WO2018210510A1 - Assembly for a vehicle, and method for dimensioning the assembly - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an assembly for a motor vehicle consisting of an electric machine (EM) in the low-voltage range and a converter (INV), wherein the electric machine (EM) is operated at a speed between 30,000 and 60,000 revolutions / min and the assembly (BG) dimensioned in the space according to at least one design rules.
- the invention further relates to a method for designing the assembly.
- an electric motor and most often an Ottooder diesel engine are the two energy converters; an accumulator and a fuel tank or gas tank are the two energy stores.
- the individual motors can work together in different ways: When the drive is parallel, both the combustion engine and the electric motor drive the drive wheels. In this case, a power addition of the drive units takes place.
- the power flow takes place in parallel from internal combustion engine and / or Electric motor.
- the combustion engine drives a generator.
- the electric motor in turn uses this electrical energy of the generator to drive the vehicle.
- the power pressure takes place in series: internal combustion engine, generator, engine.
- a power-split drive combines the serial and the parallel concept.
- the drive can either only by the electric motor (serial energy conversion by internal combustion engine and generator) or by the electric motor with a parallel internal combustion engine.
- range extender is a small combustion engine with generator. When the battery is discharged, it supplies the power for the electric drive.
- the challenge is to accommodate electrical machines with high performance in small installation spaces.
- the electrical power of the engine should be high.
- the power of an electric machine can be increased in various ways.
- the electrical machine can be extended or increased in diameter of the stator. Another alternative is to increase the speed of an electrical machine of certain size.
- the inverter or inverter is a large component that must be installed for the electrical drive assembly.
- Inverters are designed to convert a direct current into a multiphase alternating current. This makes it possible, for example, to supply high-efficiency AC drives with DC batteries.
- the converter can also be a converter with frequency conversion, a rectifier for converting AC voltage into DC voltage or a DC-DC converter (DCDC). Converter).
- DCDC DC-DC converter
- a converter is also understood to mean a combination of two or more of the individual judges mentioned above.
- EP 2 910 55 A1 the electric motor and the inverter are constructed wall-to-wall with respect to one another and installed to form an overall block.
- the task is solved with a module with an electrical machine and a converter. Such a solution can be used for the sole electrical operation in a vehicle.
- the object is achieved with an assembly for a motor vehicle consisting of an electric machine (EM) in the low-voltage range and a converter (INV), wherein the electric machine (EM) at a speed between 30,000 and 30,000 and 30,000 revolutions per minute is operated the assembly (BG) in the installation space is dimensioned according to at least one of the following rules:
- the diameter of the electric machine D_EM should be up to 1.6 times the height HJNV of the inverter
- the diameter of the electric machine D_EM should be designed to 1,6 times the width of the inverter BJNV
- the length of the electrical machine based on the total length of the housing with the housing part for receiving the first gear stage L_EM should be greater or approximately equal to the length of the inverter LJNV, • The length of the active parts L_EMact of the electrical machine including the winding heads of the stator should be up to 0.36 times the length of the inverter LJNV,
- the enveloping volume V_EM_env of the electrical machine calculated with outside diameter A 2 * pi / 4 * outside length, taking into account the housing part for receiving the first gear stage, should be up to twice the enveloping volume V_INV_env of the inverter,
- the active parts of the electric machine enclosing the windings of the stator should be up to 0.47 times the enveloping volume of the inverter V_INV_env.
- the rules for the design of the components of the module allow optimum utilization of the installation space while maintaining high power density. It is an advantage if the ratios of the quantities mentioned in the rules are exact. Thus, the ratios are changed e.g. the diameter of the electric machine D_EM is exactly 1.6 times the width of the inverter BJNV. These conditions include an optimum of space utilization and performance.
- the diameter of the electric machine D_EM should be designed to be 1.6 times the height HJNV of the converter.
- the length of the electric machine based on the total length of the housing with the housing part for receiving the first gear stage L_EM is greater or approximately equal to the length of the inverter LJNV. So that optimal utilization of the depth T of the installation space is achieved by L_EM and LJNV.
- the length of the active parts L_EMact of the electric machine including the winding heads of the stator should be up to 0.36 times the length of the converter LJNV. This achieves an optimal ratio for the active components of the electrical machine to the installation depth, into which the converter with its length LJNV is fitted.
- the enveloping volume V_EM_env of the electrical machine which is calculated with external diameter A 2 * pi / 4 * outside length, taking into account the housing part for receiving the first gear stage up to twice the enveloping volume VJNV_env the inverter should be.
- the volume rule ensures that much more volume is made available in the installation space for the electrical machine than for the inverter.
- the enveloping volume V_EM_env which is calculated with outside diameter A 2 * pi / 4 * outside length, of the active parts of the electrical machine, which encloses the winding heads of the stator, should be up to 0,47 times the enveloping volume of the converter V_INV_env.
- the volume rule ensures that the active part of the electric machine is optimized.
- the inventive method is suitable for the design of an assembly for a motor vehicle consisting of an electric machine (EM) in the low voltage range and a converter (INV), wherein the electric machine (EM) is operated at a speed between 30,000 and 60,000 revolutions / min and the Assembly (BG) in the installation space is dimensioned according to at least one of the following rules:
- the diameter of the electric machine D_EM is rated up to 1.6 times the height HJNV of the inverter.
- the diameter of the electric machine D_EM is designed to be 1.6 times the width of the BJNV inverter.
- the length of the electrical machine based on the overall length of the housing with the housing part for receiving the first gear stage L_EM is adapted approximately to the length of the inverter LJNV,
- the length of the L_EMact active parts of the electrical machine, including the stator windings, is designed to be up to 0.36 times the length of the LJNV converter.
- the enveloping volume V_EM_env of the electrical machine calculated with outside diameter A 2 * pi / 4 * outside length, taking into account the housing part for receiving the first gear stage, is designed to double the enveloping volume V_INV_env of the inverter,
- Fig. 1 shows a schematic representation of the exemplary embodiment
- Fig. 2 shows an exemplary arrangement of the assembly in the vehicle
- Fig. 3 shows the conditions in the assembly.
- FIG. 1 shows a section through an axis A.
- An inverter INV and an electric machine EM form an assembly BG and are arranged along the Anlagenkardanwelle, or a side shaft.
- the distance of the installation space BR from the earth's surface XE / YE is determined by the ground clearance of the vehicle.
- the installation space BR is available to the assembly BG from the inverter INV and the electrical machine EM.
- the height H of the installation space is determined approximately by the external dimensions of the electric motor with inverter.
- the inverter is arranged in this embodiment in the z-direction above the electric machine, but it can also occupy any other position on the electric machine, especially below the electric machine.
- a transmission component GB is schematically indicated on the left along the axis A.
- FIG. 2 shows a vehicle in rough outlines with two non-steerable or steerable wheels R1 and R3 on a rear axle or a front axle.
- the vehicle is shown in plan view in FIG Relation to a terrestrial coordinate system with the main axes XE, YE and ZE, wherein the main axes XE and YE a plane parallel to the earth's surface on which the vehicle moves and the third main axis ZE out of the viewing plane, facing the viewer.
- the vehicle level is aligned parallel to the earth's surface XE / YE.
- an inverter INV and an electric motor EM is installed in the axis A of the vehicle.
- a construction space BR is defined whose dimensions in this example in the vehicle longitudinal axis LA are limited to approximately one third of the vehicle, relative to the overall length of the vehicle.
- the space BR for the assembly BG in the vehicle is limited in width B, height H and depth T and extremely small.
- the required power is achieved at a voltage of less than 60 V by raising the engine speed to a value between 30,000 rpm and 60,000 rpm, whereby the diameter of the electric machine is not increased beyond the installation space specification.
- the converters In order to cope with the electrical machine with the high power density, the converters must be adapted in size and volume.
- the invention defines an optimal design of the components of the assembly, wherein the group of trees consists of the electric motor EM and the inverter INV, but optionally also has a first gear stage on the electric motor.
- the following rules are set up, which determine the dimensioning of each other in a defined space.
- the electric machine is described as a cylinder, the inverter as a cuboid.
- the six design rules listed do not have to be applied simultaneously, but can be realized in combinations to produce optimal results. However, at least one of the rules must apply. 1 . Diameter of the electric machine to height of the inverter
- the diameter of the electric machine with a speed of 30,000 to 60,000 rpm D_EM should be designed to 1,6 times the height HJNV of the inverter.
- Diameter of the electric machine to width of the inverter The diameter of the electric machine D_EM should be designed to 1,6 times the width of the inverter BJNV.
- the length of the electrical machine based on the overall length of the housing with the housing part for receiving the first gear stage L_EM, should correspond approximately to the length of the converter LJNV.
- the length of the active parts L_EMact of the electrical machine including the winding heads of the stator should be up to only 0.36 times the length of the inverter LJNV. 5. Enveloping volume of the electric machine to enveloping volume of the inverter
- the enveloping volume V_EM_env of the electrical machine which is calculated with outside diameter A 2 * pi / 4 * outside length taking into account the housing pitch for receiving the first gear stage, should be up to twice the enveloping volume V_INV_env of the converter.
- the enveloping volume V_EM_env calculated with outside diameter A 2 * pi / 4 * outside length, of the active parts of the electric machine, which includes the winding heads of the stator, should be up to 0.47 times the enveloping volume of the converter V_INV_env.
- the method of interpretation therefore begins with the application of a rule to then optionally apply one or more other rules to arrive at a solution.
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Abstract
The invention relates to an assembly for a motor vehicle comprising an electric machine (EM) in the low-voltage range and a converter (INV), the electric machine (EM) being operated at a rotational speed of between 30.000 and 60000 rotations/min and the assembly (BG) is dimensioned to the space according to at least one design rule.
Description
Baugruppe für ein Fahrzeug und Verfahren zur Auslegung der Baugruppe Assembly for a vehicle and method for designing the assembly
Die Erfindung betrifft eine Baugruppe für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einer elektrischen Maschine (EM) im Niedervoltbereich und einem Umrichter (INV), wobei die elektrische Maschine (EM) mit einer Drehzahl zwischen 30.000 und 60000 Umdrehungen /min betrieben ist und die Baugruppe (BG) im Bauraum nach mindestens einer Design-Regeln dimensioniert ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Auslegung der Baugruppe. The invention relates to an assembly for a motor vehicle consisting of an electric machine (EM) in the low-voltage range and a converter (INV), wherein the electric machine (EM) is operated at a speed between 30,000 and 60,000 revolutions / min and the assembly (BG) dimensioned in the space according to at least one design rules. The invention further relates to a method for designing the assembly.
Stand der Technik Bei der Herstellung von Antrieben insbesondere für Fahrzeuge ist es Ziel, eine integrierte, bauraum- und gewichtsoptimierte Antriebsgruppe mit entsprechenden Schnittstellen zum Fahrzeug (CAN, LIN, etc.) zur Verfügung zu stellen. Es stünde somit bei geringem Integrationsaufwand auf Anwenderseite ein vollintegrierter elektrischer Antrieb beispielsweise für folgende Anwendungen zur Verfügung: Hybridfahrzeuge mit ERAD (electric rear axie drive), batterieelektrische Fahrzeuge mit Front- oder Heckantrieb (BEV) und Baukastensystem für einfache Hybridisierung konventioneller ICE (internal combustion engine) Fahrzeuge. PRIOR ART In the production of drives, in particular for vehicles, the aim is to provide an integrated, space-and weight-optimized drive group with corresponding interfaces to the vehicle (CAN, LIN, etc.). Thus, with little integration effort on the user side, a fully integrated electric drive would be available, for example for the following applications: hybrid vehicles with ERAD (electric rear axie drive), battery-electric vehicles with front or rear wheel drive (BEV) and modular system for simple hybridization of conventional ICE (internal combustion engine ) Vehicles.
In einem Hybridelektrokraftfahrzeug sind ein Elektromotor und meistens ein Ottooder Dieselmotor die beiden Energiewandler; ein Akkumulator und ein Kraftstoff- tank oder Gastank sind die beiden Energiespeicher. In a hybrid electric vehicle, an electric motor and most often an Ottooder diesel engine are the two energy converters; an accumulator and a fuel tank or gas tank are the two energy stores.
Die einzelnen Motoren können auf unterschiedliche Weise zusammenarbeiten: Beim parallelen Antrieb treiben sowohl der Verbrennungsmotor als auch der Elektromotor die Antriebsräder an. Dabei findet eine Leistungsaddition der Antriebsaggregate statt. Der Leistungsfluss erfolgt parallel aus Verbrennungsmotor und/oder
Elektromotor. Beim seriellen Antrieb treibt der Verbrennungsmotor einen Generator an. Der Elektromotor wiederum nutzt diese elektrische Energie des Generators zum Fahrzeugantrieb. Der Leistungsdruck findet dabei in Serie statt: Verbrennungsmotor, Generator, Motor. The individual motors can work together in different ways: When the drive is parallel, both the combustion engine and the electric motor drive the drive wheels. In this case, a power addition of the drive units takes place. The power flow takes place in parallel from internal combustion engine and / or Electric motor. With the serial drive, the combustion engine drives a generator. The electric motor in turn uses this electrical energy of the generator to drive the vehicle. The power pressure takes place in series: internal combustion engine, generator, engine.
Bei einem leistungsverzweigten Antrieb werden das serielle und das parallele Konzept kombiniert. Hierbei kann der Antrieb entweder nur durch den Elektromotor (serielle Energiewandlung mittels Verbrennungsmotor und Generator) oder durch den Elektromotor mit parallelem Verbrennungsmotor. A power-split drive combines the serial and the parallel concept. Here, the drive can either only by the electric motor (serial energy conversion by internal combustion engine and generator) or by the electric motor with a parallel internal combustion engine.
Eine weitere Möglichkeit der Hybrid-Technologie ist der Einsatz eines Range Ex- tenders. Dabei handelt es sich um einen kleinen Verbrennungsmotor mit Generator. Bei entladener Batterie liefert er die Energie für den elektrischen Antrieb. Another option for hybrid technology is the use of a range extender. It is a small combustion engine with generator. When the battery is discharged, it supplies the power for the electric drive.
Für die Auslegung des Antriebssystems besteht die Herausforderung elektrische Maschinen mit hohen Leistungen in kleinen Bauräumen unterzubringen. For the design of the drive system, the challenge is to accommodate electrical machines with high performance in small installation spaces.
Beim Einbau einer elektrischen Maschine bestehen vom Automobil-Hersteller starke Bauraumbegrenzungen, da aktuell die Karosseriekomponenten noch für verschiedenste Antrieb benutzt werden. When installing an electrical machine, the automobile manufacturer has strong space limitations, since currently the body components are still used for a variety of drive.
Gleichzeitig sollen die elektrischen Leistungen des Motors hoch sein. Die Leistun- gen einer elektrischen Maschine lassen sich dabei über verschiedene Wege erhöhen. Die elektrische Maschine kann verlängert oder im Durchmesser des Stators vergrößert werden. Eine weitere Alternative stellt die Erhöhung der Drehzahl einer elektrischen Maschine bestimmter Baugröße dar. At the same time, the electrical power of the engine should be high. The power of an electric machine can be increased in various ways. The electrical machine can be extended or increased in diameter of the stator. Another alternative is to increase the speed of an electrical machine of certain size.
Neben der elektrischen Maschine stelle der Umrichter oder Inverter ein großes Bauteil dar, das für die Baugruppe elektrischer Antrieb verbaut werden muss. Umrichter sind dazu ausgebildet, einen Gleichstrom in einen mehrphasigen Wechselstrom zu wandeln. Damit ist es möglich, beispielsweise mit Gleichstrombatterien hocheffiziente Wechselstromantriebe zu versorgen. Natürlich kann der Stromrichter auch ein Umrichter mit Frequenzwandlung, ein Gleichrichter zur Wandlung von Wechselspannung in Gleichspannung oder ein Gleichspannungswandler (DCDC-
Wandler) sein. Unter einem Umrichter wird hier auch eine Kombination aus zwei oder mehr der oben genannten Einzelrichter verstanden. In addition to the electrical machine, the inverter or inverter is a large component that must be installed for the electrical drive assembly. Inverters are designed to convert a direct current into a multiphase alternating current. This makes it possible, for example, to supply high-efficiency AC drives with DC batteries. Of course, the converter can also be a converter with frequency conversion, a rectifier for converting AC voltage into DC voltage or a DC-DC converter (DCDC). Converter). A converter is also understood to mean a combination of two or more of the individual judges mentioned above.
In der DE 10 2013 208 976 A1 wird das Bauraumproblem durch eine Integration der Umrichterfunktionen in den Elektromotor gelöst. In DE 10 2013 208 976 A1, the space problem is solved by an integration of the inverter functions in the electric motor.
In der EP 2 910 55 A1 werden Elektromotor und Inverter Wand an Wand zueinander aufgebaut und zu einem Gesamtblock verbaut. In EP 2 910 55 A1, the electric motor and the inverter are constructed wall-to-wall with respect to one another and installed to form an overall block.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine elektrische Baugruppe für den Antriebs- sträng in einem Fahrzeug vorzuschlagen, der eine optimierte Auslegung von Baugrößen und Leistungen für einen vordefinierten Bauraum erfüllt. It is therefore an object of the invention to propose an electrical assembly for the drive train in a vehicle that meets an optimized design of sizes and outputs for a predefined space.
Gelöst wird die Aufgabe mit einer Baugruppe mit einer elektrischen Maschine und einem Umrichter. Eine solche Lösung ist für den alleinigen elektrischen Betrieb in einem Fahrzeug einsetzbar. The task is solved with a module with an electrical machine and a converter. Such a solution can be used for the sole electrical operation in a vehicle.
Insbesondere wird die Aufgabe gelöst mit einer Baugruppe für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einer elektrischen Maschine (EM) im Niedervoltbereich und einem Umrichter (INV) , wobei die elektrische Maschine (EM) mit einer Drehzahl zwi- sehen 30.000 und 60000 Umdrehungen /min betrieben ist und die Baugruppe (BG) im Bauraum nach mindestens einer der folgenden Regeln dimensioniert ist: In particular, the object is achieved with an assembly for a motor vehicle consisting of an electric machine (EM) in the low-voltage range and a converter (INV), wherein the electric machine (EM) at a speed between 30,000 and 30,000 and 30,000 revolutions per minute is operated the assembly (BG) in the installation space is dimensioned according to at least one of the following rules:
• Der Durchmesser der elektrischen Maschine D_EM soll bis zum 1 ,6 fachen der Höhe HJNV des Umrichters ausgelegt sein, • The diameter of the electric machine D_EM should be up to 1.6 times the height HJNV of the inverter,
· Der Durchmesser der elektrischen Maschine D_EM soll bis zum 1 ,6 fachen der Breite des Umrichters BJNV ausgelegt sein, · The diameter of the electric machine D_EM should be designed to 1,6 times the width of the inverter BJNV
• Die Länge der elektrischen Maschine, bezogen auf die Gesamtlänge des Gehäuses mit dem Gehäuseteil zur Aufnahme der ersten Getriebestufe L_EM soll größer sein oder ungefähr der Länge des Umrichters LJNV entsprechen,
• Die Länge der Aktivteile L_EMact der elektrischen Maschine inklusive der Wickelköpfe des Stators soll bis zum 0,36- fachen der Länge des Umrichters LJNV betragen, • The length of the electrical machine, based on the total length of the housing with the housing part for receiving the first gear stage L_EM should be greater or approximately equal to the length of the inverter LJNV, • The length of the active parts L_EMact of the electrical machine including the winding heads of the stator should be up to 0.36 times the length of the inverter LJNV,
• Das einhüllendes Volumen V_EM_env der elektrischen Maschine, das mit Au- ßendurchmesser A2*pi/4*Außenlänge berechnet wird, unter Berücksichtigung des Gehäuseteils zur Aufnahme der ersten Getriebestufe soll bis zum zweifachen des einhüllenden Volumens V_INV_env des Umrichters betragen,• The enveloping volume V_EM_env of the electrical machine, calculated with outside diameter A 2 * pi / 4 * outside length, taking into account the housing part for receiving the first gear stage, should be up to twice the enveloping volume V_INV_env of the inverter,
• Das einhüllendes Volumen V_EM_env, das mit Außendurchmesser • The enveloping volume V_EM_env, with outer diameter
A2*pi/4*Außenlänge berechnet wird, der Aktivteile der elektrischen Maschine was die Wickelköpfe des Stators einschließt, soll bis zum 0,47 fachen des einhüllenden Volumens des Umrichters V_INV_env sein. A2 * pi / 4 * external length, the active parts of the electric machine enclosing the windings of the stator should be up to 0.47 times the enveloping volume of the inverter V_INV_env.
Die Regeln zur Auslegung der Komponenten der Baugruppe erlauben eine optimale Ausnutzung des Bauraums bei gleichzeitiger hoher Leistungsdichte. Es ist von Vorteil, wenn die Verhältnisse der Größen, die in den Regeln genannt sind, exakt vorliegen. Damit werden die Verhältnisse z.B. der Durchmesser der elektrischen Maschine D_EM ist genau das 1 ,6 fache der Breite des Umrichters BJNV, festgelegt. Diese Verhältnisse beinhalten ein Optimum an Bauraumausnutzung und Leistung. The rules for the design of the components of the module allow optimum utilization of the installation space while maintaining high power density. It is an advantage if the ratios of the quantities mentioned in the rules are exact. Thus, the ratios are changed e.g. the diameter of the electric machine D_EM is exactly 1.6 times the width of the inverter BJNV. These conditions include an optimum of space utilization and performance.
Vorteilhafterweise wird nur eine Regel benutzt, wobei der Durchmesser der elektrischen Maschine D_EM soll bis zum 1 ,6 fachen der Höhe HJNV des Umrichters ausgelegt sein. Advantageously, only one rule is used, wherein the diameter of the electric machine D_EM should be designed to be 1.6 times the height HJNV of the converter.
Damit wird eine optimale Ausnutzung der Höhe H des Bauraums durch die This is an optimal utilization of the height H of the space through the
Summe von D EM und H INV erreicht.
Vorteilhafterweise wird nur eine Regel benutzt, wobei der Durchmesser der elektrischen Maschine D_EM bis zum 1 ,6 fachen der Breite des Umrichters BJNV ausgelegt sein soll. Total of D EM and H INV achieved. Advantageously, only one rule is used, wherein the diameter of the electric machine D_EM should be designed to be 1.6 times the width of the converter BJNV.
Damit wird eine optimale Ausnutzung der Breite B des Bauraums durch die Summe von D_EM und BJNV erreicht. Thus, an optimal utilization of the width B of the installation space is achieved by the sum of D_EM and BJNV.
Vorteilhafterweise wird nur eine Regel benutzt, wobei die Länge der elektrischen Maschine, bezogen auf die Gesamtlänge des Gehäuses mit dem Gehäuseteil zur Aufnahme der ersten Getriebestufe L_EM größer ist oder ungefähr der Länge des Umrichters LJNV entsprechen soll. Damit einen optimale Ausnutzung der Tiefe T des Bauraums durch L_EM und LJNV erreicht. Advantageously, only one rule is used, wherein the length of the electric machine, based on the total length of the housing with the housing part for receiving the first gear stage L_EM is greater or approximately equal to the length of the inverter LJNV. So that optimal utilization of the depth T of the installation space is achieved by L_EM and LJNV.
Vorteilhafterweise wird nur eine Regel benutzt, wobei die Länge der Aktivteile L_EMact der elektrischen Maschine inklusive der Wickelköpfe des Stators bis zum 0,36- fachen der Länge des Umrichters LJNV betragen soll. Damit wird ein opti- males Verhältnis für die aktiven Komponenten der elektrischen Maschine zur Bauraumtiefe, in die der Umrichter mit seiner Länge LJNV eingepasst ist, erreicht. Advantageously, only one rule is used, wherein the length of the active parts L_EMact of the electric machine including the winding heads of the stator should be up to 0.36 times the length of the converter LJNV. This achieves an optimal ratio for the active components of the electrical machine to the installation depth, into which the converter with its length LJNV is fitted.
Vorteilhafterweise wird nur eine Regel benutzt, wobei das einhüllendes Volumen V_EM_env der elektrischen Maschine, das mit Außendurchmesser A2*pi/4*Außen- länge berechnet wird, unter Berücksichtigung des Gehäuseteils zur Aufnahme der ersten Getriebestufe bis zum zweifachen des einhüllenden Volumens VJNV_env des Umrichters betragen soll. Advantageously, only one rule is used, wherein the enveloping volume V_EM_env of the electrical machine, which is calculated with external diameter A 2 * pi / 4 * outside length, taking into account the housing part for receiving the first gear stage up to twice the enveloping volume VJNV_env the inverter should be.
Die Volumenregel erreicht, dass im Bauraum deutlich mehr Volumen für die elektrische Maschine als für den Inverter zur Verfügung gestellt wird. Vorteilhafterweise wird nur eine Regel benutzt, wobei das einhüllendes Volumen V_EM_env, das mit Außendurchmesser A2*pi/4*Außenlänge berechnet wird, der Aktivteile der elektrischen Maschine, was die Wickelköpfe des Stators einschließt,
soll bis zum 0,47 fachen des einhüllenden Volumens des Umrichters V_INV_env sein. The volume rule ensures that much more volume is made available in the installation space for the electrical machine than for the inverter. Advantageously, only one rule is used, wherein the enveloping volume V_EM_env, which is calculated with outside diameter A 2 * pi / 4 * outside length, of the active parts of the electrical machine, which encloses the winding heads of the stator, should be up to 0,47 times the enveloping volume of the converter V_INV_env.
Die Volumenregel erreicht, dass der aktive Teil der elektrischen Maschine optimiert ist. The volume rule ensures that the active part of the electric machine is optimized.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet zur Auslegung einer Baugruppe für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einer elektrischen Maschine (EM) im Niedervoltbereich und einem Umrichter (INV), wobei die elektrische Maschine (EM) mit einer Drehzahl zwischen 30.000 und 60000 Umdrehungen /min betrieben ist und die Baugruppe (BG) im Bauraum nach mindestens einer der folgenden Regeln dimensioniert wird: The inventive method is suitable for the design of an assembly for a motor vehicle consisting of an electric machine (EM) in the low voltage range and a converter (INV), wherein the electric machine (EM) is operated at a speed between 30,000 and 60,000 revolutions / min and the Assembly (BG) in the installation space is dimensioned according to at least one of the following rules:
• Der Durchmesser der elektrischen Maschine D_EM wird bis zum 1 ,6 fachen der Höhe HJNV des Umrichters ausgelegt, • The diameter of the electric machine D_EM is rated up to 1.6 times the height HJNV of the inverter.
· Der Durchmesser der elektrischen Maschine D_EM wird bis zum 1 ,6 fachen der Breite des Umrichters BJNV ausgelegt, · The diameter of the electric machine D_EM is designed to be 1.6 times the width of the BJNV inverter.
• Die Länge der elektrischen Maschine, bezogen auf die Gesamtlänge des Gehäuses mit dem Gehäuseteil zur Aufnahme der ersten Getriebestufe L_EM wird ungefähr der Länge des Umrichters LJNV angepasst, • The length of the electrical machine, based on the overall length of the housing with the housing part for receiving the first gear stage L_EM is adapted approximately to the length of the inverter LJNV,
· Die Länge der Aktivteile L_EMact der elektrischen Maschine inklusive der Wickelköpfe des Stators wird bis zum 0,36- fachen der Länge des Umrichters LJNV ausgelegt, · The length of the L_EMact active parts of the electrical machine, including the stator windings, is designed to be up to 0.36 times the length of the LJNV converter.
• Das einhüllendes Volumen V_EM_env der elektrischen Maschine, das mit Außendurchmesser A2*pi/4*Außenlänge berechnet wird, unter Berücksichtigung des Gehäuseteils zur Aufnahme der ersten Getriebestufe wird bis zum zweifachen des einhüllenden Volumens V_INV_env des Umrichters ausgelegt,• The enveloping volume V_EM_env of the electrical machine, calculated with outside diameter A 2 * pi / 4 * outside length, taking into account the housing part for receiving the first gear stage, is designed to double the enveloping volume V_INV_env of the inverter,
• Das einhüllendes Volumen V_EM_env, das mit Außendurchmesser • The enveloping volume V_EM_env, with outer diameter
A2*pi/4*Außenlänge berechnet wird, der Aktivteile der elektrischen Maschine
was die Wickelköpfe des Stators einschließt, wird bis zum 0,47 fachen des einhüllenden Volumens des Umrichters V_INV_env ausgelegt. A2 * pi / 4 * external length, the active parts of the electric machine what encloses the windings of the stator, is up to 0.47 times the envelope volume of the inverter V_INV_env designed.
Beschreibung der Erfindung Description of the invention
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der beispielhaften Ausführungsform Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Anordnung der Baugruppe im Fahrzeug Fig. 1 shows a schematic representation of the exemplary embodiment Fig. 2 shows an exemplary arrangement of the assembly in the vehicle
Fig. 3 zeigt die Verhältnisse in der Baugruppe. Fig. 3 shows the conditions in the assembly.
In Figur 1 wird ein Schnitt durch eine Achse A dargestellt. Ein Inverter INV und eine elektrische Maschine EM bilden eine Baugruppe BG und sind entlang der Fahrzeugkardanwelle, bzw. einer Seitenwelle angeordnet. Der Abstand des Bauraums BR von der Erdoberfläche XE/YE ist durch die Bodenfreiheit des Fahrzeugs bestimmt. Der Bauraum BR steht der Baugruppe BG aus Inverter INV und elektrischer Maschine EM zur Verfügung. Die Höhe H des Bauraums wird in etwa von den äußeren Abmessungen des Elektromotors mit Inverter bestimmt. Der Inverter ist in diesem Ausführungsbeispiel in z-Richtung oberhalb der elektrischen Maschine angeordnet, er kann aber auch jede andere Position an der elektrischen Maschine einnehmen, vor allem auch unterhalb der elektrischen Maschine liegen. An der eklektischen Maschine ist links entlang der Achse A schematisch ein Getriebebauteil GB angedeutet. FIG. 1 shows a section through an axis A. An inverter INV and an electric machine EM form an assembly BG and are arranged along the Fahrzeugkardanwelle, or a side shaft. The distance of the installation space BR from the earth's surface XE / YE is determined by the ground clearance of the vehicle. The installation space BR is available to the assembly BG from the inverter INV and the electrical machine EM. The height H of the installation space is determined approximately by the external dimensions of the electric motor with inverter. The inverter is arranged in this embodiment in the z-direction above the electric machine, but it can also occupy any other position on the electric machine, especially below the electric machine. On the eclectic machine, a transmission component GB is schematically indicated on the left along the axis A.
Die vereinfachte schematische Darstellung in Fig. 2 zeigt ein Fahrzeug in groben Umrissen mit zwei nicht lenkbaren oder lenkbaren Rädern R1 und R3 an einer Hinterachse oder einer Vorderachse. Das Fahrzeug ist dargestellt in Draufsicht in
Relation zu einem erdfesten Koordinatensystem mit den Hauptachsen XE, YE und ZE, wobei die Hauptachsen XE und YE eine Ebene parallel zur Erdoberfläche, auf der sich das Fahrzeug bewegt aufspannen und die dritte Hauptachse ZE aus der Betrachtungsebene heraus, dem Betrachter entgegen gerichtet ist. Die Fahrzeug- ebene ist dabei parallel zur Erdoberfläche XE/YE ausgerichtet. The simplified schematic representation in Fig. 2 shows a vehicle in rough outlines with two non-steerable or steerable wheels R1 and R3 on a rear axle or a front axle. The vehicle is shown in plan view in FIG Relation to a terrestrial coordinate system with the main axes XE, YE and ZE, wherein the main axes XE and YE a plane parallel to the earth's surface on which the vehicle moves and the third main axis ZE out of the viewing plane, facing the viewer. The vehicle level is aligned parallel to the earth's surface XE / YE.
In die Achse A des Fahrzeugs ist ein Inverter INV und ein Elektromotor EM verbaut. Im Bereich der Achse ist ein Bauraum BR definiert, dessen Abmessungen in diesem Beispiel in der Fahrzeuglängsachse LA auf etwa ein Drittel des Fahrzeugs, bezogen auf die Gesamtlänge des Fahrzeugs limitiert ist. In the axis A of the vehicle, an inverter INV and an electric motor EM is installed. In the area of the axle, a construction space BR is defined whose dimensions in this example in the vehicle longitudinal axis LA are limited to approximately one third of the vehicle, relative to the overall length of the vehicle.
Mit herkömmlichen 48V E-Maschinen, dem typischen Spannungsniveau unter 60V, die im Drehzahlbereich bis 20.000 U/min arbeiten, ist nur eine begrenzte Leistungsdichte möglich. Bei Hybrid- oder reinen Elektroanwendungen ist aber der Leistungsbedarf mit Anforderungen bis zu 100kW höher. Aktuell werden bei 48V betriebene, permanenterregte Synchronmaschinen und Asynchronmaschinen mit Drehzahlen bis 20.000 U/min mit einem Außendurchmesser der Aktivteile von mindestens 155 mm, bei Leistungen von über 20 kW verbaut. Diese Maschinen sind aber für den limitierten Bauraum BR viel zu groß. With conventional 48V electric machines, the typical voltage level below 60V, working in the speed range up to 20,000 rev / min, only a limited power density is possible. In hybrid or pure electrical applications, however, the power requirement with requirements up to 100 kW is higher. Currently, 48V-operated permanent-magnet synchronous machines and asynchronous machines with speeds up to 20,000 rpm with an outer diameter of the active parts of at least 155 mm are installed at outputs of more than 20 kW. However, these machines are much too big for the limited installation space BR.
Der Bauraum BR für die Baugruppe BG im Fahrzeug ist in Breite B, Höhe H und Tiefe T eingeschränkt und extrem klein. The space BR for the assembly BG in the vehicle is limited in width B, height H and depth T and extremely small.
Um den Anforderungen gerecht zu werden, wird bei Spannungslage unter 60 V durch eine Anhebung der Motordrehzahl auf einen Wert zwischen 30000 U/min und 60.000 rpm die geforderte Leistung erzielt, wobei der Durchmesser der elektrischen Maschine nicht über die Bauraumvorgabe vergrößert wird. Um der elektrischen Maschine mit der hohen Leistungsdichte gerecht zu werden, müssen die Umrichter durchaus in Größe und Volumen angepasst.
Die Erfindung definiert eine optimale Auslegung der Bauteile der Baugruppe, wobei die Baumgruppe aus dem Elektromotor EM und dem Inverter INV besteht, aber optional auch noch eine erste Getriebestufe am Elektromotor besitzt. In order to meet the requirements, the required power is achieved at a voltage of less than 60 V by raising the engine speed to a value between 30,000 rpm and 60,000 rpm, whereby the diameter of the electric machine is not increased beyond the installation space specification. In order to cope with the electrical machine with the high power density, the converters must be adapted in size and volume. The invention defines an optimal design of the components of the assembly, wherein the group of trees consists of the electric motor EM and the inverter INV, but optionally also has a first gear stage on the electric motor.
Um eine optimale Anpassung zu erreichen werden folgende Regeln aufgestellt, die die Auslegung der Größen zueinander in einem definierten Bauraum bestimmen. Die Elektrische Maschine wird dabei als Zylinder beschrieben, der Umrichter als Quader. Die aufgeführten sechs Designregeln müssen nicht gleichzeitig angewendet sein, sondern können in Kombinationen realisiert zu optimalen Ergebnissen führen. Allerdings muss mindestens eine der Regeln Anwendung finden. 1 . Durchmesser der elektrischen Maschine zu Höhe des Umrichters In order to achieve an optimal adaptation, the following rules are set up, which determine the dimensioning of each other in a defined space. The electric machine is described as a cylinder, the inverter as a cuboid. The six design rules listed do not have to be applied simultaneously, but can be realized in combinations to produce optimal results. However, at least one of the rules must apply. 1 . Diameter of the electric machine to height of the inverter
Der Durchmesser der elektrischen Maschine mit einer Drehzahl von 30.000 bis 60000 rpm D_EM soll bis zum 1 ,6 fachen der Höhe HJNV des Umrichters ausgelegt sein. The diameter of the electric machine with a speed of 30,000 to 60,000 rpm D_EM should be designed to 1,6 times the height HJNV of the inverter.
2. Durchmesser der elektrischen Maschine zu Breite des Umrichters Der Durchmesser der elektrischen Maschine D_EM soll bis zum 1 ,6 fachen der Breite des Umrichters BJNV ausgelegt sein. 2. Diameter of the electric machine to width of the inverter The diameter of the electric machine D_EM should be designed to 1,6 times the width of the inverter BJNV.
3. Länge der elektrischen Maschine zu Länge des Umrichters 3. Length of the electrical machine to length of the inverter
Die Länge der elektrischen Maschine, bezogen auf die Gesamtlänge des Gehäuses mit dem Gehäuseteil zur Aufnahme der ersten Getriebestufe L_EM soll unge- fähr der Länge des Umrichters LJNV entsprechen. The length of the electrical machine, based on the overall length of the housing with the housing part for receiving the first gear stage L_EM, should correspond approximately to the length of the converter LJNV.
4. Länge der Aktivteile der elektrischen Maschine (inklusive Wickelköpfen) zu Länge des Umrichters 4. Length of the active parts of the electric machine (including end windings) to length of the inverter
Die Länge der Aktivteile L_EMact der elektrischen Maschine inklusive der Wickelköpfe des Stators soll bis zu nur bis zu 0,36 fachen der Länge des Umrichters LJNV betragen.
5. Einhüllendes Volumen der elektrischen Maschine zu einhüllendem Volumen des Umrichters The length of the active parts L_EMact of the electrical machine including the winding heads of the stator should be up to only 0.36 times the length of the inverter LJNV. 5. Enveloping volume of the electric machine to enveloping volume of the inverter
Das einhüllendes Volumen V_EM_env der elektrischen Maschine, das mit Außendurchmesser A2*pi/4*Außenlänge berechnet wird unter Berücksichtigung des Ge- häuseteisl zur Aufnahme der ersten Getriebestufe soll bis zum zweifachender einhüllendem Volumen V_INV_env des Umrichters betragen. The enveloping volume V_EM_env of the electrical machine, which is calculated with outside diameter A 2 * pi / 4 * outside length taking into account the housing pitch for receiving the first gear stage, should be up to twice the enveloping volume V_INV_env of the converter.
6. Einhüllendes Volumen der Aktivteile der elektrischen Maschine zu einhüllendem Volumen des Umrichters 6. Enveloping volume of the active parts of the electric machine to enveloping volume of the inverter
Das einhüllendes Volumen V_EM_env, das mit Außendurchmesser A2*pi/4*Au- ßenlänge berechnet wird, der Aktivteile der elektrischen Maschine was die Wickelköpfe des Stators einschließt, soll bis zum 0,47 fachen des einhüllendem Volumen des Umrichters V_INV_env sein. The enveloping volume V_EM_env, calculated with outside diameter A 2 * pi / 4 * outside length, of the active parts of the electric machine, which includes the winding heads of the stator, should be up to 0.47 times the enveloping volume of the converter V_INV_env.
Bei der Anwendung einzelner Regeln werden bereits vorteilhafte Ausgestaltungen erzielt. Wendet man mehr als eine Regel an, wird die Auslegung optimiert und der vorhandene Bauraum optimal genutzt. In the application of individual rules already advantageous embodiments are achieved. If you apply more than one rule, the design is optimized and the available space is used optimally.
Das Verfahren zur Auslegung beginnt daher mit der Anwendung einer Regel, um dann gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Regeln anzuwenden und so zu einer Lösung zu kommen.
The method of interpretation therefore begins with the application of a rule to then optionally apply one or more other rules to arrive at a solution.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
A Achse A axis
R Räder R wheels
EM Elektrische Maschine EM electric machine
BR Bauraum BR space
BG Baugruppe BG assembly
LA Längsachse LA longitudinal axis
T Tiefe Bauraum T deep space
H Höhe Bauraum H height of installation space
B Breite Bauraum B Wide space
INV Inverter/Umrichter INV inverter / inverter
D_EM Durchmesser der elektrischen Maschine D_EM diameter of the electric machine
HJNV Höhe des Umrichters HJNV height of the inverter
BJNV Breite des Umrichters BJNV width of the inverter
L_EM Länge der Aktivteile der elektrischen Maschine L_EM length of the active parts of the electric machine
LJNV Länge des Umrichters LJNV length of the inverter
L_EMact Länge der Aktivteile elektrischen Maschine V_EM_env Einhüllendes Vo¬ lumen des EM L_EMact length of the active parts of the electric machine V_EM_env enveloping Vo ¬ lumen of the EM
V INV env Einhüllendes Volumen des Umrichters
V INV env Enveloping volume of the inverter
Claims
1 . Baugruppe für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einer elektrischen Maschine (EM) im Niedervoltbereich und einem Umrichter (INV), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) mit einer Drehzahl zwischen 30.000 und1 . Assembly for a motor vehicle consisting of an electric machine (EM) in the low-voltage range and a converter (INV), characterized in that the electric machine (EM) with a rotational speed between 30,000 and
60000 Umdrehungen /min betrieben ist und die Baugruppe (BG) im Bauraum nach mindestens einer der folgenden Regeln dimensioniert ist: 60000 revolutions / min is operated and the assembly (BG) in the installation space according to at least one of the following rules:
• Der Durchmesser der elektrischen Maschine D EM soll bis zum 1 ,6 fachen der Höhe HJNV des Umrichters ausgelegt sein, • The diameter of the electric machine D EM should be up to 1.6 times the height HJNV of the inverter,
· Der Durchmesser der elektrischen Maschine D_EM soll bis zum 1 ,6 fachen der Breite des Umrichters BJNV ausgelegt sein, · The diameter of the electric machine D_EM should be designed to 1,6 times the width of the inverter BJNV
• Die Länge der elektrischen Maschine, bezogen auf die Gesamtlänge des Gehäuses mit dem Gehäuseteil zur Aufnahme der ersten Getriebestufe L_EM soll größer sein oder ungefähr der Länge des Umrichters LJNV entsprechen. · Die Länge der Aktivteile L_EMact der elektrischen Maschine inklusive der Wickelköpfe des Stators soll bis zum 0,36- fachen der Länge des Umrichters LJNV betragen, • The length of the electrical machine, based on the total length of the housing with the housing part for receiving the first gear stage L_EM, should be greater or approximately equal to the length of the LJNV inverter. · The length of the active parts L_EMact of the electrical machine including the winding heads of the stator should be up to 0.36 times the length of the inverter LJNV,
• Das einhüllendes Volumen V_EM_env der elektrischen Maschine, das mit Außendurchmesser A2*pi/4*Außenlänge berechnet wird, unter Berücksichtigung des Gehäuseteils zur Aufnahme der ersten Getriebestufe soll bis zum zweifachen des einhüllenden Volumens V_INV_env des Umrichters betragen,• The enveloping volume V_EM_env of the electrical machine calculated with outside diameter A 2 * pi / 4 * outside length, taking into account the housing part for receiving the first gear stage, should be up to twice the enveloping volume V_INV_env of the inverter,
• Das einhüllendes Volumen V_EM_env, das mit Außendurchmesser • The enveloping volume V_EM_env, with outer diameter
A2*pi/4*Außenlänge berechnet wird, der Aktivteile der elektrischen Maschine was die Wickelköpfe des Stators einschließt, soll bis zum 0,47 fachen des ein- hüllenden Volumens des Umrichters V INV env sein.
A2 * pi / 4 * external length, the active parts of the electric machine, which encloses the winding heads of the stator, should be up to 0.47 times the enveloping volume of the inverter V INV env.
2. Baugruppe für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verhältnisse der Größen, die in den Regeln genannt sind, exakt vorliegen. 2. An assembly for a motor vehicle according to claim 1, characterized in that the ratios of the sizes which are mentioned in the rules, exist exactly.
3. Baugruppe für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einer elektrischen Maschine (EM) im Niedervoltbereich und einem Umrichter (INV), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) mit einer Drehzahl zwischen 30.000 und 60000 Umdrehungen /min betrieben ist und die Baugruppe (BG) im Bauraum nach der folgenden Regel dimensioniert ist: 3. assembly for a motor vehicle consisting of an electric machine (EM) in the low voltage range and a converter (INV), characterized in that the electric machine (EM) is operated at a rotational speed between 30,000 and 60,000 revolutions / min and the assembly (BG ) is dimensioned in the installation space according to the following rule:
· Der Durchmesser der elektrischen Maschine D_EM soll bis zum 1 ,6 fachen der Höhe HJNV des Umrichters ausgelegt sein. · The diameter of the electric machine D_EM should be up to 1.6 times the height HJNV of the inverter.
4. Baugruppe für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einer elektrischen Maschine (EM) im Niedervoltbereich und einem Umrichter (INV), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) mit einer Drehzahl zwischen 30.000 und 60000 Umdrehungen /min betrieben ist und die Baugruppe (BG) im Bauraum nach der folgenden Regel dimensioniert ist: 4. assembly for a motor vehicle consisting of an electric machine (EM) in the low-voltage range and a converter (INV), characterized in that the electric machine (EM) is operated at a rotational speed between 30,000 and 60,000 revolutions / min and the assembly (BG ) is dimensioned in the installation space according to the following rule:
Der Durchmesser der elektrischen Maschine D_EM soll bis zum 1 ,6 fachen der Breite des Umrichters BJNV ausgelegt sein. The diameter of the electric machine D_EM should be designed to be 1.6 times the width of the converter BJNV.
5. Baugruppe für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einer elektrischen Maschine (EM) im Niedervoltbereich und einem Umrichter (INV), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) mit einer Drehzahl zwischen 30.000 und 60000 Umdrehungen /min betrieben ist und die Baugruppe (BG) im Bauraum nach der folgenden Regel dimensioniert ist: 5. assembly for a motor vehicle consisting of an electric machine (EM) in the low voltage range and a converter (INV), characterized in that the electric machine (EM) is operated at a rotational speed between 30,000 and 60,000 revolutions / min and the assembly (BG ) is dimensioned in the installation space according to the following rule:
Die Länge der elektrischen Maschine, bezogen auf die Gesamtlänge des Gehäuses mit dem Gehäuseteil zur Aufnahme der ersten Getriebestufe L_EM soll größer sein oder ungefähr der Länge des Umrichters LJNV entsprechen.
The length of the electrical machine, based on the total length of the housing with the housing part for receiving the first gear stage L_EM should be greater or approximately equal to the length of the inverter LJNV.
6. Baugruppe für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einer elektrischen Maschine (EM) im Niedervoltbereich und einem Umrichter (INV), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) mit einer Drehzahl zwischen 30.000 und 60000 Umdrehungen /min betrieben ist und die Baugruppe (BG) im Bauraum nach der folgenden Regel dimensioniert ist: 6. assembly for a motor vehicle consisting of an electric machine (EM) in the low voltage range and a converter (INV), characterized in that the electric machine (EM) is operated at a rotational speed between 30,000 and 60,000 revolutions / min and the assembly (BG ) is dimensioned in the installation space according to the following rule:
Die Länge der Aktivteile L_EMact der elektrischen Maschine inklusive der Wickelköpfe des Stators soll bis zum 0,36- fachen der Länge des Umrichters LJNV betragen. The length of the active parts L_EMact of the electrical machine including the winding heads of the stator should be up to 0.36 times the length of the inverter LJNV.
7. Baugruppe für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einer elektrischen Maschine (EM) im Niedervoltbereich und einem Umrichter (INV), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) mit einer Drehzahl zwischen 30.000 und 60000 Umdrehungen /min betrieben ist und die Baugruppe (BG) im Bauraum nach der folgenden Regel dimensioniert ist: Das einhüllendes Volumen V_EM_env der elektrischen Maschine, das mit Außendurchmesser A2*pi/4*Außenlänge berechnet wird, unter Berücksichtigung des Gehäuseteils zur Aufnahme der ersten Getriebestufe soll bis zum zweifachen des einhüllenden Volumens V_INV_env des Umrichters betragen. 7. assembly for a motor vehicle consisting of an electric machine (EM) in the low voltage range and a converter (INV), characterized in that the electric machine (EM) is operated at a rotational speed between 30,000 and 60,000 revolutions / min and the assembly (BG ) is dimensioned in the space according to the following rule: The envelope volume V_EM_env the electrical machine, which is calculated with outside diameter A 2 * pi / 4 * outside length, taking into account the housing part for receiving the first gear stage is to double the enveloping volume V_INV_env of Inverter amount.
8. Baugruppe für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einer elektrischen Maschine (EM) im Niedervoltbereich und einem Umrichter (INV), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (EM) mit einer Drehzahl zwischen 30.000 und 60000 Umdrehungen /min betrieben ist und die Baugruppe (BG) im Bauraum nach der folgenden Regel dimensioniert ist: 8. assembly for a motor vehicle consisting of an electric machine (EM) in the low voltage range and a converter (INV), characterized in that the electric machine (EM) is operated at a rotational speed between 30,000 and 60,000 revolutions / min and the assembly (BG ) is dimensioned in the installation space according to the following rule:
Das einhüllendes Volumen V_EM_env, das mit Außendurchmesser A2*pi/4*Au- ßenlänge berechnet wird, der Aktivteile der elektrischen Maschine was die Wickelköpfe des Stators einschließt, soll bis zum 0,47fachen des einhüllenden Volumens des Umrichters V INV env sein.
The enveloping volume V_EM_env, which is calculated with outside diameter A 2 * pi / 4 * outside length, the active parts of the electric machine which encloses the winding heads of the stator should be up to 0.47 times the enveloping volume of the inverter V INV env.
9. Verfahren zur Auslegung einer Baugruppe für ein Kraftfahrzeug bestehend aus einer elektrischen Maschine (EM) im Niedervoltbereich und einem Umrichter (INV) wobei die elektrische Maschine (EM) mit einer Drehzahl zwischen 30.000 und 60000 Umdrehungen /min betrieben ist und die Baugruppe (BG) im Bauraum nach mindestens einer der folgenden Regeln dimensioniert wird: 9. A method for designing an assembly for a motor vehicle consisting of an electric machine (EM) in the low voltage range and a converter (INV) wherein the electric machine (EM) is operated at a rotational speed between 30,000 and 60,000 revolutions / min and the assembly (BG ) in the space according to at least one of the following rules:
• Der Durchmesser der elektrischen Maschine D_EM wird bis zum 1 ,6 fachen der Höhe HJNV des Umrichters ausgelegt, • The diameter of the electric machine D_EM is rated up to 1.6 times the height HJNV of the inverter.
• Der Durchmesser der elektrischen Maschine D_EM wird bis zum 1 ,6 fachen der Breite des Umrichters BJNV ausgelegt, • The diameter of the electric machine D_EM is designed to be 1.6 times the width of the BJNV inverter.
• Die Länge der elektrischen Maschine, bezogen auf die Gesamtlänge des Gehäuses mit dem Gehäuseteil zur Aufnahme der ersten Getriebestufe L_EM wird ungefähr der Länge des Umrichters LJNV angepasst, • The length of the electrical machine, based on the overall length of the housing with the housing part for receiving the first gear stage L_EM is adapted approximately to the length of the inverter LJNV,
• Die Länge der Aktivteile L_EMact der elektrischen Maschine inklusive der Wickelköpfe des Stators wird bis zum 0,36- fachen der Länge des Umrichters LJNV ausgelegt, • The length of the L_EMact active parts of the electrical machine, including the stator windings, is designed to be up to 0.36 times the length of the LJNV converter.
• Das einhüllendes Volumen V_EM_env der elektrischen Maschine, das mit Au- ßendurchmesser A2*pi/4*Außenlänge berechnet wird, unter Berücksichtigung des Gehäuseteils zur Aufnahme der ersten Getriebestufe wird bis zum zweifachen des einhüllenden Volumens V_INV_env des Umrichters ausgelegt,• The enveloping volume V_EM_env of the electrical machine calculated with outside diameter A 2 * pi / 4 * outside length, taking into account the housing part for receiving the first gear stage, is designed up to twice the enveloping volume V_INV_env of the inverter,
• Das einhüllendes Volumen V_EM_env, das mit Außendurchmesser • The enveloping volume V_EM_env, with outer diameter
A2*pi/4*Außenlänge berechnet wird, der Aktivteile der elektrischen Maschine was die Wickelköpfe des Stators einschließt, wird bis zum 0,47 fachen des einhüllenden Volumens des Umrichters V_INV_env ausgelegt.
A2 * pi / 4 * external length, the active parts of the electric machine, which includes the winding heads of the stator, are rated up to 0.47 times the enveloping volume of the inverter V_INV_env.
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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: 18718791 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18718791 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |