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、尤其是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)，其中，所述能量供给装置(6)轴向相邻于电动马达(1)和沿圆周方向围绕所述电动马达(1)的转动轴线设置，尤其是在360度的角延伸中围绕所述电动马达的转动轴线设置。

Electric drive system

The invention relates to an electric drive system, in particular an electric drive system for a vehicle, including an electric motor (1) and an energy supply device (6), wherein the energy supply device (6) is axially adjacent to the electric motor (1) and is arranged along a rotating axis around the electric motor (1) in a circumferential direction, in particular at an angle of 360 degrees. The middle shaft is arranged around the axis of rotation of the electric motor.

【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、尤其是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，尤其是包括脉冲逆变器和功率电子装置。
技术介绍
目前的这种类型的驱动系统在能量供应领域中通常包括能量储存单池、例如电池，其尤其理解为可再充电的类型的电池、例如锂-聚合物电池。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，能量储存单池具有下述任务：所述能量储存单池提供对于驱动系统的运行、尤其是车辆行驶所需的能量或者在充电期间储存能量。脉冲逆变器将由电池提供的直流电压转换为通常三相的交流电压，然后借助所述三相交流电压经由功率电子装置使电动马达、例如同步或异步电机运行，所述功率电子装置负责操控定子绕组。在这种情况下，能量储存单池、脉冲逆变器和功率电子装置通常彼此无关地制造并且形成独立的单元，所述单元经由电缆束相互连接。在这种情况下，在系统设计中始终要在系统中流动的电流的大小和电压电平之间找到适宜的折衷。对于具有例如100kW的功率的驱动系统，电池要么能够设计为具有100V的交流电压和约1000A的输出电流，要么设计为具有更高的电压和相应更低的电流。例如，在目前的电动车辆的应用领域中，目前存在约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，因为载流的电缆和马达绕组的横截面在该情况下必须大幅增加，这会引起车辆重量和成本的增加。在至今为止的现有技术中，典型值为>400V的电压电平还引起在这样的系统的电安全性方面的显著要求，并且随之带来在车辆底盘的各个部件的绝缘和相应的绝缘监控方面的巨大耗费。在参考VDE标准的情况下仅对于<60V的电压才能够减小所述耗费。然而，在至今为止的驱动系统中基于待桥接的路段和对此所需的线路横截面，不能够经济地处理在此所需的明显提高的电流。在此，在设计用于车辆的电气或混合驱动装置时的基本标准是体积能量密度或功率密度，即电传动系的体积关于能量含量(所述能量含量是用于车辆的行程长度的量度)或关于传动系的重量。
技术实现思路
在上述阐述的背景下，本专利技术的任务是尽可能紧凑地制造一种这样的电驱动装置(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桥接的距离。此外，本专利技术的任务也优选是，提供一种驱动系统，所述驱动系统在能量供给装置方面提供冗余，并且更优选地能够以比目前典型的电压电平明显更低的电压运行，尤其以小于等于60伏特的相电压运行，以便将绝缘要求最小化，进而同样将在各个子部件之间所需的间距最小化，从而最终也将成本最小化。根据本专利技术，所述任务通过如下方式解决：能量供给装置轴向地相邻于电动马达并且沿圆周方向围绕电动马达的转动轴线设置。在此，转动轴线不理解为轴，而是理解为在马达轴的中心点中的数学中轴线。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度的整个圆周角上进行，然而这是优选规定的，从而在该情况下轴向地侧向位于电动马达旁边存在实心柱体形的能量供给装置。在此优选将能量供给装置理解为下述单元，所述单元包括本身待使用的能量，即能量供给装置尤其不仅仅具有用于源自外部的能量的输送或传导功能。本专利技术的基本思想是，使能量供给装置在位置上尽可能仅地靠近电动马达。通过轴向地与电动马达相邻的布置，即尤其是直接地或者仅经由机械的中间元件邻接于电动马达，优选邻接于电动马达的轴向端侧/端面，除了内部的电流路径以外，也许仍存在下述可行性：来自能量供给装置的能量引导经过电动马达的或能量供给装置的轴向长度并且必要时引导经过在定子端子和能量供给装置之间的径向间隔。待桥接的路径因此相对于现有技术可见地明显减少。即使在以至今为止使用的电压来运行这样的驱动系统时已经获得明显的优点，然而本专利技术也开启降低电压电平的可行性，因为由此引起的增大的导体横截面可控制用于在缩短的传导路径中引导保持不变的功率。在优选的实施方案中，能量供给装置或包围所述能量供给装置的、优选柱体形的壳体固定在马达壳体的轴向端面上，例如固定在与马达输出轴相对置的端面上。在这种情况下在能量供给装置的壳体中不需要中部的轴向凹部来引导马达轴穿过，使得壳体的中部体积部分也能够用于能量供给装置、例如电池单池。然而也存在下述可行性：马达输出轴引导穿过能量供给装置，尤其引导穿过包围所述能量供给装置的壳体，尤其是由此能量供给装置沿圆周方向围绕马达输出轴设置。在该情况下，能量供给装置的壳体具有优选中央的凹部，马达轴设置在所述凹部中。本专利技术在所有实施方案中能够规定，能量供给装置、尤其是为此所需的能量储存单池(电池单池)设置在柱体形的、在穿引的轴的情况下也为空心柱体形的壳体中。在此优选地，能量供给装置的柱体轴线或者其壳体和马达轴线共线。此外优选的是下述布置：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，最多对应于直至其长度的150％。在优选的实施方案中能够规定，柱体形壳体在径向方向上不超出马达壳体，特别优选地，马达壳体的周面和柱体形壳体对齐地设置。由此存在整体柱体形单元，其中，前部部分由马达占据，而后部部分由能量供给装置占据。为了完整性要注意的是，术语“柱体形”非强制性引起圆形横截面，然而优选的是，至少基本上存在圆形横截面。根据本专利技术的布置总体上提供了一种可操纵的单元，所述单元包括能量供给装置和完整的电动马达，尤其也包括用于控制电动马达和优选也用于能量储存单池的能量管理的整个电子设备。因此也存在提高的易维护性，因为用于运行的所有主要部件都集中在本地，由于带电的构件的较强的封装，这也在至今为止的电压范围中降低了绝缘要求。例如，存在在几乎任意车间中更换整个驱动系统的可行性。本专利技术在优选的实施方案中能够规定，柱体形壳体具有多个凹部，在所述凹部中容纳有或者至少可容纳能量储存单池。尤其当未设有轴穿引部时，所述凹部能够基本上完全地填满柱体形壳体的横截面。例如能够规定，凹部柱体形地构造，使得市售的具有标准化结构尺寸的电池单池能够容纳在所述凹部中，例如其如从笔记本电池中已知的。在此，所述凹部优选取向为，使得所述凹部沿轴向方向延伸。在凹部中电池单池能够优选设置在两个可行的相差180度的安装位置中，这简化了期望的电气连接。本专利技术优选能够规定，柱体形壳体被划分以形成子单元。因此一方面获得较大的易维护性和成本降低，例如如果必须更换损坏的部件的话。然而另一方面也能够开启下述可行性：将一个子单元内部中的能量储存单池(电池单池)相互间和/或各子单元相互间根据期望电并联或串联连接或者混合地连接。本专利技术为此例如能够规定，沿轴向方向将能量供给装置的柱体形壳体划分为多个盘元件。在穿引的轴的情况下，盘元件形成环形元件，后续的描述同样适用于所述环形元件。例如，在此能够调整每个盘元件的轴向长度，以便将刚好一个轴向的能量存储单池(电池单池)容纳在相应的柱体形凹部中。盘元件的轴向长度例如能够与能量储存单池的轴向长度完全相同或者也(略)小于其。同样地，轴向长度能够调整为能量储存单池的轴向长度的多倍(至少两倍)。这样的盘元件中的每个盘元件能够构成本身封闭的能量储存模块，尤其是单独地借助所述能量储存模块就已经能够运行电动马达。本专利技术也能够规定，将柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电动驱动系统、尤其是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)轴向地相邻于所述电动马达(1)并且沿圆周方向围绕所述电动马达(1)的转动轴线设置，尤其在360度的角延伸中围绕所述电动马达的转动轴线设置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.11 DE 102015014509.61.电动驱动系统、尤其是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)轴向地相邻于所述电动马达(1)并且沿圆周方向围绕所述电动马达(1)的转动轴线设置，尤其在360度的角延伸中围绕所述电动马达的转动轴线设置。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)、尤其是包围所述能量供给装置的壳体设置在马达壳体的轴向端侧上，尤其是固定在马达壳体的轴向端面上，优选固定在与马达输出轴(2)相对置的端面上。3.根据权利要求1或2所述的电动驱动系统，其特征在于，所述马达输出轴(2)引导穿过所述能量供给装置、尤其是引导穿过包围所述能量供给装置的壳体，尤其是由此所述能量供给装置(6)沿圆周方向围绕所述马达输出轴(2)设置。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，所述能量供给装置(6)容纳在柱体形壳体中，其中，柱体轴线和马达轴线共线，尤其是所述柱体形壳体沿径向方向不伸出于马达壳体，特别优选地，马达壳体和柱体形壳体的周面对齐地设置。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，所述柱体形壳体具有多个凹部(8)、尤其是柱体形凹部(8)，优选地，所述凹部沿轴向方向延伸，在所述凹部中容纳有或者至少可容纳有能量储存单池。6.根据上述权利要求之一所述的电动驱动系统，其特征在于，所述柱体形壳体沿轴向方向划分为多个盘元件(6a)，尤其是将这些盘元件的相应的轴向长度调整成，将刚好一个轴向设置的能量储存单池容纳在一个相应的柱体形凹部(8)中。7.根据权利要求6所述的电动驱动系统，其特征在于，在每两个轴向相邻地依次设置的盘元件(6a)之间设置有至少一个连接电路板(11)。8.根据权利要求7所述的电动驱动系统，其特征在于，借助至少一个连接电路板(11)、尤其是相应的连接电路板(11)，能量储存单池以至少一个部分数量、尤其是成组地在相应的盘元件(6a)中串联电连接，尤其是不同的组沿圆周方向在盘元件(6a)中间隔开。9.根据权利要求7或8所述的电动驱动系统，其特征在于，在柱体形壳体的至少一个径向位于外部的区域中，尤其是在至少一个设置在外周面中的轴向延伸的槽(13)中设置有相应的轴线平行地延伸的电路板，尤其是所述电路板基本上在所述能量供给装置(6)的柱体形壳体的整个轴向长度上延伸，优选地，所述电路板与在两个相邻地轴向依次设置的盘元件(6a)之间的每个连接电路板(11)电连接。10.根据权利要求9所述的电动驱动系统，其特征在于，所述电路板包括用于能量储存单池管理的电子设备，尤其是用于检查尤其是在每个盘元件(6a)中或者在共同的圆周位置上的盘元件(6a)的所有的至...

【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