WO2019154685A1 - Elektrische antriebseinheit für ein kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2019154685A1
WO2019154685A1 PCT/EP2019/052217 EP2019052217W WO2019154685A1 WO 2019154685 A1 WO2019154685 A1 WO 2019154685A1 EP 2019052217 W EP2019052217 W EP 2019052217W WO 2019154685 A1 WO2019154685 A1 WO 2019154685A1
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drive unit
electric drive
cooling fluid
components
electric
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PCT/EP2019/052217
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Thomas Winter
Christian Lang
Jochen Wolf
Thomas Klaas
Ralf Hoebel
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
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    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/006—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric motors

Definitions

  • the present invention relates to an electric drive unit for a
  • Motor vehicle with easily replaceable components and an integrated cooling system with a common cooling fluid inlet and a common cooling fluid outlet.
  • Electric drive units for motor vehicles generally have several components. This includes an electric machine and a gearbox operatively connected to the electric machine. Furthermore, electric drive units have power electronics. The power electronics is suitably connected to the electric machine by a plurality of electrical lines.
  • Heat release system with through-channels through the rotor shaft and the housing and an impeller for generating a flow circuit disclosed.
  • the device according to the invention with the characterizing part of claim 1 has the advantage that a device of an electric drive unit is provided which comprises an electric machine, a gear operatively connected to the electric machine and a power electronics for controlling the electric machine, wherein the components of the electric
  • common cooling fluid inlet and the one commonisserfluidauslass is connected to a vehicle cooling system of a motor vehicle.
  • this electric drive unit provides a simple, robust and reliable cooling system formed by the assembled components and connected to the vehicle cooling system by a cooling fluid inlet and a cooling fluid outlet. It is of great advantage that, due to the reduction of the connections to a cooling fluid inlet and a cooling fluid outlet, a complex piping and tubing in the
  • Motor vehicle is avoided. This simplifies the assembly of the drive unit in the motor vehicle. It accounts for failure-prone sealing points and it saves costs for material and assembly.
  • the drive unit according to the invention with integrated cooling system ensures in a simple, robust and functionally reliable manner that an unwanted mutual heating of the components is precluded by the specified sequence of cooling of the components.
  • the drive unit according to the invention with an integrated cooling system is characterized in that the electric machine, the gearbox operatively connected to the electric machine and the power electronics for controlling the electric machine are connected to one another with detachable fastening means.
  • the electric machine, the gearbox operatively connected to the electric machine and the power electronics for controlling the electric machine are connected to one another with detachable fastening means.
  • integrated cooling system is characterized in that pluggable and / or detachable sealing elements are arranged between the cooling fluid connections of the components to be Entjunden.
  • the power electronics for controlling the electrical machine of the electric drive unit according to the invention is mounted on a bearing plate of the electric machine and a housing of the transmission.
  • This arrangement is advantageous because it creates a compact unit that is easy to assemble, the electric machine, the transmission and the
  • Power electronics for controlling the electric machine includes.
  • the assembly joining direction of the components of the electric drive unit and the joining direction of the respective sealing element are identical.
  • the arrangement of the cooling fluid inlet to the power electronics is prevented in a robust and functionally reliable manner that unwanted heating of the power electronics takes place by other components. Also, it is advantageously prevented that in the
  • cooling fluid is guided by the power electronics to the end plate of the electric machine of the electric drive unit. Due to the serial arrangement of the components
  • Power electronics and electrical machine is advantageously prevented in a robust and functionally reliable manner that an undesirable heating of the power electronics takes place by the waste heat of the electric machine.
  • Busbars between the power electronics and the electric machine is arranged.
  • the arrangement of a cooling channel at the connection of the busbars is advantageously a cooling achieved the busbars, so that they do not dehydrate in the power electronics or in the electric machine.
  • a cooling of the electric machine on the busbars in the power electronics is thus also excluded in an advantageous manner.
  • the electric drive unit involved the structure of the electric drive unit is simplified in that only the components with large waste heat are integrated into the integrated cooling system of the electric drive unit.
  • Heat dissipation system integrated transmission is cooled over the mounting surface to the incorporated in the integrated cooling system electrical machine and the power electronics.
  • Integrated component is the construction of the electrical
  • the cooling of the transmission can be simplified by the elimination of oil cooling with an associated oil pump when the transmission is cooled by a through-flow of the cooling medium bearing plate.
  • either a gaseous cooling fluid or a liquid cooling fluid is used for cooling the electric drive unit as the cooling fluid.
  • the heat dissipation performance can be adjusted to the needs of the electric by selecting the cooling fluid used
  • Cooling air can be used for cooling, at higher
  • Heat dissipation requirements can be heat dissipation by liquid
  • Heat transfer such as water, water-glycol mixtures or oil done.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an electric drive unit for a motor vehicle according to a preferred embodiment of the invention
  • Fig. 2 is a schematic representation of the attachment of
  • Fig. 5 a schematic representation of the end shield of the electrical
  • Fig. 6 a schematic representation of the opposite
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an electric drive unit for a motor vehicle according to a preferred embodiment of the invention.
  • the electric drive unit 1 for the motor vehicle 2 comprises at least the components of the electric machine 3, a transmission 4 operatively connected to the electric machine 3, and power electronics 5.
  • the drive unit in the final assembly of the motor vehicle this is from the
  • Components 3, 4, 5 constructed electric drive unit 1 as
  • connection points for mechanical connection of the electric drive unit 1 in the motor vehicle 2 the assembly has electrical connections for the supply of electrical energy and for
  • the cooling fluid inlet 7 is at the
  • Power electronics 5 mounted from there the cooling fluid flows through a dense cooling fluid in a bearing plate 17 of the electric machine 3.
  • the cooling fluid flows through the electric machine 3 and leaves the electric drive unit 1 via the second bearing plate 18 of the electric machine 3 via theisserfluidauslass 8.
  • Components 3, 4, 5 of the electric drive unit 1 is excluded.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the attachment of
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the power electronics 5 assembled with the electric machine 3 with the cooling fluid connection 12.
  • the cooling fluid connection 12 is produced by a sealing element 10 between the bearing cover of the electric machine 3 and the power electronics 5.
  • the sealing element 10 on the one hand and the power electronics 5 on the other hand are identical.
  • the assembly of the sealing element 10 is simplified, since the sealing element 10 does not need to be prefixed and held, for example, due to the identical joining direction.
  • the contact pressure for sealing the sealing element 10 is by the mechanical
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the sealing element 10 of FIG.
  • This cooling fluid connection 12 is according to a preferred
  • Embodiment arranged in the vicinity of the bus bars 14.
  • Busbars 14 a cooling of the busbars 14 is achieved so that they do not develop in the power electronics 5 or in the electric machine 3.
  • Figure 5 shows a schematic representation of the bearing plate 17 of the electric machine 3 with busbars 14 and the cooling fluid connection 12.
  • the arrangement of the cooling fluid connection 12 in the vicinity of the busbars 14 leads in addition to the low heat dissipation of the busbars 14 between power electronics 5 and electrical machine 3 also to a compact construction of the electric
  • Figure 6 shows a schematic representation of the opposite
  • the actively connected to the electric machine 3 gear 4 is flanged without cooling fluid connection 12 to the bearing plate 18 of the electric machine 3 and is heated by the mechanical connection in the bearing plate 18 of the electric machine 3.
  • For the cooling of the resulting in the transmission 4 comparatively small amount of waste heat cooling over the mechanical connection in the bearing plate 18 of the electric machine 3 is sufficient.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, welches über ein Fahrzeugkühlsystem verfügt, wobei die elektrische Antriebseinheit eine elektrische Maschine, ein mit der elektrischen Maschine wirkverbundenes Getriebe und eine Leistungselektronik zur Ansteuerung der elektrischen Maschine unfasst, wobei die Komponenten der elektrischen Antriebseinheit im montierten Zustand ein integriertes Entwärmungssystem mit einem gemeinsamen Kühlfluideinlass und einem gemeinsamen Kühlfluidauslass bilden, wobei das integrierte Entwärmungssystem mit dem einen gemeinsamen Kühlfluideinlass und dem einen gemeinsamen Kühlfluidauslass an ein Fahrzeugkühlsystem angebunden ist.

Description

Beschreibung
Titel
Elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit für ein
Kraftfahrzeug mit einfach austauschbaren Komponenten und einem integrierten Entwärmungssystem mit einem gemeinsamen Kühlfluideinlass und einem gemeinsamen Kühlfluidauslass.
Stand der Technik
Elektrische Antriebseinheiten für Kraftfahrzeuge weisen in der Regel mehrere Komponenten auf. Dazu zählt eine elektrische Maschine und ein mit der elektrischen Maschine wirkverbundenes Getriebe. Ferner weisen elektrische Antriebseinheiten eine Leistungselektronik auf. Die Leistungselektronik ist dabei in geeigneter Weise mit der elektrischen Maschine durch eine Mehrzahl von elektrischen Leitungen verbunden.
Aufgrund dessen, dass während eines Betriebs der elektrischen Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug sowohl in der elektrischen Maschine, dem mit der
elektrischen Maschine wirkverbundenen Getriebe als auch in den elektrischen Leitungen als auch in der Leistungselektronik Abwärme entsteht, ist die Abführung dieser Abwärme zur Vermeidung von thermischen Schäden an der elektrischen Antriebseinheit unbedingt erforderlich. Dazu werden diese Komponenten in der Regel jeweils durch eigene Entwärmungssysteme in das vom Fahrzeug bereitgestellte Fahrzeugkühlsystem eingebunden. Komponenten mit großer Abwärme werden dabei in der Regel über Kühlflüssigkeit oder über eine aktive Luftkühlung entwärmt. Bei ungünstiger Anbindung der Entwärmungssysteme in das Fahrzeugkühlsystem besteht die Gefahr, dass Komponenten mit hoher Abwärmebelastung andere Komponenten mit schwächerer Abwärmebelastung nachteilig aufheizen oder Komponenten mit hoher Abwärmebelastung zur Vermeidung von thermisch bedingten Schäden in ihrer Leistung gedrosselt werden müssen.
In der elektrischen Maschine entsteht insbesondere im Bereich des Wickelkerns eine hohe Abwärme, die neben der Entwärmung in das Entwärmungssystem auch in die elektrischen Leitungen übertragen wird. Daher kann es in nachteilhafter Weise zu einem Wärmeeintrag in die Leistungselektronik über die elektrischen Leitungen kommen, die sich nachteilig zu der von den Leistungshalbleitern, den Stromschienen und den Filterelementen abgegebenen Abwärme addiert.
In DE 102014216693 Al ist eine elektrische Antriebsmaschine mit
Entwärmungssystem mit Durchgangskanälen durch die Rotorwelle und das Gehäuse und einem Laufrad zur Erzeugung eines Strömungskreislaufs offenbart.
Bei einer derartigen Auslegung einer elektrischen Antriebsmaschine führt die Verwendung in einer elektrischen Antriebseinheit dazu, dass zwar die
Antriebsmaschine entwärmt wird, für die anderen abwärmebelasteten
Komponenten Leistungselektronik und Getriebe zusätzliche
Entwärmungsmaßnahmen vorgesehen werden müssen.
Es besteht daher der Bedarf nach einem Entwärmungssystem für eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, das in einfacher, robuster und
funktionssicherer Weise alle abwärmebelasteten Komponenten entwärmt und eine unerwünschte gegenseitige Aufheizung zwischen den Komponenten verhindert.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dem Kennzeichen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine Einrichtung einer elektrischen Antriebseinheit bereitgestellt wird, welche eine elektrische Maschine, ein mit der elektrischen Maschine wirkverbundenes Getriebe und eine Leistungselektronik zur Ansteuerung der elektrischen Maschine umfasst, wobei die Komponenten der elektrischen
Antriebseinheit im montierten Zustand ein integriertes Entwärmungssystem mit einem gemeinsamen Kühlfluideinlass und einem gemeinsamen Kühlfluidauslass bilden und wobei das integrierte Entwärmungssystem mit dem einen
gemeinsamen Kühlfluideinlass und dem einen gemeinsamen Kühlfluidauslass an ein Fahrzeugkühlsystem eines Kraftfahrzeugs angebunden ist.
In vorteilhafter Weise stellt diese elektrische Antriebseinheit ein einfaches, robustes und funktionssicheres Entwärmungssystem bereit, das durch die montierten Komponenten gebildet wird und durch einen Kühlfluideinlass und einen Kühlfluidauslass an das Fahrzeugkühlsystem angebunden ist. Von großem Vorteil ist, dass durch die Reduktion der Anschlüsse auf einen Kühlfluideinlass und einen Kühlfluidauslass eine aufwändige Verrohrung und Verschlauchung im
Kraftfahrzeug vermieden wird. Damit wird die Montage der Antriebseinheit im Kraftfahrzeug vereinfacht. Es entfallen störungsanfällige Dichtstellen und es werden dadurch Kosten für Material und Montage eingespart.
Die erfindungsgemäße Antriebseinheit mit integriertem Entwärmungssystem stellt auf eine einfache, robuste und funktionssichere Weise sicher, dass durch die festgelegte Reihenfolge der Entwärmung der Komponenten eine unerwünschte gegenseitige Aufheizung der Komponenten ausgeschlossen ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem
Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter
Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
Besonders vorteilhaft ist, dass die erfindungsgemäße Antriebseinheit mit integriertem Entwärmungssystem sich dadurch auszeichnet, dass die elektrische Maschine, das mit der elektrischen Maschine wirkverbundene Getriebe und die Leistungselektronik zur Ansteuerung der elektrischen Maschine mit lösbaren Befestigungsmitteln miteinander verbunden werden. In vorteilhafter Weise werden aufwändige und komplizierte Montageschritte vermieden. Weiterhin ist von Vorteil, dass bei Schäden an einer der Komponenten ein Austausch der defekten
Komponente in einer Servicewerkstatt einfach und mit wenig Aufwand durchgeführt werden kann. Ebenfalls können Komponenten gegen Komponenten mit höherer Leistung einfach ausgetauscht werden.
Weiterhin ist vorteilhaft, dass die erfindungsgemäße Antriebseinheit mit
integriertem Entwärmungssystem sich dadurch auszeichnet, dass zwischen den Kühlfluidverbindungen der zu entwärmenden Komponenten steckbare und/oder lösbare Dichtelemente angeordnet sind. Damit wird einerseits in vorteilhafter Weise die Montage aufgrund der Steckbarkeit vereinfacht und andererseits aufgrund der Lösbarkeit ein einfacher Austausch von Komponenten ermöglicht.
Bei Schäden an den Dichtelementen können diese einfach ausgetauscht werden.
Bevorzugt wird die Leistungselektronik zur Ansteuerung der elektrischen Maschine der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit an ein Lagerschild der elektrischen Maschine und ein Gehäuse des Getriebes montiert. Vorteilhaft ist diese Anordnung, da dadurch eine einfach montierbare kompakte Einheit geschaffen wird, die die elektrische Maschine, das Getriebe und die
Leistungselektronik zur Ansteuerung der elektrischen Maschine umfasst.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Montagefügerichtung der Komponenten der elektrischen Antriebseinheit und die Fügerichtung des jeweiligen Dichtelementes identisch sind. In vorteilhafter Weise wird dadurch die Montage der einzelnen Komponenten vereinfacht, da die Dichtelemente beispielsweise aufgrund einer anderen Fügerichtung nicht vorfixiert und gehalten werden müssen.
Von besonderem Vorteil ist, dass die Anpresskraft zur Abdichtung der
Dichtelemente zwischen den Kühlfluidverbindungen der zu entwärmenden
Komponenten der elektrischen Antriebseinheit von den mechanischen
Befestigungselementen der Komponenten der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinheit aufgebracht wird. In vorteilhafter Weise wird dadurch die Montage der Komponenten vereinfacht.
Vorteilhaft ist, dass bei der Montage der Komponenten der elektrischen
Antriebseinheit gleichzeitig über das Dichtelement die Verbindung des integrierten Entwärmungssystems hergestellt wird. Durch den Entfall zusätzlicher Montagevorgänge zur Montage der Fluidverbindungen wird die Montage der Komponenten vereinfacht und der Aufwand für die Montage reduziert.
In vorteilhafter Weise wird der Kühlfluideinlass der elektrischen
Antriebseinheit für Kraftfahrzeuge an der Leistungselektronik angeordnet. Durch die Anordnung des Kühlfluideinlasses an der Leistungselektronik wird in robuster und funktionssicherer Weise verhindert, dass eine unerwünschte Aufheizung der Leistungselektronik durch andere Komponenten stattfindet. Ebenfalls wird in vorteilhafter Weise verhindert, dass die in der
Leistungselektronik entstehende Wärme über andere Komponenten der elektrischen Antriebseinheit abgeführt wird.
Weiterhin ist von Vorteil, dass das Kühlfluid von der Leistungselektronik zu dem Lagerschild der elektrischen Maschine der elektrischen Antriebseinheit geführt wird. Durch die serielle Anordnung der Komponenten
Leistungselektronik und elektrische Maschine wird vorteilhaft in robuster und funktionssicherer Weise verhindert, dass eine unerwünschte Aufheizung der Leistungselektronik durch die Abwärme der elektrischen Maschine stattfindet.
In vorteilhafter Weise wird der Kühlfluidauslass der elektrischen
Antriebseinheit für Kraftfahrzeuge an einem Lagerschild der elektrischen Maschine angeordnet. Durch die Anordnung des Kühlfluidauslasses an der elektrischen Maschine wird in robuster und funktionssicherer Weise verhindert, dass eine unerwünschte Aufheizung von anderen Komponenten durch die Abwärme der elektrischen Maschine stattfindet.
Besonders vorteilhaft ist, dass ein Kühlkanal an der Anbindung der
Stromschienen zwischen der Leistungselektronik und der elektrischen Maschine angeordnet ist. Durch die Anordnung eines Kühlkanals an der Anbindung der Stromschienen wird in vorteilhafter Weise eine Entwärmung der Stromschienen erzielt, so dass sich diese nicht in die Leistungselektronik oder in die elektrische Maschine entwärmen. Eine Entwärmung der elektrischen Maschine über die Stromschienen in die Leistungselektronik ist somit ebenfalls in vorteilhafter Weise ausgeschlossen.
Bevorzugt werden die elektrische Maschine und die Leistungselektronik aufgrund ihrer starken Abwärmeentwicklung und der Gefahr der
Überschreitung von Betriebstemperaturgrenzen in das integrierte
Entwärmungssystem der elektrischen Antriebseinheit eingebunden. In vorteilhafter Weise wird der Aufbau der elektrischen Antriebseinheit dadurch vereinfacht, dass lediglich die Komponenten mit großem Abwärmeanfall in das integrierte Entwärmungssystem der elektrischen Antriebseinheit eingebunden werden.
Weiterhin ist von Vorteil, dass das nicht in das integrierte
Entwärmungssystem eingebundene Getriebe über die Befestigungsfläche zu der in das integrierte Entwärmungssystem eingebundenen elektrischen Maschine und der Leistungselektronik entwärmt wird. Durch vorteilhafte Anordnung der Komponenten mit geringem Entwärmungsbedarf mit einer Befestigungsfläche zu einer in das integrierte Entwärmungssystem
eingebundenen Komponente wird der Aufbau der elektrischen
Antriebseinheit vereinfacht und der Aufwand für die Entwärmung der Komponenten mit geringem Entwärmungsbedarf gesenkt. In vorteilhafter Weise kann somit die Entwärmung des Getriebes durch den Entfall einer Ölkühlung mit einer dazugehörigen Ölpumpe vereinfacht werden, wenn das Getriebe über ein mit dem Kühlmedium durchströmtes Lagerschild entwärmt wird.
In vorteilhafter Weise wird zur Entwärmung der elektrischen Antriebseinheit als Kühlfluid entweder ein gasförmiges Kühlfluid oder ein flüssiges Kühlfluid verwendet. In vorteilhafter Weise kann die Entwärmungsleistung durch die Auswahl des verwendeten Kühlfluids an den Bedarf der elektrischen
Antriebseinheit und das im Kraftfahrzeug vorhandene Fahrzeugkühlsystem angepasst werden. Bei geringen Entwärmungsanforderungen kann beispielsweise Kühlluft zur Entwärmung eingesetzt werden, bei höheren
Entwärmungsanforderungen kann die Entwärmung durch flüssige
Wärmeträger wie Wasser, Wasser-Glykol-Gemische oder Öl erfolgen.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem
Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter
Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
Fig. 1: eine schematische Darstellung einer elektrischen Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2: eine schematische Darstellung der Befestigung der
Leistungselektronik mit den Anschlüssen der Stromschienen, der Steuersignale und der Kühlfluidverbindung;
Fig. 3: eine schematische Darstellung der montierten Leistungselektronik mit der Kühlfluidverbindung;
Fig. 4: eine schematische Darstellung des Dichtelementes der
Kühlfluidverbindung zwischen Leistungselektronik und elektrischer Maschine;
Fig. 5: eine schematische Darstellung des Lagerschilds der elektrischen
Maschine mit Stromschienen und Kühlfluidkanal;
Fig. 6: eine schematische Darstellung des gegenüberliegenden
Lagerschilds mit den angeflanschten Getriebe und dem Kühlfluidauslass.
Alle Figuren sind lediglich schematische Darstellungen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung bzw. ihrer Bestandteile gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Elemente mit den gleichen Referenznummern versehen. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die elektrische Antriebseinheit 1 für das Kraftfahrzeug 2 umfasst mindestens die Komponenten elektrische Maschine 3, ein mit der elektrischen Maschine 3 wirkverbundenes Getriebe 4 und eine Leistungselektronik 5 auf. Um eine möglichst einfache und kostengünstige Montage der Antriebseinheit bei der Endmontage des Kraftfahrzeugs zu erreichen wird diese aus den
Komponenten 3, 4, 5 aufgebaute elektrische Antriebseinheit 1 als
Vormontagebaugruppe mit möglichst wenigen Verbindungsstellen ausgeführt. Neben den Verbindungsstellen zur mechanischen Verbindung der elektrischen Antriebseinheit 1 im Kraftfahrzeug 2 verfügt die Baugruppe über elektrische Verbindungen für die Versorgung mit elektrischer Energie und für die
Steuerungssignale des Antriebs und Verbindungen für die Entwärmung der elektrischen Antriebseinheit. Um eine möglichst einfache, robuste und
kostengünstige Montage im Kraftfahrzeug 2 zu erreichen, werden in der erfindungsgemäßen Ausführung der elektrischen Antriebseinheit die
Verbindungen für den Einlass und den Auslass des Kühlfluids so
zusammengefasst, dass die elektrische Antriebseinheit mit jeweils einem
Kühlfluideinlass und einem Kühlfluidauslass mit dem Kühlsystem des
Kraftfahrzeugs verbunden werden kann. Der Kühlfluideinlass 7 ist an der
Leistungselektronik 5 angebracht, von dort fließt das Kühlfluid über eine dichte Kühlfluidverbindung in ein Lagerschild 17 der elektrischen Maschine 3. Das Kühlfluid durchfließt die elektrische Maschine 3 und verlässt die elektrische Antriebseinheit 1 über das zweite Lagerschild 18 der elektrischen Maschine 3 über den Kühlfluidauslass 8. Durch die somit festgelegte Reihenfolge der Entwärmung ist sichergestellt, dass eine unerwünschte gegenseitige Aufheizung der
Komponenten 3, 4, 5 der elektrischen Antriebseinheit 1 ausgeschlossen ist.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Befestigung der
Leistungselektronik 5 mit den Anschlüssen der Stromschienen 14, der
Steuersignale und der Kühlfluidverbindung 12 mit dem Dichtelement 10. Beim Fügen der Leistungselektronik 5 in Pfeilrichtung wird gleichzeitig die
Kühlfluidverbindung 12 durch das Dichtelement 10 hergestellt. Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der mit der elektrischen Maschine 3 zusammengebauten Leistungselektronik 5 mit der Kühlfluidverbindung 12. Die Kühlfluidverbindung 12 wird durch ein Dichtelement 10 zwischen dem Lagerdeckel der elektrischen Maschine 3 und der Leistungselektronik 5 hergestellt. Die
Fügerichtungen des Dichtelementes 10 einerseits und der Leistungselektronik 5 andererseits sind identisch. Somit wird die Montage des Dichtelementes 10 vereinfacht, da das Dichtelement 10 beispielsweise aufgrund der identischen Fügerichtung nicht vorfixiert und gehalten werden muss. Die Anpresskraft zur Abdichtung des Dichtelementes 10 wird durch die mechanischen
Befestigungselemente 16 aufgebracht. Dadurch wird eine einfache und
kostengünstige Montage der Komponenten 3, 4, 5 mit gleichzeitiger Verbindung der Kühlfluidkanäle 13 ermöglicht.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung des Dichtelementes 10 der
Kühlfluidverbindung 12 zwischen Leistungselektronik 5 und elektrischer
Maschine 3. Diese Kühlfluidverbindung 12 ist gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform in der Nähe der Stromschienen 14 angeordnet. Durch diese Anordnung der Kühlfluidverbindung 12 in unmittelbarer Nähe der
Stromschienen 14 wird eine Entwärmung der Stromschienen 14 erreicht, so dass sich diese nicht in die Leistungselektronik 5 oder in die elektrische Maschine 3 entwärmen.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung des Lagerschilds 17 der elektrischen Maschine 3 mit Stromschienen 14 und der Kühlfluidverbindung 12. Die Anordnung der Kühlfluidverbindung 12 in der Nähe der Stromschienen 14 führt neben der günstigen Entwärmung der Stromschienen 14 zwischen Leistungselektronik 5 und elektrischer Maschine 3 auch zu einem kompakten Aufbau der elektrischen
Antriebseinheit 1.
Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung des gegenüberliegenden
Lagerschilds 18 der elektrischen Maschine 3 mit den angeflanschten Getriebe 4 und dem Kühlfluidauslass 8. Das Kühlfluid 9 entwärmt die elektrische Maschine 3 und fließt erwärmt über den Kühlfluidauslass 8 wieder in das
Fahrzeugkühlsystem 6 des Kraftfahrzeugs 2 zur Rückkühlung zurück. Das mit der elektrischen Maschine 3 wirkverbundene Getriebe 4 ist ohne Kühlfluidverbindung 12 an das Lagerschild 18 der elektrischen Maschine 3 angeflanscht und wird über die mechanische Verbindung in das Lagerschild 18 der elektrischen Maschine 3 entwärmt. Für die Entwärmung der im Getriebe 4 anfallenden vergleichsweise geringen Abwärmemenge ist die Entwärmung über die mechanische Verbindung in das Lagerschild 18 der elektrischen Maschine 3 ausreichend.

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Antriebseinheit (1) für ein Kraftfahrzeug (2), welches über ein Fahrzeugkühlsystem (6) verfügt, wobei die elektrische
Antriebseinheit (1) eine elektrische Maschine (3), ein mit der elektrischen Maschine (3) wirkverbundenes Getriebe (4) und eine Leistungselektronik (5) zur Ansteuerung der elektrischen Maschine (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (3,4,5) der elektrischen Antriebseinheit (1) im montierten Zustand ein integriertes Entwärmungssystem (11) mit einem gemeinsamen Kühlfluideinlass (7) und einem gemeinsamen Kühlfluidauslass (8) bilden, wobei das integrierte Entwärmungssystem (11) mit dem einen gemeinsamen Kühlfluideinlass (7) und dem einen gemeinsamen Kühlfluidauslass (8) an ein Fahrzeugkühlsystem (6) angebunden ist.
2. Elektrische Antriebseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Komponenten der elektrischen
Antriebseinheit (1) mit lösbaren Befestigungselementen (16) miteinander verbunden sind.
3. Elektrische Antriebseinheit (1) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den
Kühlfluidverbindungen (12) der zu entwärmenden Komponenten der elektrischen Antriebseinheit (1) steckbare und/oder lösbare
Dichtelemente (10) angeordnet sind.
4. Elektrische Antriebseinheit (1) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungselektronik (5) eine
Befestigung an ein Lagerschild (17) der elektrischen Maschine (3) und an ein Gehäuse (15) des Getriebes (4) aufweist.
5. Elektrische Antriebseinheit (1) nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Montagefügerichtung der Komponenten (3, 4, 5) und die Fügerichtung des jeweiligen
Dichtelementes (10) identisch sind.
6. Elektrische Anthebseinheit (1) nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente (16) der
Komponenten (3, 4, 5) die Anpresskraft des jeweiligen
Dichtelementes (10) bereitstellen.
7. Elektrische Antriebseinheit (1) nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtungen der
Komponenten (3, 4, 5) Mittel zur sowohl mechanischen Befestigung als auch zur abdichtenden Verbindung der Kühlfluidverbindungen des integrierten Entwärmungssystems (11) aufweisen.
8. Elektrische Antriebseinheit (1) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlfluideinlass (7) an der
Leistungselektronik (5) angeordnet ist.
9. Elektrische Antriebseinheit (1) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfluid (9) von der
Leistungselektronik (5) zu dem Lagerschild (17) geführt wird.
10. Elektrische Antriebseinheit (1) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlfluidauslass (8) an einem zweiten Lagerschild (18) der elektrischen Maschine (3) angeordnet ist.
11. Elektrische Antriebseinheit (1) nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlkanal (13) an der Anbindung der Stromschienen (14) zwischen der Leistungselektronik (5) und der elektrischen Maschine (3) angeordnet ist.
12. Elektrische Antriebseinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Teil der Komponenten (3, 4, 5) der elektrischen Antriebseinheit (1) in das integrierte Entwärmungssystem (11) eingebunden ist und eine Kühlfluidführung aufweist.
13. Elektrische Antriebseinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Teil der Komponenten (3, 4, 5) der elektrischen Antriebseinheit (1) nur über die Befestigungsfläche zu den in das integrierte Entwärmungssystem (11) eingebundenen Komponenten (3, 4, 5) entwärmt wird und keine Kühlfluidführung aufweist,
14. Elektrische Antriebseinheit (1) nach Anspruch (1), dadurch
gekennzeichnet, dass als Kühlfluid (9) entweder ein gasförmiges Kühlfluid (9) oder ein flüssiges Kühlfluid (9) verwendet wird.
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