具有冷却机构的电驱动装置的制作方法

本发明涉及一种用于驱动机动车的具有电机和变速器的电驱动装置。

背景技术：

1、与电驱动器相关的中心主题是热性能。不仅所述电机而且所述变速器都产生热，所述热必须被排出，以便避免不容许地高的温度并且由此保证长的使用寿命。在此，电驱动系统必须持久地经得住不同的行驶条件。这也适用于特殊的行驶情况、像比如适用于具有对越野车来说典型的运行角度的较长的上坡并且适用于高速行驶情况。

2、向变速器的所有转动的构件供给润滑介质经常变成挑战。必须设定足够的油位，以便保证在轴和轴承上进行良好的润滑和冷却。同时，应该在运行时防止搅油损失。

3、由wo 2012/086694 a1已知一种具有电机、逆变器、变速器装置和冷却系统的驱动单元。与所述逆变器热耦合的第一壳体元件具有第一组热交换面并且与所述电机热耦合的第二壳体元件具有第二组热交换面。所述第一组和第二组热交换面分别伸到通过冷却剂来冷却的内部空间中。所述变速器具有提高的油底壳，该油底壳由同一个油泵来供给，所述油泵使油在电机中循环，其中所述提高的油底壳通过重力向变速器内部的所选的表面供油。

4、由wo 2020/069744 a1已知用于驱动机动车的电驱动器，该电驱动器具有壳体装置、电机、行星单元和功率分支单元。所述壳体装置具有马达壳体件、变速器壳体件和带有间壁的中间壳体件，所述间壁将马达室和变速器室在空间上彼此隔开。所述中间壳体件具有延伸到马达壳体件中的马达侧的护套区段和延伸到变速器壳体件中的变速器侧的护套区段。在所述马达侧的护套区段的外表面与所述马达壳体件的内表面之间形成了得到用于穿流的冷却剂的密封的空腔。

5、由us11 005 326 b2已知一种用于驱动机动车的电驱动单元。所述驱动单元包括带有底部区段的壳体，所述底部区段将所述壳体分成上室和下室。所述底部区段具有稍带长形的排出口、排出孔和与油泵连接的油输送口。在所述下室中存在电机，该电机具有直接布置在排出口的下面的电线。在所述壳体上，在所述上室上紧固有遮盖件，该遮盖件具有冷却通道装置，所述冷却通道装置与盖板整体地连接。所述冷却通道装置形成初级的冷却剂通道，该初级的冷却剂通道与油输送口连接并且将油引导至电端子。

技术实现思路

1、本发明的任务是，提出一种具有电机和变速器单元的电驱动器，该电驱动器以小的结构空间也保证了对于定子的可靠的冷却并且由此具有高的效率或者长的使用寿命。

2、为了解决该任务，提出一种用于驱动机动车的电驱动器，该电驱动器包括：多件式的壳体；带有定子和转子的电机，其中所述定子抗扭转地被接纳在壳体中并且具有定子铁芯和绕组，所述绕组的绕组头在两侧在轴向上超过定子铁芯，其中所述转子与转子轴连接，该转子轴以可围绕着旋转轴线转动的方式被支承在壳体中；变速器，该变速器能够由转子轴旋转地驱动；用于将冷却剂分布到绕组头之一上的至少一个流体分布元件，其中所述流体分布元件沿着周向方向并且沿着轴向方向至少部分地覆盖绕组头的上区段并且沿着周向方向具有带坡度的引导结构。被输送给流体分布元件的冷却剂由此能够沿着周向方向来分布并且在多个角位置中相对于旋转轴线在至少30°的周向范围内流到绕组头上。

3、电机和/或变速器通常用冷却剂来冷却或者润滑。作为冷却剂，优选使用流体、尤其是油或含油的液体。只要在本发明的范围内单独地或组合地使用油这个概念，那么这应一同包含每种形式的冷却剂。

4、所述电驱动器的优点是，该电驱动器由于流体分布元件而保证用于所属的绕组头的可靠的上油()。所述冷却由此在利用重力的情况下节省位置空间地并且有效地进行。能够放弃借助于喷嘴或者喷头对绕组头进行的主动上油，因而所需要的结构空间是小的。根据对总冷却方案的特殊要求，所述两个绕组头之一或者两个绕组头能够设有所属的流体分布元件。与此相对应，所有下面针对一个流体分布元件所描述的特征也类似地适用于能够被设置用于对另一绕组头进行冷却的另一流体分布元件。

5、流体分布元件能够在壳体中在轴向上布置在定子铁芯与对置的壳体壁之间。在运行时，由所述壳体中的输送部向所述流体分布元件供给冷却剂。在安装状态中，所述输送部的孔口优选竖直地处于分布元件之上，使得所述冷却剂由于重力而流到流体分布元件上。所述流体分布元件如此构成，使得从所述输送部流入的冷却剂分布在所述绕组头的至少30°的角扇形段的范围内并且流到绕组头上。

6、流体分布元件能够在绕组头的至少一半轴向长度上延伸或者将其遮盖、尤其是遮盖绕组头的至少2/3的轴向长度也或者整个轴向长度。通过这种方式，向所述绕组头的相应大的轴向区段供给冷却油并且对其进行冷却。

7、根据一种实施方式，所述流体分布元件能够具有收集区段和一个或多个分布区段，其中所述收集区段在运行时由油输送部来馈油，并且所述分布区段与所述收集区段流体地连接并且将从所述收集区段中流出的油沿着周向方向并且/或者沿着纵向方向分布。所述收集区段可选能够具有一个或多个径向的贯通口，通过所述贯通口能够用油对所述绕组头的在径向上处于贯通口下面的周向区段进行冷却。

8、在另一种具体方案中，所述收集区段能够布置在当中，分别一个分布区段能够从所述收集区段沿着两个周向方向延伸。在所述收集区段与所述分布区段之间，能够形成溢流孔口，使得处于所述收集区段中的油通过溢出口有针对性地被引导到分布区段中。分布区段能够具有从所述收集区段沿着周向方向延伸的一个或多个通道。在所述通道的端部处，所述油流到处于其下面的或者在径向上处于里面的绕组头上。

9、如果所述流体分布元件在其轴向长度的范围内具有可变的周向延伸度，则特别大的冷却面被遮盖。分布区段相应地在与定子铁芯轴向相邻的位置具有与在轴向上远离定子铁芯的位置不同的周向长度。在一种实施方式中，分布区段能够具有多个沿着周向方向延伸的长度不同的通道。通过这种方式向所述绕组头的相应大的周向扇形段供给冷却油。在一种实施方式中，两个绕组头设有相应的用于进行冷却的油分布元件，所述两个元件能够沿着相同的或者相反的轴向方向加宽。

10、根据一种实施方式，流体分布元件能够如此构造有紧固器件，使得其能够在轴向上安装在所述壳体中。为此，所述流体分布元件能够具有多个紧固区段，所述流体分布元件用所述紧固区段传力锁合地并且/或者形状锁合地被紧固在壳体中的相应的反向相同(gegengleich)的保持区段中。在一种具体方案中，所述流体分布元件能够在轴向上覆盖定子铁芯的侧面与对置的壳体壁之间的轴向的间隙并且/或者在轴向上朝定子铁芯的侧面得到支撑。也能够被称为用于进行冷却剂分布的置入件(einleger)的流体分布元件比如能够由塑料或者板材制成。

11、用于定子冷却的所述油输送部和所述油分布元件是电驱动器的冷却回路或者冷却装置的一部分。所述冷却装置能够具有油底壳、另外的冷却通道以及输送器件，以用于将用于散热并且用于润滑的冷却剂运送给必需的构件并且使其循环。所述电驱动器中的冷却剂的冷却和循环能够主动地并且/或者被动地构成。在被动冷却时，所述冷却剂借助于电驱动器的转动的构件来输送并且在利用重力的情况下循环。在主动冷却时，所述冷却剂通过泵来输送并且循环。混合式冷却能够如此构成，从而不仅主动地借助于泵而且被动地通过转动的构件来输送冷却剂。

12、根据一种实施方式，所述冷却装置能够如此构成，使得循环的冷却剂的至少10％被输送至油分布元件。这能够适用于主动的和/或被动的冷却。如果所述电驱动装置具有仅一个油分布元件，则所述冷却剂的至少10％、尤其至少15％被输送至油分布元件。如果借助于相应的油分布元件对两个绕组头进行冷却，则所述冷却体积流的至少20％、尤其是至少25％能够一起用于对绕组头进行冷却。这种用于绕组头的总冷却流能够被对半地分配到分别一个绕组头上。

13、在所述电机的定子与转子之间形成了缝隙。所述冷却装置优选如此构成，使得所述壳体中的静态的和/或动态的油位处于所述缝隙之下。为了防止所述电机的工作缝隙中的油并且将变速器搅油损失降低到最低限度，优选致力于所述马达壳体室或者变速器壳体室中的低的油位。在一种实施方式中，能够在所述壳体的内部设置与马达壳体室及变速器壳体室分开的储罐。所述也能够被称为储箱的储罐比如能够在旁边与电马达相邻地布置。

14、一种具有储罐的实施方式在与用泵进行的主动冷却的协同作用中是特别有利的。所述储罐在中心壳体中形成用于主动上油的储箱空间，所述储箱空间与电机并且/或者与变速器室分开并且运行时拥有自身的油位。为了在运行中能够恒定地维持分开的冷却剂水平，必须将由液压泵从储箱空间中输送出来的体积流再又返回输送到储箱中。这能够通过带有压力的体积流直接朝储箱中的适当的导回并且/或者通过借助于转动的构件的合适的输送机制产生的无压力的体积流来进行。

15、所述储罐如此布置或者构成，从而在运行时借助于转动的构件将油输送到所述储罐中。在壳体中能够设置油引导结构，以便捕集由转动的构件甩出的油并且将其引导到所述储罐中。在所述储罐中能够布置用于所述泵的吸入孔口。在运行时，所述储罐中的油位处于所述马达壳体室和/或变速器壳体室中的油位之上。通过这个在吸入点之上的提高的油位，在行驶动态的状态、比如倾斜位置和横向加速度中也保证将油可靠地吸入或者输送到液压的上油系统中。所述储罐能够通过侧壁和环绕的法兰状的壁来形成，所述法兰状的壁借助于盖来封闭。所述盖能够具有用于对油进行过滤的过滤元件以及用于与吸入孔口进行流体连接的后置的连接元件。所述储罐盖还能够具有油捕集条，所述油捕集条被构造用于将由泵经由油流入口输送到壳体中的油引导至变速器的啮合区域。

16、所描述的具有储罐以及处于储罐中的吸入孔口的设计方案特别适合于以下装置，在所述装置中由于结构空间限制所述主动上油的吸入孔口不允许相对于电机和/或变速器的转动的组件的明显的高度差。在这里，所述储罐提供以下可行方案，即：用共同的油供给来满足一方面关于电机的工作缝隙以及不期望的搅油损失的要求以及另一方面关于朝上油系统中的稳健的吸入的要求。

17、对于所述电机的控制，能够借助于功率电子装置、比如具有集成的电子调节单元(ecu)的脉冲逆变器来进行。所述也能够被称为换流器的功率电子装置能够是电驱动器的一部分。为此，所述壳体能够具有连接法兰，以便连接换流器。总之，就这样形成一种马达-变速器-换流器-单元。对于所述电机的电流供给能够借助于电池来进行。所述功率电子装置在功能上布置在电池与电机之间。换流器控制并且监控所述电机并且确保动力传动系的符合需求的转矩供给和转速调节。如果所述电机以马达运行模式来工作，则所述换流器向电马达供给来自电池的电流。如果所述电机以发电机运行模式来工作，则所述换流器将电流馈入到电池中。在这个被称为回收的过程中，所述换流器将由电机产生的交流电(ac)转换为直流电(dc)并且就这样给电池充电。在马达运行模式中，所述逆变器将电池的直流电转换为对电马达来说所需要的交流电压。