电动驱动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电动驱动系统，尤其用于车辆的电动驱动系统，其包括电动马达(1)和能量供给装置(6)，其中，所述能量供给装置(6)以在径向外部贴靠在电动马达(1)上的方式并且沿环周方向围绕电动马达(1)地设置，尤其在360度角延伸上设置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动驱动系统
本专利技术涉及一种电动驱动系统、尤其用于车辆的电动驱动系统，其包括电动马达和能量供给装置，尤其包括脉冲逆变器和功率电子设备。
技术介绍
这种类型的目前的驱动系统在能量供给装置的区域中通常包括能量储存单体、例如电池，对此尤其理解为尤其可再次充电类型的那些能量储存单体，例如锂聚合物蓄电池。附加地通常在这样的驱动系统中设有脉冲逆变器。在这种情况下，能量储存单体具有下述目的：提供或者在充电期间储存需要用于运行驱动系统、尤其用于车辆行驶的能量。脉冲逆变器将由电池提供的直流电压转换为三相交流电压，然后借助三相交流电压将电动马达、例如同步或异步电机经由功率电子设备运行，所述功率电子设备承担对定子绕组的操控。能量储存单体、脉冲逆变器和功率电子设备在这种情况下通常彼此独立地制造并且形成独立的经由电缆束相互连接的单元。在这种情况下，在系统布设时始终要在系统中流动电流的大小和电压电平之间找到适宜的折中方案。对于具有例如100kW功率的驱动系统，电池要么设计成具有100V的直流电压和约1000A的输出电流，要么设计成具有更高的电压和相应更低的电流。例如，在当今的电动车应用领域中，目前普遍使用约400V-600V的电压电平，这引起在数百安培范围内的电流。低电压和高电流在至今为止的驱动系统中不能有意义地实现，因为引导电流的电缆和马达绕组的横截面在这种情况下必须大幅增加，这将引起车辆重量和成本的增高。>400V类型的电压电平在至今为止的现有技术中还引起关于这样的系统的电安全性方面较大的要求并且带来关于车辆底盘各个部件的绝缘和相应的绝缘监控方面的显著耗费。仅对于<60V的电压才能参考VDE标准减小所述耗费。然而，由于待跨接的路段和对此所需的线路横截面而不能对然而在此所需的明显增大的电流进行经济的处理。在此，在设计用于车辆的电力或混合动力驱动装置时的一个重要标准是在体积方面的能量密度或功率密度，意即电力传动系关于能量含量方面(所述能量含量是用于车辆的续驶里程的量度)或关于传动系重量方面的体积。
技术实现思路
在上述阐述的背景下，本专利技术的目的是，尽可能紧凑地制造这样的电力驱动装置(意即具有最小体积)，进而提供一种驱动系统，所述驱动系统减小在能量供给装置和被驱动的电动马达之间的待跨接的距离。此外，本专利技术的目的也优选是，提供一种驱动系统，所述驱动系统提供在能量供给装置方面的冗余，并且更优选能够被以与当今典型的电压电平相比明显减小的电压来驱动，尤其以小于等于60伏特的相电压来驱动，以便将绝缘要求最小化，并且因此同样将在各个子部件之间所需的间距最小化，进而最终也将成本最小化。所述目的根据本专利技术如下实现：能量供给装置以在径向外部贴靠在电动马达上的方式并且沿环周方向围绕电动马达地设置。能量供给装置的或容纳所述能量供给装置的壳体的延伸不必强制性地在360度环周角上进行，然而优选这样进行建议，从而在该情况下由能量供给装置全面包围电动马达。本专利技术的主要构思是，使能量供给装置在空间上尽可能近地靠近电动马达。通过该布置，在径向外部在电动马达上、尤其因此在其靠外的壳体周面上，所述能量供给装置(除了可能的表面轮廓部/结构化部以外)通常柱形地构成，必要时还存在下述必要性，除了内部的电流路径，来自能量供给装置的能量在电动马达的轴向长度上并且必要时在位于定子端子和能量供给装置之间的径向间隔部上引导。与现有技术相比，要跨接的路径因此可见地明显减小。即使在利用至今为止使用的电压运行这样的驱动系统时，也已经获得明显的优点，然而本专利技术也展现下述可能性：降低电压电平，因为因此引起的提高的、用于在缩短的传导路径中供应保持不变的功率的导体横截面是易控的。在此，本专利技术能够提出，能量供给装置、尤其对此所需的能量储存单体(电池单体)设置在空心柱形壳体中，在空心柱形壳体的内部的空心区域中设置电动马达。在此优选地，能量供给装置或者其壳体的柱体轴线和马达轴线共线。更优选的是，所述布置使得能量供给装置或其壳体的轴向长度至少基本上等于马达壳体的轴向长度，至多直至对应于其长度的150％。根据本专利技术的装置整体上提供一种可控的单元，所述单元通过能量供给装置的外部尺寸限定并且其中完整地包括电动马达，尤其还有用于控制电动马达和用于能量管理能量储存单体的整个电子设备。因此也获得提高的易维护性，因为所有用于运行的重要部件均局部地居中，这也由于供应电压的构件的更强的封装而在至今为止的电压范围中降低了绝缘要求。例如存在在几乎每个车间中更换整个驱动系统的可能性。本专利技术能够在优选的实施方案中提出，空心柱形的壳体具有多个凹部，能量储存单体容纳或者至少可容纳在所述凹部中。所述凹部、尤其还有其它对于运行所需的组件在此优选完整地设置在空心柱形壳体的内壁和外壁之间。例如能够提出，凹部柱形地构造，使得市售的具有标准化结构尺寸的电池单体能够容纳在所述凹部中，例如如从笔记本蓄电池中已知的那些电池单体那样。在此，凹部优选取向为，使得所述凹部沿轴向方向延伸。在所述凹部中电池单体能够优选设置在两个可能的、相差180度的安装位置中，这简化了所期望的电互连。本专利技术能够优选提出，空心柱形壳体被划分以形成子单元。因此一方面获得更大的易于维护性和成本降低，例如如果必须更换损坏的部件的话。然而另一方面也展现下述可能性：在子单元内的能量储存单体(电池单体)和/或各子单元彼此间根据期望电并联或串联连接。为此，本专利技术例如能够提出，能量供给装置的空心柱形壳体沿轴向方向分为多个环形元件。例如，在此能够调整每个环形元件的轴向长度，以便刚好使一个轴向放置的能量储存单体(电池单体)容纳在相应的柱形凹部中。环形元件的轴向长度例如能够正好等于或者也(略)小于能量储存单体的轴向长度。同样地，能够将轴向长度调整到能量储存单体的多倍的(至少两倍)的轴向长度。每个这样的环形元件能够构成本身封闭的能量储存模块，尤其仅借助所述能量储存模块就已经能够运行电动马达。本专利技术也能够提出，空心柱形壳体沿环周方向分为至少两个区段。每个区段能够具有360°除以区段数量的角度延伸。这样的在空心柱形壳体的整个轴向长度上延伸的区段中的每个区段能够构成本身封闭的能量储存模块，尤其仅借助所述能量储存模块就已经能够运行电动马达。将空心柱形的壳体沿轴向方向或沿环周方向进行划分的上述实施方案特别优选也能够进行组合，使得每个上述环形元件沿环周方向分成至少两个区段。(环形元件的)每个区段又能够具有360°/区段数量的角度延伸。在此，特别优选地，所有沿轴向方向在一个共同的环周位置上依次设置的区段的总数量尤其通过电互连而构成一个能量储存模块，尤其仅借助所述能量储存模块就已经能够运行电动马达。因此获得一定数量的能量储存模块，所述数量对应于(每个环形元件的)区段的数量。在这样的结构中，所述能量供给装置的壳体因此整体上具有一定数量的子单元，所述数量对应于环形元件的数量乘以每个环形元件的区段数量。因此能够实现相应的多种可行的电互连。在上述结构的另一优选的实施方案中能够提出，在环形元件的各两个相邻地沿轴向依次设置的区段之间设置有至少一个连接电路板。能够为每个区段配设自身的连接电路板。通过这样的连接电路板能够使每个区段的各能量储存单体彼此间接触，例如全部串联连接或者全部并联连接或者分成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电动驱动系统、尤其用于车辆的电动驱动系统，包括电动马达(1)和能量供给装置(6)，其特征在于，所述能量供给装置(6)以在径向外部贴靠在电动马达(1)上的方式并且沿环周方向围绕电动马达(1)地——尤其在360度角延伸上——设置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.19 DE 102015013403.51.电动驱动系统、尤其用于车辆的电动驱动系统，包括电动马达(1)和能量供给装置(6)，其特征在于，所述能量供给装置(6)以在径向外部贴靠在电动马达(1)上的方式并且沿环周方向围绕电动马达(1)地——尤其在360度角延伸上——设置。2.根据权利要求1所述的电动驱动系统，其特征在于，所述能量供给装置(6)容纳在空心柱形壳体中，在所述空心柱形壳体的内部的空心区域中设置电动马达(1)，尤其是：柱体轴线和马达轴线共线。3.根据上述权利要求之一所述的电动驱动系统，其特征在于，所述空心柱形壳体具有多个凹部(8)、尤其是柱形凹部(8)，优选地：所述凹部沿轴向方向延伸，能量储存单体容纳或者至少能容纳在所述凹部中。4.根据上述权利要求之一所述的电动驱动系统，其特征在于，所述空心柱形壳体沿轴向方向分为多个环形元件，尤其是：调整所述环形元件的轴向长度，以便刚好将一个轴向放置的能量储存单体容纳在一个相应的柱形凹部(8)中。5.根据上述权利要求之一所述的电动驱动系统，其特征在于，所述空心柱形壳体、尤其是根据权利要求4所述的每个环形元件沿环周方向分为至少两个区段(7)。6.根据权利要求5所述的电动驱动系统，其特征在于，在环形元件的各两个相邻地沿轴向依次设置的区段(7)之间设置有连接电路板(11)、尤其设置有圆环区段状的连接电路板(11)。7.根据权利要求6所述的电动驱动系统，其特征在于，借助所述连接电路板(11)将至少部分数量的——尤其成组的或所有的——在一个共同的环周位置上沿轴向依次设置的区段(7)的能量储存单体电串联连接。8.根据权利要求6或7所述的电动驱动系统，其特征在于，对于一个共同的环周位置的所有沿轴向依次设置的区段(7)而言，在位于各两个沿环周方向相邻的区段(7)之间的区域(13)中设置有一个沿轴向平行延伸的电路板，尤其是：所述电路板基本上在能量供给装置的空心柱形壳体的整个轴向长度上延伸，优选：所述电路板与位于两个相邻地沿轴向依次设置的区段(7)之间的每个连接电路板(11)电连接。9.根据权利要求8所述的电动驱动系统，其特征在于，所述电路板包括电子设备，所述电子设备用于能量储存单体管理、尤其用于检查——尤其在一个共同的环周位置的每个区段(7)或所有区段(7)中串联的——单体电压。10.根据上述权利要求之一所述的电动驱动系统，其特征在于，在能量供给单元(6)和电动马达(1)的轴向端面的至少部分重合部中设置有至少一个控制电路板(14)，所述控制电路板设立为用于将能量供给单元的能量分配到电动马达(1)的定子通电系统上，尤其以开环控制或闭环控制的方式分配。11.根据权利要求10所述的电动驱动系统，其特征在于，为能量供给装置的空心柱形壳体的相应每个沿环周方向延伸的区...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·布茨曼，M·芬克，
申请(专利权)人：柏吉斯彻伍珀塔尔大学，
类型：发明
国别省市：德国,DE