WO2022135950A1 - Electric drive device for a vehicle and method for operating an electric drive device for a vehicle - Google Patents

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WO2022135950A1
WO2022135950A1 PCT/EP2021/084925 EP2021084925W WO2022135950A1 WO 2022135950 A1 WO2022135950 A1 WO 2022135950A1 EP 2021084925 W EP2021084925 W EP 2021084925W WO 2022135950 A1 WO2022135950 A1 WO 2022135950A1
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WO
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housing
drive device
protective gas
braking device
electric drive
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PCT/EP2021/084925
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Simon Peter
Thomas Schlender
Laszlo Boros
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60Y2200/10—Road Vehicles
    • B60Y2200/15—Fork lift trucks, Industrial trucks

Definitions

  • the present invention relates to an electric drive device for a vehicle and a method for operating an electric drive device for a vehicle.
  • the concept of brakes which can be integrated in the electric motor, is known, for example, from the forklift sector.
  • the system can be designed in such a way that the electric motor and the brake can form a compact unit for longitudinal dynamics on at least one axis in a closed housing. In this way, a reduced installation outlay in the vehicle can be achieved.
  • the integrated brake can thus lead to a reduction in the brake dust that occurs and can be emitted to the outside, which can lead to a reduction in (fine) dust emissions to the outside through the friction brake.
  • the integrated brake can be less exposed to environmental influences than external disc brakes. This can also be of particular interest if the brake system is generally used less in the recuperation mode that occurs.
  • a brake system for a vehicle is described in DE 603 04553 T2. Disclosure of Invention
  • the present invention provides an electric drive device for a vehicle according to claim 1 and a method for operating an electric drive device for a vehicle according to claim 10.
  • the idea on which the present invention is based is to specify an electric drive device for a vehicle and a method for operating an electric drive device for a vehicle, with a possible operating temperature of an integrated brake device, such as a mechanical friction brake system, being able to be significantly increased with a small size.
  • the electric drive device for a vehicle comprises a housing; an electric machine, which is arranged in the housing and can be connected to a drive shaft; a braking device which is arranged in the housing and can be connected to the drive shaft, wherein a protective gas is contained or can be introduced in at least one area of the housing, so that the protective gas at least partially surrounds the braking device.
  • the braking device can thus be integrated in the housing and thus in the drive device, for example in the electrical axis.
  • Heat dissipation from the braking device in particular from a friction brake or a disc brake, can be improved by the protective gas, so that the heat that builds up can be better dissipated by the braking device due to the integrated design and the comparative concept of the previously known air cooling with integrated brakes can be improved can.
  • Conventional air-cooled integrated brakes usually have to be dimensioned very large for transient peak loads due to the cooling requirement and reduced heat dissipation, whereas the braking device cooled with inert gas can have improved cooling or heat dissipation and can therefore be dimensioned relatively smaller, which leads to a reduction in weight can. As a result, the costs and installation space of the braking device and thus of the drive device can also be reduced.
  • the possible operating temperature of an integrated brake device can be significantly increased with a small size. This can be achieved by reducing or preventing the burning of lining components of the brake. This can be achieved, for example, by partially or permanently introducing the protective gas (e.g. CO2, helium, nitrogen, etc.) into the housing of the braking device.
  • the protective gas e.g. CO2, helium, nitrogen, etc.
  • a maximum temperature to be aimed at for operation of the braking device can thus be aimed at burning off the friction components of the braking device and can be based on this as a limiting factor in production and design and can be designed and specified accordingly with a predetermined maximum temperature for operation.
  • the housing can be designed as an electric axle with the electrical machine, the transmission, power electronics, a battery, the braking device and any other components and can be connected to one or more drive wheels of a vehicle.
  • the braking device can advantageously bring about a braking torque on the drive shaft and thus also on the drive wheel or wheels of the vehicle.
  • the existing density of the protective gas in the housing, at least in the housing area in which the braking device is arranged, can advantageously be kept at least at a predetermined density or at a predetermined pressure level and continuously refilled.
  • the braking device comprises a friction brake.
  • the braking device comprises a disk brake.
  • the protective gas can directly surround the friction brake, for example the disc brake, in such a way that the linings on which friction can be generated can be in contact with the protective gas.
  • the protective gas can therefore influence the burning off of these pads, such as the disc and/or the brake pads.
  • the burn-off temperature can be increased, so that the friction components only burn off at higher temperatures and the service life of the friction components (disk, pads, brake linings, etc.) can be increased.
  • the heat dissipation from these friction components can be improved and the braking device can be operated longer and under higher loads and, in order to apply a certain braking effect compared to an air-cooled brake, its dimensions can be advantageously reduced in order to still be able to achieve the same braking effect as the conventional air-cooled one Brake, just under higher brake pressure and temperature.
  • a disk brake that is as small as possible and integrated in the electric drive device can thus be implemented.
  • the electric drive device comprises a valve device, via which the protective gas can be filled into the housing.
  • the degree of filling and the filling pressure of the protective gas in the area of the housing provided for this purpose can advantageously be determined by means of the valve device.
  • the protective gas can be introduced into the vehicle during production or during installation of the drive device.
  • the housing can be so tight that the functionality of the protective atmosphere can be guaranteed until the next maintenance interval.
  • the electric drive device comprises an outlet valve or an overpressure valve, via which the protective gas can be at least partially discharged from the housing.
  • An inlet opening (valve) and an outlet valve can be advantageous for easy and simple filling. Otherwise, the inlet valve and/or outlet valve can also be used for dry ice cooling of the electric drive device, for example the braking device.
  • the pressure relief valve can be brought into the venting position, which can be controlled and operated electrically, for example. This means that refilling in the workshop can also be possible, for example if this may become necessary, depending on the tightness of the housing.
  • the electric machine and the braking device form an electric axis with the housing.
  • the electric axle can advantageously be installed in the vehicle in a simple and compact manner.
  • the electric drive device can be connected to a plurality of drive wheels and the electric drive device comprises an electric machine, a braking device and a drive shaft for each drive wheel, each in a housing, for example in a partial housing or in the overall housing of the drive device.
  • the protective gas can thus be filled in specifically for each braking device.
  • each of the housings can include a partial area for the braking device and the protective gas.
  • each of the housings can also comprise at least one inlet valve and/or one outlet valve.
  • a separate gas reservoir with the protective gas can advantageously also be present on or in each of the housings, via which the protective atmosphere can then be maintained in the respective housing.
  • the protective gas comprises carbon dioxide, helium or nitrogen.
  • Cooling of the brake system can advantageously be improved by these substances and the degree of burning off of the friction components during braking operation can be reduced and/or the burning off temperature can advantageously be increased.
  • the braking device comprises graphite, carbon or ceramic.
  • Cooling of the brake system can advantageously be improved by these substances and the degree of burning off of the friction components during braking operation can be reduced and the burning off temperature can advantageously be increased.
  • the braking system can become more robust.
  • the friction components of the braking device can therefore include graphite, carbon and/or ceramic. These materials can be applied to the friction components or disks as sintered linings.
  • the brake pads, disc brakes or other friction components of the braking device can include such linings.
  • the graphite can serve as a dry lubricant, the material mix with other materials can be optimized and should not change during the operating time, which can be kept almost or at least sufficiently constant by the protective gas.
  • an operating temperature of up to 900° C. can be possible without burning off in the case of exemplary sintered linings. This can be achieved by using the protective gas.
  • friction components that can be pressed against one another, such as the brake disc and a brake pad that presses against it, or other components that can be pressed against one another, in each case carbon-carbon or carbon-ceramic (C/SiC, carbon, silicon carbon) or combinations such as hybrid brake discs made of aluminum and C /SiC include.
  • the brake pad can comprise carbon and the brake disc can comprise ceramic, or vice versa.
  • the braking device can be fully integrated into the electric drive device, for example into an electric motor.
  • an electric drive device in the method for operating an electric drive device for a vehicle, is provided; determining a need to fill the housing with the protective gas and filling a housing with the protective gas via a valve device until a predetermined pressure of the protective gas, advantageously in the housing and on the braking device, is reached.
  • the method can advantageously also be distinguished by the features of the electric drive device already mentioned, and vice versa.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a housing of an electric drive device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a lateral cross section of an electric drive device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a side view of a braking device on a rotor in an electric drive device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 4 shows a representation of the rotor geometry of a rotor from FIG. 3;
  • FIG. 5 shows a block diagram of method steps of a method for operating an electric drive device for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a housing of an electric drive device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the electric drive device includes a housing G; an electrical machine EM, which is arranged in the housing G and can be connected to a drive shaft AW; a braking device BE, which is arranged in the housing G and can be connected to the drive shaft AW.
  • the housing G can thus be shaped as a compact electrical axis eA, which can be connected to drive wheels of a vehicle.
  • the housing G can include partial housings, for example for power electronics.
  • the braking device BE can be formed as a module with a partial housing, which can be integrated into the overall housing of the electric axis or at least into the housing of the drive device AE.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a lateral cross section of an electric drive device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows the electric drive device 10, which can be formed as an electric axle, which can also be connected to the drive wheels R of a vehicle. Each wheel can have its own combination of drive components.
  • the electric drive device 10 can comprise a first electric machine EMI for the first drive wheel RI and a second electric machine EM2 for the second drive wheel R2.
  • the first electrical machine EMI can be connected to the first drive shaft AW1, which can extend as far as a first transmission or first bearing LI, for example further to the first drive wheel.
  • a first braking device BEI which can include a friction brake or a disc brake, can be present between the first electrical machine EMI and the first drive wheel.
  • the components from the first electrical machine EMI to the first drive wheel RI can comprise a first overall housing, for example with respective sub-housings for the sub-components such as the first machine, the first braking device BEI, the first transmission (bearing) or all of these components in a first overall housing be included.
  • These first components from the first electrical machine EMI to the first drive wheel can form a first drive train.
  • the first drive train can include a first protective gas container SB1, which can include a protective gas SG. This can be connected via a hose connection to the first braking device AT, in particular to the interior of the housing of the first braking device, and a permanent predetermined filling pressure of the Generate protective gas SG in the first braking device AT.
  • the first drive train can include a first outlet valve VE1, which can include an overpressure valve, via which the protective gas SG can be let out of the housing G at least partially.
  • a second drive train can be present.
  • the second electrical machine EM2 can be connected to the second drive shaft AW2, which can extend to a second transmission or second bearing L2 and/or to the second drive wheel.
  • a second braking device BE2 which can include a friction brake or a disk brake, can be present between the second electrical machine EM2 and the second drive wheel R2.
  • the components from the second electrical machine EM2 to the second drive wheel can comprise a second overall housing, for example with respective sub-housings for the sub-components such as the second machine, the second braking device BE2, the second transmission or all of these components can be included in a second overall housing.
  • These second components from the second electrical machine EM2 to the second drive wheel can form a second drive train.
  • the second drive train can include a second protective gas container SB2, which can include a protective gas SG. This can be connected via a hose connection to the second braking device BE2, in particular to the interior of the housing of the second braking device, and generate a permanent, predetermined filling pressure of the protective gas SG in the second braking device BE2.
  • the second drive train can include a second outlet valve (not shown), which can include an overpressure valve, via which the protective gas SG can be let out of the housing G at least partially.
  • the first braking device BEI and/or the second braking device BE2 can thus each include/form an integrated braking system (friction brake, disc brake) in the respective drive train.
  • the first drive train and the second drive train can together form an electric axle, which can be installed, for example, on a rear axle of a vehicle, for example in separate housings or in an overall housing for the electric axle.
  • the first protective gas container SB1 and/or the second protective gas container SB2 can each include a gas cartridge, for example with liquid CO2. Inlet valves for the protective gas can be included between the protective gas containers and the respective housings of the braking devices.
  • FIG 3 shows a side view of a braking device on a rotor in an electric drive device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the braking device can also be integrated in the electric machine itself, and for example one or more brake discs BS can be arranged on the rotor RT of the electric machine, or the rotor can form these brake discs BS itself.
  • the brake pads PD can then be arranged in the stator ST and create frictional contact with the brake discs BS, for example when they are actuated in the direction of the brake discs BS.
  • the protective gas can then be contained inside the stator housing.
  • the rotor RT can be connected to the drive shaft.
  • FIG. 4 shows a representation of the rotor geometry of a rotor from FIG. 3.
  • the rotor can form a brake disk (rotor disk), for example, and have a central hole Z through which the drive shaft AW can run, and the rotor can be firmly connected to the drive shaft.
  • the rotor disk can include elevations and depressions in the radial direction, it being possible for a respective brake lining to be applied to the rotor disk RT at the elevations.
  • FIG. 5 shows a block diagram of method steps of a method for operating an electric drive device for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • an electric drive device according to the invention is provided S1; a determination S2 of a need to fill the housing with the protective gas and filling S3 of the housing with the protective gas via a valve device until a predetermined pressure of the

Abstract

The present invention relates to an electric drive device (10) for a vehicle (F), comprising: a housing (G); an electric machine (EM) which is arranged in the housing (G) and connectable to a drive shaft (AW); a brake device (BE) which is arranged in the housing (G) and connectable to the drive shaft (AW), wherein a protective gas (SG) is contained at least in a region of the housing (G) so that the protective gas (SG) at last partially surrounds the brake device (BE).

Description

Beschreibung description
Titel title
Elektrische Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug und Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug Electrical drive device for a vehicle and method for operating an electrical drive device for a vehicle
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug. The present invention relates to an electric drive device for a vehicle and a method for operating an electric drive device for a vehicle.
Stand der Technik State of the art
Das Konzept von Bremsen, welche im Elektromotor integriert sein können, ist beispielsweise aus dem Gabelstaplerbereich bekannt. Im Unterschied zum PKW- Bereich können im Gabelstaplerbereich geringere Belastungen und entsprechend deutlich geringere Temperatureffekte vorliegen. Es kann dabei das System derart ausgelegt sein, dass der Elektromotor und die Bremse eine kompakte Einheit für eine Längsdynamik an mindestens einer Achse in einem abgeschlossenen Gehäuse bilden können. Auf diese Weise kann ein verringerter Installationsaufwand im Fahrzeug erzielt werden. Die integrierte Bremse kann somit zu einer Verringerung des anfallenden und nach außen abgebbaren Bremsstaubs führen, was zu einer Verringerung von (Fein)Staubemissionen nach außen durch die Reibbremse führen kann. The concept of brakes, which can be integrated in the electric motor, is known, for example, from the forklift sector. In contrast to the passenger car area, there can be lower loads and correspondingly significantly lower temperature effects in the forklift area. The system can be designed in such a way that the electric motor and the brake can form a compact unit for longitudinal dynamics on at least one axis in a closed housing. In this way, a reduced installation outlay in the vehicle can be achieved. The integrated brake can thus lead to a reduction in the brake dust that occurs and can be emitted to the outside, which can lead to a reduction in (fine) dust emissions to the outside through the friction brake.
Die integrierte Bremse kann dabei Umwelteinflüssen im geringeren Maße ausgesetzt sein als außenliegende Scheibenbremsen. Dies kann auch dann von besonderem Interesse sein, wenn im auftretenden Rekuperationsbetrieb eine generell geringere Nutzung der Bremsanlage zu verzeichnen ist. The integrated brake can be less exposed to environmental influences than external disc brakes. This can also be of particular interest if the brake system is generally used less in the recuperation mode that occurs.
In der DE 603 04553 T2 wird ein Bremssystem für ein Fahrzeug beschrieben. Offenbarung der Erfindung A brake system for a vehicle is described in DE 603 04553 T2. Disclosure of Invention
Die vorliegende Erfindung schafft eine elektrische Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug nach Anspruch 10. The present invention provides an electric drive device for a vehicle according to claim 1 and a method for operating an electric drive device for a vehicle according to claim 10.
Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Preferred developments are the subject of the dependent claims.
Vorteile der Erfindung Advantages of the Invention
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine elektrische Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer elektrische Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug anzugeben, wobei eine mögliche Betriebstemperatur einer integrierten Bremseinrichtung, etwa einer mechanischen Reibbremsanlage, bei geringer Baugröße signifikant erhöht werden kann. The idea on which the present invention is based is to specify an electric drive device for a vehicle and a method for operating an electric drive device for a vehicle, with a possible operating temperature of an integrated brake device, such as a mechanical friction brake system, being able to be significantly increased with a small size.
Erfindungsgemäß umfasst die elektrische Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug ein Gehäuse; eine elektrische Maschine, welche in dem Gehäuse angeordnet ist und mit einer Antriebswelle verbindbar ist; eine Bremseinrichtung, welche in dem Gehäuse angeordnet ist und mit der Antriebswelle verbindbar ist, wobei ein Schutzgas zumindest in einem Bereich des Gehäuses enthalten oder einleitbar ist, so dass das Schutzgas die Bremseinrichtung zumindest teilweise umgibt. According to the invention, the electric drive device for a vehicle comprises a housing; an electric machine, which is arranged in the housing and can be connected to a drive shaft; a braking device which is arranged in the housing and can be connected to the drive shaft, wherein a protective gas is contained or can be introduced in at least one area of the housing, so that the protective gas at least partially surrounds the braking device.
Die Bremseinrichtung kann somit in dem Gehäuse und damit in der Antriebsvorrichtung, etwa in der elektrischen Achse, integriert sein. The braking device can thus be integrated in the housing and thus in the drive device, for example in the electrical axis.
Durch das Schutzgas kann eine Wärmeabfuhr von der Bremseinrichtung, insbesondere von einer Reibbremse oder von einer Scheibenbremse, verbessert werden, damit die sich aufbauende Wärme durch den integrierten Aufbau besser von der Bremseinrichtung abgeführt werden kann und das Vergleichskonzept der bisher bekannten Luftkühlung bei integrierten Bremsen verbessert werden kann. Übliche luftgekühlte integrierte Bremsen müssen für transiente Spitzenlasten aufgrund des Kühlungsbedarfes und einer verringerten Wärmeabfuhr meist sehr groß dimensioniert werden, wohingegen die mit Schutzgas gekühlte Bremseinrichtung jedoch eine verbesserte Kühlung oder Wärmeabfuhr aufweisen kann und somit verhältnismäßig geringer dimensioniert werden kann, was zu einer Reduzierung des Gewichts führen kann. Dadurch können des Weiteren Kosten und Bauraum der Bremseinrichtung und somit der Antriebsvorrichtung reduziert werden. Heat dissipation from the braking device, in particular from a friction brake or a disc brake, can be improved by the protective gas, so that the heat that builds up can be better dissipated by the braking device due to the integrated design and the comparative concept of the previously known air cooling with integrated brakes can be improved can. Conventional air-cooled integrated brakes usually have to be dimensioned very large for transient peak loads due to the cooling requirement and reduced heat dissipation, whereas the braking device cooled with inert gas can have improved cooling or heat dissipation and can therefore be dimensioned relatively smaller, which leads to a reduction in weight can. As a result, the costs and installation space of the braking device and thus of the drive device can also be reduced.
Die mögliche Betriebstemperatur einer integrierten Bremseinrichtung, etwa einer mechanischen Reibbremsanlage (Scheibenbremse), kann bei geringer Baugröße signifikant erhöht werden. Dies kann erreicht werden, in dem das Abbrennen von Belagsbestandteilen der Bremse verringert oder verhindert werden kann. Dies kann etwa durch ein teilweises oder dauerhaftes Einbringen des Schutzgases (z.B. CO2, Helium, Stickstoff etc.) in das Gehäuse der Bremseinrichtung erzielt werden. Eine zum Betrieb der Bremseinrichtung anzustrebende Maximaltemperatur kann somit auf das Abbrennen der Reibkomponenten der Bremseinrichtung gerichtet sein und sich bei der Herstellung und Auslegung daran als limitierenden Faktor orientieren und entsprechend mit einer vorbestimmten Maximaltemperatur für den Betrieb ausgelegt und angegeben sein. The possible operating temperature of an integrated brake device, such as a mechanical friction brake system (disc brake), can be significantly increased with a small size. This can be achieved by reducing or preventing the burning of lining components of the brake. This can be achieved, for example, by partially or permanently introducing the protective gas (e.g. CO2, helium, nitrogen, etc.) into the housing of the braking device. A maximum temperature to be aimed at for operation of the braking device can thus be aimed at burning off the friction components of the braking device and can be based on this as a limiting factor in production and design and can be designed and specified accordingly with a predetermined maximum temperature for operation.
Das Gehäuse kann mit der elektrischen Maschine, dem Getriebe, einer Leistungselektronik, einer Batterie, der Bremseinrichtung und etwaiger weiterer Komponenten als elektrische Achse ausgebildet sein und mit einem oder mehreren Antriebsrädern eines Fahrzeugs verbunden sein. Die Bremseinrichtung kann vorteilhaft ein Bremsmoment auf die Antriebswelle und somit auch auf das oder auf die Antriebsräder des Fahrzeugs bewirken. Die vorhandene Dichte des Schutzgases in dem Gehäuse, zumindest in dem Gehäusebereich in welchem die Bremseinrichtung angeordnet ist, kann vorteilhaft zumindest bei einer vorbestimmten Dichte oder bei einem vorbestimmten Druckniveau gehalten werden und kontinuierlich nachgefüllt werden. The housing can be designed as an electric axle with the electrical machine, the transmission, power electronics, a battery, the braking device and any other components and can be connected to one or more drive wheels of a vehicle. The braking device can advantageously bring about a braking torque on the drive shaft and thus also on the drive wheel or wheels of the vehicle. The existing density of the protective gas in the housing, at least in the housing area in which the braking device is arranged, can advantageously be kept at least at a predetermined density or at a predetermined pressure level and continuously refilled.
Somit kann es als ein besonderer Vorteil der Schutzgasumgebung der Bremseinrichtung, insbesondere der Reibkomponenten, gesehen werden, dass eine Oxidation und/oder ein Abbrennen von Bestandteilen der Bremsbeläge/- scheiben, also der Reibkomponenten, verringert oder sogar vermieden werden kann. Wenn das Abbrennen verhindert oder verringert werden kann, können höhere Temperaturen beim Betrieb der Bremseinrichtung möglich werden, wobei dann für das Material der Bremseinrichtung, vorteilhaft die Reibkomponenten, vor einem Versagen derer Funktionen bewahrt werden können oder zumindest eine Wahrscheinlichkeit dazu deutlich verringert werden kann. It can therefore be seen as a particular advantage of the protective gas environment of the braking device, in particular the friction components, that oxidation and/or burning off of components of the brake pads/discs, ie the friction components, can be reduced or even avoided. If burning off can be prevented or reduced, higher temperatures during operation of the braking device can become possible, in which case the material of the braking device, advantageously the friction components, can be protected from a failure of their functions or at least the probability of this can be significantly reduced.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Antriebsvorrichtung umfasst die Bremseinrichtung eine Reibbremse. According to a preferred embodiment of the electric drive device, the braking device comprises a friction brake.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Antriebsvorrichtung umfasst die Bremseinrichtung eine Scheibenbremse. According to a preferred embodiment of the electric drive device, the braking device comprises a disk brake.
Das Schutzgas kann direkt die Reibbremse, etwa die Scheibenbremse, derart umgeben, dass die Beläge, an welchen eine Reibung erzeugbar ist, mit dem Schutzgas in Kontakt stehen können. Das Schutzgas kann somit das Abbrennen dieser Beläge, etwa der Scheibe und/oder der Bremsblöcke, beeinflussen. Dabei kann die Abbrenntemperatur vergrößert werden, somit ein Abbrennen der Reibkomponenten erst bei höheren Temperaturen einsetzen und damit die Lebensdauer der Reibkomponenten (Scheibe, Klötze, Bremsbeläge etc.) vergrößert werden. Des Weiteren kann die Wärmeabfuhr von diesen Reibkomponenten verbessert werden und die Bremseinrichtung länger und unter höheren Lasten betrieben werden und zum Aufbringen einer bestimmten Bremswirkung im Vergleich zu einer luftgekühlten Bremse in deren Dimension vorteilhaft verringert werden um dennoch die gleiche Bremswirkung erzielen zu können wie die konventionelle luftgekühlte Bremse, eben unter höheren Bremsdruck und Temperatur. Damit wird eine möglichst kleine, in der elektrischen Antriebsvorrichtung integrierte Scheibenbremse umsetzbar. The protective gas can directly surround the friction brake, for example the disc brake, in such a way that the linings on which friction can be generated can be in contact with the protective gas. The protective gas can therefore influence the burning off of these pads, such as the disc and/or the brake pads. The burn-off temperature can be increased, so that the friction components only burn off at higher temperatures and the service life of the friction components (disk, pads, brake linings, etc.) can be increased. Furthermore, the heat dissipation from these friction components can be improved and the braking device can be operated longer and under higher loads and, in order to apply a certain braking effect compared to an air-cooled brake, its dimensions can be advantageously reduced in order to still be able to achieve the same braking effect as the conventional air-cooled one Brake, just under higher brake pressure and temperature. A disk brake that is as small as possible and integrated in the electric drive device can thus be implemented.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Antriebsvorrichtung umfasst diese eine Ventileinrichtung, über welche das Schutzgas in das Gehäuse einfüllbar ist. Mittels der Ventileinrichtung kann vorteilhaft der Füllgrad sowie der Fülldruck des Schutzgases in dem dafür vorgesehenen Bereich des Gehäuses bestimmt werden. According to a preferred embodiment of the electric drive device, it comprises a valve device, via which the protective gas can be filled into the housing. The degree of filling and the filling pressure of the protective gas in the area of the housing provided for this purpose can advantageously be determined by means of the valve device.
Das Schutzgas kann bei der Produktion oder bei der Installation der Antriebsvorrichtung in das Fahrzeug eingebracht werden. Hierbei kann das Gehäuse so dicht sein, dass etwa bis zum nächsten Wartungsintervall die Funktionsfähigkeit der Schutzatmosphäre garantiert sein kann. The protective gas can be introduced into the vehicle during production or during installation of the drive device. Here, the housing can be so tight that the functionality of the protective atmosphere can be guaranteed until the next maintenance interval.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Antriebsvorrichtung umfasst diese ein Auslassventil oder ein Überdruckventil, über welches das Schutzgas zumindest teilweise aus dem Gehäuse ablaßbar ist. According to a preferred embodiment of the electric drive device, it comprises an outlet valve or an overpressure valve, via which the protective gas can be at least partially discharged from the housing.
Eine Einlassöffnung(ventil) und ein Auslassventil können dabei für eine leichte und einfache Befüllung vorteilhaft sein. Das Einlassventil und/oder Auslassventil kann sonst auch zu einer Trockeneiskühlung der elektrischen Antriebsvorrichtung, etwa der Bremseinrichtung, verwenden werden. An inlet opening (valve) and an outlet valve can be advantageous for easy and simple filling. Otherwise, the inlet valve and/or outlet valve can also be used for dry ice cooling of the electric drive device, for example the braking device.
Zur Befüllung kann lediglich das Überdruckventil in Entlüftungsstellung gebracht werden, was beispielsweise elektrisch ansteuerbar und betreibbar sein kann. Damit kann auch ein Wiederbefüllen in der Werkstatt möglich sein, etwa sofern dies nötig werden kann, abhängig von der Dichtigkeit des Gehäuses. For filling, only the pressure relief valve can be brought into the venting position, which can be controlled and operated electrically, for example. This means that refilling in the workshop can also be possible, for example if this may become necessary, depending on the tightness of the housing.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Antriebsvorrichtung bilden die elektrische Maschine und die Bremseinrichtung mit dem Gehäuse eine elektrische Achse. According to a preferred embodiment of the electric drive device, the electric machine and the braking device form an electric axis with the housing.
Die elektrische Achse kann vorteilhaft einfach und kompakt in dem Fahrzeug verbaut werden. The electric axle can advantageously be installed in the vehicle in a simple and compact manner.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Antriebsvorrichtung ist diese mit mehreren Antriebsrädern verbindbar und die elektrische Antriebsvorrichtung umfasst für jedes Antriebsrad eine elektrische Maschine, eine Bremseinrichtung und eine Antriebswelle in jeweils einem Gehäuse, etwa in einem Teilgehäuse oder in dem Gesamtgehäuse der Antriebsvorrichtung. Das Schutzgas kann somit für jede Bremseinrichtung eigens einfüllbar sein.According to a preferred embodiment of the electric drive device, it can be connected to a plurality of drive wheels and the electric drive device comprises an electric machine, a braking device and a drive shaft for each drive wheel, each in a housing, for example in a partial housing or in the overall housing of the drive device. The protective gas can thus be filled in specifically for each braking device.
Dazu kann jedes der Gehäuse einen Teilbereich für die Bremseinrichtung und das Schutzgas umfassen. Jedes der Gehäuse kann dazu auch zumindest ein Einlassventil und/oder ein Auslassventil umfassen. Dazu kann an oder in jedem der Gehäuse vorteilhaft auch ein eigenes Gasreservoir mit dem Schutzgas vorhanden sein, über welches dann die Schutzatmosphäre im jeweiligen Gehäuse aufrechterhalten werden kann. For this purpose, each of the housings can include a partial area for the braking device and the protective gas. For this purpose, each of the housings can also comprise at least one inlet valve and/or one outlet valve. For this purpose, a separate gas reservoir with the protective gas can advantageously also be present on or in each of the housings, via which the protective atmosphere can then be maintained in the respective housing.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Antriebsvorrichtung umfasst das Schutzgas Kohlenstoffdioxid, Helium oder Stickstoff. According to a preferred embodiment of the electric drive device, the protective gas comprises carbon dioxide, helium or nitrogen.
Durch diese Stoffe kann eine Kühlung der Bremsanlage vorteilhaft verbessert werden und der Grad des Abbrennens der Reibkomponenten im Bremsbetrieb verringert werden und/oder die Abbrenntemperatur vorteilhaft erhöht werden. Cooling of the brake system can advantageously be improved by these substances and the degree of burning off of the friction components during braking operation can be reduced and/or the burning off temperature can advantageously be increased.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Antriebsvorrichtung umfasst die Bremseinrichtung Graphit, Carbon oder Keramik. According to a preferred embodiment of the electric drive device, the braking device comprises graphite, carbon or ceramic.
Durch diese Stoffe kann eine Kühlung der Bremsanlage vorteilhaft verbessert werden und der Grad des Abbrennens der Reibekomponenten im Bremsbetrieb verringert werden und die Abbrenntemperatur vorteilhaft erhöht werden. Die Bremsanlage kann dabei robuster werden. Cooling of the brake system can advantageously be improved by these substances and the degree of burning off of the friction components during braking operation can be reduced and the burning off temperature can advantageously be increased. The braking system can become more robust.
Die Reibkomponenten der Bremseinrichtung können also Graphit, Carbon und/oder Keramik umfassen. Diese Materialien können als Sinterbeläge auf den Reibkomponenten oder Scheiben aufgebracht sein. Dabei können die Bremsklötze, Scheibenbremsen oder andere Reibkomponenten der Bremseinrichtung solche Beläge umfassen. The friction components of the braking device can therefore include graphite, carbon and/or ceramic. These materials can be applied to the friction components or disks as sintered linings. The brake pads, disc brakes or other friction components of the braking device can include such linings.
Bei Sinterbelägen mit Graphitanteil (CR-Aktivität EMI-324) kann das Graphit bei ca. 600°C anfangen zu brennen. Durch die Oxidation können sich dieIn the case of sintered linings with graphite content (CR activity EMI-324), the graphite can start to burn at approx. 600°C. The oxidation can
Eigenschaften des Reibmaterials weiter verändern und die Bremswirkung beeinträchtigen, welchem das Schutzgas entgegenwirken kann. Das Graphit kann als Trockenschmierstoff dienen, der Materialmix mit anderen Materialien kann optimiert sein und sollte sich während der Betriebszeit nicht ändern, was etwa durch das Schutzgas nahezu oder zumindest ausreichend konstant gehalten werden kann. Es kann dabei beispielsweise ohne ein Abbrennen bei beispielhaften Sinterbelägen eine Betriebstemperatur bis 900°C möglich sein. Die kann durch die Nutzung des Schutzgases erzielbar sein. Further change properties of the friction material and impair the braking effect, which the protective gas can counteract. The graphite can serve as a dry lubricant, the material mix with other materials can be optimized and should not change during the operating time, which can be kept almost or at least sufficiently constant by the protective gas. In this case, for example, an operating temperature of up to 900° C. can be possible without burning off in the case of exemplary sintered linings. This can be achieved by using the protective gas.
Bei der Bremseinrichtung können aneinander andrückbare Reibkomponenten, etwa die Bremsscheibe und ein daran andrückender Bremsklotz, oder andere aneinander andrückbare Komponenten, jeweils Carbon-Carbon, oder Carbon- Keramik (C/SiC, Kohlenstoff, Siliziumkohlenstoff) oder Kombinationen wie beispielsweise Hybridbremsscheiben aus Aluminium und C/SiC umfassen. Dabei kann beispielsweise der Bremsklotz Carbon und die Bremsscheibe Keramik umfassen oder umgekehrt. In the braking device, friction components that can be pressed against one another, such as the brake disc and a brake pad that presses against it, or other components that can be pressed against one another, in each case carbon-carbon or carbon-ceramic (C/SiC, carbon, silicon carbon) or combinations such as hybrid brake discs made of aluminum and C /SiC include. In this case, for example, the brake pad can comprise carbon and the brake disc can comprise ceramic, or vice versa.
Die Bremseinrichtung kann vollständig in die elektrische Antriebsvorrichtung, etwa in einen Elektromotor, integriert sein. The braking device can be fully integrated into the electric drive device, for example into an electric motor.
Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug ein Bereitstellen einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsvorrichtung; ein Ermitteln einer Notwendigkeit zum Befüllen des Gehäuses mit dem Schutzgas und Befüllen eines Gehäuses mit dem Schutzgas über eine Ventileinrichtung bis ein vorbestimmter Druck des Schutzgases, vorteilhaft in dem Gehäuse und an der Bremseinrichtung, erreicht wird. According to the invention, in the method for operating an electric drive device for a vehicle, an electric drive device according to the invention is provided; determining a need to fill the housing with the protective gas and filling a housing with the protective gas via a valve device until a predetermined pressure of the protective gas, advantageously in the housing and on the braking device, is reached.
Das Verfahren kann sich vorteilhaft auch durch die bereits genannten Merkmale der elektrischen Antriebsvorrichtung auszeichnen und umgekehrt. The method can advantageously also be distinguished by the features of the electric drive device already mentioned, and vice versa.
Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Further features and advantages of embodiments of the invention result from the following description with reference to the accompanying drawings.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand den in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Brief description of the drawings The present invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments given in the schematic figures of the drawing.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Gehäuses einer elektrischen Antriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 shows a schematic representation of a housing of an electric drive device according to an exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines seitlichen Querschnitts einer elektrischen Antriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; FIG. 2 shows a schematic representation of a lateral cross section of an electric drive device according to an exemplary embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Bremseinrichtung an einem Rotor in einer elektrischen Antriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 shows a side view of a braking device on a rotor in an electric drive device according to an exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 4 eine Darstellung der Rotorgeometrie eines Rotors aus der Fig. 3; und FIG. 4 shows a representation of the rotor geometry of a rotor from FIG. 3; and
Fig. 5 eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Betreiben einer elektrische Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5 shows a block diagram of method steps of a method for operating an electric drive device for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente. In the figures, the same reference symbols denote the same elements or elements with the same function.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gehäuses einer elektrischen Antriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic representation of a housing of an electric drive device according to an exemplary embodiment of the present invention.
Die elektrische Antriebsvorrichtung umfasst ein Gehäuse G; eine elektrische Maschine EM, welche in dem Gehäuse G angeordnet ist und mit einer Antriebswelle AW verbindbar ist; eine Bremseinrichtung BE, welche in dem Gehäuse G angeordnet ist und mit der Antriebswelle AW verbindbar ist. Das Gehäuse G kann somit als eine kompakte elektrische Achse eA ausgeformt sein, welche mit Antriebsrädern eines Fahrzeugs verbindbar sein kann. Das Gehäuse G kann dabei Teilgehäuse umfassen, etwa für eine Leistungselektronik. Die Bremseinrichtung BE kann dabei als ein Modul mit einem Teilgehäuse ausgeformt sein, welches in das Gesamtgehäuse der elektrischen Achse oder zumindest in das Gehäuse der Antriebsvorrichtung AE integriert werden kann. The electric drive device includes a housing G; an electrical machine EM, which is arranged in the housing G and can be connected to a drive shaft AW; a braking device BE, which is arranged in the housing G and can be connected to the drive shaft AW. The housing G can thus be shaped as a compact electrical axis eA, which can be connected to drive wheels of a vehicle. The housing G can include partial housings, for example for power electronics. The braking device BE can be formed as a module with a partial housing, which can be integrated into the overall housing of the electric axis or at least into the housing of the drive device AE.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines seitlichen Querschnitts einer elektrischen Antriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. FIG. 2 shows a schematic illustration of a lateral cross section of an electric drive device according to an exemplary embodiment of the present invention.
Die Fig. 2 zeigt dabei die elektrische Antriebsvorrichtung 10, welche als eine elektrische Achse ausgeformt sein kann, welche weiterhin mit den Antriebsrädern R eines Fahrzeugs verbindbar sein kann. Dabei kann für jedes Rad eine eigene Kombination von Antriebskomponenten vorhanden sein. 2 shows the electric drive device 10, which can be formed as an electric axle, which can also be connected to the drive wheels R of a vehicle. Each wheel can have its own combination of drive components.
So kann bei mehreren Antriebsrädern R die elektrische Antriebsvorrichtung 10 für das erste Antriebsrad RI eine erste elektrische Maschine EMI umfassen und für das zweite Antriebsrad R2 eine zweite elektrische Maschine EM2 umfassen. Des Weiteren kann die erste elektrische Maschine EMI mit der ersten Antriebswelle AW1 verbunden sein, welche sich bis zu einem ersten Getriebe oder ersten Lager LI, etwa auch weiter bis zum ersten Antriebsrad, erstrecken kann. Zwischen der ersten elektrischen Maschine EMI und dem ersten Antriebsrad kann eine erste Bremseinrichtung BEI vorhanden sein, welche eine Reibbremse oder eine Scheibenbremse umfassen kann. Die Komponenten von der ersten elektrischen Maschine EMI bis zum ersten Antriebsrad RI können ein erstes Gesamtgehäuse umfassen, etwa mit jeweiligen Teilgehäusen für die Teilkomponenten wie die erste Maschine, die erste Bremseinrichtung BEI, das erste Getriebe (Lager) oder alle diese Komponenten in einem ersten Gesamtgehäuse umfasst sein. Diese ersten Komponenten von der ersten elektrischen Maschine EMI bis zum ersten Antriebsrad können einen ersten Antriebsstrang bilden. Der erste Antriebsstrang kann einen ersten Schutzgasbehälter SB1 umfassen, welcher ein Schutzgas SG umfassen kann. Dieser kann über eine Schlauchverbindung mit der ersten Bremseinrichtung BEI, insbesondere mit dem Inneren des Gehäuses der ersten Bremseinrichtung, verbunden sein und einen permanenten vorbestimmten Fülldruck des Schutzgases SG in der ersten Bremseinrichtung BEI erzeugen. Der erste Antriebsstrang kann ein erstes Auslassventil VE1 umfassen, welches ein Überdruckventil umfassen kann, über welches das Schutzgas SG zumindest teilweise aus dem Gehäuse G ablaßbar sein kann. Thus, in the case of several drive wheels R, the electric drive device 10 can comprise a first electric machine EMI for the first drive wheel RI and a second electric machine EM2 for the second drive wheel R2. Furthermore, the first electrical machine EMI can be connected to the first drive shaft AW1, which can extend as far as a first transmission or first bearing LI, for example further to the first drive wheel. A first braking device BEI, which can include a friction brake or a disc brake, can be present between the first electrical machine EMI and the first drive wheel. The components from the first electrical machine EMI to the first drive wheel RI can comprise a first overall housing, for example with respective sub-housings for the sub-components such as the first machine, the first braking device BEI, the first transmission (bearing) or all of these components in a first overall housing be included. These first components from the first electrical machine EMI to the first drive wheel can form a first drive train. The first drive train can include a first protective gas container SB1, which can include a protective gas SG. This can be connected via a hose connection to the first braking device AT, in particular to the interior of the housing of the first braking device, and a permanent predetermined filling pressure of the Generate protective gas SG in the first braking device AT. The first drive train can include a first outlet valve VE1, which can include an overpressure valve, via which the protective gas SG can be let out of the housing G at least partially.
Analog dazu kann ein zweiter Antriebsstrang vorhanden sein. Des Weiteren kann die zweite elektrische Maschine EM2 mit der zweiten Antriebswelle AW2 verbunden sein, welche sich bis zu einem zweiten Getriebe oder zweiten Lager L2 und/oder bis zum zweiten Antriebsrad erstrecken kann. Zwischen der zweiten elektrischen Maschine EM2 und dem zweiten Antriebsrad R2 kann eine zweite Bremseinrichtung BE2 vorhanden sein, welche eine Reibbremse oder eine Scheibenbremse umfassen kann. Die Komponenten von der zweiten elektrischen Maschine EM2 bis zum zweiten Antriebsrad können ein zweites Gesamtgehäuse umfassen, etwa mit jeweiligen Teilgehäusen für die Teilkomponenten wie die zweite Maschine, die zweite Bremseinrichtung BE2, das zweite Getriebe oder alle diese Komponenten in einem zweiten Gesamtgehäuse umfasst sein. Diese zweiten Komponenten von der zweiten elektrischen Maschine EM2 bis zum zweiten Antriebsrad können einen zweiten Antriebsstrang bilden. Der zweite Antriebsstrang kann einen zweiten Schutzgasbehälter SB2 umfassen, welcher ein Schutzgas SG umfassen kann. Dieser kann über eine Schlauchverbindung mit der zweiten Bremseinrichtung BE2, insbesondere mit dem Inneren des Gehäuses der zweiten Bremseinrichtung, verbunden sein und einen permanenten vorbestimmten Fülldruck des Schutzgases SG in der zweiten Bremseinrichtung BE2 erzeugen. Der zweite Antriebsstrang kann ein zweites Auslassventil (nicht gezeigt) umfassen, welches ein Überdruckventil umfassen kann, über welches das Schutzgas SG zumindest teilweise aus dem Gehäuse G ablaßbar sein kann. Analogously, a second drive train can be present. Furthermore, the second electrical machine EM2 can be connected to the second drive shaft AW2, which can extend to a second transmission or second bearing L2 and/or to the second drive wheel. A second braking device BE2, which can include a friction brake or a disk brake, can be present between the second electrical machine EM2 and the second drive wheel R2. The components from the second electrical machine EM2 to the second drive wheel can comprise a second overall housing, for example with respective sub-housings for the sub-components such as the second machine, the second braking device BE2, the second transmission or all of these components can be included in a second overall housing. These second components from the second electrical machine EM2 to the second drive wheel can form a second drive train. The second drive train can include a second protective gas container SB2, which can include a protective gas SG. This can be connected via a hose connection to the second braking device BE2, in particular to the interior of the housing of the second braking device, and generate a permanent, predetermined filling pressure of the protective gas SG in the second braking device BE2. The second drive train can include a second outlet valve (not shown), which can include an overpressure valve, via which the protective gas SG can be let out of the housing G at least partially.
Die erste Bremseinrichtung BEI und/oder die zweite Bremseinrichtung BE2 können so jeweils eine integrierte Bremsanlage (Reibbremse, Scheibenbremse) in dem jeweiligen Antriebsstrang umfassen/bilden. Der erste Antriebsstrang und der zweite Antriebsstrang können zusammen eine elektrische Achse bilden, welche beispielsweise an einer Hinterachse eines Fahrzeugs verbaut sein können, etwa in getrennten Gehäusen oder in einem Gesamtgehäuse für die elektrische Achse. Der erste Schutzgasbehälter SB1 und/oder der zweite Schutzgasbehälter SB2 können jeweils eine Gaskartusche, etwa mit flüssigem CO2, umfassen. Zwischen den Schutzgasbehältern und den jeweiligen Gehäusen der Bremseinrichtungen können jeweils Einlassventile für das Schutzgas umfasst sein. The first braking device BEI and/or the second braking device BE2 can thus each include/form an integrated braking system (friction brake, disc brake) in the respective drive train. The first drive train and the second drive train can together form an electric axle, which can be installed, for example, on a rear axle of a vehicle, for example in separate housings or in an overall housing for the electric axle. The first protective gas container SB1 and/or the second protective gas container SB2 can each include a gas cartridge, for example with liquid CO2. Inlet valves for the protective gas can be included between the protective gas containers and the respective housings of the braking devices.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer Bremseinrichtung an einem Rotor in einer elektrischen Antriebsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3 shows a side view of a braking device on a rotor in an electric drive device according to an exemplary embodiment of the present invention.
Die Bremseinrichtung kann jedoch auch in der elektrischen Maschine selbst integriert sein, und dabei können beispielsweise eine oder mehrere Bremsscheiben BS an dem Rotor RT der elektrischen Maschine angeordnet sein oder der Rotor kann diese Bremsscheiben BS selbst bilden. Die Bremsbeläge PD können dann in dem Stator ST angeordnet sein und einen Reibekontakt mit den Bremsscheiben BS erzeugen, etwa wenn diese in die Richtung der Bremsscheiben BS aktuiert werden. Das Schutzgas kann dann im Inneren des Statorgehäuses umfasst sein. Der Rotor RT kann dabei mit der Antriebswelle verbunden sein. However, the braking device can also be integrated in the electric machine itself, and for example one or more brake discs BS can be arranged on the rotor RT of the electric machine, or the rotor can form these brake discs BS itself. The brake pads PD can then be arranged in the stator ST and create frictional contact with the brake discs BS, for example when they are actuated in the direction of the brake discs BS. The protective gas can then be contained inside the stator housing. The rotor RT can be connected to the drive shaft.
Fig. 4 zeigt eine Darstellung der Rotorgeometrie eines Rotors aus der Fig. 3. FIG. 4 shows a representation of the rotor geometry of a rotor from FIG. 3.
Die Fig. 4 zeigt dabei eine axiale Sicht aus der Richtung der Längserstreckung der Antriebswelle. Dabei kann der Rotor, etwa eine Bremsscheibe (Rotorscheibe) bildend, ein zentrales Loch Z aufweisen, durch welche die Antriebswelle AW verlaufen kann, der Rotor dabei fest mit der Antriebswelle verbunden sein kann. Die Rotorscheibe kann dabei in radialer Richtung Erhöhungen und Vertiefungen umfassen, wobei an den Erhöhungen ein jeweiliger Bremsbelag auf die Rotorscheibe RT aufgebracht sein kann. 4 shows an axial view from the direction of the longitudinal extension of the drive shaft. The rotor can form a brake disk (rotor disk), for example, and have a central hole Z through which the drive shaft AW can run, and the rotor can be firmly connected to the drive shaft. The rotor disk can include elevations and depressions in the radial direction, it being possible for a respective brake lining to be applied to the rotor disk RT at the elevations.
Fig. 5 zeigt eine Blockdarstellung von Verfahrensschritten eines Verfahrens zum Betreiben einer elektrischen Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Verfahren zum Betreiben einer elektrische Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug erfolgt ein Bereitstellen S1 einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsvorrichtung; ein Ermitteln S2 einer Notwendigkeit zum Befüllen des Gehäuses mit dem Schutzgas und Befüllen S3 des Gehäuses mit dem Schutzgas über eine Ventileinrichtung bis ein vorbestimmter Druck desFIG. 5 shows a block diagram of method steps of a method for operating an electric drive device for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. In the method for operating an electric drive device for a vehicle, an electric drive device according to the invention is provided S1; a determination S2 of a need to fill the housing with the protective gas and filling S3 of the housing with the protective gas via a valve device until a predetermined pressure of the
Schutzgases erreicht wird. protective gas is achieved.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Although the present invention has been fully described above with reference to the preferred exemplary embodiment, it is not restricted thereto but can be modified in a variety of ways.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Elektrische Antriebsvorrichtung (10) für ein Fahrzeug (F), umfassend: An electric drive device (10) for a vehicle (F), comprising:
- ein Gehäuse (G); - a housing (G);
- eine elektrische Maschine (EM), welche in dem Gehäuse (G) angeordnet ist und mit einer Antriebswelle (AW) verbindbar ist; - An electric machine (EM), which is arranged in the housing (G) and can be connected to a drive shaft (AW);
- eine Bremseinrichtung (BE), welche in dem Gehäuse (G) angeordnet ist und mit der Antriebswelle (AW) verbindbar ist, wobei ein Schutzgas (SG) zumindest in einem Bereich des Gehäuses (G) enthalten oder einleitbar ist, so dass das Schutzgas (SG) die Bremseinrichtung (BE) zumindest teilweise umgibt. - A braking device (BE), which is arranged in the housing (G) and can be connected to the drive shaft (AW), wherein a protective gas (SG) is contained or can be introduced at least in one area of the housing (G), so that the protective gas (SG) surrounds the braking device (BE) at least partially.
2. Elektrische Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei welcher die Bremseinrichtung (BE) eine Reibbremse umfasst. 2. Electrical drive device (10) according to claim 1, in which the braking device (BE) comprises a friction brake.
3. Elektrische Antriebsvorrichtung (10) nach Anspruch 2, bei welcher die Bremseinrichtung (BE) eine Scheibenbremse umfasst. 3. Electrical drive device (10) according to claim 2, wherein the braking device (BE) comprises a disc brake.
4. Elektrische Antriebsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welche eine Ventileinrichtung (VE) umfasst, über welche das Schutzgas (SG) in das Gehäuse (G) einfüllbar ist. 4. Electrical drive device (10) according to one of claims 1 to 3, which comprises a valve device (VE) via which the protective gas (SG) can be filled into the housing (G).
5. Elektrische Antriebsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welche ein Auslassventil oder ein Überdruckventil umfasst, über welches das Schutzgas (SG) zumindest teilweise aus dem Gehäuse (G) ablaßbar ist. 5. Electrical drive device (10) according to any one of claims 1 to 4, which comprises an outlet valve or a pressure relief valve, via which the protective gas (SG) is at least partially drained from the housing (G).
6. Elektrische Antriebsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher die elektrische Maschine (EM) und die Bremseinrichtung (BE) mit dem Gehäuse (G) eine elektrische Achse (eA) bilden. 6. Electrical drive device (10) according to one of claims 1 to 5, in which the electrical machine (EM) and the braking device (BE) with the housing (G) form an electrical axis (eA).
7. Elektrische Antriebsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welche mit mehreren Antriebsrädern (R) verbindbar ist und die elektrische Antriebsvorrichtung (10) für jedes Antriebsrad (R) eine elektrische Maschine (EMI, EM2, EMn), eine Bremseinrichtung (BEI, BE2, ..., Bn) und eine Antriebswelle (AW1, AW2, ..., Awn) in jeweils einem Gehäuse umfasst. 7. Electric drive device (10) according to any one of claims 1 to 6, which with a plurality of drive wheels (R) is connectable and the electric drive device (10) for each driving wheel (R) an electric machine (EMI, EM2, EMn), a braking device (BEI, BE2, ..., Bn) and a drive shaft (AW1, AW2, ..., Awn) in one each housing includes.
8. Elektrische Antriebsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem das Schutzgas Kohlenstoffdioxid, Helium oder Stickstoff umfasst. 8. Electrical drive device (10) according to any one of claims 1 to 7, wherein the protective gas comprises carbon dioxide, helium or nitrogen.
9. Elektrische Antriebsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die Bremseinrichtung (BE) Graphit, Carbon oder Keramik umfasst. 9. Electrical drive device (10) according to any one of claims 1 to 8, wherein the braking device (BE) comprises graphite, carbon or ceramic.
10. Verfahren zum Betreiben einer elektrische Antriebsvorrichtung (10) für ein Fahrzeug (F), umfassend die Schritte: 10. A method for operating an electric drive device (10) for a vehicle (F), comprising the steps:
- Bereitstellen (Sl) einer elektrischen Antriebsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9; - Providing (Sl) an electric drive device (10) according to any one of claims 1 to 9;
- Ermitteln (S2) einer Notwendigkeit zum Befüllen des Gehäuses (G) mit dem Schutzgas (SG) und Befüllen (S3) des Gehäuses (G) mit dem Schutzgas (SG) über eine Ventileinrichtung bis ein vorbestimmter Druck des Schutzgases erreicht wird. - Determining (S2) a need to fill the housing (G) with the protective gas (SG) and filling (S3) the housing (G) with the protective gas (SG) via a valve device until a predetermined pressure of the protective gas is reached.
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