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DE102024201694A1 - Motor vehicle with axial flux machine aligned parallel to the vertical axis - Google Patents

Motor vehicle with axial flux machine aligned parallel to the vertical axis

Info

Publication number
DE102024201694A1
DE102024201694A1 DE102024201694.2A DE102024201694A DE102024201694A1 DE 102024201694 A1 DE102024201694 A1 DE 102024201694A1 DE 102024201694 A DE102024201694 A DE 102024201694A DE 102024201694 A1 DE102024201694 A1 DE 102024201694A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor vehicle
axial flux
flux machine
axis
afm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102024201694.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Felix Wipfler
Metin Yildirim
Andrei-Radu Negrila
Martin Brüll
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of DE102024201694A1 publication Critical patent/DE102024201694A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/001—Arrangement or mounting of electrical propulsion units one motor mounted on a propulsion axle for rotating right and left wheels of this axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/60—Electric Machines, e.g. motors or generators
    • B60Y2400/607—Axial flux machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (KFZ), aufweisend einen Traktionsantrieb (TA) mit einer eine Drehachse (DA) aufweisenden Axialflussmaschine (AFM), wobei die Axialflussmaschine (AFM) derart in dem Kraftfahrzeug (KFZ) angeordnet ist, dass die Drehachse (DA) parallel zu einer Hochachse (HA) und/oder in Richtung der Hochachse (HA) des Kraftfahrzeugs (KFZ) ausgerichtet ist.The invention relates to a motor vehicle (KFZ) comprising a traction drive (TA) with an axial flux machine (AFM) having a rotational axis (DA), wherein the axial flux machine (AFM) is arranged in the motor vehicle (KFZ) such that the rotational axis (DA) is aligned parallel to a vertical axis (HA) and/or in the direction of the vertical axis (HA) of the motor vehicle (KFZ).

Description

Die Erfindung betrifft ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, das einen Traktionsantrieb mit einer Axialflussmaschine aufweist, wobei die Axialflussmaschine eine Drehachse aufweist, und die Drehachse parallel zu einer Hochachse des Kraftfahrzeugs ausgerichtet ist.The invention relates to an at least partially electrically driven motor vehicle having a traction drive with an axial flux machine, wherein the axial flux machine has an axis of rotation, and the axis of rotation is aligned parallel to a vertical axis of the motor vehicle.

Kraftfahrzeuge mit einem Traktionsantrieb sind grundsätzlich bekannt. Ferner ist bekannt, dass die Traktionsantriebe eine Axialflussmaschine aufweisen. Die Axialflussmaschinen weisen in der Regel einen scheibenförmigen Rotor und eine parallel zu dem scheibenförmigen Rotor angeordneten scheibenförmigen Stator auf. Eine Drehachse des Rotors ist bei den bekannten Axialflussmaschinen in Richtung oder parallel zu einer Querachse des Kraftfahrzeugs ausgerichtet, um die Drehbewegung des Rotors direkt auf die Räder des Kraftfahrzeugs zu übertragen. Da bei Kraftfahrzeugen der Bauraum für den Traktionsantrieb in Richtung einer Hochachse des Kraftfahrzeugs begrenzt ist, weisen die bekannten Axialflussmaschinen einen reduzierten Durchmesser auf. Dies führt dazu, dass die bekannten Axialflussmaschinen ein reduziertes Drehmoment aufweisen können.Motor vehicles with a traction drive are generally known. Furthermore, it is known that traction drives comprise an axial flux machine. Axial flux machines generally comprise a disk-shaped rotor and a disk-shaped stator arranged parallel to the disk-shaped rotor. In known axial flux machines, a rotor rotation axis is aligned in the direction of or parallel to a transverse axis of the motor vehicle in order to transfer the rotary motion of the rotor directly to the wheels of the motor vehicle. Since the installation space for the traction drive in motor vehicles is limited in the direction of a vertical axis of the motor vehicle, known axial flux machines have a reduced diameter. This means that the known axial flux machines can have reduced torque.

Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Kraftfahrzeug mit einem eine Axialflussmaschine aufweisenden Traktionsantrieb anzugeben, wobei die Axialflussmaschine platzsparend anordbar ist und eine erhöhte Leistung aufweisen kann.An object of the invention is to provide a motor vehicle with a traction drive having an axial flux machine, wherein the axial flux machine can be arranged in a space-saving manner and can have an increased power.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei kann jedes Merkmal sowohl einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen, sofern sich nicht explizit etwas Gegenteiliges aus der Beschreibung ergibt.The problem is solved by the subject matter of the independent patent claim. Preferred developments of the invention are the subject matter of the dependent patent claims, the following description, and the drawings. Each feature can represent an aspect of the invention, both individually and in combination, unless explicitly stated otherwise in the description.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, aufweisend einen Traktionsantrieb mit einer eine Drehachse aufweisenden Axialflussmaschine, wobei die Axialflussmaschine derart in dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, dass die Drehachse parallel zu einer Hochachse und/oder in Richtung der Hochachse des Kraftfahrzeugs ausgerichtet ist.In a first aspect, the invention relates to a motor vehicle having a traction drive with an axial flux machine having a rotational axis, wherein the axial flux machine is arranged in the motor vehicle such that the rotational axis is aligned parallel to a vertical axis and/or in the direction of the vertical axis of the motor vehicle.

Mit anderen Worten ist gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass ein Kraftfahrzeug bereitgestellt wird. Das Kraftfahrzeug weist in der Regel eine Längsachse auf. Die Längsachse ist vorzugsweise in einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichtet, bzw. erstreckt sind von einer Front des Kraftfahrzeugs zu einem Heck des Kraftfahrzeugs. Zudem weist das Kraftfahrzeug in der Regel eine Querachse auf. Die Querachse ist im rechten Winkel zur Längsachse des Kraftfahrzeugs ausgerichtet und erstreckt sich vorzugsweise zwischen den beiden zueinander beanstandet angeordneten Seiten des Kraftfahrzeugs. Ferner umfasst das Kraftfahrzeug eine Hochachse. Die Hochachse ist sowohl im rechten Winkel zur Längsachse als auch im rechten Winkel zur Querachse des Kraftfahrzeugs ausgerichtet. Die Hochachse zeigt, sofern das Kraftfahrzeug auf einer ebenen Fläche aufsteht, in Richtung Himmel. Weiterhin ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug einen Traktionsantrieb aufweist. Der Traktionsantrieb umfasst eine Axialflussmaschine. Die Axialflussmaschine wiederum umfasst eine Drehachse. Die Drehachse ist vorzugsweise eine Achse eines in der Axialflussmaschine angeordneten Rotors. Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass die Drehachse parallel zu Hochachse und/oder in Richtung der Hochachse des Kraftfahrzeugs ausgerichtet ist. Somit weist die Anordnung der Axialflussmaschine in dem Kraftfahrzeug eine gänzlich neue Anordnung gegenüber dem bekannten Stand der Technik auf. Durch die neue Anordnung der Axialflussmaschine in dem Kraftfahrzeug derart, dass die Drehachse in Richtung Hochachse des Kraftfahrzeugs ausgerichtet ist, kann einerseits die Axialflussmaschine und somit auch der in der Axialflussmaschine angeordnete Rotor und/oder Stator einen größeren Durchmesser aufweisen, und andererseits kann der Bauraum der Axialflussmaschine in Richtung Hochachse des Kraftfahrzeugs reduziert sein. Mit einem größeren Außendurchmesser der Axialflussmaschine bzw. des in der Axialflussmaschine angeordneten Rotors und/oder Stators kann das Drehmoment und somit auch die Leistungsfähigkeit der Axialflussmaschine erhöht werden.In other words, according to the first aspect of the invention, a motor vehicle is provided. The motor vehicle generally has a longitudinal axis. The longitudinal axis is preferably aligned in a direction of travel of the motor vehicle, or extends from a front of the motor vehicle to a rear of the motor vehicle. Furthermore, the motor vehicle generally has a transverse axis. The transverse axis is aligned at a right angle to the longitudinal axis of the motor vehicle and preferably extends between the two sides of the motor vehicle arranged at a distance from one another. Furthermore, the motor vehicle comprises a vertical axis. The vertical axis is aligned both at a right angle to the longitudinal axis and at a right angle to the transverse axis of the motor vehicle. Provided the motor vehicle is standing on a flat surface, the vertical axis points toward the sky. Furthermore, the motor vehicle is provided with a traction drive. The traction drive comprises an axial flux machine. The axial flux machine, in turn, comprises a rotational axis. The rotational axis is preferably an axis of a rotor arranged in the axial flux machine. According to the invention, it is now provided that the axis of rotation is aligned parallel to the vertical axis and/or in the direction of the vertical axis of the motor vehicle. The arrangement of the axial flux machine in the motor vehicle thus has a completely new arrangement compared to the known prior art. Due to the new arrangement of the axial flux machine in the motor vehicle such that the axis of rotation is aligned in the direction of the vertical axis of the motor vehicle, on the one hand the axial flux machine and thus also the rotor and/or stator arranged in the axial flux machine can have a larger diameter, and on the other hand the installation space of the axial flux machine in the direction of the vertical axis of the motor vehicle can be reduced. With a larger outer diameter of the axial flux machine or of the rotor and/or stator arranged in the axial flux machine, the torque and thus also the performance of the axial flux machine can be increased.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass das Kraftfahrzeug wenigstens zwei zueinander beabstandet angeordnete und um eine Radachse drehbar gelagerte Räder aufweist, wobei die Axialflussmaschine einerseits zwischen den beiden Rädern angeordnet ist und andererseits zwischen der Radachse und einem Radaufstandspunkt der Räder. Es ist folglich vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug zwei Räder aufweist, die vorzugsweise in Querrichtung bzw. in Richtung der Querachse des Kraftfahrzeugs zueinander beanstandet angeordnet sind. Ferner weisen die Räder eine Radachse auf, um die sich die Räder drehen. An advantageous development of the invention is that the motor vehicle has at least two wheels arranged at a distance from one another and mounted for rotation about a wheel axis, wherein the axial flux machine is arranged, on the one hand, between the two wheels and, on the other hand, between the wheel axis and a wheel contact point of the wheels. Consequently, the motor vehicle has two wheels, which are preferably arranged at a distance from one another in the transverse direction or in the direction of the transverse axis of the motor vehicle. Furthermore, the wheels have a wheel axis around which the wheels rotate.

Die Räder stehen für gewöhnlich auf einer Aufstandsfläche auf. Der Punkt, mit dem die Räder auf der Aufstandsfläche aufstehen, ist der Radaufstandspunkt. Die Axialflussmaschine ist zwischen der Radachse und der Aufstandsfläche angeordnet. Es versteht sich von selbst, dass aufgrund der erforderlichen Bodenfreiheit, die Axialflussmaschine einen Mindestabstand zur Aufstandsfläche aufweist. Die Axialflussmaschine ist folglich in einem Bereich angeordnet, der, sofern das Kraftfahrzeug auf der Aufstandsfläche aufsteht, unterhalb der Radachse angeordnet ist. Somit kann der Bereich oberhalb der Radachse vorzugsweise als Kofferraum oder Stauraum genutzt werden. Auf diese Weise wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, bei dem die Axialflussmaschine in einem Bereich angeordnet ist, bei dem die Axialflussmaschine einerseits einen erhöhten Außendurchmesser aufweisen kann, was sich vorteilhaft auf das Drehmoment und die Leistungsfähigkeit der Axialflussmaschine auswirken kann, und andererseits keinen Bauraum oberhalb der Radachse in Anspruch nimmt, so dass dieser anderweitig genutzt werden kann.The wheels usually rest on a contact patch. The point at which the wheels rest on the contact patch is the wheel contact point. The axial flux machine is located between the wheel axle and the contact patch. It goes without saying that due to the required ground clearance, the axial flux machine requires a minimum distance from the contact surface. The axial flux machine is therefore arranged in an area which, when the motor vehicle is resting on the contact surface, is below the wheel axle. The area above the wheel axle can therefore preferably be used as a trunk or storage space. In this way, a motor vehicle is provided in which the axial flux machine is arranged in an area in which the axial flux machine can, on the one hand, have an increased outer diameter, which can have a beneficial effect on the torque and performance of the axial flux machine, and on the other hand does not take up any installation space above the wheel axle, so that this space can be used for other purposes.

In diesem Zusammenhang liegt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darin, dass die Axialflussmaschine zwischen der Radachse und einem halben Radradius der Räder angeordnet ist. Mit anderen Worten wird somit ein gewisser Mindestabstand der Axialflussmaschine zum Aufstandspunkt der Räder auf der Aufstandsfläche angegeben. Dieser Mindestabstand beträgt demnach wenigstens einen halben Radradius. Somit wird eine Bodenfreiheit für die Axialflussmaschine, bezogen auf den Aufstandspunkt der Räder angegeben.In this context, an advantageous embodiment of the invention is that the axial flux machine is arranged between the wheel axle and half the wheel radius. In other words, a certain minimum distance of the axial flux machine from the contact point of the wheels on the contact surface is specified. This minimum distance is therefore at least half the wheel radius. This specifies a ground clearance for the axial flux machine relative to the contact point of the wheels.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehachse der Axialflussmaschine eine Längsachse des Kraftfahrzeugs kreuzt. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass die Axialflussmaschine, bezogen auf die Querrichtung des Kraftfahrzeugs, mittig angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass das Gewicht der Axialflussmaschine gleichmäßig verteilt werden kann.According to an advantageous development of the invention, the rotational axis of the axial flux machine intersects a longitudinal axis of the motor vehicle. In other words, the axial flux machine is arranged centrally relative to the transverse direction of the motor vehicle. This has the advantage that the weight of the axial flux machine can be evenly distributed.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass eine Rotorwelle der Axialflussmaschine mit einem Kegelradgetriebe mechanisch gekoppelt ist, und über das Kegelradgetriebe eine Rotation der Rotorwelle um die Hochachse in eine Drehbewegung um die Querachse des Kraftfahrzeugs überführbar ist. Über das Kegelradgetriebe kann demnach die Drehbewegung der Rotorwelle, die um die Drehachse erfolgt, in eine Drehbewegung um die Querachse zur Übertragung auf die Räder in einfacher Weise überführt werden.A preferred embodiment of the invention is that a rotor shaft of the axial flux machine is mechanically coupled to a bevel gear, and via the bevel gear, a rotation of the rotor shaft about the vertical axis can be converted into a rotary movement about the transverse axis of the motor vehicle. Thus, via the bevel gear, the rotary movement of the rotor shaft, which occurs about the rotational axis, can be easily converted into a rotary movement about the transverse axis for transmission to the wheels.

In diesem Zusammenhang liegt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung darin, dass ein Differentialgetriebe mit dem Kegelradgetriebe mechanisch verbunden ist. Über das Differenzialgetriebe kann ein Ausgleich einer Drehzahl zwischen den beiden zueinander beabstandet angeordneten Rädern einer Radachse erzielt werden.In this context, an advantageous development of the invention is that a differential gear is mechanically connected to the bevel gear. The differential gear can be used to compensate for the rotational speed between the two spaced-apart wheels of a wheel axle.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass für einen Außendurchmesser ØAD eines Rotors der Axialflussmaschine gilt: 20 cm ≤ ØAD ≤ 50 cm, vorzugsweise 25 cm ≤ ØAD ≤ 45 cm, besonders bevorzugt 30 cm ≤ ØAD ≤ 45 cm. Die Axialflussmaschinen weisen somit einen erhöhten Durchmesser gegenüber dem bekannten Stand der Technik auf. Durch den erhöhten Außendurchmesser des Rotors kann die Axialflussmaschine eine erhöhte Leistungsfähigkeit aufweisen.According to a preferred embodiment of the invention, the following applies to the outer diameter Ø AD of a rotor of the axial flow machine: 20 cm ≤ Ø AD ≤ 50 cm, preferably 25 cm ≤ Ø AD ≤ 45 cm, particularly preferably 30 cm ≤ Ø AD ≤ 45 cm. The axial flow machines thus have a larger diameter than the known prior art. Due to the increased outer diameter of the rotor, the axial flow machine can have increased performance.

Der Traktionsantrieb kann vorzugsweise ein Bestandteil einer Vorderachse und/oder Hinterachse des Kraftfahrzeugs sein.The traction drive can preferably be a component of a front axle and/or rear axle of the motor vehicle.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel. Das Ausführungsbeispiel ist nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Es soll den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Die Anmelderin behält sich vor, einzelne und/oder mehrere der in dem Ausführungsbeispiel offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen, oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Das Ausführungsbeispiel wird anhand von Zeichnungen näher erläutert.Further features and advantages of the present invention emerge from the dependent claims and the following exemplary embodiment. The exemplary embodiment is not restrictive, but rather should be understood as an example. It is intended to enable those skilled in the art to implement the invention. The applicant reserves the right to make individual and/or several of the features disclosed in the exemplary embodiment the subject of patent claims or to incorporate such features into existing patent claims. The exemplary embodiment is explained in more detail with reference to drawings.

In diesen zeigen:

  • 1 eine dreidimensionale Ansicht eines Kraftfahrzeugs,
  • 2 eine Ansicht eines Traktionsantriebs des Kraftfahrzeugs.
In these show:
  • 1 a three-dimensional view of a motor vehicle,
  • 2 a view of a traction drive of the motor vehicle.

In 1 ist eine dreidimensionale Ansicht eines Kraftfahrzeugs KFZ gezeigt. Das Kraftfahrzeug KFZ weist in der Regel eine Längsachse LA auf. Die Längsachse LA ist vorzugsweise in einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeug KFZ ausgerichtet, bzw. erstreckt sind von einer Front des Kraftfahrzeugs KFZ zu einem Heck des Kraftfahrzeugs KFZ. Zudem weist das Kraftfahrzeug KFZ eine Querachse QA auf. Die Querachse QA ist im rechten Winkel zur Längsachse LA des Kraftfahrzeugs KFZ ausgerichtet und erstreckt sich vorzugsweise zwischen den beiden zueinander beanstandet angeordneten Seiten des Kraftfahrzeugs KFZ. Ferner umfasst das Kraftfahrzeug eine Hochachse HA. Die Hochachse HA ist sowohl im rechten Winkel zur Längsachse LA als auch im rechten Winkel zur Querachse QA des Kraftfahrzeugs KFZ ausgerichtet. Die Hochachse HA zeigt vorzugsweise, sofern das Kraftfahrzeug KFZ auf einer ebenen Fläche aufsteht, in Richtung Himmel.In 1 a three-dimensional view of a motor vehicle KFZ is shown. The motor vehicle KFZ generally has a longitudinal axis LA. The longitudinal axis LA is preferably aligned in a direction of travel of the motor vehicle KFZ, or extends from a front of the motor vehicle KFZ to a rear of the motor vehicle KFZ. In addition, the motor vehicle KFZ has a transverse axis QA. The transverse axis QA is aligned at a right angle to the longitudinal axis LA of the motor vehicle KFZ and preferably extends between the two sides of the motor vehicle KFZ that are arranged at a distance from one another. Furthermore, the motor vehicle comprises a vertical axis HA. The vertical axis HA is aligned both at a right angle to the longitudinal axis LA and at a right angle to the transverse axis QA of the motor vehicle KFZ. The vertical axis HA preferably points towards the sky, provided the motor vehicle KFZ is standing on a flat surface.

Das Kraftfahrzeug KFZ weist einen Traktionsantrieb TA auf, wie dieser in einer Ansicht im 2 schematisch dargestellt ist. Der Traktionsantrieb TA umfasst eine Axialflussmaschine AFM. Die Axialflussmaschine AFM wiederum umfasst eine Drehachse DA. Die Drehachse DA ist vorzugsweise eine Achse eines in der Axialflussmaschine AFM angeordneten Rotors. Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass die Drehachse DA parallel zu Hochachse HA und/oder in Richtung der Hochachse HA des Kraftfahrzeugs KFZ ausgerichtet ist. Durch die Anordnung der Axialflussmaschine AFM in dem Kraftfahrzeug KFZ derart, dass die Drehachse DA in Richtung Hochachse HA des Kraftfahrzeugs KFZ ausgerichtet ist, kann einerseits die Axialflussmaschine AFM und somit auch der in der Axialflussmaschine AFM angeordnete Rotor und/oder Stator einen größeren Außendurchmesser aufweisen, und andererseits die Axialflussmaschine AFM einen reduzierten Bauraum in Richtung der Hochachse HA des Kraftfahrzeugs KFZ aufweisen. Mit einem größeren Außendurchmesser der Axialflussmaschine AFM bzw. des in der Axialflussmaschine AFM angeordneten Rotors und/oder Stators kann das Drehmoment und somit auch die Leistungsfähigkeit der Axialflussmaschine AFM erhöht werden.The motor vehicle KFZ has a traction drive TA, as shown in a view in 2 is shown schematically. The traction drive TA includes an axial flux machine AFM. The axial flux machine AFM, in turn, comprises an axis of rotation DA. The axis of rotation DA is preferably an axis of a rotor arranged in the axial flux machine AFM. According to the invention, the axis of rotation DA is aligned parallel to the vertical axis HA and/or in the direction of the vertical axis HA of the motor vehicle KFZ. By arranging the axial flux machine AFM in the motor vehicle KFZ such that the axis of rotation DA is aligned in the direction of the vertical axis HA of the motor vehicle KFZ, the axial flux machine AFM and thus also the rotor and/or stator arranged in the axial flux machine AFM can have a larger outer diameter, and the axial flux machine AFM can have a reduced installation space in the direction of the vertical axis HA of the motor vehicle KFZ. With a larger outer diameter of the axial flux machine AFM or of the rotor and/or stator arranged in the axial flux machine AFM, the torque and thus also the performance of the axial flux machine AFM can be increased.

Der 2 ist ferner zu entnehmen, dass das Kraftfahrzeug FKZ wenigstens zwei zueinander beabstandet angeordnete und um eine Radachse RA drehbar gelagerte Räder RD aufweist, wobei die Axialflussmaschine AFM einerseits zwischen den beiden Rädern RD angeordnet ist und andererseits zwischen der Radachse RA und einem Radaufstandspunkt RAP der Räder RD. Der Radaufstandspunkt RAP ist der Punkt, mit dem die Räder RD für gewöhnlich auf einer Aufstandsfläche aufstehen. Insbesondere ist vorgesehen, auch wenn so nicht explizit - wegen einer Überhöhung des Traktionsantriebs - in der 2 dargestellt, dass die Axialflussmaschine AFM zwischen der Radachse RA und einem halben Radradius (1/2 rRD) der Räder RD angeordnet ist. Mit anderen Worten wird somit ein gewisser Mindestabstand der Axialflussmaschine AFM zum Radaufstandspunkt RAP der Räder RD in Richtung Hochachse HA angegeben. Dieser Mindestabstand beträgt demnach wenigstens einen halben Radradius. Somit wird eine Bodenfreiheit für die Axialflussmaschine AFM, bezogen auf den Radaufstandspunkt RAP der Räder RD angegeben.The 2 It can also be seen that the motor vehicle FKZ has at least two wheels RD arranged at a distance from one another and mounted rotatably about a wheel axis RA, wherein the axial flux machine AFM is arranged on the one hand between the two wheels RD and on the other hand between the wheel axis RA and a wheel contact point RAP of the wheels RD. The wheel contact point RAP is the point at which the wheels RD normally rest on a contact surface. In particular, it is provided, even if not explicitly stated in the 2 It is shown that the axial flux machine AFM is arranged between the wheel axle RA and half a wheel radius (1/2 r RD ) of the wheels RD. In other words, a certain minimum distance of the axial flux machine AFM from the wheel contact point RAP of the wheels RD in the direction of the vertical axis HA is specified. This minimum distance is therefore at least half a wheel radius. This specifies a ground clearance for the axial flux machine AFM relative to the wheel contact point RAP of the wheels RD.

Wenn die Axialflussmaschine AFM unterhalb der Radachse RA, also in einem Bereich zwischen der Radachse RA und dem Radaufstandspunkt RAP angeordnet ist, und zudem eine Drehachse DA der Axialflussmaschine AFM in Richtung Hochachse HA des Kraftfahrzeugs KFZ ausgerichtet ist, hat eine Vergrößerung des Außendurchmessers der Axialflussmaschine AFM bzw. von Stator und Rotor keinen oder nur einen reduzierten Einfluss auf den Bauraum der Axialflussmaschine AFM in Richtung der Hochachse HA des Kraftfahrzeugs KFZ.If the axial flux machine AFM is arranged below the wheel axis RA, i.e. in an area between the wheel axis RA and the wheel contact point RAP, and in addition a rotational axis DA of the axial flux machine AFM is aligned in the direction of the vertical axis HA of the motor vehicle KFZ, an increase in the outer diameter of the axial flux machine AFM or of the stator and rotor has no or only a reduced influence on the installation space of the axial flux machine AFM in the direction of the vertical axis HA of the motor vehicle KFZ.

Die Drehachse DA der Axialflussmaschine AFM kreuzt vorzugsweise die Längsachse LA des Kraftfahrzeugs KFZ. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass die Axialflussmaschine AFM, bezogen auf die Querrichtung des Kraftfahrzeugs KFZ, mittig angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass das Gewicht der Axialflussmaschine AFM gleichmäßig verteilt werden kann.The rotational axis DA of the axial flux machine AFM preferably intersects the longitudinal axis LA of the motor vehicle KFZ. In other words, the axial flux machine AFM is arranged centrally relative to the transverse direction of the motor vehicle KFZ. This has the advantage that the weight of the axial flux machine AFM can be evenly distributed.

Eine Rotorwelle eines Rotors der Axialflussmaschine AFM ist mit einem Kegelradgetriebe KRG mechanisch gekoppelt ist, so dass über das Kegelradgetriebe KRG eine Rotation der Rotorwelle RW, wobei sich die sich in Richtung der Hochachse HA erstreckt, in eine Drehbewegung um die Querachse QA des Kraftfahrzeugs KFZ überführbar ist. Über das Kegelradgetriebe KRG kann die Drehbewegung der Rotorwelle, die um die Drehachse DA erfolgt, in eine Drehbewegung um die Querachse QA zur Übertragung auf die Räder RD in einfacher Weise erfolgen.A rotor shaft of the axial flux machine AFM is mechanically coupled to a bevel gear KRG, so that the rotation of the rotor shaft RW, which extends in the direction of the vertical axis HA, can be converted into a rotary motion about the transverse axis QA of the motor vehicle KFZ via the bevel gear KRG. The rotary motion of the rotor shaft, which occurs about the rotational axis DA, can be easily converted into a rotary motion about the transverse axis QA for transmission to the wheels RD via the bevel gear KRG.

Ferner ist vorgesehen, dass ein Differentialgetriebe DG mit dem Kegelradgetriebe KRG mechanisch gekoppelt ist. Über das Differenzialgetriebe DG kann ein Ausgleich einer Drehzahl zwischen den beiden zueinander beabstandet angeordneten Rädern RD einer Radachse RA erzielt werden. Ausgehend von dem Differentialgetriebe DG wird die erzeugte Drehbewegung über Achsschenkel AS auf die Räder RD übertragen.Furthermore, a differential gear DG is mechanically coupled to the bevel gear KRG. The differential gear DG can be used to balance the speed between the two spaced-apart wheels RD of a wheel axle RA. Starting from the differential gear DG, the generated rotational movement is transmitted to the wheels RD via the steering knuckle AS.

Claims (7)

Kraftfahrzeug (KFZ), aufweisend einen Traktionsantrieb (TA) mit einer eine Drehachse (DA) aufweisenden Axialflussmaschine (AFM), wobei die Axialflussmaschine (AFM) derart in dem Kraftfahrzeug (KFZ) angeordnet ist, dass die Drehachse (DA) parallel zu einer Hochachse (HA) und/oder in Richtung der Hochachse (HA) des Kraftfahrzeugs (KFZ) ausgerichtet ist.Motor vehicle (KFZ), comprising a traction drive (TA) with an axial flux machine (AFM) having a rotational axis (DA), wherein the axial flux machine (AFM) is arranged in the motor vehicle (KFZ) such that the rotational axis (DA) is aligned parallel to a vertical axis (HA) and/or in the direction of the vertical axis (HA) of the motor vehicle (KFZ). Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, aufweisend wenigstens zwei zueinander beabstandet angeordnete und um eine Radachse (RA) drehbar gelagerte Räder (RD), wobei die Axialflussmaschine (AFM) einerseits zwischen den beiden Rädern (RD) angeordnet ist und andererseits zwischen der Radachse (RA) und einem Radaufstandspunkt (RAP) der Räder (RD).Motor vehicle according to Claim 1 , comprising at least two wheels (RD) arranged at a distance from one another and mounted rotatably about a wheel axis (RA), wherein the axial flux machine (AFM) is arranged on the one hand between the two wheels (RD) and on the other hand between the wheel axis (RA) and a wheel contact point (RAP) of the wheels (RD). Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialflussmaschine (AFM) zwischen der Radachse (RA) und einem halben Radradius (1/2 rRD) der Räder (RD).Motor vehicle according to Claim 2 , characterized in that the axial flux machine (AFM) is arranged between the wheel axle (RA) and half a wheel radius (1/2 r RD ) of the wheels (RD). Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (DA) der Axialflussmaschine (AFM) eine Längsachse (LA) des Kraftfahrzeugs (KFZ) kreuzt.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the axis of rotation (DA) of the axial flux machine (AFM) crosses a longitudinal axis (LA) of the motor vehicle (KFZ). Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, eine Rotorwelle der Axialflussmaschine (AFM) mit einem Kegelradgetriebe (KRG) mechanisch gekoppelt ist, und über das Kegelradgetriebe (KRG) eine Rotation der Rotorwelle um die Hochachse (HA) in eine Drehbewegung um eine Querachse (QA) des Kraftfahrzeugs (KFZ) überführbar ist.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that a rotor shaft of the axial flux machine (AFM) is mechanically coupled to a bevel gear (KRG), and via the bevel gear (KRG) a rotation of the rotor shaft about the vertical axis (HA) can be converted into a rotary movement about a transverse axis (QA) of the motor vehicle (KFZ). Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Differentialgetriebe (DG) mit dem Kegelradgetriebe (KRG) mechanisch verbunden ist.Motor vehicle according to Claim 5 , characterized in that a differential gear (DG) is mechanically connected to the bevel gear (KRG). Kraftfahrzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Außendurchmesser ØAD eines Rotors der Axialflussmaschine (AFM) gilt: 20 cm ≤ ØAD ≤ 50 cm.Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that for an outer diameter Ø AD of a rotor of the axial flux machine (AFM) the following applies: 20 cm ≤ Ø AD ≤ 50 cm.
DE102024201694.2A 2024-02-22 2024-02-23 Motor vehicle with axial flux machine aligned parallel to the vertical axis Pending DE102024201694A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP24465509.8 2024-02-22
EP24465509 2024-02-22

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