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Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen.
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In der
DE 10 2018 130 528 A1 ist ein Versorgungssystem zur Beaufschlagung von hydraulischen Verbrauchern in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem hydraulischen Druck offenbart. Das Kraftfahrzeug weist eine elektrische Maschine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs in Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung auf, wobei mechanisch mittelbar oder unmittelbar an einer ersten Motorwelle der elektrischen Maschine eine Hauptpumpe angekoppelt ist.
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Der
DE 10 2015 219 503 A1 ist ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug als bekannt zu entnehmen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass sich eine besonders bauraum- und kostengünstige Versorgung mit einem Kühlmittel und/oder Schmiermittel realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Antriebseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung betrifft auch als elektrisches Antriebssystem bezeichnete elektrische Antriebseinrichtung für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die elektrische Antriebseinrichtung aufweist und mittels der elektrischen Antriebseinrichtung, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Vorzugsweise ist das Kraftfahrzeug als ein Kraftwagen, insbesondere als ein Personenkraftwagen, ausgebildet. Die elektrische Antriebseinrichtung weist wenigstens eine elektrische Maschine auf, welche auch als erste elektrische Maschine bezeichnet wird. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden auch als Ordnungszahlwörter bezeichnete Ordinalia wie „erster“, „erste“, „erstes“, „zweiter“, „zweite“, „zweites“ etc. nicht notwendigerweise verwendet, um eine Anzahl von Elementen, auf die sich die Ordnungszahlwörter beziehen, anzugeben oder zu implizieren, sondern um eindeutig auf die Elemente, auf die sich die Ordnungszahlwörter beziehen, Bezug nehmen zu können.
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Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der elektrischen Maschine ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die erste elektrische Maschine zu verstehen. Die elektrische Maschine weist einen Stator auf, welcher auch als erster Stator bezeichnet wird. Die elektrische Maschine weist auch einen Rotor auf, welcher auch als erster Rotor bezeichnet wird. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem Stator ist, so darunter, falls nichts anderes angegeben ist, der erste Stator zu verstehen, und wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem Rotor ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, der erste Rotor zu verstehen. Die elektrische Antriebseinrichtung weist auch einen Kreislauf auf, welcher von einem vorzugsweise flüssigen Kühl- und/oder Schmiermittel durchströmbar ist. Daher wird der Kreislauf auch als Kühl- und/oder Schmiermittelkreislauf bezeichnet. Vorzugsweise umfasst die Antriebseinrichtung das Kühl- und/oder Schmiermittel. Ganz vorzugsweise ist das Kühl- und/oder Schmiermittel eine Flüssigkeit. Ganz vorzugsweise ist das Kühl- und/oder Schmiermittel ein Öl. Das Kühl- und/oder Schmiermittel wird auch als Fluid oder Mittel bezeichnet, sodass dann, wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem Fluid oder der Mittel ist, darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das Kühl- und/oder Schmiermittel zu verstehen ist. Der Stator ist in dem Kreislauf angeordnet, sodass der Stator mittels des Kreislaufs oder über den Kreislauf mit dem Fluid versorgbar ist. Durch Versorgen des Stators mit dem Fluid kann der Stator mittels des Fluids gekühlt und/oder geschmiert werden. Die elektrische Antriebseinrichtung weist außerdem eine in dem Kreislauf angeordnete Pumpe auf, welche auch als erste Pumpe bezeichnet wird. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der Pumpe ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die erste Pumpe zu verstehen. Die Pumpe weist einen ersten Pumpenanschluss und einen zweiten Pumpenanschluss auf. Insbesondere ist der jeweilige Pumpenanschluss von dem Fluid durchströmbar. Ganz insbesondere weist die Pumpe ein einfach auch als Gehäuse bezeichnetes Pumpengehäuse und ein insbesondere in dem Pumpengehäuse angeordnetes Förderelement auf, welches relativ zu dem Pumpengehäuse bewegbar, insbesondere drehbar, ist. Durch relativ zu dem Pumpengehäuse erfolgendes Bewegen, insbesondere Drehen, des Förderelements kann mittels des Förderelements das Fluid gefördert werden, sodass mittels der Pumpe das Fluid durch den Kreislauf hindurchgefördert werden kann. Insbesondere weist das Gehäuse die Pumpenanschlüsse auf. Somit kann mittels der Pumpe das Fluid durch den Kreislauf hindurchgefördert werden.
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Zum Bewirken einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs ist der Rotor relativ zu dem Stator in eine erste Rotordrehrichtung drehbar. Mit anderen Worten, um das Kraftfahrzeug vorwärtszufahren, wird, insbesondere mittels des Stators, der Rotor derart angetrieben, dass der Rotor in die erste Rotordrehrichtung relativ zu dem Stator gedreht wird. Zum Bewirken einer Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs ist der Rotor relativ zu dem Stator in eine der ersten Rotordrehrichtung entgegengesetzte zweite Rotordrehrichtung drehbar. Mit anderen Worten, um das Kraftfahrzeug rückwärtszufahren, wird der Rotor, insbesondere mittels des Stators, derart angetrieben, dass der Rotor in die der ersten Rotordrehrichtung entgegengesetzte, zweite Rotordrehrichtung relativ zu dem Stator gedreht wird. Dabei ist die Pumpe von dem Rotor antreibbar, sodass die Pumpe als eine mechanische Pumpe, das heißt als eine mechanisch betreibbare Pumpe ausgebildet ist. Da die Pumpe von dem Rotor antreibbar ist, ist durch Drehen des Rotors in die erste Rotordrehrichtung das Förderelement der Pumpe in eine erste Elementdrehrichtung insbesondere relativ zu dem Pumpengehäuse drehbar. Mit anderen Worten, wird der Rotor in die erste Rotordrehrichtung relativ zu dem Stator gedreht, so wird hierdurch mittels des Rotors das Förderelement in die erste Elementdrehrichtung insbesondere relativ zu dem Pumpengehäuse gefördert, wodurch das Fluid mittels des Förderelements und somit mittels der Pumpe in eine erste Strömungsrichtung durch den Kreislauf hindurchgefördert, über den ersten Pumpenanschluss von der Pumpe und von dem Förderelement weg gefördert und über den zweiten Pumpenanschluss zu der Pumpe und somit zu dem Förderelement hin gefördert wird. Dies bedeutet, dass dann, wenn der Rotor in die erste Rotordrehrichtung gedreht wird, das Förderelement beziehungsweise die Pumpe das Fluid über den zweiten Pumpenanschluss zu sich hin fördert, insbesondere ansaugt, und somit beispielsweise in die Pumpe beziehungsweise das Pumpengehäuse hineinfördert, und das Förderelement beziehungsweise die Pumpe fördert das Fluid über den ersten Pumpenanschluss von sich weg und somit beispielsweise über den ersten Pumpenanschluss aus der Pumpe beziehungsweise aus dem Pumpengehäuse heraus.
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Durch Drehen des Rotors in die zweite Rotordrehrichtung ist das Förderelement in eine der ersten Elementdrehrichtung entgegengesetzte, zweite Elementdrehrichtung insbesondere relativ zu dem Pumpengehäuse drehbar. Mit anderen Worten, wird der Rotor in die zweite Rotordrehrichtung insbesondere relativ zu dem Stator gedreht, so wird hierdurch das Förderelement in die zweite Elementdrehrichtung insbesondere relativ zu dem Pumpengehäuse gedreht, wodurch das Fluid mittels des Förderelements in die zweite Strömungsrichtung durch den Kreislauf hindurchgefördert, über den zweiten Pumpenanschluss von der Pumpe weg gefördert und über den ersten Pumpenanschluss zu der Pumpe hin gefördert wird. Somit fördert das Förderelement beziehungsweise die Pumpe das Fluid über den ersten Pumpenanschluss zu sich hin und insbesondere in das Pumpengehäuse hinein, sodass beispielsweise die Pumpe beziehungsweise das Fluid über den ersten Pumpenanschluss ansaugt und insbesondere in das Pumpengehäuse hineinsaugt und somit hineinfördert. Außerdem fördert somit das Förderelement beziehungsweise die Pumpe das Fluid über den zweiten Pumpenanschluss von sich weg und dabei insbesondere aus dem Pumpengehäuse beziehungsweise aus der Pumpe heraus. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt, wird der Rotor in die erste Rotordrehrichtung gedreht, so ist der erste Pumpenanschluss ein Hochdruckanschluss der Pumpe und somit auf einer Hochdruckseite der Pumpe angeordnet, wobei der zweite Pumpenanschluss ein Niederdruckanschluss der Pumpe ist und somit auf einer Niederdruckseite der Pumpe angeordnet ist. Dabei fördert die Pumpe beziehungsweise das Förderelement das Fluid von der Niederdruckseite zu der Hochdruckseite, sodass die Pumpe beziehungsweise das Förderelement das Fluid über die Niederdruckseite zu der Pumpe hin fördert und über die Hochdruckseite von der Pumpe weg fördert. Wird der Rotor in die zweite Rotordrehrichtung gedreht, so ist der zweite Pumpenanschluss der Hochdruckanschluss der Pumpe und somit auf der Hochdruckseite der Pumpe angeordnet, wobei der erste Pumpenanschluss der Niederdruckanschluss der Pumpe ist und somit auf der Niederdruckseite der Pumpe angeordnet ist, wobei auch dann die Pumpe das Fluid von der Niederdruckseite zu der Hochdruckseite fördert und somit über die Niederdruckseite zu sich hin fördert und über die Hochdruckseite von sich weg fördert.
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Der Kreislauf ist als ein gegenüber einer Umgebungsluft geschlossenes System ausgeführt. Unter der Umgebungsluft ist Luft zu verstehen, die in einer Umgebung des Kreislaufs, insbesondere der Antriebseinrichtung insgesamt, angeordnet ist. Außerdem ist es vorgesehen, dass ein erster Statoranschluss des Stators fluidisch mit dem ersten Pumpenanschluss verbunden ist, wobei ein zweiter Statoranschluss des Stators fluidisch mit dem zweiten Pumpenanschluss verbunden ist. Die Statoranschlüsse sind von dem Fluid durchströmbar. Daraus ergibt sich nun Folgendes: Wird der Rotor in die erste Drehrichtung gedreht, so wird der erste Statoranschluss von dem ersten Pumpenanschluss mit dem Fluid versorgt, sodass der Stator über den ersten Statoranschluss mit dem Fluid versorgt wird, und das Fluid wird über den zweiten Statoranschluss von dem Stator abgeführt und strömt von dem zweiten Statoranschluss zu dem zweiten Pumpenanschluss. Wird der Rotor in die zweite Rotordrehrichtung gedreht, so wird der zweite Statoranschluss von dem zweiten Pumpenanschluss mit dem Fluid versorgt, sodass der Stator über den zweiten Statoranschluss mit dem Fluid versorgt wird, welches über den ersten Statoranschluss von dem Stator abgeführt wird und von dem ersten Statoranschluss zu dem ersten Pumpenanschluss strömt. Hierdurch kann eine vorteilhafte Versorgung des Stators mit dem Fluid sowohl bei der Vorwärtsfahrt als auch bei der Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs gewährleistet werden, sodass sowohl bei der Vorwärtsfahrt als auch bei der Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs der Stator vorteilhaft mittels des Fluids gekühlt und/oder geschmiert werden kann. Die Erfindung ermöglicht somit eine besonders vorteilhafte Versorgung des Stators sowohl bei der Vorwärtsfahrt als auch bei der Rückwärtsfahrt und das mit einer nur geringen Teileanzahl und somit auf besonders bauraum- und kostengünstige Weise. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen kann eine Anzahl von Schnittstellen, an denen beispielsweise das Fluid von einem Element an das andere Element übergeben wird, gering gehalten werden, sodass sich eine besonders kompakte und kostengünstige Bauweise der Antriebseinrichtung darstellen lässt.
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Um eine besonders bauraum- und kostengünstige Bauweise der Antriebseinrichtung realisieren zu können, ist es bei einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Förderelement der Pumpe permanent drehmomentübertragend mit dem Rotor verbunden ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass zwischen dem Rotor und der Pumpe beziehungsweise dem Förderelement, das heißt in einem Drehmomentenpfad, entlang welchem ein jeweiliges Drehmoment von dem Rotor auf die Pumpe beziehungsweise das Förderelement übertragbar ist, um dadurch das Förderelement anzutreiben, kein Element zur Drehrichtungsumkehr beziehungsweise zum Drehrichtungswechsel des Förderelements angeordnet ist. Dadurch können die Teileanzahl und somit der Bauraumbedarf, die Kosten und das Gewicht der Antriebseinrichtung in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden.
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Eine weitere Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das Förderelement der Pumpe permanent drehfest mit dem Rotor verbunden ist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass in dem zuvor genannten Drehmomentenfluss zwischen dem Rotor und der Pumpe beziehungsweise dem Förderelement kein Element oder keine Einrichtung zum Bewirken einer Drehrichtungsumkehr angeordnet ist, sodass sich vorzugsweise dann und immer dann, wenn sich der Rotor in die erste Rotordrehrichtung dreht, das Förderelement in die erste Elementdrehrichtung dreht und sodass sich vorzugsweise dann und immer dann, wenn sich der Rotor in die zweite Rotordrehrichtung dreht, das Förderelement sich in die zweite Elementdrehrichtung dreht. Außerdem ist beispielsweise unter dem Merkmal, dass der Rotor permanent drehmomentübertragend mit dem Förderelement verbunden ist, zu verstehen, dass kein Schaltelement vorgesehen ist, welches zwischen einem den Rotor und das Förderelement drehmomentübertragend miteinander koppelnden Koppelzustand und einem Entkoppelzustand schaltbar ist, in welchem über das Schaltelement keine Drehmomente zwischen dem Rotor und dem Förderelement übertragbar sind.
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Um eine vorteilhafte Fluidversorgung auf besonders bauraum- und kostengünstige Weise realisieren zu können, ist es bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der Kreislauf frei von einer Filtereinrichtung zum Filtern des Fluids ist.
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Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich durch eine Fluidverbindung aus, über welche ein zwischen dem ersten Pumpenanschluss und dem ersten Statoranschluss angeordnete erste Stelle des Kreislaufs und eine zwischen dem zweiten Statoranschluss und dem zweiten Pumpenanschluss angeordnete zweite Stelle des Kreislaufs fluidisch miteinander verbindbar oder verbunden sind. Wird der Rotor in die erste Drehrichtung und somit das Förderelement in die erste Elementdrehrichtung gedreht, wodurch das Fluid mittels des Förderelements in die erste Strömungsrichtung durch den Kreislauf hindurchgefördert wird, so ist die erste Stelle stromab des ersten Pumpenanschlusses und stromauf des ersten Statoranschlusses angeordnet, und die zweite Stelle ist stromab des zweiten Statoranschlusses und stromauf des zweiten Pumpenanschlusses angeordnet. Wird der Rotor in die zweite Rotordrehrichtung und somit das Förderelement in die zweite Elementdrehrichtung gedreht, wodurch das Fluid mittels des Förderelements beziehungsweise mittels der Pumpe in die zweite Strömungsrichtung und durch den Kreislauf hindurchgefördert wird, so ist die zweite Stelle stromab des zweiten Pumpenanschlusses und stromauf des zweiten Statoranschlusses angeordnet, und die erste Stelle ist stromab des ersten Statoranschlusses und stromauf des ersten Pumpenanschlusses angeordnet.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn in der Fluidverbindung ein Wechselventil und ein auch als erstes Druckbegrenzungsventil bezeichnetes Druckbegrenzungsventil angeordnet sind. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von dem Druckbegrenzungsventil ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, das erste Druckbegrenzungsventil vorgesehen. Somit kann eine besonders vorteilhafte Fluidversorgung auf bauraum- und kostengünstige Weise dargestellt werden.
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Als weiterhin besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Wechselventil genau ein Verschlusselement und zwei durch das Verschlusselement verschließbare Strömungsquerschnitte aufweist, wobei eine Anschlussstelle für das erste Druckbegrenzungsventil, welches beispielsweise über die an der Anschlussstelle fluidisch mit dem ersten Wechselventil verbunden ist, zwischen den verschließbaren Strömungsquerschnitten angeordnet ist. Diese Anordnung ermöglicht vorteilhaft eine von einer Drehrichtung des Förderelements der Pumpe unabhängige Schutzeinrichtung für die Statoren. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Fluidversorgung auf bauraum- und kostengünstige Weise dargestellt werden.
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Um die Kosten der Antriebseinrichtung in einem besonders geringen Rahmen halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Verschlusselement des ersten Wechselventils als eine Kugel ausgebildet ist.
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Um eine besonders vorteilhafte Fluidversorgung auf besonders bauraum- und gewichtsgünstige Weise realisieren zu können, hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die elektrische Antriebseinrichtung ein erstes Leitungselement aufweist, welches an einer zwischen dem zweiten Statoranschluss und dem zweiten Pumpenanschluss angeordneten, ersten Verbindungsstelle fluidisch mit dem Kreislauf verbunden ist. Dabei ist vorzugsweise ein zweites Leitungselement als Steuerleitung an einer zwischen dem ersten Statoranschluss und dem ersten Pumpenanschluss angeordneten zweiten Verbindungsstelle fluidisch mit dem Kreislauf verbunden. Wird der Rotor in die erste Drehrichtung und somit das Förderelement in die erste Förderelementrichtung gedreht, sodass das Fluid in die erste Strömungsrichtung durch den Kreislauf hindurchgefördert wird, so ist die erste Verbindungsstelle stromab des zweiten Statoranschlusses und stromauf des zweiten Pumpenanschlusses angeordnet, und so ist die zweite Verbindungsstelle stromab des ersten Pumpenanschlusses und stromauf des ersten Statoranschlusses angeordnet. Vorzugsweise ist die zweite Verbindungsstelle von der ersten Stelle beabstandet. Vorzugsweise ist die erste Verbindungsstelle von der zweiten Stelle beabstandet. Dabei vorgesehen ist beispielsweise auch ein drittes Leitungselement, in welchem ein auch als zweites Druckbegrenzungsventil bezeichnetes Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, welches ganz vorzugsweise zusätzlich zu dem ersten Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist. Das jeweilige Leitungselement ist von dem Fluid durchströmbar. Dabei ist vorzugsweise ein entsperrbares Rückschlagventil vorgesehen. Vorzugsweise ist das entsperrbare Rückschlagventil mittels des Fluids aus der Steuerleitung entsperrbar. Das entsperrbare Rückschlagventil weist einen ersten Ventilanschluss, einen zweiten Ventilanschluss und einen dritten Ventilanschluss auf. Der ersten Ventilanschluss ist fluidisch mit dem ersten Leitungselement verbunden, und der zweite Ventilanschluss ist fluidisch mit dem zweiten Leitungselement verbunden. Der dritte Ventilanschluss ist fluidisch mit dem dritten Leitungselement verbunden. Außerdem ist es vorzugsweise vorgesehen, dass eine Sperrrichtung des entsperrbaren Rückschlagventils von dem ersten Ventilanschluss zu dem dritten Ventilanschluss verläuft. Dies bedeutet, dass das entsperrbare Rückschlagventil selbständig oder selbsttätig und somit dann, wenn das entsperrbare Rückschlagventil nicht entsperrt ist, eine Strömung des Fluids von dem ersten Ventilanschluss zu dem dritten Ventilanschluss unterbindet, sodass eine Strömung des Fluids von dem ersten Ventilanschluss zu dem dritten Ventilanschluss und somit in die Sperrrichtung mittels des entsperrbaren Rückschlagventils unterbunden ist. Ist das entsperrbare Rückschlagventil mittels des Fluids aus der Steuerleitung entsperrt, so lässt das Wechselventil eine Strömung des Fluids von dem ersten Ventilanschluss zu dem zweiten Ventilanschluss zu, sodass das Fluid von dem ersten Ventilanschluss zu dem zweiten Ventilanschluss in die Sperrrichtung strömen kann. Dies führt in Verbindung mit den eingesetzten Druckbegrenzungsventilen zu einer Fluid-Ausspeisung im Betrieb in erster Elementdrehrichtung. Damit können NVH-Probleme der mechanisch angetrieben Pumpe vermieden werden. Weiter ist dadurch auf besonders bauraum- und gewichtsgünstige Weise eine besonders vorteilhafte Versorgung mit dem Fluid darstellbar.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es zur Realisierung einer besonders bauraum- und kostengünstigen Bauweise der elektrischen Antriebseinrichtung vorgesehen, dass die elektrische Antriebseinrichtung ein in dem Kreislauf zwischen dem ersten Pumpenanschluss und dem ersten Statoranschluss angeordnetes Abzweigventil aufweist, welches somit dann, wenn der Rotor in die erste Rotordrehrichtung und somit das Förderelement in die erste Elementdrehrichtung gedreht wird, stromab des ersten Pumpenanschlusses und stromauf des ersten Statoranschlusses angeordnet ist. Das Abzweigventil ist zwischen einem Abzweigzustand und einem Schließzustand umschaltbar. In dem Abzweigzustand ist über das Abzweigventil zumindest ein Teil des mittels der Pumpe geförderten Fluids aus dem Kreislauf abzweigbar und dadurch aus dem Kreislauf ausleitbar. Das abgezweigte Fluid kann beispielsweise wenigstens einem außerhalb des Kreislaufs angeordneten Verbraucher wie beispielsweise dem Rotor zugeführt werden, sodass auf besonders einfache Weise eine besonders vorteilhafte Fluidversorgung darstellbar ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Kreislauf eine Kühleinrichtung zum Kühlen des Fluids angeordnet, wodurch eine besonders vorteilhafte Fluidversorgung auf einfache Weise darstellbar ist.
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Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die elektrische Antriebseinrichtung eine insbesondere zusätzlich zu der ersten elektrischen Maschine vorgesehene zweite elektrische Maschine auf, welche einen zweiten Stator aufweist, der in dem Kreislauf angeordnet und strömungstechnisch parallel zu dem ersten Stator geschaltet ist, sodass beispielsweise über den Kreislauf die Statoren parallel mit dem Fluid versorgbar sind. So kann auch der zweite Stator mittels des Fluids gekühlt und/oder geschmiert werden. Die Erfindung ermöglicht somit eine einfache, bauraum- und kostengünstige Versorgung beider Statoren mit dem Fluid.
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Insbesondere kann das Kraftfahrzeug mittels der zweiten elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die elektrische Antriebseinrichtung eine Ventileinrichtung auf, welche einen Versorgungsanschluss aufweist, über welchen die Ventileinrichtung mit dem mittels einer zusätzlich zur ersten Pumpe vorgesehenen zweiten Pumpe geförderten Fluids von außerhalb des Kreislaufs versorgbar ist. Die Ventileinrichtung ist zwischen einem ersten Schaltzustand und einen zweiten Schaltzustand umschaltbar. In dem ersten Schaltzustand ist das der Ventileinrichtung über den Versorgungsanschluss zugeführte Fluid zu einer zwischen dem ersten Pumpenanschluss und dem ersten Statoranschluss angeordneten ersten Einleitstelle des Kreislaufs führbar und an der ersten Einleitstelle in den Kreislauf einleitbar, wobei vorzugsweise die erste Einleitstelle von der zweiten Verbindungsstelle und der ersten Stelle beabstandet ist. In dem zweiten Schaltzustand ist das der Ventileinrichtung über den Versorgungsanschluss zugeführte Fluid zu einer zwischen dem zweiten Pumpenanschluss und dem zweiten Statoranschluss angeordneten zweiten Einleitstelle des Kreislaufs führbar und an einer zweiten Einleitstelle in den Kreislauf einleitbar, wobei vorzugsweise die zweite Einleitstelle von der zweiten Stelle und der ersten Verbindungsstelle beabstandet ist. Mittels der Ventileinrichtung kann eine sogenannte Boost-Funktion, das heißt eine sogenannte Unterstützungsfunktion, realisiert werden. Bei der oder durch die Unterstützungsfunktion wird an der Einleitstelle das mittels der zweiten Pumpe geförderte Fluid als zusätzliches Fluid in den Kreislauf hineingefördert, sodass der Stator sowohl mit dem mittels der ersten Pumpe als auch dem mittels der zweiten Pumpe geförderten Fluid versorgbar ist. Dadurch kann der Stator effektiv und effizient gekühlt und/oder geschmiert werden.
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Schließlich hat es sich in einer Weiterbildung der Erfindung als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die zweite Pumpe in einer von dem Fluid durchströmbaren Leitungsanordnung angeordnet ist, durch welche das Fluid mittels der zweiten Pumpe hindurchgefördert werden kann. Vorzugsweise ist die zweite Pumpe eine elektrische Pumpe. Der erste Rotor und ein zweiter Rotor der zweiten elektrischen Maschine ist in der Leitungsanordnung angeordnet, sodass zum Kühlen und/oder Schmieren der Rotoren die Rotoren über die Leitungsanordnung mit dem mittels der zweiten Pumpe geförderten Fluid versorgbar sind. In der Leitungsanordnung kann beispielsweise zusätzlich oder alternativ auch eine Parksperre angeordnet sein, welche mit dem mittels der zweiten Pumpe geförderten Fluid und von dem von der zweiten Pumpe bereitgestellten Druck versorgbar ist, wodurch die Parksperre einleitbar und/oder auslegbar ist, wobei die zweite Pumpe ganz besonders vorteilhaft dafür vorgesehen ist, einen im Vergleich zur ersten Pumpe höheren Druck bereitzustellen und einen geringeren Volumenström zu fördern. Eine Fluidversorgung von weiteren Elementen, insbesondere von Getriebeelementen, die gekühlt, geschmiert oder insbesondere aktuiert werden müssen, kann ebenfalls in die Leitungsanordnung integriert werden. Ganz besonders vorteilhaft werden mittels der zweiten Pumpe und der Leitungsanordnung Betätigungseinrichtungen von Lamellenkupplungen oder -bremsen, welche für eine Betätigung einen vergleichsweise hohen Druck von zumindest mehreren bar benötigen, von der zweiten Pumpe und der Leitungsanordnung mit Fluid versorgt. Es können aber auch Klauenkupplungen oder - bremsen in die Leitungsanordnung integriert werden, wobei die zweite Pumpe dann einen im Vergleich zur ersten Pumpe höheren Druck bereitstellt, welcher insbesondere höher liegt ein als ein maximaler Druck, welcher für eine Kühlung von Statoren in Statoren zulässig ist. Hierdurch kann eine besonders energieeffiziente Versorgung mit dem Fluid gewährleistet werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer elektrischen Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug;
- 2 ausschnittsweise eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Antriebseinrichtung; und
- 3 ausschnittsweise eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Antriebseinrichtung.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform eines elektrischen Antriebssystems 10 für ein Kraftfahrzeug, welches mittels der elektrischen Antriebseinrichtung 10, insbesondere rein, elektrisch antreibbar ist. Die elektrische Antriebseinrichtung 10 weist eine erste elektrische Maschine 12 auf, welche einen ersten Stator 14 und einen ersten Rotor 16 aufweist. Der Rotor 16 ist mittels des Stators 14 antreibbar und dadurch um eine erste Maschinendrehachse relativ zu dem Stator 14 drehbar. Die Antriebseinrichtung 10, welche auch als elektrisches Antriebssystem bezeichnet wird, weist auch eine zweite elektrische Maschine 18 auf, welche einen zweiten Stator 20 und einen zweiten Rotor 22 aufweist. Der Rotor 22 ist mittels des Stators 20 antreibbar und dadurch um eine zweite Maschinendrehachse relativ zu dem Stator 20 drehbar. Über den jeweiligen Rotor 16, 22 kann die jeweilige, elektrische Maschine 12, 18 Antriebsdrehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Die Antriebseinrichtung 10 weist auch ein Getriebe 23 auf, über welches das Kraftfahrzeug von den elektrischen Maschinen 12 und 18 antreibbar ist. Ein erster Teil des Getriebes ist mit 24 bezeichnet, und ein zweiter Teil des Getriebes ist mit 26 bezeichnet. In 1 sind Bereiche der elektrischen Antriebseinrichtung 10 mit B1, B2 und B3 bezeichnet, wobei die Bereiche B1, B2 und B3 mit einem vorzugsweise flüssigen und ganz vorzugsweise als Öl ausgebildeten Kühl- und/oder Schmiermittel versorgbar sind. Das Kühl- und/oder Schmiermittel wird auch als Fluid bezeichnet. Durch Versorgen des jeweiligen Bereichs B1, B2, B3 mit dem Fluid kann der jeweilige Bereich B1, B2, B3 mittels des Fluids gekühlt und/oder geschmiert werden. Erkennbar aus 1 ist somit, dass die Statoren 14 und 20, die Rotoren 16 und 22 und das Getriebe 23, mithin die Teile 24 und 26 mit dem Fluid versorgbar sind, sodass die Statoren 14 und 20, die Rotoren 16 und 22 und die Teile 24 und 26 des Getriebes 22 mittels des Fluids geschmiert und/oder gekühlt werden können.
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Die Antriebseinrichtung 10 weist dabei einen von dem Fluid durchströmbaren Kreislauf 28 auf, in welchem eine erste Pumpe 30 der Antriebseinrichtung 10 angeordnet ist. Mittels der Pumpe 30 kann das Fluid durch den Kreislauf 28 hindurchgefördert werden, und zwar wahlweise in eine durch einen Pfeil 32 veranschaulichte, erste Strömungsrichtung oder in eine durch einen Pfeil 34 veranschaulichte und der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzte, zweite Strömungsrichtung. Die Pumpe 30 weist einen ersten Pumpenanschluss PA1 und einen zweiten Pumpenanschluss PA2 auf. Die Pumpe 30 weist dann wenn diese als mechanisch angetriebene Pumpe ausgebildet ist ein Förderelement 36 auf, mittels welchem das Fluid durch den Kreislauf 28 wahlweise in die erste Strömungsrichtung oder in die zweite Strömungsrichtung hindurchgefördert werden kann. Das Förderelement 36 ist in einem Pumpengehäuse der Pumpe 30 angeordnet und relativ zu dem Pumpengehäuse um eine Elementdrehachse drehbar. Dabei kann das Förderelement 36 wahlweise in eine erste Elementdrehrichtung oder in eine zweite Elementdrehrichtung, die der ersten Elementdrehrichtung entgegengesetzt ist, um die Elementdrehachse relativ zu dem Pumpengehäuse gedreht werden. Durch um die Elementdrehachse und relativ zu dem Pumpengehäuse erfolgendes Drehen des Förderelements 36 in die erste Drehrichtung wird mittels des Förderelements 36 das Fluid in die erste Strömungsrichtung durch den Kreislauf 28 hindurchgefördert. Durch um die Elementdrehachse und relativ zu dem Pumpengehäuse erfolgendes Drehen des Förderelements 36, welches auch Pumpenelement bezeichnet wird, in die zweite Drehrichtung wird das Fluid in die zweite Strömungsrichtung durch den Kreislauf 28 hindurchgefördert. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist die Pumpe 30 eine mechanische Pumpe, insbesondere eine rein mechanische Pumpe.
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Um das Kraftfahrzeug vorwärtszufahren, das heißt, um eine Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs zu bewirken, wird zumindest einer der Rotoren 16, 22 relativ zu dem zugehörigen Stator 20, 22 in eine erste Rotordrehrichtung um die jeweilige Maschinendrehachse gedreht. Um das Kraftfahrzeug rückwärtszufahren, das heißt, um eine der Vorwärtsfahrt entgegengesetzte Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs zu bewirken, wird der zumindest eine Rotor 16, 22 in eine der ersten Rotordrehrichtung entgegengesetzte, zweite Rotordrehrichtung um die Maschinendrehachse relativ zu dem zugehörigen Stator 20, 22 gedreht. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise der zumindest eine Rotor 16, 22 der Rotor 16. Die Pumpe 30, das heißt das Förderelement 36 ist von dem zumindest einen Rotor 16 antreibbar, sodass durch um die erste Maschinendrehachse und relativ zu dem Stator 20 erfolgendes Drehen des Rotors 16 in die erste Rotordrehrichtung das Förderelement 36 der Pumpe 30 in die erste Elementdrehrichtung um die Elementdrehachse relativ zu dem Pumpengehäuse drehbar ist, wodurch das Fluid in die erste Strömungsrichtung durch den Kreislauf 28 hindurchförderbar, über den ersten Pumpenanschluss PA1 von der Pumpe 30 weg förderbar und über den zweiten Pumpenanschluss PA2 zu der Pumpe 30 hin förderbar ist. Außerdem folgt daraus, dass durch um die erste Maschinendrehachse und relativ zu dem Stator 20 erfolgendes Drehen des Rotors 16 in die zweite Rotordrehrichtung das Förderelement 36 in die der ersten Elementdrehrichtung entgegengesetzte, zweite Elementdrehrichtung um die Elementdrehachse relativ zu dem Pumpengehäuse drehbar ist, wodurch das Fluid in die der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzte zweite Strömungsrichtung durch den Kreislauf 28 hindurchförderbar, über den zweiten Pumpenanschluss PA2 von der Pumpe 30 weg förderbar und über den ersten Pumpenanschluss PA1 zu der Pumpe 30 hin förderbar ist.
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Des Weiteren ist es vorgesehen, dass der Kreislauf 28 ein gegenüber einer Umgebungsluft geschlossenes System ausgeführt ist. Außerdem weist der jeweilige Stator 14, 20 einen jeweiligen, ersten Statoranschluss SA1 auf, welcher fluidisch mit dem ersten Pumpenanschluss PA1 verbunden ist. Der jeweilige Stator 14, 20 weist auch einen jeweiligen, zweiten Statoranschluss SA2 auf, welcher fluidisch mit dem zweiten Pumpenanschluss PA verbunden ist. Wird der Rotor 16 in die erste Rotordrehrichtung und daraus resultierend das Förderelement 36 in die erste Elementdrehrichtung gedreht, so wird die Pumpe 30 dadurch in einem ersten Betrieb betrieben. Wird der Rotor 16 in die zweite Rotordrehrichtung und daraus resultierend das Förderelement 36 in die zweite Elementdrehrichtung gedreht, so wird die Pumpe 30 in einem zweiten Betrieb der Pumpe 30 betrieben. In dem ersten Betrieb der Pumpe 30 werden die Statoren 14 und 20 über die ersten Statoranschlüsse SA1 mit dem Fluid versorgt, und das Fluid wird über die zweiten Statoranschlüsse SA2 von den Statoren 14 und 20 abgeführt. In dem zweiten Betrieb der Pumpe 30 werden die Statoren 14 und 20 über die zweiten Statoranschlüsse SA2 mit dem Fluid versorgt, und das Fluid wird über die ersten Statoranschlüsse SA1 von den Statoren 14 und 20 abgeführt. Beispielsweise ist das Förderelement 36 der Pumpe 30 permanent drehmomentübertragend, insbesondere permanent drehfest, mit dem Rotor 16 verbunden.
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Aus 1 ist erkennbar, dass der Kreislauf 28 frei von einer Filtereinrichtung zum Filtern des Fluids ist. Vorgesehen ist eine Fluidverbindung 38, über welche eine zwischen dem ersten Pumpenanschluss PA1 und dem jeweiligen ersten Statoranschluss SA1 angeordnete erste Stelle S1 des Kreislaufs 28 und eine zwischen dem zweiten Statoranschluss SA2 und dem zweiten Pumpenanschluss PA2 angeordnete zweite Stelle S2 des Kreislaufs 28 fluidisch miteinander verbindbar oder verbunden sind. Dabei sind in der Fluidverbindung 38 ein Wechselventil 40 und ein erstes Druckbegrenzungsventil 42 angeordnet.
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Das Wechselventil 40 weist genau ein Verschlusselement auf, welches relativ zu einer Umgebung des Wechselventils 40, insbesondere translatorisch, bewegbar ist.. Das Wechselventil 40 weist auch zwei mittels des Verschlusselements verschließbare Strömungsquerschnitte Q1 und Q2 und eine Anschlussstelle AS auf, an welcher beispielsweise das Druckbegrenzungsventil 42 angeschlossen ist. Die Anschlussstelle AS ist dabei zwischen den mittels des Verschlusselements verschließbaren Strömungsquerschnitten Q1 und Q2 angeordnet, wobei das Verschlusselement insbesondere als Kugel ausgebildet ist. Dabei wird durch das Wechselventil 40 stets das Element 42 über diejenige von den beiden Stellen S1 und S2 mit dem Kreislauf 28 hydraulisch verbunden, an welcher das höhere Druckniveau vorherrscht, was insbesondere in dem zweiten Betrieb der Pumpe 30 erfolgt oder erfolgen kann, sodass insbesondere in dem zweiten Betrieb der Pumpe 30 mittels des Druckbegrenzungsventils 42 der Druck des Fluids insbesondere auf einen Höchstwert begrenzbar ist. Insbesondere in dem ersten Betrieb der Pumpe 30 vermeidet das Wechselventil 40, dass das in dem ersten Betrieb mittels der Pumpe 30 geförderte Fluid von der Stelle S1 zu der Stelle S2 strömt, sondern das Fluid kann von der Stelle S1 bezogen auf die Stelle S2 und das Druckbegrenzungsventil 42 nur zu dem Druckbegrenzungsventil 42 strömen, sodass beispielsweise in dem ersten Betrieb mittels des Druckbegrenzungsventils 42 der Druck des Fluids auf den Höchstwert begrenzbar ist. Somit kann das Druckbegrenzungsventil 42 den Druck des Fluids sowohl in dem ersten Betrieb als auch in dem zweiten Betrieb auf den Höchstwert begrenzen, sodass eine besonders vorteilhafte Fluidversorgung auf bauraum-, gewichts- und kostengünstige Weise darstellbar ist.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Antriebseinrichtung 10. Bei der zweiten Ausführungsform weist die Antriebseinrichtung 10 ein erstes Leitungselement L1, ein zweites Leitungselement L2 und ein drittes Leitungselement L3 auf. Das Leitungselement L1 ist an einer zwischen dem zweiten Statoranschluss SA2 und dem zweiten Pumpenanschluss PA2 angeordneten, ersten Verbindungsstelle V1 fluidisch mit dem Kreislauf 28 verbunden. Das zweite Leitungselement L2 ist eine Steuerleitung, die an einer zwischen dem ersten Statoranschluss SA1 und dem ersten Pumpenanschluss PA1 angeordneten, zweiten Verbindungsstelle V2 fluidisch mit dem Kreislauf 28 verbunden ist. In dem dritten Leitungselement L3 ist ein zweites Druckbegrenzungsventil 50 angeordnet. Vorgesehen ist ein entsperrbares Rückschlagventil 52, welches auch als zweites Rückschlagventil bezeichnet wird. Das entsperrbare Rückschlagventil 52 weist einen ersten Ventilanschluss auf, an welchem das Leitungselement L1 angeschlossen ist, sodass der ersten Ventilanschluss fluidisch mit dem ersten Leitungselement L1 verbunden ist. Das entsperrbare Rückschlagventil 52 weist einen zweiten Ventilanschluss auf, an welchen das zweite Leitungselement L2 angeschlossen ist, sodass der zweite Ventilanschluss fluidisch mit dem zweiten Leitungselement L2 verbunden ist. Das entsperrbare Rückschlagventil 52 weist einen dritten Ventilanschluss auf, an welchen das Leitungselement L3 angeschlossen ist, sodass der dritte Ventilanschluss fluidisch mit dem dritten Leitungselement L3 verbunden ist. Somit ist beispielsweise das dritte Leitungselement L3 einenends fluidisch mit dem dritten Ventilanschluss verbunden, und andernends mündet beispielsweise das dritte Leitungselement L3 in ein Druckbegrenzungsventil 50. Das entsperrbare Rückschlagventil 52 ist mittels des Fluids aus der Steuerleitung entsperrbar und weist eine Sperrrichtung auf, die von dem ersten Ventilanschluss zu dem dritten Ventilanschluss verläuft. Ist beispielsweise ein auf das Rückschlagventil 52 wirkender Druck des Fluids in dem Leitungselement L2 und somit beispielsweise an der Verbindungsstelle V2 kleiner als ein Schwellenwert, so ist und bleibt das Rückschlagventil 52 gesperrt, das heißt verschlossen, wodurch das Rückschlagventil 52 eine Strömung des Fluids in die Sperrrichtung durch das Rückschlagventil 52 unterbindet, mithin wodurch das Rückschlagventil 52 eine Strömung des Fluids von dem ersten Ventilanschluss zu dem dritten Ventilanschluss unterbindet. Steigt jedoch der Druck des Fluids in dem Leitungselement L2 und somit an der Verbindungsstelle V2 derart an, dass der Druck des Fluids in dem Leitungselement L2 und somit an der Verbindungsstelle V2 dem Schwellenwert entspricht oder größer als der Schwellenwert ist, so wird hierdurch das entsperrbare Rückschlagventil 52 entsperrt, wodurch das Rückschlagventil 52 eine Strömung des Fluids in die Sperrrichtung durch das Rückschlagventil 52 freigibt, sodass dann das Fluid in die Sperrrichtung durch das Rückschlagventil 52 hindurchströmen und somit von dem ersten Ventilanschluss zu dem dritten Ventilanschluss strömen und in der Folge das Leitungselement L3 durchströmen kann. Ein im Vergleich zur Druckgrenze des Ventils 50 überhöhter Druck des Kühl- und/oder Schmiermittels in dem Leitungselement L3 wird dann über das Ventil 50 abgebaut. Hieraus kann vorteilhaft eine NVH-Verbesserung der mechanisch angetrieben Pumpe folgen. Hierdurch kann ein besonders einfacher Aufbau der Antriebseinrichtung 10 realisiert werden.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform der Antriebseinrichtung 10. Bei der dritten Ausführungsform ist in dem Kreislauf 28 zwischen dem Statoranschluss SA1 und dem Pumpenanschluss PA1, insbesondere zwischen dem Pumpenanschluss PA1 und der Stelle S1 und ganz insbesondere zwischen der Verbindungsstelle V2 und der Stelle S1, ein Abzweigventil 54 in dem Kreislauf 28 angeordnet. Mittels des Abzweigventils 54 kann zumindest ein Teil des Fluids aus dem Kreislauf 28 abgezweigt und dadurch aus dem Kreislauf 28 ausgeleitet werden. Das Abzweigventil 54 ist zwischen einem Abzweigzustand und einem Schließzustand umschaltbar. In dem Abzweigzustand ist über das Abzweigventil 54 zumindest der genannte Teil des Fluids aus dem Kreislauf 28 abzweigbar. In dem Schließzustand unterbleibt ein Abzweigen des Fluids über das Abzweigventil 54 aus dem Kreislauf 28.
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Aus 1 ist erkennbar, dass die Antriebseinrichtung 10 beispielsweise bei der ersten Ausführungsform eine Ventileinrichtung 56 aufweist, welche auch als Boost- und Spülventil bezeichnet wird. Die Ventileinrichtung 56 weist einen Versorgungsanschluss VA auf, über welchen die Ventileinrichtung 56 mit dem mittels einer zweiten Pumpe 58 der Antriebseinrichtung 10 geförderten Fluid versorgbar ist. Die Pumpe 58 ist eine elektrische Pumpe und zusätzlich zur ersten Pumpe 30 vorgesehen. Die Ventileinrichtung 56 ist zwischen einem ersten Schaltzustand und einem zweiten Schaltzustand umschaltbar. In dem ersten Schaltzustand ist das der Ventileinrichtung 56 über den Versorgungsanschluss VA zugeführte Fluid zu einer zwischen dem ersten Pumpenanschluss PA1 und dem ersten Statoranschluss SA1 angeordneten ersten Einleitstelle E1 führbar und an der ersten Einleitstelle E1 in den Kreislauf 28 einleitbar. In dem zweiten Schaltzustand ist das der Ventileinrichtung 56 über den Versorgungsanschluss VA zugeführte Fluid zu einer zwischen dem zweiten Pumpenanschluss PA2 und dem zweiten Statoranschluss SA2 angeordneten zweiten Einleitstelle E2 führbar und an der zweiten Einleitstelle E2 in den Kreislauf 28 einleitbar. Außerdem ist es vorgesehen, dass in dem ersten Schaltzustand zumindest ein Teil des Fluids von der Einleitstelle E2 über die Ventileinrichtung 56 zu einem Druckbegrenzungsventil 60 führbar ist oder geführt wird, sodass beispielsweise insbesondere in dem ersten Betrieb der Pumpe 30 mittels des Druckbegrenzungsventils 60 ein Druck des Fluids zwischen dem Pumpenanschluss PA2 und dem Statoranschluss SA2 auf einen Maximalwert begrenzbar ist. Beispielsweise befindet sich in dem ersten Betrieb der Pumpe 30 die Ventileinrichtung 56 in dem ersten Schaltzustand. In dem zweiten Schaltzustand ist beispielsweise zumindest ein Teil des Fluids von der ersten Einleitstelle E1 über die Ventileinrichtung 56 dem Druckbegrenzungsventil 60 zuführbar, sodass beispielsweise insbesondere in dem zweiten Betrieb der Pumpe 30 mittels des Druckbegrenzungsventils 60 ein Druck des Fluids zwischen dem Pumpenanschluss PA1 und dem Statoranschluss SA1 auf den Maximalwert begrenzbar ist. Insbesondere befindet sich die Ventileinrichtung 56 in dem zweiten Schaltzustand, wenn sich die Pumpe 30 in ihrem zweiten Betrieb befindet. In einem Sperrzustand der Ventileinrichtung 56 ist sowohl die Einleitstelle E1 als auch die Einleitstelle E2 sowohl von dem Versorgungsanschluss VA als auch von dem Druckbegrenzungsventil 60 fluidisch getrennt. Erkennbar ist, dass die zweite Pumpe 58 in einer von dem Fluid durchströmbaren Leitungsanordnung 66 angeordnet ist. In der Leitungsanordnung 66 sind die Rotoren 16 und 22 und die Teile 24 und 26 des Getriebes 23 angeordnet, sodass die Bereiche B2 und B3, mithin die Rotoren 16 und 22 und die Teile 24 und 26 über die Leitungsanordnung 66 von dem Fluid durchströmbar sind.
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Bei der ersten Ausführungsform ist in dem Kreislauf 28 ein Wärmetauscher 68 angeordnet, mittels welchem das den Kreislauf 28 durchströmende Fluid temperierbar, das heißt zu kühlen und/oder zu erwärmen ist, insbesondere derart, dass über den Wärmetauscher 68 ein Wärmeaustausch zwischen dem Fluid und einem insbesondere von dem Fluid unterschiedlichen, zusätzlich vorgesehenen Temperiermedium austauschbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist in der Leitungsanordnung 66 ein Wärmetauscher 70 angeordnet, über welchen beispielsweise das Fluid temperierbar, das heißt zu kühlen und/oder zu erwärmen ist, insbesondere dadurch, dass über den Wärmetauscher 70 ein Wärmeaustausch zwischen dem Fluid und beispielsweise dem Medium oder einem anderen Mittel erfolgen kann. Die als elektrische Pumpe ausgebildete, zweite Pumpe 58 kann beispielsweise wahlweise in einem dritten Betrieb oder in einem vierten Betrieb betrieben werden. In dem dritten Betrieb fördert die Pumpe 58 das Fluid in eine dritte Strömungsrichtung durch zumindest einen Teil der Leitungsanordnung 66, und in dem vierten Betrieb fördert die Pumpe 58 das Fluid in eine vierte Strömung zumindest durch den Teil der Leitungsanordnung 66, wobei die vierte Strömung der dritten Strömungsrichtung entgegengesetzt ist. Die Leitungsanordnung 66 kann beispielweise zu einer Ansteuerung einer Parksperre P genutzt werden, mittels welcher das Kraftfahrzeug gegen ein unerwünschtes Wegrollen gesichert werden kann. Um das Kraftfahrzeug mittels der Parksperre P gegen ein unerwünschtes Wegrollen zu sichern, wird die Parksperre P eingelegt, das heißt aktiviert, um ein Rollen des Kraftfahrzeugs freizugeben, wird die Parksperre P ausgelegt, das heißt deaktiviert. Um Beispiel die Parksperre P einzulegen, wird die Pumpe 58 in dem dritten Betrieb oder dem vierten Betrieb betrieben. Um beispielsweise die Parksperre P auszulegen, wird beispielsweise die Pumpe 58 in dem vierten Betrieb oder dem dritten Betrieb betrieben. Insbesondere in dem dritten Betrieb können die Rotoren 16 und 22 und die Teile 24 und 26 über jeweilige Ventile 72a-c, die in der Leitungsanordnung 66 angeordnet sind, mit dem Fluid versorgt werden, insbesondere beispielsweise derart, dass die Rotoren 16 und 22 mit dem Fluid versorgt werden, während ein Versorgen der Teile 24 und 26 mit dem Fluid unterbleibt und/oder derart, dass die Teile 24 und 26 mit dem Fluid versorgt werden, während ein Versorgen der Rotoren 16 und 22 mit dem Fluid unterbleibt und/oder derart, dass gleichzeitig die Rotoren 16 und 22 und die Teile 24 und 26 mit dem Fluid versorgt werden. Insbesondere kann die Ventileinrichtung 56 beziehungsweise der Versorgungsanschluss VA über das Ventil 72b mit dem mittels der zweiten Pumpe 58 geförderten Fluid versorgt werden, wobei dies insbesondere in dem dritten Betrieb der Pumpe 58 erfolgt. Insbesondere ist es möglich, den Versorgungsanschluss VA mit dem Fluid zu versorgen, während ein Versorgen der Rotoren 16 und 22 und/oder ein Versorgen der Teile 24 und 26 mit dem Fluid unterbleibt. Ferner ist es denkbar, gleichzeitig den Versorgungsanschluss VA und die Rotoren 16 und 22 mit dem Fluid zu versorgen.
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Insbesondere aus 1 ist erkennbar, dass sich die Antriebseinrichtung 10 durch den insbesondere vollständig geschlossenen Kreislauf 28 auszeichnet, welcher ganz insbesondere ein, insbesondere vollständig, geschlossener Ölkreis ist. In diesem Ölkreis kann das vorliegend als Kühlöl ausgebildete Fluid mittels der Pumpe 30 im Kreis gepumpt werden, wobei sich je nach Drehrichtung des Förderelements 36 die Hochdruck- und Niederdruck-Seite der Pumpe 30 ausbildet. Beispielsweise mittels des Druckbegrenzungsventils 42 und/oder mittels des Druckbegrenzungsventils 60 kann auf der jeweiligen Hochdruckseite der Druck des Fluids auf den Höchstwert begrenzt werden. Im Falle einer Drehrichtungsumkehr der Pumpe 30 drehen sich die Druckverhältnisse um, sodass die Seite, die im ersten Betrieb die Hochdruckseite ist, im zweiten Betrieb die Niederdruckseite ist, und sodass die Seite, die im ersten Betrieb die Niederdruckseite ist, im zweiten Betrieb die Hochdruckseite ist. Die Antriebseinrichtung 10 ermöglicht es insbesondere durch Verwendung des Wechselventils 40, dass stets die Hochdruckseite, das heißt dass sowohl in dem ersten Betrieb als auch in dem zweiten Betrieb die Hochdruckseite mit dem Druckbegrenzungsventil, insbesondere 42, verbunden ist. Eine ähnliche Funktion hat die Ventileinrichtung 56. Diese kann sicherstellen, dass die Niederdruckseite stets mit dem zweiten Druckbegrenzungsventil 60 verbunden ist, wodurch dann, wenn an der jeweiligen Einleitstelle E1, E2 das zusätzliche Fluid in den Kreislauf 28 eingeleitet wird, der Druck auf die Niederdruckseite auf den Maximalwert begrenzt wird. Befindet sich die Ventileinrichtung 56 in dem ersten Schaltzustand oder in dem zweiten Schaltzustand, so ist hierdurch ein auch als Unterstützungszustand bezeichneter Boost-Zustand eingestellt. In diesem Boost-Zustand wird das Fluid aus der beispielsweise als zweiter hydraulischer Kreislauf ausgebildeten Leitungsanordnung 66 in den Kreislauf 28 gefördert, insbesondere gepumpt, um einen besonders hohen Volumenstrom des Fluids in dem Kreislauf 28 zu realisieren. Hierfür wird das zusätzliche Fluid aus der Leitungsanordnung 66 über die Ventileinrichtung 56 wahlweise an der Einleitstelle E1 oder E2 in den Kreislauf 28 eingeleitet.
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Zumindest die folgenden Vorteile können realisiert werden:
- - hohe Systemeffizienz, da:
- Druckwiderstände im Hauptstrom des Kreislaufs 28 sich nur aus Stator, Kühler und Leitung (kein Ventil oder Filter) ergeben;
- - durch den filterfreien geschlossenen Kreis des Kreislaufs 28 dieser nicht auf hohe Volumenströme ausgelegt werden muss, somit Kostenreduktion;
- - Druckanforderungen durch Rotorkühlung, Getriebeschmierung und P-Ansteuerungen von Volumenstromanforderungen (beispielsweise Stator) des Kreislaufs 28 getrennt werden. Dies reduziert konzeptbedingt die Leistungsverluste.
- - Drucksensible Bauteile wie beispielsweise Statoren oder Kühler sind von Aktoren, die ein erhöhtes Druckniveau zur Schaltung erfordern oder für Druckimpulse im System sorgen können, entkoppelt.
- - Im Falle einer mechanisch angetriebenen Pumpe ist keine aufwendige Graetz-Schaltung erforderlich, um Pumpen und das System zu schützen.
- - Verbesserung eines NVH-Verhaltens der Pumpe 30, insbesondere bei hohen angeforderten Kühlvolumenströmen.
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Bei der zweiten Ausführungsform ist beispielsweise die Ventileinrichtung 56, welche entfällt, durch die Leitungselemente L1, L2 und L3 und das Rückschlagventil 52 ersetzt, wobei beispielsweise das Druckbegrenzungsventil 50 das Druckbegrenzungsventil 60 der ersten Ausführungsform sein kann. Hierdurch kann das System vereinfacht werden. Dies kann jedoch zur Folge haben, dass der Boost-Zustand nur noch in eine der Drehrichtungen der Pumpe 30, und vorliegend beispielsweise in dem ersten Betrieb, mithin in die erste Elementdrehrichtung, möglich oder vorteilhaft oder zulässig ist. Gemäß 2 ist der Boost-Zustand beispielsweise nur in dem ersten Betrieb der Pumpe 30 zulässig. Ab einem gewissen Druck, der durch das zusätzliche Fluid aufgebaut wird und auf der Hochdruckseite herrscht, wird das Rückschlagventil 52 entsperrt, wodurch das Druckbegrenzungsventil 50 auf der Niederdruckseite freigegeben wird, insbesondere für eine Strömung von der Verbindungsstelle V1 zu dem Druckbegrenzungsventil 50.
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Bei der fünften Ausführungsform ist der Wärmetauscher 68 insbesondere als besonders leistungsstarker Wärmetauscher, ganz insbesondere als besonders leistungsstarker Kühler, vorgesehen. Um weitere Verbraucher, wie beispielsweise die Rotoren 16 und 22 und/oder wenigstens einen dritten Rotor einer dritten elektrischen Maschine mit dem Fluid zu versorgen, wird beispielsweise das Abzweigventil 54 verwendet, über welches das aus dem Kreislauf 28 abgezweigte Fluid dem jeweiligen Verbraucher zugeführt werden kann.