DE102019207787A1 - Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug in einem Gehäuse - Google Patents

Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug in einem Gehäuse Download PDF

Info

Publication number
DE102019207787A1
DE102019207787A1 DE102019207787.0A DE102019207787A DE102019207787A1 DE 102019207787 A1 DE102019207787 A1 DE 102019207787A1 DE 102019207787 A DE102019207787 A DE 102019207787A DE 102019207787 A1 DE102019207787 A1 DE 102019207787A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oil
housing
electric drive
oil supply
differential
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.)
Pending
Application number
DE102019207787.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Andreas Jung
Matthias WESA
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.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102019207787.0A priority Critical patent/DE102019207787A1/de
Priority to PCT/EP2020/063985 priority patent/WO2020239548A1/de
Publication of DE102019207787A1 publication Critical patent/DE102019207787A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0482Gearings with gears having orbital motion
    • F16H57/0483Axle or inter-axle differentials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0412Cooling or heating; Control of temperature
    • F16H57/0415Air cooling or ventilation; Heat exchangers; Thermal insulations
    • F16H57/0417Heat exchangers adapted or integrated in the gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/042Guidance of lubricant
    • F16H57/043Guidance of lubricant within rotary parts, e.g. axial channels or radial openings in shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0434Features relating to lubrication or cooling or heating relating to lubrication supply, e.g. pumps ; Pressure control
    • F16H57/0441Arrangements of pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0457Splash lubrication
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0467Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0476Electric machines and gearing, i.e. joint lubrication or cooling or heating thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0467Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0479Gears or bearings on planet carriers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/001Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/006Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00Special features of vehicle units
    • B60Y2400/70Gearings
    • B60Y2400/73Planetary gearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/46Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)

Abstract

Es wird ein elektrischer Antrieb in einem Gehäuse (1) und mit zumindest einer elektrischen Maschine mit einem Stator (2) und einem Rotor (3) vorgeschlagen, wobei der Rotor (3) über zumindest ein Übersetzungsgetriebe und ein Differentialgetriebe (4) mit Abtriebswellen (5, 6) zum Antrieb des Fahrzeuges in Wirkverbindung steht, wobei der Rotor (3) koaxial zu den Abtriebswellen (5, 6) angeordnet ist und wobei für die elektrische Maschine und für das Übersetzungsgetriebe sowie für das Differentialgetriebe (4) ein gemeinsamer Ölversorgungskreislauf zum Schmieren und zum Kühlen in dem Gehäuse (1) vorgesehen ist. Ferner wird ein Fahrzeug mit dem elektrischen Antrieb vorgeschlagen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb für ein Fahrzeug in einem Gehäuse gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
  • Aus der Fahrzeugtechnik ist es bekannt, dass elektrische Maschinen als Fahrzeugantrieb verwendet werden und über einen an dem Gehäuse vorgesehenen Kühlwasseranschluß mit Wasser als Kühlmedium gekühlt werden. Hierzu ist zum Beispiel eine Mantelkühlung vorgesehen, die um den Mantelbereich am Stator verlaufende Kühlkanäle umfasst, die mit Kühlwasser beaufschlagt sind. Ferner ist es bekannt, dass in dem Getriebe eine sogenannte Sumpfschmierung vorgesehen ist, wobei die sich drehenden Getriebebauteile des Fahrzeugantriebes in den Sumpf eintauchen und dadurch eine Ölschmierung ermöglichen.
  • Aus der Druckschrift DE 198 41 159 A1 ist eine Antriebsanordnung in einem Gehäuse für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Antriebsanordnung umfasst einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, der über zumindest ein nachgeschaltetes, Antriebswellen umfassendes Ausgleichsgetriebe mit Antriebsrädern eines Kraftfahrzeuges in Wirkverbindung steht. Um den Elektromotor entsprechend zu kühlen, sind um den Stator herum an der Mantelfläche des Gehäuses Kühlkanäle vorgesehen, die mit Kühlflüssigkeit beaufschlagt werden.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine erhöht werden kann, wenn die thermische Belastung der elektrischen Maschine verringert wird und demzufolge eine ausreichende Kühlung vorgesehen ist. Ferner sollen bei der Schmierung Verluste durch in das Öl eintauchende drehende Bauteile vermieden werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Antrieb und ein Fahrzeug mit dem Antrieb der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, bei dem eine möglichst kostengünstige und besonders effektive Kühlung und Schmierung realisiert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 bzw. 12 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausführungen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung sowie den Zeichnungen ergeben.
  • Somit wird ein elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug in einem Gehäuse mit zumindest einer elektrischen Maschine mit einem Stator und einem Rotor vorgeschlagen, welcher über zumindest ein Übersetzungsgetriebe und ein Ausgleichsgetriebe beziehungsweise Differentialgetriebe mit Abtriebswellen zum Antrieb des Fahrzeuges in Wirkverbindung steht. Dadurch, dass der Rotor koaxial zu den Abtriebswellen angeordnet ist, ergibt sich ein koaxialer elektrischer Antrieb. Um bei einem derartigen koaxialen Antrieb eine kostengünstige und besonders effektive Kühlung und Schmierung zu realisieren, ist vorgesehen, dass für die elektrische Maschine und das Übersetzungsgetriebe sowie das Differentialgetriebe ein gemeinsamer Ölversorgungskreislauf zum Schmieren und Kühlen in dem Gehäuse vorgesehen ist.
  • Durch die vorgesehene Schmierung und Kühlung durch den gemeinsamen Ölversorgungskreislauf können in vorteilhafter Weise auf separate Kanäle verzichtet werden, da nur noch ein geneinsamer Kühl- und Schmierölversorgungskreislauf vorgesehen wird. Somit werden Herstellungskosten eingespart und ein besonders bauraumgünstiger Aufbau realisiert. Zudem kann eine besonders effektive Kühlung realisiert werden, da durch den gemeinsamen Ölversorgungskreislauf sämtliche im Inneren des Gehäuses vorgesehenen Bauteile, insbesondere auch der elektrischen Maschine, ausreichend gekühlt werden und damit die Leistungsfähigkeit des Antriebes erhöht wird.
  • Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zur Schmierung vorgesehene Ölpumpe verwendet wird, um den gemeinsamen zum Schmieren und Kühlen vorgesehenen Ölversorgungskreislauf mit ausreichendem Öldruck zu versorgen. Hierzu kann die Ölpumpe Öl aus einem Ölsumpf des Gehäuses in einen zentralen Druckölkanal des Ölkreislaufes fördern, der dann die jeweiligen Kühl- und Schmierbereiche mit Öl versorgt.
  • Um eine Verteilung des Öls möglichst konstruktiv einfach zu realisieren und sämtliche Bauteile zumindest im Inneren des Gehäuses mit Öl zu versorgen, ist vorgesehen, dass der Druckölkanal mit in den zentral im Gehäuse angeordneten Abtriebswellen axial verlaufenden Ölversorgungskanälen gekoppelt ist beziehungsweise mit diesen strömungsmäßig direkt oder über weitere Kanäle indirekt verbunden ist. Strömungsmäßig verbunden bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Ölversorgung zwischen den Bauteilen auch bei Differenzdrehzahlen ermöglicht wird. Dies bedeutet, dass die Kopplung zum Beispiel auch zwischen gehäusefesten und sich drehenden Bauteilen ermöglicht wird. Dadurch, dass der Druckölkanal direkt oder indirekt strömungsmäßig mit den Ölversorgungskanälen der Abtriebswellen verbunden ist, können die koaxial zu den Abtriebswellen angeordneten Bauteile des Übersetzungsgetriebes, des Differentialgetriebes und der elektrischen Maschine mit Öl auf einfachste Weise beaufschlagt werden.
  • Um eine kostengünstige und konstruktiv einfache axiale Verteilung des Öls in den Ölversorgungskanälen zwischen den beiden Abtriebswellen durch das Differentialgetriebe zu ermöglichen, kann vorgesehen sein, dass eine erste Abtriebswelle und eine zweite Abtriebswelle einander gegenüberliegend einem Differentialbolzen eines Differentialkorbes des Differentialgetriebes zugewandt sind, wobei die Ölversorgungskanäle der ersten und der zweiten Abtriebswelle durch eine durch den Differentialbolzen quer verlaufende Ölführungshülse oder dergleichen strömungsmäßig miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ist eine Ölverteilung oder -führung über die Ölführungshülse zwischen den beiden Ölversorgungs- beziehungsweise Ölführungskanälen der Abtriebswellen auf einfachste Weise ermöglicht. Als Ölführungshülse können bevorzugt aus Kunststoff gefertigte Hülsen oder dergleichen Bauteile verwendet werden. Es sind jedoch auch andere Materialien denkbar, um eine Ölführung zwischen den Ölversorgungskanälen zu gewährleisten.
  • Um auch die Ölversorgung des Differentialgetriebes über den gemeinsamen Ölversorgungskreislauf möglichst kostengünstig zu realisieren, kann beispielsweise die Ölführungshülse an ihrem Umfangsbereich mehrere Ölaustrittsöffnungen aufweisen, sodass das Öl aus der Ölführungshülse in den Differentialkorb des Differentialgetriebes strömen kann, um die Bauteile des Differentialgetriebes zu schmieren und zu kühlen.
  • Eine besonders bauraumsparende Anordnung wird bei dem vorgeschlagenen elektrischen Antrieb gewährleistet, indem das Differentialgetriebe radial innerhalb des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet wird. Um auch den Rotor und weitere Bauteile der elektrischen Maschine im Inneren des Gehäuses zu schmieren und zu kühlen, ist vorgesehen, dass der Differentialkorb des Differentialgetriebes Ölführungsöffnungen zur Ölversorgung des Rotors, der Wicklungen, der Wickelköpfe und anderer Bauteile aufweist. Dadurch kann das Öl aus dem Differentialgetriebe auch in den radial äußeren Bereich im Gehäuse zum Rotor beziehungsweise Rotorträger und zu weiteren Bauteilen gelangen.
  • Wenn beispielsweise das Übersetzungsgetriebe axial zu dem radial innerhalb der elektrischen Maschine angeordneten Differentialgetriebe versetzt angeordnet ist und zudem koaxial zur zweiten Abtriebswelle angeordnet ist, kann eine Ölversorgung des Übersetzungsgetriebes konstruktiv einfach und kostengünstig dadurch realisiert werden, dass hierzu der Ölversorgungskanal der zweiten Abtriebswelle verwendet wird. Das sich in dem Ölversorgungskanal der zweiten Abtriebswelle befindliche Öl kann zum Beispiel durch entsprechende Radialbohrungen in der zweiten Abtriebswelle nach radial außen zu dem Übersetzungsgetriebe und auch zu weiteren Lagerstellen oder dergleichen geführt werden. Auf diese Weise wird durch die vorgesehenen Ölversorgungskanäle in den Abtriebswellen eine umfassende Ölversorgung sämtlicher im Innenraum des Gehäuses des Antriebes liegende Bauteile realisiert.
  • Die Anordnung der Ölpumpe oder auch weiterer Ölpumpen kann an beliebigen Orten im Gehäuse vorgesehen sein. Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Ölpumpe im Bereich des Ölsumpfes, also am Bodenbereich des Gehäuses angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Ölpumpe Öl aus dem Ölsumpf in den Druckölkanal fördern.
  • Um eine ausreichende Kühlung des Öls im gemeinsamen Ölversorgungskreislauf sicherzustellen, kann beispielsweise ein außerhalb des Gehäuses angeordneter Ölkühler mit dem Druckölkanal verbunden sein. Durch die Anordnung des Ölkühlers beziehungsweise des Wärmetauschers außerhalb des Gehäuses wird weiterer Bauraum eingespart.
  • Eine nächste Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass neben den im Inneren des Gehäuses angeordneten Bauteilen der elektrischen Maschine auch die im Bereich der Gehäusewand angeordneten Bauteile, wie zum Beispiel der Stator oder dergleichen über den gemeinsamen Ölversorgungskreislauf gekühlt werden. Hierzu kann der von der Ölpumpe versorgte Druckkanal zum Beispiel mit einer vorgesehenen Mantelkühlung des Stators verbunden werden. Die Mantelkühlung umfasst üblicherweise mehrere am äußeren Mantel des Gehäuses im Bereich des Stators umlaufende Kühlkanäle, die über den Druckölkanal mit Öl zum Kühlen des Stators versorgt werden.
  • Um eine Rückführung des Öls in das Innere des Gehäuses zu gewährleisten, können die Kühlkanäle beispielsweise mit einem Ölversorgungskanal eines stirnseitigen Gehäusedeckels des Gehäuses verbunden sein, der wiederum mit dem axial verlaufenden Ölversorgungskanal einer der Abtriebswellen strömungsmäßig verbunden ist. Auf diese Weise wird eine vorteilhafte Erweiterung der Kühlung bei dem elektrischen Antrieb realisiert.
  • Es wäre in diesem Zusammenhang auch denkbar, dass eine umgekehrte Ölführung vorgesehen ist, bei der das Öl zunächst aus dem Druckölkanal in die Ölversorgungskanäle der Abtriebswellen und anschließend in die Kühlkanäle der Mantelkühlung geführt wird.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit dem vorbeschriebenen elektrischen Antrieb, wobei sich die vorbeschriebenen und weitere Vorteile ergeben. Vorzugsweise kann der Antrieb als Achsantrieb bei dem Fahrzeug genutzt werden.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematisch geschnittene Ansicht einer möglichen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen elektrischen Antriebes für ein Fahrzeug mit einem gemeinsamen Ölversorgungskreislauf zum Schmieren und zum Kühlen im Inneren des Gehäuses; und
    • 2 eine schematische Ansicht des plakativ hervorgehobenen Verlaufes des gemeinsamen Ölversorgungskreislaufes im Gehäuse des Antriebes.
  • Die 1 und 2 zeigen beispielhaft einen koaxialen elektrischen Fahrzeugantrieb in einem Gehäuse 1 mit einer elektrischen Maschine mit einem Stator 2 und einem Rotor 3. Der Rotor 3 steht über ein Übersetzungsgetriebe und ein Differentialgetriebe 4 mit einer ersten Abtriebswelle 5 und einer zweiten Abtriebswelle 6 zum Antrieb von nicht weiter dargestellten Fahrzeugrädern eines Fahrzeuges in Wirkverbindung.
  • Als Übersetzungsgetriebe sind in den Figuren beispielhaft ein erster Planetengetrieberadsatz PS1 und ein zweiter Planetengetrieberadsatz PS2 vorgesehen. Die beiden Planetengetrieberadsätze PS1, PS2 sind miteinander gekoppelt und zum Antrieb des Fahrzeuges mit dem Differentialgetriebe 4 wirkverbunden. Der Rotor 3 der elektrischen Maschine ist koaxial zu den Abtriebswellen 5, 6 angeordnet, sodass ein koaxialer Fahrzeugantrieb gebildet wird. Aus Bauraumvorteilen kann vorzugsweise eine radial geschachtelte Bauweise von elektrischer Maschine und Differentialgetriebe 4 vorgesehen werden, bei der das Differentialgetriebe 4 radial innerhalb des Rotors 3 der elektrischen Maschine angeordnet ist. Es ist auch möglich, dass das Differentialgetriebe 4 axial zu der elektrischen Maschine versetzt angeordnet wird.
  • Um eine besonders effektive und kostengünstige Kühlung und Schmierung bei dem vorgeschlagenen Fahrzeugantrieb zu realisieren, ist vorgesehen, dass für die elektrische Maschine und das Übersetzungsgetriebe beziehungsweise für die beiden Planetengetrieberadsätze PS1, PS2 sowie für das Differentialgetriebe 4 ein gemeinsamer Ölversorgungskreislauf in dem Gehäuse 1 vorgesehen ist. Der gemeinsame Ölversorgungskreislauf ist in den 1 und 2 durch entsprechende Pfeildarstellungen angedeutet, wobei 2 den Ölversorgungskreislauf plakativ zeigt.
  • Der gemeinsame Ölversorgungskreislauf umfasst zumindest eine Öl aus einem Ölsumpf 7 des Gehäuses 1 ansaugende Ölpumpe 8, die einen im Gehäuse 1 vorgesehenen Druckölkanal 9 mit Öl beaufschlagt. Bei der gezeigten Ausführungsvariante ist die Ölpumpe 8 im Bereich des Ölsumpfes 7 am Boden des Gehäuses 1 angeordnet. Bei dieser Anordnung ist es vorteilhaft, den Druckölkanal 9 in einer Zwischenwand 10 des Gehäuses 1 bauraumsparend unterzubringen. Der Druckölkanal 9 versorgt den gemeinsamen Ölversorgungkreislauf mit Drucköl zum Schmieren und Kühlen.
  • Ebenfalls beispielhaft ist ein Ölkühler 11 vorzugsweise aus Bauraumgründen mit besonderem Vorteil außerhalb des Gehäuses 1 angeordnet. Der Ölkühler 11 wird über den Druckölkanal 9 mit Öl versorgt und ist somit in den Ölversorgungskreislauf integriert.
  • Wenn beispielsweise eine Mantelkühlung zum Kühlen des Stators 2 der elektrischen Maschine ebenfalls mit dem Druckölkanal 9 des gemeinsamen Ölversorgungskreislaufes strömungsmäßig verbunden werden soll, kann beispielsweise, wie in den 1 und 2 dargestellt, das aus dem Ölkühler 11 kommende Öl in die Kühlkanäle 12 der Mantelkühlung strömen. Die Kühlkanäle 12 der Mantelkühlung verlaufen am äußeren Mantel des Gehäuses 1 im Bereich des Stators 2.
  • Um eine Rückführung des Öls in den Innenraum des Gehäuses 1 zu realisieren, werden die Kühlkanäle 12 über einen weiteren Ölversorgungskanal 13 eines stirnseitigen Gehäusedeckels 14 mit einem axial verlaufenden Ölversorgungskanal 15 der ersten Abtriebswelle 5 strömungsmäßig verbunden. Damit ist der Druckölkanal 9 des gemeinsamen Ölversorgungskreislaufes indirekt mit dem Ölversorgungskanal 15 der ersten Abtriebswelle 5 gekoppelt bzw. strömungsmäßig verbunden. Auch die zweite Abtriebswelle 6 weist einen solchen Ölversorgungskanal 16 auf, der axial durch die zweite Abtriebswelle 6 verläuft. Wenn keine Mantelkühlung der elektrischen Maschine vorgesehen ist, kann der zentrale Druckölkanal 9 auch direkt mit den Ölversorgungskanälen 15, 16 der beiden Abtriebswellen 5, 6 strömungsmäßig verbunden werden.
  • Um die Ölführung durch das Differentialgetriebe 4 zu ermöglichen und die beiden Ölversorgungskanäle 15, 16 der ersten und zweiten Abtriebswelle 5, 6 miteinander strömungsmäßig zu verbinden und somit auch das Übersetzungsgetriebe beziehungsweise die beiden Planetengetrieberadsätze PS1, PS2 mit Öl zu versorgen, ist vorgesehen, dass die Ölversorgungskanäle 15, 16 der ersten und zweiten Abtriebswelle 5, 6 einander gegenüberliegend einem Differentialbolzen 18 eines Differentialkorbes 17 des Differentialgetriebes 4 zugewandt sind. Die Ölversorgungskanäle 15, 16 der ersten und der zweiten Abtriebswelle 5, 6 sind durch eine durch den Differentialbolzen 18 des Differentialkorbes 17 quer verlaufende Ölführungshülse 19 strömungsmäßig miteinander verbunden. Um auch eine Ölversorgung des Differentialgetriebes 4 hierbei zu gewährleisten, sind an dem Umfangsbereich der Ölführungshülse 19 mehrere Austrittsöffnungen 20 zur Ölversorgung des Differentialgetriebes 4 vorgesehen.
  • Zudem kann das in dem Differentialgetriebe 4 beziehungsweise in dem Differentialkorb 17 vorgesehene Öl durch entsprechende Ölführungsöffnungen 21 aus dem Differentialkorb 17 zur Ölversorgung des Rotors 3 und weiterer Bauteile strömen.
  • Das in dem axial verlaufenden Ölversorgungskanal 16 der zweiten Abtriebswelle 6 enthaltene Öl wird zur Kühlung und Schmierung der beiden Planetengetrieberadsätze PS1, PS2 verwendet. Hierzu ist vorgesehen, dass die zweite Abtriebswelle 6 mehrere mit dem radial verlaufenden Ölversorgungskanal 16 verbundene Radialbohrungen 22 zur Ölversorgung der radial außen angeordneten Planetengetrieberadsätze PS1, PS2 und der Lagerstellen aufweist.
  • Insgesamt ergibt sich bei dem vorgeschlagenen elektrischen koaxialen Fahrzeugantrieb eine besonders optimierte und bauraumgünstige Ölversorgung zum Schmieren und Kühlen der im Inneren des Gehäuses 1 angeordneten Bauteile. Durch die koaxiale Anordnung und durch die radiale Verschachtelung von elektrischer Maschine und Differentialgetriebe 4 sowie durch den kompakten Aufbau des Ölversorgungskreislaufes, wie sich insbesondere aus 2 ergibt, wird ein insbesondere in axialer Richtung besonders schmal bauender Fahrzeugantrieb realisiert, der zudem effektiv gekühlt und geschmiert wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Gehäuse
    2
    Stator
    3
    Rotor
    4
    Differentialgetriebe
    5
    erste Abtriebswelle
    6
    zweite Abtriebswelle
    7
    Ölsumpf
    8
    Ölpumpe
    9
    Druckölkanal
    10
    Zwischenwand des Gehäuses
    11
    Ölkühler
    12
    Kühlkanäle
    13
    Ölversorgungskanal in dem stirnseitigen Gehäusedeckel
    14
    stirnseitige Gehäusedeckel
    15
    Ölversorgungskanal in der ersten Abtriebswelle
    16
    Ölversorgungskanal in der zweiten Abtriebswelle
    17
    Differentialkorb
    18
    Differentialbolzen
    19
    Ölführungshülse
    20
    Austrittsöffnungen beziehungsweise Ölaustrittsöffnungen der Ölführungshülse
    21
    Ölführungsöffnungen des Differentialkorbes
    22
    Radialbohrungen
    PS1
    erster Planetengetrieberadsatz
    PS2
    zweiter Planetengetrieberadsatz
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19841159 A1 [0003]

Claims (12)

  1. Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug in einem Gehäuse (1), mit zumindest einer elektrischen Maschine mit einem Stator (2) und einem Rotor (3), welcher über zumindest ein Übersetzungsgetriebe und ein Differentialgetriebe (4) mit Abtriebswellen (5, 6) zum Antrieb des Fahrzeuges in Wirkverbindung steht, wobei der Rotor (3) koaxial zu den Abtriebswellen (5, 6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass für die elektrische Maschine, für das Übersetzungsgetriebe und für das Differentialgetriebe (4) ein gemeinsamer Ölversorgungskreislauf zum Schmieren und Kühlen in dem Gehäuse (1) vorgesehen ist.
  2. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölversorgungskreislauf eine Öl aus einem Ölsumpf (7) des Gehäuses (1) ansaugende Ölpumpe (8) umfasst, die einen im Gehäuse (1) vorgesehenen Druckölkanal (9) des Ölversorgungskreislaufes mit Öl beaufschlagt.
  3. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckölkanal (9) mit axial in den Abtriebswellen (5, 6) verlaufenden Ölversorgungskanälen (13, 15, 16) strömungsmäßig direkt oder indirekt verbunden ist, sodass die im Inneren des Gehäuses (1) koaxial zu den Abtriebswellen (5, 6) angeordneten Bauteile des Übersetzungsgetriebes, des Differentialgetriebes (4) und der elektrischen Maschine mit Öl beaufschlagbar sind.
  4. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Abtriebswelle (5) und eine zweite Abtriebswelle (6) einander gegenüberliegend einem Differentialbolzen (18) eines Differentialkorbes (17) des Differentialgetriebes (4) zugewandt sind, wobei die Ölversorgungskanäle (15, 16) der ersten (5) und zweiten (6) Abtriebswelle über eine durch den Differentialbolzen (18) quer verlaufende Ölführungshülse (19) strömungsmäßig miteinander verbunden sind.
  5. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölführungshülse (19) an ihrem Umfangsbereich mehrere Ölaustrittsöffnungen (20) zur Ölversorgung des Differentialgetriebes (4) aufweist.
  6. Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialgetriebe (4) radial innerhalb des Rotors (3) der elektrischen Maschine angeordnet ist, wobei der Differentialkorb (17) des Differentialgetriebes (4) Ölführungsöffnungen (21) zur Ölversorgung zumindest des Rotors (3) aufweist.
  7. Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein axial verlaufender Ölversorgungskanal (16) einer zweiten Abtriebswelle (6) mehrere Radialbohrungen (22) zur Ölversorgung zumindest des radial außen angeordneten Übersetzungsgetriebes aufweist.
  8. Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (8) im Bereich des Ölsumpfes (7) in dem Gehäuse (1) angeordnet ist und mit dem in einer Zwischenwand (10) des Gehäuses (1) verlaufenden Druckölkanal (9) strömungsmäßig verbunden ist.
  9. Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckölkanal (9) mit einem außerhalb des Gehäuses (1) angeordneten Ölkühler (11) strömungsmäßig verbunden ist.
  10. Elektrischer Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckölkanal (9) mit einer Mantelkühlung des Stators (2) strömungsmäßig verbunden ist, wobei die Mantelkühlung mehrere am äußeren Mantel des Gehäuses (1) im Bereich des Stators (2) umlaufende Kühlkanäle (12) umfasst.
  11. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle (12) der Mantelkühlung über einen Ölversorgungskanal (13) eines stirnseitigen Gehäusedeckels (14) mit dem axial verlaufenden Ölversorgungskanal (15) der ersten Abtriebswelle (5) strömungsmäßig verbunden ist.
  12. Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb in einem Gehäuse nach einem der vorangehenden Ansprüche.
DE102019207787.0A 2019-05-28 2019-05-28 Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug in einem Gehäuse Pending DE102019207787A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019207787.0A DE102019207787A1 (de) 2019-05-28 2019-05-28 Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug in einem Gehäuse
PCT/EP2020/063985 WO2020239548A1 (de) 2019-05-28 2020-05-19 Elektrischer antrieb für ein fahrzeug in einem gehäuse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019207787.0A DE102019207787A1 (de) 2019-05-28 2019-05-28 Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug in einem Gehäuse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019207787A1 true DE102019207787A1 (de) 2020-12-03

Family

ID=70802851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019207787.0A Pending DE102019207787A1 (de) 2019-05-28 2019-05-28 Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug in einem Gehäuse

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102019207787A1 (de)
WO (1) WO2020239548A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021101049A1 (de) 2021-01-19 2022-07-21 Audi Aktiengesellschaft Elektrische Maschine umfassend ein Kühl- und/oder Schmiersystem mit einem Nassraum, Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine
US20230003289A1 (en) * 2021-07-05 2023-01-05 Dana Belgium N.V. Electric drive axle

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022252113A1 (zh) * 2021-06-01 2022-12-08 舍弗勒技术股份两合公司 电桥驱动***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4479404A (en) * 1981-09-08 1984-10-30 Stockton Thomas R Concentric powertrain for electric vehicle
DE19841159A1 (de) * 1998-06-18 2000-01-05 Mannesmann Sachs Ag Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE102012206139A1 (de) * 2012-04-16 2013-10-17 Siemens Aktiengesellschaft Antriebsvorrichtung für einen Kraftwagen
DE102017120985A1 (de) * 2016-09-14 2018-03-15 Borgwarner Inc. Elektrisches fahrzeugantriebssystem

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07269684A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Suzuki Motor Corp トランスアクスルの潤滑装置
US5637048A (en) * 1994-04-27 1997-06-10 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Power train device
JP4485566B2 (ja) * 2007-11-13 2010-06-23 本田技研工業株式会社 モータ式動力装置
US8049384B2 (en) * 2009-06-19 2011-11-01 GM Global Technology Operations LLC Electronic drive unit
DE202010001318U1 (de) * 2010-01-19 2011-05-26 GETRAG Getriebe- und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH & Cie KG, 74199 Elektrische Achsantriebsbaugruppe
CN103633775B (zh) * 2013-11-29 2015-11-11 华南理工大学 一种内置差减总成的电动汽车驱动电机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4479404A (en) * 1981-09-08 1984-10-30 Stockton Thomas R Concentric powertrain for electric vehicle
DE19841159A1 (de) * 1998-06-18 2000-01-05 Mannesmann Sachs Ag Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE102012206139A1 (de) * 2012-04-16 2013-10-17 Siemens Aktiengesellschaft Antriebsvorrichtung für einen Kraftwagen
DE102017120985A1 (de) * 2016-09-14 2018-03-15 Borgwarner Inc. Elektrisches fahrzeugantriebssystem

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021101049A1 (de) 2021-01-19 2022-07-21 Audi Aktiengesellschaft Elektrische Maschine umfassend ein Kühl- und/oder Schmiersystem mit einem Nassraum, Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine
US20230003289A1 (en) * 2021-07-05 2023-01-05 Dana Belgium N.V. Electric drive axle
US11719316B2 (en) * 2021-07-05 2023-08-08 Dana Belgium N.V. Electric drive axle

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020239548A1 (de) 2020-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012022452B4 (de) Elektrische Maschine und Kraftfahrzeug-Antriebsstrang
DE102012202460A1 (de) Elektromotorische Getriebevorrichtung mit einstückigem Gehäuse
EP2412083B1 (de) Antriebseinrichtung
DE102016200423A1 (de) Elektrische Maschine
DE112017001268T5 (de) Kupplung und Elektromotor
DE102019207787A1 (de) Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug in einem Gehäuse
DE102019128957A1 (de) Schmiermittelversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Verfahren zum Betreiben einer solchen Schmiermittelversorgungseinrichtung sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen Schmiermittelversorgungseinrichtung
DE102011076525A1 (de) Elektrischer Fahrantrieb für ein Fahrzeug
DE102011007255A1 (de) Antriebsvorrichtung mit einer kühlbaren Rotoranordnung
DE102015014535A1 (de) Elektrische Maschine, insbesondere für einen Kraftwagen
EP4042545B1 (de) Elektrische maschine mit integriertem kühlsystem
DE112017002373T5 (de) Hybridrotormodulkühlung
DE102015218280A1 (de) Lagerschmierung für elektrische Maschine
EP3989400A1 (de) Elektrische maschine, getriebemotor mit einer elektrischen maschine und fahrzeug mit einer elektrischen maschine
DE102008061450A1 (de) Elektrische Maschine
DE102018111419A1 (de) Antriebsmodul für ein Fahrzeug
DE102021200276A1 (de) Vorrichtung zum Kühlen und Schmieren von Komponenten eines Fahrzeugs sowie Antriebsvorrichtung mit einer solchen Vorrichtung
DE102005037727A1 (de) Fahrantrieb mit einem Elektro-Wandler
DE102018117703A1 (de) Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug mit mehrfach verzweigtem Getriebeölkühlkreis
DE102018119009A1 (de) Getriebeanordnung für ein Fahrzeug mit Kühlkörper sowie elektrischer Antrieb mit der Getriebeanordnung
DE102018219653A1 (de) Getriebeanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE102011084033A1 (de) Elektromotorische Getriebevorrichtung mit Getriebekühlbereich
DE102021205678A1 (de) Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug
DE102021200278A1 (de) Vorrichtung zum Kühlen und Schmieren von Komponenten eines Fahrzeugs sowie Antriebsvorrichtung mit einer solchen Vorrichtung
DE102020200476A1 (de) Elektrischer Antrieb für ein Fahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified