WO2018054676A1 - Zwischenantriebsmodul - Google Patents

Zwischenantriebsmodul Download PDF

Info

Publication number
WO2018054676A1
WO2018054676A1 PCT/EP2017/072153 EP2017072153W WO2018054676A1 WO 2018054676 A1 WO2018054676 A1 WO 2018054676A1 EP 2017072153 W EP2017072153 W EP 2017072153W WO 2018054676 A1 WO2018054676 A1 WO 2018054676A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drive module
housing
intermediate drive
input shaft
motor
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/072153
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marco Toneatto
Rainer SCHÜTZ
Rainer Fähnle
Joachim Ehleiter
Herr Jochen DR. LINDENMAIER
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102016218142.4A external-priority patent/DE102016218142A1/de
Priority claimed from DE102016218127.0A external-priority patent/DE102016218127A1/de
Application filed by Voith Patent Gmbh filed Critical Voith Patent Gmbh
Publication of WO2018054676A1 publication Critical patent/WO2018054676A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets

Definitions

  • the invention relates to an intermediate drive module for arrangement in a drive train of a motor vehicle, comprising an annular housing having a first fastening plane for coupling the intermediate drive module with a drive motor of the drive train and a second mounting plane for coupling the intermediate drive module with a transmission.
  • the proposed here intermediate drive module comprises an electric machine which is operable as a motor and / or generator, and a damper which is connectable to a flywheel.
  • Such an intermediate drive module or hybrid module is known for example from DE 199 43 036 B4.
  • the stator forms an intermediate housing which can be used between the drive motor and gearbox in a drive train.
  • an electric machine and a damper are arranged, wherein the damper has a connection region via which the rotor of the electric machines is connected to the secondary side of the damper via a support structure.
  • the connecting portion of the damper is further coupled to the transmission input shaft.
  • the transmission may be an automatic transmission or an automated transmission, which can also be connected directly via a flange with the housing of the drive motor to a drive train.
  • One of the objects of the invention is to propose an intermediate drive module that is simpler in design and can be easily integrated into existing drive trains. According to the invention, this object is achieved with an intermediate drive module according to claim 1, a drive train according to claim 8 and an assembly method Claim 9 solved. Further advantageous embodiments and preferred variants of the solution are described in the subclaims dependent thereon.
  • an intermediate drive module for arrangement in a drive train of a motor vehicle which comprises an annular intermediate housing with a first connection plane for coupling the intermediate drive module to a drive motor of the drive train and a second connection plane for coupling the intermediate drive module to a transmission. Furthermore, a transmission input shaft projects from the transmission into the intermediate housing space formed by the intermediate housing, wherein the intermediate drive module furthermore comprises an electric machine and a damper.
  • the intermediate drive module is characterized in that the width of the intermediate drive module substantially corresponds to the width of the electric motor and the damper is positioned in an annular space between the rotor of the electric motor and the transmission input shaft, wherein the rotor and the secondary side of the damper independently are positioned only via the transmission input shaft in the intermediate drive module.
  • stator of the electric motor is directly or indirectly coupled to the intermediate housing wherein the positioning of the stator relative to the transmission input shaft via the second connection level.
  • the coupling can be done via a non-rotatable press and / or adhesive connection or via a torque arm.
  • the damper may have a hub for rotationally fixed positioning on a transmission input shaft and the rotor of the electric machine may be arranged on a rotor carrier with a hub which is provided for rotationally fixed positioning on the transmission input shaft, wherein damper and rotor carrier on the Transmission input shaft, at least for assembly purposes are axially relatively displaceable.
  • the drive motor has an engine oil circuit and the transmission has a transmission oil circuit, wherein the oil circuits can be insulated and / or sealed from the intermediate housing space. It is particularly advantageous if neither the damper nor the electric motor come into contact with oil, in particular contaminated oil, since it would reduce the functionality and / or the efficiency of such a drive.
  • the known motor housing with a separate oil-free flywheel space, adjacent to the intermediate housing space, that they form a common space, wherein a flywheel on the crankshaft of the drive motor, which projects into the flywheel space, is arranged rotationally fixed.
  • the intermediate drive module may comprise a cooling channel, which is arranged between the intermediate housing and the stator, which can be connected to a cooling circuit.
  • the cooling channel can be made in two parts and formed by the intermediate housing and a cooling channel ring.
  • the cooling circuit has a cooling channel through which a coolant flows, which is arranged radially outside the stator, with a first heat transfer surface and a second heat transfer surface, wherein the first heat transfer surface interacts with the stator and the second heat transfer surface is in interaction with the inverter unit.
  • the cooling circuit is provided exclusively for cooling of the electrical machine and the converter unit of the hybrid drive arrangement.
  • the cooling circuit for the hybrid drive assembly in particular for cooling the stator and the converter unit, be designed for a maximum coolant temperature of 40-80 ° C. These relatively low temperatures are particularly advantageous for improving the performance of the components.
  • the cooling channel extends essentially through a cooling channel ring, wherein a channel boundary is defined by the intermediate channel. housing is formed, and wherein the stator with the cooling channel ring and the cooling channel ring with the intermediate housing are rotatably connected.
  • the second heat transfer surface is arranged on the outer contour of the intermediate housing and the converter unit is attached to the outside of the intermediate housing.
  • cooling channel can be designed such that the coolant flows past regions of both heat transfer surfaces simultaneously, which allows a simple cooling channel structure.
  • a drive train with an intermediate drive module having the structure described above offers the particular advantage that a high degree of integration capability in a vehicle is achieved.
  • the intermediate housing can be easily designed so that even larger forces are transferable via this.
  • Figure 1 is an intermediate drive module in section
  • FIG 4 simplified representation of a hybrid drive arrangement with cooling channel Figure 5 cooling circuit
  • FIG. 1 shows an intermediate drive module in section along the longitudinal axis. Good to see is the arrangement of the intermediate housing 27 between the motor housing 17 and the gear housing 19.
  • the intermediate drive module 14 consists essentially of three loose assemblies, which only come together to form a unit or module when the intermediate drive module 14 between the motor housing 17 and the transmission housing 19th is installed.
  • the first assembly comprises the intermediate housing 27 with the cooling channel ring 29 which essentially forms the cooling channel 30, through which a coolant flow can be guided around the stator 13 and the stator 13.
  • the intermediate housing 27 has cooling and / or stiffening ribs on the outer circumference. For better centering centering in the region of the connection levels 15, 18 and the flange 16a, b are provided.
  • the stator 13 is pressed into the cooling channel ring 29 and / or glued.
  • the torque support can also or additionally take place via torque supports between the stator 13 and the cooling channel ring 29 and between the cooling channel ring 29 and the intermediate housing 27.
  • this first assembly is first mounted to the transmission housing 19 to a mounting unit. Via the connecting plane 18 and the associated flange 16 b, the intermediate housing 27 is centered relative to the transmission input shaft 7.
  • the second subassembly consists of the rotor 12 and the rotor carrier 20.
  • the rotor carrier has a hub, by means of which the subassembly is mounted on the transmission input shaft.
  • shaft 7 can be rotationally fixed, while a displacement in the axial direction is possible, at least for mounting.
  • the rotor 12 is thus centered on the transmission input shaft 7 and thus also with respect to the stator 13. Due to the long, through the entire intermediate housing 27 reaching gear input shaft 7 is also ensured that the assembly of the rotor 12 is made possible without the risk that rotor 12 and stator 13 collide against each other.
  • the third assembly consists only of the damper 5. This is the primary side connected to the flywheel 4 of the transmission 2 during assembly or screwed. Subsequently, the assembly unit of gear 6 and first group of trees can be assembled with inserted second assembly with the motor housing 17. Again, helps the long transmission input shaft 7 when threading the secondary hub of the damper.
  • a heat-insulating element can be introduced in the connecting planes 15 and 18 in each case.
  • FIGS. 2 and 3 show by way of example two coupling structures which can be realized with a hybrid drive module according to the invention.
  • FIG. 4 shows a simplified illustration of the intermediate drive module with the cooling channel 30.
  • the intermediate drive module is installed in the drive train as shown in FIGS. 2 and 3.
  • a cooling circuit 33 is provided with the cooling channel 30.
  • the cooling channel 30 is flowed through by a coolant, wherein the cooling channel 30 is arranged radially outside of the stator (13).
  • the essential cooling takes place via a first heat transfer surface 31 a and a second heat transfer surface 31 b.
  • the cooling channel 30 extends essentially through a cooling channel ring 29, as can also be seen in FIG. 3, a channel boundary being defined by the intermediate housing 27 is formed.
  • the cooling channel 30 is designed such that the coolant flows in regions at both heat transfer surfaces 31 a, b at the same time.
  • the torque transmission takes place in that the stator 13 with the cooling channel ring 29 and the cooling channel ring 29 with the intermediate housing 27 are rotatably connected.
  • the components may have torque supports or be pressed and / or glued accordingly.
  • the rotor not shown, is involved in accordance with Figures 2 and 3 in the drive train.
  • the second heat transfer surface 31 b is positioned on the outer contour of the intermediate housing 27 and the inverter unit 35 is externally attached to the intermediate housing 27.
  • the intermediate drive module can be installed very simply in the drive train 1, as shown in Figures 2 and 3. Even a simple retrofitting in such a drive train is possible. In the inverter 35, in particular, the power semiconductor 36 must be cooled. Different embodiments of the housing 27 are conceivable.
  • Figure 6 a-c shows three advantageous embodiments of the housing 27 wherein only the cutout for the assembly of the inverter is shown.
  • the cooling circuit 33 is sketched for the intermediate drive module. To operate such a module, it is particularly important that the components be properly cooled. For this purpose, although the oil cooling circuit of the transmission could be used, but the temperatures required there are usually too high. In order to increase the performance of the hybrid drive arrangement, the separate cooling circuit 33, for cooling in particular the stator 13 and the converter unit 34, designed for a maximum coolant temperature of 40-80 ° C. The flow direction of the coolant can be designed according to the requirements.
  • Figure 6 A showed a variant in which the housing 27 is provided a recess for the cooling of the inverter.
  • the inverter 35 is screwed with its cooling plate 37 on the housing 27 and seals the cooling channel 30 from.
  • the cooling medium comes into direct contact with the cooling plate 37 of the converter.
  • Figure 6 B shows a variant in which on the housing 27, a flat surface is provided for the assembly of the inverter.
  • the inverter 35 is screwed with its cooling plate 37 directly on the flat surface.
  • the cooling plate 37 serves only as a carrier for the power semiconductor 36. Particularly advantageous in this embodiment is that when changing the inverter, the cooling medium does not have to be drained.
  • FIG. 6C shows a variant in which a cooling plate 37 in the converter 35 is completely dispensed with.
  • the semiconductor 36 is mounted directly on a flat surface on the housing 27. This embodiment is particularly advantageous when the space is limited in the radial direction, since the cooling plate is eliminated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zwischenantriebsmodul (14) zur Anordnung in einen Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein ringförmiges Zwischengehäuse (27) mit einer ersten Verbindungsebene (15) zur Kopplung des Zwischenantriebsmoduls (14) mit einem Antriebsmotor (2) des Antriebsstrangs (1), und einer zweiten Verbindungsebene (18), zur Koppelung des Zwischenantriebsmoduls (14) mit einem Getriebe (6), wobei eine Getriebeeingangswelle (7) in den vom Zwischengehäuse (27) gebildeten Zwischengehäuseraum (28) hineinreicht. Um einen kompakteren Aufbau und eine leichterer Integration in einen Antriebsstrang zu erreichen wird vorgeschlagen, dass das Zwischenantriebsmodul (14) eine elektrische Maschine (11) und einen Dämpfer (5) umfasst, wobei die Breite des Moduls (14) im Wesentlichen der Breite der E-Maschine (11) entspricht und der Dämpfer (5) in einem ringförmigen Raum zwischen dem Rotor (12) der E-Maschine (11) und der Getriebeeingangswelle (7) positioniert ist.

Description

Zwischenantriebsmodul
Die Erfindung betrifft ein Zwischenantriebsmodul zur Anordnung in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein ringförmiges Gehäuse mit einer ersten Befestigungsebene zur Kopplung des Zwischenantriebsmoduls mit einem Antriebsmotor des Antriebsstrangs und einer zweiten Befestigungsebene zur Koppelung des Zwischenantriebsmoduls mit einem Getriebe.
Das hier vorgeschlagene Zwischenantriebsmodul umfasst eine elektrische Maschine, die als Motor und/oder Generator betreibbar ist, und einen Dämpfer der mit einem Schwungrad verbindbar ist.
Ein derartiges Zwischenantriebsmodul oder auch Hybridmodul ist beispielsweise aus der DE 199 43 036 B4 bekannt. Der Statorträger bildet ein Zwischengehäuse das zwischen Antriebsmotor und Getriebe in einen Antriebsstrang eingesetzt werden kann.
Innerhalb des Gehäuses sind eine elektrische Maschine und ein Dämpfer angeordnet, wobei der Dämpfer einen Verbindungsbereich aufweist über den der Rotor der elektrischen Maschinen mit der Sekundärseite des Dämpfers über einen Tragstruktur verbunden ist. Der Verbindungsbereich des Dämpfers ist weiterhin mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt.
Das Getriebe kann ein Automatgetriebe oder ein automatisiertes Schaltgetriebe sein, welches auch direkt über eine Flanschverbindung mit dem Gehäuse des Antriebsmotors zu einem Antriebsstrang verbunden werden kann.
Eine der Aufgaben der Erfindung ist es, ein Zwischenantriebsmodul vorzuschlagen, das einfacher aufgebaut ist und einfach in bestehende Antriebsstränge integriert werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Zwischenantriebsmodul gemäß Anspruch 1 , einem Antriebstrang nach Anspruch 8 und ein Montageverfahren nach Anspruch 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und bevorzugte Lösungsvarianten sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß wird ein Zwischenantriebsmodul zur Anordnung in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, welches ein ringförmiges Zwischengehäu- se mit einer ersten Verbindungsebene zur Kopplung des Zwischenantriebsmoduls mit einem Antriebsmotor des Antriebsstrangs und einer zweiten Verbindungsebene zur Koppelung des Zwischenantriebsmoduls mit einem Getriebe, umfasst. Weiterhin ragt von dem Getriebe eine Getriebeeingangswelle in dem vom Zwischengehäuse gebildeten Zwischengehäuseraum hinein, wobei das Zwischenantriebsmodul weiterhin eine elektrische Maschine und einen Dämpfer umfasst.
Das Zwischenantriebsmodul ist dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Zwischenantriebsmoduls im Wesentlichen der Breite der E-Maschine entspricht und der Dämpfer in einem ringförmigen Raum zwischen dem Rotor der E-Maschine und der Getriebeeingangswelle positioniert ist, wobei der Rotor und die Sekundärseite des Dämpfers unabhängig voneinander nur über die Getriebeeingangswelle im Zwischenantriebsmodul positioniert sind. Dieser Aufbau ermöglicht eine einfache Bauweise, die einfach in bestehende Antriebsstränge integriert bzw. montiert werden kann.
Weiterhin ist der Stator der E-Maschine direkt oder indirekt mit dem Zwischengehäuse gekoppelt wobei die Positionierung des Stators gegenüber der Getriebeeingangswelle über die zweite Verbindungsebene erfolgt. Die Koppelung kann über eine drehfeste Press- und/oder Klebeverbindung oder auch über eine Drehmomentstütze erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführung kann der Dämpfer eine Nabe zur drehfesten Positionierung auf einer Getriebeeingangswelle aufweisen und der Rotor der elektrischen Maschine kann auf einem Rotorträger mit einer Nabe angeordnet sein, die zur dreh- festen Positionierung auf der Getriebeeingangswelle vorgesehen ist, wobei Dämpfer und Rotorträger auf der Getriebeeingangswelle zumindest zu montagezwecken axial relativ verschiebbar sind.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt, weist der Antriebsmotor einen Motorölkreis- lauf auf und das Getriebe einen Getriebeöl kreislauf, wobei die Ölkreisläufen gegenüber dem Zwischengehäuseraum isoliert und/oder abgedichtet sein können. Es ist besonders vorteilhaft, wenn weder der Dämpfer noch die E-Maschine mit Öl, insbesondere verschmutzten Öl in Verbindung kommen, da die sie Funktionalität und/oder die Effizienz eines solchen Antriebs reduzieren werden würde.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das bekannte Motorgehäuse mit einem separa- ten ölfreien Schwungradraum, derart an den Zwischengehäuseraum angrenzt, dass diese einen gemeinsamen Raum bilden, wobei ein Schwungrad auf der Kurbelwelle des Antriebsmotors, die in den Schwungrandraum hineinragt, drehfest angeordnet ist.
Des Weiteren kann das Zwischenantriebsmodul einen Kühlkanal, der zwischen Zwischengehäuse und Stator angeordnet ist, umfassen, der an einen Kühlkreislauf anschließbar ist.
Der Kühlkanal kann zweiteilig ausgeführt sein und durch das Zwischengehäuse und eine Kühlkanalring gebildet werden.
Um eine ausreichende Kühlung aller Komponenten zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass der Kühlkreislauf einen von einem Kühlmittel durchströmten Kühlkanal aufweist, der radial außerhalb des Stators angeordnet ist, mit einer ersten Wärmeübertragfläche und einer zweiten Wärmeübertragfläche, wobei die erste Wärmeübertragungsfläche mit dem Stator in Wechselwirkung steht und die zweite Wärmeübertragungsfläche mit der Umrichtereinheit in Wechselwirkung steht.
Vorzugweise ist der Kühlkreislauf ausschließlich zur Kühlung von elektrischer Maschi- ne und der Umrichtereinheit der Hybridantriebsanordnung vorgesehen. In einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bedeutet dies, dass der Antriebsmotor wie auch ein nachfolgendes Getriebe einen von diesem Kühlkreislauf getrennten Getriebe- und/oder Antriebsmotorkühlkreislauf aufweisen muss.
Weiterhin kann der Kühlkreislauf für die Hybridantriebsanordnung, insbesondere zur Kühlung des Stators und der Umrichtereinheit, für eine maximale Kühlmitteltemperatur von 40-80°C ausgelegt sein. Diese relativ niedrigen Temperaturen sind besonders vorteilhaft, um die Leistungsfähigkeit der Komponenten zu verbessern.
In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Kühlkanal im Wesentlichen durch ein Kühlkanalring verläuft, wobei eine Kanalbegrenzung durch das Zwischenge- häuse gebildet wird, und wobei der Stator mit dem Kühlkanalring und der Kühlkanalring mit dem Zwischengehäuse drehfest verbunden sind. Dieser Aufbau gewährleistet einen kompakten und einfachen Aufbau der Hybridantriebsanordnung.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die zweite Wärmeübertragfläche an der Außenkontur des Zwischengehäuses angeordnet ist und die Umrichtereinheit außen am Zwischengehäuse befestigt ist.
Weiterhin kann der Kühlkanal derart gestaltet sein, dass das Kühlmittel bereichsweise an beiden Wärmeübertragungsflächen gleichzeitig vorbeiströmt, was einen einfachen Kühlkanalaufbau ermöglicht. Ein Antriebsstrang mit einem Zwischenantriebsmodul mit dem oben beschriebenen Aufbau bietet insbesondere den Vorteil, dass eine hohe Integrationsfähigkeit in ein Fahrzeug erreicht wird. Dabei kann das Zwischengehäuse leicht derart gestaltet werden, dass auch größere Kräfte über dieses übertragbar sind.
Das entsprechende Montageverfahren zu Montage des Zwischenantriebsmoduls gemäß einer der oben beschriebenen Ausführung in einen Antriebsstrang umfasst folgende Schritte:
- Einbau des Stators in das Zwischengehäuse
- Zwischengehäuse mit Getriebegehäuse zu einer Montageeinheit verbinden
- aufschieben des Rotorträgers mit Rotor auf die Getriebeeingangswelle
- verbinden von Schwungrad und Dämpfer
- Montageeinheit mit Motorgehäuse zusammenfügen.
Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Zwischenantriebsmodul und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Skizzen näher erläutert.
In diesen zeigen:
Figur 1 ein Zwischenantriebsmodul im Schnitt
Figur 2 Antriebsstrang mit Zwischenantriebsmodul Figur 3 alternativer Antriebsstrang
Figur 4 vereinfachte Darstellung einer Hybridantriebsanordnung mit Kühlkanal Figur 5 Kühlkreislauf
Figur 6 Varianten für zweite Wärmeübertragungsfläche
Figur 7 Zwischengehäuse - Flanschansicht
Figur 1 zeigt ein Zwischenantriebsmodul im Schnitt entlang der Längsachse. Gut zu erkennen ist die Anordnung des Zwischengehäuses 27 zwischen dem Motorgehäuse 17 und dem Getriebegehäuse 19. Das Zwischenantriebsmodul 14 besteht im Wesentlichen aus drei losen Baugruppen, die erst zu einer Einheit bzw. Modul zusammenkommen, wenn das Zwischenantriebsmodul 14 zwischen Motorgehäuse 17 und dem Getriebegehäuse 19 eingebaut ist.
Die erste Baugruppe umfasst das Zwischengehäuse 27 mit dem Kühlkanalring 29 der im Wesentlichen den Kühlkanal 30 formt, durch den ein Kühlmittelstrom um den Stator 13 herumführbar ist und den Stator 13. Das Zwischengehäuse 27 weist am äußeren Umfang Kühl- und/oder Versteifungsrippen auf. Zur besseren Zentrierung sind Zentrierabsätze im Bereich der Verbindungsebenen 15, 18 bzw. der Flanschverbindungen 16a, b vorgesehen. Der Stator 13 ist in den Kühlkanalring 29 eingepresst und/oder eingeklebt. Die Dreh- momentabstützung kann aber auch oder zusätzlich über Drehmomentstützen zwischen Stator 13 und Kühlkanalring 29 sowie zwischen Kühlkanalring 29 und Zwischengehäuse 27 erfolgen.
Bei der Montage wird diese erste Baugruppe zuerst an das Getriebegehäuse 19 zu einer Montageeinheit montiert. Über die Verbindungsebene 18 und der dazugehörigen Flanschverbindung 16 b wird das Zwischengehäuse 27 gegenüber der Getriebeeingangswelle 7 zentriert.
Die zweite Baugruppe besteht aus dem Rotor 12 und dem Rotorträger 20. Der Rotorträger weist eine Nabe auf, mittels der die Baugruppe auf die Getriebeeingangs- welle 7 drehfest positioniert werden kann, dabei ist zumindest für die Montage eine Verschiebung in Axialrichtung möglich. Bei der Montage wird der Rotor 12 somit auf der Getriebeeingangswelle 7 und damit auch gegenüber dem Stator 13 zentriert. Durch die lange, durch das gesamte Zwischengehäuse 27 reichende, Getriebeein- gangswelle 7 ist zudem sichergestellt, dass die Montage des Rotors 12 ermöglicht wird, ohne dass die Gefahr besteht, dass Rotor 12 und Stator 13 gegeneinander stoßen.
Die Dritte Baugruppe besteht nur aus dem Dämpfer 5. Dieser wird bei der Montage Primärseitig mit dem Schwungrad 4 des Getriebes 2 verbunden bzw. verschraubt. Anschließend kann die Montageeinheit aus Getriebe 6 und erster Baumgruppe mit eingesetzter zweiten Baugruppe mit dem Motorgehäuse 17 zusammengefügt werden. Auch hier hilft die lange Getriebeeingangswelle 7 beim Einfädeln der sekundärseitigen Nabe des Dämpfers.
Um eine noch bessere Wärmeentkopplung von Motorkühlkreislauf, Getriebekühlkreis- lauf und Kühlkreislauf zu erreichen, kann in den Verbindungsebenen 15 und 18 jeweils ein wärmeisolierendes Element eingebracht sein.
In den Figuren 2 und 3 sind beispielhaft zwei Koppelstrukturen dargestellt, die mit einem erfindungsgemäßen Hybridantriebsmodul realisiert werden können.
Figur 4 zeigt eine vereinfachte Darstellung des Zwischenantriebsmoduls mit dem Kühlkanal 30. Das Zwischenantriebsmodul ist wie in Figur 2 und 3 dargestellt in den Antriebsstrang eingebaut.
Zur Kühlung der elektrischen Maschine 1 1 , insbesondere des Stators 13 und der Umrichtereinheit 35 ist ein Kühlkreislauf 33 mit dem Kühlkanal 30 vorgesehen. Der Kühlkanal 30 wird von einem Kühlmittel durchströmten, wobei der Kühlkanal 30 radial außerhalb des Stators (13) angeordnet ist. Die wesentliche Kühlung findet über eine erste Wärmeübertragfläche 31 a und eine zweite Wärmeübertragfläche 31 b statt. Dabei steht die erste Wärmeübertragungsfläche 31 a mit dem Stator 13 in Wechselwirkung und die zweite Wärmeübertragungsfläche 31 b mit der Umrichtereinheit 35.
Der Kühlkanal 30 verläuft im Wesentlichen durch einen Kühlkanalring 29, wie auch in Figur 3 zu erkennen ist, wobei eine Kanalbegrenzung durch das Zwischengehäuse 27 gebildet wird. Der Kühlkanal 30 ist derart gestaltet, dass das Kühlmittel bereichsweise an beiden Wärmeübertragungsflächen 31 a, b gleichzeitig vorbeiströmt.
Die Drehmomentübertragung erfolgt dadurch, dass der Stator 13 mit dem Kühlkanalring 29 und der Kühlkanalring 29 mit dem Zwischengehäuse 27 drehfest verbunden sind. Dazu können die Bauteile Drehmomentstützen aufweisen oder entsprechend verpresst und/oder verklebt sein. Der nicht dargestellte Rotor ist entsprechend den Figuren 2 und 3 in den Antriebsstrang eingebunden.
Die zweite Wärmeübertragfläche 31 b ist an der Außenkontur des Zwischengehäuses 27 positioniert und die Umrichtereinheit 35 ist außen am Zwischengehäuse 27 befes- tigt. Das Zwischenantriebsmodul kann so sehr einfach in den Antriebsstrang 1 , wie in Figur 2 und 3 dargestellt, eingebaut werden. Auch ein einfaches Nachrüsten in einen derartigen Antriebsstrang ist möglich. Im Umrichter 35 muss besonders der Leistungshalbleiter 36 gekühlt werden. Dabei sind verschiedene Ausführungen des Gehäuses 27 denkbar. Figur 6 a-c zeigt drei vorteilhafte Ausführungen des Gehäuses 27 wobei nur der Ausschnitt für die Montage des Umrichters dargestellt ist.
In Figur 5 ist der Kühlkreislauf 33 für das Zwischenantriebsmodul skizziert. Zum Betreiben eines derartigen Moduls ist es insbesondere wichtig, dass die Komponenten richtig gekühlt werden. Dazu könnte zwar der Ölkühlkreislauf des Getriebes eingesetzt werden, allerdings sind die dort erforderlichen Temperaturen in der Regel zu hoch. Um die Leistungsfähigkeit der Hybridantriebsanordnung zu erhöhen, ist der separate Kühlkreislauf 33, zur Kühlung insbesondere des Stators 13 und der Umrichtereinheit 34, für eine maximale Kühlmitteltemperatur von 40-80°C ausgelegt. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels kann entsprechend der Erfordernisse ausgelegt werden.
In den Figuren 6 a-c werden Varianten für die zweite Wärmeübertragungsfläche vorgeschlagen. Im Umrichter 35 muss besonders der Leistungshalbleiter 36 gekühlt werden. Dabei sind verschiedene Ausführungen des Gehäuses 27 denkbar.
Figur 6 A zeigte eine Variante bei der im Gehäuse 27 eine Aussparung für die Kühlung des Umrichters vorgesehen ist. Der Umrichter 35 wird mit seiner Kühlplatte 37 auf das Gehäuse 27 geschraubt und dichtet den Kühlkanal 30 ab. Das Kühlmedium kommt direkt mit der Kühlplatte 37 des Umrichters in Kontakt. Figur 6 B zeigt eine Variante bei der auf dem Gehäuse 27 eine plane Fläche für die Montage des Umrichters vorgesehen ist. Der Umrichter 35 wird mit seiner Kühlplatte 37 direkt auf der planen Fläche verschraubt. Die Kühlplatte 37 dient nur als Träger für den Leistungshalbleiter 36. Besonders vorteilhaft bei dieser Ausführung ist, dass bei einem Wechsel des Umrichters das Kühlmedium nicht abgelassen werden muss.
Figur 6 C zeigt eine Variante bei der gänzlich auf eine Kühlplatte 37 im Umrichter 35 verzichtet wird. Dabei wird der Halbleiter 36 direkt auf einer planen Fläche auf dem Gehäuse 27 montiert. Diese Ausführung ist besonders vorteilhaft, wenn der Platz in radialer Richtung begrenzt ist, da die Kühlplatte entfällt.
Bezugszeichenliste
1 Antriebsstrang
2 Antriebsmotor
3 Kurbelwelle
4 Schwungrad
5 Dämpfer
6 Getriebe
7 Getriebeeingangswelle
8 Getriebeausgangswelle
9 Kupplungseinrichtung
10 Kupplungseinheiten
1 1 elektrische Maschine
12 Rotor
13 Stator
14 Zwischenantriebsmodul
15 Verbindungsebene
16a, b Flanschverbindung
17 Motorgehäuse
18 Verbindungsebene
19 Getriebegehäuse
20 Rotorträger
23 Schwungradraum
24 Trennebene
26 Dichtung
27 Zwischengehäuse
28 Zwischengehäuseraum
29 Kühlkanalring
30 Kühlkanal
31 a, b Wärmeübertragungsflächen
32 Kühler
33 Kühlkreislauf Pumpe
Umrichter
Leistungshalbleiter
Kühlplatte für Leistungshalbleiter

Claims

Patentansprüche
1 . Zwischenantriebsmodul (14) zur Anordnung in einen Antriebsstrang (1 ) eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein ringförmiges Zwischengehäuse (27) mit einer ersten Verbindungsebene (15) zur Kopplung des Zwischenantriebsmoduls (14) mit einem Antriebsmotor (2) des Antriebsstrangs (1 ), und einer zweiten Verbindungsebene (18) zur Koppelung des Zwischenantriebsmoduls (14) mit einem Getriebe (6), wobei von dem Getriebe (6) eine Getriebeeingangswelle (7) in den vom
Zwischengehäuse (27) gebildeten Zwischengehäuseraum (28) hineinragt, wobei das Zwischenantriebsmodul (14) eine elektrische Maschine (1 1 ) und einen
Dämpfer (5) umfasst
dadurch gekennzeichnet,
dass, die Breite des Zwischenantriebsmoduls (14) im Wesentlichen der Breite der E-Maschine (1 1 ) entspricht und der Dämpfer (5) in einem ringförmigen Raum zwischen dem Rotor (12) der E-Maschine (1 1 ) und der Ge- triebeeingangswelle (7) positioniert ist, wobei der Rotor (12) und die Sekundärseite des Dämpfers (5) unabhängig voneinander nur über die Getriebeeingangswelle (7) im Zwischenantriebsmodul (14) positioniert sind.
2. Zwischenantriebsmodul (14) gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Stator (13) der E-Maschine (1 1 ) direkt oder indirekt mit dem Zwischengehäuse (27) gekoppelt ist und die Positionierung des Stators (13) gegenüber der Getriebeeingangswelle (7) über die zweite Verbindungsebene (18) erfolgt.
3. Zwischenantriebsmodul (14) gemäß Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfer (5) eine Nabe zur drehfesten Positionierung auf der Getriebeeingangswelle (7) aufweist und dass der Rotor (12) der E-Maschine (1 1 ) auf einem Rotorträger (20) mit einer Nabe angeordnet ist, die zur drehfesten Positionierung auf der Getriebeeingangswelle (7) vorgesehen ist, wobei Dämpfer (5) und Rotorträger (20) auf der Getriebeeingangswelle (7) zumindest zu montagezwecken axial relativ verschiebbar sind.
4. Zwischenantriebsmodul (14) gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Antriebsmotor (2) einen Motorölkreislauf aufweist und das Getriebe (6) einen Getriebeöl kreislauf aufweist, wobei die Ölkreisläufe gegenüber dem Zwischengehäuseraum (28) gekapselt sind.
5. Zwischenantriebsmodul (14) gemäß Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Antriebsmotor (2) ein Motorgehäuse (17) umfasst, wobei das Motorgehäuse (17) einen separaten ölfreien Schwungradraum (23) aufweist, der an den Zwischengehäuseraum (28) angrenzt und eine gemeinsamen Raum bilden, wobei ein Schwungrad (4) auf einer Kurbelwelle (3) des Antriebsmotors (2), die in den Schwungrandraum (23) hineinragt, drehfest angeordnet ist.
6. Zwischenantriebsmodul (14) gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zwischenantriebsmodul (14) einen Kühlkanal (30) umfasst, der zwischen Zwischengehäuse (27) und Stator (13) angeordnet ist und der an einen Kühlkreislauf (33) anschließbar ist.
7. Zwischenantriebsmodul gemäß Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kühlkanal (30) zweiteilig ausgeführt ist und durch das Zwischengehäuse (27) und einen Kühlkanalring (29) gebildet wird.
8. Zwischenantriebsmodul gemäß Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kühlkreislauf (33) eine erste Wärmeübertragfläche (31 a) und einer zweiten Wärmeübertragfläche (31 b) aufweist, wobei die erste Wärmeübertragungsfläche (31 a) mit dem Stator (13) in Wechselwirkung steht und die zweite Wärmeübertragungsfläche (31 b) einer Umrichtereinheit (35) in Wechselwirkung steht.
9. Zwischenantriebsmodul gemäß Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kühlkreislauf (33) ausschließlich zur Kühlung von elektrischer Maschine (1 1 ) und Umrichtereinheit (35) vorgesehen ist.
10. Zwischenantriebsmodul gemäß Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Wärmeübertragfläche (31 b) an der Außenkontur des Zwischengehäuses (27) angeordnet ist und die Umrichtereinheit (35) außen am Zwischengehäuse (27) befestigt ist.
1 1 . Antriebsstrang (1 ) mit einem Zwischenantriebsmodul (14)
nach Anspruch 1 bis 7.
12. Montageverfahren zu Montage des Zwischenantriebsmoduls (14) gemäß einem der Ansprüchen 1 bis 7 in ein Antriebsstrang (1 ),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Montage folgende Schritte umfasst:
- Einbau des Stators (13) in das Zwischengehäuse (27) - Zwischengehäuse (27) mit Getnebegehause (19) zu einer Montageeinheit verbinden
- aufschieben des Rotorträgers (20) mit Rotor (12) auf die Getriebeeingangswelle (7)
- verbinden von Schwungrad (4) und Dämpfer (5)
- Montageeinheit mit Motorgehäuse (17) zusammenfügen.
PCT/EP2017/072153 2016-09-21 2017-09-05 Zwischenantriebsmodul WO2018054676A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016218142.4 2016-09-21
DE102016218142.4A DE102016218142A1 (de) 2016-09-21 2016-09-21 Zwischenantriebsmodul
DE102016218127.0 2016-09-21
DE102016218127.0A DE102016218127A1 (de) 2016-09-21 2016-09-21 Kühlung für eine Hybridantriebsanordnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018054676A1 true WO2018054676A1 (de) 2018-03-29

Family

ID=59859054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/072153 WO2018054676A1 (de) 2016-09-21 2017-09-05 Zwischenantriebsmodul

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018054676A1 (de)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0733804A2 (de) * 1995-03-20 1996-09-25 Ebara Corporation Vakuumpumpe
DE19631384C1 (de) * 1996-08-02 1997-10-16 Clouth Gummiwerke Ag Elektrische Maschine in einem Antriebsstrang, z. B. eines Kraftfahrzeuges
US5931271A (en) * 1997-09-19 1999-08-03 General Motors Corporation Hybrid drive with one-way drive connections
US6133659A (en) * 1999-03-26 2000-10-17 Synchrotek, Inc. Vehicle in-line generator
DE19943038A1 (de) * 1999-09-09 2001-03-15 Mannesmann Sachs Ag Antriebssystem
DE19951575A1 (de) * 1999-10-27 2001-05-10 Freudenberg Carl Fa Zweimassen-Schwungrad für Brennkraftmaschinen
EP1174632A2 (de) * 2000-07-17 2002-01-23 Mannesmann Sachs Aktiengesellschaft Mehrfach-Kupplungseinrichtung in Kombination mit einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung oder/und einer Elektromaschine
WO2003035420A1 (de) * 2001-10-24 2003-05-01 Zf Friedrichshafen Ag Elektrodynamisches antriebssystem
DE19943036B4 (de) 1999-09-09 2015-09-17 Zf Friedrichshafen Ag Antriebssystem

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0733804A2 (de) * 1995-03-20 1996-09-25 Ebara Corporation Vakuumpumpe
DE19631384C1 (de) * 1996-08-02 1997-10-16 Clouth Gummiwerke Ag Elektrische Maschine in einem Antriebsstrang, z. B. eines Kraftfahrzeuges
US5931271A (en) * 1997-09-19 1999-08-03 General Motors Corporation Hybrid drive with one-way drive connections
US6133659A (en) * 1999-03-26 2000-10-17 Synchrotek, Inc. Vehicle in-line generator
DE19943038A1 (de) * 1999-09-09 2001-03-15 Mannesmann Sachs Ag Antriebssystem
DE19943036B4 (de) 1999-09-09 2015-09-17 Zf Friedrichshafen Ag Antriebssystem
DE19951575A1 (de) * 1999-10-27 2001-05-10 Freudenberg Carl Fa Zweimassen-Schwungrad für Brennkraftmaschinen
EP1174632A2 (de) * 2000-07-17 2002-01-23 Mannesmann Sachs Aktiengesellschaft Mehrfach-Kupplungseinrichtung in Kombination mit einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung oder/und einer Elektromaschine
WO2003035420A1 (de) * 2001-10-24 2003-05-01 Zf Friedrichshafen Ag Elektrodynamisches antriebssystem

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3448706B1 (de) Hybridmodul und antriebsanordnung für ein kraftfahrzeug
DE102013103107B4 (de) Getriebe für eine elektrisch antreibbare Achse eines Kraftfahrzeugs
EP4042545B1 (de) Elektrische maschine mit integriertem kühlsystem
DE102019133363A1 (de) Kühlsystem, elektrische Antriebseinheit, Elektrofahrzeug und Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Antriebseinheit
EP2871756A2 (de) Kurbelwellen-Startergenerator und Gehäuse für einen Kurbelwellen-Startergenerator
WO2015059012A2 (de) Rotor einer elektrischen maschine
DE102009029069A1 (de) Zweistufige Kreiselpumpe
WO2011110253A1 (de) Hybridgetriebe
DE102011079157A1 (de) Getriebevorrichtung mit mindestens einem Elektromotor mit radial begrenztem Bauraum für ein Fahrzeug
WO2022207029A1 (de) Elektrische maschine
DE102015226679A1 (de) Getriebe für ein Kraftfahrzeug
WO2007054171A1 (de) Fluidpumpe
WO2012146376A2 (de) Antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug
WO2007054169A1 (de) Fluidpumpe
WO2010012757A2 (de) Getriebe eines antriebsstrangs
DE102012223372A1 (de) Kühlmittelzufuhr für eine elektrische Maschine
WO2018054676A1 (de) Zwischenantriebsmodul
EP3850245A1 (de) Automatgetriebe mit retarder
WO2019197252A1 (de) Montageverfahren für ein hybridmodul des antriebsstrangs eines kraftfahrzeugs
DE102018219653A1 (de) Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE102016218142A1 (de) Zwischenantriebsmodul
EP3459775A1 (de) Hybridantriebsanordnung für ein kraftfahrzeug
DE102008054637A1 (de) Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
DE102016218127A1 (de) Kühlung für eine Hybridantriebsanordnung
DE102018219354A1 (de) Ölpumpenantriebsvorrichtung und Getriebe mit einer solchen Vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17767762

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17767762

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1