WO2021004783A1 - Drive device for a motor vehicle, in particular for a passenger vehicle, and motor vehicle, in particular passenger vehicle - Google Patents

Drive device for a motor vehicle, in particular for a passenger vehicle, and motor vehicle, in particular passenger vehicle Download PDF

Info

Publication number
WO2021004783A1
WO2021004783A1 PCT/EP2020/067580 EP2020067580W WO2021004783A1 WO 2021004783 A1 WO2021004783 A1 WO 2021004783A1 EP 2020067580 W EP2020067580 W EP 2020067580W WO 2021004783 A1 WO2021004783 A1 WO 2021004783A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transmission
motor vehicle
electrical machine
drive device
decoupling element
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/067580
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Kopp
Original Assignee
Audi Ag
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
Application filed by Audi Ag filed Critical Audi Ag
Publication of WO2021004783A1 publication Critical patent/WO2021004783A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • 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
    • H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • 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
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0061—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor axle being parallel to the wheel axle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a drive device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle, in particular a motor vehicle, according to the preamble of claim 10.
  • DE 10 2011 015 019 B4 discloses a motor vehicle with an internal combustion engine and with a transmission coupled to the internal combustion engine, which is held on the internal combustion engine.
  • a thermal decoupling element which is formed from a light metal foam, is arranged between the internal combustion engine and the transmission.
  • EP 1 640 204 A2 discloses an electromechanical adjusting device for a transmission of a motor vehicle as known, with an electromechanical drive with a motor which is coupled to an actuating gear and is electrically connected to a control circuit.
  • an axle drive for a vehicle is known with at least one electrical machine, at least one power electronics unit and at least one transmission, which are arranged in a housing.
  • a first housing wall is located between the electrical machine and the power electronics, and a second housing wall is located between the electrical machine and the transmission.
  • the object of the present invention is to create a drive device for a motor vehicle and a motor vehicle, so that a particularly efficient efficient operation of the drive device or the motor vehicle can be realized.
  • a first aspect of the invention relates to a drive device for a motor vehicle, preferably as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle.
  • the motor vehicle includes the drive device in its fully manufactured state.
  • the drive device has at least one gearbox and at least one electric machine, by means of which at least one wheel of the motor vehicle can be driven, in particular electrically, via the gearbox, in particular electrically and preferably purely electrical, driving the motor vehicle.
  • the electric machine can be operated in a motor mode and thus as an electric motor.
  • the electrical machine is supplied with electrical energy or electrical current, the electrical motor converting the electrical energy with which the electric motor is supplied into mechanical energy.
  • the mechanical energy is provided by the electric motor, in particular via a rotor of the electric machine, and introduced into the transmission or transmitted to the wheel via the transmission, whereby the wheel can be driven or is driven.
  • the wheel also referred to as a vehicle wheel, is a Bodentagele element of the motor vehicle which, in its finished or fully manufactured state, can be supported or supported in the vertical direction of the vehicle downwards over the wheel on a floor. If the motor vehicle is driven along the floor while the motor vehicle is supported on the floor via the wheel, the wheel rolls on the floor.
  • the motor vehicle is designed, for example, as an electric vehicle, in particular as a battery-electric vehicle, and can, in particular purely, be electrically powered. be driven.
  • the motor vehicle is a hybrid vehicle, so that, for example, the electric machine can support a driving of the wheel caused by an internal combustion engine and / or the electric machine can, viewed on its own, i.e. without the support of an internal combustion engine, the wheel, especially pure, electric drive.
  • At least one thermal decoupling element is arranged between the transmission held on the electrical machine and the electrical machine.
  • the transmission is at least mechanically connected to the electrical machine, whereby the transmission is attached or held to the electrical machine.
  • the electric machine and the transmission thus form, for example, a structural unit or a drive module which can be handled as a whole without, for example, excessive relative movements between the transmission and the electric machine.
  • the thermal decoupling element is arranged or provided between the electrical machine and the transmission.
  • the thermal decoupling element can prevent excessive heat exchange between the plant and the electrical machine.
  • both the electric machine and the transmission can be operated in a respective advantageous temperature range or at a respective advantageous temperature, so that both the transmission and the electric machine can be operated in a particularly efficient manner.
  • the energy consumption of the drive device and thus of the motor vehicle can be kept particularly low overall.
  • the electrical machine is preferably designed as a high-voltage machine (HV machine), i.e. as a so-called high-voltage component (HV- Component) formed whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, preferably greater than 40 volts, in particular greater than 50 volts.
  • HV- Component high-voltage component
  • the electrical voltage of the electrical machine is greater than 100 volts and the electrical voltage of the electrical machine is preferably several hundred volts, which means that particularly high electrical powers can be achieved for electrically driving the wheel or the motor vehicle.
  • the transmission preferably has exactly or only one gear ratio, since, for example, the electric machine has a particularly large speed spread. It has been shown to be advantageous if the transmission is liquid-lubricated, in particular oil-lubricated.
  • a liquid, in particular special oil is preferably used to lubricate the transmission.
  • a particularly high, in particular thermal, degree of efficiency of the electrical machine can be realized, especially during its operation, if the electrical machine has a temperature of less than 80 degrees Celsius, in particular less than 50 degrees Celsius.
  • the electrical machine is assigned, for example, a cooling system by means of which the electrical machine is cooled, in particular regulated, to a temperature that is less than 80 degrees Celsius, in particular less than 50 degrees Celsius.
  • the electrical machine is regulated by means of the cooling system to a temperature or a temperature range that is less than 80 degrees Celsius, in particular less than 50 degrees Celsius.
  • the cooling system assigned to the electrical machine comprises, for example, at least one cooling circuit through which a cooling fluid can flow and configured, for example, as a low-temperature circuit.
  • the gear or its gear stage which is preferably single-stage, is lubricated by means of the oil, also known as gear oil, or by means of the liquid
  • the efficiency of the gear unit is subject to a, for example, viscous behavior of the liquid or the oil.
  • the rule here is that Due to the viscous behavior of the liquid, especially the oil, a particularly good, in particular thermal, efficiency of the transmission can be realized when the transmission has a temperature of more than 50 degrees, in particular more than 80 degrees.
  • the transmission is operated at a first temperature during operation of the drive device or the transmission is supplied with the liquid having a first temperature, while the electrical machine is in particular regulated by the cooling system to a second temperature that is lower than the first temperature, is cooled, it can - if no appropriate measures are taken - to an excessive thermal flow of heat or heat transfer from the transmission to the electrical machine, in particular special over respective contact surfaces of the transmission and the electrical machine, for example, directly on the contact surfaces touch each other. The consequence of this can be that the transmission is cooler than desired and the electrical machine is operated warmer than desired.
  • the thermal decoupling element is arranged between the electrical machine and the transmission, excessive heat exchange between the transmission and the electrical machine can be avoided.
  • excessive heating of the electrical machine caused by the transmission or the liquid and excessive cooling of the transmission or the liquid, for example caused by the electrical machine can be avoided.
  • both the transmission and the electrical machine can be regulated, tempered or regulated at the same time to respective advantageous temperatures and thus to their respective best efficiency point.
  • the thermal decoupling element is preferably formed separately from the transmission and separately from the electrical machine and is provided in addition to it.
  • the transmission in particular a transmission housing of the transmission, is supported by the thermal decoupling element on the electrical machine, in particular on a machine housing of the electrical machine.
  • the electrical machine comprises the rotor and a stator, by means of which the rotor can be driven and thus rotated about an axis of rotation relative to the stator.
  • the rotor is thus rotatable, for example, about the axis of rotation relative to the stator and relative to the machine housing, since, for example, the stator is at least indirectly, in particular directly, fixed to the machine housing.
  • the stator and the rotor are each at least partially, in particular at least predominantly, net angeord in the machine housing.
  • the rotor comprises, for example, a rotor shaft which is arranged partly in the machine housing and partly outside the machine housing. Via the rotor, in particular via the rotor shaft, the electrical machine can provide the aforementioned mechanical energy and thus, for example, torques which can or can be transmitted to the wheel via the transmission.
  • the transmission has, for example, at least one transmission element which is arranged in the transmission housing and which can be rotated about a transmission axis of rotation relative to the transmission housing.
  • the transmission axis of rotation extends, for example, parallel to the aforementioned axis of rotation and can be spaced from the axis of rotation, or the axis of rotation of the transmission coincides with the axis of rotation.
  • the transmission element is, for example, a gear.
  • the transmission housing is formed separately from the machine housing. This makes it possible to avoid excessive heat exchange between the transmission and the electrical machine. It has been shown to be particularly advantageous if the thermal decoupling element, which is preferably designed separately from the Geretege housing and separately from the machine housing, on the one hand touches the gear housing and on the other hand directly touches the machine housing.
  • a further embodiment of the invention provides that the thermal decoupling element consists of a Light metal foam, in particular from an aluminum foam, is formed.
  • the thermal decoupling element consists of a Light metal foam, in particular from an aluminum foam, is formed.
  • the weight and the costs of the thermal decoupling element and thus of the drive device can be kept low overall.
  • cavities are enclosed in the light metal foam, which also ensure a particularly high thermal insulation capacity with high temperature resistance at the same time.
  • the decoupling element made of light metal foam can withstand particularly good mechanical loads.
  • the thermal decoupling element preferably has at least one air gap. This can ensure that a particularly small cross-sectional area of the decoupling element is available for conductive heat transfer between the gearbox and the electrical machine, in particular between the gearbox housing and the machine housing, so that the thermal decoupling element can provide a particularly good heat-insulating effect.
  • the thermal decoupling element is formed from a fiber composite material, in particular from a fiber-reinforced plastic. In this way, a particularly low thermal conductivity of the thermal decoupling element can be realized, so that an excessive heat exchange between the transmission and the electrical machine can be reliably avoided.
  • the fiber composite material is designed as so-called hard paper. This means that the fiber composite material has paper and synthetic resin, in particular a phenol-formaldehyde synthetic resin, in which the paper is embedded. The paper forms reinforcing fibers, for example. In other words, the fiber composite material has, for example, reinforcing fibers made of paper, which are embedded in the synthetic resin.
  • the synthetic resin thus functions as a matrix, in particular as a plastic matrix, in which the paper, in particular the reinforcing fibers formed from the paper, are embedded.
  • the density of the hard paper is preferably at least substantially 1.35 grams per cubic centimeter.
  • the thermal decoupling element is partially formed from a thermoset.
  • the thermal decoupling element per se can be elastic, in particular rubber-elastic, deformable, or the thermal decoupling element per se is not elastically or rubber-elastically deformable, but instead is rigid.
  • the thermal decoupling element is formed from a material, the thermal conductivity coefficient of aluminum, in particular of Al99.5, that is of 99.5% aluminum at least 10 times, in particular at least 20 times and preferably at least 30 times greater than the coefficient of thermal conductivity of the material from which the thermal decoupling element is gebil det.
  • the material from which the decoupling element is formed is a light metal foam, in particular an aluminum foam.
  • the coefficient of thermal conductivity of the decoupling element or of the material from which the decoupling element is formed is preferably in a range from 6.1 up to and including 24 watts per meter and Kelvin.
  • a second aspect of the invention relates to a motor vehicle preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle.
  • the motor vehicle has at least one wheel, also referred to as a vehicle wheel, by means of which the motor vehicle can be or is supported on a floor in the vertical direction of the vehicle downwards.
  • the motor vehicle comprises at least one drive device which has at least one transmission and at least one electrical machine.
  • the electrical machine's, in particular electrical and preferably purely electrical driving the motor vehicle, the wheel of the motor vehicle can be driven via the transmission, in particular purely electrically.
  • At least one thermal decoupling element is arranged or provided between the transmission held on the electric machine and the electric machine.
  • the coefficient of thermal conductivity, also referred to as thermal conductivity, of the thermal decoupling element or of the material from which the thermal decoupling element is formed is preferably in a range from 0.2 watts per meter and Kelvin up to and including 0.3 watts per meter and Kelvin.
  • the invention also includes further developments of the motor vehicle according to the invention which have features as already described in connection with the further developments of the drive device according to the invention. have been practiced. For this reason, the corresponding developments of the motor vehicle according to the invention are not described again here.
  • the motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular special as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.
  • the invention also comprises the combinations of the features of the described embodiments.
  • FIG. 1 An exemplary embodiment of the invention is described below.
  • the single figure shows a schematic representation of a drive device according to the invention for a motor vehicle.
  • FIGURE shows a schematic representation of a drive device 10 for a motor vehicle preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle. This means that the motor vehicle includes the drive device 10 in its fully manufactured state.
  • the motor vehicle also has at least or exactly two axles arranged one behind the other in the vehicle longitudinal direction, so that one of the axles is a front axle and the other axle is a flinter axle of the motor vehicle.
  • the respective axle has at least or exactly two wheels which are spaced apart from one another in the transverse direction of the vehicle and are also referred to as vehicle wheels, the motor vehicle being able to be or supported in the vehicle upright downwards on a floor 12 via the wheels, in particular such that the wheels touch the floor Touch 12 directly.
  • the drive device 10 is assigned, for example, to one of the axles, one of the wheels of the one axle to which the drive device 10 is assigned being recognizable and denoted there by 14.
  • the drive device 10 has a transmission 16 and an electrical machine 18, by means of which at least the wheel 14 or the wheels of the axle comprising the wheel 14 can be electrically driven via the transmission 16 to drive the motor vehicle, in particular purely electrically.
  • the electrical machine 18 has a machine housing 20, a separately formed from the machine housing 20 and fixed to the machine housing 20 stator 22 and a rotor 24 which can be driven by the stator 22 and thereby about an axis of rotation 26 relative to the stator 22 and is rotatable relative to the machine housing 20.
  • the electric machine 18 can be operated in a motor mode and thus as an electric motor.
  • the rotor 24 is driven by the stator 22 and thereby rotated about the axis of rotation 26 relative to the stator 22 and relative to the machine housing 20.
  • the axis of rotation 26 is also referred to as the machine axis of rotation.
  • the electrical machine 18, in particular in its motor operation, via the Rotor 24 provide at least one torque by means of which the wheel 14 and thus the motor vehicle can be driven.
  • the rotor 24 has a rotor shaft 28, also referred to as a shaft and rotatable about the axis of rotation 26 relative to the machine housing 20 and relative to the stator 22, via which the electrical machine 18 can provide the aforementioned torque, in particular in its motor operation .
  • the transmission 16 is designed as a single-stage transmission and thus has exactly one transmission stage 30, also referred to as a transmission stage.
  • the transmission stage 30 has two separately designed transmission elements of the transmission 16, a first of the transmission elements being designed as a first gear 32 and the second gear element as a second gear 34.
  • the gears 32 and 34 are formed separately from one another and mesh with one another.
  • the transmission 16 has a transmission housing 36 which is formed separately from the machine housing 20.
  • the gears 32 and 34 are designed separately from the gear housing 36, the gear 32 being rotatable about a first gear axis of rotation 38 relative to the gear housing 36.
  • the second gear 34 is rotatable about a second transmission axis of rotation 40 relative to the transmission housing 36, the transmission axes of rotation 38 and 40 running parallel to one another and being spaced from one another.
  • the transmission axis of rotation 40 runs parallel to the axis of rotation 26 and is spaced apart from the axis of rotation 26.
  • the transmission axis of rotation 38 coincides with the axis of rotation 26, for example, or the axis of rotation of the transmission 38 runs parallel to the axis of rotation 26 and is spaced apart from the axis of rotation 26.
  • the gear wheel 32 is arranged coaxially to the rotor 24 and thus to the rotor shaft 28.
  • the gear 32 can be driven by the rotor shaft 28.
  • the gear 32 is non-rotatably connected to the rotor shaft 28.
  • the gear wheel 32 is formed in one piece with the rotor shaft 28, or the gear wheel 32 is formed separately from the rotor shaft 28, arranged on the rotor shaft 28 and connected in a rotationally fixed manner to that of the rotor shaft 28.
  • the gear 34 is arranged coaxially with the gear 14, so that the gear 14 can be rotated simultaneously with the gear 34 about the transmission axis of rotation 40 relative to the transmission housing 36 and relative to the machine housing 20.
  • the machine housing 20 and the gear housing 36 are collectively referred to as housing or housing parts.
  • the housings are designed separately from one another and mechanically connected to one another.
  • the housings are connected to one another by means of respective connecting elements 42 designed as screw elements, for example, which are designed separately from the housings.
  • the transmission 16 is held on the electrical machine 18, for example.
  • the transmission housing 36 and thus the transmission 16 are held on the machine housing 20 and thus on the electrical machine 18.
  • the gear 16 is mechanically coupled to the electrical machine 18, so that the gear 34 and thus the wheel 14 can be driven by the electrical machine 18, in particular via the rotor 24, via the gear 16.
  • the torque provided by the electrical machine 18 via the rotor 24, in particular via the rotor shaft 28, can be introduced into the transmission 16 and in particular transmitted to the gear wheel 32.
  • the gear 32 is driven and thus rotated about the transmission axis of rotation 38 relative to the transmission housing 36.
  • the gear 34 is driven by the gear 32, while the gear 14 is driven by driving the gear 32.
  • the wheel 14 can be driven by the rotor 24 and the rotor shaft 28 via the gears 32 and 34, respectively.
  • the housings are connected to one another via respective joining flanges 44 of the housings that are formed separately from one another, the joining flanges 44 being indirectly supported against one another along the axis of rotation 26.
  • At least or precisely one thermal decoupling element is required between the transmission 16 held on the electrical machine 18 and the electrical machine 18, in particular between the joining flanges 44. ment 46 arranged.
  • the thermal decoupling element 46 By means of the thermal decoupling element 46, an excessive heat exchange between the transmission 16 and the electrical machine 18 can be avoided, so that, for example, the electrical machine 18 and the transmission 16 at the same time in particularly advantageous, mutually different temperature ranges or at different, particularly advantageous temperatures can be operated.
  • excessive heat transfer from the transmission 16 to the electric machine 18 can be avoided, so that excessive heating of the electric machine 18 caused by the transmission 16 and excessive cooling of the electric machine 18 caused Transmission 16 can be avoided.
  • the housings are supported on one another along the axis of rotation 26 via the thermal decoupling element 46, so that in the present case the gear housing 36 is screwed to the machine housing 20 through the intermediary of the thermal decoupling element 46.
  • the connecting elements 42 designed as screw elements, for example, penetrate the thermal decoupling element 46 or the respective through openings of the thermal decoupling element 46 the housing, in particular between the Fügflan's 44, is arranged, on the one hand the gear housing 36, in particular the joining flange 44 of the gear housing 36, and on the other hand the machine housing 20, in particular the joining flange 44 of the machine housing 20, directly touches.
  • the thermal decoupling element 46 is formed from a fiber composite material, in particular from flat paper.
  • the flat paper comprises paper and phenol-formaldehyde synthetic resin in which the paper is embedded.
  • the thermal See decoupling element 46 comprise a thermosetting plastic, that is to say be at least partially formed from a thermosetting plastic.
  • the thermal decoupling element 46 is clamped between the housings, in particular between the joining flanges 44.
  • the electrical machine 18 is a traction machine.
  • the electrical machine 18 is a high-voltage component whose electrical operating or nominal voltage is greater than 48 volts, in particular greater than 50 volts, and preferably several hundred volts, in particular during the driving of the wheel 14 brought about by the electrical machine 18.
  • the electric Maschi ne 18 is supplied with electrical energy or electrical current, which is not shown in the figure and for example as Battery trained energy storage is stored.
  • the energy storage device for example designed as a high-voltage battery, is also a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, in particular while the wheel 14 is being driven by means of the electrical machine 18, is greater than 48 volts, in particular greater than 50 volts, and is preferably several hundred volts. In this way, particularly large electrical power can be guaranteed to electrically drive the motor vehicle.
  • the electric machine 18 and the transmission 16 can be regulated to particularly advantageous temperatures, for example, by means of respective cooling systems, in particular by means of respective cooling circuits, without an undesirable, excessive and mutual thermal influence of the electric machine 18 and the transmission 16. Such an excessive and mutual thermal influence of the electrical machine 18 and the transmission 16 is avoided by the thermal decoupling element 46.

Abstract

The invention relates to a drive device (10) for a motor vehicle, comprising at least one transmission (16) and at least one electrical machine (18), by which at least one wheel (14) of the motor vehicle is electrically drivable via the transmission for driving the motor vehicle, wherein at least one thermal decoupling element (46) is arranged between the transmission (16) held on the electrical machine (18) and the electrical machine (18).

Description

Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwa gen, sowie Kraftfahrzeug, insbesondere Kraftwagen Drive device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, and motor vehicle, in particular motor vehicle
BESCHREIBUNG: DESCRIPTION:
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbe sondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 10. The invention relates to a drive device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle, in particular a motor vehicle, according to the preamble of claim 10.
Die DE 10 2011 015 019 B4 offenbart einen Kraftwagen, mit einer Brenn kraftmaschine, und mit einem mit der Brennkraftmaschine gekoppelten Ge triebe, welches an der Brennkraftmaschine gehalten ist. Dabei ist zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe ein thermisches Entkopplungs- element angeordnet, welches aus einem Leichtmetallschaum gebildet ist. DE 10 2011 015 019 B4 discloses a motor vehicle with an internal combustion engine and with a transmission coupled to the internal combustion engine, which is held on the internal combustion engine. A thermal decoupling element, which is formed from a light metal foam, is arranged between the internal combustion engine and the transmission.
Des Weiteren ist der EP 1 640 204 A2 eine elektromechanische Verstellein richtung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs als bekannt zu entnehmen, mit einem elektromechanischen Antrieb mit einem Motor, der mit einem Stellge- triebe gekoppelt und mit einer Steuerschaltung elektrisch verbunden ist. Außerdem ist aus der DE 10 2016 210 857 A1 ein Achsantrieb für ein Fahr zeug bekannt, mit mindestens einer elektrischen Maschine, mindestens einer Leistungselektronik und mindestens einem Getriebe, die in einem Gehäuse angeordnet sind. Zwischen der elektrischen Maschine und der Leistungs- elektronik befindet sich eine erste Gehäusewand, und zwischen der elektri schen Maschine und dem Getriebe befindet sich eine zweite Gehäusewand. Furthermore, EP 1 640 204 A2 discloses an electromechanical adjusting device for a transmission of a motor vehicle as known, with an electromechanical drive with a motor which is coupled to an actuating gear and is electrically connected to a control circuit. In addition, from DE 10 2016 210 857 A1, an axle drive for a vehicle is known with at least one electrical machine, at least one power electronics unit and at least one transmission, which are arranged in a housing. A first housing wall is located between the electrical machine and the power electronics, and a second housing wall is located between the electrical machine and the transmission.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass ein besonders effi- zienter Betrieb der Antriebseinrichtung beziehungsweise des Kraftfahrzeugs realisiert werden kann. The object of the present invention is to create a drive device for a motor vehicle and a motor vehicle, so that a particularly efficient efficient operation of the drive device or the motor vehicle can be realized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprü chen angegeben. According to the invention, this object is achieved by a drive device with the features of claim 1 and by a motor vehicle with the features of claim 10. Advantageous refinements with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein vor zugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebil detes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem voll ständig hergestellten Zustand die Antriebseinrichtung umfasst. Die Antriebs einrichtung weist wenigstens ein Getriebe und wenigstens eine elektrische Maschine auf, mittels welcher zum, insbesondere elektrischen und vorzugs weise rein elektrischen, Antreiben des Kraftfahrzeugs wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs über das Getriebe, insbesondere rein, elektrisch antreib- bar ist. Mit anderen Worten kann beispielsweise die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben werden. In dem Motorbetrieb wird die elektrische Maschine mit elektrischer Energie bezie hungsweise elektrischem Strom versorgt, wobei der Elektromotor die elektri sche Energie, mit welcher der Elektromotor versorgt wird, in mechanische Energie umwandelt. Die mechanische Energie wird von dem Elektromotor, insbesondere über einen Rotor der elektrischen Maschine, bereitgestellt und in das Getriebe eingeleitet beziehungsweise über das Getriebe auf das Rad übertragen, wodurch das Rad antreibbar ist beziehungsweise angetrieben wird. Das auch als Fahrzeugrad bezeichnete Rad ist ein Bodenkontaktele ment des Kraftfahrzeugs, welches in seinem fertig beziehungsweise voll ständig hergestellten Zustand in Fahrzeughochrichtung nach unten über das Rad an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Wird das Kraftfahrzeug entlang des Bodens gefahren, während das Kraftfahrzeug über das Rad an dem Boden abgestützt ist, so rollt das Rad an dem Boden ab. Das Kraftfahr zeug ist beispielsweise als Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektri sches Fahrzeug, ausgebildet und kann, insbesondere rein, elektrisch ange- trieben werden. Ferner ist es denkbar, dass das Kraftfahrzeug ein Hybrid fahrzeug ist, sodass beispielsweise die elektrische Maschine ein durch einen Verbrennungsmotor bewirktes Antreiben des Rads unterstützen kann und/oder die elektrische Maschine kann für sich alleine betrachtet, das heißt ohne Unterstützung eines Verbrennungsmotors, das Rad, insbesondere rein, elektrisch antreiben. A first aspect of the invention relates to a drive device for a motor vehicle, preferably as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle. This means that the motor vehicle includes the drive device in its fully manufactured state. The drive device has at least one gearbox and at least one electric machine, by means of which at least one wheel of the motor vehicle can be driven, in particular electrically, via the gearbox, in particular electrically and preferably purely electrical, driving the motor vehicle. In other words, for example, the electric machine can be operated in a motor mode and thus as an electric motor. In the motor mode, the electrical machine is supplied with electrical energy or electrical current, the electrical motor converting the electrical energy with which the electric motor is supplied into mechanical energy. The mechanical energy is provided by the electric motor, in particular via a rotor of the electric machine, and introduced into the transmission or transmitted to the wheel via the transmission, whereby the wheel can be driven or is driven. The wheel, also referred to as a vehicle wheel, is a Bodenkontaktele element of the motor vehicle which, in its finished or fully manufactured state, can be supported or supported in the vertical direction of the vehicle downwards over the wheel on a floor. If the motor vehicle is driven along the floor while the motor vehicle is supported on the floor via the wheel, the wheel rolls on the floor. The motor vehicle is designed, for example, as an electric vehicle, in particular as a battery-electric vehicle, and can, in particular purely, be electrically powered. be driven. Furthermore, it is conceivable that the motor vehicle is a hybrid vehicle, so that, for example, the electric machine can support a driving of the wheel caused by an internal combustion engine and / or the electric machine can, viewed on its own, i.e. without the support of an internal combustion engine, the wheel, especially pure, electric drive.
Um nun einen besonders effizienten und somit energieverbrauchsarmen Betrieb der Antriebseinrichtung und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwischen dem an der elektrischen Maschine gehaltenen Getriebe und der elektrischen Maschine wenigstens ein thermisches Entkopplungselement angeordnet ist. Mit anderen Worten ist das Getriebe mit der elektrischen Maschine zumin dest mechanisch verbunden, wodurch das Getriebe an der elektrischen Ma schine befestigt beziehungsweise gehalten ist. Die elektrische Maschine und das Getriebe bilden somit beispielsweise eine Baueinheit beziehungsweise ein Antriebsmodul, welches als Ganzes gehandhabt werden kann, ohne dass es beispielsweise zu übermäßigen Relativbewegungen zwischen dem Ge triebe und der elektrischen Maschine kommt. Um dabei einen übermäßigen Wärmeaustausch zwischen der elektrischen Maschine und dem Getriebe zu vermeiden, ist zwischen der elektrischen Maschine und dem Getriebe das thermische Entkopplungselement angeordnet beziehungsweise vorgesehen. Durch das thermische Entkopplungselement kann ein übermäßiger Wär meaustausch zwischen dem Betriebe und der elektrischen Maschine ver mieden werden. In der Folge können sowohl die elektrische Maschine als auch das Getriebe in einem jeweils vorteilhaften Temperaturbereich bezie hungsweise auf einer jeweils vorteilhaften Temperatur betrieben werden, sodass sowohl das Getriebe als auch die elektrische Maschine besonders wirkungsgradgünstig betrieben werden können. In der Folge kann der Ener gieverbrauch der Antriebseinrichtung und somit des Kraftfahrzeugs insge samt besonders gering gehalten werden. In order to be able to realize a particularly efficient and thus low-energy operation of the drive device and thus of the motor vehicle as a whole, it is provided according to the invention that at least one thermal decoupling element is arranged between the transmission held on the electrical machine and the electrical machine. In other words, the transmission is at least mechanically connected to the electrical machine, whereby the transmission is attached or held to the electrical machine. The electric machine and the transmission thus form, for example, a structural unit or a drive module which can be handled as a whole without, for example, excessive relative movements between the transmission and the electric machine. In order to avoid excessive heat exchange between the electrical machine and the transmission, the thermal decoupling element is arranged or provided between the electrical machine and the transmission. The thermal decoupling element can prevent excessive heat exchange between the plant and the electrical machine. As a result, both the electric machine and the transmission can be operated in a respective advantageous temperature range or at a respective advantageous temperature, so that both the transmission and the electric machine can be operated in a particularly efficient manner. As a result, the energy consumption of the drive device and thus of the motor vehicle can be kept particularly low overall.
Vorzugsweise ist die elektrische Maschine als eine Hochvolt-Maschine (HV- Maschine), das heißt als eine sogenannte Hochvolt-Komponente (HV- Komponente) ausgebildet, deren elektrische Spannung, insbesondere elekt rische Betriebs- beziehungsweise Nennspannung, vorzugsweise größer als 40 Volt, insbesondere größer als 50 Volt, ist. Insbesondere ist die elektrische Spannung der elektrischen Maschine größer als 100 Volt und bevorzugt beträgt die elektrische Spannung der elektrischen Maschine mehrere hundert Volt, wodurch besonders große elektrische Leistungen zum elektrischen Antreiben des Rads beziehungsweise des Kraftfahrzeugs realisiert werden können. Vorzugsweise weist das Getriebe genau beziehungsweise nur eine Übersetzungsstufe auf, da beispielsweise die elektrische Maschine eine besonders große Drehzahlspreizung aufweist. Als vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Getriebe flüssigkeitsgeschmiert, insbesondere ölge schmiert, ist. Mit anderen Worten wird vorzugsweise eine Flüssigkeit, insbe sondere Öl, verwendet, um das Getriebe zu schmieren. Außerdem kann beispielsweise ein besonders hoher, insbesondere thermischer, Wirkungs grad der elektrischen Maschine insbesondere während ihres Betriebs reali siert werden, wenn die elektrische Maschine eine Temperatur von weniger als 80 Grad Celsius, insbesondere von weniger als 50 Grad Celsius, auf weist. Hierzu ist der elektrischen Maschine beispielsweise ein Kühlsystem zugeordnet, mittels welchem die elektrische Maschine auf eine Temperatur, insbesondere geregelt, gekühlt wird, die weniger als 80 Grad Celsius, insbe sondere weniger als 50 Grad Celsius, beträgt. Mit anderen Worten wird bei spielsweise die elektrische Maschine mittels des Kühlsystems auf eine Tem peratur beziehungsweise einen Temperaturbereich eingeregelt, die bezie hungsweise der geringer als 80 Grad Celsius, insbesondere geringer als 50 Grad Celsius, ist. Hierzu umfasst das der elektrischen Maschine zugeord nete Kühlsystem beispielsweise wenigstens einen von einem Kühlfluid durchström baren und beispielsweise als Niedertemperaturkreis ausgebilde ten Kühlkreislauf. The electrical machine is preferably designed as a high-voltage machine (HV machine), i.e. as a so-called high-voltage component (HV- Component) formed whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, preferably greater than 40 volts, in particular greater than 50 volts. In particular, the electrical voltage of the electrical machine is greater than 100 volts and the electrical voltage of the electrical machine is preferably several hundred volts, which means that particularly high electrical powers can be achieved for electrically driving the wheel or the motor vehicle. The transmission preferably has exactly or only one gear ratio, since, for example, the electric machine has a particularly large speed spread. It has been shown to be advantageous if the transmission is liquid-lubricated, in particular oil-lubricated. In other words, a liquid, in particular special oil, is preferably used to lubricate the transmission. In addition, for example, a particularly high, in particular thermal, degree of efficiency of the electrical machine can be realized, especially during its operation, if the electrical machine has a temperature of less than 80 degrees Celsius, in particular less than 50 degrees Celsius. For this purpose, the electrical machine is assigned, for example, a cooling system by means of which the electrical machine is cooled, in particular regulated, to a temperature that is less than 80 degrees Celsius, in particular less than 50 degrees Celsius. In other words, for example, the electrical machine is regulated by means of the cooling system to a temperature or a temperature range that is less than 80 degrees Celsius, in particular less than 50 degrees Celsius. For this purpose, the cooling system assigned to the electrical machine comprises, for example, at least one cooling circuit through which a cooling fluid can flow and configured, for example, as a low-temperature circuit.
Da das Getriebe beziehungsweise dessen Getriebestufe, welche vorzugs weise einstufig ist, mittels des auch als Getriebeöl bezeichneten Öls bezie hungsweise mittels der Flüssigkeit geschmiert wird, unterliegt beispielsweise der Wirkungsgrad des Getriebes einem beispielsweise viskosen Verhalten der Flüssigkeit beziehungsweise des Öls. Hierbei gilt üblicherweise, dass durch das viskose Verhalten der Flüssigkeit, insbesondere des Öls, ein be sonders guter, insbesondere thermischer, Wirkungsgrad des Getriebes reali siert werden kann, wenn das Getriebe eine Temperatur von mehr als 50 Grad, insbesondere von mehr als 80 Grad, aufweist. Wird nun beispiels weise während eines Betriebs der Antriebseinrichtung das Getriebe mit einer ersten Temperatur betrieben beziehungsweise das Getriebe mit der eine erste Temperatur aufweisenden Flüssigkeit versorgt, während die elektrische Maschine insbesondere durch das Kühlsystem auf eine gegenüber der ers ten Temperatur geringere zweite Temperatur, insbesondere geregelt, gekühlt wird, so kann es - falls keine entsprechenden Maßnahmen getroffen sind - zu einem übermäßigen thermischen Wärmefluss beziehungsweise Wärme übergang von dem Getriebe zu der elektrischen Maschine kommen, insbe sondere über jeweiligen Kontaktflächen des Getriebes und der elektrischen Maschine, die sich beispielsweise an den Kontaktflächen direkt gegenseitig berühren. Die Folge davon kann sein, dass das Getriebe kühler als ge wünscht und die elektrische Maschine wärmer als gewünscht betrieben wird. Since the gear or its gear stage, which is preferably single-stage, is lubricated by means of the oil, also known as gear oil, or by means of the liquid, the efficiency of the gear unit, for example, is subject to a, for example, viscous behavior of the liquid or the oil. The rule here is that Due to the viscous behavior of the liquid, especially the oil, a particularly good, in particular thermal, efficiency of the transmission can be realized when the transmission has a temperature of more than 50 degrees, in particular more than 80 degrees. If, for example, the transmission is operated at a first temperature during operation of the drive device or the transmission is supplied with the liquid having a first temperature, while the electrical machine is in particular regulated by the cooling system to a second temperature that is lower than the first temperature, is cooled, it can - if no appropriate measures are taken - to an excessive thermal flow of heat or heat transfer from the transmission to the electrical machine, in particular special over respective contact surfaces of the transmission and the electrical machine, for example, directly on the contact surfaces touch each other. The consequence of this can be that the transmission is cooler than desired and the electrical machine is operated warmer than desired.
Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können nun durch die Erfin dung vermieden werden. Dadurch, dass das thermische Entkopplungsele ment zwischen der elektrischen Maschine und dem Getriebe angeordnet ist, kann ein übermäßiger Wärmeaustausch zwischen dem Getriebe und der elektrischen Maschine vermieden werden. Insbesondere kann eine übermä ßige, durch das Getriebe beziehungsweise die Flüssigkeit bewirkte Erwär mung der elektrischen Maschine sowie eine übermäßige, beispielsweise durch die elektrische Maschine bewirkte Kühlung des Getriebes bezie hungsweise der Flüssigkeit vermieden werden. In der Folge können bei spielsweise sowohl das Getriebe als auch die elektrische Maschine gleich zeitig auf jeweilige, vorteilhafte Temperaturen und somit auf ihren jeweiligen Wirkungsgradbestpunkt, insbesondere geregelt, temperiert beziehungsweise eingeregelt werden. Vorzugsweise ist das thermische Entkopplungselement separat von dem Getriebe und separat von der elektrischen Maschine aus gebildet und zusätzlich zu diesem vorgesehen. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Getriebe, insbesondere ein Getriebegehäuse des Getriebes, über das thermische Entkopplungsele ment an der elektrischen Maschine, insbesondere an einem Maschinenge häuse der elektrischen Maschine, abgestützt. Hierdurch kann auf besonders bauraumgünstige Weise ein besonders wirkungsgradgünstiger Betrieb dar gestellt werden. Wie zuvor angedeutet, umfasst beispielsweise die elektri sche Maschine den Rotor und einen Stator, mittels welchem der Rotor an- treibbar und dadurch um eine Drehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Somit ist der Rotor beispielsweise um die Drehachse relativ zu dem Stator und relativ zu dem Maschinengehäuse drehbar, da beispielsweise der Stator zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an dem Maschinengehäuse festge legt ist. Dabei sind der Stator und der Rotor jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, in dem Maschinengehäuse angeord net. Der Rotor umfasst beispielsweise eine Rotorwelle, welche teilweise in dem Maschinengehäuse und teilweise außerhalb des Maschinengehäuses angeordnet ist. Über den Rotor, insbesondere über die Rotorwelle, kann die elektrische Maschine die zuvor genannte mechanische Energie und somit beispielsweise Drehmomente bereitstellen, welche über das Getriebe auf das Rad übertragen werden kann beziehungsweise können. The aforementioned problems and disadvantages can now be avoided by the inven tion. Because the thermal decoupling element is arranged between the electrical machine and the transmission, excessive heat exchange between the transmission and the electrical machine can be avoided. In particular, excessive heating of the electrical machine caused by the transmission or the liquid and excessive cooling of the transmission or the liquid, for example caused by the electrical machine, can be avoided. As a result, for example, both the transmission and the electrical machine can be regulated, tempered or regulated at the same time to respective advantageous temperatures and thus to their respective best efficiency point. The thermal decoupling element is preferably formed separately from the transmission and separately from the electrical machine and is provided in addition to it. In an advantageous embodiment of the invention, the transmission, in particular a transmission housing of the transmission, is supported by the thermal decoupling element on the electrical machine, in particular on a machine housing of the electrical machine. In this way, a particularly efficient operation can be provided in a particularly space-saving manner. As indicated above, for example, the electrical machine comprises the rotor and a stator, by means of which the rotor can be driven and thus rotated about an axis of rotation relative to the stator. The rotor is thus rotatable, for example, about the axis of rotation relative to the stator and relative to the machine housing, since, for example, the stator is at least indirectly, in particular directly, fixed to the machine housing. The stator and the rotor are each at least partially, in particular at least predominantly, net angeord in the machine housing. The rotor comprises, for example, a rotor shaft which is arranged partly in the machine housing and partly outside the machine housing. Via the rotor, in particular via the rotor shaft, the electrical machine can provide the aforementioned mechanical energy and thus, for example, torques which can or can be transmitted to the wheel via the transmission.
Das Getriebe weist beispielsweise wenigstens ein in dem Getriebegehäuse angeordnetes Getriebeelement auf, welches um eine Getriebedrehachse relativ zu dem Getriebegehäuse drehbar ist. Die Getriebedrehachse verläuft beispielsweise parallel zur vorgenannten Drehachse und kann von der Dreh achse beabstandet sein, oder die Getriebedrehachse fällt mit der Drehachse zusammen. Das Getriebeelement ist beispielsweise ein Zahnrad. The transmission has, for example, at least one transmission element which is arranged in the transmission housing and which can be rotated about a transmission axis of rotation relative to the transmission housing. The transmission axis of rotation extends, for example, parallel to the aforementioned axis of rotation and can be spaced from the axis of rotation, or the axis of rotation of the transmission coincides with the axis of rotation. The transmission element is, for example, a gear.
Um auf besonders bauraumgünstige Weise einen besonders effizienten Betrieb zu realisieren, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorge sehen, dass das Getriebegehäuse separat von dem Maschinengehäuse ausgebildet ist. Hierdurch kann ein übermäßiger Wärmeaustausch zwischen dem Getriebe und der elektrischen Maschine vermieden werden. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das thermische Entkopplungselement, welches vorzugsweise separat von dem Getriebege häuse und separat von dem Maschinengehäuse ausgebildet ist, einerseits das Getriebegehäuse und andererseits das Maschinengehäuse jeweils direkt berührt. In order to realize particularly efficient operation in a particularly economical manner, it is provided in a further embodiment of the invention that the transmission housing is formed separately from the machine housing. This makes it possible to avoid excessive heat exchange between the transmission and the electrical machine. It has been shown to be particularly advantageous if the thermal decoupling element, which is preferably designed separately from the Getriebege housing and separately from the machine housing, on the one hand touches the gear housing and on the other hand directly touches the machine housing.
Um die elektrische Maschine und das Getriebe, insbesondere das Maschi nengehäuse und das Getriebegehäuse, mittels des thermischen Entkopp lungselements besonders vorteilhaft thermisch entkoppeln, das heißt vonei nander isolieren, zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das thermische Entkopplungselement aus einem Leicht metallschaum, insbesondere aus einem Aluminiumschaum, gebildet ist. hierdurch können das Gewicht und die Kosten des thermischen Entkopp lungselements und somit der Antriebseinrichtung insgesamt gering gehalten werden. In dem Leichtmetallschaum sind dabei Hohlräume eingeschlossen, die zudem eine besonders hohe Wärmeisolationsfähigkeit bei gleichzeitig hoher Temperaturbeständigkeit sicherstellen. Außerdem ist das aus Leicht metallschaum gebildete Entkopplungselement mechanisch besonders gut belastbar. In order to be able to thermally decouple the electrical machine and the transmission, in particular the machine housing and the transmission housing, particularly advantageously by means of the thermal decoupling element, that is to say isolate them from one another, a further embodiment of the invention provides that the thermal decoupling element consists of a Light metal foam, in particular from an aluminum foam, is formed. As a result, the weight and the costs of the thermal decoupling element and thus of the drive device can be kept low overall. In this case, cavities are enclosed in the light metal foam, which also ensure a particularly high thermal insulation capacity with high temperature resistance at the same time. In addition, the decoupling element made of light metal foam can withstand particularly good mechanical loads.
Vorzugsweise weist das thermische Entkopplungselement zumindest einen Luftspalt auf. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass eine besonders geringe Querschnittsfläche des Entkopplungselements für einen konduktiven Wärmeübergang zwischen dem Getriebe und der elektrischen Maschine, insbesondere zwischen dem Getriebegehäuse und dem Maschinengehäuse, bereitsteht, sodass das thermische Entkopplungselement eine besonders gute wärmeisolierende Wirkung bereitstellen kann. The thermal decoupling element preferably has at least one air gap. This can ensure that a particularly small cross-sectional area of the decoupling element is available for conductive heat transfer between the gearbox and the electrical machine, in particular between the gearbox housing and the machine housing, so that the thermal decoupling element can provide a particularly good heat-insulating effect.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das thermische Entkopp lungselement aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere aus einem faserverstärkten Kunststoff, gebildet ist. Hierdurch kann eine besonders geringe Wärmeleitfähigkeit des thermischen Entkopplungselements realisiert werden, sodass ein übermäßiger Wärmeaustausch zwischen dem Getriebe und der elektrischen Maschine sicher vermieden werden kann. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Faserverbund werkstoff als sogenanntes Hartpapier ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass der Faserverbundwerkstoff Papier und Kunstharz, insbesondere ein Phenol- Formaldehyd-Kunstharz, aufweist, in welches das Papier eingebettet ist. Das Papier bildet beispielsweise Verstärkungsfasern. Mit anderen Worten weist der Faserverbundwerkstoff beispielsweise Verstärkungsfasern aus Papier auf, die in das Kunstharz eingebettet sind. Das Kunstharz fungiert somit als eine Matrix, insbesondere als eine Kunststoffmatrix, in die das Papier, insbe sondere die aus dem Papier gebildeten Verstärkungsfasern, eingebettet sind. Vorzugsweise beträgt die Dichte des Hartpapiers zumindest im We sentlichen 1 ,35 Gramm pro Kubikzentimeter. It has been shown to be particularly advantageous if the thermal decoupling element is formed from a fiber composite material, in particular from a fiber-reinforced plastic. In this way, a particularly low thermal conductivity of the thermal decoupling element can be realized, so that an excessive heat exchange between the transmission and the electrical machine can be reliably avoided. It has been shown to be particularly advantageous if the fiber composite material is designed as so-called hard paper. This means that the fiber composite material has paper and synthetic resin, in particular a phenol-formaldehyde synthetic resin, in which the paper is embedded. The paper forms reinforcing fibers, for example. In other words, the fiber composite material has, for example, reinforcing fibers made of paper, which are embedded in the synthetic resin. The synthetic resin thus functions as a matrix, in particular as a plastic matrix, in which the paper, in particular the reinforcing fibers formed from the paper, are embedded. The density of the hard paper is preferably at least substantially 1.35 grams per cubic centimeter.
Um eine übermäßige Wärmeleitung zwischen dem Getriebe und der elektri schen Maschine, insbesondere zwischen dem Getriebegehäuse und dem Maschinengehäuse, zu vermeiden, ist es in weiterer Ausgestaltung der Er findung vorgesehen, dass das thermische Entkopplungselement teilweise aus einem Duroplast gebildet ist. In order to avoid excessive heat conduction between the transmission and the electrical machine's rule, in particular between the transmission housing and the machine housing, it is provided in a further embodiment of the invention that the thermal decoupling element is partially formed from a thermoset.
Das thermische Entkopplungselement an sich kann elastisch, insbesondere gummielastisch, verformbar sein, oder das thermische Entkopplungselement an sich ist nicht elastisch beziehungsweise gummielastisch verformbar, son dern demgegenüber starr. The thermal decoupling element per se can be elastic, in particular rubber-elastic, deformable, or the thermal decoupling element per se is not elastically or rubber-elastically deformable, but instead is rigid.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das thermi sche Entkopplungselement aus einem Material gebildet ist, wobei der Wär meleitkoeffizient von Aluminium, insbesondere von AI99,5, das heißt von 99,5%igem Aluminium mindestens 10-mal, insbesondere mindestens 20-mal und vorzugsweise mindestens 30-mal, größer als der Wärmeleitkoeffizient des Materials ist, aus welchem das thermische Entkopplungselement gebil det ist. Dies gilt insbesondere für den Fall, wenn das Material, aus welchem das Entkopplungselement gebildet ist, ein Leichtmetallschaum, insbesondere ein Aluminiumschaum, ist. Dadurch kann eine übermäßige, gegenseitige thermische Beeinflussung des Getriebes und der elektrischen Maschine sicher vermieden werden, sodass ein besonders wirkungsgradgünstiger Betrieb darstellbar ist. Vorzugsweise liegt der Wärmeleitkoeffizient des Ent kopplungselement beziehungsweise des Materials, aus welchem das Ent kopplungselement gebildet ist, in einem Bereich von einschließlich 6,1 bis einschließlich 24 Watt pro Meter und Kelvin. Finally, it has been shown to be particularly advantageous if the thermal decoupling element is formed from a material, the thermal conductivity coefficient of aluminum, in particular of Al99.5, that is of 99.5% aluminum at least 10 times, in particular at least 20 times and preferably at least 30 times greater than the coefficient of thermal conductivity of the material from which the thermal decoupling element is gebil det. This applies in particular to the case when the material from which the decoupling element is formed is a light metal foam, in particular an aluminum foam. As a result, an excessive, mutual thermal influence of the transmission and the electrical machine can be reliably avoided, so that a particularly favorable efficiency Operation is representable. The coefficient of thermal conductivity of the decoupling element or of the material from which the decoupling element is formed is preferably in a range from 6.1 up to and including 24 watts per meter and Kelvin.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug. Das Kraftfahrzeug weist wenigstens ein auch als Fahrzeugrad bezeichnetes Rad auf, über welches das Kraftfahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten an einem Boden abstützbar oder abgestützt ist. Außerdem umfasst das Kraft fahrzeug wenigstens eine Antriebseinrichtung, welche wenigstens ein Ge triebe und wenigstens eine elektrische Maschine aufweist. Mittels der elektri schen Maschine ist zum, insbesondere elektrischen und vorzugsweise rein elektrischen, Antreiben des Kraftfahrzeugs das Rad des Kraftfahrzeugs über das Getriebe, insbesondere rein, elektrisch antreibbar. A second aspect of the invention relates to a motor vehicle preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle. The motor vehicle has at least one wheel, also referred to as a vehicle wheel, by means of which the motor vehicle can be or is supported on a floor in the vertical direction of the vehicle downwards. In addition, the motor vehicle comprises at least one drive device which has at least one transmission and at least one electrical machine. By means of the electrical machine's, in particular electrical and preferably purely electrical, driving the motor vehicle, the wheel of the motor vehicle can be driven via the transmission, in particular purely electrically.
Um nun einen besonders effizienten und somit energieverbrauchsarmen Betrieb des Kraftfahrzeugs zu realisieren, ist es erfindungsgemäß vorgese hen, dass zwischen dem an der elektrischen Maschine gehaltenen Getriebe und der elektrischen Maschine wenigstens ein thermisches Entkopplungs element angeordnet beziehungsweise vorgesehen ist. Vorteile und vorteilhaf te Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt. In order to realize a particularly efficient and thus low-energy operation of the motor vehicle, it is provided according to the invention that at least one thermal decoupling element is arranged or provided between the transmission held on the electric machine and the electric machine. Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
Vorzugsweise liegt der auch als Wärmeleitfähigkeit bezeichnete Wärmeleit koeffizient des thermischen Entkopplungselements beziehungsweise des Materials, aus welchem das thermische Entkopplungselement gebildet ist, in einem Bereich von einschließlich 0,2 Watt pro Meter und Kelvin bis ein schließlich 0,3 Watt pro Meter und Kelvin. The coefficient of thermal conductivity, also referred to as thermal conductivity, of the thermal decoupling element or of the material from which the thermal decoupling element is formed is preferably in a range from 0.2 watts per meter and Kelvin up to and including 0.3 watts per meter and Kelvin.
Zur Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraft fahrzeugs, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung beschrie- ben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildun gen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs hier nicht noch einmal beschrie ben. The invention also includes further developments of the motor vehicle according to the invention which have features as already described in connection with the further developments of the drive device according to the invention. have been practiced. For this reason, the corresponding developments of the motor vehicle according to the invention are not described again here.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbe sondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personen bus oder Motorrad ausgestaltet. Die Erfindung umfasst auch die Kombinatio nen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular special as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle. The invention also comprises the combinations of the features of the described embodiments.
Insbesondere können durch die Erfindung die folgenden Vorteile realisiert werden: unabhängiges Einregeln jeweiliger, für den thermischen Wirkungsgrad beziehungsweise Wirkungsgradpunkt des Getriebes und der elektri schen Maschine vorteilhafter Temperaturen der elektrischen Maschine und des damit gekoppelten Getriebes In particular, the following advantages can be realized by the invention: independent adjustment of the respective, for the thermal efficiency or efficiency point of the transmission and the electrical machine's advantageous temperatures of the electrical machine and the transmission coupled therewith
Reichweitensteigerung des Gesamtfahrzeugs, mithin Realisierung einer besonders großen Reichweite, über die das Kraftfahrzeug, ins besondere rein elektrisch, angetrieben werden kann. Increasing the range of the entire vehicle, thus realizing a particularly long range over which the motor vehicle can be driven, in particular purely electrically.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt die einzige Fig. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemä ßen Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. An exemplary embodiment of the invention is described below. For this purpose, the single figure shows a schematic representation of a drive device according to the invention for a motor vehicle.
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsforme der Erfindung. Bei dem Ausführungsbei spiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsforme jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsform umfassen. Des Weiteren ist die Ausfüh rungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Er findung ergänzbar. Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine Antriebsein richtung 10 für ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Perso nenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das Kraft fahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Antriebseinrichtung 10 umfasst. Das Kraftfahrzeug weist außerdem wenigstens oder genau zwei in Fahrzeuglängsrichtung hintereinander angeordnete Achsen auf, sodass eine der Achse eine Vorderachse und die andere Achse eine Flinterachse des Kraftfahrzeugs ist. Die jeweilige Achse weist wenigstens oder genau zwei in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandete und auch als Fahr zeugräder bezeichnete Räder auf, wobei das Kraftfahrzeug in Fahrzeug hochrichtung nach unten hin an einem Boden 12 über die Räder abstützbar oder abgestützt ist, insbesondere derart, dass die Räder den Boden 12 direkt berühren. Die Antriebseinrichtung 10 ist dabei beispielsweise einer der Ach sen zugeordnet, wobei in der Fig. eines der Räder der einen Achse, der die Antriebseinrichtung 10 zugeordnet ist, erkennbar und dort mit 14 bezeichnet ist. Die Antriebseinrichtung 10 weist ein Getriebe 16 und eine elektrische Maschine 18 auf, mittels welcher zum, insbesondere rein, elektrischen An treiben des Kraftfahrzeugs zumindest das Rad 14 oder aber die Räder der das Rad 14 umfassenden Achse über das Getriebe 16 elektrisch antreibbar ist beziehungsweise sind. Dies bedeutet, dass die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem Rad 14 ohne weiteres auch auf das andere Rad der Achse, die das Rad 14 umfasst, übertragen werden können und umgekehrt. The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the Ausführungsbei game, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention which are to be considered independently of one another and which further develop the invention in each case also independently of one another. Therefore, the disclosure is intended to include combinations of the features of the embodiment other than those illustrated. Furthermore, the embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described. The single FIGURE shows a schematic representation of a drive device 10 for a motor vehicle preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle. This means that the motor vehicle includes the drive device 10 in its fully manufactured state. The motor vehicle also has at least or exactly two axles arranged one behind the other in the vehicle longitudinal direction, so that one of the axles is a front axle and the other axle is a flinter axle of the motor vehicle. The respective axle has at least or exactly two wheels which are spaced apart from one another in the transverse direction of the vehicle and are also referred to as vehicle wheels, the motor vehicle being able to be or supported in the vehicle upright downwards on a floor 12 via the wheels, in particular such that the wheels touch the floor Touch 12 directly. The drive device 10 is assigned, for example, to one of the axles, one of the wheels of the one axle to which the drive device 10 is assigned being recognizable and denoted there by 14. The drive device 10 has a transmission 16 and an electrical machine 18, by means of which at least the wheel 14 or the wheels of the axle comprising the wheel 14 can be electrically driven via the transmission 16 to drive the motor vehicle, in particular purely electrically. This means that the previous and following explanations relating to wheel 14 can easily be transferred to the other wheel of the axle that includes wheel 14, and vice versa.
Die elektrische Maschine 18 weist ein Maschinengehäuse 20, einen separat von dem Maschinengehäuse 20 ausgebildeten und an dem Maschinenge häuse 20 festgelegten Stator 22 und einen Rotor 24 auf, welcher von dem Stator 22 antreibbar und dadurch um eine Drehachse 26 relativ zu dem Sta tor 22 und relativ zu dem Maschinengehäuse 20 drehbar ist. Mit anderen Worten kann die elektrische Maschine 18 in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betrieben werden. In dem Motorbetrieb wird der Rotor 24 von dem Stator 22 angetrieben und dadurch um die Drehachse 26 relativ zu dem Stator 22 und relativ zu dem Maschinengehäuse 20 gedreht. Die Dreh achse 26 wird auch als Maschinendrehachse bezeichnet. Insbesondere kann die elektrische Maschine 18, insbesondere in ihrem Motorbetrieb, über den Rotor 24 zumindest ein Drehmoment bereitstellen, mittels welchem das Rad 14 und somit das Kraftfahrzeug angetrieben werden können. Der Rotor 24 weist dabei eine auch als Welle bezeichnete und um die Drehachse 26 rela tiv zu dem Maschinengehäuse 20 und relativ zu dem Stator 22 drehbare Rotorwelle 28 auf, über welche die elektrische Maschine 18, insbesondere in ihrem Motorbetrieb, das zuvor genannte Drehmoment bereitstellen kann. The electrical machine 18 has a machine housing 20, a separately formed from the machine housing 20 and fixed to the machine housing 20 stator 22 and a rotor 24 which can be driven by the stator 22 and thereby about an axis of rotation 26 relative to the stator 22 and is rotatable relative to the machine housing 20. In other words, the electric machine 18 can be operated in a motor mode and thus as an electric motor. In the motor mode, the rotor 24 is driven by the stator 22 and thereby rotated about the axis of rotation 26 relative to the stator 22 and relative to the machine housing 20. The axis of rotation 26 is also referred to as the machine axis of rotation. In particular, the electrical machine 18, in particular in its motor operation, via the Rotor 24 provide at least one torque by means of which the wheel 14 and thus the motor vehicle can be driven. The rotor 24 has a rotor shaft 28, also referred to as a shaft and rotatable about the axis of rotation 26 relative to the machine housing 20 and relative to the stator 22, via which the electrical machine 18 can provide the aforementioned torque, in particular in its motor operation .
Das Getriebe 16 ist als ein einstufiges Getriebe ausgebildet und weist somit genau einen auch als Getriebestufe bezeichnete Übersetzungsstufe 30 auf. Die Übersetzungsstufe 30 weist zwei separat voneinander ausgebildete Getriebeelemente des Getriebes 16 auf, wobei ein erstes der Getriebeele mente als ein erstes Zahnrad 32 und das zweite Getriebeelement als ein zweites Zahnrad 34 ausgebildet ist. Die Zahnräder 32 und 34 sind separat voneinander ausgebildet und kämmen miteinander. Außerdem weist das Getriebe 16 ein Getriebegehäuse 36 auf, welches separat von dem Maschi nengehäuse 20 ausgebildet ist. Die Zahnräder 32 und 34 sind separat von dem Getriebegehäuse 36 ausgebildet, wobei das Zahnrad 32 um eine erste Getriebedrehachse 38 relativ zu dem Getriebegehäuse 36 drehbar ist. Das zweite Zahnrad 34 ist um eine zweite Getriebedrehachse 40 relativ zu dem Getriebegehäuse 36 drehbar, wobei die Getriebedrehachsen 38 und 40 parallel zueinander verlaufen und voneinander beabstandet sind. Beispiels weise verläuft die Getriebedrehachse 40 parallel zu der Drehachse 26 und ist von der Drehachse 26 beabstandet. Die Getriebedrehachse 38 fällt bei spielsweise mit der Drehachse 26 zusammen, oder die Getriebedrehachse 38 verläuft parallel zur Drehachse 26 und ist von der Drehachse 26 beab standet. Bei dem in der Fig. gezeigtes Ausführungsbeispiel ist das Zahnrad 32 koaxial zu dem Rotor 24 und somit zu der Rotorwelle 28 angeordnet. Beispielsweise ist das Zahnrad 32 von der Rotorwelle 28 antreibbar. Insbe sondere ist es denkbar, dass das Zahnrad 32 drehfest mit der Rotorwelle 28 verbunden ist. Insbesondere ist es denkbar, dass das Zahnrad 32 einstückig mit der Rotorwelle 28 ausgebildet ist, oder das Zahnrad 32 ist separat von der Rotorwelle 28 ausgebildet, auf der Rotorwelle 28 angeordnet und dreh fest mit der der Rotorwelle 28 verbunden. Das Zahnrad 34 ist koaxial zu dem Rad 14 angeordnet, sodass das Rad 14 gleichzeitig mit dem Zahnrad 34 um die Getriebedrehachse 40 relativ zu dem Getriebegehäuse 36 und relativ zu dem Maschinengehäuse 20 drehbar ist. Das Maschinengehäuse 20 und das Getriebegehäuse 36 werden zusam menfassend auch als Gehäuse oder Gehäuseteile bezeichnet. Die Gehäuse sind separat voneinander ausgebildet und mechanisch miteinander verbun den. Insbesondere sind die Gehäuse mittels jeweiliger, beispielsweise als Schraubelemente ausgebildeter Verbindungselemente 42, welche separat von den Gehäusen ausgebildet sind, miteinander verbunden. Dadurch ist beispielsweise das Getriebe 16 an der elektrischen Maschine 18 gehalten. Mit anderen Worten sind das Getriebegehäuse 36 und somit das Getriebe 16 an dem Maschinengehäuse 20 und somit an der elektrischen Maschine 18 gehalten. Außerdem ist das Getriebe 16 mechanisch mit der elektrischen Maschine 18 gekoppelt, sodass das Zahnrad 34 und somit das Rad 14 über das Getriebe 16 von der elektrischen Maschine 18, insbesondere über den Rotor 24, angetrieben werden können. Das von der elektrischen Maschine 18 über den Rotor 24, insbesondere über die Rotorwelle 28, bereitgestellte Drehmoment kann in das Getriebe 16 eingeleitet und insbesondere auf das Zahnrad 32 übertragen werden. Hierdurch wird das Zahnrad 32angetrieben und somit um die Getriebedrehachse 38 relativ zu dem Getriebegehäuse 36 gedreht. Durch Antreiben des Zahnrads 32 wird das Zahnrad 34 von dem Zahnrad 32 angetrieben, wobei durch Antreiben des Zahnrads 32 das Rad 14 angetrieben wird. Somit kann das Rad 14 über die Zahnräder 32 und 34 von dem Rotor 24 beziehungsweise von der Rotorwelle 28 angetrieben wer den. Insbesondere sind die Gehäuse über jeweilige, separat voneinander ausgebildete Fügflansche 44 der Gehäuse miteinander verbunden, wobei die Fügflansche 44 entlang der Drehachse 26 mittelbar aneinander abgestützt sind. The transmission 16 is designed as a single-stage transmission and thus has exactly one transmission stage 30, also referred to as a transmission stage. The transmission stage 30 has two separately designed transmission elements of the transmission 16, a first of the transmission elements being designed as a first gear 32 and the second gear element as a second gear 34. The gears 32 and 34 are formed separately from one another and mesh with one another. In addition, the transmission 16 has a transmission housing 36 which is formed separately from the machine housing 20. The gears 32 and 34 are designed separately from the gear housing 36, the gear 32 being rotatable about a first gear axis of rotation 38 relative to the gear housing 36. The second gear 34 is rotatable about a second transmission axis of rotation 40 relative to the transmission housing 36, the transmission axes of rotation 38 and 40 running parallel to one another and being spaced from one another. For example, the transmission axis of rotation 40 runs parallel to the axis of rotation 26 and is spaced apart from the axis of rotation 26. The transmission axis of rotation 38 coincides with the axis of rotation 26, for example, or the axis of rotation of the transmission 38 runs parallel to the axis of rotation 26 and is spaced apart from the axis of rotation 26. In the exemplary embodiment shown in the figure, the gear wheel 32 is arranged coaxially to the rotor 24 and thus to the rotor shaft 28. For example, the gear 32 can be driven by the rotor shaft 28. In particular, it is conceivable that the gear 32 is non-rotatably connected to the rotor shaft 28. In particular, it is conceivable that the gear wheel 32 is formed in one piece with the rotor shaft 28, or the gear wheel 32 is formed separately from the rotor shaft 28, arranged on the rotor shaft 28 and connected in a rotationally fixed manner to that of the rotor shaft 28. The gear 34 is arranged coaxially with the gear 14, so that the gear 14 can be rotated simultaneously with the gear 34 about the transmission axis of rotation 40 relative to the transmission housing 36 and relative to the machine housing 20. The machine housing 20 and the gear housing 36 are collectively referred to as housing or housing parts. The housings are designed separately from one another and mechanically connected to one another. In particular, the housings are connected to one another by means of respective connecting elements 42 designed as screw elements, for example, which are designed separately from the housings. As a result, the transmission 16 is held on the electrical machine 18, for example. In other words, the transmission housing 36 and thus the transmission 16 are held on the machine housing 20 and thus on the electrical machine 18. In addition, the gear 16 is mechanically coupled to the electrical machine 18, so that the gear 34 and thus the wheel 14 can be driven by the electrical machine 18, in particular via the rotor 24, via the gear 16. The torque provided by the electrical machine 18 via the rotor 24, in particular via the rotor shaft 28, can be introduced into the transmission 16 and in particular transmitted to the gear wheel 32. As a result, the gear 32 is driven and thus rotated about the transmission axis of rotation 38 relative to the transmission housing 36. By driving the gear 32, the gear 34 is driven by the gear 32, while the gear 14 is driven by driving the gear 32. Thus, the wheel 14 can be driven by the rotor 24 and the rotor shaft 28 via the gears 32 and 34, respectively. In particular, the housings are connected to one another via respective joining flanges 44 of the housings that are formed separately from one another, the joining flanges 44 being indirectly supported against one another along the axis of rotation 26.
Um nun einen besonders effizienten und somit energieverbrauchsarmen Betrieb der Antriebseinrichtung 10 und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt zu realisieren, ist zwischen dem an der elektrischen Maschine 18 gehaltenen Getriebe 16 und der elektrischen Maschine 18, insbesondere zwischen den Fügflanschen 44, wenigstens oder genau ein thermisches Entkopplungsele- ment 46 angeordnet. Mittels des thermischen Entkopplungselements 46 kann ein übermäßiger Wärmeaustausch zwischen dem Getriebe 16 und der elektrischen Maschine 18 vermieden werden, sodass beispielsweise die elektrische Maschine 18 und das Getriebe 16 gleichzeitig in besonders vor teilhaften, voreinander unterschiedlichen Temperaturbereichen beziehungs weise auf voneinander unterschiedlichen, besonders vorteilhaften Tempera turen betrieben werden können. Insbesondere kann mittels des thermischen Entkopplungselements 46 ein übermäßiger Wärmeübergang von dem Ge triebe 16 an die elektrische Maschine 18 vermieden werden, sodass eine übermäßige, durch das Getriebe 16 bewirkte Erwärmung der elektrischen Maschine 18 und eine übermäßige, durch die elektrische Maschine 18 be wirkte Kühlung des Getriebes 16 vermieden werden können. In order to realize particularly efficient and thus low-energy operation of the drive device 10 and thus of the motor vehicle as a whole, at least or precisely one thermal decoupling element is required between the transmission 16 held on the electrical machine 18 and the electrical machine 18, in particular between the joining flanges 44. ment 46 arranged. By means of the thermal decoupling element 46, an excessive heat exchange between the transmission 16 and the electrical machine 18 can be avoided, so that, for example, the electrical machine 18 and the transmission 16 at the same time in particularly advantageous, mutually different temperature ranges or at different, particularly advantageous temperatures can be operated. In particular, by means of the thermal decoupling element 46, excessive heat transfer from the transmission 16 to the electric machine 18 can be avoided, so that excessive heating of the electric machine 18 caused by the transmission 16 and excessive cooling of the electric machine 18 caused Transmission 16 can be avoided.
Dabei sind die Gehäuse entlang der Drehachse 26 über das thermische Entkopplungselement 46 aneinander abgestützt, sodass vorliegend das Getriebegehäuse 36 unter Vermittlung des thermischen Entkopplungsele ments 46 mit dem Maschinengehäuse 20 verschraubt ist. Insbesondere durchdringen die beispielsweise als Schraubelemente ausgebildeten Verbin dungselemente 42 das thermische Entkopplungselement 46 beziehungswei se die jeweiligen Durchgangsöffnungen des thermischen Entkopplungsele ments 46. Bei dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel ist es vorgese hen, dass das thermische Entkopplungselement 46, welches entlang der Drehachse 26 zwischen den Gehäuse, insbesondere zwischen den Fügflan schen 44, angeordnet ist, einerseits das Getriebegehäuse 36, insbesondere den Fügflansch 44 des Getriebegehäuses 36, und andererseits das Maschi nengehäuse 20, insbesondere den Fügflansch 44 des Maschinengehäuses 20, direkt berührt. The housings are supported on one another along the axis of rotation 26 via the thermal decoupling element 46, so that in the present case the gear housing 36 is screwed to the machine housing 20 through the intermediary of the thermal decoupling element 46. In particular, the connecting elements 42, designed as screw elements, for example, penetrate the thermal decoupling element 46 or the respective through openings of the thermal decoupling element 46 the housing, in particular between the Fügflan's 44, is arranged, on the one hand the gear housing 36, in particular the joining flange 44 of the gear housing 36, and on the other hand the machine housing 20, in particular the joining flange 44 of the machine housing 20, directly touches.
Um die Wärmeleitfähigkeit beziehungsweise den Wärmeleitkoeffizienten des thermischen Entkopplungselements 46 besonders gering zu halten, hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das thermische Entkopplungselement 46 aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere aus Flartpapier, gebildet ist. Das Flartpapier umfasst Papier und Phenol-Formaldehyd-Kunstharz, in wel chem das Papier eingebettet ist. Alternativ oder zusätzlich kann das thermi- sehe Entkopplungselement 46 einen Duroplasten umfassen, das heißt zu mindest teilweise aus einem Duroplast gebildet sein. Insbesondere ist bei spielsweise das thermische Entkopplungselement 46 zwischen den Gehäu sen, insbesondere zwischen den Fügflanschen 44, geklemmt. In order to keep the thermal conductivity or the coefficient of thermal conductivity of the thermal decoupling element 46 particularly low, it has been shown to be advantageous if the thermal decoupling element 46 is formed from a fiber composite material, in particular from flat paper. The flat paper comprises paper and phenol-formaldehyde synthetic resin in which the paper is embedded. Alternatively or additionally, the thermal See decoupling element 46 comprise a thermosetting plastic, that is to say be at least partially formed from a thermosetting plastic. In particular, for example, the thermal decoupling element 46 is clamped between the housings, in particular between the joining flanges 44.
Da das Rad 14 und somit das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschi ne 18 elektrisch antreibbar sind, ist die elektrische Maschine 18 eine Trakti onsmaschine. Außerdem ist die elektrische Maschine 18 eine Hochvolt- Komponente, deren elektrische Betriebs- beziehungsweise Nennspannung insbesondere während des mittels der elektrischen Maschine 18 bewirkten Antreibens des Rads 14 größer als 48 Volt, insbesondere größer als 50 Volt, ist und vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Since the wheel 14 and thus the motor vehicle can be electrically driven by means of the electrical machine 18, the electrical machine 18 is a traction machine. In addition, the electrical machine 18 is a high-voltage component whose electrical operating or nominal voltage is greater than 48 volts, in particular greater than 50 volts, and preferably several hundred volts, in particular during the driving of the wheel 14 brought about by the electrical machine 18.
Um die elektrische Maschine 18 in dem Motorbetrieb und somit als Elektro motor zum Antreiben des Rads 14 zu betreiben, wird die elektrische Maschi ne 18 mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgt, die beziehungsweise der in einem in der Fig. nicht dargestellten und bei spielsweise als Batterie ausgebildeten Energiespeicher gespeichert ist. Auch der beispielsweise als Hochvolt-Batterie ausgebildete Energiespeicher ist eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, insbesondere während des mittels der elektrischen Maschine 18 bewirkten Antreibens des Rads 14 größer als 48 Volt, insbesondere größer als 50 Volt, ist und vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Hierdurch können besonders große elektrische Leistun gen zum elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs gewährleistet werden. To operate the electric machine 18 in the motor mode and thus as an electric motor to drive the wheel 14, the electric Maschi ne 18 is supplied with electrical energy or electrical current, which is not shown in the figure and for example as Battery trained energy storage is stored. The energy storage device, for example designed as a high-voltage battery, is also a high-voltage component whose electrical voltage, in particular electrical operating or nominal voltage, in particular while the wheel 14 is being driven by means of the electrical machine 18, is greater than 48 volts, in particular greater than 50 volts, and is preferably several hundred volts. In this way, particularly large electrical power can be guaranteed to electrically drive the motor vehicle.
Die elektrische Maschine 18 und das Getriebe 16 können beispielsweise mittels jeweiliger Kühlsysteme, insbesondere mittels jeweiliger Kühlkreisläu fe, auf besonders vorteilhafte Temperaturen eingeregelt werden, ohne dass eine unerwünschte, übermäßige und gegenseitige thermische Beeinflussung der elektrischen Maschine 18 und des Getriebes 16 erfolgt. Eine solche, übermäßige und gegenseitige thermische Beeinflussung der elektrischen Maschine 18 und des Getriebes 16 wird durch das thermische Entkopp lungselement 46 vermieden. The electric machine 18 and the transmission 16 can be regulated to particularly advantageous temperatures, for example, by means of respective cooling systems, in particular by means of respective cooling circuits, without an undesirable, excessive and mutual thermal influence of the electric machine 18 and the transmission 16. Such an excessive and mutual thermal influence of the electrical machine 18 and the transmission 16 is avoided by the thermal decoupling element 46.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: PATENT CLAIMS:
1. Antriebseinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Getriebe (16), und mit wenigstens einer elektrischen Maschine (18), mittels welcher zum Antreiben des Kraftfahrzeugs wenigstens ein Rad1. Drive device (10) for a motor vehicle, with at least one transmission (16), and with at least one electrical machine (18), by means of which at least one wheel for driving the motor vehicle
(14) des Kraftfahrzeugs über das Getriebe (16) elektrisch antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass (14) of the motor vehicle can be driven electrically via the transmission (16), characterized in that
zwischen dem an der elektrischen Maschine (18) gehaltenen Getriebe (16) und der elektrischen Maschine (18) wenigstens ein thermisches Entkopplungselement (46) angeordnet ist. at least one thermal decoupling element (46) is arranged between the transmission (16) held on the electrical machine (18) and the electrical machine (18).
2. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 1 , 2. Drive device (10) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
ein Getriebegehäuse (36) des Getriebes (16) über das thermische Ent- kopplungselement (46( an einem Maschinengehäuse (20) der elektri schen Maschine (18) abgestützt ist. a transmission housing (36) of the transmission (16) is supported via the thermal decoupling element (46 (on a machine housing (20) of the electrical machine (18)).
3. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 2, 3. Drive device (10) according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Getriebegehäuse (36) separat von dem Maschinengehäuse (20) ausgebildet ist. the gear housing (36) is formed separately from the machine housing (20).
4. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, 4. Drive device (10) according to claim 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das thermische Entkopplungselement (46) einerseits das Getriebege häuse (36) und andererseits das Maschinengehäuse (20) jeweils direkt berührt. the thermal decoupling element (46) on the one hand the Getriebege housing (36) and on the other hand the machine housing (20) each touches directly.
5. Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 5. Drive device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that
das thermische Entkopplungselement (46) aus einem Leichtmetall schaum, insbesondere aus einem Aluminiumschaum, gebildet ist. the thermal decoupling element (46) is formed from a light metal foam, in particular from an aluminum foam.
6. Antriebseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass 6. Drive device (10) according to one of claims 1 to 4, characterized in that
das thermische Entkopplungselement (46) aus einem Faserverbund werkstoff gebildet ist. the thermal decoupling element (46) is formed from a fiber composite material.
7. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 6, 7. drive device (10) according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Faserverbundwerkstoff Papier und Kunstharz, insbesondere ein Phenol-Formaldehyd-Kunstharz, aufweist, in welchen das Papier ein gebettet ist. the fiber composite material paper and synthetic resin, in particular a phenol-formaldehyde synthetic resin, in which the paper is embedded.
8. Antriebseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. Drive device (10) according to one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das thermische Entkopplungselement (46) aus einem Duroplast gebil det ist. the thermal decoupling element (46) is gebil det from a thermoset.
9. Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 9. Drive device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that
das thermische Entkopplungselement (46) aus einem Material gebildet ist, wobei der Wärmeleitkoeffizient von Aluminium mindestens 10-mal, insbesondere mindestens 20-mal und vorzugsweise mindestens 30- mal, größer als der Wärmeleitkoeffizient des Materials ist. the thermal decoupling element (46) is formed from a material, the coefficient of thermal conductivity of aluminum being at least 10 times, in particular at least 20 times and preferably at least 30 times greater than the coefficient of thermal conductivity of the material.
10. Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Rad (14), über welches das Kraft fahrzeug in Fahrzeughochrichtung nach unten an einem Boden (12) abstützbar ist, und mit wenigstens einer Antriebseinrichtung (10), wel che wenigstens ein Getriebe (16) und wenigstens eine elektrische Ma schine (18) aufweist, mittels welcher zum Antreiben des Kraftfahrzeugs das Rad (14) des Kraftfahrzeugs über das Getriebe (16) elektrisch an- treibbar ist, 10. Motor vehicle, with at least one wheel (14) via which the motor vehicle can be supported in the vertical direction of the vehicle downwards on a floor (12), and with at least one drive device (10), wel che at least one gear (16) and at least one electrical machine (18), by means of which the wheel (14) of the motor vehicle can be driven electrically via the transmission (16) to drive the motor vehicle,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
zwischen dem an der elektrischen Maschine (18) gehaltenen Getriebe (16) und der elektrischen Maschine (18) wenigstens ein thermisches Entkopplungselement (46) angeordnet ist. at least one thermal decoupling element (46) is arranged between the transmission (16) held on the electrical machine (18) and the electrical machine (18).
PCT/EP2020/067580 2019-07-09 2020-06-24 Drive device for a motor vehicle, in particular for a passenger vehicle, and motor vehicle, in particular passenger vehicle WO2021004783A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019210100.3A DE102019210100A1 (en) 2019-07-09 2019-07-09 Drive device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, and motor vehicle, in particular motor vehicle
DE102019210100.3 2019-07-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021004783A1 true WO2021004783A1 (en) 2021-01-14

Family

ID=71170577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/067580 WO2021004783A1 (en) 2019-07-09 2020-06-24 Drive device for a motor vehicle, in particular for a passenger vehicle, and motor vehicle, in particular passenger vehicle

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102019210100A1 (en)
WO (1) WO2021004783A1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0695662A1 (en) * 1994-08-04 1996-02-07 Chen-Chi Yang A driving assembly for motor wheels and method of making the same
EP1640204A2 (en) 2004-09-23 2006-03-29 Siemens AG Österreich Electromechanical actuator for a gearbox of a vehicle
US20110011656A1 (en) * 2007-03-20 2011-01-20 Peder Ulrik Poulsen Hybrid vehicle system with indirect drive
DE102011005623A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-20 Zf Friedrichshafen Ag Drive device for driving a wheel of a suspension strut axle for an electrically driven vehicle
DE102011015019B4 (en) 2011-03-25 2016-03-24 Audi Ag Car with an internal combustion engine and a transmission
WO2017008968A2 (en) * 2015-07-16 2017-01-19 Zf Friedrichshafen Ag Driveable twist beam axle of a vehicle having two trailing arms
DE102016210857A1 (en) 2016-06-17 2017-12-21 Robert Bosch Gmbh Electric final drive for a vehicle

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19629346C2 (en) * 1996-07-20 1998-05-14 Mannesmann Sachs Ag Hybrid drive
DE10034301C2 (en) * 2000-07-14 2002-06-13 Bruss Dichtungstechnik Soundproof housing for noise generating machines
JP5760215B2 (en) * 2011-01-24 2015-08-05 株式会社 神崎高級工機製作所 Axle drive device for work vehicle
US8858379B2 (en) * 2012-09-21 2014-10-14 Arvinmeritor Technology, Llc Axle assembly having an electric motor module
DE102017202815B4 (en) * 2017-02-22 2021-03-18 Audi Ag Method and system for regulating a temperature of a component of a vehicle
DE102018202129B3 (en) * 2018-02-12 2019-06-13 Audi Ag Temperature control system for a drive device and motor vehicle

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0695662A1 (en) * 1994-08-04 1996-02-07 Chen-Chi Yang A driving assembly for motor wheels and method of making the same
EP1640204A2 (en) 2004-09-23 2006-03-29 Siemens AG Österreich Electromechanical actuator for a gearbox of a vehicle
US20110011656A1 (en) * 2007-03-20 2011-01-20 Peder Ulrik Poulsen Hybrid vehicle system with indirect drive
DE102011005623A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-20 Zf Friedrichshafen Ag Drive device for driving a wheel of a suspension strut axle for an electrically driven vehicle
DE102011015019B4 (en) 2011-03-25 2016-03-24 Audi Ag Car with an internal combustion engine and a transmission
WO2017008968A2 (en) * 2015-07-16 2017-01-19 Zf Friedrichshafen Ag Driveable twist beam axle of a vehicle having two trailing arms
DE102016210857A1 (en) 2016-06-17 2017-12-21 Robert Bosch Gmbh Electric final drive for a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019210100A1 (en) 2021-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1717090B1 (en) All-wheel-drive motor vehicle
EP2176085B1 (en) Drive train for a motor vehicle
EP0625945B1 (en) Basic unit for a motor vehicle
DE102018114789A1 (en) Drive unit for a drive train of an electrically drivable motor vehicle and drive arrangement equipped therewith
EP3372431A1 (en) Drive device for a motor vehicle and motor vehicle with at least one drive device
DE102011005625A1 (en) Drive device for driving a wheel of a torsion beam axle for an electrically driven vehicle
WO1994014627A2 (en) Basic unit for a motor vehicle
DE102009006424A1 (en) Drive axle for operating left and right wheels of motor vehicle, has reduction gears designed such that drive motor and outputs of differential gear comprise rotational axis and arranged non-coaxially to common rotational axis of shafts
DE102018203366A1 (en) An electric vehicle axle device and method of operating an electric vehicle axle device
EP3597461B1 (en) Electric vehicle
WO2021110199A1 (en) Drive unit and drive assembly
DE102020123116A1 (en) Drive unit and drive arrangement
WO2021004783A1 (en) Drive device for a motor vehicle, in particular for a passenger vehicle, and motor vehicle, in particular passenger vehicle
DE102017004205A1 (en) Drive device for a commercial vehicle
EP3658397B1 (en) Electric axle drive unit for a motor vehicle, and associated commercial vehicle
EP3766164A1 (en) Electric vehicle
DE102015008835A1 (en) Drive device for a motor vehicle, in particular a passenger car
DE102009051124B4 (en) Drive system for an electric cycle vehicle
DE102015205905A1 (en) Transmission and drive train
EP2058269B1 (en) Industrial truck with a combustion engine and an electric generator
DE102020216225A1 (en) Electrical machine for driving a motor vehicle
DE102020201120A1 (en) Electric drive device for a vehicle and a vehicle
DE102018128650A1 (en) Hybrid drive system for an electrically at least partially drivable motor vehicle
DE102019001516A1 (en) Drive train for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle
DE202018104064U1 (en) Axle generator unit for a vehicle

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: 20734894

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20734894

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1