DE102021213004A1 - Drive train for a motor vehicle - Google Patents

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DE102021213004A1
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Dirk Zeise
Björn Heß
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Volkswagen AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Elektromaschine (2), mit mindestens einem Getriebe (3), mit mindestens einem Leistungsmodul (4), insbesondere einem Pulswechselrichtermodul (PWR), und mit mindestens einem Gehäuse (5), wobei, insbesondere mittels eines Akkumulators bereitgestellte, elektrische Energie mittels des Leistungsmoduls (4) an die Elektromaschine (2) zum Antrieb der Elektromaschine (2) übertragbar ist oder wobei mittels der Elektromaschine (2) generierte, elektrische Energie mittels des Leistungsmoduls (4), insbesondere an einen Akkumulator, übertragbar ist, wobei ein mittels der Elektromaschine (2) bereitgestelltes Drehmoment von der Elektromaschine (2) an das Getriebe (3) übertragbar ist oder wobei ein Drehmoment von dem Getriebe (3) an die Elektromaschine (2) übertragbar ist, wobei die Elektromaschine (2), das Getriebe (3) und das Leistungsmodul (4) im Wesentlichen innerhalb des Gehäuses (5) angeordnet sind, wobei das Getriebe (3) räumlich zwischen der Elektromaschine (2) und dem Leistungsmodul (4) angeordnet ist, und wobei das Leistungsmodul (4) mittels eines Kühlfluids (6) kühlbar ist.Der Antriebsstrang (1) ist verbessert, indem das Gehäuse (5) einen Hauptraum (5.1) und einen Leistungsmodulraum (5.2) aufweist, wobei die Elektromaschine (2) und / oder das Getriebe (3) innerhalb des Hauptraums (5.1) angeordnet und / oder ausgebildet sind, wobei das Leistungsmodul (4) innerhalb des Leistungsmodulraums (5.2) angeordnet und / oder ausgebildet ist, und wobei ein Hitzeschild (7) zur Kühlung des Leistungsmoduls (4) und zur Kühlung des Getriebes (3) funktionstechnisch wirksam zwischen dem Hauptraum (5.1) und dem Leistungsmodulraum (5.2) ausgebildet ist.The invention relates to a drive train (1) for a motor vehicle with at least one electric machine (2), with at least one transmission (3), with at least one power module (4), in particular a pulse-controlled inverter module (PWR), and with at least one housing (5) , wherein electrical energy provided, in particular by means of an accumulator, can be transmitted by means of the power module (4) to the electric machine (2) for driving the electric machine (2) or wherein electrical energy generated by means of the electric machine (2) can be transmitted by means of the power module (4) , in particular to an accumulator, can be transmitted, with a torque provided by the electric machine (2) being able to be transmitted from the electric machine (2) to the transmission (3) or with a torque being able to be transmitted from the transmission (3) to the electric machine (2). is, wherein the electric machine (2), the transmission (3) and the power module (4) are arranged essentially within the housing (5), wherein the transmission (3) is spatially between the electric machine (2) and the power module (4) is arranged, and wherein the power module (4) can be cooled by means of a cooling fluid (6).The drive train (1) is improved in that the housing (5) has a main space (5.1) and a power module space (5.2), the electric machine ( 2) and/or the transmission (3) are arranged and/or formed within the main space (5.1), the power module (4) being arranged and/or formed within the power module space (5.2), and a heat shield (7) for Cooling of the power module (4) and for cooling the transmission (3) functionally effective between the main space (5.1) and the power module space (5.2) is formed.

Description

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The invention relates to a drive train for a motor vehicle having the features of the preamble of patent claim 1.

Die CN 113212134 A zeigt einen im Stand der Technik bekannten Antriebsstrang mit einer Elektromaschine, einem Getriebe, einem Leistungsmodul und einem einzigen Kühlkreislauf. Die Elektromaschine, das Getriebe und das Leistungsmodul weisen jeweils ein Gehäuse, nämlich ein Elektromaschinen-Gehäuse, ein Getriebe-Gehäuse und ein Leistungsmodul-Gehäuse auf. Die Elektromaschine ist innerhalb des Elektromaschinen-Gehäuses angeordnet, das Getriebe innerhalb des Getriebe-Gehäuses und das Leistungsmodul innerhalb des Leistungsmodul-Gehäuses. Das Getriebe ist räumlich zwischen der Elektromaschine und dem Leistungsmodul angeordnet, wobei das Leistungsmodul-Gehäuse von außen an dem Getriebe-Gehäuse festgeschraubt ist. Mittels eines Akkumulators bereitgestellte, elektrische Energie ist mittels des Leistungsmoduls an die Elektromaschine zum Antrieb der Elektromaschine übertragbar. Ein mittels der Elektromaschine bereitgestelltes Drehmoment ist von der Elektromaschine an das Getriebe übertragbar. Das Leistungsmodul ist mittels eines Kühlfluids kühlbar. Das Kühlfluid wird dann der Elektromaschine zu deren Kühlung zugeführt.The CN 113212134A shows a drive train known in the prior art with an electric machine, a transmission, a power module and a single cooling circuit. The electric machine, the transmission and the power module each have a housing, namely an electric machine housing, a transmission housing and a power module housing. The electric machine is arranged within the electric machine housing, the transmission within the transmission housing and the power module within the power module housing. The transmission is arranged spatially between the electric machine and the power module, with the power module housing being screwed to the transmission housing from the outside. Electrical energy provided by means of an accumulator can be transmitted to the electric machine by means of the power module in order to drive the electric machine. A torque provided by the electric machine can be transmitted from the electric machine to the transmission. The power module can be cooled by means of a cooling fluid. The cooling fluid is then supplied to the electric machine to cool it.

In der US 10,644,571 B2 ist ein Antriebsstrang mit einer Elektromaschine, mit einem Getriebe, und mit einem Leistungsmodul offenbart. Die Elektromaschine und das Getriebe sind in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Das Leistungsmodul ist seitlich neben dem Getriebe und auch der Elektromaschine angeordnet. Das Leistungsmodul ist mit einem Kühlfluid kühlbar. Ein (Getriebe-) Öl zur Kühlung und Schmierung der Bauteile des Getriebes ist mittels eines Wärmetauschers kühlbar.In the US 10,644,571 B2 discloses a powertrain having an electric machine, a transmission, and a power module. The electric machine and the transmission are arranged in a common housing. The power module is arranged on the side next to the transmission and the electric motor. The power module can be cooled with a cooling fluid. A (transmission) oil for cooling and lubricating the components of the transmission can be cooled by means of a heat exchanger.

Bei dem bereits bekannten Stand der Technik ist problematisch, dass die Antriebsstränge einen relativ großen Bauraumbedarf aufweisen, insbesondere dadurch, dass sich zwischen dem Getriebe, insbesondere dem Getriebegehäuse und dem Leistungsmodul, insbesondere dem Leistungsmodul-Gehäuse, ein relativ großer Abstand ausbildet. Weiterhin ist eine Kühlung des Getriebes nur unzureichend oder nur mit weiterem, hohem apparativem Aufwand, wie mit dem beispielsweise in der US 10,644,571 B2 beschriebenen entsprechend groß auszulegenden Wärmetauschers möglich. Die damit verbundenen Kosten und der große notwendige Bauraumbedarf ist daher noch nicht optimal.In the already known prior art, it is problematic that the drive trains require a relatively large amount of space, in particular because there is a relatively large distance between the transmission, in particular the transmission housing, and the power module, in particular the power module housing. Furthermore, a cooling of the transmission is insufficient or only with further, high equipment costs, such as with the example in the US 10,644,571 B2 described correspondingly large to be interpreted heat exchanger possible. The associated costs and the large amount of space required is therefore not optimal.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Antriebsstrang nun derart auszugestalten und/oder weiterzubilden, dass insbesondere der Bauraumbedarf des Antriebsstranges verringert und / oder die Kühlung des Getriebes verbessert ist.The invention is therefore based on the object of designing and/or developing the drive train in such a way that, in particular, the space required for the drive train is reduced and/or the cooling of the transmission is improved.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun zunächst durch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object on which the invention is based is now initially achieved by a drive train for a motor vehicle having the features of patent claim 1 .

Ein Aspekt der Erfindung liegt zunächst im Wesentlichen darin, dass das Gehäuse einen Hauptraum und einen Leistungsmodulraum aufweist. Die Elektromaschine und / oder das Getriebe sind innerhalb des Hauptraums angeordnet und / oder ausgebildet. Das Leistungsmodul ist innerhalb des Leistungsmodulraumes angeordnet und / oder ausgebildet. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist, dass ein Hitzeschild zur Kühlung des Leistungsmoduls und zur Kühlung des Getriebes funktionstechnisch wirksam zwischen dem Hauptraum und dem Leistungsmodulraum ausgebildet ist.One aspect of the invention is essentially that the housing has a main space and a power module space. The electric machine and/or the transmission are arranged and/or configured within the main space. The power module is arranged and/or formed within the power module space. A further aspect of the invention is that a heat shield for cooling the power module and for cooling the transmission is functionally effective between the main space and the power module space.

Mittels des derart ausgebildeten Hitzeschildes ist sowohl das Getriebe wie auch das Leistungsmodul kühlbar. Weiterhin ist eine besonders kompakte Anordnung des Antriebsstranges ermöglicht. Das Getriebe und das Leistungsmodul sind nämlich nah aneinander, auf einem insgesamt kleinen Bauraum anordnen- und / oder ausbildbar, wobei aufgrund des Hitzeschildes eine unerwünscht hohe thermische Beeinflussung des Getriebes von dem Leistungsmodul oder des Leistungsmoduls von dem Getriebe erfolgreich vermieden wird.Both the transmission and the power module can be cooled by means of the heat shield designed in this way. Furthermore, a particularly compact arrangement of the drive train is made possible. The transmission and the power module can be arranged and/or formed close to one another in an overall small installation space, with an undesirably high thermal influence of the transmission from the power module or the power module from the transmission being successfully avoided due to the heat shield.

In dem Hitzeschild sind bevorzugterweise Kühlkanäle angeordnet und / oder ausgebildet. Der Hitzeschild weist einen Einlass und einen Auslass auf. Die Kühlkanäle sind von dem Kühlfluid durchströmbar. Das Kühlfluid ist über den Einlass dem Hitzeschild zuführbar und das Kühlfluid ist nach einer Durchströmung der Kühlkanäle über den Auslass aus dem Hitzeschild abführbar.Cooling channels are preferably arranged and/or formed in the heat shield. The heat shield has an inlet and an outlet. The cooling fluid can flow through the cooling channels. The cooling fluid can be fed to the heat shield via the inlet and, after flowing through the cooling channels, the cooling fluid can be discharged from the heat shield via the outlet.

Mittels eines solchen Kühlfluids ist der Hitzeschild auf einfache und sehr effektive Art und Weise kühlbar bzw. ein entsprechender Hitzeschild realisierbar. Mittels des Kühlfluids sind große Wärmemengen abführbar. Alternativ wäre z.B. denkbar den Hitzeschild mit Peltier-Elementen und somit mittels elektrischer Energie zu kühlen.The heat shield can be cooled in a simple and very effective manner by means of such a cooling fluid, or a corresponding heat shield can be implemented. Large amounts of heat can be dissipated by means of the cooling fluid. Alternatively, it would be conceivable, for example, to cool the heat shield with Peltier elements and thus with electrical energy.

In einer weiteren Ausführungsform des Antriebsstranges weist der Hitzeschild einen Grundkörper und einen Deckel auf. Der Grundkörper und der Deckel sind, insbesondere mittels einer Schraubverbindung, miteinander verbindbar und / oder verbunden. Andere Verbindungen wie Schweißverbindungen und / oder Nietverbindungen sind denkbar. Die Kühlkanäle sind mittels des Grundkörpers und des Deckels ausgebildet. Der Deckel ist vom Hauptraum aus mit dem Grundkörper verbindbar. Eine erste Wärmeübergangsfläche ist an dem Deckel ausgebildet.In a further embodiment of the drive train, the heat shield has a base body and a cover. The base body and the cover can be and/or are connected to one another, in particular by means of a screw connection. Other connections such as welded connections and/or riveted connections are conceivable. The cooling channels are formed by means of the base body and the cover. The lid is off the main can be connected to the basic body. A first heat transfer surface is formed on the lid.

Die Kühlkanäle sind somit einfach und wirtschaftlich effektiv erzeugbar, da entsprechend einfache Fertigungs- und Montageverfahren zur Erzeugung der Kühlkanäle nutzbar sind.The cooling ducts can thus be produced simply and economically, since correspondingly simple manufacturing and assembly methods can be used to produce the cooling ducts.

In einer weiteren Ausführungsform des Antriebsstranges ragt der Hitzeschild zumindest teilweise in den Hauptraum hinein.In a further embodiment of the drive train, the heat shield protrudes at least partially into the main space.

Auf diese Weise ist das Getriebe besonders effektiv kühlbar, da der Hitzeschild nah an den Bauteilen bzw. den Bereichen des Getriebes anordnenbar ist, an bzw. in welchen Wärme generiert wird. Die Wärme ist dann mittels des Hitzeschildes abführbar, bevor diese Wärme zur Temperaturerhöhung angrenzender Bauteile bzw. Bereiche führen kann. Weiterhin sind an dem Grundkörper ausgebildete, zum Deckel hin ausgerichtete Dichtflächen des Grundkörpers leichter herstellbar, wenn insbesondere auch der Grundkörper zumindest teilweise in den Hauptraum hineinragt. Solche Dichtflächen weisen hohe Oberflächenqualitäten auf, um eine gute Dichtwirkung erreichen zu können. Solche Dichtflächen werden z.B. mittels spanabtragender Verfahren hergestellt und / oder bearbeitet, wobei mittels eines zugehörigen spanabtragenden Werkzeuges aufgrund des teilweise in den Hauptraum hineinragenden Grundkörpers die Dichtflächen gut erreichbar und somit gut bearbeitbar sind.In this way, the transmission can be cooled particularly effectively, since the heat shield can be arranged close to the components or the areas of the transmission on or in which heat is generated. The heat can then be dissipated by means of the heat shield before this heat can lead to an increase in temperature in adjacent components or areas. Furthermore, sealing surfaces of the base body formed on the base body and aligned towards the cover can be produced more easily if, in particular, the base body also protrudes at least partially into the main space. Such sealing surfaces have high surface qualities in order to be able to achieve a good sealing effect. Such sealing surfaces are e.g. produced and/or machined by means of chip-removing processes, with the sealing surfaces being easily accessible and thus easily machinable by means of an associated chip-removing tool due to the base body partially protruding into the main space.

Das Gehäuse weist vorteilhafterweise eine Zwischenwand auf. Der Leistungsmodulraum und der Hauptraum sind zumindest teilweise an einander gegenüberliegenden Seiten der Zwischenwand innerhalb des Gehäuses ausgebildet. Die Zwischenwand bildet insbesondere dann zumindest teilweise den Grundkörper des Hitzeschildes.The housing advantageously has an intermediate wall. The power module compartment and the main compartment are at least partially formed on opposite sides of the intermediate wall within the housing. In particular, the intermediate wall then at least partially forms the base body of the heat shield.

Dadurch, dass mittels der Zwischenwand mehrere Funktionen erfüllbar sind, ist die Kompaktheit des Antriebsstranges weiter verbesserbar. Zum einen dient die Zwischenwand nämlich der Ausbildung der beiden Räume und zum anderen der teilweisen Ausbildung des Hitzeschildes. Weiterhin kann eine Dichtigkeit zwischen dem Leistungsmodulraum und dem Hauptraum aufgrund der teilweisen Ausbildung des Hitzeschildes mittels der Zwischenwand verbessert werden, da die Anzahl der abzudichtenden Flächen so verringerbar ist. Wenn in dem Hauptraum ein Öl zur zusätzlichen Kühlung und / oder zur Schmierung des Getriebes vorhanden ist, wird mittels der Zwischenwand eine Strömung dieses Öls in den Leistungsmodulraum vermieden.The compactness of the drive train can be further improved due to the fact that several functions can be fulfilled by means of the intermediate wall. On the one hand, the partition wall is used to form the two spaces and, on the other hand, to partially form the heat shield. Furthermore, a seal between the power module space and the main space can be improved due to the partial formation of the heat shield by means of the intermediate wall, since the number of surfaces to be sealed can be reduced in this way. If oil is present in the main space for additional cooling and/or for lubricating the transmission, the intermediate wall prevents this oil from flowing into the power module space.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Antriebsstranges weist das Gehäuse einen Leistungsmoduldeckel auf. Der Leistungsmoduldeckel ist zur Ausbildung des Leistungsmodulraumes mit dem Gehäuse verbindbar und / oder verbunden. Eine zweite Wärmeübergangsfläche ist an einer dem Leistungsmodulraum zugewandten Seite des Hitzeschildes ausgebildet. Insbesondere ist die zweite Wärmeübergangsfläche mittels einer Wärmeleitfolie ausgebildet.In an advantageous embodiment of the drive train, the housing has a power module cover. The power module cover can be and/or is connected to the housing to form the power module space. A second heat transfer surface is formed on a side of the heat shield that faces the power module space. In particular, the second heat transfer surface is formed by means of a thermally conductive foil.

Aufgrund dieser Ausbildung des Leistungsmodulraums ist eine einfache Montage, insbesondere des Leistungsmoduls ermöglicht. Das Leistungsmodul ist von einer dem Hauptraum abgewandten Seite aus in den Leistungsmodulraum einschiebbar. Insbesondere ist das Leistungsmodul von einer dem Hauptraum abgewandten Seite aus mit dem Gehäuse im Bereich des Leistungsmodulraumes verbindbar. Anschließend ist dann der Leistungsmoduldeckel mit dem Gehäuse verbindbar.Because of this configuration of the power module space, simple assembly, in particular of the power module, is made possible. The power module can be pushed into the power module space from a side facing away from the main space. In particular, the power module can be connected to the housing in the area of the power module space from a side facing away from the main space. The power module cover can then be connected to the housing.

In einer weiteren Ausführungsform des Antriebsstranges sind die Elektromaschine, das Leistungsmodul und der Hitzeschild jeweils Teil eines Kühlfluid-Kreislaufes. Zunächst sind zu kühlende Bereiche des Leistungsmoduls, anschließend der Hitzeschild und anschließend zu kühlende Bereiche der Elektromaschine, insbesondere zu kühlende Bereiche eines Stators der Elektromaschine, sequentiell nacheinander von dem Kühlfluid durchströmbar.In a further embodiment of the drive train, the electric machine, the power module and the heat shield are each part of a cooling fluid circuit. The cooling fluid can first flow through areas of the power module to be cooled, then the heat shield and then areas of the electric machine to be cooled, in particular areas of a stator of the electric machine to be cooled.

Anders ausgedrückt sind die zu kühlenden Bereiche des Leistungsmoduls, der Hitzeschild und die zu kühlenden Bereiche der Elektromaschine strömungstechnisch in Reihe geschaltet. Ein solcher Kreislauf ist konstruktiv einfach umsetzbar und führt weiterhin zu einer guten Steuer- und / oder Regelbarkeit des Kühlkreislaufes.In other words, the areas of the power module to be cooled, the heat shield and the areas of the electric machine to be cooled are connected in series in terms of flow. Such a circuit can be implemented in a structurally simple manner and also leads to good controllability and/or regulation of the cooling circuit.

In einer weiteren, alternativen Ausführungsform des Antriebsstranges sind das Leistungsmodul, zumindest ein Verteilerstück, die Elektromaschine, und der Hitzeschild jeweils Teil eines Kühlfluid-Kreislaufes. Zunächst sind zu kühlende Bereiche des Leistungsmoduls von dem Kühlfluid durchströmbar. Anschließend ist das Verteilerstück von dem Kühlfluid durchströmbar. Das Kühlfluid ist von dem Verteilerstück sowohl den zu kühlenden Bereichen der Elektromaschine, insbesondere den zu kühlenden Bereichen eines Stators der Elektromaschine, wie auch dem Hitzeschild zuführbar. Insbesondere sind zu kühlende Bereiche der Elektromaschine, insbesondere zu kühlende Bereiche eines Stators der Elektromaschine, und der Hitzeschild - nach dem Durchfluss des Kühlfluids durch das Leistungsmodul - strömungstechnisch parallel von dem Kühlfluid durchströmbar. Anders ausgedrückt, es sind dann der Hitzeschild und die zu kühlenden Bereiche der Elektromaschine strömungstechnisch „parallelgeschaltet“. Durch eine solche Parallelschaltung ist ein Strömungswiderstand des Fluidkreislaufes verringerbar. Der Kühlfluid-Kreislauf könnte weiterhin eine Pumpe zur Förderung des Kühlfluids durch den Kühlfluid-Kreislauf aufweisen, wobei eine solche Pumpe dann weniger groß ausgelegt werden müsste.In a further, alternative embodiment of the drive train, the power module, at least one distributor piece, the electric machine, and the heat shield are each part of a cooling fluid circuit. First, the cooling fluid can flow through areas of the power module that are to be cooled. The cooling fluid can then flow through the distributor piece. The cooling fluid can be fed from the distributor piece both to the areas of the electric machine to be cooled, in particular to the areas of a stator of the electric machine to be cooled, and to the heat shield. In particular, areas of the electric machine to be cooled, in particular areas of a stator of the electric machine to be cooled, and the heat shield—after the cooling fluid has flowed through the power module—can be flowed through in parallel by the cooling fluid in terms of flow. In other words, the heat shield and the areas of the electric machine to be cooled are then "connected in parallel" in terms of flow technology. By such a parallel connection is a flow resistance of the fluid circuit can be reduced. The cooling fluid circuit could also have a pump for conveying the cooling fluid through the cooling fluid circuit, in which case such a pump would then have to be designed to be smaller.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des Antriebsstranges weist die Elektromaschine eine Antriebswelle auf. Das Getriebe weist mindestens eine Getriebewelle und ein Differential auf. Ein Antriebsritzel ist an der Antriebswelle angeordnet und / oder ausgebildet. Ein erstes Getriebewellen-Zahnrad und ein zweites Getriebewellen-Zahnrad ist jeweils an der Getriebewelle angeordnet und / oder ausgebildet. Ein Antriebszahnrad ist an dem Differential angeordnet und / oder ausgebildet. Das Antriebsritzel steht mit dem ersten Getriebewellen-Zahnrad in Eingriff. Das zweite Getriebewellen-Zahnrad steht mit dem Antriebszahnrad in Eingriff. Ein mittels der Elektromaschine bereitgestelltes Drehmoment ist von der Elektromaschine über die Getriebewelle an das Differential oder ein Drehmoment ist von dem Differential über die Getriebewelle an die Elektromaschine übertragbar.In an advantageous embodiment of the drive train, the electric machine has a drive shaft. The transmission has at least one transmission shaft and a differential. A drive pinion is arranged and/or formed on the drive shaft. A first transmission shaft gear wheel and a second transmission shaft gear wheel are each arranged and/or formed on the transmission shaft. A drive gear is arranged and/or formed on the differential. The drive pinion meshes with the first transmission shaft gear. The second transmission shaft gear meshes with the input gear. A torque provided by the electric machine can be transmitted from the electric machine via the transmission shaft to the differential, or a torque can be transmitted from the differential to the electric machine via the transmission shaft.

Ein derartiger Antriebsstrang ist sehr kompakt ausführbar, da nur relativ wenig Bauteile zu dessen Ausführung notwendig sind. Trotzdem sind eine Vielzahl von Funktionen des Antriebsstranges ermöglicht, wie z.B. die Wandlung des Drehmomentes mittels der mittels des Antriebsritzels, des ersten Getriebewellen-Zahnrades, des zweiten Getriebewellen-Zahnrades und des Antriebszahnrades ausgebildeten Getriebestufen. Üblicherweise sind eine rechte und eine linke Radantriebswelle mit dem Differential gekoppelt und / oder koppelbar, wobei mittels der rechten und der linken Radantriebswelle jeweils ein Rad des Kraftfahrzeuges gekoppelt und / oder koppelbar ist.A drive train of this type can be implemented in a very compact manner, since only relatively few components are required for its implementation. Nevertheless, a large number of functions of the drive train are made possible, such as the conversion of the torque by means of the gear stages formed by means of the drive pinion, the first transmission shaft gear, the second transmission shaft gear and the drive gear. Usually, a right and a left wheel drive shaft are coupled and/or can be coupled to the differential, with one wheel of the motor vehicle being coupled and/or capable of being coupled by means of the right and the left wheel drive shaft.

Der Hitzeschild weist in einer vorteilhaften Ausführungsform des Antriebsstranges eine Aussparung auf. Das zweite Getriebewellen-Zahnrad ist zumindest teilweise im Bereich der Aussparung angeordnet, so dass das zweite Getriebewellen-Zahnrad zumindest teilweise in einer senkrecht zu einer Drehachse der Getriebewelle und durch den Hitzeschild verlaufenden Ebene angeordnet ist. Auf diese Weise ist die Kompaktheit des Antriebsstranges weiter steigerbar. Insbesondere ist ein Abstand zwischen einer dem Getriebe zugewandten Stirnfläche der Elektromaschine und einer dem Getriebe zugewandten Stirnfläche des Leistungsmoduls und somit eine sich in dieser Abstands-Richtung ausbildende Breite des Getriebes besonders kurz ausführbar. Trotzdem ist mittels des Hitzeschildes eine ausreichende Kühlung sowohl des Getriebes wie auch des Leitungsmoduls ermöglicht.In an advantageous embodiment of the drive train, the heat shield has a recess. The second transmission shaft gear wheel is at least partially arranged in the region of the recess, so that the second transmission shaft gear wheel is at least partially arranged in a plane running perpendicular to an axis of rotation of the transmission shaft and through the heat shield. In this way, the compactness of the drive train can be further increased. In particular, a distance between an end face of the electric machine facing the transmission and an end face of the power module facing the transmission and thus a width of the transmission developing in this distance direction can be made particularly short. Nevertheless, sufficient cooling of both the transmission and the line module is made possible by means of the heat shield.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Es darf hierzu zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird nun eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert bzw. beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

  • 1 in stark vereinfachter schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug in einer Seitenansicht im Schnitt,
  • 2 in stark vereinfachter schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel des Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug in einer Seitenansicht im Schnitt,
  • 3 in stark vereinfachter schematischer Darstellung ein drittes Ausführungsbeispiel des Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug in einer Seitenansicht im Schnitt,
  • 4 in schematischer Darstellung Teile des Antriebsstranges, insbesondere eines Grundkörpers eines Hitzeschildes, gemäß des ersten Ausführungsbeispiels des Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug in einer leicht dreidimensionalen Ansicht,
  • 5 in schematischer Darstellung Teile des Antriebsstranges, insbesondere eines Deckels des Hitzeschildes, gemäß des ersten Ausführungsbeispiels des Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug in einer leicht dreidimensionalen Ansicht,
  • 6 in schematischer Darstellung Teile des Antriebsstranges, insbesondere eines Leistungsmoduldeckels, gemäß des ersten Ausführungsbeispiels des Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug in einer leicht dreidimensionalen Ansicht,
  • 7 in schematischer Darstellung Teile des Antriebsstranges, insbesondere eines Leistungsmodulraumes, gemäß des ersten Ausführungsbeispiels des Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug in einer leicht dreidimensionalen Ansicht, und
  • 8 in schematischer Darstellung Teile des Antriebsstranges, insbesondere eines Getriebes, gemäß des ersten Ausführungsbeispiels des Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug in einer dreidimensionalen Ansicht.
There are now a large number of possibilities for designing and developing the drive train according to the invention for a motor vehicle in an advantageous manner. In this regard, reference may first be made to the patent claims subordinate to patent claim 1. A preferred embodiment of the drive train according to the invention for a motor vehicle will now be explained and described in more detail below with reference to the drawing and the associated description. In the drawing shows:
  • 1 in a greatly simplified schematic representation of a first embodiment of a drive train for a motor vehicle in a side view in section,
  • 2 in a greatly simplified schematic representation of a second embodiment of the drive train for a motor vehicle in a side view in section,
  • 3 in a greatly simplified schematic representation of a third embodiment of the drive train for a motor vehicle in a side view in section,
  • 4 in a schematic representation of parts of the drive train, in particular a base body of a heat shield, according to the first exemplary embodiment of the drive train for a motor vehicle in a slightly three-dimensional view,
  • 5 in a schematic representation of parts of the drive train, in particular a cover of the heat shield, according to the first exemplary embodiment of the drive train for a motor vehicle in a slightly three-dimensional view,
  • 6 in a schematic representation of parts of the drive train, in particular a power module cover, according to the first exemplary embodiment of the drive train for a motor vehicle in a slightly three-dimensional view,
  • 7 a schematic representation of parts of the drive train, in particular a power module space, according to the first exemplary embodiment of the drive train for a motor vehicle in a slightly three-dimensional view, and
  • 8th a schematic representation of parts of the drive train, in particular a transmission, according to the first exemplary embodiment of the drive train for a motor vehicle in a three-dimensional view.

In den 1, 2 und 3 ist ein Antriebsstrang 1 für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Elektromaschine 2, mit mindestens einem Getriebe 3, mit mindestens einem Leistungsmodul 4, insbesondere einem Pulswechselrichtermodul PWR, und mit mindestens einem Gehäuse 5, dargestellt.In the 1 , 2 and 3 is a drive train 1 for a motor vehicle with at least one electric machine 2, with at least a transmission 3, with at least one power module 4, in particular a pulse-controlled inverter module PWR, and with at least one housing 5, shown.

Insbesondere mittels eines Akkumulators bereitgestellte, elektrische Energie ist mittels des Leistungsmoduls 4 an die Elektromaschine 2 zum Antrieb der Elektromaschine 2 übertragbar. Alternativ ist mittels der Elektromaschine 2 generierte, elektrische Energie mittels des Leistungsmoduls 4, insbesondere an einen Akkumulator, übertragbar.In particular, electrical energy provided by means of an accumulator can be transmitted to the electric machine 2 by means of the power module 4 in order to drive the electric machine 2 . Alternatively, electrical energy generated by means of the electric machine 2 can be transmitted by means of the power module 4, in particular to an accumulator.

Ein mittels der Elektromaschine 2 bereitgestelltes Drehmoment ist von der Elektromaschine 2 an das Getriebe 3 übertragbar oder ein Drehmoment ist von dem Getriebe 3 an die Elektromaschine 2 übertragbar. Mittels eines als Pulswechselrichtermodul PWR ausgeführten Leistungsmoduls 4 ist ein Gleichstrom bzw. eine Gleichspannung in einen Wechselstrom bzw. eine Wechselspannung umwandelbar. Ein solches Pulswechselrichtermodul PWR wird somit insbesondere in Kombination mit einem - einen Gleichstrom bzw. eine Gleichspannung bereitstellendem -Akkumaltor und einer als Wechselstrommaschine, insbesondere als Asynchronmaschine, ausgeführten Elektromaschine verwendet.A torque provided by the electric machine 2 can be transmitted from the electric machine 2 to the transmission 3 or a torque can be transmitted from the transmission 3 to the electric machine 2 . A direct current or a direct voltage can be converted into an alternating current or an alternating voltage by means of a power module 4 designed as a pulse-controlled inverter module PWR. Such a pulse-controlled inverter module PWR is thus used in particular in combination with an accumulator providing a direct current or a direct voltage and an electric machine designed as an alternating current machine, in particular as an asynchronous machine.

Die Elektromaschine 2, das Getriebe 3 und das Leistungsmodul 4 sind im Wesentlichen innerhalb des Gehäuses 5 angeordnet. Mit dem Begriff „im Wesentlichen“ ist in diesem Zusammenhang gemeint, dass gewisse, insbesondere nicht mittels des Gehäuses 5 zu schützende Teile der Elektromaschine 2, des Getriebes 3 und/oder des Leistungsmodules 4 auch außerhalb des Gehäuses 5 und / oder innerhalb einer Gehäusewandung des Gehäuses 5 anordnen- und / oder ausbildbar sind. Das könnten zum Beispiel Stromanschlüsse des Leistungsmodules 4 und / oder der Elektromaschine 2 sein. Insbesondere feststehende Bauteile der Elektromaschine sind in einer solchen Gehäusewandung ausbildbar.The electric machine 2 , the transmission 3 and the power module 4 are essentially arranged inside the housing 5 . In this context, the term "essentially" means that certain parts of the electric machine 2, the transmission 3 and/or the power module 4, in particular parts that are not to be protected by the housing 5, are also located outside the housing 5 and/or within a housing wall of the Housing 5 arrange- and / or can be formed. This could be power connections of the power module 4 and/or the electric machine 2, for example. In particular, fixed components of the electric machine can be formed in such a housing wall.

Das Getriebe 4 ist räumlich zwischen der Elektromaschine 2 und dem Leistungsmodul 4 angeordnet. Das Leistungsmodul 4 ist mittels eines Kühlfluids 6 kühlbar. Eine Kühlung des Leistungsmoduls 4 ist erforderlich, da sich aufgrund der großen mittels des Leistungsmoduls 4 im Betrieb des Antriebsstranges 1 verarbeiteten Energiemengen insbesondere das Leistungsmodul 4 stark erwärmt.The transmission 4 is spatially arranged between the electric machine 2 and the power module 4 . The power module 4 can be cooled using a cooling fluid 6 . Cooling of the power module 4 is necessary since the power module 4 in particular heats up considerably due to the large amounts of energy processed by means of the power module 4 during operation of the drive train 1 .

Das Gehäuse 5 weist nun einen Hauptraum 5.1 und einen Leistungsmodulraum 5.2 auf. Die Elektromaschine 2 und / oder das Getriebe 3 sind innerhalb des Hauptraumes 5.1 angeordnet und / oder ausgebildet. Es ist zum Beispiel denkbar, dass lediglich das Getriebe 3 innerhalb des Hauptraums 5.1 angeordnet und / oder ausgebildet ist und die Elektromaschine 2 in einem separaten Raum angeordnet und / oder ausgebildet ist. Das Leistungsmodul 4 ist innerhalb des Leistungsmodulraumes 5.2 angeordnet und / oder ausgebildet. Ein Hitzeschild 7 zur Kühlung des Leistungsmoduls 4 und zur Kühlung des Getriebes 3 ist funktionstechnisch wirksam zwischen dem Hauptraum 5.1 und dem Leistungsmodulraum 5.2 ausgebildet.The housing 5 now has a main space 5.1 and a power module space 5.2. The electric machine 2 and/or the transmission 3 are arranged and/or constructed within the main space 5.1. It is conceivable, for example, that only the transmission 3 is arranged and/or formed within the main space 5.1 and the electric machine 2 is arranged and/or formed in a separate space. The power module 4 is arranged and/or formed within the power module space 5.2. A heat shield 7 for cooling the power module 4 and for cooling the transmission 3 is functionally effective between the main space 5.1 and the power module space 5.2.

Insbesondere ist sowohl zwischen dem Hitzeschild 7 und dem Hauptraum 5.1 sowie zwischen dem Hitzeschild 7 und dem Leistungsmodulraum 5.2 eine gute Wärmeleitung ermöglicht. Insbesondere werden isolierend wirkende Luftschichten zwischen dem Hitzeschild 7 und dem Hauptraum 5.1 sowie zwischen dem Hitzeschild 7 und dem Leistungsmodulraum 5.2 vermieden.In particular, good heat conduction is made possible both between the heat shield 7 and the main space 5.1 and between the heat shield 7 and the power module space 5.2. In particular, insulating air layers between the heat shield 7 and the main space 5.1 and between the heat shield 7 and the power module space 5.2 are avoided.

In dem Hitzeschild 7 sind Kühlkanäle 7.1 angeordnet und / oder ausgebildet. Der Hitzeschild 7 weist einen Einlass 7.2 und einen Auslass 7.3 auf. Die Kühlkanäle 7.1 sind von dem Kühlfluid 6 durchströmbar. Das Kühlfluid 6 ist über den Einlass 7.2 dem Hitzeschild 7 zuführbar und das Kühlfluid 6 ist nach einer Durchströmung der Kühlkanäle 7.1 über den Auslass 7.3 aus dem Hitzeschild 7 abführbar.Cooling channels 7.1 are arranged and/or formed in the heat shield 7. The heat shield 7 has an inlet 7.2 and an outlet 7.3. The cooling fluid 6 can flow through the cooling channels 7.1. The cooling fluid 6 can be fed to the heat shield 7 via the inlet 7.2 and the cooling fluid 6 can be removed from the heat shield 7 via the outlet 7.3 after it has flowed through the cooling channels 7.1.

Während das Kühlfuid 6 beim Betrieb des Antriebsstranges 1 durch die Kühlkanäle 7.1 strömt, wird Wärme aus dem Hauptraum 5.1 und dem Leistungsmodulraum 5.2 an das Kühlfluid 6 übertragen. Diese Wärme wird dann mittels des Kühlfluids 6 aus dem Hitzeschild 7 abgeführt, wobei das Kühlfluid 6 am Auslass 7.3 eine höhere Temperatur aufweist als am Einlass 7.2.While the cooling fluid 6 flows through the cooling channels 7.1 when the drive train 1 is in operation, heat is transferred from the main chamber 5.1 and the power module chamber 5.2 to the cooling fluid 6. This heat is then dissipated from the heat shield 7 by means of the cooling fluid 6, the cooling fluid 6 having a higher temperature at the outlet 7.3 than at the inlet 7.2.

Der Hitzeschild 7 weist einen Grundkörper 7.4 und einen Deckel 7.5 auf. 4 zeigt in schematischer Darstellung Teile des Antriebsstranges 1, insbesondere des Grundkörpers 7.4 des Hitzeschildes 7, gemäß des ersten Ausführungsbeispiels des Antriebsstranges 1 für ein Kraftfahrzeug in einer dreidimensionalen Ansicht. 5 zeigt in schematischer Darstellung Teile des Antriebsstranges 1, insbesondere des Deckels 7.5 des Hitzeschildes 7, gemäß des ersten Ausführungsbeispiels des Antriebsstranges 1 für ein Kraftfahrzeug in einer dreidimensionalen Ansicht. Der Grundkörper 7.4 und der Deckel 7.5 sind, insbesondere mittels einer Schraubverbindung 7.6, miteinander verbindbar und / oder verbunden. Die Kühlkanäle 7.1 sind mittels des Grundkörpers 7.4 und des Deckels 7.5 ausgebildet. Der Deckel 7.5 ist vom Hauptraum 5.1 aus mit dem Grundkörper 7.4 verbindbar. Eine erste Wärmeübergangsfläche 7.7 ist an dem Deckel 7.5 ausgebildet.The heat shield 7 has a base body 7.4 and a cover 7.5. 4 shows a schematic representation of parts of the drive train 1, in particular the base body 7.4 of the heat shield 7, according to the first exemplary embodiment of the drive train 1 for a motor vehicle in a three-dimensional view. 5 shows a schematic representation of parts of the drive train 1, in particular the cover 7.5 of the heat shield 7, according to the first exemplary embodiment of the drive train 1 for a motor vehicle in a three-dimensional view. The base body 7.4 and the cover 7.5 can be and/or are connected to one another, in particular by means of a screw connection 7.6. The cooling channels 7.1 are formed by means of the base body 7.4 and the cover 7.5. The cover 7.5 can be connected to the base body 7.4 from the main space 5.1. A first heat transfer surface 7.7 is formed on the cover 7.5.

Der Grundkörper 7.4 und / oder der Deckel 7.5 weisen zur Ausbildung der Kühlkanäle 7.1 insbesondere Nuten und zwischen den Nuten ausgebildete Stege auf. Auf diese Weise sind Strömungspfade des Kühlfluids 6 durch den Hitzeschild 7 im Sinne eine guten Wärmeübertragung an das Kühlfluid 6 positiv beeinflussbar. Der Deckel 7.5 ist insbesondere im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet. Mit „im Wesentlichen“ ist diesem Zusammenhang gemeint, dass ein Großteil des an den Hauptraum 5.1 angrenzenden Bereiches des Deckels 7.5 in einer Ebene angeordnet ist. Der Einlass 7.2 ist z.B. an dem Grundkörper 7.4 angeordnet und / oder ausgebildet. Der Auslass 7.3 ist z.B. an dem Deckel 7.5 angeordnet und / oder ausgebildet. Denkbar wäre aber auch eine umgekehrte Anordnung und / oder Ausbildung, also eine Anordnung und / oder Ausbildung des Auslasses an dem Grundkörper und eine Anordnung und / oder Ausbildung des Einlasses an dem Deckel. Weiterhin können beide, nämlich der Einlass und der Auslass jeweils an dem Grundkörper oder dem Deckel anordnenbar und / oder ausbildbar sein.The base body 7.4 and/or the cover 7.5 have, in particular, grooves and webs formed between the grooves to form the cooling channels 7.1. This way are flow Paths of the cooling fluid 6 through the heat shield 7 can be positively influenced in terms of good heat transfer to the cooling fluid 6 . The cover 7.5 is in particular essentially plate-shaped. In this context, “substantially” means that a large part of the area of the cover 7.5 adjoining the main space 5.1 is arranged in one plane. The inlet 7.2 is arranged and/or formed on the base body 7.4, for example. The outlet 7.3 is arranged and/or formed on the cover 7.5, for example. However, a reverse arrangement and/or design would also be conceivable, ie an arrangement and/or design of the outlet on the base body and an arrangement and/or design of the inlet on the cover. Furthermore, both, namely the inlet and the outlet, can each be arranged and/or formed on the base body or the cover.

Zwischen dem Grundkörper 7.4 und dem Deckel 7.5 ist im montierten Zustand eine, insbesondere umlaufende, Dichtung angeordnet. Die Dichtung führt dabei mit an dem Grundkörper 7.4 und dem Deckel 7.5 ausgebildeten Dichtflächen zu einer Abdichtung, so dass eine Strömung von Kühlfluid 6 von dem Hitzeschild 7 in den Hauptraum 5.1 vermieden ist.In the installed state, a seal, in particular a circumferential seal, is arranged between the base body 7.4 and the cover 7.5. The seal leads to a seal with sealing surfaces formed on the base body 7.4 and the cover 7.5, so that a flow of cooling fluid 6 from the heat shield 7 into the main space 5.1 is avoided.

Der Hitzeschild 7 ragt zumindest teilweise in den Hauptraum 5.1 hinein. Insbesondere der Grundkörper weist eine an den Hauptraum 5.1 angrenzende Oberfläche auf, welche im Wesentlichen senkrecht, d.h. in einem Winkel von 90° bis 100° zum Deckel 7.5 ausgebildet ist.The heat shield 7 protrudes at least partially into the main space 5.1. In particular, the base body has a surface adjoining the main space 5.1, which is essentially perpendicular, i.e. at an angle of 90° to 100° to the cover 7.5.

Das Gehäuse 5 weist vorteilhafterweise eine Zwischenwand 5.3 auf. Der Leistungsmodulraum 5.2 und der Hauptraum 5.2 sind zumindest teilweise an einander gegenüberliegenden Seiten der Zwischenwand 5.3 innerhalb des Gehäuses 5 ausgebildet. Die Zwischenwand 5.3 bildet in der bevorzugten Ausführungsform insbesondere zumindest teilweise den Grundkörper 7.4 des Hitzeschildes 7. Der Grundkörper 7.4 grenzt an die Kühlkanäle 7.1 an. Die Zwischenwand 5.3 weist auch weitere, nicht direkt an die Kühlkanäle 7.1 angrenzende Bereiche auf.The housing 5 advantageously has an intermediate wall 5.3. The power module space 5.2 and the main space 5.2 are formed at least partially on opposite sides of the intermediate wall 5.3 within the housing 5. In the preferred embodiment, the intermediate wall 5.3 at least partially forms the base body 7.4 of the heat shield 7. The base body 7.4 borders on the cooling channels 7.1. The intermediate wall 5.3 also has other areas that are not directly adjacent to the cooling channels 7.1.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel des Antriebsstranges 1 aus 2 sind die Zwischenwand 5.3 und der Grundkörper 7.4 als separate Bauteile ausgeführt, wobei der Grundkörper 7.4 mit der Zwischenwand 5.3 verbindbar und / oder verbunden ist. Der Grundkörper 7.4 wird in diesem Fall während einer Montage vom Hauptraum 5.1 aus mit der Zwischenwand 5.3 verbunden.In the second embodiment of the drive train 1 from 2 the partition wall 5.3 and the base body 7.4 are designed as separate components, with the base body 7.4 being connectable and/or connected to the partition wall 5.3. In this case, the base body 7.4 is connected to the intermediate wall 5.3 during assembly from the main space 5.1.

In dem dritten Ausführungsbeispiel des Antriebsstranges 1 aus 3 sind das Leistungsmodul 4 und der Hitzeschild 7 als eine gemeinsame Baueinheit ausgeführt. Die Baueinheit aus dem Leistungsmodul 4 und dem Hitzeschild 7 ist in diesem Fall während einer Montage vom Leistungsmodulraum 5.2 aus in das Gehäuse 5 einsetzbar, wobei der Hitzeschild 7 durch eine dann in der Zwischenwand 5.3 ausgebildete Öffnung hindurchgeführt wird. Zwischen der Zwischenwand 5.3 und der Baueinheit aus dem Leistungsmodul 4 und dem Hitzeschild 7 erfolgt dann eine geeignete Abdichtung.In the third embodiment of the drive train 1 from 3 the power module 4 and the heat shield 7 are designed as a common structural unit. In this case, the structural unit consisting of the power module 4 and the heat shield 7 can be inserted into the housing 5 during assembly from the power module space 5.2, with the heat shield 7 being guided through an opening then formed in the intermediate wall 5.3. A suitable seal then takes place between the intermediate wall 5.3 and the structural unit made up of the power module 4 and the heat shield 7 .

Das Gehäuse 5 weist einen Leistungsmoduldeckel 5.4 auf. 6 zeigt in schematischer Darstellung Teile des Antriebsstranges 1, insbesondere des Leistungsmoduldeckels 5.4, gemäß des ersten Ausführungsbeispiels des Antriebsstranges 1 für ein Kraftfahrzeug in einer dreidimensionalen Ansicht. Im Gegensatz zu den 4 und 5 ist das Gehäuse 5 in 6 um ca. 90° gedreht dargestellt. Der Leistungsmoduldeckel 5.4 ist zur Ausbildung des Leistungsmodulraumes 5.2 mit dem Gehäuse 5 verbindbar und / oder verbunden. Eine zweite Wärmeübergangsfläche 7.8 ist an einer dem Leistungsmodulraum 5.3 zugewandten Seite des Hitzeschildes 7 ausgebildet. Insbesondere ist die zweite Wärmeübergangsfläche 7.8 mittels einer Wärmeleitfolie ausgebildet.The housing 5 has a power module cover 5.4. 6 shows a schematic representation of parts of the drive train 1, in particular the power module cover 5.4, according to the first exemplary embodiment of the drive train 1 for a motor vehicle in a three-dimensional view. In contrast to the 4 and 5 the case is 5 in 6 shown rotated by approx. 90°. The power module cover 5.4 can be and/or is connected to the housing 5 to form the power module space 5.2. A second heat transfer surface 7.8 is formed on a side of the heat shield 7 facing the power module space 5.3. In particular, the second heat transfer surface 7.8 is formed by means of a thermally conductive foil.

7 zeigt in schematischer Darstellung Teile des Antriebsstranges 1, insbesondere des Leistungsmodulraumes 5.2, gemäß des ersten Ausführungsbeispiels des Antriebsstranges 1 für ein Kraftfahrzeug in einer dreidimensionalen Ansicht, wobei im Gegensatz zu 6 weder der Leistungsmoduldeckel 5.4 noch das Leistungsmodul 4 selbst dargestellt ist, so dass die Ausprägung der zweiten Wärmeübergangsfläche 7.8 besonders gut erkennbar ist. 7 shows a schematic representation of parts of the drive train 1, in particular the power module space 5.2, according to the first embodiment of the drive train 1 for a motor vehicle in a three-dimensional view, wherein in contrast to 6 Neither the power module cover 5.4 nor the power module 4 itself is shown, so that the shape of the second heat transfer surface 7.8 can be seen particularly well.

Mittels einer Wärmeleitfolie sind Zwischenräume zwischen bestimmten Bauteilen des Leistungsmoduls 4 und dem Hitzeschild 7 ausfüllbar und / oder vermeidbar. So ist ein besserer Wärmeübergang zwischen dem Leistungsmodul 4 und dem Hitzeschild 7 erreichbar. Mittels der Wärmeleitfolie sind Unebenheiten des Leistungsmodules 4 und / oder des Hitzeschildes 7 ausgleichbar.Spaces between specific components of the power module 4 and the heat shield 7 can be filled and/or avoided by means of a thermally conductive film. A better heat transfer between the power module 4 and the heat shield 7 can thus be achieved. Unevenness of the power module 4 and/or the heat shield 7 can be compensated for by means of the thermally conductive foil.

Die Elektromaschine 2, das Leistungsmodul 4 und der Hitzeschild 7 sind jeweils Teil eines Kühlfluid-Kreislaufes 8. Zunächst sind zu kühlende Bereiche des Leistungsmoduls 4, anschließend der Hitzeschild 7 und anschließend zu kühlende Bereiche der Elektromaschine 2, insbesondere zu kühlende Bereiche eines Stators 2.1 der Elektromaschine 2, sequentiell nacheinander von dem Kühlfluid 6 durchströmbar.The electric machine 2, the power module 4 and the heat shield 7 are each part of a cooling fluid circuit 8. First, areas of the power module 4 to be cooled, then the heat shield 7 and then areas of the electric machine 2 to be cooled, in particular areas of a stator 2.1 to be cooled Electrical machine 2, through which the cooling fluid 6 can flow sequentially one after the other.

Alternativ sind das Leistungsmodul, zumindest ein Verteilerstück, die Elektromaschine, und der Hitzeschild jeweils Teil eines Kühlfluid-Kreislaufes. Zunächst sind zu kühlende Bereiche des Leistungsmoduls von dem Kühlfluid durchströmbar. Anschließend ist das Verteilerstück von dem Kühlfluid durchströmbar. Das Kühlfluid ist von dem Verteilerstück sowohl den zu kühlenden Bereichen der Elektromaschine, insbesondere den zu kühlenden Bereichen eines Stators der Elektromaschine, wie auch dem Hitzeschild zuführbar. Insbesondere sind zu kühlende Bereiche der Elektromaschine, insbesondere zu kühlende Bereiche eines Stators der Elektromaschine, und der Hitzeschild - nach dem Durchfluss des Kühlfluids durch das Leistungsmodul - parallel von dem Kühlfluid durchströmbar.Alternatively, the power module, at least one distributor piece, the electric machine, and the heat shield are each part of a cooling fluid circuit. First are areas of the lei to be cooled processing module can be flowed through by the cooling fluid. The cooling fluid can then flow through the distributor piece. The cooling fluid can be fed from the distributor piece both to the areas of the electric machine to be cooled, in particular to the areas of a stator of the electric machine to be cooled, and to the heat shield. In particular, areas of the electric machine to be cooled, in particular areas of a stator of the electric machine to be cooled, and the heat shield—after the cooling fluid has flowed through the power module—can be flowed through in parallel by the cooling fluid.

Der Kühlfluid-Kreislauf 8 weist unter Umständen weitere Bauteile wie z.B. eine Pumpe, ein Reservoir und / oder einen Wärmetauscher auf.The cooling fluid circuit 8 may have other components such as a pump, a reservoir and/or a heat exchanger.

In 8 sind in schematischer Darstellung Teile des Antriebsstranges 1, insbesondere des Getriebes 3, gemäß des ersten Ausführungsbeispiels des Antriebsstranges 1 für ein Kraftfahrzeug in einer dreidimensionalen Ansicht dargestellt.In 8th are shown in a schematic representation of parts of the drive train 1, in particular the transmission 3, according to the first embodiment of the drive train 1 for a motor vehicle in a three-dimensional view.

Die Elektromaschine 2 weist eine Antriebswelle 2.2 auf. Das Getriebe 3 weist mindestens eine Getriebewelle 9 und ein Differential 10 auf. Ein Antriebsritzel 2.3 ist an der Antriebswelle 2.2 angeordnet und / oder ausgebildet. Ein erstes Getriebewellen-Zahnrad 9.1 und ein zweites Getriebewellen-Zahnrad 9.2 ist jeweils an der Getriebewelle 9 angeordnet und / oder ausgebildet. Ein Antriebszahnrad 10.1 ist an dem Differential 10 angeordnet und / oder ausgebildet. Das Antriebsritzel 2.3 steht mit dem ersten Getriebewellen-Zahnrad 9.1 in Eingriff. Das zweite Getriebewellen-Zahnrad 9.2 steht mit dem Antriebszahnrad 10.1 in Eingriff. Ein mittels der Elektromaschine 2 bereitgestelltes Drehmoment ist von der Elektromaschine 2 über die Getriebewelle 9 an das Differential 10 oder ein Drehmoment ist von dem Differential 10 über die Getriebewelle 9 an die Elektromaschine 2 übertragbar.The electric machine 2 has a drive shaft 2.2. The transmission 3 has at least one transmission shaft 9 and a differential 10 . A drive pinion 2.3 is arranged and/or formed on the drive shaft 2.2. A first transmission shaft gear wheel 9.1 and a second transmission shaft gear wheel 9.2 are each arranged and/or formed on the transmission shaft 9. A drive gear 10.1 is arranged on the differential 10 and/or formed. The drive pinion 2.3 meshes with the first transmission shaft gear wheel 9.1. The second transmission shaft gear 9.2 meshes with the drive gear 10.1. A torque provided by the electric machine 2 can be transmitted from the electric machine 2 via the transmission shaft 9 to the differential 10 or a torque can be transmitted from the differential 10 to the electric machine 2 via the transmission shaft 9 .

Andere Ausführungsformen des Getriebes sind denkbar, z.B. könnten weitere Getriebestufen mit entsprechenden Bauteilen vorgesehen sein. Weiterhin ist die Integrationen von zumindest einer Kupplung in den Antriebsstrang 1 denkbar, wobei eine solche Kupplung z.B. zwischen der Elektromaschine und dem Getriebe anordnenbar und / oder ausbildbar ist. Die Zwischenwand 5.3 weist insbesondere jeweils eine Lageraufnahme für die Getriebewelle 9 und für das Differential 10 auf. Der Deckel 7.5 ist insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse der Getriebewelle 9 angeordnet.Other embodiments of the transmission are conceivable, e.g. further transmission stages with corresponding components could be provided. Furthermore, the integration of at least one clutch into the drive train 1 is conceivable, such a clutch being able to be arranged and/or formed between the electric machine and the transmission, for example. The intermediate wall 5.3 has, in particular, a bearing mount for the gear shaft 9 and for the differential 10 in each case. The cover 7.5 is in particular arranged essentially perpendicularly to an axis of rotation of the transmission shaft 9.

Der Hitzeschild 7 weist eine Aussparung 7.9 auf. Das zweite Getriebewellen-Zahnrad 9.2 ist zumindest teilweise im Bereich der Aussparung 7.9 angeordnet, so dass das zweite Getriebewellen-Zahnrad 9.2 zumindest teilweise in einer senkrecht zu der Drehachse der Getriebewelle 9 und durch den Hitzeschild 7 verlaufenden Ebene angeordnet ist. Hierdurch wird eine noch kompaktere Bauweise realisiert.The heat shield 7 has a recess 7.9. The second gear wheel 9.2 is at least partially arranged in the area of the recess 7.9, so that the second gear wheel 9.2 is at least partially arranged in a plane running perpendicular to the axis of rotation of the gear shaft 9 and through the heat shield 7. This results in an even more compact design.

Zwischen dem Hitzeschild 7 und dem zweiten Getriebewellen-Zahnrad 9.2 ist ein Spalt ausgebildet. Die Aussparung 7.9 ist zumindest teilweise teilzylindrisch ausgeführt, so dass der Spalt im Wesentlichen, d.h. über einen bestimmten Winkelbereich des zweiten Getriebewellen-Zahnrades 9.2, einen konstanten Wert aufweist, wobei der Wert des Spaltes zwischen dem Hitzeschild 7 und einem Kopfkreisdurchmesser des zweiten Getriebewellen-Zahnrades 9.2 messbar ist.A gap is formed between the heat shield 7 and the second transmission shaft gear wheel 9.2. The recess 7.9 is at least partially partially cylindrical, so that the gap essentially has a constant value, i.e. over a specific angular range of the second transmission shaft gear wheel 9.2, the value of the gap between the heat shield 7 and an addendum circle diameter of the second transmission shaft gear wheel 9.2 is measurable.

BezugszeichenlisteReference List

11
Antriebsstrangpowertrain
22
Elektromaschineelectric machine
2.12.1
Statorstator
2.22.2
Antriebswelledrive shaft
2.32.3
Antriebsritzeldrive pinion
33
Getriebetransmission
44
Leistungsmodulpower module
55
GehäuseHousing
5.15.1
Hauptraummain room
5.25.2
Leistungsmodulraumpower module room
5.35.3
Zwischenwandpartition
5.45.4
Leistungsmoduldeckelpower module cover
66
Kühlfluidcooling fluid
77
Hitzeschildheat shield
7.17.1
Kühlkanälecooling channels
7.27.2
Einlassinlet
7.37.3
Auslassoutlet
7.47.4
Grundkörperbody
7.57.5
DeckelLid
7.67.6
Schraubverbindungscrew connection
7.77.7
erste Wärmeübergangsflächefirst heat transfer surface
7.87.8
zweite Wärmeübergangsflächesecond heat transfer surface
7.97.9
Aussparungrecess
88th
Kühlfluid-Kreislaufcooling fluid circuit
99
Getriebewellegear shaft
9.19.1
erstes Getriebewellen-Zahnradfirst transmission shaft gear
9.29.2
zweites Getriebewellen-Zahnradsecond transmission shaft gear
1010
Differentialdifferential
10.110.1
Antriebszahnrad drive gear
PWRPWR
PulswechselrichtermodulPWM inverter module

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • CN 113212134 A [0002]CN 113212134A [0002]
  • US 10644571 B2 [0003, 0004]US 10644571 B2 [0003, 0004]

Claims (10)

Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Elektromaschine (2), mit mindestens einem Getriebe (3), mit mindestens einem Leistungsmodul (4), insbesondere einem Pulswechselrichtermodul (PWR), und mit mindestens einem Gehäuse (5), wobei, insbesondere mittels eines Akkumulators bereitgestellte, elektrische Energie mittels des Leistungsmoduls (4) an die Elektromaschine (2) zum Antrieb der Elektromaschine (2) übertragbar ist oder wobei mittels der Elektromaschine (2) generierte, elektrische Energie mittels des Leistungsmoduls (4), insbesondere an einen Akkumulator, übertragbar ist, wobei ein mittels der Elektromaschine (2) bereitgestelltes Drehmoment von der Elektromaschine (2) an das Getriebe (3) übertragbar ist oder wobei ein Drehmoment von dem Getriebe (3) an die Elektromaschine (2) übertragbar ist, wobei die Elektromaschine (2), das Getriebe (3) und das Leistungsmodul (4) im Wesentlichen innerhalb des Gehäuses (5) angeordnet sind, wobei das Getriebe (3) räumlich zwischen der Elektromaschine (2) und dem Leistungsmodul (4) angeordnet ist, und wobei das Leistungsmodul (4) mittels eines Kühlfluids (6) kühlbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) einen Hauptraum (5.1) und einen Leistungsmodulraum (5.2) aufweist, wobei die Elektromaschine (2) und / oder das Getriebe (3) innerhalb des Hauptraums (5.1) angeordnet und / oder ausgebildet sind, wobei das Leistungsmodul (4) innerhalb des Leistungsmodulraums (5.2) angeordnet und / oder ausgebildet ist, und wobei ein Hitzeschild (7) zur Kühlung des Leistungsmoduls (4) und zur Kühlung des Getriebes (3) funktionstechnisch wirksam zwischen dem Hauptraum (5.1) und dem Leistungsmodulraum (5.2) ausgebildet ist.Drive train (1) for a motor vehicle with at least one electric machine (2), with at least one transmission (3), with at least one power module (4), in particular a pulse-controlled inverter module (PWR), and with at least one housing (5), wherein, in particular electrical energy provided by means of an accumulator can be transmitted by means of the power module (4) to the electric machine (2) for driving the electric machine (2), or electrical energy generated by means of the electric machine (2) can be transmitted by means of the power module (4), in particular to a Accumulator, is transferable, wherein a torque provided by the electric machine (2) can be transferred from the electric machine (2) to the transmission (3) or wherein a torque can be transferred from the transmission (3) to the electric machine (2), wherein the The electric machine (2), the transmission (3) and the power module (4) are arranged essentially within the housing (5), the transmission (3) being arranged spatially between the electric machine (2) and the power module (4), and wherein the power module (4) can be cooled by means of a cooling fluid (6), characterized in that the housing (5) has a main space (5.1) and a power module space (5.2), the electric machine (2) and/or the transmission (3 ) are arranged and/or formed within the main space (5.1), the power module (4) being arranged and/or formed within the power module space (5.2), and a heat shield (7) for cooling the power module (4) and for cooling of the transmission (3) is functionally effective between the main space (5.1) and the power module space (5.2). Antriebsstrang (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hitzeschild (7) Kühlkanäle (7.1) angeordnet und / oder ausgebildet sind, wobei der Hitzeschild (7) einen Einlass (7.2) und einen Auslass (7.3) aufweist, wobei die Kühlkanäle (7.1) von dem Kühlfluid (6) durchströmbar sind, wobei das Kühlfluid (6) über den Einlass (7.2) dem Hitzeschild (7) zuführbar ist, und wobei das Kühlfluid (6) nach einer Durchströmung der Kühlkanäle (7.1) über den Auslass (7.3) aus dem Hitzeschild (7) abführbar ist.Drive train (1) after claim 1 , characterized in that cooling channels (7.1) are arranged and/or formed in the heat shield (7), the heat shield (7) having an inlet (7.2) and an outlet (7.3), the cooling channels (7.1) being supplied by the cooling fluid (6) can be flown through, the cooling fluid (6) being able to be fed to the heat shield (7) via the inlet (7.2), and the cooling fluid (6) coming out of the heat shield after flowing through the cooling channels (7.1) via the outlet (7.3). (7) can be discharged. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hitzeschild (7) einen Grundkörper (7.4) und einen Deckel (7.5) aufweist, wobei der Grundkörper (7.4) und der Deckel (7.5), insbesondere mittels einer Schraubverbindung (7.6), miteinander verbindbar und / oder verbunden sind, wobei die Kühlkanäle (7.1) mittels des Grundkörpers (7.4) und des Deckels (7.5) ausgebildet sind, wobei der Deckel (7.5) vom Hauptraum (5.1) aus mit dem Grundkörper (7.4) verbindbar ist, insbesondere wobei eine erste Wärmeübergangsfläche (7.7) an dem Deckel (7.5) ausgebildet ist.Drive train (1) after claim 2 , characterized in that the heat shield (7) has a base body (7.4) and a cover (7.5), the base body (7.4) and the cover (7.5) being connectable and/or connected to one another, in particular by means of a screw connection (7.6). are, wherein the cooling channels (7.1) are formed by means of the base body (7.4) and the cover (7.5), wherein the cover (7.5) can be connected to the base body (7.4) from the main chamber (5.1), in particular wherein a first heat transfer surface ( 7.7) is formed on the cover (7.5). Antriebsstrang (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hitzeschild (7) zumindest teilweise in den Hauptraum (5.1) hineinragt.Drive train (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat shield (7) projects at least partially into the main space (5.1). Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) eine Zwischenwand (5.3) aufweist, wobei der Leistungsmodulraum (5.2) und der Hauptraum (5.1) zumindest teilweise an einander gegenüberliegenden Seiten der Zwischenwand (5.3) innerhalb des Gehäuses (5) ausgebildet sind, und wobei die Zwischenwand (5.3) zumindest teilweise den Grundkörper (7.4) des Hitzeschildes (7) bildet.Drive train (1) according to one of claims 3 or 4 , characterized in that the housing (5) has an intermediate wall (5.3), the power module space (5.2) and the main space (5.1) being formed at least partially on opposite sides of the intermediate wall (5.3) within the housing (5), and the intermediate wall (5.3) at least partially forming the base body (7.4) of the heat shield (7). Antriebsstrang (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) einen Leistungsmoduldeckel (5.4) aufweist, wobei der Leistungsmoduldeckel (5.4) zur Ausbildung des Leistungsmodulraums (5.2) mit dem Gehäuse (5) verbindbar und / oder verbunden ist, wobei eine zweite Wärmeübergangsfläche (7.8) an einer dem Leistungsmodulraum (5.2) zugewandten Seite des Hitzeschildes (7) ausgebildet ist, insbesondere wobei die zweite Wärmeübergangsfläche (7.8) mittels einer Wärmeleitfolie ausgebildet ist.Drive train (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (5) has a power module cover (5.4), the power module cover (5.4) being connectable and/or connected to the housing (5) to form the power module space (5.2). wherein a second heat transfer surface (7.8) is formed on a side of the heat shield (7) facing the power module space (5.2), in particular wherein the second heat transfer surface (7.8) is formed by means of a thermally conductive foil. Antriebsstrang (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (2), das Leistungsmodul (4) und der Hitzeschild (7) jeweils Teil eines Kühlfluid-Kreislaufes (8) sind, wobei zunächst zu kühlende Bereiche des Leistungsmoduls (4), anschließend der Hitzeschild (7) und anschließend zu kühlende Bereiche der Elektromaschine (2), insbesondere zu kühlende Bereiche eines Stators (2.1) der Elektromaschine (2), sequentiell nacheinander von dem Kühlfluid (6) durchströmbar sind.Drive train (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine (2), the power module (4) and the heat shield (7) are each part of a cooling fluid circuit (8), with areas of the power module ( 4), then the heat shield (7) and then areas of the electric machine (2) to be cooled, in particular areas of a stator (2.1) of the electric machine (2) to be cooled, through which the cooling fluid (6) can flow sequentially one after the other. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsmodul, zumindest ein Verteilerstück, die Elektromaschine, und der Hitzeschild jeweils Teil eines Kühlfluid-Kreislaufes sind, wobei zunächst zu kühlende Bereiche des Leistungsmoduls von dem Kühlfluid durchströmbar sind, wobei anschließend das Verteilerstück von dem Kühlfluid durchströmbar ist, wobei das Kühlfluid von dem Verteilerstück sowohl den zu kühlenden Bereichen der Elektromaschine, insbesondere den zu kühlenden Bereichen eines Stators der Elektromaschine, wie auch dem Hitzeschild zuführbar ist, insbesondere so dass zu kühlende Bereiche der Elektromaschine, insbesondere zu kühlende Bereiche eines Stators der Elektromaschine, und der Hitzeschild - nach dem Durchfluss des Kühlfluids durch das Leistungsmodul - parallel von dem Kühlfluid durchströmbar sind.Powertrain according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the power module, at least one distributor piece, the electric machine, and the heat shield are each part of a cooling fluid circuit, wherein areas of the power module that are to be cooled can initially be flowed through by the cooling fluid, with the cooling fluid then being able to flow through the distributor piece, wherein the cooling fluid can be fed from the distributor piece both to the areas of the electric machine to be cooled, in particular to the areas of a stator of the electric machine to be cooled, and to the heat shield, in particular so that areas of the electric machine to be cooled, in particular areas of a stator of the electric machine to be cooled, and the Heat shield - after the flow of the cooling fluid through the power module - can be flowed through in parallel by the cooling fluid. Antriebsstrang (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschine (2) eine Antriebswelle (2.2) aufweist, wobei das Getriebe (3) mindestens eine Getriebewelle (9) und ein Differential (10) aufweist, wobei ein Antriebsritzel (2.3) an der Antriebswelle (2.2) angeordnet und / oder ausgebildet ist, wobei ein erstes Getriebewellen-Zahnrad (9.1) und ein zweites Getriebewellen-Zahnrad (9.2) jeweils an der Getriebewelle (9) angeordnet und / oder ausgebildet ist, wobei ein Antriebszahnrad (10.1) an dem Differential (10) angeordnet und / oder ausgebildet ist, wobei das Antriebsritzel (2.3) mit dem ersten Getriebewellen-Zahnrad (9.1) in Eingriff steht, wobei das zweite Getriebewellen-Zahnrad (9.2) mit dem Antriebszahnrad (10.1) in Eingriff steht, wobei ein mittels der Elektromaschine (2) bereitgestelltes Drehmoment von der Elektromaschine (2) über die Getriebewelle (9) an das Differential (10) oder wobei ein Drehmoment von dem Differential (10) über die Getriebewelle (9) an die Elektromaschine (2) übertragbar ist.Drive train (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine (2) has a drive shaft (2.2), the transmission (3) having at least one transmission shaft (9) and a differential (10), a drive pinion ( 2.3) is arranged and/or formed on the drive shaft (2.2), with a first gear shaft gear (9.1) and a second gear shaft gear (9.2) each being arranged and/or formed on the gear shaft (9), with a drive gear wheel (10.1) is arranged and/or formed on the differential (10), the drive pinion (2.3) meshing with the first transmission shaft gear wheel (9.1), the second transmission shaft gear wheel (9.2) being connected to the drive gear wheel (10.1) is engaged, with a torque provided by the electric machine (2) from the electric machine (2) via the gear shaft (9) to the differential (10) or with a torque from the differential (10) via the gear shaft (9) to the Electric machine (2) is transferrable. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hitzeschild (7) eine Aussparung (7.9) aufweist, wobei das zweite Getriebewellen-Zahnrad (9.2) zumindest teilweise im Bereich der Aussparung (7.9) angeordnet ist, so dass das zweite Getriebewellen-Zahnrad (9.2) zumindest teilweise in einer senkrecht zu einer Drehachse der Getriebewelle (9) und durch den Hitzeschild (7) verlaufenden Ebene angeordnet ist.Drive train (1) after claim 9 , characterized in that the heat shield (7) has a recess (7.9), the second transmission shaft gear (9.2) being arranged at least partially in the region of the recess (7.9), so that the second transmission shaft gear (9.2) at least partially is arranged in a plane running perpendicular to an axis of rotation of the transmission shaft (9) and through the heat shield (7).
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