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DE102023111698B4 - Electric axle drive train - Google Patents

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DE102023111698B4
DE102023111698B4 DE102023111698.3A DE102023111698A DE102023111698B4 DE 102023111698 B4 DE102023111698 B4 DE 102023111698B4 DE 102023111698 A DE102023111698 A DE 102023111698A DE 102023111698 B4 DE102023111698 B4 DE 102023111698B4
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Markus Jost
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Achsantriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug (2), mit einer elektrischen Traktionsmaschine (3), die über ein Getriebe (5) antriebsmäßig mit mindestens einem Rad (4) des Kraftfahrzeugs (1) verbunden ist, wobei das Getriebe (5) und die elektrische Traktionsmaschine (3) zumindest zur Kühlung und/oder Schmierung (40) in ein Hydrauliksystem (30) eingebunden sind, das eine Pumpenanordnung (6) umfasst, die durch einen elektrischen Pumpenantrieb (7) angetrieben ist, der aus einem elektrischen Bordnetz (8) des Kraftfahrzeugs (1) mit elektrischem Strom versorgt wird.
Um die funktionale Sicherheit des elektrischen Achsantriebsstrang (1) zu verbessern, ist der elektrische Pumpenantrieb (7) notantriebsmäßig so mit der elektrischen Traktionsmaschine (3) verbunden, dass die Pumpenanordnung (6) in einem Notbetrieb durch die elektrische Traktionsmaschine (3) auch dann angetrieben wird, wenn der elektrische Pumpenantrieb (7) nicht oder nur unzureichend mit elektrischem Strom aus dem elektrischen Bordnetz (8) des Kraftfahrzeugs (1) versorgt wird.

Figure DE102023111698B4_0000
The invention relates to an electric axle drive train (1) for a motor vehicle (2), with an electric traction machine (3) which is drivingly connected to at least one wheel (4) of the motor vehicle (1) via a transmission (5), wherein the transmission (5) and the electric traction machine (3) are integrated into a hydraulic system (30) at least for cooling and/or lubrication (40), which comprises a pump arrangement (6) which is driven by an electric pump drive (7) which is supplied with electrical power from an electrical on-board network (8) of the motor vehicle (1).
In order to improve the functional safety of the electric axle drive train (1), the electric pump drive (7) is connected to the electric traction machine (3) in an emergency drive manner such that the pump arrangement (6) is driven by the electric traction machine (3) in an emergency operation even if the electric pump drive (7) is not or only insufficiently supplied with electrical power from the electrical on-board network (8) of the motor vehicle (1).
Figure DE102023111698B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Achsantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Traktionsmaschine, die über ein Getriebe antriebsmäßig mit mindestens einem Rad des Kraftfahrzeugs verbunden ist, wobei das Getriebe und die elektrische Traktionsmaschine zumindest zur Kühlung und/oder Schmierung in ein Hydrauliksystem eingebunden sind, das eine Pumpenanordnung umfasst, die durch einen elektrischen Pumpenantrieb angetrieben ist, der aus einem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs mit elektrischem Strom versorgt wird.The invention relates to an electric axle drive train for a motor vehicle, with an electric traction machine which is drivingly connected to at least one wheel of the motor vehicle via a transmission, wherein the transmission and the electric traction machine are integrated into a hydraulic system at least for cooling and/or lubrication, which comprises a pump arrangement which is driven by an electric pump drive which is supplied with electric current from an electrical on-board network of the motor vehicle.

Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.Electric motors are increasingly being used to power motor vehicles in order to create alternatives to combustion engines that require fossil fuels. Considerable efforts have already been made to improve the everyday suitability of electric drives and to offer users the driving comfort they are used to.

Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge . In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist, wobei in dem Leistungsstrang zwischen Elektromotor und Kegelraddifferenzial ein schaltbarer 2-Gang-Planetenradsatz angeordnet ist, der ebenfalls koaxial zu dem E-Motor bzw. dem Kegelraddifferenzial oder Stirnraddifferential positioniert ist. Die Antriebseinheit ist sehr kompakt aufgebaut und erlaubt aufgrund des schaltbaren 2-Gang-Planetenradsatzes einen guten Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Beschleunigung und Energieverbrauch. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen oder elektrisch betreibbarer Achsantriebsstrang bezeichnet.A detailed description of an electric drive can be found in an article by Magazine ATZ 113th year, 05/2011, pages 360-365 by Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski and Jens Liebold with the title: Highly integrated and flexible electric drive unit for electric vehicles This article describes a drive unit for an axle of a vehicle, which comprises an electric motor that is arranged concentrically and coaxially to a bevel gear differential, with a switchable 2-speed planetary gear set being arranged in the power train between the electric motor and the bevel gear differential, which is also positioned coaxially to the electric motor or the bevel gear differential or spur gear differential. The drive unit is very compact and, thanks to the switchable 2-speed planetary gear set, allows a good compromise between climbing ability, acceleration and energy consumption. Such drive units are also referred to as e-axles or electrically operated axle drive trains.

Aus der DE 10 2010 048 837 A1 ist eine derartige Antriebsvorrichtung mit wenigstens einem Elektromotor und mindestens einem mit einem Rotor des Elektromotors antreibbaren Planetendifferenzial bekannt, wobei das Planetendifferenzial wenigstens einen Planententräger, der mit einem Rotor des Elektromotors wirkverbunden ist, erste Planetenräder und zweite Planetenräder, die drehbar an dem Planetenträger gelagert sind, sowie ein erstes Sonnenrad und ein zweites Sonnenrad, von denen jedes jeweils mit einer Abtriebswelle des Planetendifferenzials wirkverbunden ist, aufweist. Dabei stehen die ersten Planetenräder mit dem ersten Sonnenrad im Zahneingriff und steht jedes der zweiten Planetenräder mit dem zweiten Sonnenrad sowie mit einem der ersten Planetenräder im Zahneingriff. Ferner sind die Sonnenräder koaxial einer Rotationsachse des Rotors angeordnet.From the DE 10 2010 048 837 A1 Such a drive device is known with at least one electric motor and at least one planetary differential that can be driven by a rotor of the electric motor, the planetary differential having at least one planet carrier that is operatively connected to a rotor of the electric motor, first planetary gears and second planetary gears that are rotatably mounted on the planet carrier, and a first sun gear and a second sun gear, each of which is operatively connected to an output shaft of the planetary differential. The first planetary gears mesh with the first sun gear and each of the second planetary gears meshes with the second sun gear and with one of the first planetary gears. Furthermore, the sun gears are arranged coaxially with a rotation axis of the rotor.

Aus den Veröffentlichungen DE 10 2004 061 034 A1 , DE 42 36 124 A1 , DE 10 2016 107 452 B4 , DE 11 2014 001 249 B4 , US 5 769 182 A , DE 10 2010 043 251 A1 und DE 10 2018 206 287 A1 sind bereits verschiedene Ölversorgungssysteme mit Pumpen für Getriebe bekannt geworden.From the publications DE 10 2004 061 034 A1 , DE 42 36 124 A1 , DE 10 2016 107 452 B4 , DE 11 2014 001 249 B4 , US 5 769 182 A , DE 10 2010 043 251 A1 and DE 10 2018 206 287 A1 Various oil supply systems with pumps for transmissions have already become known.

Bei der Entwicklung der für E-Achsen vorgesehenen elektrischen Maschinen und Getrieben besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran, deren Leistungsdichten zu steigern, so dass der hierzu notwendigen Kühlung insbesondere der elektrischen Maschinen und der Getriebe wachsende Bedeutung zukommt. Aufgrund der notwenigen Kühlleistungen haben sich in den meisten Konzepten Hydraulikflüssigkeiten, wie Kühlöle, zum Abtransport von Wärme aus den thermisch beaufschlagten Bereichen einer elektrischen Maschine und/oder einem Getriebe durchgesetzt.When developing the electrical machines and transmissions intended for electric axles, there is a continuing need to increase their power density, so that the cooling required for this, especially of the electrical machines and transmissions, is becoming increasingly important. Due to the necessary cooling performance, hydraulic fluids such as cooling oils have become the standard in most concepts for removing heat from the thermally stressed areas of an electrical machine and/or transmission.

Die in den bezeichneten E-Achsen üblicherweise vorgesehenen Getriebe werden in der Regel mit einem Getriebeöl geschmiert, wobei dieses häufig auch als Kühlöl für die elektrische Maschine verwendet wird. Um das Schmiermittel bzw. Kühlöl zuverlässig an die verschiedenen Schmier- bzw. Kühlstellen zu bringen, ist es bekannt, einen entsprechenden hydraulischen Fluidkreislauf in den entsprechenden E-Achsen auszubilden.The gears usually provided in the designated electric axles are generally lubricated with a gear oil, which is often also used as cooling oil for the electric machine. In order to reliably deliver the lubricant or cooling oil to the various lubrication or cooling points, it is known to create a corresponding hydraulic fluid circuit in the corresponding electric axles.

Daher ist es durchaus üblich, innerhalb einer E-Achse einen Ölsumpf zur Bevorratung der zur Schmierung und Kühlung notwendigen Ölmenge auszubilden, aus dem der oben genannte hydraulische Fluidkreislauf mit Öl gespeist wird.It is therefore quite common to create an oil sump within an electric axle to store the amount of oil required for lubrication and cooling, from which the above-mentioned hydraulic fluid circuit is fed with oil.

Das für einen Ölsumpf erforderliche Volumen wird jedoch durch zwei wesentliche Faktoren begrenzt: Zum einen durch den vorhandenen Bauraum im elektrischen Achsantriebsstrang und zum anderen durch den maximal zulässigen Füllpegel im Getriebe zur Erreichung der Effizienzvorgaben, insbesondere durch Vermeidung von Planschverlusten rotierender Verzahnungsbauteile.However, the volume required for an oil sump is limited by two essential factors: firstly, by the available installation space in the electric axle drive train and, secondly, by the maximum permissible filling level in the transmission to achieve the efficiency specifications, in particular by avoiding splashing losses of rotating gear components.

Die amerikanische Offenlegungsschrift US 2021/0355941 A1 offenbart ein Fluidpumpsystem für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, wobei das Fluidpumpsystem umfasst: Ein Gehäuse; einen Elektromotor; einen drehbaren ersten Eingang, der geeignet ist, von dem Verbrennungsmotor angetrieben zu werden; einen drehbaren zweiten Eingang, der von dem Elektromotor angetrieben wird; und eine Pumpe mit einem Pumpenrotor, der selektiv von dem anderen von dem ersten Eingang und dem zweiten Eingang gedreht wird, wobei das Fluidpumpsystem ferner eine Freilaufkupplung umfasst, welche die Drehung des zweiten Eingangs auf eine einzelne Drehrichtung beschränkt.The American disclosure document US 2021/0355941 A1 discloses a fluid pumping system for a vehicle having an internal combustion engine, the fluid pumping system comprising: a housing; an electric motor; a rotatable first input adapted to be driven by the internal combustion engine; a rotatable second input driven by the electric motor and a pump having a pump rotor selectively rotated by the other of the first input and the second input, the fluid pumping system further comprising a one-way clutch restricting rotation of the second input to a single direction of rotation.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 199 23 154 A1 offenbart ein hydraulisches Betätigungssystem, insbesondere für ein automatisiertes Getriebe, wie Automatikgetriebesystem, oder eine automatisierte Kupplung eines Kraftfahrzeugs mit einem Antriebsmotor, mit Pumpmitteln, wie Pumpe, wobei besagtes Pumpmittel derart ausgelegt ist, dass es kraftübertragend mit einem Antriebsmotor oder einem Getriebe des Fahrzeugs über einen mechanischen Antrieb und über einen Freilaufmechanismus verbunden ist, wobei das Pumpmittel zusätzlich noch kraftübertragend mit einem Elektromotor verbunden sein kann, wobei der Motor oder das Getriebesystem und der Elektromotor an der Pumpe über einen Antriebsanschluss angeschlossen sind, durch den die beiden Kraftquellen sich aufaddieren.The German disclosure document DE 199 23 154 A1 discloses a hydraulic actuation system, in particular for an automated transmission, such as an automatic transmission system, or an automated clutch of a motor vehicle with a drive motor, with pumping means, such as a pump, wherein said pumping means is designed such that it is connected in a power-transmitting manner to a drive motor or a transmission of the vehicle via a mechanical drive and via a freewheel mechanism, wherein the pumping means can additionally be connected in a power-transmitting manner to an electric motor, wherein the motor or the transmission system and the electric motor are connected to the pump via a drive connection, through which the two power sources are added together.

Aufgabe der Erfindung ist es, die funktionale Sicherheit im Betrieb eines elektrischen Achsantriebsstrangs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu verbessern.The object of the invention is to improve the functional safety in the operation of an electric axle drive train according to the preamble of patent claim 1.

Die Aufgabe ist bei einem elektrischen Achsantriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Traktionsmaschine, die über ein Getriebe antriebsmäßig mit mindestens einem Rad des Kraftfahrzeugs verbunden ist, wobei das Getriebe und die elektrische Traktionsmaschine zumindest zur Kühlung und/oder Schmierung in ein Hydrauliksystem eingebunden sind, das eine Pumpenanordnung umfasst, die durch einen elektrischen Pumpenantrieb angetrieben ist, der aus einem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs mit elektrischem Strom versorgt wird, dadurch gelöst, dass der elektrische Pumpenantrieb notantriebsmäßig so mit der elektrischen Traktionsmaschine verbunden ist, dass die Pumpenanordnung in einem Notbetrieb durch die elektrische Traktionsmaschine auch dann angetrieben wird, wenn der elektrische Pumpenantrieb nicht oder nur unzureichend mit elektrischem Strom aus dem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs versorgt wird. So wird im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs eine Mindestkühlung der elektrischen Traktionsmaschine sichergestellt. Das Hydrauliksystem umfasst vorteilhaft einen Hydraulikkreislauf mit einem Hydraulikreservoir, in dem ein geeignetes Hydraulikfluid, wie Hydrauliköl, bereitgestellt wird, das sowohl zur Kühlung als auch zur Schmierung in der elektrischen Antriebsstrangkomponenten geeignet ist. Bei dem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs handelt es sich vorzugsweise um ein zwölf Volt-Bordnetz. Über die Pumpenanordnung kann im Betrieb des Kraftfahrzeugs auch dann ein ausreichender Kühlölvolumenstrom für die elektrische Traktionsmaschine bereitgestellt werden, wenn das elektrische Bordnetz ausfällt. Darüber hinaus kann durch die Pumpenanordnung der Kühlölvolumenstrom im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs bedarfsgerecht geregelt werden. Der beanspruchte elektrische Achsantriebsstrang ist eigensicher. Eigensicher bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der elektrische Achsantriebsstrang in sich ohne Anforderung an seine Umgebung sicher ist. Ein Überhitzen der elektrischen Traktionsmaschine wird sogar dann sicher vermieden, wenn das elektrische Bordnetz nicht oder nur eingeschränkt funktioniert. Die Pumpenanordnung kann zwei voneinander getrennte Hydraulikpumpen umfassen, die beide durch den elektrischen Pumpenantrieb angetrieben werden. Die beiden Pumpen können in einer einzigen Pumpe, die auch als Tandempumpe bezeichnet wird, zusammengefasst sein. Dabei umfasst die Pumpenanordnung eine Hauptpumpe, die aus einem Hydraulikfluidreservoir Hydraulikfluid zur elektrischen Traktionsmaschine fördert. In der elektrischen Traktionsmaschine wird das Hydraulikfluid vorzugsweise zur Kühlung genutzt. Besonders vorteilhaft ist in einer Hydraulikleitung, welche die Hauptpumpe mit der elektrischen Traktionsmaschine verbindet, ein Wärmetauscher angeordnet. So kann die Kühlfunktion weiter verbessert werden. Außerdem umfasst die Pumpenanordnung eine Trockensumpfpumpe, die aus einem Getriebesumpf Hydraulikfluid in das Hydraulikfluidreservoir fördert. In dem Getriebesumpf sammelt sich im Betrieb des elektrischen Achsantriebsstrangs Hydraulikfluid. Dabei handelt es sich zum einen um Hydraulikfluid, das dem Getriebe zur Kühlung und/oder Schmierung zugeführt wird. Darüber hinaus sammelt sich in dem Getriebesumpf das Hydraulikfluid, das zur Kühlung der elektrischen Traktionsmaschine verwendet wird beziehungsweise wurde. Durch die Trockensumpfpumpe wird sichergestellt, dass sich nicht unerwünscht viel Hydraulikfluid in dem Getriebesumpf ansammelt, der auch als Trockensumpf bezeichnet wird.The object is achieved in an electric axle drive train for a motor vehicle, with an electric traction machine that is connected to at least one wheel of the motor vehicle via a transmission, wherein the transmission and the electric traction machine are integrated into a hydraulic system at least for cooling and/or lubrication, which comprises a pump arrangement that is driven by an electric pump drive that is supplied with electric current from an electrical on-board network of the motor vehicle, in that the electric pump drive is connected to the electric traction machine for emergency drive in such a way that the pump arrangement is driven by the electric traction machine in an emergency operation even if the electric pump drive is not supplied with electric current from the electrical on-board network of the motor vehicle or is only supplied with insufficient electric current. In this way, a minimum cooling of the electric traction machine is ensured when the motor vehicle is in operation. The hydraulic system advantageously comprises a hydraulic circuit with a hydraulic reservoir in which a suitable hydraulic fluid, such as hydraulic oil, is provided, which is suitable both for cooling and for lubrication in the electric drive train components. The electrical system of the motor vehicle is preferably a twelve-volt electrical system. The pump arrangement can provide a sufficient cooling oil volume flow for the electric traction machine during operation of the motor vehicle even if the electrical system fails. In addition, the pump arrangement can regulate the cooling oil volume flow as required during normal operation of the motor vehicle. The electric axle drive train in question is intrinsically safe. In this context, intrinsically safe means that the electric axle drive train is safe in itself without any requirements for its environment. Overheating of the electric traction machine is safely avoided even if the electrical system is not functioning or is only functioning to a limited extent. The pump arrangement can comprise two separate hydraulic pumps, both of which are driven by the electric pump drive. The two pumps can be combined in a single pump, which is also referred to as a tandem pump. The pump arrangement comprises a main pump that pumps hydraulic fluid from a hydraulic fluid reservoir to the electric traction machine. In the electric traction machine, the hydraulic fluid is preferably used for cooling. It is particularly advantageous to arrange a heat exchanger in a hydraulic line that connects the main pump to the electric traction machine. This allows the cooling function to be further improved. The pump arrangement also includes a dry sump pump that pumps hydraulic fluid from a transmission sump into the hydraulic fluid reservoir. Hydraulic fluid collects in the transmission sump when the electric axle drive train is in operation. This is hydraulic fluid that is supplied to the transmission for cooling and/or lubrication. In addition, the hydraulic fluid that is or was used to cool the electric traction machine collects in the transmission sump. The dry sump pump ensures that an undesirable amount of hydraulic fluid does not collect in the transmission sump, which is also known as the dry sump.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrischen Achsantriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpenantriebswelle der Pumpenanordnung über eine Notantriebsverbindung mit einer Getriebewelle verbunden ist. Die Verbindung zwischen der Pumpenantriebswelle und der Getriebewelle erfolgt zum Beispiel über ein zusätzliches Antriebszahnrad. Über dieses Antriebszahnrad kann die Pumpenantriebswelle an eine vorhandene Verzahnung im Getriebe oder an ein zusätzliches Zahnrad angebunden werden.A preferred embodiment of the electric axle drive train is characterized in that a pump drive shaft of the pump arrangement is connected to a transmission shaft via an emergency drive connection. The connection between the pump drive shaft and the transmission shaft is made, for example, via an additional drive gear. The pump drive shaft can be connected to an existing gear in the transmission or to an additional gear via this drive gear.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrischen Achsantriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Notantriebsverbindung einem Getriebeausgang zugeordnet ist. Die Notantriebsverbindung an einer Radseite beziehungsweise Differentialseite des Getriebes ist unter anderem deshalb vorteilhaft, weil am Getriebeausgang Drehzahlen in der gleichen Größenordnung wie die typischen Pumpendrehzahlen gegeben sind. Somit wird eine benötigte Übersetzung geringer und damit konstruktiv und fertigungstechnisch einfacher umsetzbar. Auch eine Verbindung über einen Riementrieb oder Kettentrieb, gegebenenfalls auch über mehrere Zahnradstufen, ist möglich. Eine typische Pumpendrehzahl beträgt zum Beispiel bis fünftausend Umdrehungen pro Minute. Eine typische Raddrehzahl beträgt zum Beispiel bis zu zweitausendfünfhundert Umdrehungen pro Minute. Im Vergleich dazu beträgt eine Drehzahl der elektrischen Traktionsmaschine zum Beispiel mehr als zehntausend Umdrehungen pro Minute.A further preferred embodiment of the electric axle drive train is characterized in that the emergency drive connection is assigned to a transmission output. The emergency drive connection on a wheel side or differential side of the transmission is advantageous because the transmission output has speeds of the same order of magnitude as the typical pump speeds. This means that the required gear ratio is lower and is therefore easier to implement in terms of design and production. A connection via a belt drive or chain drive, possibly also via several gear stages, is also possible. A typical pump speed is up to five thousand revolutions per minute, for example. A typical wheel speed is up to two thousand five hundred revolutions per minute, for example. In comparison, the speed of the electric traction machine is more than ten thousand revolutions per minute, for example.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrischen Achsantriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Notantriebsverbindung einen Freilauf umfasst. Über den Freilauf wird sichergestellt, dass der elektrische Pumpenantrieb im normalen Betrieb immer den geförderten Volumenstrom bedarfsabhängig erhöhen kann. Hier übernimmt der elektrische Pumpenantrieb die komplette Last. Im Fehlerfall erfolgt der Antrieb aus dem Getriebe heraus, um die Notkühlölversorgung der elektrischen Traktionsmaschine aufrechtzuerhalten. Sofern die Drehzahl aus dem Getriebe heraus für den Normalbetrieb ausreicht, wird der elektrische Antrieb der Pumpenanordnung vorteilhaft momentenfrei auf eine relevante Drehzahl eingestellt. Im Fehlerfall, das heißt bei einem Ausfall des elektrischen Antriebs beziehungsweise bei einem Ausfall der Stromversorgung, wird der elektrische Pumpenantrieb durch die elektrische Traktionsmaschine über die Notantriebsverbindung mitgeschleppt. Sofern hierdurch unzulässige Belastungen der Ansteuerelektronik des elektrischen Pumpenantriebs auftreten, kann hier ein zweiter Freilauf zwischen dem elektrischen Pumpenantrieb und der Pumpenanordnung eingefügt werden.Another preferred embodiment of the electric axle drive train is characterized in that the emergency drive connection includes a freewheel. The freewheel ensures that the electric pump drive can always increase the volume flow delivered as needed during normal operation. Here, the electric pump drive takes on the entire load. In the event of a fault, the drive comes from the gearbox in order to maintain the emergency cooling oil supply to the electric traction machine. If the speed from the gearbox is sufficient for normal operation, the electric drive of the pump arrangement is advantageously set to a relevant speed without torque. In the event of a fault, i.e. if the electric drive fails or if the power supply fails, the electric pump drive is dragged along by the electric traction machine via the emergency drive connection. If this results in impermissible loads on the control electronics of the electric pump drive, a second freewheel can be inserted between the electric pump drive and the pump arrangement.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrischen Achsantriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Notantriebsverbindung ein Summiergetriebe umfasst. Bei dem Summiergetriebe handelt es sich zum Beispiel um ein Umlaufrädergetriebe oder ein Planetengetriebe. Über das Summiergetriebe ist es möglich, eine über die Notantriebsverbindung von der elektrischen Traktionsmaschine bereitgestellte Grunddrehzahl über den elektrischen Pumpenantrieb zu erhöhen, insbesondere bei gleicher Drehrichtung, oder abzusenken, insbesondere bei gegensätzlichen Drehrichtungen der Antriebe. Hier teilen sich die beiden Antriebe im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs immer die Last. Im Fehlerfall ist über ein ausreichendes Rastmoment des elektrischen Pumpenantriebs sicherzustellen, dass dieser Teil des Summiergetriebes eine Drehzahl von Null beibehält.Another preferred embodiment of the electric axle drive train is characterized in that the emergency drive connection comprises a summing gear. The summing gear is, for example, a planetary gear or a epicyclic gear. The summing gear makes it possible to increase a basic speed provided by the electric traction machine via the emergency drive connection via the electric pump drive, in particular when the direction of rotation is the same, or to reduce it, in particular when the drives rotate in opposite directions. Here, the two drives always share the load during normal operation of the motor vehicle. In the event of a fault, a sufficient cogging torque of the electric pump drive must be used to ensure that this part of the summing gear maintains a speed of zero.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrischen Achsantriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Notantriebsverbindung an einem Ende der Pumpenantriebswelle der Pumpenanordnung angeordnet ist. Je nach Anwendung kann die Pumpenantriebswelle entsprechend verlängert werden. Bei der vorab beschriebenen Verwendung des Freilaufs ist dieser vorzugsweise an einem dem elektrischen Pumpenantrieb abgewandten Ende der Pumpenantriebswelle der Pumpenanordnung angeordnet. Bei der vorab beschriebenen Lösung mit dem Summiergetriebe ist dieses zwar ebenfalls am Ende der Pumpenantriebswelle angeordnet, allerdings vorzugsweise axial zwischen der Pumpenanordnung mit der Pumpenantriebswelle und dem elektrischen Pumpenantrieb.Another preferred embodiment of the electric axle drive train is characterized in that the emergency drive connection is arranged at one end of the pump drive shaft of the pump arrangement. Depending on the application, the pump drive shaft can be extended accordingly. When using the freewheel as described above, it is preferably arranged at an end of the pump drive shaft of the pump arrangement facing away from the electric pump drive. In the solution with the summing gear described above, this is also arranged at the end of the pump drive shaft, but preferably axially between the pump arrangement with the pump drive shaft and the electric pump drive.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrischen Achsantriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Überdruckventil in dem Hydrauliksystem vor der elektrischen Traktionsmaschine angeordnet ist. Das Überdruckventil dient insbesondere zum Schutz der elektrischen Traktionsmaschine vor hohen Öldrücken bei tiefen Temperaturen. In solchen Fällen kann zumindest ein Teil des Hydraulikfluids über eine geeignete Bypassleitung abgeführt werden, bevor es in die elektrische Traktionsmaschine gelangt.A further preferred embodiment of the electric axle drive train is characterized in that a pressure relief valve is arranged in the hydraulic system upstream of the electric traction machine. The pressure relief valve serves in particular to protect the electric traction machine from high oil pressures at low temperatures. In such cases, at least part of the hydraulic fluid can be discharged via a suitable bypass line before it reaches the electric traction machine.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des elektrischen Achsantriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptpumpe und die Trockensumpfpumpe in einer Tandempumpe kombiniert sind. Das hat sich im Hinblick auf den zur Verfügung stehenden Bauraum als vorteilhaft erwiesen.A further preferred embodiment of the electric axle drive train is characterized in that the main pump and the dry sump pump are combined in a tandem pump. This has proven to be advantageous with regard to the available installation space.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch eine separat handelbare Komponente oder ein separat handelbares Einzelteil für einen vorab beschriebenen elektrischen Achsantriebsstrang.The invention may also relate to a separately tradable component or a separately tradable individual part for an electric axle drive train described above.

Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen elektrischen Achsantriebsstrangs. Der elektrische Achsantriebsstrang wird auch als E-Achse bezeichnet.The invention also relates to a method for operating an electric axle drive train as described above. The electric axle drive train is also referred to as an e-axle.

Die elektrische Maschine dient zur Umwandlung elektrischer Energie in mechanische Energie und/oder umgekehrt, und sie umfasst in der Regel einen als Stator, Ständer oder Anker bezeichneten ortsfesten Teil sowie einen als Rotor oder Läufer bezeichneten und gegenüber dem ortsfesten Teil beweglich, insbesondere drehbar, angeordneten Teil.The electrical machine serves to convert electrical energy into mechanical energy and/or vice versa, and it generally comprises a stationary part known as a stator, stand or armature and a part known as a rotor or runner which is movable, in particular rotatable, relative to the stationary part.

Die elektrische Maschine des erfindungsgemäßen Achsantriebsstrangs ist bevorzugt als Axialflussmaschine ausgebildet. Der magnetische Fluss in einer elektrischen Axialflussmaschine (AFM) ist im Luftspalt zwischen Stator und Rotor axial zu einer Rotationsrichtung des Rotors der Axialflussmaschine gerichtet. Es gibt unterschiedliche Typen von Axialflussmaschinen. Ein bekannter Typ ist eine sogenannte I-Anordnung, bei der der Rotor axial neben einem Stator oder zwischen zwei Statoren angeordnet ist. The electric machine of the axle drive train according to the invention is preferably designed as an axial flux machine. The magnetic flux in an electric axial flux machine (AFM) is directed axially in the air gap between the stator and rotor to a direction of rotation of the rotor of the axial flux machine. There are different types of axial flux machines. A known type is a so-called I-arrangement, in which the rotor is arranged axially next to a stator or between two stators.

Ein anderer bekannter Typ ist eine sogenannte H-Anordnung, bei der zwei Rotoren auf gegenüberliegenden axialen Seiten eines Stators angeordnet sind. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass eine Mehrzahl von Rotor-Stator-Konfigurationen als I-Typ und/oder H-Typ axial nebeneinander angeordnet sind. Auch wäre es in diesem Zusammenhang möglich, sowohl eine oder mehrere Rotor-Stator-Konfigurationen des I-Typs sowie eine oder mehrere Rotor-Stator-Konfigurationen des H-Typs in axialer Richtung nebeneinander anzuordnen. Insbesondere ist es auch zu bevorzugen, dass die Rotor-Stator-Konfiguration des H-Typs und/oder des I-Typs jeweils im Wesentlichen identisch ausgebildet sind, so dass diese modulartig zu einer Gesamtkonfiguration zusammengefügt werden können. Derartige Rotor-Stator-Konfigurationen können insbesondere koaxial zueinander angeordnet sein sowie mit einer gemeinsamen Rotorwelle oder mit mehrere Rotorwellen verbunden sein.Another known type is a so-called H-arrangement, in which two rotors are arranged on opposite axial sides of a stator. In principle, it is also possible for a plurality of rotor-stator configurations as I-type and/or H-type to be arranged axially next to one another. In this context, it would also be possible to arrange one or more rotor-stator configurations of the I-type and one or more rotor-stator configurations of the H-type next to one another in the axial direction. In particular, it is also preferable for the rotor-stator configurations of the H-type and/or the I-type to be essentially identical, so that they can be combined in a modular manner to form an overall configuration. Such rotor-stator configurations can in particular be arranged coaxially to one another and connected to a common rotor shaft or to several rotor shafts.

Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 U/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 U/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 U/min bereitstellt.In particular, the electric machine is dimensioned such that vehicle speeds of more than 50 km/h, preferably more than 80 km/h and in particular more than 100 km/h can be achieved. The electric motor particularly preferably has an output of more than 30 kW, preferably more than 50 kW and in particular more than 70 kW. It is further preferred that the electric machine provides speeds of more than 5,000 rpm, particularly preferably more than 10,000 rpm, very particularly preferably more than 12,500 rpm.

Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.For the purposes of this application, motor vehicles are considered to be land vehicles that are moved by mechanical power without being tied to railway tracks. A motor vehicle can, for example, be selected from the group of passenger cars (PCs), lorries (HGVs), mopeds, light motor vehicles, motorcycles, buses (KOM) or tractors.

Die Getriebeanordnung ist insbesondere mit der elektrischen Maschine koppelbar, welche zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich besonders bevorzugt um ein Hauptantriebsdrehmoment, sodass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment angetrieben wird. Bevorzugt ist die Getriebeanordnung als ein Planetengetriebe ausgebildet, ganz besonders bevorzugt als ein schaltbares, insbesondere zweigängiges Planetengetriebe.The gear arrangement can be coupled in particular to the electric machine, which is designed to generate a drive torque for the motor vehicle. The drive torque is particularly preferably a main drive torque, so that the motor vehicle is driven exclusively by the drive torque. The gear arrangement is preferably designed as a planetary gear, very particularly preferably as a switchable, in particular two-speed planetary gear.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines elektrischen Achsantriebsstrangs mit einer elektrischen Traktionsmaschine, einem Getriebe und einer Pumpenanordnung, die zusätzlich zu einem elektrischen Pumpenantrieb über eine Notantriebsverbindung von der elektrischen Traktionsmaschine antreibbar ist, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einem Freilauf; und
  • 2 eine ähnliche Darstellung wie in 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einem Summiergetriebe.
Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description, in which various embodiments are described in detail with reference to the drawing. They show:
  • 1 a schematic representation of an electric axle drive train with an electric traction machine, a transmission and a pump arrangement, which can be driven by the electric traction machine via an emergency drive connection in addition to an electric pump drive, according to a first embodiment with a freewheel; and
  • 2 a similar representation as in 1 according to a second embodiment with a summing gear.

In den 1 und 2 ist ein elektrischer Achsantriebsstrang 1 für ein nur durch ein Bezugszeichen 2 angedeutetes Kraftfahrzeug in zwei Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Der elektrische Achsantriebsstrang 1 umfasst eine elektrische Traktionsmaschine 3, die unter Zwischenschaltung eines Getriebes 5 antriebsmäßig mit mindestens einem Rad 4 des Kraftfahrzeugs 2 verbunden ist.In the 1 and 2 an electric axle drive train 1 for a motor vehicle indicated only by a reference number 2 is shown schematically in two exemplary embodiments. The electric axle drive train 1 comprises an electric traction machine 3, which is connected in terms of drive to at least one wheel 4 of the motor vehicle 2 with the interposition of a transmission 5.

In den 1 und 2 werden für gleiche oder ähnliche Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Zunächst werden die Gemeinsamkeiten der beiden in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Danach wird auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen eingegangen.In the 1 and 2 The same reference symbols are used for identical or similar parts. First, the similarities between the two are explained in the 1 and 2 The embodiments shown are described below. The differences between the two embodiments are then discussed.

In dem Kraftfahrzeug 2 dient ein Hydrauliksystem 30 zur Kühlung und/oder Schmierung, insbesondere zur Kühlung der elektrischen Traktionsmaschine 3 sowie zur Kühlung und/oder Schmierung des Getriebes 5. Ein geeignetes Hydraulikfluid, wie Hydrauliköl, das verkürzt auch als Öl bezeichnet wird, wird in einem Hydraulikfluidreservoir 33 bereitgestellt.In the motor vehicle 2, a hydraulic system 30 is used for cooling and/or lubrication, in particular for cooling the electric traction machine 3 and for cooling and/or lubricating the transmission 5. A suitable hydraulic fluid, such as hydraulic oil, which is also referred to as oil for short, is provided in a hydraulic fluid reservoir 33.

Eine Pumpenanordnung 6 dient zur Förderung des Hydraulikmediums. Die Pumpenanordnung 6 umfasst einen einzigen elektrischen Pumpenantrieb 7. Der elektrische Pumpenantrieb 7 umfasst einen Pumpenmotor 9, der aus einem elektrischen Bordnetz 8 mit elektrischem Strom versorgt wird. Der Pumpenmotor 9 ist vorzugsweise als BLDC Elektromotor ausgeführt. Die Buchstaben BLDC stehen für englische Begriffe, die im Deutschen einen bürstenlosen Gleichstrommotor bezeichnen.A pump arrangement 6 serves to convey the hydraulic medium. The pump arrangement 6 comprises a single electric pump drive 7. The electric pump drive 7 comprises a pump motor 9, which is supplied with electrical power from an on-board electrical network 8. The pump motor 9 is preferably designed as a BLDC Electric motor. The letters BLDC stand for English terms that in German mean a brushless direct current motor.

Die Pumpenanordnung 6 umfasst eine Hauptpumpe 34 und eine Trockensumpfpumpe 35. Mit der Hauptpumpe 34 wird über eine Saugleitung 31 mit einem Filter 32 Hydraulikmedium gefördert und über einen Wärmetauscher 36 zu der elektrischen Traktionsmaschine 3 gefördert. Zwischen dem Wärmetauscher 36 und der elektrischen Traktionsmaschine 3 umfasst das Hydrauliksystem 30 ein Überdruckventil 45, an das eine Bypassleitung 46 angeschlossen ist. Die Bypassleitung 46 mündet in einen Trockensumpf 41 im Getriebe 5. Der Trockensumpf 41 im Getriebe 5 wird auch als Getriebesumpf bezeichnet.The pump arrangement 6 comprises a main pump 34 and a dry sump pump 35. The main pump 34 conveys hydraulic medium via a suction line 31 with a filter 32 and conveys it to the electric traction machine 3 via a heat exchanger 36. Between the heat exchanger 36 and the electric traction machine 3, the hydraulic system 30 comprises a pressure relief valve 45 to which a bypass line 46 is connected. The bypass line 46 opens into a dry sump 41 in the transmission 5. The dry sump 41 in the transmission 5 is also referred to as the transmission sump.

Zur Darstellung der Hauptpumpe 34 und der Trockensumpfpumpe 35 werden zwei Pumpensymbole verwendet. Die beiden Pumpen 34 und 35 können in einer Tandempumpe zusammengefasst sein. Beide Pumpen oder Pumpenfluten 34 und 35 werden über eine gemeinsame Pumpenantriebswelle 11; 21 angetrieben.Two pump symbols are used to represent the main pump 34 and the dry sump pump 35. The two pumps 34 and 35 can be combined in a tandem pump. Both pumps or pump sumps 34 and 35 are driven via a common pump drive shaft 11; 21.

Von der Hauptpumpe 34 geht eine Hauptförderleitung 44 aus, in welcher der Wärmetauscher 36 angeordnet ist. Die Hauptförderleitung 44 ist an einer Hydraulikanschlussstelle 37 hydraulisch an die elektrische Traktionsmaschine 3 angeschlossen. In der elektrischen Traktionsmaschine 3 dient das über die Hauptförderleitung 44 mit dem Wärmetauscher 36 bereitgestellte Hydraulikfluid zur Kühlung.A main delivery line 44, in which the heat exchanger 36 is arranged, extends from the main pump 34. The main delivery line 44 is hydraulically connected to the electric traction machine 3 at a hydraulic connection point 37. In the electric traction machine 3, the hydraulic fluid provided via the main delivery line 44 with the heat exchanger 36 is used for cooling.

An einer Hydraulikanschlussstelle 38 wird das Hydraulikfluid abgeführt. Über eine Hydraulikleitung 39 wird das aus der elektrischen Traktionsmaschine 3 abgeführte Hydraulikfluid einer Kühlung und/oder Schmierung 40 des Getriebes 5 zugeführt. Die Kühlung und/oder Schmierung 40 ist in den 1 und 2 nur durch ein Symbol angedeutet. Das in dem Getriebe 5 zur Kühlung und/oder Schmierung 40 verwendete Hydraulikfluid wird in dem Trockensumpf 41 oder Getriebesumpf im Getriebe 5 gesammelt.The hydraulic fluid is discharged at a hydraulic connection point 38. The hydraulic fluid discharged from the electric traction machine 3 is fed to a cooling and/or lubrication system 40 of the transmission 5 via a hydraulic line 39. The cooling and/or lubrication system 40 is in the 1 and 2 only indicated by a symbol. The hydraulic fluid used in the transmission 5 for cooling and/or lubrication 40 is collected in the dry sump 41 or transmission sump in the transmission 5.

Aus dem Getriebesumpf oder Trockensumpf 41 wird das im Getriebe 5 gesammelte Hydraulikfluid über eine Hydraulikleitung 42 mit Hilfe der Trockensumpfpumpe 35 abgesaugt. Das abgesaugte Hydraulikfluid wird mit der Trockensumpfpumpe 35 über eine Hydraulikleitung 43 wieder in das Hydraulikfluidreservoir 33 zurückgeführt.The hydraulic fluid collected in the transmission 5 is sucked out of the transmission sump or dry sump 41 via a hydraulic line 42 with the aid of the dry sump pump 35. The sucked-out hydraulic fluid is returned to the hydraulic fluid reservoir 33 via a hydraulic line 43 with the dry sump pump 35.

In 1 ist die Pumpenantriebswelle 11 der Pumpenanordnung 6 über eine Notantriebsverbindung 12 zum Beispiel mit einer Getriebewelle 18 an einem Getriebeausgang 13 des Getriebes 5 mechanisch verbunden. Die mechanische Verbindung kann über ein Pumpenantriebszahnrad 14 erfolgen, das über mindestens ein weiteres Getriebezahnrad notantriebsmäßig mit der Getriebewelle 18 verbunden ist.In 1 the pump drive shaft 11 of the pump arrangement 6 is mechanically connected via an emergency drive connection 12, for example to a transmission shaft 18 at a transmission output 13 of the transmission 5. The mechanical connection can be made via a pump drive gear 14, which is connected to the transmission shaft 18 in an emergency drive manner via at least one further transmission gear.

Die Notantriebsverbindung 12 in 1 umfasst des Weiteren einen Freilauf 15, der zwischen die Pumpenantriebswelle 11 und das Pumpenantriebszahnrad 14 geschaltet ist. Ein weiterer Freilauf 16 ist zwischen den Pumpenmotor 9 und die Hauptpumpe 34 der Pumpenanordnung 6 geschaltet. Der weitere Freilauf 16 ist optional.The emergency drive connection 12 in 1 further comprises a freewheel 15 which is connected between the pump drive shaft 11 and the pump drive gear 14. A further freewheel 16 is connected between the pump motor 9 and the main pump 34 of the pump arrangement 6. The further freewheel 16 is optional.

Die Freiläufe 15 und 16 sind so ausgeführt und angeordnet, dass in einem Fehlerfall der Antrieb aus dem Getriebe 5 heraus eine Notkühlölversorgung aufrechterhält. Im Normalbetrieb kann der elektrische Pumpenantrieb 7 die beiden Pumpen 34 und 35 schneller antreiben als dies aus dem Getriebe 5 heraus möglich wäre.The freewheels 15 and 16 are designed and arranged in such a way that in the event of a fault, the drive maintains an emergency cooling oil supply from the gearbox 5. In normal operation, the electric pump drive 7 can drive the two pumps 34 and 35 faster than would be possible from the gearbox 5.

In 2 ist die Pumpenantriebswelle 21 der Pumpenanordnung 6 über eine Notantriebsverbindung 22 mit einer Getriebewelle 28 verbunden. Bei der Getriebewelle 28 handelt es sich zum Beispiel um eine Getriebeeingangswelle des Getriebes 5. Ein Pumpenantriebszahnrad 24 ist drehfest mit der Getriebewelle 28 verbunden.In 2 the pump drive shaft 21 of the pump arrangement 6 is connected to a transmission shaft 28 via an emergency drive connection 22. The transmission shaft 28 is, for example, a transmission input shaft of the transmission 5. A pump drive gear 24 is connected in a rotationally fixed manner to the transmission shaft 28.

Das Pumpenantriebszahnrad 24 ist über ein Summiergetriebe 25 notantriebsmäßig mit der Pumpenantriebswelle 21 verbunden. Das Summiergetriebe 25 ist, wie man in 2 sieht, axial zwischen der Pumpenantriebswelle 21 und dem elektrischen Pumpenantrieb 7 angeordnet.The pump drive gear 24 is connected to the pump drive shaft 21 via a summing gear 25. The summing gear 25 is, as can be seen in 2 sees, arranged axially between the pump drive shaft 21 and the electric pump drive 7.

Der Pumpenmotor 9 des elektrischen Pumpenantriebs 7 treibt ein Sonnenrad des Summiergetriebes 25 an. Ein Planetenträger ist drehfest mit der Pumpenantriebswelle 21 verbunden. Ein Hohlrad des Summiergetriebes 25 ist mit dem Pumpenantriebzahnrad 24 verbunden.The pump motor 9 of the electric pump drive 7 drives a sun gear of the summing gear 25. A planet carrier is connected in a rotationally fixed manner to the pump drive shaft 21. A ring gear of the summing gear 25 is connected to the pump drive gear 24.

Bezugszeichenlistelist of reference symbols

11
elektrischer Achsantriebsstrangelectric axle drive train
22
Kraftfahrzeugmotor vehicle
33
elektrische Traktionsmaschineelectric traction machine
44
Radwheel
55
Getriebetransmission
66
Pumpenanordnungpump arrangement
77
elektrischer Pumpenantriebelectric pump drive
88
elektrisches Bordnetzelectrical system
99
Pumpenmotorpump motor
1111
Pumpenantriebswellepump drive shaft
1212
Notantriebsverbindungemergency drive connection
1313
Getriebeausgangtransmission output
1414
Pumpenantriebszahnradpump drive gear
1515
Freilauffreewheel
1616
weiterer Freilauffurther freewheel
1818
Getriebewelletransmission shaft
2121
Pumpenantriebswellepump drive shaft
2222
Notantriebsverbindungemergency drive connection
2424
Pumpenantriebszahnradpump drive gear
2525
Summiergetriebesumming gear
2828
Getriebewelletransmission shaft
3030
Hydrauliksystemhydraulic system
3131
Saugleitungsuction line
3232
Filterfilter
3333
Hydraulikfluidreservoirhydraulic fluid reservoir
3434
Hauptpumpemain pump
3535
Trockensumpfpumpedry sump pump
3636
Wärmetauscherheat exchanger
3737
Hydraulikanschlussstellehydraulic connection point
3838
Hydraulikanschlussstellehydraulic connection point
3939
Hydraulikleitunghydraulic line
4040
Kühlung und/oder Schmierungcooling and/or lubrication
4141
Getriebesumpftransmission sump
4242
Hydraulikleitunghydraulic line
4343
Hydraulikleitunghydraulic line
4444
Hauptförderleitungmain conveyor line
4545
Überdruckventilpressure relief valve
4646
Bypassleitungbypass line

Claims (8)

Elektrischer Achsantriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug (2), mit einer elektrischen Traktionsmaschine (3), die über ein Getriebe (5) antriebsmäßig mit mindestens einem Rad (4) des Kraftfahrzeugs (2) verbunden ist, wobei das Getriebe (5) und die elektrische Traktionsmaschine (3) zumindest zur Kühlung und/oder Schmierung (40) in ein Hydrauliksystem (30) eingebunden sind, das eine Pumpenanordnung (6) umfasst, die durch einen elektrischen Pumpenantrieb (7) angetrieben ist, der aus einem elektrischen Bordnetz (8) des Kraftfahrzeugs (2) mit elektrischem Strom versorgt wird, wobei der elektrische Pumpenantrieb (7) notantriebsmäßig so mit der elektrischen Traktionsmaschine (3) verbunden ist, dass die Pumpenanordnung (6) in einem Notbetrieb durch die elektrische Traktionsmaschine (3) auch dann angetrieben wird, wenn der elektrische Pumpenantrieb (7) nicht oder nur unzureichend mit elektrischem Strom aus dem elektrischen Bordnetz (8) des Kraftfahrzeugs (2) versorgt wird, wobei die Pumpenanordnung (6) eine Hauptpumpe (34) umfasst, die aus einem Hydraulikfluidreservoir (33) Hydraulikfluid zur elektrischen Traktionsmaschine (3) fördert, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenanordnung (6) eine Trockensumpfpumpe (35) umfasst, die aus einem Getriebesumpf (41) Hydraulikfluid in das Hydraulikfluidreservoir (33) fördert.Electric axle drive train (1) for a motor vehicle (2), with an electric traction machine (3) which is connected to at least one wheel (4) of the motor vehicle (2) via a transmission (5), wherein the transmission (5) and the electric traction machine (3) are integrated into a hydraulic system (30) at least for cooling and/or lubrication (40), which comprises a pump arrangement (6) which is driven by an electric pump drive (7) which is supplied with electric current from an electrical on-board network (8) of the motor vehicle (2), wherein the electric pump drive (7) is connected to the electric traction machine (3) for emergency drive in such a way that the pump arrangement (6) is driven by the electric traction machine (3) in an emergency operation even when the electric pump drive (7) is not supplied with electric current from the electrical on-board network (8) of the motor vehicle (2) or is only supplied with insufficient electric current, wherein the pump arrangement (6) comprises a main pump (34) which is supplied with electric current from a Hydraulic fluid reservoir (33) delivers hydraulic fluid to the electric traction machine (3), characterized in that the pump arrangement (6) comprises a dry sump pump (35) which delivers hydraulic fluid from a transmission sump (41) into the hydraulic fluid reservoir (33). Elektrischer Achsantriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpenantriebswelle (11;21) der Pumpenanordnung (6) über eine Notantriebsverbindung (12;22) mit einer Getriebewelle (18;28) verbunden ist.Electric axle drive train according to claim 1 , characterized in that a pump drive shaft (11; 21) of the pump arrangement (6) is connected to a transmission shaft (18; 28) via an emergency drive connection (12; 22). Elektrischer Achsantriebsstrang nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Notantriebsverbindung (12) einem Getriebeausgang (13) zugeordnet ist.Electric axle drive train according to claim 2 , characterized in that the emergency drive connection (12) is assigned to a transmission output (13). Elektrischer Achsantriebsstrang nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Notantriebsverbindung (12) einen Freilauf (15) umfasst.Electric axle drive train according to claim 2 or 3 , characterized in that the emergency drive connection (12) comprises a freewheel (15). Elektrischer Achsantriebsstrang nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Notantriebsverbindung (22) ein Summiergetriebe (25) umfasst.Electric axle drive train according to claim 2 or 3 , characterized in that the emergency drive connection (22) comprises a summing gear (25). Elektrischer Achsantriebsstrang nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Notantriebsverbindung (22) an einem Ende der Pumpenantriebswelle (21) der Pumpenanordnung (6) angeordnet ist.Electric axle drive train according to one of the Claims 2 until 5 , characterized in that the emergency drive connection (22) is arranged at one end of the pump drive shaft (21) of the pump arrangement (6). Elektrischer Achsantriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überdruckventil (45) in dem Hydrauliksystem (30) vor der elektrischen Traktionsmaschine (3) angeordnet ist.Electric axle drive train according to one of the preceding claims, characterized in that a pressure relief valve (45) is arranged in the hydraulic system (30) in front of the electric traction machine (3). Elektrischer Achsantriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptpumpe (34) und die Trockensumpfpumpe (35) in einer Tandempumpe kombiniert sind.Electric axle drive train according to one of the preceding claims, characterized in that the main pump (34) and the dry sump pump (35) are combined in a tandem pump.
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Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge

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