DE-102024134643-B3 - Antriebsstrang eines elektrisch oder teilelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit Torque-Vectoring-Einheit

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines elektrisch oder teilelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit einer Torque-Vectoring-Einheit (40) zum aktiven Erzeugen eines Differenzmoments zwischen einer linken Abtriebswelle zum Antreiben eines linken Fahrzeugrads und einer rechten Abtriebswelle zum Antreiben eines rechten Fahrzeugrads. D die Torque-Vectoring-Einheit (40) weist einen Aktuator (50) und ein mit dem Aktuator (50) und einem Differentialgetriebe (30) gekoppeltes Überlagerungsgetriebe (60) auf, wobei der Aktuator (50) eine elektrische Maschine als Drehmomentsquelle zur Erzeugung des Differenzmoments zwischen der linken Abtriebswelle und der rechten Abtriebswelle aufweist, eine Hochvolt-Leistungselektronik zum Betreiben der elektrischen Maschine und ein Steuergerät zum Ansteuern der Hochvolt-Leistungselektronik aufweist, wobei der Aktuator (50) ein Aktuatorgehäuse (53) aufweist, wobei die elektrische Maschine, die Hochvolt-Leistungselektronik und das Steuergerät in dem Aktuatorgehäuse (53) aufgenommen sind.

Inventors

• Steffen Winterhalder
• Jörg-Michael Birkhold
• Kai Müller

Assignees

• DR. ING. H.C. F. PORSCHE AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241125

Claims (9)

1. Antriebsstrang (1) eines elektrisch oder teilelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, wobei der Antriebsstrang (1) aufweist: - ein Differentialgetriebe (30) mit einer linken Abtriebswelle (31) zum Antreiben eines linken Fahrzeugrads und mit einer rechten Abtriebswelle (32) zum Antreiben eines rechten Fahrzeugrads, - eine elektrische Traktionsmaschine (20), wobei die Traktionsmaschine (20) mit dem Differentialgetriebe (30) drehmomentübertragend gekoppelt ist zum Antreiben der rechten Abtriebswelle (32) und der linken Abtriebswelle (31), - eine elektromechanische Torque-Vectoring-Einheit (40) zum aktiven Erzeugen eines Differenzmoments zwischen der linken Abtriebswelle (31) und der rechten Abtriebswelle (32), wobei die Torque-Vectoring-Einheit (40) einen Aktuator (50) und ein mit dem Aktuator (50) und dem Differentialgetriebe (30) gekoppeltes Überlagerungsgetriebe (60) aufweist, wobei der Aktuator (50) eine elektrische Maschine (51) als Drehmomentquelle zur Erzeugung des Differenzmoments zwischen der linken Abtriebswelle (31) und der rechten Abtriebswelle (32) aufweist, eine Hochvolt-Leistungselektronik (52) zum Betreiben der elektrischen Maschine (51) und ein Steuergerät (58) zum Ansteuern der Hochvolt-Leistungselektronik (52) aufweist, wobei der Aktuator (50) ein Aktuatorgehäuse (53) aufweist, wobei die elektrische Maschine (51), die Hochvolt-Leistungselektronik (52) und das Steuergerät (58) in dem Aktuatorgehäuse (53) aufgenommen sind dadurch gekennzeichnet , dass das Aktuatorgehäuse (53) ein Entlüftungselement aufweist, wobei das Entlüftungselement dazu eingerichtet ist, einen Volumen- oder Druckausgleich zwischen einem von dem Aktuatorgehäuse (53) umschlossenen Innenraum und einer Umgebung zu ermöglichen.
2. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 1 , wobei das Aktuatorgehäuse (53) einen ersten Gehäuseabschnitt (531) aufweist, wobei in dem ersten Gehäuseabschnitt (531) die Hochvolt-Leistungselektronik (52) aufgenommen ist, und einen mit dem ersten Gehäuseabschnitt (531) verbunden zweiten Gehäuseabschnitt (532) aufweist, wobei in dem zweiten Gehäuseabschnitt (532) die elektrische Maschine (51) aufgenommen ist.
3. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 1 oder 2 , wobei der Aktuator (50) einen Kühlfluideinlass (54) und einen Kühlfluidauslass (55) aufweist, wobei in dem Aktuatorgehäuse (53) eine innenliegende Kühlfluidführung von dem Kühlfluideinlass (54) zu dem Kühlfluidauslass (55) ausgebildet ist.
4. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 2 und Anspruch 3 , wobei die innenliegende Kühlfluidführung derart gestaltet ist, dass das von dem Kühlfluideinlass (54) zu dem Kühlfluidauslass (55) strömende Kühlfluid sowohl in dem ersten Gehäuseabschnitt (531) als auch in dem zweiten Gehäuseabschnitt (532) strömt.
5. Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , wobei der Aktuator (50) einen Hochvoltanschluss (56) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einer Hochvoltbatterie des Kraftfahrzeugs aufweist und/oder wobei der Aktuator (50) einen außenliegenden Steueranschluss (57) zum Anschließen einer Signalleitung aufweist, wobei der Steueranschluss (57) mit dem Steuergerät (58) signaltechnisch verbunden ist.
6. Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , wobei das Aktuatorgehäuse (53) ein monolithisch ausgebildetes Grundgehäuse (533) aufweist, wobei das Grundgehäuse (533) einen ersten Aufnahmeraum (534) für die Hochvolt-Leistungselektronik (52) begrenzt und wobei das Grundgehäuse (533) einen zweiten Aufnahmeraum (537) für die elektrische Maschine (51) begrenzt, wobei das Grundgehäuse (533) eine erste Zugangsöffnung zum Einbringen der Hochvolt-Leistungselektronik (52) in den ersten Aufnahmeraum (534) aufweist und wobei das Grundgehäuse (533) eine zweite Zugangsöffnung zum Einbringen der elektrischen Maschine (51) in den zweiten Aufnahmeraum (537) aufweist.
7. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 6 , wobei der Hochvoltanschluss (56) an dem Grundgehäuse (533) ausgebildet ist und/oder wobei der Steueranschluss (57) an dem Grundgehäuse (533) ausgebildet ist und/oder wobei der Kühlfluideinlass (54) an dem Grundgehäuse (533) ausgebildet ist und/oder wobei der Kühlfluidauslass (55) an dem Grundgehäuse (533) ausgebildet ist.
8. Antriebsstrang (1) nach Anspruch 6 oder 7 , wobei das Aktuatorgehäuse (53) einen ersten Gehäusedeckel (536) aufweist, wobei der erste Gehäusedeckel (536) die erste Zugangsöffnung verschließt, und/oder wobei das Aktuatorgehäuse (53) einen zweiten Gehäusedeckel (539) aufweist, wobei der zweite Gehäusedeckel (539) die zweite Zugangsöffnung verschließt.
9. Antriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8 , wobei die erste Zugangsöffnung auf einer ersten Seite des Grundgehäuses (533) ausgebildet ist und die zweite Zugangsöffnung auf einer nicht mit der ersten Seite identischen zweiten Seite des Grundgehäuses (533) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines elektrisch oder teilelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit einer Torque-Vectoring-Einheit zum aktiven Erzeugen eines Differenzmoments zwischen einer linken Abtriebswelle zum Antreiben eines linken Fahrzeugrads und einer rechten Abtriebswelle zum Antreiben eines rechten Fahrzeugrads. Antriebsstränge mit Torque-Vectoring-Systemen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere ist es bei Kraftfahrzeugen mit einer relativ hohen Antriebsleistung bekannt, zur Verbesserung des Fahrverhaltens an einer angetriebenen Achse eine Torque-Vectoring-Einheit vorzusehen. Die Torque-Vectoring-Einheit dient der aktiven Einstellung einer unterschiedlichen Verteilung des Antriebsmoments an einer angetriebenen Achse auf die beiden Fahrzeugräder der Antriebsachse. Dabei wird das Antriebsmoment unterschiedlich an die Fahrzeugräder der Antriebsachse verteilt, um insbesondere bei einer Kurvenfahrt das Einlenken zu unterstützen und das Antriebsmoment entsprechend stärker auf das kurvenäußere Antriebsrad zu leiten. Dadurch kann das Durchdrehen der Fahrzeugräder verhindert werden. Ein Durchdrehen der Fahrzeugräder bedeutet immer den Verlust von Traktion und damit auch der Seitenführung. Eine Steuerelektronik, insbesondere eine Raddrehzahlsensorik, kann unterschiedliche Drehzahlen der angetriebenen Fahrzeugräder erkennen und das Drehmoment individuell für die beiden Fahrzeugräder dosieren. Die DE 10 2021 126 647 B3 offenbart einen Antriebsstrang mit einem Differentialgetriebe mit einer linken Abtriebswelle zum Antreiben eines linken Fahrzeugrads und mit einer rechten Abtriebswelle zum Antreiben eines rechten Fahrzeugrads, mit einer Traktionsmaschine, wobei die Traktionsmaschine mit dem Differentialgetriebe drehmomentübertragend gekoppelt ist zum Antreiben der rechten Abtriebswelle und der linken Abtriebswelle, und mit einer Torque-Vectoring-Einheit. Die US 2015 / 0 099 600 A1 offenbart einen Antriebsstrang, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist. Die US 2017 / 282 909 A1, die US 2023 / 159 018 A1, die US 2022 / 203 828 A1, die US 2023 138 305 A1, die DE 10 2022 124 956 B3, die US 2007 / 265 130 A1, die US 2022 / 355 663 A1, die US 2022 / 055 593 A1, die JP 2017 - 184 523 A, die DE 10 2020 122 659 A1, die DE 10 2017 103 400 A1 und die KR 10 2020 0 042 597 A offenbaren weiteren Stand der Technik. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen neuartigen Antriebsstrang anzugeben, der sich durch eine besonders einfache und platzsparende Umsetzung eines Torque-Vectoring (Antriebsmomentverteilung) auf die einzelnen Fahrzeugräder einer angetriebenen Fahrzeugachse auszeichnet. Gelöst wird diese Aufgabe durch den Gegenstand, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen. Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang handelt es sich um einen Antriebsstrang eines elektrisch oder teilelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen. Der erfindungsgemäße Antriebsstrang weist auf:- ein Differentialgetriebe mit einer linken Abtriebswelle zum Antreiben eines linken Fahrzeugrads und mit einer rechten Abtriebswelle zum Antreiben eines rechten Fahrzeugrads,- eine elektrische Traktionsmaschine, wobei die Traktionsmaschine mit dem Differentialgetriebe drehmomentübertragend gekoppelt ist zum Antreiben der rechten Abtriebswelle und der linken Abtriebswelle,- eine elektromechanische Torque-Vectoring-Einheit zum aktiven Erzeugen eines Differenzmoments zwischen der linken Abtriebswelle und der rechten Abtriebswelle, wobei die Torque-Vectoring-Einheit einen Aktuator und ein mit dem Aktuator und dem Differentialgetriebe gekoppeltes Überlagerungsgetriebe aufweist, wobei der Aktuator eine elektrische Maschine als Drehmomentquelle zur Erzeugung des Differenzmoments zwischen der linken Abtriebswelle und der rechten Abtriebswelle aufweist, eine Hochvolt-Leistungselektronik zum Betreiben der elektrischen Maschine und ein Steuergerät zum Ansteuern der Hochvolt-Leistungselektronik aufweist, wobei der Aktuator ein Aktuatorgehäuse aufweist, wobei die elektrische Maschine, die Hochvolt-Leistungselektronik und das Steuergerät in dem Aktuatorgehäuse aufgenommen sind. Durch die Integration der elektrischen Maschine, der Hochvolt-Leistungselektronik und des Steuergeräts der Torque-Vectoring-Einheit in einem gemeinsamen Aktuatorgehäuse kann eine besonders kompakte Bauweise erzielt werden. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass die Komponenten des Aktuators vormontiert werden können, wodurch die Montage bzw. der Einbau des Aktuators und somit der Torque-Vectoring-Einheit in den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs erleichtert ist. Durch die Vormontage des Aktuators müssen bei der Montage des Aktuators in den Antriebsstrang eine geringere Anzahl von Schnittstellen hergestellt werden, da beispielsweise die Verkabelung des Steuergeräts mit der Hochv