Titel

Elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug.

Stand der Technik

Elektrische Antriebseinheiten für Kraftfahrzeuge weisen herkömmlicherweise eine elektrische Maschine, eine Leistungselektronik zum Ansteuern der elektrischen Maschine und ein mit der elektrischen Maschine gekoppeltes Getriebe auf.

Ferner weist die elektrische Maschine in der Regel zumindest ein Lagerschild, beispielsweise ein A-Lagerschild oder abtriebsseitiges Lagerschild, auf, welches an einer Motor-Abtriebs-Schnittstelle zwischen der elektrischen Maschine und dem Getriebe angeordnet ist und ein Lager zur Lagerung einer Rotorwelle der elektrischen Maschine aufnimmt.

Ferner weist die elektrische Maschine in der Regel zusätzlich ein B-Lagerschild an einem zu dem A-Lagerschild entgegengesetzten axialen Endabschnitt der elektrischen Maschine auf.

Vorstehend genanntes A-Lagerschild ist ein separates Bauteil, welches zum einen an der elektrischen Maschine und zum anderen am Getriebe befestigt ist.

Die Befestigungsart des A- Lagerschilds ist herkömmlicherweise eine

Schraubverbindung, wobei jeweilige Schrauben durch dafür vorgesehene Wandungen oder Flanschabschnitte des Getriebes und/oder der elektrischen Maschine eingefügt sind. Es besteht somit ein Bedarf, eine verbesserte elektrische Antriebseinheit vorzusehen, im Rahmen welcher eine Anzahl von Komponenten verringert bzw. ein Gewicht gesenkt werden kann und dadurch zum einen ein

Herstellungsverfahren vereinfacht als auch eine Kostenersparnis erzielbar ist.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft eine elektrische Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Maschine, mit einer Leistungselektronik zum Ansteuern der elektrischen Maschine, und mit einem mit der elektrischen Maschine gekoppelten Getriebe, mit zumindest einem Lager zur Lagerung einer Rotorwelle und mit zumindest einem, das Lager aufnehmenden, abtriebsseitigen Lagerschild, wobei das abtriebsseitige Lagerschild an einer Motor-Abtriebs- Schnittstelle angeordnet und mit dem Getriebe integral ausgebildet ist.

Eine Idee der vorliegenden Erfindung ist es, durch die integrale Ausbildung des abtriebsseitigen Lagerschilds bzw. A- Lagerschilds mit dem Getriebe ein herkömmliches A-Lagerschild entfallen zu lassen.

Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Kostenersparnis aufgrund einer Verringerung der Komponenten, d.h. des A- Lagerschilds und der erforderlichen Verschraubung an der elektrischen Maschine und am Getriebe.

Zum anderen kann durch den Entfall des herkömmlichen A- Lagerschilds zusätzlicher Bauraum geschaffen werden, welcher entweder eine Vergrößerung der Aktivteile von Rotor und Stator der elektrischen Maschine und somit eine Mehrleistung der elektrischen Maschine bewirken kann oder alternativ eine Verkleinerung der elektrischen Antriebseinheit bei gleicher Leistung ermöglicht, da ein für die Verschraubung des herkömmlichen A- Lagerschilds erforderlicher Bauraum in vorteilhafter Weise entfällt.

Des Weiteren ist das Getriebe somit eine komplette prüfbare Baugruppe. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das

abtriebsseitige Lagerschild integral mit einem Getriebegehäuse des Getriebes ausgebildet ist. Somit kann in vorteilhafter weise eine Reduzierung der

Komponenten der elektrischen Antriebseinheit erzielt und zum anderen eine verbesserte Befestigbarkeit der elektrischen Maschine am Getriebe erreicht werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine durch eine Mehrzahl von Verbindungselementen mit dem Getriebe verbunden ist. Somit kann vorzugsweise eine direkte Verbindung der elektrischen Maschine mit dem Getriebe bereitgestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von Verbindungselementen an einem, zu der Motor-Abtriebs- Schnittstelle entgegengesetzt angeordneten axialen Endabschnitt der

elektrischen Maschine in ein Gehäuse der elektrischen Maschine eingefügt sind.

Somit sind die Mehrzahl von Verbindungselementen innerhalb des Gehäuses der elektrischen Maschine angeordnet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mehrzahl von Verbindungselementen durch Zuganker ausgebildet sind, wobei ein Außengewinde des jeweiligen Zugankers mit einem Innengewinde des Getriebes, insbesondere des Getriebegehäuses, verschraubt ist.

Die Verwendung von Zugankern ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache und sichere Verbindung von elektrischer Maschine und Getriebe.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine ein durch das abtriebsseitige Lagerschild aufgenommenes erstes Lager und ein durch das Gehäuse oder ein B-Lagerschild der elektrischen Maschine aufgenommenes zweites Lager aufweist, und wobei das Getriebe ein drittes Lager zum Lagern einer mit der Rotorwelle kraftschlüssig verbundenen Getriebewelle aufweist. Aufgrund der Aufnahme des ersten Lagers in bzw. durch das abtriebsseitige Lagerschild kann gegenüber dem herkömmlichen A- Lagerschild eine Bauraumersparnis erzielt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Getriebe ein viertes Lager zum Lagern der mit der Rotorwelle kraftschlüssig verbundenen Getriebewelle aufweist, wobei das dritte Lager an einem axialen Endabschnitt der Getriebewelle und das vierte Lager benachbart zu einem Verbindungsabschnitt der Getriebewelle zur Rotorwelle angeordnet ist.

Somit kann die Getriebewelle in vorteilhafter Weise gegenüber einem Vorsehen lediglich eines Getriebelagers verbessert gelagert werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Kühlmittelkanal der elektrischen Antriebseinheit in einem Gehäuse der elektrischen Maschine, insbesondere in einem Stator der elektrischen Maschine, angeordnet ist, und wobei der Kühlmittelkanal zumindest abschnittsweise in dem Getriebegehäuse angeordnet ist.

Aufgrund der zumindest abschnittsweisen Anordnung des Kühlmittelkanals ebenfalls in dem Getriebegehäuse kann in vorteilhafter Weise eine verbesserte, d.h. aktive Kühlung des Getriebes durch den Kühlmittelkanal erreicht werden gegenüber einer herkömmlicherweise lediglich passiven Kühlung des Getriebes über die elektrische Maschine bzw. den in der elektrischen Maschine

vorgesehenen Kühlmittelkanal.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kühlmittelkanal um die elektrische Maschine und zumindest abschnittsweise das Getriebe umlaufend, insbesondere mäanderförmig, angeordnet ist. Somit kann in vorteilhafter Weise eine möglichst große Kühloberfläche erreicht werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Kühlmittelauslass der elektrischen Maschine am Getriebe, insbesondere an einem zur Leistungselektronik benachbarten Abschnitt des Getriebes, angeordnet ist. Das Vorsehen des Kühlmittelauslasses am Getriebe bewirkt in vorteilhafter Weise ebenfalls eine Bauraumersparnis gegenüber einer herkömmlichen Anordnung des Kühlmittelauslasses im Bereich des separaten A- Lagerschilds.

Dadurch kann eine kompaktere Anordnung der elektrischen Maschine bzw. eine Vergrößerung des Bauraums der elektrischen Maschine erreicht werden.

Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.

Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der

Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen

Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung.

Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer elektrischen Antriebseinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der elektrischen Antriebseinheit

gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und Fig. 3 eine weitere schematische Darstellung der elektrischen

Antriebseinheit gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile oder Komponenten, soweit nichts

Gegenteiliges angegeben ist.

Fig. 1 zeigt eine Längsschnittansicht einer elektrischen Antriebseinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Die elektrische Antriebseinheit 10 für das Kraftfahrzeug weist eine elektrische Maschine 12, eine Leistungselektronik 14 zum Ansteuern der elektrischen Maschine 12 und ein mit der elektrischen Maschine 12 gekoppeltes Getriebe 16 auf.

Ferner weist die elektrische Antriebseinheit 10 ein erstes Lager 18 zur Lagerung einer Rotorwelle 20 der elektrischen Maschine 12 und ein das Lager 18 aufnehmendes, abtriebsseitiges Lagerschild 22 auf. Das abtriebsseitige

Lagerschild 22 ist an einer Motor-Abtriebs-Schnittstelle 24 angeordnet und mit dem Getriebe 16 integral ausgebildet.

Das abtriebsseitige Lagerschild 22 ist hierbei mit einem Getriebegehäuse 16a des Getriebes 16 integral ausgebildet.

Die elektrische Maschine 12 weist somit das durch das abtriebsseitige

Lagerschild 22 aufgenommene erste Lager 18 und ein durch ein B-Lagerschild 28 der elektrischen Maschine 12 aufgenommenes zweites Lager 30 auf.

Alternativ kann das zweite Lager 30 beispielsweise durch das Gehäuse 12b der elektrischen Maschine 12 aufgenommen werden.

Das Getriebe 16 weist ferner ein drittes Lager 32 zum Lagern einer mit der Rotorwelle 20 der elektrischen Maschine 12 kraftschlüssig verbundenen

Getriebewelle 34 des Getriebes 16 auf. Das Getriebe 16 weist darüber hinaus ein viertes Lager 36 zum Lagern der mit der Rotorwelle 20 der elektrischen Maschine 12 kraftschlüssig verbundenen Getriebewelle 34 auf.

Das dritte Lager 32 ist hierbei an einem axialen Endabschnitt 34a der

Getriebewelle 34 und das vierte Lager 36 benachbart zu einem

Verbindungsabschnitt 38 der Getriebewelle 34 zur Rotorwelle 20 angeordnet.

Ferner ist ein Kühlmittelkanal 40 der elektrischen Antriebseinheit 10 in einem Gehäuse 12b der elektrischen Maschine 12, insbesondere in einem Stator 12c der elektrischen Maschine 12, angeordnet. Darüber hinaus ist der

Kühlmittelkanal 40 zumindest abschnittsweise in dem Getriebegehäuse 16a im Bereich der Motor-Abtriebs-Schnittstelle 24 angeordnet.

Der Kühlmittelkanal 40 ist hierbei um die elektrische Maschine 12 und zumindest abschnittsweise das Getriebe 16 umlaufend, insbesondere mäanderförmig, angeordnet.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung der elektrischen Antriebseinheit gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Die elektrische Maschine 12 ist durch eine Mehrzahl von Verbindungselementen 26 mit dem Getriebe 16 verbunden.

Die Mehrzahl der Verbindungselemente 26 sind an einem, zu der Motor-Abtriebs- Schnittstelle 24 entgegengesetzt angeordneten axialen Endabschnitt 12a der elektrischen Maschine 12 in ein Gehäuse 12b der elektrischen Maschine 12 eingefügt.

Ferner sind die Mehrzahl von Verbindungselementen 26 durch Zuganker ausgebildet. Ein (in Fig. 2 nicht dargestelltes) Außengewinde des jeweiligen Zugankers ist hierbei mit einem Innengewinde des Getriebes 16, insbesondere des Getriebegehäuses 16a, verschraubt. Alternativ kann beispielsweise ein anderes geeignetes Verbindungselement wie z.B. Schrauben, Gewindebolzen etc. verwendet werden.

Ein Kühlmittelauslass 42 der elektrischen Maschine 12 ist am Getriebe 16, insbesondere an einem zur Leistungselektronik 14 benachbarten Abschnitt des Getriebes 16 angeordnet. Alternativ kann der Kühlmittelauslass 42

beispielsweise an einem anderen Abschnitt des Getriebes angeordnet sein.

Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Darstellung der elektrischen

Antriebseinheit gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

In der vorliegenden Darstellung ist die elektrische Antriebseinheit mit Sicht auf das B-Lagerschild 28 dargestellt. Hierdurch sind jeweilige Endabschnitte der Mehrzahl von Verbindungselementen 26 sichtbar.

In der vorliegenden Ausführungsform sind die Mehrzahl von

Verbindungselementen 26 in jeweilige Kragen- bzw. Flanschabschnitte des Gehäuses 12b der elektrischen Maschine 12 im Bereich des axialen

Endabschnitts 12a der elektrischen Maschine 12 eingefügt.

Die Mehrzahl von Verbindungselementen 26 verlaufen verzugsweise innerhalb des Getriebegehäuses 12b der elektrischen Maschine 12.

Alternativ können die Mehrzahl von Verbindungselementen 26 beispielsweise an einer Außenoberfläche des Gehäuses 12b der elektrischen Maschine in

Axialrichtung der elektrischen Maschine angeordnet sein bzw. verlaufen.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

Beispielsweise können eine Form, Abmessung und/oder eine Beschaffenheit der Komponenten der elektrischen Antriebseinheit 10 abgeändert werden.