WO2024227464A1 - Elektrischer antriebsstrang eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Elektrischer antriebsstrang eines kraftfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
WO2024227464A1
WO2024227464A1 PCT/DE2024/100235 DE2024100235W WO2024227464A1 WO 2024227464 A1 WO2024227464 A1 WO 2024227464A1 DE 2024100235 W DE2024100235 W DE 2024100235W WO 2024227464 A1 WO2024227464 A1 WO 2024227464A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spring
elastic elements
housing
inverter
drive train
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2024/100235
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Radovan Knotek
Matthias Sperber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of WO2024227464A1 publication Critical patent/WO2024227464A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/24—Casings; Enclosures; Supports specially adapted for suppression or reduction of noise or vibrations

Definitions

  • the present invention relates to an electric drive train of a motor vehicle comprising an electric machine that can be powered by an inverter, wherein the inverter is accommodated in an inverter housing that can be closed with a housing cover.
  • Electric motors are increasingly being used to power motor vehicles in order to create alternatives to combustion engines that require fossil fuels.
  • Considerable efforts have already been made to improve the everyday suitability of electric drives and to offer users the driving comfort they are used to.
  • This article describes a drive unit for an axle of a vehicle, which includes an electric motor that is arranged concentrically and coaxially to a bevel gear differential, with a switchable 2-speed planetary gear set arranged in the power train between the electric motor and the bevel gear differential, which is also positioned coaxially to the electric motor or the bevel gear differential or spur gear differential.
  • the drive unit is very compact and, thanks to the switchable 2-speed planetary gear set, allows a good compromise between climbing ability, acceleration and energy consumption.
  • Such drive units are also referred to as e-axles.
  • such a drive device with at least one electric motor and at least one planetary differential that can be driven by a rotor of the electric motor wherein the planetary differential has at least one planet carrier that is operatively connected to a rotor of the electric motor, first planetary gears and second planetary gears that are rotatably mounted on the planet carrier, as well as a first sun gear and a second sun gear, each of which is connected to an output shaft of the planetary differential.
  • the first planetary gears mesh with the first sun gear and each of the second planetary gears mesh with the second sun gear and with one of the first planetary gears.
  • the output torque of a multiphase electric machine includes a uniform torque component and a varying torque component.
  • the varying torque component arises due to harmonic magnetic flux distributions in the stator and the rotor.
  • the total torque output of the electric machine is the combination of the uniform component and the varying component, resulting in a phenomenon called torque ripple.
  • This torque ripple causes driveline speed oscillations, which can result in vehicle vibration and noise as the vibrations of the electric machine resonate in the vehicle's body and chassis structure.
  • the torque ripple phenomenon is particularly significant at low vehicle speeds.
  • NSH noise-vibration-harshness
  • an electric drive train of a motor vehicle comprising an electric machine that can be powered by an inverter, wherein the inverter is accommodated in an inverter housing that can be closed with a housing cover, wherein a plurality of spring-elastic elements are supported in a prestressed manner on the side of the housing cover closing the inverter housing that faces the inverter, so that vibrations of the housing cover are dampened during operation of the electric drive train.
  • the spring-elastic elements make it possible to provide noise reduction during drive train operation in a way that is easy to install and cost-effective.
  • An electrically operable drive train comprises an electric machine and preferably a transmission arrangement coupled to the electric machine.
  • the transmission arrangement and the electric machine form a structural unit. This can be formed, for example, by means of a drive train housing in which the transmission arrangement and the electric machine are accommodated together.
  • the electric machine preferably has a motor housing and/or the gearbox a gearbox housing, the structural unit then being effected by fixing the gearbox relative to the electric machine.
  • the gearbox housing is a housing for accommodating a gearbox. Its job is to guide existing shafts via the bearings and to grant the wheels (possibly cam disks) the degrees of freedom they require under all loads without hindering their rotation and possible path movement, as well as to absorb bearing forces and support moments.
  • a gearbox housing can be single- or multi-shell, i.e. undivided or divided.
  • the gearbox housing should in particular also be able to dampen noise and vibrations and safely accommodate hydraulic fluid.
  • the gearbox housing is preferably made of a metallic material, particularly preferably aluminum, gray cast iron or cast steel, in particular by means of a primary molding process such as casting or die casting.
  • the motor housing encloses the electrical machine.
  • a motor housing can also accommodate the control and power electronics.
  • the motor housing can also be part of a cooling system for the electrical machine and can be designed in such a way that hydraulic fluid can be supplied to the electrical machine via the motor housing and/or the heat can be dissipated to the outside via the housing surfaces.
  • the motor housing also protects the electrical machine and any electronics from external influences.
  • a motor housing can in particular be formed from a metallic material.
  • the motor housing can advantageously be formed from a metallic cast material, such as die-cast aluminum, die-cast magnesium, gray cast iron or cast steel.
  • Electrical machines in the sense of this application serve to convert electrical energy into mechanical energy and/or vice versa, and generally comprise a stationary part referred to as a stator, stand or armature and a part referred to as a rotor or runner and arranged to be movable relative to the stationary part.
  • an electrical machine can be designed in particular as a rotary machine.
  • a distinction is made in particular between radial flux machines and axial flux machines.
  • a radial flux machine is characterized in that the magnetic field lines in the air gap formed between the rotor and stator extend in the radial direction, while in the case of an axial flux machine the magnetic field lines in the air gap formed between the rotor and stator extend in the axial direction.
  • the electrical machine of the axle drive train according to the invention can be designed as a radial flux machine or an axial flux machine.
  • the electric machine is dimensioned such that vehicle speeds greater than 0 km/h, preferably greater than 80 km/h and in particular greater than 100 km/h can be achieved.
  • the electric motor particularly preferably has an output greater than 30 kW, preferably greater than 0 kW and in particular greater than 70 kW. It is also preferred that the electric machine provides speeds greater than 5,000 ll/min, particularly preferably greater than 10,000 ll/min, most preferably greater than 12,500 ll/min.
  • motor vehicles are considered to be land vehicles that are moved by mechanical power without being tied to railway tracks.
  • a motor vehicle can, for example, be selected from the group of passenger cars (PCs), lorries (HGVs), mopeds, light motor vehicles, motorcycles, buses (KOM) or tractors.
  • the gear arrangement can be coupled in particular to the electric machine, which is designed to generate a drive torque for the motor vehicle.
  • the drive torque is particularly preferably a main drive torque, so that the motor vehicle is driven exclusively by the drive torque.
  • the gear arrangement is preferably designed as a planetary gear.
  • the planetary gear is most preferably wet-running.
  • the electric machine for driving the motor vehicle can be powered by means of an inverter.
  • the power electronics of the inverter are preferably accommodated in an inverter housing.
  • the inverter housing can preferably be formed from a metallic material, particularly preferably from aluminum, gray cast iron or cast steel, in particular by means of a primary forming process such as casting or die casting.
  • the inverter housing particularly preferably has a pot-like spatial shape. In this context, it is particularly preferable that the housing cover can be inserted into the pot-like inverter housing. Alternatively, it would also be conceivable for the housing cover to rest on the pot-like inverter housing and cover its opening.
  • the inverter housing can also be part of the motor housing of an electric machine or vice versa. This means that the inverter housing is completely or partially formed in one piece, in particular monolithically, with the motor housing.
  • the power electronics accommodated in the inverter housing can be intended in particular for an electric machine for driving a motor vehicle.
  • the power electronics is preferably a combination of different components which control or regulate a current to the electric machine of the axle drive train, preferably including the peripheral components required for this, such as cooling elements or power supplies.
  • the power electronics contain one or more power electronics components which are set up to control or regulate a current. These are particularly preferably one or more power switches, e.g. power transistors.
  • the power electronics particularly preferably have more than two, particularly preferably three separate phases or current paths, each with at least one separate power electronics component.
  • the power electronics are preferably designed to control or regulate a power with a peak power, preferably continuous power, of at least 100 W, preferably at least 1000 W, particularly preferably at least 10,000 W per phase.
  • the power electronics preferably also have a control unit, for example in the form of control electronics and/or sensor electronics, for the electric machine.
  • At least one of the spring-elastic elements preferably a majority of the spring-elastic elements, most preferably all of the spring-elastic elements is/are made of a rubber-elastic material, which has proven to be particularly favorable with regard to the desired damping properties.
  • At least one of the spring-elastic elements preferably a plurality of the spring-elastic elements, most preferably all spring-elastic elements are positively and/or non-positively and/or is/are arranged in a material-locking manner on the housing cover.
  • the damping element(s) can be connected to the housing cover before it is mounted, which can simplify assembly.
  • At least one of the spring-elastic elements preferably a plurality of the spring-elastic elements, most preferably all of the spring-elastic elements is/are supported with an end pointing away from the housing cover on a screw connection in the interior of the inverter housing.
  • the advantageous effect of this embodiment is based on the fact that the support via a screw connection, and here in particular a screw head, enables a direct force dissipation to the inverter housing without a corresponding force being introduced into a circuit board, for example.
  • At least one of the spring-elastic elements preferably a plurality of the spring-elastic elements, most preferably all of the spring-elastic elements, at the end pointing away from the housing cover, each engages/engages a screw connection in the interior of the inverter housing in a form-fitting manner.
  • the invention can also be further developed in such a way that at least one of the spring-elastic elements, preferably a plurality of the spring-elastic elements, most preferably all of the spring-elastic elements is/are arranged in a form-fitting and/or force-fitting and/or material-fitting manner on a screw connection inside the inverter housing.
  • the advantage of this design is that the spring-elastic elements can be positioned on the screw connection in a captive manner, which can also help to further improve the ease of assembly.
  • At least one of the spring-elastic elements forms/form a releasable form-fit connection with a form-fit means arranged on the housing cover at the end pointing towards the housing cover.
  • the housing cover is formed from a metallic material, in particular by means of a die-casting process, whereby the housing cover can be produced particularly cost-effectively.
  • At least one of the spring-elastic elements preferably a majority of the spring-elastic elements, most preferably all of the spring-elastic elements has/have a substantially cylindrical basic shape.
  • the invention can also be advantageously designed such that the electric machine has a motor housing that forms a structural unit with the inverter housing.
  • Figure 1 shows a motor vehicle with an electric drive train in a schematic block diagram
  • Figure 2 shows an electrical machine with an inverter in a schematic axial sectional view
  • Figure 3 shows a first embodiment of the spring-elastic elements in the inverter in a detailed sectional view
  • Figure 4 shows a second embodiment of the spring-elastic elements in the inverter in a detailed sectional view.
  • Figure 1 shows an electric drive train 1 of a motor vehicle 2 comprising an electric machine 4 that can be powered by an inverter 3, as well as a transmission arrangement 17 that transmits torque with the electric machine 4.
  • the inverter 3, the electric machine 4 and the transmission arrangement 17 form a structural unit.
  • the inverter 3 is accommodated in an inverter housing 6 that can be closed with a housing cover 5.
  • the housing cover 5 is formed from a metallic material, in particular by means of a die-casting process.
  • the electric machine 4 has a motor housing 13 that forms a structural unit with the inverter housing 6.
  • a plurality of spring-elastic elements 8 are supported in a pre-stressed manner on the side 7 of the housing cover 5 that closes the inverter housing 6 and faces the inverter 3, so that vibrations of the housing cover 5 are dampened during operation of the electric drive train 1.
  • the spring-elastic elements 8 are made of a rubber-elastic material.
  • Figure 3 shows a variant in which the spring-elastic
  • Inverter housing 6 are fixed and at points pointing to the housing cover 5 End 11 each form a releasable positive connection with a positive locking means 12 arranged on the housing cover 5.
  • the screw connections 10 are made with the inverter housing 6, and the spring-elastic elements 8 are supported on the respective screw heads 14 of the screw connections 10.
  • a circuit board not designated in more detail, is fixed to the inverter housing 6 via the screw connections 10.
  • Figure 4 shows an embodiment in which the spring-elastic elements 8 are arranged in a form-fitting manner on the housing cover 5.
  • the spring-elastic elements 8 are supported with an end 9 pointing away from the housing cover 5 on a screw connection 10 inside the inverter housing 6 and engage around this at their end 9 pointing away from the housing cover 5 in a form-fitting manner.
  • a cylindrical pin 15 extends out of each of the spring-elastic elements 8, which is fixed in a corresponding pin receptacle 16 and thus fixes the spring-elastic element in the housing cover 5.
  • the spring-elastic elements 8 shown in Figures 3-4 have a substantially cylindrical basic shape.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeugs (2) umfassend eine von einem Inverter (3) bestrombare elektrische Maschine (4), wobei der Inverter (3) in einem mit einem Gehäusedeckel (5) verschließbaren Invertergehäuse (6) aufgenommen ist, wobei sich an der dem Inverter (3) zugewandten Seite (7) des das Invertergehäuse (6) verschließenden Gehäusedeckels (5) eine Mehrzahl von federelastischen Elementen (8) vorgespannt abstützt, so dass Schwingungen des Gehäusedeckels (5) im Betrieb des elektrischen Antriebsstrangs (1) gedämpft werden.

Description

Elektrischer Antriebsstranq eines Kraftfahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend eine von einem Inverter bestrombare elektrische Maschine, wobei der Inverter in einem mit einem Gehäusedeckel verschließbaren Invertergehäuse aufgenommen ist.
Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.
Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011 , Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist, wobei in dem Leistungsstrang zwischen Elektromotor und Kegelraddifferenzial ein schaltbarer 2-Gang-Planetenradsatz angeordnet ist, der ebenfalls koaxial zu dem E-Motor bzw. dem Kegel-raddifferenzial oder Stirnraddifferential positioniert ist. Die Antriebseinheit ist sehr kompakt aufgebaut und erlaubt aufgrund des schaltbaren 2- Gang-Planetenradsatzes einen guten Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Beschleunigung und Energieverbrauch. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen bezeichnet.
Aus der DE 10 2010 048 837 A1 ist eine derartige Antriebsvorrichtung mit wenigstens einem Elektromotor und mindestens einem mit einem Rotor des Elektromotors antreibbaren Planetendifferenzial bekannt, wobei das Planetendifferenzial wenigstens einen Planententräger, der mit einem Rotor des Elektromotors wirkverbunden ist, erste Planetenräder und zweite Planetenräder, die drehbar an dem Planetenträger gelagert sind, sowie ein erstes Sonnenrad und ein zweites Sonnenrad, von denen jedes jeweils mit einer Abtriebswelle des Planetendifferenzials wirkverbunden ist, aufweist. Dabei stehen die ersten Planetenräder mit dem ersten Sonnenrad im Zahneingriff und steht jedes der zweiten Planetenräder mit dem zweiten Sonnenrad sowie mit einem der ersten Planetenräder im Zahneingriff.
Das Ausgabedrehmoment einer mehrphasigen elektrischen Maschine, wie sie regelmäßig in den beschriebenen E-Achsen zum Einsatz kommt, umfasst eine gleichförmige Drehmomentkomponente und eine variierende Drehmomentkomponente. Die variierende Drehmomentkomponente entsteht wegen harmonischer Magnetflussverteilungen in dem Stator und in dem Rotor. Die gesamte Drehmomentausgabe der elektrischen Maschine ist die Kombination aus der gleichförmigen Komponente und der variierenden Komponente, was zu einem als Drehmomentwelligkeit bezeichneten Phänomen führt.
Diese Drehmomentwelligkeit bewirkt Antriebsstrangdrehzahlschwingungen, was zu Vibrieren und Geräusch des Fahrzeugs führen kann, da die Vibrationen der elektrischen Maschine in der Karosserie- und Chassisstruktur des Fahrzeugs resonieren. Das Phänomen der Drehmomentwelligkeit ist bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten besonders signifikant.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung einen elektrischen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, der ein verbessertes Noise-Vibration-Harshness (NVH)-Verhalten aufweist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen elektrischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend eine von einem Inverter bestrombare elektrische Maschine, wobei der Inverter in einem mit einem Gehäusedeckel verschließbaren Invertergehäuse aufgenommen ist, wobei sich an der dem Inverter zugewandten Seite des das Invertergehäuse verschließenden Gehäusedeckels eine Mehrzahl von federelastischen Elementen vorgespannt abstützt, so dass Schwingungen des Gehäusedeckels im Betrieb des elektrischen Antriebsstrangs gedämpft werden. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass der sonst sehr schwingungsanfällige und resonierende Gehäusedeckel gedämpft wird und somit eine deutliche Verbesserung des NVH-Verhaltens des elektrischen Antriebsstrangs beobachtet werden kann. Durch die federelastischen Elemente ist eine einfach zu montierende und kostengünstige Bereitstellung einer Geräuschreduzierung beim Betrieb des Antriebsstrangs realisierbar.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Ein elektrisch betreibbarer Antriebsstrang umfasst eine elektrische Maschine und bevorzugt eine mit der elektrischen Maschine gekoppelte Getriebeanordnung. Die Getriebeanordnung und die elektrische Maschine bilden eine bauliche Einheit. Diese kann beispielsweise mittels eines Antriebsstranggehäuses gebildet sein, in welchem die Getriebeanordnung und die elektrische Maschine gemeinsam aufgenommen sind.
Die elektrische Maschine besitzt bevorzugt ein Motorgehäuse und/oder das Getriebe ein Getriebegehäuse, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung des Getriebes gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Das Getriebegehäuse ist ein Gehäuse zur Aufnahme eines Getriebes. Es hat die Aufgabe, vorhandene Wellen jeweils über die Lager zu führen und den Rädern (eventuell Kurvenscheiben) bei allen Belastungen diejenigen Freiheitsgrade zu gewähren, derer sie bedürfen, ohne sie in der Dreh- und eventuell Bahnbewegung zu behindern, sowie Lagerkräfte und Abstützmomente aufzunehmen. Ein Getriebegehäuse kann ein- oder mehrschalig, das heißt, ungeteilt oder geteilt ausgebildet sein. Das Getriebegehäuse sollte insbesondere auch sowohl Geräusche und Vibrationen dämpfen als auch Hydraulikfluid sicher aufnehmen können. Das Getriebegehäuse ist bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urform verfahren wie Gießen oder Druckguss geformt. Das Motorgehäuse umhaust die elektrische Maschine. Ein Motorgehäuse kann darüber hinaus auch die Steuer- und Leistungselektronik aufnehmen. Das Motorgehäuse kann darüber hinaus auch Bestandteil eines Kühlsystems für die elektrische Maschine und derart ausgebildet sein, dass Hydraulikfluid über das Motorgehäuse der elektrischen Maschine zugeführt werden und/oder die Wärme über die Gehäuseflächen nach außen abgeführt werden kann. Darüber hinaus schützt das Motorgehäuse die elektrische Maschine sowie die ggf. vorhandene Elektronik vor äußeren Einflüssen.
Ein Motorgehäuse kann insbesondere aus einem metallischen Material gebildet sein. Vorteilhafterweise kann das Motorgehäuse aus einem metallischen Gussmaterial, wie zum Beispiel Aluminiumdruckguss, Magnesiumdruckguss, Grauguss oder Stahlguss geformt sein.
Elektrische Maschinen im Sinne dieser Anmeldung dienen zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und umfassen in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich angeordneten Teil. Im Zusammenhang mit dieser Erfindung kann eine elektrische Maschine insbesondere als Rotationsmaschine ausgebildet sein. Bei derartigen elektrischen Rotationsmaschinen wird insbesondere zwischen Radialflussmaschinen und Axialflussmaschinen unterschieden. Dabei zeichnet sich eine Radialflussmaschine dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Luftspalt, sich in radialer Richtung erstrecken, während im Falle einer Axialflussmaschine sich die Magnetfeldlinien in dem zwischen Rotor und Stator gebildeten Luftspalt in axialer Richtung erstrecken. Die elektrische Maschine des erfindungsgemäßen Achsantriebsstrangs kann als Radialflussmaschine oder Axialflussmaschine ausgeführt sein.
Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 0 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 0 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 ll/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 ll/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 ll/min bereitstellt.
Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.
Die Getriebeanordnung ist insbesondere mit der elektrischen Maschine koppelbar, welche zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich besonders bevorzugt um ein Hauptantriebsdrehmoment, sodass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment angetrieben wird. Bevorzugt ist die Getriebeanordnung als ein Planetengetriebe ausgebildet. Höchst bevorzugt ist das Planetengetriebe nasslaufend.
Die elektrische Maschine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs ist mittels eines Inverters bestrombar. Dabei ist die Leistungselektronik des Inverters bevorzugt in einem Invertergehäuse aufgenommen. Das Invertergehäuse kann bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt sein. Besonders bevorzugt besitzt das Invertergehäuse eine topfartige Raumform. In diesem Zusammenhang ist es besonders zu bevorzugen, dass der Gehäusedeckel in das topfartige Invertergehäuse einsetzbar ist. Alternativ wäre es auch denkbar, dass der Gehäusedeckel auf dem topfartigen Invertergehäuse aufliegt und dessen Öffnung überdeckt. Das Invertergehäuse kann auch Bestandteil des Motorgehäuses einer elektrischen Maschine sein oder umgekehrt. Dies bedeutet, dass das Invertergehäuse ganz oder teilweise einstückig, insbesondere monolithisch, mit dem Motorgehäuse ausgebildet ist.
Die in dem Invertergehäuse aufgenommene Leistungselektronik kann insbesondere für eine elektrische Maschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein. Die Leistungselektronik ist bevorzugt ein Verbund verschiedener Komponenten, welche einen Strom an die elektrische Maschine des Achsantriebsstrang steuern oder regeln, bevorzugt inklusive hierzu benötigter peripherer Bauteile wie Kühlelemente oder Netzteile. Insbesondere enthält die Leistungselektronik ein oder mehrere Leistungselektronikbauteile, welche zur Steuerung oder Regelung eines Stroms eingerichtet sind. Dabei handelt es sich besonders bevorzugt um einen oder mehrere Leistungsschalter, z.B. Leistungstransistoren. Besonders bevorzugt weist die Leistungselektronik mehr als zwei, besonders bevorzugt drei voneinander getrennte Phasen bzw. Strompfade mit mindestens je einem eigenen Leistungselektronikbauteil auf. Die Leistungselektronik ist bevorzugt ausgelegt, pro Phase eine Leistung mit einer Spitzenleistung, bevorzugt Dauerleistung, von mindestens 100 W, bevorzugt mindestens 1000 W besonders bevorzugt mindestens 10000 W zu steuern oder regeln. Bevorzugt weist die Leistungselektronik zusätzlich eine Steuereinheit, beispielsweise in Form einer Steuerelektronik und/oder einer Sensorelektronik, für die elektrische Maschine auf.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines der federelastischen Elemente, bevorzugt eine Mehrzahl der federelastischen Elemente, höchst bevorzugt alle federelastischen Elemente aus einem gummielastischen Material gefertigt ist/sind, was sich hinsichtlich der gewünschten Dämpfungseigenschaften als besonders günstig erwiesen hat.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass wenigstens eines der federelastischen Elemente, bevorzugt eine Mehrzahl der federelastischen Elemente, höchst bevorzugt alle federelastischen Elemente formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an dem Gehäusedeckel angeordnet ist/sind. Es kann hierdurch erreicht werden, dass das oder die Dämpfungselemente bereits vor der Montage des Gehäusedeckels mit diesem verbunden sein können, was die Montage vereinfachen kann.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass wenigstens eines der federelastischen Elemente, bevorzugt eine Mehrzahl der federelastischen Elemente, höchst bevorzugt alle federelastischen Elemente sich mit einem von dem Gehäusedeckel wegweisenden Ende an jeweils einer Verschraubung im Inneren des Invertergehäuses abstützt/abstützen. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass die Abstützung über eine Verschraubung, und hier insbesondere eines Schraubenkopfes, eine direkte Kraftableitung zum Invertergehäuse ermöglicht, ohne dass ein entsprechender Krafteintrag beispielsweise in eine Leiterplatine erfolgt.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass wenigstens eines der federelastischen Elemente, bevorzugt eine Mehrzahl der federelastischen Elemente, höchst bevorzugt alle federelastischen Elemente an dem von dem Gehäusedeckel wegweisenden Ende jeweils eine Verschraubung im Inneren des Invertergehäuses formschlüssig umgreift/umgreifen. Hierdurch lässt sich insbesondere der Wirkung erzielen, dass die federelastischen Elemente in einer vordefinierten Lage zu einer Verschraubung gebracht werden können und so stets sicher im Betrieb des Antriebsstrangs an dieser anliegen.
Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass wenigstens eines der federelastischen Elemente, bevorzugt eine Mehrzahl der federelastischen Elemente, höchst bevorzugt alle federelastischen Elemente formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an einer Verschraubung im Inneren des Invertergehäuses angeordnet ist/sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die federelastischen Elemente so verliersicher an der Verschraubung positioniert werden können, was ebenfalls dazu beitragen kann die Montagefreundlichkeit weiter zu verbessern. In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens eines der federelastischen Elemente, bevorzugt eine Mehrzahl der federelastischen Elemente, höchst bevorzugt alle federelastischen Elemente an zu dem Gehäusedeckel hinweisenden Ende jeweils einen lösbaren Formschluss mit einem an dem Gehäusedeckel angeordneten Formschlussmittel ausbildet/ausbilden. Hierdurch kann eine definierte Positionierung bzw. Zentrierung eines federelastischen Elements an dem entsprechenden Formschlussmittel erreicht werden, so dass eine definierte Anlage zum Gehäusedeckel definiert ist, was ebenfalls dazu beitragen kann, die Schwingungsdämpfung weiter zu optimieren.
Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Gehäusedeckel aus einem metallischen Material geformt ist, insbesondere mittels eines Druckgussverfahrens, wodurch der Gehäusedeckel besonders kostengünstig herstellbar ist.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass wenigstens eines der federelastischen Elemente, bevorzugt eine Mehrzahl der federelastischen Elemente, höchst bevorzugt alle federelastischen Elemente eine im Wesentlichen zylindrische Grundform aufweist/ aufweisen.
Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse aufweist, dass mit dem Invertergehäuse eine bauliche Einheit bildet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigt:
Figur 1 ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Antriebsstrang in einer schematischen Blockschaltdarstellung, Figur 2 eine elektrische Maschine mit einem Inverter in einer schematischen Axialschnittansicht,
Figur 3 eine erste Ausführungsform der federelastischen Elemente in dem Inverter in einer Detailschnittansicht,
Figur 4 eine zweite Ausführungsform der federelastischen Elemente in dem Inverter in einer Detailschnittansicht.
Die Figur 1 zeigt einen elektrischen Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs 2 umfassend eine von einem Inverter 3 bestrombare elektrische Maschine 4, sowie einer mit der elektrischen Maschine 4 drehmomentübertragende Getriebeanordnung 17. Der Inverter 3, die elektrische Maschine 4 sowie die Getriebeanordnung 17 bilden eine bauliche Einheit.
Wie aus der Figur 2 zu erkennen ist, ist der Inverter 3 in einem mit einem Gehäusedeckel 5 verschließbaren Invertergehäuse 6 aufgenommen. Der Gehäusedeckel 5 ist aus einem metallischen Material geformt, insbesondere mittels eines Druckgussverfahrens. In dem hier gezeigten Beispiel der Figur 2 weist die elektrische Maschine 4 ein Motorgehäuse 13 auf, dass mit dem Invertergehäuse 6 eine bauliche Einheit bildet.
Aus den Figuren 3-4 wird ersichtlich, dass sich an der dem Inverter 3 zugewandten Seite 7 des das Invertergehäuse 6 verschließenden Gehäusedeckels 5 eine Mehrzahl von federelastischen Elementen 8 vorgespannt abstützt, so dass Schwingungen des Gehäusedeckels 5 im Betrieb des elektrischen Antriebsstrangs 1 gedämpft werden. Die federelastischen Elemente 8 sind hierbei aus einem gummielastischen Material gefertigt.
In der Figur 3 ist eine Ausführungsvariante gezeigt, bei der die federelastischen
Elemente 8 formschlüssig an einer Verschraubung 10 im Inneren des
Invertergehäuses 6 fixiert sind und an zu dem Gehäusedeckel 5 hinweisenden Ende 11 jeweils einen lösbaren Formschluss mit einem an dem Gehäusedeckel 5 angeordneten Formschlussmittel 12 ausbilden.
In den Figuren 3-4 sind die Verschraubungen 10 mit dem Invertergehäuse 6 vorgenommen, und die federelastischen Elemente 8 stützen sich an den jeweiligen Schraubenköpfe 14 der Verschraubungen 10 ab. In den Figuren 3-4 ist eine nicht näher bezeichnete Leiterplatte über die Verschraubungen 10 an dem Invertergehäuse 6 fixiert.
In der Figur 4 ist eine Ausführungsform zu sehen, bei der die federelastischen Elemente 8 formschlüssig an dem Gehäusedeckel 5 angeordnet sind. Dabei stützen sich die federelastischen Elemente 8 mit einem von dem Gehäusedeckel 5 wegweisenden Ende 9 an jeweils einer Verschraubung 10 im Inneren des Invertergehäuses 6 ab und umgreifen diese an ihrem von dem Gehäusedeckel 5 wegweisenden Ende 9 jeweils formschlüssig. Aus den federelastischen Elementen 8 erstreckt sich jeweils ein zylinderförmige Zapfen 15 heraus, der in einer korrespondierenden Zapfenaufnahme 16 fixiert ist und das federelastische Element so in dem Gehäusedeckel 5 fixiert.
Die in den Figuren 3-4 gezeigten federelastischen Elemente 8 weisen eine im Wesentlichen zylindrische Grundform auf.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen. Bezuqszeichenliste
1 Antriebsstrang
2 Kraftfahrzeug
3 Inverter
4 elektrische Maschine
5 Gehäusedeckel
6 Invertergehäuse
7 Seite
8 federelastische Elemente
9 Ende
10 Verschraubung
11 Ende
12 Formschlussmittel
13 Motorgehäuse
14 Schraubenkopf
15 Zapfen
16 Zapfenaufnahme
17 Getriebeanordnung

Claims

Ansprüche
1 . Elektrischer Antriebsstrang (1 ) eines Kraftfahrzeugs (2) umfassend eine von einem Inverter (3) bestrombare elektrische Maschine (4), wobei der Inverter (3) in einem mit einem Gehäusedeckel (5) verschließbaren Invertergehäuse (6) aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich an der dem Inverter (3) zugewandten Seite (7) des das Invertergehäuse (6) verschließenden Gehäusedeckels (5) eine Mehrzahl von federelastischen Elementen (8) vorgespannt abstützt, so dass Schwingungen des Gehäusedeckels (5) im Betrieb des elektrischen Antriebsstrangs (1 ) gedämpft werden.
2. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der federelastischen Elemente (8), bevorzugt eine Mehrzahl der federelastischen Elemente (8), höchst bevorzugt alle federelastischen Elemente (8) aus einem gummielastischen Material gefertigt ist/sind.
3. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der federelastischen Elemente (8), bevorzugt eine Mehrzahl der federelastischen Elemente (8), höchst bevorzugt alle federelastischen Elemente (8) formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an dem Gehäusedeckel (5) angeordnet ist/sind.
4. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der federelastischen Elemente (8), bevorzugt eine Mehrzahl der federelastischen Elemente (8), höchst bevorzugt alle federelastischen Elemente (8) sich mit einem von dem Gehäusedeckel (5) wegweisenden Ende (9) an jeweils einer Verschraubung (10) im Inneren des Invertergehäuses (6) abstützt/abstützen.
5. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der federelastischen Elemente (8), bevorzugt eine Mehrzahl der federelastischen Elemente (8), höchst bevorzugt alle federelastischen Elemente (8) an dem von dem Gehäusedeckel (5) wegweisenden Ende (9) jeweils eine Verschraubung (10) im Inneren des Invertergehäuses (6) formschlüssig umgreift/umgreifen.
6. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der federelastischen Elemente (8), bevorzugt eine Mehrzahl der federelastischen Elemente (8), höchst bevorzugt alle federelastischen Elemente (8) formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an einer Verschraubung (10) im Inneren des Invertergehäuses (6) angeordnet ist/sind.
7. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der federelastischen Elemente (8), bevorzugt eine Mehrzahl der federelastischen Elemente (8), höchst bevorzugt alle federelastischen Elemente (8) an zu dem Gehäusedeckel (5) hinweisenden Ende (11 ) jeweils einen lösbaren Formschluss mit einem an dem Gehäusedeckel (5) angeordneten Formschlussmittel (12) ausbildet/ausbilden.
8. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (5) aus einem metallischen Material geformt ist, insbesondere mittels eines Druckgussverfahrens.
9. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der federelastischen Elemente (8), bevorzugt eine Mehrzahl der federelastischen Elemente (8), höchst bevorzugt alle federelastischen Elemente (8) eine im Wesentlichen zylindrische Grundform aufweist/ aufweisen.
10. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (4) ein Motorgehäuse (13) aufweist, dass mit dem Invertergehäuse (6) eine bauliche Einheit bildet.
PCT/DE2024/100235 2023-05-02 2024-03-20 Elektrischer antriebsstrang eines kraftfahrzeugs Ceased WO2024227464A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023111314.3 2023-05-02
DE102023111314.3A DE102023111314A1 (de) 2023-05-02 2023-05-02 Elektrischer Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024227464A1 true WO2024227464A1 (de) 2024-11-07

Family

ID=91302067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2024/100235 Ceased WO2024227464A1 (de) 2023-05-02 2024-03-20 Elektrischer antriebsstrang eines kraftfahrzeugs

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102023111314A1 (de)
WO (1) WO2024227464A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08285084A (ja) * 1995-04-10 1996-11-01 Toyota Motor Corp パッキン
DE102010048837A1 (de) 2010-10-18 2012-04-19 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Antriebsvorrichtung
CN103683685A (zh) * 2013-10-22 2014-03-26 宁波腾隆户外用品有限公司 集成伺服马达
WO2022196283A1 (ja) * 2021-03-18 2022-09-22 株式会社豊田自動織機 流体機械
US20220337134A1 (en) * 2021-04-15 2022-10-20 Nidec Corporation Drive motor module

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105490453B (zh) * 2014-09-19 2019-12-03 德昌电机(深圳)有限公司 驱动装置
JP2021093815A (ja) * 2019-12-09 2021-06-17 トヨタ自動車株式会社 ステータの制振構造
JP2022073309A (ja) * 2020-10-30 2022-05-17 株式会社豊田自動織機 電動圧縮機

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08285084A (ja) * 1995-04-10 1996-11-01 Toyota Motor Corp パッキン
DE102010048837A1 (de) 2010-10-18 2012-04-19 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Antriebsvorrichtung
CN103683685A (zh) * 2013-10-22 2014-03-26 宁波腾隆户外用品有限公司 集成伺服马达
WO2022196283A1 (ja) * 2021-03-18 2022-09-22 株式会社豊田自動織機 流体機械
US20220337134A1 (en) * 2021-04-15 2022-10-20 Nidec Corporation Drive motor module

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ERIK SCHNEIDER, DER ZEITSCHRIFT ATZ, vol. 113, May 2011 (2011-05-01), pages 360 - 365

Also Published As

Publication number Publication date
DE102023111314A1 (de) 2024-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102020128710B3 (de) Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang
WO2016087101A1 (de) Elektrische antriebseinheit, hybridantriebseinrichtung und fahrzeug
DE102022105371B3 (de) Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang
DE102021103667A1 (de) Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang
DE102021113786A1 (de) Montagesystem, elektrische Maschine und Verfahren zur Fixierung wenigstens einer Stromschiene an einem elektrischen Kontaktierungselement einer elektrischen Maschine eines hybrid- oder vollelektrisch betreibbaren Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs
WO2024227464A1 (de) Elektrischer antriebsstrang eines kraftfahrzeugs
WO2023151752A1 (de) Antriebssystem für ein kraftfahrzeug
DE19919455A1 (de) Hybridantrieb für Kraftfahrzeuge
DE102021109314A1 (de) Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang, Verfahren zur Steuerung eines elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrangs, Computerprogrammprodukt und Steuereinrichtung
DE102022133887A1 (de) Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang
DE102022113018B3 (de) Getriebeanordnung mit Stufenplanetenuntersetzung, Differential und elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang
DE102023115197A1 (de) Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang
WO2024245499A1 (de) Hybridmodul
WO2024245497A1 (de) Hybridmodul
DE102021111746B3 (de) Welle in einem hybriden- oder vollelektrischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs
DE102023100709A1 (de) Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang und Verfahren zur Herstellung eines elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrangs
DE102023111274A1 (de) Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang
DE102022101878A1 (de) Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang
EP4480072A1 (de) Axialflussmaschine, elektrischer achsantriebsstrang und kraftfahrzeug
DE102022102844A1 (de) Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang, elektrische Schnittstelle und Verfahren zur Herstellung eines Achsantriebsstrangs
DE102022104512A1 (de) Elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang
DE102023131084B4 (de) Elektrische Maschine und elektrischer Achsantriebsstrang
DE102023100768B4 (de) Elektrischer Achsantriebsstrang
DE102022114475A1 (de) Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug
DE102022123279A1 (de) Elektrische Maschine und Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24729177

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1