelle 14 auf. Die Rotorwicklungen 8 weisen eine zweite parasitäre Kapazität 9 zum Gehäuse der elektrischen Maschine 10 auf. Femer weist die Bremsscheibe 26 eine dritte parasitäre Kapazität 27 zur Karosserie 28, beispielsweise über die Bremsklötze auf. Das Öl im Getriebe 32 erzeugt einen parasitären Widerstand 32.
Im Folgenden werden beispielhaft Wellenströme bzw. Wellenspannungen beschrieben, sofern sie zur Betrachtung der elektromagnetischen Verträglichkeit der Antriebsanordnung 1 wesentlich sind. Ein erster Welienstrom 50 fließt von dem Wechselrichter 2 über die dreiphasige Leitung 4, die ersten parasitären Kapazitäten 16, die Rotorwelle 14, die Eingangswelle 18 des Getriebes 30, über die Zahnräder 20, 22 des Getriebes 30 zur Antriebswelle 24. Dadurch wird an die Antriebswelle 24 eine Wellenspannung angelegt, die eine Wechselspannung ist, so dass die
Antriebswelle als Antenne wirkt und ein Störsignal emittiert. Der erste Wellenstrom 50 kann über die Bremsscheiben und die dritte parasitäre Kapazität 27 zur
Karosserie 28 fließen.
Ein zweiter parasitärer Wellenstrom 52 fließt vom Wechselrichter 2 über die dreiphasige Leitung 4, die ersten parasitären Kapazitäten 16, die Rotorwelle 14, die Wellen-Naben-Schnittstelle 100, die Getriebeeingangswelle 18, zumindest ein Zahnrad 20, 22 und den parasitären Getriebeölwiderstand 32 zum Gehäuse des Getriebes 30, von wo er über das Gehäuse der elektrischen Maschine 10, an der EMV-Dichtung 7 vorbei, über das Gehäuse 6 des Wechselrichters zum
Wechselrichter 2 zurückfließt.
Ein dritter parasitärer Wellenstrom 54 fließt vom Wechselrichter 2 über die
dreiphasige Leitung 4, die ersten parasitären Kapazitäten 16, die Rotorwelle 14, die Wellen-Naben-Schnittstelle 100, die Eingangswelle 18 des Getriebes 30 und über den parasitären Widerstand 32 des Getriebeöl zum Gehäuse des Getriebes 30. Vom Gehäuse des Getriebes 30 fließt der dritte parasitäre Wellenstrom 54 zum Gehäuse der elektrischen Maschine 2 und über das Masseband 12» das eine parasitäre Induktivität bildet, zum Gehäuse 6 des Wechselrichters 2 und schließlich zum
Wechselrichter 2.
Ein vierter parasitärer Wellenstrom 56 fließt vom Wechselrichter 2 über die dreiphasige Leitung 4, die Statorwicklungen 8 und die zweite parasitäre Kapazität 9 zum Gehäuse der elektrischen Maschine 10, von wo aus der vierte parasitäre Wellenstrom an der EMV-Dichtung 7 vorbei zum Gehäuse 6 des Wechselrichters 2 und schließlich zum Wechselrichter 2 fließt.
Es wird auf Figuren 2a und 2b Bezug genommen, wobei Figur 2a einen Querschnitt durch die Wellen-Naben-Schnittstelle 100 und Figur 2b einen Längsschnitt durch die Wellen-Naben-Schnittstelle 100 zeigt Die Rotorweile 14 umfasst eine Mehrzahl sich radial erstreckende Zähne 102. Die Eingangswelle 18 des Getriebes 30 umfasst eine Nabe 110 mit einer Mehrzahl Ausnehmungen 106, die sich in radialer Richtung erstrecken. Die Zähne 102 der Rotorwelle 14 sind innerhalb der Ausnehmungen 106 der Nabe 1 10 angeordnet, die an der Eingangswelle 18 des Getriebes 30 angebracht ist. Die Wellen-Naben-Schnittstelle 100, die eine Wellenkupplung bildet, umfasst auch ein Gehäuse 108, das aus Kunststoff hergesteilt sein kann,
Zwischen den Zähnen 102 und den Ausnehmungen 106 befindet sich ein Fettfilm 104. Dieser Fettfilm ist erforderlich, um eine Korrosion der Zähne 102 und der
Ausnehmungen 04 zu verhindern. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass der erste Wellenstrom 50, der zweite Wellenstrom 52 und der dritte Wellenstrom 54 deutlich abgeschwächt werden können, falls ein elektrisch isolierendes Fett 104 in der Wellen-Naben- Schnittstelle 100 verwendet wird, Das isolierende Fett 104 kann beispielsweise Polytetrafluorethylen-Partikel und/oder Polytetrafluorethylen-Flocken aufweisen. Polytetrafluorethylen ist auch als Teflon bekannt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass die Wellenströme durch Verwendung des isolierenden Fetts 104 um den Faktor 10 reduziert werden können, was einer Dämpfung von etwa 20 dB, bei beispielsweise 25 MHz, entspricht. Die Polytetrafluorethylen-Partikel und/oder die Polytetrafluorethylen-Flocken werden dem isolierenden Fett 104 als Additiv beigemischt. Sie bilden eine isolierende Polytetrafluorethylenschicht, die beispielsweise am Übergang von den Zähnen 102 zu den Ausnehmungen 104 entsteht. Im Gegensatz hierzu lässt ein herkömmliches Fett an Oberflächenrauigkeiten eines Zahns 102 und/oder einer Ausnehmung 106 eine leitfähige Kontaktstelle zu.
Das isolierende Fett 104 schafft eine Wellen-Naben-Schnittstelle 100 mit einem Übergangswiderstand von zumindest 10 kO, vorzugsweise zumindest 100 kQ, meist bevorzugt von zumindest 1 ΜΩ. Durch diesen Übergangswiderstand können Wellenströme um den Faktor 10 reduziert bzw. um 20 dB gedämpft werden.

Claims

Patentansprüche
1. Antriebsanordnung (1) für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, mit
- einer elektrischen Maschine (10), die dazu ausgebildet ist, das Fahrzeug zu beschleunigen, wobei die elektrische Maschine (10) einen Rotor (11 ) aufweist, der innerhalb eines Stators mit Statorwicklungen (8) angeordnet ist und der auf einer Rotorwelle (14) angeordnet ist;
- einer Antriebswelle (24), die mit einem Antriebsrad (29) des Fahrzeuges gekoppelt ist; und
- einer Wellenkupplung (100), die das von der Rotorwelle (14) abgegebene Drehmoment überträgt, so dass es zur Antriebswelle (24) geleitet werden kann, wobei die Wellenkupplung (100) ein Drehmomentaufnahmeelement (102), das das von der elektrischen Maschine (10) abgegebene
Drehmoment aufnimmt, und ein Drehmomentabgabeelement (106) aufweist, das mit dem Drehmomentaufnahmeelement (102) mechanisch gekoppelt ist und das Drehmoment in Richtung Antriebswelle (24) abgibt; wobei zwischen dem Drehmomentaufnahmeelement (102) und dem Drehmomentabgabeelement (106) ein elektrisch isolierendes Fett (104) angeordnet ist.
2. Antriebsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmomentaufnahmeelement (102) und das Drehmomentabgabeelement (106) formschlüssig miteinander verbunden sind.
3. Antriebsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmomentaufnahmeelement (102) und das
Drehmomentabgabeelement (106) eine Wellen-Naben-Schnittstelle (100) bilden.
4. Antriebsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass das Drehmomentaufnahmeelement (102) eine
Zahnwelle und das Drehmomentabgabeelement (104) eine Nabe mit einem geräumten Innenprofll oder das Drehmomentaufnahmeelement eine Nabe mit einem geräumten Innenprofil und das Drehmomentabgabeelement eine Zahnwelle ist.
5. Antriebsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass das elektrisch isolierende Fett (104) Partikel eines isolierenden Feststoffes (105) aufweist,
6. Antriebsanordnung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Fett (104) zumindest eines von folgendem aufweist:
- Polytetrafluorethylen-Partikel (105);
- Polytetrafluorethylen-Flocken (105).
7. Antriebsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet dass das zwischen dem Drehmomentaufnahmeelement (102) und dem Drehmomentabgabeelement (104) angeordnete elektrisch isolierende Fett (104) einen Übergangswiderstand zwischen dem
Drehmomentaufnahmeelement (102) und dem Drehmomentabgabeelement (104) von zumindest 10 kü, vorzugsweise von zumindest 100 kD, meist bevorzugt von zumindest 1 ΜΩ, aufweist.
8. Antriebsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass das Drehmomentaufnahmeelement (102) integral mit der Rotorwelle (14) ausgebildet ist.
9. Antriebsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein Getriebe (30) das mit der Rotorwelle (14) und der Antriebswelle (24) gekoppelt ist.
10. Antriebsanordnung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmomentabgabeelement (106) integral mit eine Getriebewelle (18) ausgebildet ist.
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