DE102019210778A1 - Electric drive unit for an at least partially electrified motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Elektrische Antriebseinheit (1) für ein zumindest teilweise elektrifiziertes Kraftfahrzeug umfassend eine elektrische Maschine (2), ein Differentialgetriebe (11), wobei das Differentialgetriebe (11) in Bezug auf eine Drehachse (3) der elektrischen Maschine (2) im Wesentlichen koaxial zu dieser angeordnet ist und einen Differentialkorb (12) aufweist, ein Untersetzungsgetriebe (9), wobei das Untersetzungsgetriebe (9) als Planetenradgetriebe mit einem Planetenradträger (10) ausgeführt ist, sowie eine Lageranordnung mit zumindest einem ersten Lager (13) und einem zweiten Lager (22), wobei die elektrische Maschine (2) über das Untersetzungsgetriebe (9) antriebswirksam mit dem Differentialgetriebe (11) verbunden oder verbindbar ist, wobei der Differentialkorb (12) des Differentialgetriebes (11) fest mit dem Planetenradträger (10) des Untersetzungsgetriebes (9) verbunden ist, wobei das erste Lager (13) und das zweite Lager (22) auf der Rotorwelle (4) angeordnet sind und über das erste Lager (13) und das zweite Lager (22) die Rotorwelle (4), der Planetenradträger (10) und somit auch der Differentialkorb (12) gelagert sind. Electric drive unit (1) for an at least partially electrified motor vehicle comprising an electric machine (2), a differential gear (11), the differential gear (11) being essentially coaxial with respect to an axis of rotation (3) of the electric machine (2) is arranged and has a differential cage (12), a reduction gear (9), wherein the reduction gear (9) is designed as a planetary gear with a planetary gear carrier (10), and a bearing arrangement with at least a first bearing (13) and a second bearing (22 ), the electric machine (2) being connected or connectable to the differential gear (11) via the reduction gear (9), the differential cage (12) of the differential gear (11) being fixed to the planetary gear carrier (10) of the reduction gear (9) is connected, the first bearing (13) and the second bearing (22) being arranged on the rotor shaft (4) and via the first bearing ( 13) and the second bearing (22), the rotor shaft (4), the planet carrier (10) and thus also the differential cage (12) are mounted.
Description
Gebiet der ErfindungField of invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit für ein zumindest teilweise elektrifiziertes Kraftfahrzeug umfassend eine elektrische Maschine, ein Differentialgetriebe, ein Untersetzungsgetriebe, wobei die elektrische Maschine über das Untersetzungsgetriebe antriebswirksam mit dem Differentialgetriebe verbunden oder verbindbar ist und eine Lageranordnung mit zumindest zwei LagernThe present invention relates to an electric drive unit for an at least partially electrified motor vehicle comprising an electric machine, a differential gear, a reduction gear, the electrical machine being connected or connectable to the differential gear via the reduction gear and a bearing arrangement with at least two bearings
Stand der TechnikState of the art
Bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen mit zumindest teilweise elektrifizierten Antriebssträngen steht man aufgrund des begrenzt zur Verfügung stehenden Bauraums immer öfter vor dem Problem möglichst viel Leistung aus möglichst klein bauenden Antriebsanordnungen zu generieren. Daher ist man gezwungen die „Packungsdichte“ zu erhöhen und die einzelnen Teilsysteme eines Antriebstrangs in sich oder auch untereinander zu verschachteln.In the development of motor vehicles with at least partially electrified drive trains, the problem of generating as much power as possible from drive arrangements that are as small as possible is more and more often due to the limited installation space available. It is therefore necessary to increase the “packing density” and to interleave the individual subsystems of a drive train within themselves or with one another.
Elektrische Antriebsanordnungen für ein zumindest teilweise elektrifiziertes Kraftfahrzeug weisen oftmals eine elektrische Maschine, ein ein- oder zweistufiges Untersetzungsgetriebe sowie ein Differentialgetriebe auf. Weiterhin kann eine Entkoppeleinrichtung zur wahlweisen antriebswirksamen Verbindung von elektrischer Maschine und Differentialgetriebe vorgesehen sein. Die elektrische Maschine ist dabei über das Untersetzungsgetriebe antriebswirksam mit dem Differentialgetriebe verbunden oder verbindbar. Das maximal mögliche Drehmoment der elektrischen Antriebseinheit ist bei gegebenem Bauraum und einem fixen Durchmesser der elektrischen Maschine, durch die Aktivlänge der elektrischen Maschine und die Übersetzung des Untersetzungsgetriebes vorgegeben.Electric drive arrangements for an at least partially electrified motor vehicle often have an electrical machine, a one- or two-stage reduction gear, and a differential gear. Furthermore, a decoupling device can be provided for the optional drive-effective connection of the electrical machine and differential gear. The electric machine is connected or can be connected to the differential gear in a driving manner via the reduction gear. With a given installation space and a fixed diameter of the electric machine, the maximum possible torque of the electric drive unit is specified by the active length of the electric machine and the translation of the reduction gear.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte elektrische Antriebseinheit für ein zumindest teilweise elektrifiziertes Kraftfahrzeug anzugeben, dass sich insbesondere durch einen möglichst großen axialen Bauraum für eine elektrische Maschine auszeichnet.It is an object of the invention to provide an improved electric drive unit for an at least partially electrified motor vehicle that is characterized in particular by the largest possible axial installation space for an electric machine.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine elektrische Antriebseinheit für ein zumindest teilweise elektrifiziertes Kraftfahrzeug umfassend eine elektrische Maschine, ein Differentialgetriebe, wobei das Differentialgetriebe in Bezug auf eine Drehachse der elektrischen Maschine im Wesentlichen koaxial zu dieser angeordnet ist und einen Differentialkorb aufweist, ein Untersetzungsgetriebe, wobei das Untersetzungsgetriebe als Planetenradgetriebe mit einem Planetenradträger ausgeführt ist, sowie eine Lageranordnung mit zumindest einem ersten Lager und einem zweiten Lager, wobei die elektrische Maschine über das Untersetzungsgetriebe antriebswirksam mit dem Differentialgetriebe verbunden oder verbindbar ist, wobei der Differentialkorb des Differentialgetriebes fest mit dem Planetenradträger des Untersetzungsgetriebes verbunden ist, wobei das erste Lager und das zweite Lager auf der Rotorwelle angeordnet sind und über das erste Lager und das zweite Lager die Rotorwelle, der Planetenradträger des Untersetzungsgetriebes und somit auch der Differentialkorb gelagert sind.The object is achieved by an electric drive unit for an at least partially electrified motor vehicle comprising an electric machine, a differential gear, the differential gear being arranged essentially coaxially with respect to an axis of rotation of the electric machine and having a differential cage, a reduction gear the reduction gear is designed as a planetary gear with a planetary gear carrier, as well as a bearing arrangement with at least one first bearing and a second bearing, the electric machine being effectively connected or connectable to the differential gear via the reduction gear, the differential carrier of the differential gear being fixed to the planetary gear carrier of the reduction gear is connected, wherein the first bearing and the second bearing are arranged on the rotor shaft and via the first bearing and the second bearing the rotor shaft, the planetary gear carrier of the reduction gear and thus also the differential cage are supported.
Erfindungsgemäß weist die elektrische Antriebseinheit eine elektrische Maschine, ein Untersetzungsgetriebe, ein Differentialgetriebe sowie eine Lageranordnung auf.According to the invention, the electric drive unit has an electric machine, a reduction gear, a differential gear and a bearing arrangement.
Die elektrische Maschine kann sowohl generatorisch wie auch motorisch betrieben werden.The electric machine can be operated as a generator or as a motor.
Das Untersetzungsgetriebe ist entsprechend der vorliegenden Erfindung als Planetenradgetriebe ausgebildet und weist einen Planetenradträger auf.According to the present invention, the reduction gear is designed as a planetary gear and has a planetary gear carrier.
Das Differentialgetriebe weist erfindungsgemäß einen Differentialkorb auf. Das Differentialgetriebe ist weiterhin erfindungsgemäß in Bezug auf eine Drehachse der elektrischen Maschine im Wesentlichen koaxial zu dieser angeordnet.According to the invention, the differential gear has a differential carrier. According to the invention, the differential gear is also arranged essentially coaxially with respect to an axis of rotation of the electrical machine.
Die Lageranordnung weist erfindungsgemäß zumindest zwei Lager, nämlich ein erstes Lager und ein zweites Lager auf.According to the invention, the bearing arrangement has at least two bearings, namely a first bearing and a second bearing.
Die elektrische Maschine ist erfindungsgemäß über das Untersetzungsgetriebe antriebswirksam mit dem Differentialgetriebe verbunden oder verbindbar.According to the invention, the electric machine is connected or can be connected to the differential gear so as to drive it via the reduction gear.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist der Differentialkorb des Differentialgetriebes fest mit dem Planetenradträger des Untersetzungsgetriebes verbunden. Unter einer „festen Verbindung“ kann in diesem Zusammenhang neben gängigen Verbindungsmethoden von Bauteilen, wie beispielsweise Schrauben, Kleben, Schweißen, Verklippen, etc., auch eine einteilige Ausführung der beiden Komponenten Differentialkorb und Planetenradträger verstanden werden.According to the present invention, the differential carrier of the differential gear is firmly connected to the planetary gear carrier of the reduction gear. In this context, a “fixed connection” can be understood to mean, in addition to common methods of connecting components such as screws, gluing, welding, clipping, etc., as well as a one-piece design of the two components differential cage and planetary gear carrier.
Erfindungsgemäß sind das erste Lager und das zweite Lager auf der Rotorwelle angeordnet. Über das erste Lager und das zweite Lager sind entsprechend der vorliegenden Erfindung die Rotorwelle, der Planetenradträger und somit auch der Differentialkorb gelagert.According to the invention, the first bearing and the second bearing are arranged on the rotor shaft. According to the present invention, the rotor shaft, the planetary gear carrier and thus also the differential carrier are mounted via the first bearing and the second bearing.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.Further developments of the invention are given in the dependent claims, the description and the accompanying drawings.
Die elektrische Maschine weist bevorzugt einen Rotor und einen Stator auf, wobei der Rotor fest, d.h. axial fest und drehfest, auf einer Rotorwelle angeordnet ist und um die zentrale Drehachse drehbar ist. Der Stator weist an seinen Stirnseiten jeweils einen Wicklungskopf auf. In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist das erste Lager der Lageranordnung in einer axialen Richtung auf Höhe des dem Differentialgetriebe zugewandten stirnseitigen Wickelkopfs der elektrischen Maschine angeordnet.The electrical machine preferably has a rotor and a stator, the rotor being fixed, i.e. axially fixed and non-rotatable, arranged on a rotor shaft and being rotatable about the central axis of rotation. The stator has an end winding on each of its end faces. In a particularly preferred embodiment variant of the present invention, the first bearing of the bearing arrangement is arranged in an axial direction at the level of the end winding of the electrical machine facing the differential gear.
Die Richtungsangabe „axial“ beschreibt eine Richtung im Wesentlichen entlang oder parallel zu der Drehachse der elektrischen Maschine.The direction indication “axial” describes a direction essentially along or parallel to the axis of rotation of the electrical machine.
Die Richtungsangabe „radial“ beschreibt eine Richtung im Wesentlichen normal zu der Drehachse der elektrischen Maschine.The direction indication “radial” describes a direction essentially normal to the axis of rotation of the electrical machine.
Bevorzugt sind das erste Lager und das zweite Lager als Loslager ausgeführt.The first bearing and the second bearing are preferably designed as floating bearings.
Das erste Lager und das zweite Lager sind vorzugsweise als Nadellager ausgeführt. Sie können jedoch auch als ein anderes gängiges Lager ausgeführt werden.The first bearing and the second bearing are preferably designed as needle bearings. However, they can also be designed as another common bearing.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung steht die elektrische Maschine zumindest im Betrieb direkt mit einem Kühlmittel in Berührung, d.h. die elektrische Maschine ist als „nass“ laufende elektrische Maschine ausgeführt. Durch eine aktive Kühlung, insbesondere der Wickelköpfe, kann die Dauermoment- bzw. Dauerleistung der elektrischen Maschine gesteigert werden. In an advantageous embodiment variant of the present invention, the electrical machine is in direct contact with a coolant, at least during operation, i.e. the electrical machine is designed as a "wet" electrical machine. Active cooling, in particular of the end windings, can increase the continuous torque or continuous output of the electrical machine.
Durch die erfindungsgemäße Ausführung der elektrischen Antriebseinheit, insbesondere durch dessen Doppelnutzung als Lager für die Rotorwelle, den Planetenradträger und somit auch für den Differentialkorb, kann für die elektrische Maschine ein hinsichtlich der Aktivlänge der elektrischen Maschine optimierter Bauraum zur Verfügung gestellt werden und somit eine Drehmoment- und Leistungssteigerung der elektrischen Antriebseinheit erzielt werden. Ein weiterer vorteilhafter Aspekt dazu stellt die gezielte Platzierung des ersten Lagers dar. Die elektrische Antriebseinheit weist durch den verschachtelten Aufbau und somit die optimale Nutzung von Bauraum einen hohen Integrationsgrad auf. Durch die Doppelnutzung des ersten Lagers und des zweiten Lagers können zudem Bauteile eingespart werden und somit kann eine kostenreduzierte elektrische Antriebseinheit dargestellt werden.Due to the inventive design of the electric drive unit, in particular due to its dual use as a bearing for the rotor shaft, the planetary gear carrier and thus also for the differential cage, an installation space that is optimized in terms of the active length of the electric machine can be made available for the electric machine and thus a torque and increased performance of the electric drive unit can be achieved. Another advantageous aspect of this is the targeted placement of the first bearing. The electric drive unit has a high degree of integration due to the nested structure and thus the optimal use of installation space. Due to the double use of the first bearing and the second bearing, it is also possible to save on components and thus a cost-reduced electric drive unit can be produced.
FigurenlisteFigure list
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
- Fig. zeigt eine schematische Darstellung einer elektrische Antriebseinheit
- 1 shows a schematic representation of an electric drive unit
Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention
In Fig. ist eine elektrische Antriebseinheit
Die elektrische Antriebseinheit
Die elektrische Maschine
Das Untersetzungsgetriebe
Das Doppelplanetenrad
Das Sonnenrad
Das Differentialgetriebe
Die elektrische Antriebseinheit
Das erste Lager
Das zweite Lager
Das erste Lager
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Elektrische AntriebseinheitElectric drive unit
- 22
- Elektrische MaschineElectric machine
- 33
- DrehachseAxis of rotation
- 44th
- RotorwelleRotor shaft
- 55
- Rotorrotor
- 66th
- Statorstator
- 77th
- Erster WickelkopfFirst winding head
- 88th
- Zweiter WickelkopfSecond winding head
- 99
- UntersetzungsgetriebeReduction gear
- 1010
- PlanetenradträgerPlanetary gear carrier
- 1111
- DifferentialgetriebeDifferential gear
- 1212
- DifferentialkorbDifferential carrier
- 1313
- Erstes LagerFirst camp
- 1414th
- Erste StirnseiteFirst face
- 1515th
- Zweite StirnseiteSecond face
- 1616
- SonnenradSun gear
- 1717th
- DoppelplanetenradDouble planetary gear
- 17'17 '
- Erstes PlanetenradFirst planetary gear
- 17"17 "
- Zweites PlanetenradSecond planetary gear
- 1818th
- Bolzenbolt
- 1919th
- AusgleichskegelradDifferential bevel gear
- 2020th
- AbtriebskegelradOutput bevel gear
- 2121st
- AbtriebswelleOutput shaft
- 2222nd
- Zweites LagerSecond camp
- 2323
- Drittes LagerThird camp
- 2424
- Viertes LagerFourth camp
- 2525th
- Gehäusecasing
Claims (5)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |