WO2021099034A1 - Modular electric axle drive - Google Patents

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WO2021099034A1
WO2021099034A1 PCT/EP2020/078929 EP2020078929W WO2021099034A1 WO 2021099034 A1 WO2021099034 A1 WO 2021099034A1 EP 2020078929 W EP2020078929 W EP 2020078929W WO 2021099034 A1 WO2021099034 A1 WO 2021099034A1
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WO
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housing
coolant
machine
transmission
electronics
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Application number
PCT/EP2020/078929
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German (de)
French (fr)
Inventor
Philipp Breinlinger
Andreas Wuensch
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
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    • 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
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    • 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
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    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/12—Machines characterised by the modularity of some components

Definitions

  • the invention relates to a modular axle drive, in particular a modular electric axle drive, for vehicles, a manufacturing method for a modular axle drive and an assembly method for a modular axle drive in a vehicle.
  • DE 102017 103397 A1 describes an axle drive unit for an electrically drivable motor vehicle, the axle drive unit to have at least one electric motor and a transmission in such a way that the electric motor and the transmission form a structural unit.
  • the structural unit should have a common housing.
  • DE 102013 222 090 A1 discloses a drive set consisting of an electric motor with power electronics and a transmission.
  • the invention creates a modular axle drive, in particular a modular electric axle drive, for vehicles with the features of independent claim 1 and a vehicle, a manufacturing method for a modular axle drive and an assembly method of a modular axle drive in a vehicle with the features of the further independent claims.
  • the present invention creates possibilities for easily integrating at least one electrical machine and a transmission interacting with the electrical machine as well as power electronics controlling the electrical machine to form a modular (electrical) axle drive with a common coolant circuit.
  • the “modular housing concept” provided by means of the present invention allows a modular integration of the electrical machine, the transmission and the power electronics in the modular axle drive with a common coolant circuit, which can be easily mounted on and / or in a vehicle, in particular a motor vehicle.
  • the modular integration and design of the common coolant circuit takes place only by means of a suitable design of coolant channels in the housings of the electrical machine, the transmission and the power electronics.
  • the “modular housing concept” enables a large number of design freedom when designing the advantageous modular axle drive.
  • the power of the modular axle drive formed from at least the electrical machine, the transmission and the power electronics can be easily scaled in an application-specific manner and can be customized relatively easily.
  • the electric axle drive implemented by means of the present invention is suitable both for a low power class with operating voltages of approx. 260 V [volts] to 480 V and for a high power class with operating voltages of approx. 480 V to 850 V.
  • the electric axle drive according to the invention can therefore also be used to carry out special performance applications.
  • the electrical machine has a machine housing that extends in the axial direction.
  • the machine housing has at least one machine coolant channel that extends along a portion of the machine housing.
  • the transmission has a transmission housing.
  • the gear housing has at least one Transmission coolant channel extending along a portion of the transmission housing.
  • the power electronics have an electronics housing.
  • the electronics housing has at least one electronics coolant channel that extends along a portion of the electronics housing.
  • the machine housing is mechanically detachably connected to the transmission housing on its drive side which is at the front in the axial direction.
  • the electronics housing is mechanically detachably connected to the gear housing and the machine housing.
  • the electronics coolant channel is fluidly connected to a coolant inlet.
  • the machine coolant channel and additionally or alternatively the transmission coolant channel are connected in a fluid-conducting manner to a coolant drain.
  • the electronics coolant duct, the machine coolant duct and the transmission coolant duct are fluidly connected in such a way that coolant can flow from the coolant inlet via the electronics coolant duct, the machine coolant duct and the transmission coolant duct to the coolant outlet.
  • the machine coolant channel, the transmission coolant channel and the electronics coolant channel form a common coolant circuit which can be connected to a coolant guide or to a coolant reservoir of a vehicle via the coolant inlet and the coolant outlet.
  • the power electronics and then the electrical machine and the transmission can be cooled via the common coolant circuit.
  • At least one connecting element can be arranged or designed on the electronics housing or the motor housing or the transmission in such a way that the electronics coolant channel is connected in a fluid-conducting manner to the machine coolant channel or the transmission coolant channel via the at least one connecting element.
  • a three-way fluid coupling e.g.
  • a T-piece can be arranged on the electronics housing, which connects the electronics coolant channel with the engine coolant channel and the transmission coolant channel, and another three-way fluid coupling (e.g. a T-piece) can be arranged upstream of the coolant drain be that fluidly connects the engine coolant duct and the transmission coolant duct to the coolant drain.
  • a T-piece can be arranged upstream of the coolant drain be that fluidly connects the engine coolant duct and the transmission coolant duct to the coolant drain.
  • the modular electric axle drive with the common coolant circuit provides an effective and customizable according to the performance class / Ready-to-assemble cooling of all loaded components ready. Overheating and premature damage to both the electrical machine and the power electronics as well as the transmission can thus be prevented. Nevertheless, the components of the modular axle drive can be quickly and easily connected to one another and scaled depending on the area of application.
  • the machine housing is open on its drive side.
  • the gear housing covers the open drive side, preferably at least partially and particularly preferably completely.
  • the gear housing thus serves as a cover for the open drive side of the machine housing, which means that a separate cover for the machine housing can be dispensed with. This reduces the material used, the number of elements, the total weight and the time required to assemble the modular final drive.
  • the machine housing is open on its rear side, which is located at the rear in the axial direction, and comprises a cover.
  • the cover is mechanically detachably connected to the machine housing on its open rear side.
  • the lid covers the open rear side, preferably at least partially and particularly preferably completely.
  • Electronics housing releasably mechanically connected to the machine housing on its cover.
  • the cover of the machine housing of the present invention both facilitates the integration of the electrical machine and the interacting gearbox and improves the sealing of the machine housing from the external environment.
  • the cover of the machine housing ensures simple and quick access to the electrical machine and also provides the mechanical connection between the electronics housing and the machine housing at the same time.
  • the machine coolant channel extends into the cover.
  • the fluid-conducting connection between the electronics coolant channel and the machine coolant channel can preferably take place in the area of the cover.
  • a deflection of the coolant between several machine coolant channels in the cover can preferably be provided.
  • the electrical machine can be cooled over a particularly large area through the coolant channel extending into the cover.
  • the machine housing can be manufactured in a particularly simple manner, since no deflections (only essentially straight machine coolant channels) need to be provided in the machine housing.
  • the machine coolant channel and the transmission coolant channel are designed in such a way that coolant can flow back and forth several times between the machine housing and the transmission housing before it reaches the coolant drain.
  • the gear housing and the machine housing each include a plurality of coolant channels that are alternately connected to one another in a fluid-conducting manner.
  • the coolant can be in the transmission housing and preferably, if present, in the Cover are deflected so that coolant can flow from a machine coolant channel into a fluid-conducting connected transmission coolant channel, deflected in this and then flow into a further machine coolant channel connected to the transmission coolant channel, in order then to be in the machine housing or in the cover, up to which the machine coolant channel extends, to be deflected and then to be able to flow via the machine coolant channel into a further fluid-conducting connected transmission coolant channel. This can be repeated several times until the coolant can flow out at the coolant outflow.
  • the gear housing comprises a first end shield for the electrical machine.
  • a machine shaft of the electrical machine can be rotatably mounted in the first end shield.
  • the integration of the first end shield in the gear housing reduces the number of elements and simplifies the assembly of the modular final drive.
  • the cover comprises a second end plate for the electrical machine.
  • the machine shaft of the electrical machine can be rotatably mounted in the second end shield.
  • the integration of the second end shield in the cover reduces the number of elements and simplifies the assembly of the modular final drive.
  • the modular axle drive further comprises an intermediate shaft which is mounted in the gear housing and the cover.
  • the intermediate shaft is at a transmission output of the transmission tied up.
  • the intermediate shaft is preferably rotatably mounted in the first bearing plate and additionally or alternatively in the second bearing plate.
  • the modular axle drive further comprises installation adapters.
  • the installation adapters are designed to mechanically connect the modular final drive to a frame of a vehicle.
  • the gear housing and the cover comprise screw-on points for the installation adapters, at which the installation adapters are mechanically connected to the transmission housing and the cover in a correspondingly releasable manner via connecting means.
  • the screw-on points have a predefined position and arrangement which are the same for all configurations of the modular axle drive or for all machine housings or all covers and all gear housings. Only the installation adapters are adapted to the respective frame of the vehicle.
  • the modular axle drive further comprises a heat exchanger.
  • the heat exchanger is mechanically releasably connected to the machine housing or the gear housing.
  • a water circuit of the heat exchanger is fluidly connected to the coolant drain.
  • an oil circuit of the heat exchanger is connected to the gear unit (e.g. oil bath). The water cycle of the Be connectable heat exchanger to the coolant guide or the coolant reservoir of the vehicle.
  • a cooling output of the heat exchanger can thus be adapted individually with respect to a desired cooling of the transmission in a manner different from a cooling output of the common coolant system.
  • the electric axle drive can also have a parking lock arranged in or on the machine housing or the transmission housing.
  • the parking lock can be mounted on the motor vehicle to be trained with it by means of a comparatively low expenditure of work only by mounting the electric axle drive.
  • a vehicle comprises at least one modular final drive according to the first aspect of the invention, a coolant reservoir, at least one drive axle and at least one driven wheel.
  • the coolant reservoir is connected to the coolant inlet and either the coolant outlet or the water circuit of the heat exchanger of the at least one modular axle drive connected in a fluid-conducting manner.
  • the at least one drive axle is non-rotatably connected to a gear output of the gearbox of the at least one modular axle drive.
  • the at least one driven wheel is non-rotatably connected to the at least one drive axle.
  • a manufacturing method for a modular axle drive according to the first aspect of the invention comprises the steps:
  • this further includes the step:
  • this further includes the step:
  • an assembly method of a modular final drive according to the first aspect of the invention in a vehicle according to the second aspect of the invention comprises the steps:
  • FIGS. 2A to 2D show schematic representations of various examples of common coolant circuits of the modular axle drive
  • 3A to 3B are schematic representations of a second
  • FIGS. 4A to 4B show schematic representations of two different designs of the modular axle drive
  • FIG. 5 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of the vehicle with the modular axle drive
  • FIG. 6 shows a flow chart for explaining an exemplary embodiment of the production method for a modular axle drive
  • Embodiment of the assembly method of a modular axle drive in a vehicle Embodiment of the assembly method of a modular axle drive in a vehicle.
  • the expression mechanically connected is understood to mean that the elements connected in this way are connected to one another by a form fit and / or force fit and / or material connection, with no translational or rotational movement of the elements relative to one another being possible.
  • the expression non-rotatably or non-rotatably connected is understood to mean that the elements connected in this way can at least not move rotationally against one another (but only with one another) (e.g. shaft-hub connection).
  • the expression connected in a fluid-conducting manner is understood to mean that a fluid (for example a coolant such as cooling water) can flow between two elements connected in this way without significant losses due to leaks.
  • Figs. 1A to ID schematically illustrated modular axle drive 1 can be mounted on and / or in a vehicle or motor vehicle (motor vehicle). It should be noted that the usability of the modular final drive is not restricted to any specific vehicle type.
  • the modular axle drive 1 comprises at least one electrical machine 10, a transmission 20 interacting with the electrical machine 10, and power electronics 30 that control the electrical machine 10.
  • the electrical machine can be an electric motor.
  • the transmission 20 may include a differential.
  • the transmission 20 can thus be understood in particular as a differential transmission.
  • the electrical machine 10 has a machine housing 11 on and / or in which one or more machine coolant channels 12 run along a section of the machine housing 11.
  • the transmission 20 has a transmission housing 21 on and / or in which one or more transmission coolant channels 22 run along a section of the transmission housing 21.
  • the power electronics 30 have an electronics housing 31 on and / or in which one or more electronics coolant channels 32 run along a section of the electronics housing 31.
  • the machine housing 11 has an open drive side 13 at the front in the axial direction and an open rear 14 at the rear ).
  • the machine housing 11 is detachably mechanically connected to the gear housing 21 on the open drive side 13 (e.g. screw connection).
  • the open drive side 13 is completely covered by the gear housing 21.
  • the machine housing 11 is mechanically detachably connected to its cover 15 on the open rear side 14 (e.g. screw connection).
  • the open rear side 14 is completely covered by the cover 15.
  • the electrical machine 10 also has a machine shaft 16, which is non-rotatably connected to a rotor of the electrical machine.
  • a torque or rotational movement generated by the electric machine 10 via a stator and the rotor of the electric machine 10 is introduced via the machine shaft 16 into the transmission 20 and there correspondingly translated to a transmission output of the transmission 20.
  • the machine shaft 16 is rotatably mounted in the area of the drive side 13 in a first end shield encompassed by the gear housing 21 and rotatably mounted in a second end shield encompassed by the cover 15 in the area of the rear side 14.
  • the first and the second end shield each include bearings such as roller bearings (for example ball bearings, cylindrical roller bearings or needle bearings).
  • the cover 15 also has a first electrical interface 17 (for example in the form of at least one plug and / or at least one socket).
  • the electronics housing 31 has a second electrical interface 33 which is designed to be complementary to the first electrical interface 17 (e.g. corresponding sockets and / or plugs).
  • the electronics housing 31 is with the cover 15 and the gear housing 21 releasably mechanically connected (e.g.
  • the first electrical interface 17 and the second electrical interface 33 are electrically connected to one another, whereby an electrical connection is established between the power electronics 30 and the electrical machine, so that the power electronics 30 can control the electrical machine and supply it with electrical energy.
  • the power electronics 30 are preferably arranged close to the electrical machine 10, in particular on the outside of the machine housing 11.
  • the cover 15 of the machine housing 11 and the gear cover of the gear housing 21 enable a particularly simple and quick assembly of the electric machine 10 and the gear 20 interacting with it.
  • the cover 15 and the gear cover are preferably designed in such a way that components of the electric machine 10 when the cover 15 is removed Due to the open rear side and components of the gearbox 20 with the gearbox cover removed, they can be installed or removed or serviced directly in the gearbox housing body without having to separate the machine housing 11 from the gearbox housing 21.
  • This configuration of the modular axle drive 1 with cover 15 and gear cover considerably reduces the amount of work to be done for the common integration of at least the electrical machine 10 and the interacting gear 20.
  • the power electronics 30 are equipped with a separate electronics housing 31.
  • the electronics housing 31 can for example have a power electronics receiving part (pot) and a cover part, a power electronics receiving volume of the electronics housing 31 being framed by the power electronics receiving part and being sealable / sealed by means of the cover part. All other components of the power electronics 30 can thus be completely surrounded by their own electronics housing 31.
  • the arrangement of the power electronics 30 of the modular axle drive 1 in its separate electronics housing 31 thus enables the power electronics 30 to be transported as a closed and sealed unit, as a result of which a risk of damage to the power electronics 30 during transport is significantly reduced.
  • the arrangement of the power electronics 30 in the separate electronics housing 31 makes it easier to repair or replace the power electronics 30, in particular without removing the motor housing 11 and / or the transmission housing 21 from the vehicle.
  • the power electronics 30 can be electrically connected to electronics or a control unit of the vehicle via lines 34 without any problems.
  • the electronics housing 31 can be fastened, for example, via several screws or bolts to the machine housing 11 or cover 15 formed with corresponding screw receiving openings and to the gear housing formed with corresponding screw receiving openings.
  • the machine coolant channels 12 can be formed, for example, by several essentially straight coolant lines along the machine housing 11 and by deflections formed in the cover 15 which connect the essentially straight coolant lines along the machine housing 11 in pairs. Two of the essentially straight coolant lines along the machine housing 11 and one of the deflections formed in the cover 15 can be arranged and designed in such a way that their openings are pressed tightly against one another when the cover 15 is mechanically connected to the machine housing 11.
  • additional sealants e.g. O-rings
  • O-rings can be used to improve the tightness.
  • the transmission coolant channels 22 can be designed as deflections and connect two of the essentially straight coolant lines along the machine housing 11 in such a way that coolant can flow multiple times from the cover 15 along the machine housing 11 into the transmission housing 21 and back again.
  • the transmission coolant channels 22 are pressed tightly onto the machine coolant channels 12 or the essentially straight coolant lines along the machine housing 11 when the transmission housing 21 is mechanically connected to the machine housing 11.
  • additional sealants e.g. O-rings
  • the machine coolant channels 12 and the transmission coolant channels 22 form a meandering coolant channel in which the coolant can flow back and forth several times between the machine housing 11 and the transmission housing 21.
  • a spiral machine coolant channel 11 with only one fluid-conducting connection to the transmission coolant channel 21 can be formed on or in the machine housing 11.
  • the one or more electronics coolant channels 32 can be connected to the machine coolant channel 12 and additionally or alternatively to the transmission coolant channel 22 via a fluid-conducting connection. As in Fig.
  • an electronics coolant channel 32 can be connected in a fluid-conducting manner to the machine coolant channel 12 via a connecting element 34.
  • the connecting element 34 is arranged and designed (e.g. as a socket) on the machine housing 11 or the cover 15 or the electronics housing 31 in such a way that by simply plugging or pressing the electronics housing 31 onto the machine housing 11 or onto the cover 15, the electronics coolant channel 32 is connected to the machine coolant channel 12 in a fluid-conducting manner.
  • hoses, pipes or other separate lines outside the electronics housing 31 and the machine housing 11 / cover 15 or the transmission housing 21 for the fluid-conducting connection of the respective coolant channels can be saved.
  • a seal on the at least one connecting element 34 is ensured.
  • the at least one connecting element 34 is preferably designed to be pluggable and detachable, so that the electronics housing 31 is still detached from the machine housing 11 or the gear housing 21 and possibly can be exchanged.
  • the common coolant circuit formed in this way comprising the at least one electronics coolant channel 32, the at least one machine coolant channel 12 and the at least one machine coolant channel 22 thus facilitates the assembly of the modular axle drive despite the reliable coolability of at least the electric drive machine 10, the transmission 20 and the power electronics 30.
  • the common coolant circuit that is formed is preferably designed such that a coolant such as cooling water flowing through the common coolant circuit forms a water jacket that cools the power electronics 30, the electrical machine 10 and the transmission 20.
  • a coolant such as cooling water flowing through the common coolant circuit forms a water jacket that cools the power electronics 30, the electrical machine 10 and the transmission 20.
  • a “water jacket” that at least partially, in particular completely, encloses electrical machine 10 is formed.
  • the common coolant circuit can form a spiral “water jacket”, an axially meandering “water jacket” or a “water jacket” running parallel in the circumferential direction for the electrical machine 10 and / or the transmission 20.
  • the examples described here for guiding the cooling medium flowing through the common coolant circuit each ensure reliable cooling of the electrical machine 10 and the transmission 20 as well as the power electronics 30.
  • the modular axle drive 1 can optionally also have a heat exchanger 40, which can be used to cool oil inside the transmission 20.
  • a water circuit of the heat exchanger 40 is preferably connected to one end of the common coolant circuit, which is formed from the one or more electronics coolant channels 32, machine coolant channels 11 and transmission coolant channels 21. After the coolant (for example cooling water) has passed the water circuit of the heat exchanger 40, it can be passed into the coolant reservoir of the vehicle. Furthermore, an oil circuit of the heat exchanger 40 is connected to the transmission 20.
  • the Heat exchanger 40 can thus have oil / transmission oil flowing through it on the transmission side and, on the opposite side, be supplied with a coolant provided by the common coolant circuit of the modular final drive 1, so that heat can be transferred from the warmer oil / transmission oil to the coolant or cold oil is also heated, which has a positive effect on the efficiency of the transmission.
  • the heat exchanger 40 can be designed with its own heat exchanger coolant inlet, which is fluidly connected to the coolant outlet of the common coolant circuit, and its own heat exchanger coolant outlet, so that the heat exchanger 40 can be easily operated using at least one hose, at least one pipe and / or at least one hydraulic connector can be connected to the coolant reservoir of the vehicle.
  • the heat exchanger 40 is preferably designed in such a way that different performance levels of its cooling capacity can be selected for a basic type of the heat exchanger 40, for example by varying the number of plates of the heat exchanger 40 and / or a variation of a dimension of the plates of the heat exchanger 40 Cooling of the transmission 20 takes place both a heat transfer from the transmission 20 to coolant in the transmission coolant ducts 22 and a heat transfer from the transmission 20 to oil, with the oil being cooled by the coolant in the heat exchanger 40 and the coolant itself in a separate heat exchanger of the vehicle.
  • the electric axle drive can also have an intermediate shaft (not shown) which is connected to the transmission output of the transmission 20.
  • an intermediate shaft (not shown) which is connected to the transmission output of the transmission 20.
  • two drive shafts of the same length can be implemented in the vehicle equipped with the modular axle drive 1. In this way, the more frequent use of the same parts can reduce manufacturing costs.
  • tolerance problems which conventionally occur when such a shaft is connected to the transmission 20 can also be reduced.
  • the intermediate shaft due to the symmetrical drive shafts, driving dynamic properties of the modular axle drive equipped vehicle can be improved.
  • the intermediate shaft is preferably rotatably supported in the first end shield and the second end shield, analogously to the machine shaft 16 of the electrical machine 10, via roller bearings.
  • the modular axle drive formed with the intermediate shaft can thus be easily mounted on and / or in the vehicle.
  • a parking lock (not shown) can optionally be integrated in the modular axle drive 1.
  • the parking lock can also be positioned laterally to the transmission 20 and the electrical machine 10 or also horizontally above or below the transmission 20 or the electrical machine 10.
  • FIGS. 2A to 2D show schematic representations of various examples of common coolant circuits of the modular axle drive 1. All the common coolant circuits shown can be connected to a cooling water duct (coolant lines, heat exchanger and coolant reservoir) of the vehicle equipped with the modular axle drive.
  • the cooling water supply of the vehicle can also be understood to mean a cooling system of the vehicle.
  • the cooling water inlets and the cooling water outlets of the illustrated common cooling water circuits of the modular final drive 1 can each be connected to the cooling water duct of the vehicle via a hose, a pipe and / or via a hydraulic connector.
  • Coolant that can be provided from a coolant reservoir of a vehicle can be as shown in Figs. 2A to 2D are initially guided into the electronics coolant channels 32 of the electronics housing 31 for cooling the power electronics 30. This is due to the fact that the electronic components of the power electronics 30 react particularly sensitively to overheating and therefore have to be cooled with the coolant that is as cold as possible in order to reliably avoid overheating.
  • a part can also be diverted directly to the heat exchanger 40, for example via a T-piece, in order to To cool oil in the oil circuit of the heat exchanger 40 particularly effectively.
  • the coolant can also only be conducted into the heat exchanger 40 after it has passed through the common coolant circuit through the power electronics 30, the electrical machine 10 and the transmission 20.
  • the coolant is either, as shown in FIGS. 2A and 2B, into the machine coolant channels 12 of the machine housing 11 of the electrical machine 10 or, as shown in FIGS. 2C and 2D, fed into the transmission coolant channels 22 of the transmission housing 21 of the transmission 20.
  • the coolant flows through the common coolant circuit and the heat exchanger 40 and has cooled the respective components or the oil by absorbing heat, it can be directed back into the coolant reservoir of the vehicle.
  • the coolant in the coolant reservoir itself can be cooled by an integrated heat exchanger or, in front of the coolant reservoir, by a separate heat exchanger of the vehicle.
  • FIGS. 3A to 3B show schematic representations of a second exemplary embodiment of the modular axle drive 1.
  • the second exemplary embodiment largely corresponds to the first exemplary embodiment. Therefore, only differences or extensions to the previous exemplary embodiment are explained below.
  • installation adapters 50 are provided, which are mechanically detachably connected to the machine housing 11 or the cover 15 and the gear housing 21.
  • screw points 51a, 51b on the machine housing 11 or the cover 15 and screw points 52a, 52b on the gear housing 21 are provided in a predefined geometry and alignment on the modular axle drive 1 and with respect to one another.
  • the screw-on points 51a, 52a enable the installation adapters 50 to be attached perpendicular to a direction of travel of the vehicle and the screw-on points 51b, 52b enable the installation adapter 50 to be attached in the direction of travel of the vehicle.
  • the installation adapters 50 can be releasably mechanically connected to a frame of the vehicle.
  • the installation adapters 50 are shaped accordingly, depending on the installation direction and vehicle type.
  • the installation adapter 50 and the screwing points 51, 52 in a predefined geometry and alignment on the modular axle drive 1 and to each other ensure that the machine housing 11 or the cover 15 and the gear housing 21 are not redesigned for different vehicle types and installation directions, but only suitable Installation adapter 50 must be provided, whereby the cost of manufacture can be reduced.
  • FIGS. 4A to 4B show schematic representations of two different designs of the modular axle drive 1.
  • the designs largely correspond to the first and second exemplary embodiments. Therefore, only differences or extensions to the previous exemplary embodiments are explained below.
  • FIG. 4A A compact design of the modular axle drive 1 is shown in FIG. 4A.
  • the power electronics housing 31 is arranged in an axial plane of the electrical machine 10 and the transmission 20 on top of the machine housing 11 and on the transmission housing 21.
  • This design is particularly suitable for installation spaces that are short and therefore tall in the longitudinal direction of a vehicle (e.g. engine compartment, trunk).
  • FIG. 4B A flat design of the modular axle drive 1 is shown in FIG. 4B.
  • the power electronics housing 31 is offset to the rear in the axial plane of the electrical machine 10 and the transmission 20, is in alignment with the machine housing 11 and is arranged on the transmission housing 21.
  • This design is particularly suitable for long but flat installation spaces in the longitudinal direction of a vehicle (e.g. under a back seat, in the vehicle floor).
  • the machine housing 10, the cover 15, the gear housing 20 and the power electronics housing 30 can be at least partially made of aluminum, steel, magnesium, at least one plastic, such as in particular at least one plastic mixed with metal powder and / or metal particles, and / or be formed at least one electrically conductive fleece. All of the materials listed here ensure a high electrical and / or thermal conductivity of the respective housing, so that on the one hand heat from the power electronics 30, the electric machine 10 and the transmission 20 can be effectively transferred to the coolant by means of the coolant channels of the respective housing and on the other hand interference currents can be reliably transferred are shieldable.
  • a common coolant circuit is formed between the power electronics 30, the electrical machine 10 and the transmission 20. This enables a particularly efficient cooling of the power electronics 30, the electrical machine 10 and the transmission 20, so that especially in performance applications in the high power class of 480 V to 850 V, in which the electrical machine and the power electronics but also the transmission are a are subject to increased thermal stress, all thermally stressed components are reliably cooled.
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of the vehicle 100 with the modular axle drive 1 as described above.
  • the modular axle drive 1 is mechanically detachably connected to a frame of the vehicle 100 via the installation adapter 50.
  • a drive axle 70 of the vehicle 100 is non-rotatably connected to an output of the transmission 20 and a second drive axle (not shown) is non-rotatably connected to the intermediate shaft and thus to the transmission output.
  • a driven wheel 80 is rotatably connected to the drive axle 70 and another driven wheel (not shown) is rotatably connected to the second drive axle.
  • the electric machine 10 (controlled by the power electronics 30) drives the two driven wheels 80 via the transmission 20.
  • the modular axle drive 1 is connected in a fluid-conducting manner to a coolant reservoir 60 with integrated cooling (e.g. heat exchanger, expander, etc.).
  • Cold coolant can flow in from the coolant reservoir 60 at the coolant inlet of the modular final drive 1, flow through the common cooling circuit of electronics coolant channels 32 along the electronics housing 31, machine coolant channels 12 along the machine housing 11 and transmission coolant channels 22 along the transmission housing 21 and the heat exchanger 40, and heat from the Pick up power electronics 30, the electrical machine 10 and the transmission 20 as well as the oil of the transmission 20, and finally flow from the coolant drain of the modular final drive 1 back into the coolant reservoir 60.
  • FIG. 6 shows a flow chart for explaining an exemplary embodiment of the production method for a modular axle drive 1.
  • the manufacturing method described here includes a method step S1, in which the machine housing 11 of the electrical machine 10 is mechanically detachably connected to the transmission housing 21 of the transmission 20 on its drive side 13 which is at the front in the axial direction.
  • the at least one machine coolant channel 12 of the machine housing 11 and the at least one transmission coolant channel 22 of the transmission housing 21 are connected to one another in a fluid-conducting manner.
  • the cover 15 of the machine housing 11 is mechanically detachably connected to the machine housing 11 on its rear side 14, which is located at the rear in the axial direction.
  • the electronics housing 31 of the power electronics 30 is mechanically detachably connected to the cover 15 and the gear housing 21.
  • the at least one electronics coolant channel and the machine coolant channel and / or the transmission coolant channel connected to one another in a fluid-conducting manner.
  • the installation adapters 50 are mechanically detachably connected to the cover 15 and the gear housing 21 at screw-on points 51, 52 of the cover 15 and the gear housing 21.
  • FIG. 7 shows a flow chart for explaining an exemplary embodiment of the assembly method of a modular axle drive 1 in a vehicle 100.
  • a modular axle drive 1 produced according to the manufacturing method explained above is mounted in the vehicle 100 by means of the following assembly steps.
  • the drive shaft 70 of the vehicle 100 is connected in a rotationally fixed manner to the transmission output of the transmission 20 of the modular axle drive 1.
  • the installation adapters 50 of the modular axle drive 1 are mechanically detachably connected to a frame of the vehicle 100.

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Abstract

The invention relates to a modular axle drive, in particular a modular electric axle drive, for vehicles, to a method for producing a modular axle drive, and to a method for installing a modular axle drive in a vehicle. A machine housing of an electric machine of the modular axle has at least one machine coolant channel, a transmission housing of a transmission of modular axle has at least one transmission coolant channel, and an electronics housing of the power electronics of the modular axle has at least one electronics coolant channel. The machine housing is releasably mechanically connected to the transmission housing at the front machine housing drive side in the axial direction, and the electronics housing is releasably mechanically connected to the transmission housing and the machine housing. The electronics coolant channel is fluidically connected to a coolant feed, and the machine coolant channel and/or the transmission coolant channel is fluidically connected to a coolant discharge. The electronics coolant channel, the machine coolant channel, and the transmission coolant channel are fluidically connected such that coolant can flow from the coolant feed to the coolant discharge via the electronics coolant channel, the machine coolant channel, and the transmission coolant channel.

Description

Beschreibung description
Titel title
Modularer elektrischer Achsantrieb Modular electric axle drive
Die Erfindung betrifft einen modularen Achsantrieb, insbesondere einen modularen elektrischen Achsantrieb, für Fahrzeuge, ein Herstellungsverfahren für einen modularen Achsantrieb und ein Montageverfahren eines modularen Achsantriebs in einem Fahrzeug. The invention relates to a modular axle drive, in particular a modular electric axle drive, for vehicles, a manufacturing method for a modular axle drive and an assembly method for a modular axle drive in a vehicle.
Stand der Technik State of the art
In der DE 102017 103397 Al ist eine Achsantriebseinheit für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug beschrieben, wobei die Achsantriebseinheit wenigstens einen Elektromotor und ein Getriebe derart aufweisen soll, dass der Elektromotor und das Getriebe eine Baueinheit bilden. Außerdem soll die Baueinheit ein gemeinsames Gehäuse aufweisen. DE 102017 103397 A1 describes an axle drive unit for an electrically drivable motor vehicle, the axle drive unit to have at least one electric motor and a transmission in such a way that the electric motor and the transmission form a structural unit. In addition, the structural unit should have a common housing.
In der DE 102013 222 090 Al wird ein Antriebssatz bestehend aus einem Elektromotor mit Leistungselektronik und einem Getriebe offenbart. DE 102013 222 090 A1 discloses a drive set consisting of an electric motor with power electronics and a transmission.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die Erfindung schafft einen modularen Achsantrieb, insbesondere einen modularen elektrischen Achsantrieb, für Fahrzeuge mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und ein Fahrzeug, ein Herstellungsverfahren für einen modularen Achsantrieb und ein Montageverfahren eines modularen Achsantriebs in einem Fahrzeug mit den Merkmalen der weiteren unabhängigen Ansprüche. Vorteile der Erfindung The invention creates a modular axle drive, in particular a modular electric axle drive, for vehicles with the features of independent claim 1 and a vehicle, a manufacturing method for a modular axle drive and an assembly method of a modular axle drive in a vehicle with the features of the further independent claims. Advantages of the invention
Die vorliegende Erfindung schafft Möglichkeiten zum leicht ausführbaren Integrieren zumindest einer elektrischen Maschine und eines mit der elektrischen Maschine zusammenwirkenden Getriebes sowie einer die elektrische Maschine steuernden Leistungselektronik zu einem modularen (elektrischen) Achsantrieb mit einem gemeinsamen Kühlmittelkreislauf. Das mittels der vorliegenden Erfindung bereitgestellte „modulare Gehäusekonzept“ erlaubt eine modulare Integration der elektrischen Maschine, des Getriebes und der Leistungselektronik in den leicht an und/oder in einem Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, montierbaren modularen Achsantrieb mit gemeinsamem Kühlmittelkreislauf. Die modulare Integration und Ausbildung des gemeinsamen Kühlmittelkreislaufs erfolgt lediglich mittels einer geeigneten Ausbildung von Kühlmittelkanälen in den Gehäusen der elektrischen Maschine, des Getriebes und der Leistungselektronik. Wie anhand der nachfolgenden Erläuterungen deutlich wird, ermöglicht das „modulare Gehäusekonzept“ eine Vielzahl von Designfreiheiten bei der Ausbildung des vorteilhaften modularen Achsantriebs. Insbesondere kann eine Leistung des aus zumindest der elektrischen Maschine, dem Getriebe und der Leistungselektronik gebildeten modularen Achsantriebs problemlos anwendungsspezifisch skaliert und relativ einfach individualisiert werden. Beispielsweise ist der mittels der vorliegenden Erfindung realisierte elektrische Achsantrieb sowohl für eine niedrige Leistungsklasse bei Betriebsspannungen von ca. 260 V [Volt] bis 480 V als auch für eine hohe Leistungsklasse bei Betriebsspannungen von ca. 480 V bis 850 V geeignet. Der erfindungsgemäße elektrische Achsantrieb kann deshalb auch zum Ausführen spezieller Performance-Anwendungen eingesetzt werden. The present invention creates possibilities for easily integrating at least one electrical machine and a transmission interacting with the electrical machine as well as power electronics controlling the electrical machine to form a modular (electrical) axle drive with a common coolant circuit. The “modular housing concept” provided by means of the present invention allows a modular integration of the electrical machine, the transmission and the power electronics in the modular axle drive with a common coolant circuit, which can be easily mounted on and / or in a vehicle, in particular a motor vehicle. The modular integration and design of the common coolant circuit takes place only by means of a suitable design of coolant channels in the housings of the electrical machine, the transmission and the power electronics. As the following explanations make clear, the “modular housing concept” enables a large number of design freedom when designing the advantageous modular axle drive. In particular, the power of the modular axle drive formed from at least the electrical machine, the transmission and the power electronics can be easily scaled in an application-specific manner and can be customized relatively easily. For example, the electric axle drive implemented by means of the present invention is suitable both for a low power class with operating voltages of approx. 260 V [volts] to 480 V and for a high power class with operating voltages of approx. 480 V to 850 V. The electric axle drive according to the invention can therefore also be used to carry out special performance applications.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein modularer Achsantrieb, insbesondere ein elektrischer Achsantrieb, für Fahrzeuge eine elektrische Maschine, ein Getriebe und eine Leistungselektronik. Die elektrische Maschine weist ein sich in axialer Richtung erstreckendes Maschinengehäuse auf. Das Maschinengehäuse weist wenigstens einen Maschinenkühlmittelkanal auf, der sich entlang eines Abschnitts des Maschinengehäuses erstreckt. Das Getriebe weist ein Getriebegehäuse auf. Das Getriebegehäuse weist wenigstens einen Getriebekühlmittelkanal auf, der sich entlang eines Abschnitts des Getriebegehäuses erstreckt. Die Leistungselektronik weist ein Elektronikgehäuse auf. Das Elektronikgehäuse weist wenigstens einen Elektronikkühlmittelkanal auf, der sich entlang eines Abschnitts des Elektronikgehäuses erstreckt. Das Maschinengehäuse ist an seiner in axialer Richtung vorne liegenden Antriebsseite mit dem Getriebegehäuse lösbar mechanisch verbunden. Das Elektronikgehäuse ist mit dem Getriebegehäuse und dem Maschinengehäuse lösbar mechanisch verbunden. Der Elektronikkühlmittelkanal ist mit einem Kühlmittelzulauf fluidleitend verbunden. Der Maschinenkühlmittelkanal und zusätzlich oder alternativ der Getriebekühlmittelkanal sind mit einem Kühlmittelablauf fluidleitend verbunden. Der Elektronikkühlmittelkanal, der Maschinenkühlmittelkanal und der Getriebekühlmittelkanal sind derart fluidleitend verbunden, dass Kühlmittel von dem Kühlmittelzulauf über den Elektronikkühlmittelkanal, den Maschinenkühlmittelkanal und den Getriebekühlmittelkanal zu dem Kühlmittelablauf fließen kann. According to a first aspect of the invention, a modular axle drive, in particular an electric axle drive, for vehicles comprises an electric machine, a transmission and power electronics. The electrical machine has a machine housing that extends in the axial direction. The machine housing has at least one machine coolant channel that extends along a portion of the machine housing. The transmission has a transmission housing. The gear housing has at least one Transmission coolant channel extending along a portion of the transmission housing. The power electronics have an electronics housing. The electronics housing has at least one electronics coolant channel that extends along a portion of the electronics housing. The machine housing is mechanically detachably connected to the transmission housing on its drive side which is at the front in the axial direction. The electronics housing is mechanically detachably connected to the gear housing and the machine housing. The electronics coolant channel is fluidly connected to a coolant inlet. The machine coolant channel and additionally or alternatively the transmission coolant channel are connected in a fluid-conducting manner to a coolant drain. The electronics coolant duct, the machine coolant duct and the transmission coolant duct are fluidly connected in such a way that coolant can flow from the coolant inlet via the electronics coolant duct, the machine coolant duct and the transmission coolant duct to the coolant outlet.
Der Maschinenkühlmittelkanal, der Getriebekühlmittelkanal und der Elektronikkühlmittelkanal bilden einen gemeinsamen Kühlmittelkreislauf aus, welcher über den Kühlmittelzulauf und den Kühlmittelablauf an eine Kühlmittelführung bzw. an ein Kühlmittelreservoir eines Fahrzeugs anbindbar ist. Über den gemeinsamen Kühlmittelkreislauf sind nach dem Kühlmittelzulauf zunächst die Leistungselektronik und anschließend die elektrische Maschine und das Getriebe kühlbar. Mindestens ein Verbindungselement kann derart an dem Elektronikgehäuse oder dem Motorgehäuse bzw. dem Getriebe angeordnet oder ausgebildet sein, dass der Elektronikkühlmittelkanal über das mindestens eine Verbindungselement mit dem Maschinenkühlmittelkanal bzw. dem Getriebekühlmittelkanal fluidleitend verbunden ist. Alternativ kann an dem Elektronikgehäuse eine Dreiwegefluidkupplung (z. B. ein T-Stück) angeordnet sein, die den Elektronikkühlmittelkanal mit dem Motorkühlmittelkanal und dem Getriebekühlmittelkanal verbindet, zudem kann vor dem Kühlmittelablauf eine weitere Dreiwegefluidkupplung (z. B. ein T-Stück) angeordnet sein, die den Motorkühlmittelkanal und den Getriebekühlmittelkanal mit dem Kühlmittelabfluss fluidleitend verbindet. Über eine einfach ausführbare Montage der Leistungselektronik an dem Getriebegehäuse und an dem Maschinengehäuse kann damit der gemeinsame Kühlmittelkreislauf zwischen der Leistungselektronik und Getriebe und der elektrischen Maschine. Auf eine jeweils separate Anbindung des Elektronikkühlmittelkanals, des Maschinenkühlmittelkanals und des Getriebekühlmittelkanals an die Kühlmittelführung bzw. das Kühlmittelreservoir des Fahrzeugs kann somit verzichtet werden. Dies verringert die Anzahl der Elemente und erleichtert den Zusammenbau des modularen Achsantriebs. Insbesondere bei Performance-Anwendungen in der hohen Leistungsklasse von 480 V bis 850 V, bei der die elektrische Maschine und die Leistungselektronik aber auch das Getriebe einer erhöhten thermischen Belastung unterliegen, stellt der modulare elektrische Achsantrieb mit dem gemeinsamen Kühlmittelkreislauf eine effektive und gemäß der Leistungsklasse individualisirbare/konfektionierbare Kühlung aller belasteten Komponenten bereit. Somit kann ein Überhitzen und eine vorzeitige Beschädigung sowohl der elektrischen Maschine und der Leistungselektronik als auch des Getriebes verhindert werden. Dennoch sind die Komponenten des modularen Achsantriebs schnell und einfach miteinander verbindbar sowie je nach Einsatzgebiet skalierbar. The machine coolant channel, the transmission coolant channel and the electronics coolant channel form a common coolant circuit which can be connected to a coolant guide or to a coolant reservoir of a vehicle via the coolant inlet and the coolant outlet. After the coolant supply, first the power electronics and then the electrical machine and the transmission can be cooled via the common coolant circuit. At least one connecting element can be arranged or designed on the electronics housing or the motor housing or the transmission in such a way that the electronics coolant channel is connected in a fluid-conducting manner to the machine coolant channel or the transmission coolant channel via the at least one connecting element. Alternatively, a three-way fluid coupling (e.g. a T-piece) can be arranged on the electronics housing, which connects the electronics coolant channel with the engine coolant channel and the transmission coolant channel, and another three-way fluid coupling (e.g. a T-piece) can be arranged upstream of the coolant drain be that fluidly connects the engine coolant duct and the transmission coolant duct to the coolant drain. Via a simple installation of the power electronics on the gear housing and on the machine housing This enables the common coolant circuit between the power electronics and transmission and the electrical machine. A separate connection of the electronics coolant channel, the machine coolant channel and the transmission coolant channel to the coolant guide or the coolant reservoir of the vehicle can thus be dispensed with. This reduces the number of elements and makes it easier to assemble the modular final drive. In particular for performance applications in the high performance class of 480 V to 850 V, in which the electrical machine and the power electronics but also the transmission are subject to increased thermal stress, the modular electric axle drive with the common coolant circuit provides an effective and customizable according to the performance class / Ready-to-assemble cooling of all loaded components ready. Overheating and premature damage to both the electrical machine and the power electronics as well as the transmission can thus be prevented. Nevertheless, the components of the modular axle drive can be quickly and easily connected to one another and scaled depending on the area of application.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Maschinengehäuse an seiner Antriebsseite offen. Das Getriebegehäuse deckt die offene Antriebsseite, bevorzugt zumindest teilweise und besonders bevorzugt vollständig, ab. In an advantageous embodiment, the machine housing is open on its drive side. The gear housing covers the open drive side, preferably at least partially and particularly preferably completely.
Das Getriebegehäuse dient somit als Abdeckung für die offene Antriebsseite des Maschinengehäuses, wodurch auf eine separate Abdeckung für das Maschinengehäuse verzichtet werden kann. Dies reduziert das aufzuwendende Material, die Anzahl der Elemente, das Gesamtgewicht und die Zeit, die zum Zusammenbau des modularen Achsantriebs benötigt wird. The gear housing thus serves as a cover for the open drive side of the machine housing, which means that a separate cover for the machine housing can be dispensed with. This reduces the material used, the number of elements, the total weight and the time required to assemble the modular final drive.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Maschinengehäuse an seiner in axialer Richtung hinten liegenden Rückseite offen und umfasst einen Deckel. Der Deckel ist mit dem Maschinengehäuse an dessen offener Rückseite lösbar mechanisch verbunden. Der Deckel deckt die offene Rückseite, bevorzugt zumindest teilweise und besonders bevorzugt vollständig, ab. Dabei ist das Elektronikgehäuse mit dem Maschinengehäuse an dessen Deckel lösbar mechanisch verbunden. According to an advantageous embodiment, the machine housing is open on its rear side, which is located at the rear in the axial direction, and comprises a cover. The cover is mechanically detachably connected to the machine housing on its open rear side. The lid covers the open rear side, preferably at least partially and particularly preferably completely. Here is that Electronics housing releasably mechanically connected to the machine housing on its cover.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Deckel des Maschinengehäuses der vorliegenden Erfindung sowohl die Integration der elektrischen Maschine und des zusammenwirkenden Getriebes erleichtert, als auch eine Abdichtung des Maschinengehäuses gegenüber der äußeren Umgebung verbessert. Durch den Deckel des Maschinengehäuses wird ein einfacher und schneller Zugang zu der elektrischen Maschine gewährleistet und zudem auch gleichzeitig die mechanische Verbindung zwischen Elektronikgehäuse und Maschinengehäuse bereitgestellt. It should be noted that the cover of the machine housing of the present invention both facilitates the integration of the electrical machine and the interacting gearbox and improves the sealing of the machine housing from the external environment. The cover of the machine housing ensures simple and quick access to the electrical machine and also provides the mechanical connection between the electronics housing and the machine housing at the same time.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich der Maschinenkühlmittelkanal bis in den Deckel hinein. Insbesondere kann die fluidleitende Verbindung zwischen dem Elektronikkühlmittelkanal und dem Maschinenkühlmittelkanal bevorzugt im Bereich des Deckels erfolgen. Zudem kann bevorzugt eine Umlenkung des Kühlmittels zwischen mehreren Maschinenkühlmittelkanälen im Deckel vorgesehen sein. According to an advantageous embodiment, the machine coolant channel extends into the cover. In particular, the fluid-conducting connection between the electronics coolant channel and the machine coolant channel can preferably take place in the area of the cover. In addition, a deflection of the coolant between several machine coolant channels in the cover can preferably be provided.
Durch den sich bis in den Deckel erstreckenden Kühlmittelkanal kann die elektrische Maschine besonders flächendeckend gekühlt werden. Insbesondere, wenn die Umlenkung des Kühlmittels zwischen mehreren Maschinenkühlmittelkanälen im Deckel erfolgt, kann das Maschinengehäuse besonders einfach gefertigt werden, da keine Umlenkungen (sondern nur im Wesentlichen gerade Maschinenkühlmittelkanäle) in dem Maschinengehäuse vorgesehen werden müssen. The electrical machine can be cooled over a particularly large area through the coolant channel extending into the cover. In particular, when the coolant is deflected between several machine coolant channels in the cover, the machine housing can be manufactured in a particularly simple manner, since no deflections (only essentially straight machine coolant channels) need to be provided in the machine housing.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind der Maschinenkühlmittelkanal und der Getriebekühlmittelkanal derart ausgestaltet, dass Kühlmittel mehrfach zwischen dem Maschinengehäuse und dem Getriebegehäuse hin und her fließen kann, bevor es zu dem Kühlmittelabfluss gelangt. Dabei umfassen das Getriebegehäuse und das Maschinengehäuse jeweils mehrere Kühlmittelkanäle, die wechselweise miteinander fluidleitend verbunden sind. Insbesondere kann das Kühlmittel in dem Getriebegehäuse und bevorzugt, sofern vorhanden, in dem Deckel umgelenkt werden, sodass Kühlmittel von einem Maschinenkühlmittelkanal in einen fluidleitend angeschlossenen Getriebekühlmittelkanal strömen, in diesem umgelenkt und anschließend in einen weiteren mit dem Getriebekühlmittelkanal verbundenen Maschinenkühlmittelkanal strömen kann, um daraufhin in dem Maschinengehäuse oder in dem Deckel, bis in den sich der Maschinenkühlmittelkanal erstreckt, umgelenkt zu werden und dann über den Maschinenkühlmittelkanal in einen weiteren fluidleitend angeschlossenen Getriebekühlmittelkanal strömen zu können. Dies kann mehrfach wiederholt werden, bis das Kühlmittel an dem Kühlmittelabfluss ausströmen kann. According to an advantageous embodiment, the machine coolant channel and the transmission coolant channel are designed in such a way that coolant can flow back and forth several times between the machine housing and the transmission housing before it reaches the coolant drain. The gear housing and the machine housing each include a plurality of coolant channels that are alternately connected to one another in a fluid-conducting manner. In particular, the coolant can be in the transmission housing and preferably, if present, in the Cover are deflected so that coolant can flow from a machine coolant channel into a fluid-conducting connected transmission coolant channel, deflected in this and then flow into a further machine coolant channel connected to the transmission coolant channel, in order then to be in the machine housing or in the cover, up to which the machine coolant channel extends, to be deflected and then to be able to flow via the machine coolant channel into a further fluid-conducting connected transmission coolant channel. This can be repeated several times until the coolant can flow out at the coolant outflow.
Durch die mehrfache Umlenkung und das Hin-und-her-Fließen des Kühlmittels zwischen der elektrischen Maschine und dem Getriebe werden beide Elemente besonders effektiv gekühlt. Dies ermöglicht insbesondere Performance- Anwendungen in der hohen Leistungsklasse von 480 V bis 850 V. Due to the multiple diversions and the back and forth flow of the coolant between the electrical machine and the transmission, both elements are cooled particularly effectively. This particularly enables performance applications in the high performance class from 480 V to 850 V.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Getriebegehäuse einen ersten Lagerschild für die elektrische Maschine. In dem ersten Lagerschild kann eine Maschinenwelle der elektrischen Maschine drehbar gelagert werden. According to an advantageous embodiment, the gear housing comprises a first end shield for the electrical machine. A machine shaft of the electrical machine can be rotatably mounted in the first end shield.
Die Integration des ersten Lagerschilds in das Getriebegehäuse reduziert die Anzahl der Elemente und vereinfacht den Zusammenbau des modularen Achsantriebs. The integration of the first end shield in the gear housing reduces the number of elements and simplifies the assembly of the modular final drive.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Deckel einen zweiten Lagerschild für die elektrische Maschine. In dem zweiten Lagerschild kann die Maschinenwelle der elektrischen Maschine drehbar gelagert werden. According to an advantageous embodiment, the cover comprises a second end plate for the electrical machine. The machine shaft of the electrical machine can be rotatably mounted in the second end shield.
Die Integration des zweiten Lagerschilds in den Deckel reduziert die Anzahl der Elemente und vereinfacht den Zusammenbau des modularen Achsantriebs. The integration of the second end shield in the cover reduces the number of elements and simplifies the assembly of the modular final drive.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der modulare Achsantrieb ferner eine Zwischenwelle, die in dem Getriebegehäuse und dem Deckel gelagert ist. Die Zwischenwelle ist an einem Getriebeausgang des Getriebes angebunden. Bevorzugt ist die Zwischenwelle in dem ersten Lagerschild und zusätzlich oder alternativ in dem zweiten Lagerschild drehbar gelagert. Durch Verwendung der Zwischenwelle lassen sich in dem mit der hier beschriebenen Ausführungsform des modularen Achsantriebs ausgestatteten Fahrzeug zwei gleich lange Antriebswellen realisieren. Auf diese Weise können u.a. verbesserte fahrdynamische Eigenschaften des Kraftfahrzeugs erzielt werden und zudem oder alternativ Skaleneffekte bei der Beschaffung der Seitenwellen genutzt werden. According to an advantageous embodiment, the modular axle drive further comprises an intermediate shaft which is mounted in the gear housing and the cover. The intermediate shaft is at a transmission output of the transmission tied up. The intermediate shaft is preferably rotatably mounted in the first bearing plate and additionally or alternatively in the second bearing plate. By using the intermediate shaft, two drive shafts of equal length can be implemented in the vehicle equipped with the embodiment of the modular axle drive described here. In this way, among other things, improved driving dynamics properties of the motor vehicle can be achieved and, additionally or alternatively, economies of scale can be used in the procurement of the side waves.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der modulare Achsantrieb ferner Einbauadapter. Die Einbauadapter sind ausgebildet, den modularen Achsantrieb mit einem Rahmen eines Fahrzeugs mechanisch zu verbinden. Das Getriebegehäuse und der Deckel umfassen dazu Anschraubpunkte für die Einbauadapter, an welchen die Einbauadapter über Verbindungsmittel entsprechend lösbar mechanisch mit dem Getriebegehäuse und dem Deckel verbunden sind. Die Anschraubpunkte weisen eine vordefinierte Lage und Anordnung auf, die für alle Ausgestaltungen des modularen Achsantriebs bzw., für alle Maschinengehäuse bzw. alle Deckel und alle Getriebegehäuse gleich sind. Ausschließlich die Einbauadapter sind an den jeweiligen Rahmen des Fahrzeugs angepasst. Somit müssen für verschiedene Fahrzeuge und verschiedene Rahmen nur die Einbauadapter individuell ausgebildet werden, während die übrigen Elemente des modularen Achsantriebs, insbesondere das Maschinengehäuse bzw. der Deckel und das Getriebegehäuse nicht angepasst werden müssen. Dies hilft die Produktionskosten erheblich zu senken und dennoch eine universelle Montierbarkeit des modularen Achsantriebs zu gewährleisten. According to an advantageous embodiment, the modular axle drive further comprises installation adapters. The installation adapters are designed to mechanically connect the modular final drive to a frame of a vehicle. To this end, the gear housing and the cover comprise screw-on points for the installation adapters, at which the installation adapters are mechanically connected to the transmission housing and the cover in a correspondingly releasable manner via connecting means. The screw-on points have a predefined position and arrangement which are the same for all configurations of the modular axle drive or for all machine housings or all covers and all gear housings. Only the installation adapters are adapted to the respective frame of the vehicle. Thus, only the installation adapters have to be designed individually for different vehicles and different frames, while the remaining elements of the modular axle drive, in particular the machine housing or the cover and the gear housing, do not have to be adapted. This helps to reduce production costs considerably and still ensure that the modular axle drive can be installed universally.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der modulare Achsantrieb ferner einen Wärmetauscher. Der Wärmetauscher ist mit dem Maschinengehäuse oder dem Getriebegehäuse mechanisch lösbar verbunden. Ein Wasserkreislauf des Wärmetauschers ist mit dem Kühlmittelabfluss fluidleitend verbunden. Zudem ist ein Ölkreislauf des Wärmetauschers an dem Getriebe (z. B. Ölbad) angebunden. Dabei kann der Wasserkreislauf des Wärmetauschers an der Kühlmittelführung bzw. dem Kühlmittelreservoir des Fahrzeugs anbindbar sein. According to an advantageous embodiment, the modular axle drive further comprises a heat exchanger. The heat exchanger is mechanically releasably connected to the machine housing or the gear housing. A water circuit of the heat exchanger is fluidly connected to the coolant drain. In addition, an oil circuit of the heat exchanger is connected to the gear unit (e.g. oil bath). The water cycle of the Be connectable heat exchanger to the coolant guide or the coolant reservoir of the vehicle.
Eine Kühlleistung des Wärmetauschers kann somit abweichend von einer Kühlleistung des gemeinsamen Kühlmittelsystems individuell bezüglich einer gewünschten Kühlung des Getriebes angepasst werden. A cooling output of the heat exchanger can thus be adapted individually with respect to a desired cooling of the transmission in a manner different from a cooling output of the common coolant system.
Der elektrische Achsantrieb kann auch eine in oder an dem Maschinengehäuse oder dem Getriebegehäuse angeordnete Parksperre aufweisen. In diesem Fall ist die Parksperre mittels eines vergleichsweise geringen Arbeitsaufwands lediglich durch Montage des elektrischen Achsantriebs an dem damit auszubildenden Kraftfahrzeug montierbar. The electric axle drive can also have a parking lock arranged in or on the machine housing or the transmission housing. In this case, the parking lock can be mounted on the motor vehicle to be trained with it by means of a comparatively low expenditure of work only by mounting the electric axle drive.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug wenigstens einen modularen Achsantrieb gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, ein Kühlmittelreservoir, wenigstens eine Antriebsachse und wenigstens ein angetriebenes Rad. Das Kühlmittelreservoir ist mit dem Kühlmittelzulauf und entweder dem Kühlmittelablauf oder dem Wasserkreislauf des Wärmetauschers des wenigstens einen modularen Achsantriebs fluidleitend verbunden. Die wenigstens eine Antriebsachse ist mit einem Getriebeausgang des Getriebes des wenigstens einen modularen Achsantriebs drehfest verbunden. Das wenigstens eine angetriebene Rad ist drehfest mit der wenigstens einen Antriebsachse verbunden. According to a second aspect of the invention, a vehicle comprises at least one modular final drive according to the first aspect of the invention, a coolant reservoir, at least one drive axle and at least one driven wheel. The coolant reservoir is connected to the coolant inlet and either the coolant outlet or the water circuit of the heat exchanger of the at least one modular axle drive connected in a fluid-conducting manner. The at least one drive axle is non-rotatably connected to a gear output of the gearbox of the at least one modular axle drive. The at least one driven wheel is non-rotatably connected to the at least one drive axle.
Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch gewährleistet bei einem Fahrzeug bzw. Kraftfahrzeug mit der zuvor beschriebenen modularen Achse. The advantages described above are also guaranteed in a vehicle or motor vehicle with the modular axle described above.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung umfasst ein Herstellungsverfahren für einen modularen Achsantrieb gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung die Schritte: According to a third aspect of the invention, a manufacturing method for a modular axle drive according to the first aspect of the invention comprises the steps:
Mechanisches Verbinden eines Maschinengehäuses einer elektrischen Maschine an dessen in axialer Richtung vorne liegender Antriebsseite mit einem Getriebegehäuse eines Getriebes. Dabei werden wenigstens ein Maschinenkühlmittelkanal des Maschinengehäuses und wenigstens ein Getriebekühlmittelkanal des Getriebegehäuses fluidleitend miteinander verbunden. Mechanical connection of a machine housing of an electrical machine on its drive side, which is at the front in the axial direction, with a transmission housing of a transmission. At least one machine coolant channel of the machine housing and at least one Transmission coolant duct of the transmission housing connected to one another in a fluid-conducting manner.
Mechanisches Verbinden eines Elektronikgehäuses einer Leistungselektronik mit dem Maschinengehäuse und dem Getriebegehäuse, wobei wenigstens ein Elektronikkühlmittelkanal und der Maschinenkühlmittelkanal und zusätzlich oder alternativ der Getriebekühlmittelkanal fluidleitend miteinander verbunden werden. Mechanical connection of an electronics housing of a power electronics unit with the machine housing and the transmission housing, with at least one electronics coolant channel and the machine coolant channel and additionally or alternatively the transmission coolant channel being connected to one another in a fluid-conducting manner.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Herstellungsverfahrens umfasst dieses ferner den Schritt: According to an advantageous development of the manufacturing method, this further includes the step:
Mechanisches Verbinden eines Deckels des Maschinengehäuses mit dem Maschinengehäuse an dessen in axialer Richtung hinten liegender Rückseite. Dabei wird das Elektronikgehäuse mit dem Deckel und dem Getriebegehäuse mechanisch verbunden. Mechanical connection of a cover of the machine housing to the machine housing on its rear side, which is located at the rear in the axial direction. The electronics housing is mechanically connected to the cover and the gear housing.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Herstellungsverfahrens umfasst dieses ferner den Schritt: According to an advantageous development of the manufacturing method, this further includes the step:
Mechanisches Verbinden von Einbauadaptern mit dem Deckel und dem Getriebegehäuse an Anaschraubpunkten des Deckels und des Getriebegehäuses. Mechanical connection of mounting adapters with the cover and the gear housing at screw-on points of the cover and the gear housing.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung umfasst ein Montageverfahren eines modularen Achsantriebs gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung in einem Fahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung die Schritte: According to a fourth aspect of the invention, an assembly method of a modular final drive according to the first aspect of the invention in a vehicle according to the second aspect of the invention comprises the steps:
Drehfestes Verbinden der Antriebswelle des Fahrzeugs mit dem Getriebeausgang des Getriebes des modularen Achsantriebs. Non-rotatable connection of the drive shaft of the vehicle with the gearbox output of the gearbox of the modular final drive.
Mechanisches Verbinden der Einbauadapter des modularen Achsantriebs mit dem Rahmen des Fahrzeugs. Mechanically connecting the mounting adapters of the modular final drive to the frame of the vehicle.
Auch das Herstellungsverfahren für den modularen Achsantrieb und das Montageverfahren des elektrischen Achsantriebs in dem Fahrzeug schaffen die oben beschriebenen Vorteile. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass beide Verfahren gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen des modularen Achsantriebs weitergebildet werden können. The manufacturing process for the modular final drive and the assembly process for the electric final drive in the vehicle also create the advantages described above. It is expressly pointed out that Both methods can be developed in accordance with the embodiments of the modular axle drive explained above.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen: Further features and advantages of the present invention are explained below with reference to the figures. Show it:
Fig. 1A bis ID schematische Explosions- und Zusammenbaudarstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels des modularen Achsantriebs; 1A to ID schematic exploded and assembly representations of a first exemplary embodiment of the modular axle drive;
Fig. 2A bis 2D schematische Darstellungen verschiedener Beispiele gemeinsamer Kühlmittelkreisläufe des modularen Achsantriebs; 2A to 2D show schematic representations of various examples of common coolant circuits of the modular axle drive;
Fig. 3A bis 3B schematische Darstellungen eines zweiten3A to 3B are schematic representations of a second
Ausführungsbeispiels des modularen Achsantriebs; Embodiment of the modular axle drive;
Fig. 4A bis 4B schematische Darstellungen zweier verschiedener Bauformen des modularen Achsantriebs; 4A to 4B show schematic representations of two different designs of the modular axle drive;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Fahrzeugs mit dem modularen Achsantrieb; 5 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of the vehicle with the modular axle drive;
Fig. 6 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Ausführungsbeispiels des Herstellungsverfahrens für einen modularen Achsantrieb; und 6 shows a flow chart for explaining an exemplary embodiment of the production method for a modular axle drive; and
Fig. 7 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines7 is a flow chart for explaining a
Ausführungsbeispiels des Montageverfahrens eines modularen Achsantriebs in einem Fahrzeug. Embodiment of the assembly method of a modular axle drive in a vehicle.
Ausführungsbeispiele der Erfindung Im Rahmen der Erfindung wird unter dem Ausdruck mechanisch verbunden verstanden, dass die derart verbundenen Elemente durch Formschluss und/oder Kraftschluss und/oder Stoffschluss miteinander verbunden sind, wobei keine translatorische oder rotatorische Bewegung der Elemente gegeneinander möglich ist. Ferner wird unter dem Ausdruck drehfest oder rotationsfest verbunden verstanden, dass die derart verbundenen Elemente sich zumindest nicht rotatorisch gegeneinander (sondern nur miteinander) bewegen können (z. B. Welle-Nabe-Verbindung). Zudem wird unter dem Ausdruck fluidleitend verbunden verstanden, dass zwischen zwei derartig verbundenen Elementen ein Fluid (z. B. ein Kühlmittel wie Kühlwasser) ohne nennenswerten Verluste durch Undichtigkeit strömen kann. Embodiments of the invention In the context of the invention, the expression mechanically connected is understood to mean that the elements connected in this way are connected to one another by a form fit and / or force fit and / or material connection, with no translational or rotational movement of the elements relative to one another being possible. Furthermore, the expression non-rotatably or non-rotatably connected is understood to mean that the elements connected in this way can at least not move rotationally against one another (but only with one another) (e.g. shaft-hub connection). In addition, the expression connected in a fluid-conducting manner is understood to mean that a fluid (for example a coolant such as cooling water) can flow between two elements connected in this way without significant losses due to leaks.
Fig. 1A bis ID zeigen schematische Explosions- und1A to ID show schematic exploded and
Zusammenbaudarstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels des modularen Achsantriebs 1. Assembly views of a first exemplary embodiment of the modular axle drive 1.
Der in den Figs. 1A bis ID schematisch dargestellte modulare Achsantrieb 1 ist an und/oder in einem Fahrzeug bzw. Kraftfahrzeug (Kfz) montierbar. Es wird darauf hingewiesen, dass eine Verwendbarkeit des modularen Achsantriebs auf keinen speziellen Fahrzeugtyp beschränkt ist. The in Figs. 1A to ID schematically illustrated modular axle drive 1 can be mounted on and / or in a vehicle or motor vehicle (motor vehicle). It should be noted that the usability of the modular final drive is not restricted to any specific vehicle type.
Der modulare Achsantrieb 1 umfasst zumindest eine elektrische Maschine 10, ein mit der elektrischen Maschine 10 zusammenwirkendes Getriebe 20 und eine die elektrische Maschine 10 steuernde Leistungselektronik 30. Die elektrische Maschine kann ein Elektromotor sein. Das Getriebe 20 kann ein Differential umfassen. Unter dem Getriebe 20 kann somit insbesondere ein Differentialgetriebe verstanden werden. The modular axle drive 1 comprises at least one electrical machine 10, a transmission 20 interacting with the electrical machine 10, and power electronics 30 that control the electrical machine 10. The electrical machine can be an electric motor. The transmission 20 may include a differential. The transmission 20 can thus be understood in particular as a differential transmission.
Die elektrische Maschine 10 weist ein Maschinengehäuse 11 auf, an und/oder in dem entlang eines Abschnitts des Maschinengehäuses 11 einer oder mehrere Maschinenkühlmittelkanäle 12 verlaufen. Das Getriebe 20 weist ein Getriebegehäuse 21 auf, an und/oder in dem entlang eines Abschnitts des Getriebegehäuses 21 einer oder mehrere Getriebekühlmittelkanäle 22 verlaufen. Die Leistungselektronik 30 weist ein Elektronikgehäuse 31 auf, an und/oder in dem entlang eines Abschnitts des Elektronikgehäuses 31 einer oder mehrere Elektronikkühlmittelkanäle 32 verlaufen. The electrical machine 10 has a machine housing 11 on and / or in which one or more machine coolant channels 12 run along a section of the machine housing 11. The transmission 20 has a transmission housing 21 on and / or in which one or more transmission coolant channels 22 run along a section of the transmission housing 21. The power electronics 30 have an electronics housing 31 on and / or in which one or more electronics coolant channels 32 run along a section of the electronics housing 31.
Das Maschinengehäuse 11 hat in axialer Richtung vorne liegend eine offene Antriebsseite 13 und in axialer Richtung hinten liegend eine offene Rückseite 14. Das Getriebegehäuse 21 ist hier zweiteilig ausgeführt und umfasst einen Getriebegehäusekörper, der mit einem Getriebedeckel lösbar mechanisch verbunden ist (z. B. Verschraubung). Das Maschinengehäuse 11 ist an der offenen Antriebsseite 13 mit dem Getriebegehäuse 21 lösbar mechanisch verbunden (z. B. Verschraubung). Die offene Antriebsseite 13 wird dabei von dem Getriebegehäuse 21 vollständig abgedeckt. Das Maschinengehäuse 11 ist an der offenen Rückseite 14 mit seinem Deckel 15 lösbar mechanisch verbunden (z. B. Verschraubung). Die offene Rückseite 14 wird dabei von dem Deckel 15 vollständig abgedeckt. The machine housing 11 has an open drive side 13 at the front in the axial direction and an open rear 14 at the rear ). The machine housing 11 is detachably mechanically connected to the gear housing 21 on the open drive side 13 (e.g. screw connection). The open drive side 13 is completely covered by the gear housing 21. The machine housing 11 is mechanically detachably connected to its cover 15 on the open rear side 14 (e.g. screw connection). The open rear side 14 is completely covered by the cover 15.
Die elektrische Maschine 10 weist zudem eine Maschinenwelle 16 auf, die drehfest mit einem Rotor der elektrischen Maschine verbunden ist. Ein von der elektrischen Maschine 10 aus zugeführter elektrischer Energie über einen Stator und den Rotor der elektrischen Maschine 10 erzeugtes Drehmoment bzw. Rotationsbewegung wird über die Maschinenwelle 16 in das Getriebe 20 eingeleitet und dort entsprechend an einen Getriebeausgang des Getriebes 20 übersetzt. Die Maschinenwelle 16 ist im Bereich der Antriebseite 13 in einem von dem Getriebegehäuse 21 umfassten ersten Lagerschild drehbar gelagert und im Bereich der Rückseite 14 in einem von dem Deckel 15 umfassten zweiten Lagerschild drehbar gelagert. Dazu umfassen der erste und der zweite Lagerschild jeweils Lager wie beispielsweise Wälzlager (z. B. Kugellager, Zylinderrollenlager oder Nadellager). The electrical machine 10 also has a machine shaft 16, which is non-rotatably connected to a rotor of the electrical machine. A torque or rotational movement generated by the electric machine 10 via a stator and the rotor of the electric machine 10 is introduced via the machine shaft 16 into the transmission 20 and there correspondingly translated to a transmission output of the transmission 20. The machine shaft 16 is rotatably mounted in the area of the drive side 13 in a first end shield encompassed by the gear housing 21 and rotatably mounted in a second end shield encompassed by the cover 15 in the area of the rear side 14. For this purpose, the first and the second end shield each include bearings such as roller bearings (for example ball bearings, cylindrical roller bearings or needle bearings).
Der Deckel 15 hat zudem eine erste elektrische Schnittstelle 17 (z. B. in Form wenigstens eines Steckers und/oder wenigstens einer Buchse). Das Elektronikgehäuse 31 hat eine zweite elektrische Schnittstelle 33 die komplementär zu der ersten elektrischen Schnittstelle 17 ausgeführt ist (z. B. entsprechende Buchsen und/oder Stecker). Das Elektronikgehäuse 31 ist mit dem Deckel 15 und dem Getriebegehäuse 21 lösbar mechanisch verbunden (z.The cover 15 also has a first electrical interface 17 (for example in the form of at least one plug and / or at least one socket). The electronics housing 31 has a second electrical interface 33 which is designed to be complementary to the first electrical interface 17 (e.g. corresponding sockets and / or plugs). The electronics housing 31 is with the cover 15 and the gear housing 21 releasably mechanically connected (e.g.
B. Verschraubungen, Schnappverschlüsse o.ä.). Dabei werden die erste elektrische Schnittstelle 17 und die zweite elektrische Schnittstelle 33 miteinander elektrisch verbunden, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen der Leistungselektronik 30 und der elektrischen Maschine hergestellt wird, sodass die Leistungselektronik 30 die elektrische Maschine steuern und mit elektrischer Energie versorgen kann. Vorzugsweise ist die Leistungselektronik 30 nahe an der elektrischen Maschine 10, insbesondere außen an dem Maschinengehäuse 11 angeordnet. B. screw connections, snap locks, etc.). The first electrical interface 17 and the second electrical interface 33 are electrically connected to one another, whereby an electrical connection is established between the power electronics 30 and the electrical machine, so that the power electronics 30 can control the electrical machine and supply it with electrical energy. The power electronics 30 are preferably arranged close to the electrical machine 10, in particular on the outside of the machine housing 11.
Deckel 15 des Maschinengehäuses 11 und der Getriebedeckel des Getriebegehäuses 21 ermöglichen einen besonders einfachen und schnellen Zusammenbau der elektrischen Maschine 10 und des damit zusammenwirkenden Getriebes 20. Vorzugsweise sind der Deckel 15 und der Getriebedeckel derart ausgebildet, dass Komponenten der elektrischen Maschine 10 bei entferntem Deckel 15 durch die offene Rückseite und Komponenten des Getriebes 20 bei entferntem Getriebedeckel direkt in dem Getriebegehäusekörper eingebaut bzw. ausgebaut oder gewartet werden können, ohne das Maschinengehäuse 11 von dem Getriebegehäuse 21 trennen zu müssen. Diese Ausgestaltung des modularen Achsantriebs 1 mit Deckel 15 und Getriebedeckel reduziert den zur gemeinsamen Integration zumindest der elektrischen Maschine 10 und des zusammenwirkenden Getriebes 20 zu leistenden Arbeitsaufwand erheblich. The cover 15 of the machine housing 11 and the gear cover of the gear housing 21 enable a particularly simple and quick assembly of the electric machine 10 and the gear 20 interacting with it. The cover 15 and the gear cover are preferably designed in such a way that components of the electric machine 10 when the cover 15 is removed Due to the open rear side and components of the gearbox 20 with the gearbox cover removed, they can be installed or removed or serviced directly in the gearbox housing body without having to separate the machine housing 11 from the gearbox housing 21. This configuration of the modular axle drive 1 with cover 15 and gear cover considerably reduces the amount of work to be done for the common integration of at least the electrical machine 10 and the interacting gear 20.
Die Leistungselektronik 30 ist mit einem separaten Elektronikgehäuse 31 ausgestattet. Das Elektronikgehäuse 31 kann beispielsweise ein Leistungselektronikaufnahmeteil (Topf) und ein Deckelteil aufweisen, wobei ein Leistungselektronik-Aufnahmevolumen des Elektronikgehäuses 31 von dem Leistungselektronikaufnahmeteil umrahmt und mittels des Deckelteils abdichtbar/abgedichtet ist. Alle weiteren Komponenten der Leistungselektronik 30 können somit vollständig von ihrem eigenen Elektronikgehäuse 31 umgeben sein. Die Anordnung der Leistungselektronik 30 des modularen Achsantriebs 1 in ihrem separaten Elektronikgehäuse 31 ermöglicht somit einen Transport der Leistungselektronik 30 als abgeschlossene und abgedichtete Einheit, wodurch ein Risiko einer Beschädigung der Leistungselektronik 30 während des Transports deutlich reduziert ist. Des Weiteren erleichtert die Anordnung der Leistungselektronik 30 in dem separaten Elektronikgehäuse 31 eine Reparatur oder ein Austauschen der Leistungselektronik 30, insbesondere ohne ein Ausbauen des Motorgehäuses 11 und/oder des Getriebegehäuses 21 aus dem Fahrzeug. Über Leitungen 34 ist die Leistungselektronik 30 problemlos elektrisch an eine Elektronik bzw. ein Steuergerät des Fahrzeugs anbindbar/angebunden. Das Elektronikgehäuse 31 kann beispielsweise über mehrere Schrauben oder Bolzen an dem mit entsprechenden Schraubenaufnahmeöffnungen ausgebildeten Maschinengehäuse 11 bzw. Deckel 15 und an dem mit entsprechenden Schraubenaufnahmeöffnungen ausgebildeten Getriebegehäuse befestigt sein. The power electronics 30 are equipped with a separate electronics housing 31. The electronics housing 31 can for example have a power electronics receiving part (pot) and a cover part, a power electronics receiving volume of the electronics housing 31 being framed by the power electronics receiving part and being sealable / sealed by means of the cover part. All other components of the power electronics 30 can thus be completely surrounded by their own electronics housing 31. The arrangement of the power electronics 30 of the modular axle drive 1 in its separate electronics housing 31 thus enables the power electronics 30 to be transported as a closed and sealed unit, as a result of which a risk of damage to the power electronics 30 during transport is significantly reduced. Furthermore, the arrangement of the power electronics 30 in the separate electronics housing 31 makes it easier to repair or replace the power electronics 30, in particular without removing the motor housing 11 and / or the transmission housing 21 from the vehicle. The power electronics 30 can be electrically connected to electronics or a control unit of the vehicle via lines 34 without any problems. The electronics housing 31 can be fastened, for example, via several screws or bolts to the machine housing 11 or cover 15 formed with corresponding screw receiving openings and to the gear housing formed with corresponding screw receiving openings.
Die Maschinenkühlmittelkanäle 12 können beispielsweise durch mehrere im Wesentlichen gerade Kühlmittelleitungen entlang des Maschinengehäuses 11 und durch in dem Deckel 15 ausgebildete Umlenkungen, die die im wesentlichen geraden Kühlmittelleitungen entlang des Maschinengehäuses 11 paarweise miteinander verbinden, gebildet werden. Dabei können je zwei der im wesentlichen geraden Kühlmittelleitungen entlang des Maschinengehäuses 11 und eine der in dem Deckel 15 ausgebildeten Umlenkungen so zueinander angeordnet und ausgebildet sein, dass ihre Öffnungen dicht aufeinander gepresst werden, wenn der Deckel 15 mit dem Maschinengehäuse 11 mechanisch verbunden ist. Optional können auch zusätzlich Dichtmittel (z. B. O- Ringe) zur Verbesserung der Dichtigkeit zum Einsatz kommen. Ebenso können die Getriebekühlmittelkanäle 22 als Umlenkungen ausgebildet sein und jeweils zwei der im wesentlichen geraden Kühlmittelleitungen entlang des Maschinengehäuses 11 derart miteinander verbinden, dass Kühlmittel mehrfach vom Deckel 15 entlang des Maschinengehäuses 11 in das Getriebegehäuse 21 und wieder zurück strömen kann. Dabei werden die Getriebekühlmittelkanäle 22 dicht auf die Maschinenkühlmittelkanäle 12 bzw. die im Wesentlichen geraden Kühlmittelleitungen entlang des Maschinengehäuses 11 gepresst, wenn das Getriebegehäuse 21 mit dem Maschinengehäuse 11 mechanisch verbunden ist. Auch hier können optional zusätzlich Dichtmittel (z. B. O-Ringe) zur Verbesserung der Dichtigkeit zum Einsatz kommen. Gemäß dieser beispielhaften Ausführung bilden die Maschinenkühlmittelkanäle 12 und die Getriebekühlmittelkanäle 22 einen mäandernden Kühlmittelkanal, in dem Kühlmittel mehrfach zwischen dem Maschinengehäuse 11 und dem Getriebegehäuse 21 hin und her fließen kann. Alternativ kann auch ein spiralförmiger Maschinenkühlmittelkanal 11 mit nur einer fluidleitenden Verbindung zu dem Getriebekühlmittelkanal 21 am bzw. im Maschinengehäuse 11 ausgebildet sein. The machine coolant channels 12 can be formed, for example, by several essentially straight coolant lines along the machine housing 11 and by deflections formed in the cover 15 which connect the essentially straight coolant lines along the machine housing 11 in pairs. Two of the essentially straight coolant lines along the machine housing 11 and one of the deflections formed in the cover 15 can be arranged and designed in such a way that their openings are pressed tightly against one another when the cover 15 is mechanically connected to the machine housing 11. Optionally, additional sealants (e.g. O-rings) can be used to improve the tightness. Likewise, the transmission coolant channels 22 can be designed as deflections and connect two of the essentially straight coolant lines along the machine housing 11 in such a way that coolant can flow multiple times from the cover 15 along the machine housing 11 into the transmission housing 21 and back again. The transmission coolant channels 22 are pressed tightly onto the machine coolant channels 12 or the essentially straight coolant lines along the machine housing 11 when the transmission housing 21 is mechanically connected to the machine housing 11. Here, too, additional sealants (e.g. O-rings) can optionally be used to improve the tightness. According to this exemplary In the embodiment, the machine coolant channels 12 and the transmission coolant channels 22 form a meandering coolant channel in which the coolant can flow back and forth several times between the machine housing 11 and the transmission housing 21. Alternatively, a spiral machine coolant channel 11 with only one fluid-conducting connection to the transmission coolant channel 21 can be formed on or in the machine housing 11.
Der eine oder die mehreren Elektronikkühlmittelkanäle 32 können über eine fluidleitende Verbindung mit dem Maschinenkühlmittelkanal 12 und zusätzlich oder alternativ mit dem Getriebekühlmittelkanal 22 verbunden sein. Wie in Fig.The one or more electronics coolant channels 32 can be connected to the machine coolant channel 12 and additionally or alternatively to the transmission coolant channel 22 via a fluid-conducting connection. As in Fig.
ID schematisch dargestellt ist, kann beispielsweise ein Elektronikkühlmittelkanal 32 über ein Verbindungselement 34 mit dem Maschinenkühlmittelkanal 12 fluidleitend verbunden werden. Das Verbindungselement 34 ist dazu derart an dem Maschinengehäuse 11 bzw. dem Deckel 15 oder dem Elektronikgehäuse 31 angeordnet und ausgebildet (z. B. als Stutzen), dass durch einfaches Aufstecken bzw. Aufeinanderpressen des Elektronikgehäuses 31 auf das Maschinengehäuse 11 bzw. auf den Deckel 15 der Elektronikkühlmittelkanal 32 mit dem Maschinenkühlmittelkanal 12 fluidleitend verbunden wird. Gleiches gilt analog für eine fluidleitende Verbindung zwischen Elektronikkühlmittelkanal 32 und Getriebekühlmittelkanal 22. Somit können Schläuche, Rohre oder sonstige separate Leitungen außerhalb des Elektronikgehäuses 31 und des Maschinengehäuses 11/Deckels 15 bzw. des Getriebegehäuses 21 zum fluidleitenden Verbinden der jeweiligen Kühlmittelkanäle eingespart werden. Insbesondere wird durch Gegeneinanderpressen des Elektronikgehäuses 31 gegen das Maschinengehäuse 11 bzw. das Getriebegehäuse 21 eine Dichtigkeit an dem mindestens einen Verbindungselement 34 sichergestellt. Insbesondere ist es in diesem Fall vorteilhaft, wenn eine Fügerichtung des Elektronikgehäuses 31 und eine Richtung einer beim Gegeneinanderpressen aufgebrachten Presskraft identisch sind, so dass eine gute Dichtwirkung realisierbar ist. Das mindestens eine Verbindungselement 34 ist vorzugsweise steckbar und lösbar ausgeführt, so dass das Elektronikgehäuse 31 auch nach der Befestigung an dem Maschinengehäuse 11 und dem Getriebegehäuse 21 noch von dem Maschinengehäuse 11 oder dem Getriebegehäuse 21 abgelöst und eventuell ausgewechselt werden kann. Der derart ausgebildete gemeinsame Kühlmittelkreislauf umfassend den wenigstens einen Elektronikkühlmittelkanal 32, den wenigstens einen Maschinenkühlmittelkanal 12 und den wenigstens einen Maschinenkühlmittelkanal 22 erleichtert damit den Zusammenbau des modularen Achsantriebs trotz der verlässlichen Kühlbarkeit zumindest der elektrischen Antriebsmaschine 10, des Getriebes 20 und der Leistungselektronik 30. ID is shown schematically, for example an electronics coolant channel 32 can be connected in a fluid-conducting manner to the machine coolant channel 12 via a connecting element 34. The connecting element 34 is arranged and designed (e.g. as a socket) on the machine housing 11 or the cover 15 or the electronics housing 31 in such a way that by simply plugging or pressing the electronics housing 31 onto the machine housing 11 or onto the cover 15, the electronics coolant channel 32 is connected to the machine coolant channel 12 in a fluid-conducting manner. The same applies analogously to a fluid-conducting connection between the electronics coolant channel 32 and the transmission coolant channel 22. Thus, hoses, pipes or other separate lines outside the electronics housing 31 and the machine housing 11 / cover 15 or the transmission housing 21 for the fluid-conducting connection of the respective coolant channels can be saved. In particular, by pressing the electronics housing 31 against one another against the machine housing 11 or the gear housing 21, a seal on the at least one connecting element 34 is ensured. In particular, it is advantageous in this case if a joining direction of the electronics housing 31 and a direction of a pressing force applied when pressing against one another are identical, so that a good sealing effect can be achieved. The at least one connecting element 34 is preferably designed to be pluggable and detachable, so that the electronics housing 31 is still detached from the machine housing 11 or the gear housing 21 and possibly can be exchanged. The common coolant circuit formed in this way comprising the at least one electronics coolant channel 32, the at least one machine coolant channel 12 and the at least one machine coolant channel 22 thus facilitates the assembly of the modular axle drive despite the reliable coolability of at least the electric drive machine 10, the transmission 20 and the power electronics 30.
Bevorzugter Weise ist der ausgebildete gemeinsame Kühlmittelkreislauf derart ausgeführt, dass ein durch den gemeinsamen Kühlmittelkreislauf fließendes Kühlmittel wie beispielsweise Kühlwasser einen die Leistungselektronik 30, die elektrische Maschine 10 und das Getriebe 20 kühlenden Wassermantel bildet. Bevorzugt wird zuerst die Leistungselektronik 30 und anschließend die elektrische Maschine 10 zusammen mit dem Getriebe 20 durch den ausgebildeten Wassermantel gekühlt. Dabei wird insbesondere ein die elektrische Maschine 10 zumindest teilweise, insbesondere vollständig umschließender „Wassermantel“ gebildet. Beispielsweise kann der gemeinsame Kühlmittelkreislauf einen spiralförmigen „Wassermantel“, einen achsparallel mäanderförmigen „Wassermantel“ oder einen parallel in Umfangsrichtung verlaufenden „Wassermantel“ für die elektrische Maschine 10 und/oder das Getriebe 20 bilden. Die hier beschriebenen Beispiele für eine Führung des durch den gemeinsamen Kühlmittelkreislauf fließenden Kühlmediums gewährleisten jeweils eine verlässliche Kühlung der elektrischen Maschine 10 und des Getriebes 20 sowie der Leistungselektronik 30. The common coolant circuit that is formed is preferably designed such that a coolant such as cooling water flowing through the common coolant circuit forms a water jacket that cools the power electronics 30, the electrical machine 10 and the transmission 20. Preferably, first the power electronics 30 and then the electrical machine 10 together with the transmission 20 are cooled by the formed water jacket. In particular, a “water jacket” that at least partially, in particular completely, encloses electrical machine 10 is formed. For example, the common coolant circuit can form a spiral “water jacket”, an axially meandering “water jacket” or a “water jacket” running parallel in the circumferential direction for the electrical machine 10 and / or the transmission 20. The examples described here for guiding the cooling medium flowing through the common coolant circuit each ensure reliable cooling of the electrical machine 10 and the transmission 20 as well as the power electronics 30.
Der modulare Achsantrieb 1 kann optional auch einen Wärmetauscher 40 aufweisen, welcher zur Kühlung von Öl im Inneren des Getriebes 20 nutzbar ist. Vorzugsweise ist ein Wasserkreislauf des Wärmetauschers 40 an einem Ende des gemeinsamen Kühlmittelkreislaufs, der aus dem einen oder mehreren Elektronikkühlmittelkanälen 32, Maschinenkühlmittelkanälen 11 und Getriebekühlmittelkanälen 21 gebildet ist, angeschlossen. Nach dem Kühlmittel (z. B. Kühlwasser) den Wasserkreislauf des Wärmetauschers 40 passiert hat, kann dieses in das Kühlmittelreservoir des Fahrzeugs geleitet werden. Weiter ist ein Ölkreislauf des Wärmetauschers 40 an dem Getriebe 20 angebunden. Der Wärmetauscher 40 kann somit getriebeseitig mit Öl/Getriebeöl durchströmt sein und gegenüberliegend mit einem von dem gemeinsamen Kühlmittelkreislauf des modularen Achsantriebs 1 bereitgestellten Kühlmittel versorgt werden, so dass ein Wärmeübergang von dem wärmeren Öl/Getriebeöl zum Kühlmittel möglich ist oder auch kaltes Öl erwärmt wird, was sich positiv auf den Wirkungsgrad des Getriebes auswirkt. Der Wärmetauscher 40 kann mit einem eigenen Wärmetauscher- Kühlmittelzulauf, der mit dem Kühlmittelablauf des gemeinsamen Kühlmittelkreislaufs fluidleitend verbunden ist, und einem eigenen Wärmetauscher- Kühlmittelablauf ausgebildet sein, so dass der Wärmetauscher 40 problemlos mittels mindestens eines Schlauchs, mindestens eines Rohrs und/oder mindestens eines hydraulischen Verbindungsstücks an das Kühlmittelreservoir des Fahrzeugs anbindbar ist. Vorzugsweise ist der Wärmetauscher 40 derart ausgelegt, dass für einen Grundtyp des Wärmetauschers 40 unterschiedliche Leistungsstufen seiner Kühlleistung wählbar sind, beispielsweise durch eine Variation einer Plattenanzahl des Wärmetauschers 40 und/oder eine Variation einer Dimension der Platten des Wärmetauschers 40. Mit dem Wärmetauscher 40 kann zur Kühlung des Getriebes 20 sowohl ein Wärmeübergang von dem Getriebe 20 an Kühlmittel in den Getriebekühlmittelkanälen 22 und ein Wärmeübergang von dem Getriebe 20 an Öl erfolgen und dabei das Öl durch das Kühlmittel im Wärmetauscher 40 und das Kühlmittel selbst in einem separaten Wärmetauscher des Fahrzeugs gekühlt werden. The modular axle drive 1 can optionally also have a heat exchanger 40, which can be used to cool oil inside the transmission 20. A water circuit of the heat exchanger 40 is preferably connected to one end of the common coolant circuit, which is formed from the one or more electronics coolant channels 32, machine coolant channels 11 and transmission coolant channels 21. After the coolant (for example cooling water) has passed the water circuit of the heat exchanger 40, it can be passed into the coolant reservoir of the vehicle. Furthermore, an oil circuit of the heat exchanger 40 is connected to the transmission 20. The Heat exchanger 40 can thus have oil / transmission oil flowing through it on the transmission side and, on the opposite side, be supplied with a coolant provided by the common coolant circuit of the modular final drive 1, so that heat can be transferred from the warmer oil / transmission oil to the coolant or cold oil is also heated, which has a positive effect on the efficiency of the transmission. The heat exchanger 40 can be designed with its own heat exchanger coolant inlet, which is fluidly connected to the coolant outlet of the common coolant circuit, and its own heat exchanger coolant outlet, so that the heat exchanger 40 can be easily operated using at least one hose, at least one pipe and / or at least one hydraulic connector can be connected to the coolant reservoir of the vehicle. The heat exchanger 40 is preferably designed in such a way that different performance levels of its cooling capacity can be selected for a basic type of the heat exchanger 40, for example by varying the number of plates of the heat exchanger 40 and / or a variation of a dimension of the plates of the heat exchanger 40 Cooling of the transmission 20 takes place both a heat transfer from the transmission 20 to coolant in the transmission coolant ducts 22 and a heat transfer from the transmission 20 to oil, with the oil being cooled by the coolant in the heat exchanger 40 and the coolant itself in a separate heat exchanger of the vehicle.
Optional kann der elektrische Achsantrieb auch eine Zwischenwelle (nicht dargestellt) aufweisen, welche an dem Getriebeausgang des Getriebes 20 angebunden ist. Durch die Verwendung der Zwischenwelle lassen sich in dem mit dem modularen Achsantrieb 1 ausgestatteten Fahrzeug zwei gleich lange Antriebswellen realisieren. Auf diese Weise können durch die häufigere Verwendung von gleichen Teilen Herstellungskosten reduziert werden. Durch die Integration der Zwischenwelle in den modularen Achsantrieb 1 können auch Toleranzprobleme, welche herkömmlicherweise bei einer Anbindung einer derartigen Welle an das Getriebe 20 auftreten, verringert werden. Weiterhin können mittels der Zwischenwelle aufgrund der symmetrischen Antriebswellen fahrdynamische Eigenschaften des mit dem modularen Achsantrieb ausgestatteten Fahrzeugs verbessert werden. Die Zwischenwelle ist vorzugsweise in dem ersten Lagerschild und dem zweiten Lagerschild, analog zu der Maschinenwelle 16 der elektrischen Maschine 10 über Wälzlager drehbar gelagert. Der mit der Zwischenwelle ausgebildete modulare Achsantrieb ist somit leicht an und/oder in dem Fahrzeug montierbar. Optionally, the electric axle drive can also have an intermediate shaft (not shown) which is connected to the transmission output of the transmission 20. By using the intermediate shaft, two drive shafts of the same length can be implemented in the vehicle equipped with the modular axle drive 1. In this way, the more frequent use of the same parts can reduce manufacturing costs. By integrating the intermediate shaft in the modular axle drive 1, tolerance problems which conventionally occur when such a shaft is connected to the transmission 20 can also be reduced. Furthermore, by means of the intermediate shaft, due to the symmetrical drive shafts, driving dynamic properties of the modular axle drive equipped vehicle can be improved. The intermediate shaft is preferably rotatably supported in the first end shield and the second end shield, analogously to the machine shaft 16 of the electrical machine 10, via roller bearings. The modular axle drive formed with the intermediate shaft can thus be easily mounted on and / or in the vehicle.
Zudem kann optional eine Parksperre (nicht dargestellt) in dem modularen Achsantrieb 1 integriert sein. Die Parksperre kann neben einer vertikalen Anordnung auch seitlich zum Getriebe 20 und der elektrischen Maschine 10 oder auch horizontal ober oder unter dem Getriebe 20 bzw. der elektrischen Maschine 10 positioniert werden. In addition, a parking lock (not shown) can optionally be integrated in the modular axle drive 1. In addition to a vertical arrangement, the parking lock can also be positioned laterally to the transmission 20 and the electrical machine 10 or also horizontally above or below the transmission 20 or the electrical machine 10.
Fig. 2A bis 2D zeigen schematische Darstellungen verschiedener Beispiele gemeinsamer Kühlmittelkreisläufe des modularen Achsantriebs 1. Alle dargestellten gemeinsamen Kühlmittelkreisläufe sind an eine Kühlwasserführung (Kühlmittelleitungen, Wärmetauscher und Kühlmittelreservoir) des mit dem modularen Achsantrieb ausgestatteten Fahrzeugs anbindbar/angebunden. Unter der Kühlwasserführung des Fahrzeugs kann auch ein Kühlsystem des Fahrzeugs verstanden werden. Die Kühlwassereinläufe und die Kühlwasserausläufe der dargestellten gemeinsamen Kühlwasserkreisläufe des modularen Achsantriebs 1 können jeweils über einen Schlauch, ein Rohr und/oder über ein hydraulisches Verbindungsstück an der Kühlwasserführung des Fahrzeugs angebunden sein. 2A to 2D show schematic representations of various examples of common coolant circuits of the modular axle drive 1. All the common coolant circuits shown can be connected to a cooling water duct (coolant lines, heat exchanger and coolant reservoir) of the vehicle equipped with the modular axle drive. The cooling water supply of the vehicle can also be understood to mean a cooling system of the vehicle. The cooling water inlets and the cooling water outlets of the illustrated common cooling water circuits of the modular final drive 1 can each be connected to the cooling water duct of the vehicle via a hose, a pipe and / or via a hydraulic connector.
Kühlmittel, das aus einem Kühlmittelreservoir eines Fahrzeugs bereitgestellt werden kann, kann wie in Figs. 2A bis 2D dargestellt zunächst zur Kühlung der Leistungselektronik 30 in die Elektronikkühlmittelkanäle 32 des Elektronikgehäuses 31 geführt werden. Dies ist dem Umstand geschuldet, dass die elektronischen Komponenten der Leistungselektronik 30 besonders empfindlich auf Überhitzung reagieren und somit mit möglichst kaltem Kühlmittel gekühlt werden müssen, um eine Überhitzung sicher zu vermeiden. Coolant that can be provided from a coolant reservoir of a vehicle can be as shown in Figs. 2A to 2D are initially guided into the electronics coolant channels 32 of the electronics housing 31 for cooling the power electronics 30. This is due to the fact that the electronic components of the power electronics 30 react particularly sensitively to overheating and therefore have to be cooled with the coolant that is as cold as possible in order to reliably avoid overheating.
Wie in den Fig. 2B und 2 D gezeigt, kann gleichzeitig zum Einleiten des Kühlmittels in die Leistungselektronik 30 auch ein Teil direkt zu dem Wärmetauscher 40, beispielsweise über ein T-Stück, abgeleitet werden, um das Öl im Ölkreislauf des Wärmetauschers 40 besonders effektiv zu kühlen. As shown in FIGS. 2B and 2D, at the same time as the coolant is introduced into the power electronics 30, a part can also be diverted directly to the heat exchanger 40, for example via a T-piece, in order to To cool oil in the oil circuit of the heat exchanger 40 particularly effectively.
Alternativ, wie in den Figs. 2A und 2C dargestellt und wie zuvor zu den Figs. 1A bis ID beschrieben, kann das Kühlmittel auch erst nach Durchlaufen des gemeinsamen Kühlmittelkreislaufs durch die Leistungselektronik 30, die elektrische Maschine 10 und das Getriebe 20 in den Wärmetauscher 40 geleitet werden. Alternatively, as shown in Figs. 2A and 2C and as before to Figs. 1A to ID, the coolant can also only be conducted into the heat exchanger 40 after it has passed through the common coolant circuit through the power electronics 30, the electrical machine 10 and the transmission 20.
Nach der Leistungselektronik 30 wird das Kühlmittel entweder, wie in Figs. 2A und 2B dargestellt, in die Maschinenkühlmittelkanäle 12 des Maschinengehäuses 11 der elektrischen Maschine 10 oder, wie in Figs. 2C und 2D dargestellt, in die Getriebekühlmittelkanäle 22 des Getriebegehäuses 21 des Getriebes 20 geleitet. After the power electronics 30, the coolant is either, as shown in FIGS. 2A and 2B, into the machine coolant channels 12 of the machine housing 11 of the electrical machine 10 or, as shown in FIGS. 2C and 2D, fed into the transmission coolant channels 22 of the transmission housing 21 of the transmission 20.
Nachdem das Kühlmittel den gemeinsamen Kühlmittelkreislauf und den Wärmetauscher 40 durchströmt und die jeweiligen Komponenten bzw. das Öl durch Wärmeaufnahme gekühlt hat, kann es zurück in das Kühlmittelreservoir des Fahrzeugs geleitet werden. Dabei kann das Kühlmittel in dem Kühlmittelreservoir selbst durch einen integrierten oder vor dem Kühlmittelreservoir durch einen separaten Wärmetauscher des Fahrzeugs gekühlt werden. After the coolant flows through the common coolant circuit and the heat exchanger 40 and has cooled the respective components or the oil by absorbing heat, it can be directed back into the coolant reservoir of the vehicle. The coolant in the coolant reservoir itself can be cooled by an integrated heat exchanger or, in front of the coolant reservoir, by a separate heat exchanger of the vehicle.
Fig. 3A bis 3B zeigen schematische Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels des modularen Achsantriebs 1. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht weitestgehend dem ersten Ausführungsbeispiel. Es werden daher nur Unterschiede bzw. Erweiterungen zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel nachfolgend erläutert. 3A to 3B show schematic representations of a second exemplary embodiment of the modular axle drive 1. The second exemplary embodiment largely corresponds to the first exemplary embodiment. Therefore, only differences or extensions to the previous exemplary embodiment are explained below.
Zur verlässlichen Befestigung des modularen Achsantriebs 1 an und/oder in einem Fahrzeug sind mehrere Einbauadapter 50 vorgesehen die mit dem Maschinengehäuse 11 bzw. dem Deckel 15 und dem Getriebegehäuse 21 lösbar mechanisch verbunden sind. Dazu sind Anschraubpunkte 51a, 51b an dem Maschinengehäuse 11 bzw. dem Deckel 15 und Anschraubpunkte 52a, 52b an dem Getriebegehäuse 21 in einer vordefinierten Geometrie und Ausrichtung an dem modularen Achsantrieb 1 und zueinander vorgesehen. Die Anschraubpunkte 51a, 52a ermöglichen eine Anbringung der Einbauadapter 50 senkrecht zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs und die Anschraubpunkte 51b, 52b ermöglichen eine Anbringung der Einbauadapter 50 in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Die Einbauadapter 50 sind mit einem Rahmen des Fahrzeugs lösbar mechanisch verbindbar. Dazu sind die Einbauadapter 50 je nach Einbaurichtung und Fahrzeugtyp entsprechend ausgeformt. Durch die Einbauadapter 50 und die Anschraubpunkte 51, 52 in einer vordefinierten Geometrie und Ausrichtung an dem modularen Achsantrieb 1 und zueinander wird sichergestellt, dass das Maschinengehäuse 11 bzw. der Deckel 15 und das Getriebegehäuse 21 nicht für verschiedene Fahrzeugtypen und Einbaurichtungen umgestaltet, sondern lediglich passende Einbauadapter 50 bereitgestellt werden müssen, wodurch sich die Kosten zur Herstellung reduzieren lassen. For reliable fastening of the modular axle drive 1 on and / or in a vehicle, several installation adapters 50 are provided, which are mechanically detachably connected to the machine housing 11 or the cover 15 and the gear housing 21. For this purpose, screw points 51a, 51b on the machine housing 11 or the cover 15 and screw points 52a, 52b on the gear housing 21 are provided in a predefined geometry and alignment on the modular axle drive 1 and with respect to one another. The screw-on points 51a, 52a enable the installation adapters 50 to be attached perpendicular to a direction of travel of the vehicle and the screw-on points 51b, 52b enable the installation adapter 50 to be attached in the direction of travel of the vehicle. The installation adapters 50 can be releasably mechanically connected to a frame of the vehicle. For this purpose, the installation adapters 50 are shaped accordingly, depending on the installation direction and vehicle type. The installation adapter 50 and the screwing points 51, 52 in a predefined geometry and alignment on the modular axle drive 1 and to each other ensure that the machine housing 11 or the cover 15 and the gear housing 21 are not redesigned for different vehicle types and installation directions, but only suitable Installation adapter 50 must be provided, whereby the cost of manufacture can be reduced.
Fig. 4A bis 4B zeigen schematische Darstellungen zweier verschiedener Bauformen des modularen Achsantriebs 1. Die Bauformen entsprechen weitestgehend dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel. Es werden daher nur Unterschiede bzw. Erweiterungen zu den vorherigen Ausführungsbeispielen nachfolgend erläutert. 4A to 4B show schematic representations of two different designs of the modular axle drive 1. The designs largely correspond to the first and second exemplary embodiments. Therefore, only differences or extensions to the previous exemplary embodiments are explained below.
In Fig. 4A ist eine kompakte Bauform des modularen Achsantriebs 1 dargestellt. Das Leistungselektronikgehäuse 31 ist in einer axialen Ebene der elektrischen Maschine 10 und des Getriebes 20 oben auf dem Maschinengehäuse 11 und auf dem Getriebegehäuse 21 angeordnet. Diese Bauform ist besonders für in Längsrichtung eines Fahrzeugs kurze und dafür hohe Bauräume geeignet (z. B. Motorraum, Kofferraum). A compact design of the modular axle drive 1 is shown in FIG. 4A. The power electronics housing 31 is arranged in an axial plane of the electrical machine 10 and the transmission 20 on top of the machine housing 11 and on the transmission housing 21. This design is particularly suitable for installation spaces that are short and therefore tall in the longitudinal direction of a vehicle (e.g. engine compartment, trunk).
In Fig. 4B ist eine flache Bauform des modularen Achsantriebs 1 dargestellt. Das Leistungselektronikgehäuse 31 ist in der axialen Ebene der elektrischen Maschine 10 und des Getriebes 20 nach hinten versetzt in der Höhe mit dem Maschinengehäuse 11 fluchtend und auf dem Getriebegehäuse 21 angeordnet. Diese Bauform ist besonders für in Längsrichtung eines Fahrzeugs lange und aber flache Bauräume geeignet (z. B. unter einer Rückbank, im Fahrzeugboden). A flat design of the modular axle drive 1 is shown in FIG. 4B. The power electronics housing 31 is offset to the rear in the axial plane of the electrical machine 10 and the transmission 20, is in alignment with the machine housing 11 and is arranged on the transmission housing 21. This design is particularly suitable for long but flat installation spaces in the longitudinal direction of a vehicle (e.g. under a back seat, in the vehicle floor).
Auch Kombinationen der Eigenschaften und Merkmale aller vorausgehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und Bauformen des modularen Achsantriebs 1 sind möglich, um eine fahrzeugindividuelle Anpassung des Achsantriebs zu erzielen. Combinations of the properties and features of all the previously described exemplary embodiments and designs of the modular Axle drive 1 are possible in order to achieve a vehicle-specific adaptation of the axle drive.
Das Maschinengehäuse 10, der Deckel 15, das Getriebegehäuse 20 und das Leistungselektronikgehäuse 30 können zumindest teilweise aus Aluminium, aus Stahl, aus Magnesium, aus mindestens einem Kunststoff, wie insbesondere aus mindestens einem mit Metallpulver und/oder Metallpartikeln versetzten Kunststoff, und/oder aus mindestens einem elektrisch-leitenden Vlies gebildet sein. Alle hier aufgezählten Materialien gewährleisten eine hohe elektrische und/oder thermische Leitfähigkeit des jeweiligen Gehäuses, sodass einerseits mittels der Kühlmittelkanäle des jeweiligen Gehäuses Wärme von der Leistungselektronik 30, der elektrischen Maschine 10 und dem Getriebe 20 an das Kühlmittel effektiv abgegeben werden kann und andererseits Störströme verlässlich abschirmbar sind. The machine housing 10, the cover 15, the gear housing 20 and the power electronics housing 30 can be at least partially made of aluminum, steel, magnesium, at least one plastic, such as in particular at least one plastic mixed with metal powder and / or metal particles, and / or be formed at least one electrically conductive fleece. All of the materials listed here ensure a high electrical and / or thermal conductivity of the respective housing, so that on the one hand heat from the power electronics 30, the electric machine 10 and the transmission 20 can be effectively transferred to the coolant by means of the coolant channels of the respective housing and on the other hand interference currents can be reliably transferred are shieldable.
Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass bei allen oben beschriebenen modularen Achsantrieben 1 ein gemeinsamer Kühlmittelkreislauf zwischen der Leistungselektronik 30, der elektrischen Maschine 10 und dem Getriebe 20 ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine besonders effiziente Kühlung der Leistungselektronik 30, der elektrischen Maschine 10 und des Getriebes 20, sodass insbesondere auch bei Performance-Anwendungen in der hohen Leistungsklasse von 480 V bis 850 V, bei der die elektrische Maschine und die Leistungselektronik aber auch das Getriebe einer erhöhten thermischen Belastung unterliegen, alle thermisch belasteten Komponenten zuverlässig gekühlt werden. It is pointed out again that in all of the modular axle drives 1 described above, a common coolant circuit is formed between the power electronics 30, the electrical machine 10 and the transmission 20. This enables a particularly efficient cooling of the power electronics 30, the electrical machine 10 and the transmission 20, so that especially in performance applications in the high power class of 480 V to 850 V, in which the electrical machine and the power electronics but also the transmission are a are subject to increased thermal stress, all thermally stressed components are reliably cooled.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Fahrzeugs 100 mit dem modularen Achsantrieb 1 wie zuvor beschrieben. FIG. 5 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of the vehicle 100 with the modular axle drive 1 as described above.
Der modulare Achsantrieb 1 ist über die Einbauadapter 50 mit einem Rahmen des Fahrzeugs 100 lösbar mechanisch verbunden. Eine Antriebsachse 70 des Fahrzeugs 100 ist drehfest mit einem Ausgang des Getriebes 20 verbunden und eine zweite Antriebsachse (nicht dargestellt) ist drehfest mit der Zwischenwelle und somit mit dem Getriebeausgang verbunden. Ein angetriebenes Rad 80 ist mit der Antriebsachse 70 drehtest verbunden und ein weiteres angetriebenes Rad (nicht dargestellt) ist mit der zweiten Antriebsachse drehtest verbunden. Die elektrische Maschine 10 (angesteuert von der Leistungselektronik 30) treibt die beiden angetriebenen Räder 80 über das Getriebe 20 an. Der modulare Achsantrieb 1 ist mit einem Kühlmittelreservoir 60 mit integrierter Kühlung (z. B. Wärmetauscher, Expander usw.) fluidleitend verbunden. Kaltes Kühlmittel kann von dem Kühlmittelreservoir 60 an dem Kühlmittelzulauf des modularen Achsantriebs 1 einströmen, den gemeinsamen Kühlkreislauf aus Elektronikkühlmittelkanälen 32 entlang dem Elektronikgehäuse 31, Maschinenkühlmittelkanälen 12 entlang dem Maschinengehäuse 11 und Getriebekühlmittelkanälen 22 entlang dem Getriebegehäuse 21 sowie den Wärmetauscher 40 durchströmen und dabei Wärme von der Leistungselektronik 30, der elektrischen Maschine 10 und dem Getriebe 20 sowie von dem Öl des Getriebes 20 aufnehmen, und schließlich aus dem Kühlmittelablauf des modularen Achsantriebs 1 zurück in das Kühlmittelreservoir 60 strömen. The modular axle drive 1 is mechanically detachably connected to a frame of the vehicle 100 via the installation adapter 50. A drive axle 70 of the vehicle 100 is non-rotatably connected to an output of the transmission 20 and a second drive axle (not shown) is non-rotatably connected to the intermediate shaft and thus to the transmission output. A driven wheel 80 is rotatably connected to the drive axle 70 and another driven wheel (not shown) is rotatably connected to the second drive axle. The electric machine 10 (controlled by the power electronics 30) drives the two driven wheels 80 via the transmission 20. The modular axle drive 1 is connected in a fluid-conducting manner to a coolant reservoir 60 with integrated cooling (e.g. heat exchanger, expander, etc.). Cold coolant can flow in from the coolant reservoir 60 at the coolant inlet of the modular final drive 1, flow through the common cooling circuit of electronics coolant channels 32 along the electronics housing 31, machine coolant channels 12 along the machine housing 11 and transmission coolant channels 22 along the transmission housing 21 and the heat exchanger 40, and heat from the Pick up power electronics 30, the electrical machine 10 and the transmission 20 as well as the oil of the transmission 20, and finally flow from the coolant drain of the modular final drive 1 back into the coolant reservoir 60.
Fig. 6 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Ausführungsbeispiels des Herstellungsverfahrens für einen modularen Achsantrieb 1. FIG. 6 shows a flow chart for explaining an exemplary embodiment of the production method for a modular axle drive 1.
Das hier beschriebene Herstellungsverfahren umfasst einen Verfahrensschritt Sl, in welchem das Maschinengehäuse 11 der elektrischen Maschine 10 an dessen in axialer Richtung vorne liegender Antriebsseite 13 mit dem Getriebegehäuse 21 des Getriebes 20 lösbar mechanisch verbunden wird. Dabei werden der wenigstens eine Maschinenkühlmittelkanal 12 des Maschinengehäuses 11 und der wenigstens eine Getriebekühlmittelkanal 22 des Getriebegehäuses 21 fluidleitend miteinander verbunden. The manufacturing method described here includes a method step S1, in which the machine housing 11 of the electrical machine 10 is mechanically detachably connected to the transmission housing 21 of the transmission 20 on its drive side 13 which is at the front in the axial direction. The at least one machine coolant channel 12 of the machine housing 11 and the at least one transmission coolant channel 22 of the transmission housing 21 are connected to one another in a fluid-conducting manner.
In einem Verfahrensschritt S2 des Herstellungsverfahrens wird der Deckel 15 des Maschinengehäuses 11 mit dem Maschinengehäuse 11 an dessen in axialer Richtung hinten liegender Rückseite 14 lösbar mechanisch verbunden. In a method step S2 of the production method, the cover 15 of the machine housing 11 is mechanically detachably connected to the machine housing 11 on its rear side 14, which is located at the rear in the axial direction.
In einem Verfahrensschritt S3 des Herstellungsverfahrens wird das Elektronikgehäuse 31 der Leistungselektronik 30 mit dem Deckel 15 und dem Getriebegehäuse 21 lösbar mechanisch verbunden. Dabei werden der wenigstens eine Elektronikkühlmittelkanal und der Maschinenkühlmittelkanal und/oder der Getriebekühlmittelkanal fluidleitend miteinander verbunden. In a method step S3 of the manufacturing method, the electronics housing 31 of the power electronics 30 is mechanically detachably connected to the cover 15 and the gear housing 21. The at least one electronics coolant channel and the machine coolant channel and / or the transmission coolant channel connected to one another in a fluid-conducting manner.
Schließlich werden in einem Verfahrensschritt S4 des Herstellungsverfahrens die Einbauadapter 50 mit dem Deckel 15 und dem Getriebegehäuse 21 an Anschraubpunkten 51, 52 des Deckels 15 und des Getriebegehäuses 21 lösbar mechanisch verbunden. Finally, in a method step S4 of the manufacturing method, the installation adapters 50 are mechanically detachably connected to the cover 15 and the gear housing 21 at screw-on points 51, 52 of the cover 15 and the gear housing 21.
Damit bewirkt auch das hier beschriebene Herstellungsverfahren die oben erläuterten Vorteile. The manufacturing method described here thus also brings about the advantages explained above.
Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Ausführungsbeispiels des Montageverfahrens eines modularen Achsantriebs 1 in einem Fahrzeug 100. FIG. 7 shows a flow chart for explaining an exemplary embodiment of the assembly method of a modular axle drive 1 in a vehicle 100.
Ein gemäß dem vorausgehend erläuterten Herstellungsverfahren hergestellter modularer Achsantrieb 1 wird in dem Fahrzeug 100 mittels folgender Montageschritte montiert. A modular axle drive 1 produced according to the manufacturing method explained above is mounted in the vehicle 100 by means of the following assembly steps.
In einem Montageschritt S5 des Montageverfahrens wird die Antriebswelle 70 des Fahrzeugs 100 mit dem Getriebeausgang des Getriebes 20 des modularen Achsantriebs 1 drehfest verbunden. In an assembly step S5 of the assembly method, the drive shaft 70 of the vehicle 100 is connected in a rotationally fixed manner to the transmission output of the transmission 20 of the modular axle drive 1.
Schließlich werden in einem Montageschritt S6 des Montageverfahrens die Einbauadapter 50 des modularen Achsantriebs 1 mit einem Rahmen des Fahrzeugs 100 mechanisch lösbar verbunden. Finally, in an assembly step S6 of the assembly method, the installation adapters 50 of the modular axle drive 1 are mechanically detachably connected to a frame of the vehicle 100.
Damit bewirkt auch das hier beschriebene Montageverfahren die oben erläuterten Vorteile. Bezugszeichenliste The assembly method described here thus also brings about the advantages explained above. List of reference symbols
I Modularer Achsantrieb I modular axle drive
10 elektrische Maschine / Elektromotor10 electric machine / electric motor
II Maschinengehäuse II machine housing
12 Maschinenkühlmittelkanal 12 machine coolant duct
13 (offene) Antriebsseite 13 (open) drive side
14 (offene) Rückseite 14 (open) back
15 Deckel 15 lids
16 Maschinenwelle 16 machine shaft
17 erste elektrische Schnittstelle 17 first electrical interface
20 Getriebe 20 gearboxes
21 Getriebegehäuse 21 Gear housing
22 Getriebekühlmittelkanal 22 Transmission coolant duct
30 Leistungselektronik 30 Power Electronics
31 Elektronikgehäuse 31 Electronics housing
32 Elektronikkühlmittelkanal 32 electronics coolant duct
33 zweite elektrische Schnittstelle 33 second electrical interface
34 Verbindungselement 34 connecting element
40 Wärmetauscher 40 heat exchangers
50 Einbauadapter 50 mounting adapter
51 deckelseitige Anschraubpunkte51 screw points on the cover side
52 getriebeseitige Anschraubpunkte52 screwing points on the gearbox side
60 Kühlmittelreservoir 60 coolant reservoir
70 Antriebsachse 70 drive axle
80 angetriebenes Rad 80 driven wheel
100 Fahrzeug 100 vehicle

Claims

Ansprüche Expectations
1. Modularer Achsantrieb (1) für Fahrzeuge, umfassend: eine elektrische Maschine (10) mit einem sich in axialer Richtung erstreckendem Maschinengehäuse (11), das wenigstens einen Maschinenkühlmittelkanal (12) aufweist, der sich entlang eines Abschnitts des Maschinengehäuses (11) erstreckt; ein Getriebe (20) mit einem Getriebegehäuse (21), das wenigstens einen Getriebekühlmittelkanal (22) aufweist, der sich entlang eines Abschnitts des Getriebegehäuses (21) erstreckt; und eine Leistungselektronik (30) mit einem Elektronikgehäuse (31), das wenigstens einen Elektronikkühlmittelkanal aufweist, der sich entlang eines Abschnitts des Elektronikgehäuses (31) erstreckt, wobei das Maschinengehäuse (11) an seiner in axialer Richtung vorne liegenden Antriebsseite (13) mit dem Getriebegehäuse (21) lösbar mechanisch verbunden ist, wobei das Elektronikgehäuse (31) mit dem Getriebegehäuse (21) und dem Maschinengehäuse (11) lösbar mechanisch verbunden ist, wobei der Elektronikkühlmittelkanal (32) mit einem Kühlmittelzulauf fluidleitend verbunden ist, wobei der Maschinenkühlmittelkanal (12) und/oder der Getriebekühlmittelkanal (22) mit einem Kühlmittelablauf fluidleitend verbunden sind, und wobei der Elektronikkühlmittelkanal (32), der Maschinenkühlmittelkanal (12) und der Getriebekühlmittelkanal (22) derart fluidleitend verbunden sind, dass Kühlmittel von dem Kühlmittelzulauf über den Elektronikkühlmittelkanal (32), den Maschinenkühlmittelkanal (12) und den Getriebekühlmittelkanal (22) zu dem Kühlmittelablauf fließen kann. 1. A modular axle drive (1) for vehicles, comprising: an electrical machine (10) with a machine housing (11) extending in the axial direction and having at least one machine coolant duct (12) extending along a section of the machine housing (11) ; a transmission (20) with a transmission housing (21) having at least one transmission coolant channel (22) which extends along a portion of the transmission housing (21); and power electronics (30) with an electronics housing (31) which has at least one electronics coolant channel which extends along a section of the electronics housing (31), the machine housing (11) with the drive side (13) located at the front in the axial direction Gear housing (21) is releasably mechanically connected, the electronics housing (31) being releasably mechanically connected to the gear housing (21) and the machine housing (11), the electronics coolant channel (32) being fluidly connected to a coolant inlet, the machine coolant channel (12 ) and / or the transmission coolant duct (22) are fluidly connected to a coolant outlet, and the electronics coolant duct (32), the machine coolant duct (12) and the transmission coolant duct (22) are fluidly connected in such a way that coolant from the coolant inlet via the electronics coolant duct (32 ), the machine coolant duct (12) and the gearbox ekühlmittelkanal (22) can flow to the coolant outlet.
2. Modularer Achsantrieb (1) gemäß Anspruch 1, wobei das Maschinengehäuse (11) an seiner Antriebsseite (13) offen ist und wobei das Getriebegehäuse (21) die offene Antriebsseite (13) abdeckt. 2. Modular axle drive (1) according to claim 1, wherein the machine housing (11) is open on its drive side (13) and wherein the gear housing (21) covers the open drive side (13).
3. Modularer Achsantrieb (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Maschinengehäuse (11) an seiner in axialer Richtung hinten liegenden Rückseite (14) offen ist und einen Deckel (15) umfasst, der mit dem Maschinengehäuse (11) an dessen offener Rückseite (14) lösbar mechanisch verbunden ist, wobei der Deckel (15) die offene Rückseite (14) abdeckt, wobei das Elektronikgehäuse (31) mit dem Maschinengehäuse (11) an dessen Deckel (15) lösbar mechanisch verbunden ist. 3. Modular axle drive (1) according to one of the preceding claims, the machine housing (11) being open on its rear side (14) in the axial direction and comprising a cover (15) which is detachably mechanically connected to the machine housing (11) on its open rear side (14), the cover ( 15) covers the open rear side (14), the electronics housing (31) being releasably mechanically connected to the machine housing (11) on its cover (15).
4. Modularer Achsantrieb (1) gemäß Anspruch 3, wobei der Maschinenkühlmittelkanal (12) sich bis in den Deckel (15) hinein erstreckt. 4. Modular axle drive (1) according to claim 3, wherein the machine coolant channel (12) extends into the cover (15).
5. Modularer Achsantrieb (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Maschinenkühlmittelkanal (12) und der Getriebekühlmittelkanal (22) derart ausgestaltet sind, dass Kühlmittel mehrfach zwischen dem Maschinengehäuse (11) und dem Getriebegehäuse (21) hin und her fließen kann, bevor es zu dem Kühlmittelabfluss gelangt. 5. Modular axle drive (1) according to one of the preceding claims, wherein the machine coolant channel (12) and the transmission coolant channel (22) are designed such that coolant can flow back and forth several times between the machine housing (11) and the transmission housing (21), before it reaches the coolant drain.
6. Modularer Achsantrieb (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Getriebegehäuse (21) einen ersten Lagerschild für die elektrische Maschine (10) umfasst. 6. Modular axle drive (1) according to one of the preceding claims, wherein the gear housing (21) comprises a first end plate for the electrical machine (10).
7. Modularer Achsantrieb (1) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Deckel (15) einen zweiten Lagerschild für die elektrische Maschine (10) umfasst. 7. Modular axle drive (1) according to one of claims 3 to 6, wherein the cover (15) comprises a second end shield for the electrical machine (10).
8. Modularer Achsantrieb (1) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, ferner umfassend: eine Zwischenwelle, die in dem Getriebegehäuse (21) und dem Deckel (15) gelagert und an einem Getriebeausgang des Getriebes (20) angebunden ist. 8. Modular axle drive (1) according to one of claims 3 to 7, further comprising: an intermediate shaft which is mounted in the transmission housing (21) and the cover (15) and is connected to a transmission output of the transmission (20).
9. Modularer Achsantrieb (1) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, ferner umfassend 9. Modular axle drive (1) according to one of claims 3 to 7, further comprising
Einbauadapter (50), die ausgebildet sind, den modularen Achsantrieb (1) mit einem Rahmen eines Fahrzeugs mechanisch zu verbinden, wobei das Getriebegehäuse (21) und der Deckel (15) Anschraubpunkte (51, 52) für die Einbauadapter (50) umfassen, an welchen die Einbauadapter (50) über Verbindungsmittel entsprechend lösbar mechanisch mit dem Getriebegehäuse (21) und dem Deckel (15) verbunden sind. Installation adapter (50) which are designed to mechanically connect the modular final drive (1) to a frame of a vehicle, wherein the gear housing (21) and the cover (15) comprise screw-on points (51, 52) for the installation adapters (50), at which the installation adapters (50) are mechanically detachable with the gear housing (21) and the cover (15) via connecting means. are connected.
10. Modularer Achsantrieb (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend: einen Wärmetauscher (40), der mit dem Maschinengehäuse (11) oder dem Getriebegehäuse (21) mechanisch lösbar verbunden ist, wobei ein Wasserkreislauf des Wärmetauschers (40) mit dem Kühlmittelabfluss fluidleitend verbunden ist und wobei ein Ölkreislauf des Wärmetauschers (40) an dem Getriebe (20) angebunden ist. 10. Modular axle drive (1) according to one of the preceding claims, further comprising: a heat exchanger (40) which is mechanically detachably connected to the machine housing (11) or the transmission housing (21), wherein a water circuit of the heat exchanger (40) with the Coolant outflow is connected in a fluid-conducting manner and wherein an oil circuit of the heat exchanger (40) is connected to the transmission (20).
11. Herstellungsverfahren für einen modularen Achsantrieb (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, umfassend die Schritte: mechanisches Verbinden (Sl) eines Maschinengehäuses (11) einer elektrischen Maschine (10) an dessen in axialer Richtung vorne liegender Antriebsseite (13) mit einem Getriebegehäuse (21) eines Getriebes (20), wobei wenigstens ein Maschinenkühlmittelkanal (12) des Maschinengehäuses (11) und wenigstens ein Getriebekühlmittelkanal (22) des Getriebegehäuses (21) fluidleitend miteinander verbunden werden; mechanisches Verbinden (S3) eines Elektronikgehäuses (31) einer Leistungselektronik (30) mit dem Maschinengehäuse (11) und dem Getriebegehäuse (21), wobei wenigstens ein Elektronikkühlmittelkanal (32) und der Maschinenkühlmittelkanal (12) und/oder der Getriebekühlmittelkanal (22) fluidleitend miteinander verbunden werden. 11. Manufacturing method for a modular axle drive (1) according to one of the preceding claims, comprising the steps: mechanically connecting (Sl) a machine housing (11) of an electrical machine (10) on its axially forward drive side (13) with a gear housing (21) a transmission (20), at least one machine coolant duct (12) of the machine housing (11) and at least one transmission coolant duct (22) of the transmission housing (21) being connected to one another in a fluid-conducting manner; mechanical connection (S3) of an electronics housing (31) of power electronics (30) with the machine housing (11) and the gear housing (21), at least one electronics coolant channel (32) and the machine coolant channel (12) and / or the gear coolant channel (22) conducting fluid be connected to each other.
12. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 11, ferner umfassend den Schritt: mechanisches Verbinden (S2) eines Deckels (15) des Maschinengehäuses12. The manufacturing method according to claim 11, further comprising the step of: mechanically connecting (S2) a cover (15) of the machine housing
(11) mit dem Maschinengehäuse (11) an dessen in axialer Richtung hinten liegender Rückseite (11) with the machine housing (11) on its rear side in the axial direction
(14), wobei das Elektronikgehäuse (31) mit dem Deckel (15) und dem Getriebegehäuse (21) mechanisch verbunden wird. 13. Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 12, ferner umfassend den Schritt: mechanisches Verbinden (S4) von Einbauadaptern (50) mit dem Deckel(14), the electronics housing (31) being mechanically connected to the cover (15) and the gear housing (21). 13. The manufacturing method according to claim 12, further comprising the step of: mechanically connecting (S4) installation adapters (50) to the cover
(15) und dem Getriebegehäuse (21) an Anaschraubpunkten (51, 52) des Deckels (15) und des Getriebegehäuses (21). (15) and the gear housing (21) at screw-on points (51, 52) of the cover (15) and the gear housing (21).
14. Montageverfahren eines modularen Achsantriebs (1) gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10 in einem Fahrzeug (100), umfassend die Schritte: 14. Assembly method of a modular axle drive (1) according to one of claims 9 or 10 in a vehicle (100), comprising the steps:
Drehfestes Verbinden (S5) der Antriebswelle (70) des Fahrzeugs (100) mit dem Getriebeausgang des Getriebes (20) des modularen Achsantriebs (1); mechanisches Verbinden (S6) der Einbauadapter (50) des modularen Achsantriebs (1) mit einem Rahmen des Fahrzeugs (100). Non-rotatable connection (S5) of the drive shaft (70) of the vehicle (100) to the transmission output of the transmission (20) of the modular axle drive (1); mechanical connection (S6) of the installation adapter (50) of the modular final drive (1) to a frame of the vehicle (100).
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