DE102008054637A1

DE102008054637A1 - Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102008054637A1
Application number: DE102008054637A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang SCHÖN
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2010-06-17
Also published as: US20100147105A1

Abstract

Es wird ein Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe (1), einer dem Getriebe (1) zugeordneten Getriebeölwanne (2), zumindest einer elektrischen Maschine und einer der elektrischen Maschine zugeordneten Leistungselektronik vorgeschlagen. Dabei ist ein Bauraum (3) für die Leistungselektronik vorgesehen, welcher unter der Getriebeölwanne (2) des Getriebes (1) untergebracht ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Hybridfahrzeugen ist in den Antriebsstrang mindestens eine elektrische Maschine integriert, welche über eine entsprechende Leistungselektronik, die einen Wechselrichter umfasst, angesteuert wird.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die Leistungselektronik außerhalb des Getriebes in einem separaten Gehäuse im Fahrzeug anzuordnen und mit einem drei- oder mehrphasigen Kabel mit der elektrischen Maschine zu verbinden.
Ferner sind auch Lösungen bekannt, bei denen die Leistungselektronik in den Antriebsstrang bzw. in das Getriebe integriert ist.
Beispielsweise ist aus der DE 10 2004 048 908 A1 ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug bekannt, bei dem zwischen dem Verbrennungsmotor und einem Getriebe eine Wandlerglocke angeordnet ist, durch die die Antriebswelle verläuft und in welche eine Kupplungseinrichtung und eine elektrische Maschine mit zumindest einem Kondensator und entsprechender Leistungselektronik integriert ist. Hierbei sind der Kondensator und die Leistungselektronik in radialer Richtung um den Außenumfang der elektrischen Maschine verteilt zwischen dem Stator der elektrischen Maschine und der Wandlerglocke angeordnet und stehen dabei in wärmeleitendem Kontakt zu der Kühlung des Stators der elektrischen Maschine.
Aus der DE 10 2006 005 095 A1 geht ein Hybridgetriebe hervor, mit einem Getriebegehäuse, das eingangsseitig einen glockenartigen Gehäuseab schnitt aufweist, wobei in dem Getriebegehäuse mindestens eine elektrische Maschine angeordnet ist, die dazu vorgesehen ist, Antriebsenergie in einen Drehmomentpfad des Hybridgetriebes einzuspeisen oder mechanische Energie aus einem Drehmomentpfad des Hybridgetriebes zu entnehmen und in elektrische Energie umzuwandeln.
Hierbei ist zur Steuerung bzw. Regelung der zumindest einen elektrischen Maschine eine elektrische Steuer-/Regeleinrichtung vorgesehen, die in einem radialen Außenbereich des glockenartigen Gehäuseabschnitts angeordnet ist und zwar derart, dass sich die Steuer-/Regeleinrichtung nur über einen Teilumfang des glockenartigen Gehäuseabschnitts erstreckt.
Die aus der DE 10 2004 048 908 A1 und der DE 10 2006 005 095 A1 bekannten Lösungen weisen den Nachteil auf, dass eine Wartung bzw. ein Austausch der Komponenten der Leistungselektronik mit erheblichem Aufwand verbunden ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Anordnung der Leistungselektronik der zumindest einen elektrischen Maschine in der Nähe der elektrischen Maschine anzugeben, welche eine Wartung bzw. einen Austausch der Komponenten der Leistungselektronik mit geringem Aufwand ermöglicht und bauraumneutral ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe, einer dem Getriebe zugeordneten Getriebeölwanne, zumindest einer elektrischen Maschine und einer der elektrischen Maschine zugeordneten Leis tungselektronik vorgeschlagen, wobei ein Bauraum für die Leistungselektronik vorgesehen ist, welcher unter der Getriebeölwanne untergebracht ist.
Hierbei weisen die Leistungselektronik-Baugruppen vorzugsweise eine geringe Bauhöhe auf, um die Bodenfreiheit des Fahrzeugs nicht zu beeinträchtigen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Bauraum für die Leistungselektronik auch Teil der Getriebeölwanne sein.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Bereich zwischen der Getriebeölwanne und der Leistungselektronik thermisch gut leitfähig ausgebildet, was in dem Vorteil resultiert, dass keine Maßnahmen zur Gewährleistung der Kühlung der Leistungselektronik, beispielsweise ein weiterer Kühlkreislauf mit Wärmetauscher und Kühlmittelverrohrung erforderlich sind.
Als elektrische Anschlüsse sind eine mehrphasige Verbindung zur elektrischen Maschine, der Leistungsanschluss zum DC-Zwischenkreis und/oder eine Datenverbindung nach außen, beispielsweise zu einem Bus-System vorgesehen, wobei die mehrphasige Verbindung zur elektrischen Maschine gemäß der Erfindung getriebeintern über vorgefertigte Formteile realisiert werden kann. Ferner kann für den Leistungsanschluss zum DC-Zwischenkreis und für die Datenverbindung nach außen an geeigneter Stelle am Getriebe eine entsprechende Verbindung vorgesehen sein; beispielsweise können diese Verbindungen mittels eines Kabels und eines Steckers oder mittels eines direkt am Getriebegehäuse vorgesehenen Steckers realisiert werden.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption des Hybridantriebsstrangs mit der Anordnung der Leistungselektronik unter bzw. in der Getriebeölwanne in unmittelbarer Nähe zur elektrischen Maschine wird zum Einen eine extrem kurze Verbindung zwischen E-Maschine und Leistungselektronik erzielt, was auch hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit vorteilhaft ist. Zum Anderen entfallen Verbindungskabel, was zu einer deutlichen Vereinfachung des Systems umfassend die elektrische Maschine und die Leistungselektronik führt. Durch die Integration von vorgefertigten Teilen zur Herstellung der mehrphasigen Verbindung zur elektrischen Maschine in das Getriebegehäuse und in das Getriebe wird die Montage vereinfacht, die Teilezahl reduziert und die Montagezeit signifikant verkürzt.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konzeption besteht darin, dass durch die bauraumneutrale Anordnung der Leistungselektronik kein zusätzlicher Bauraum benötigt wird. Dies führt dazu, dass ein hybridisiertes Getriebe gemäß der Erfindung als Ausstattungsvariante eines Fahrzeugs mit Getriebe ohne Hybridantrieb eingebaut werden kann, ohne dabei im Fahrzeug Änderungen an der Struktur des Getriebetunnels, der Länge des Antriebsstrangs und an den Flanschverbindungen zum Verbrennungsmotor und zur Kardanwelle vorsehen zu müssen.
Ferner steht durch die Anordnung der Leistungselektronik unter der Getriebeölwanne mit dem Getriebeöl ein Kühlmedium zur Verfügung, welches in vorteilhafter Weise auch für die Kühlung der Leistungselektronik eingesetzt werden kann, so dass kein zusätzlicher Aufwand für die Kühlung der Leistungselektronik erforderlich ist.
Hierbei kann unter bestimmten Betriebsbedingungen, beispielsweise bei einem Kaltstart, die Verlustleistung der Leistungselektronik zum Heizen des Getriebeölkreislaufes genutzt werden, um diesen auf die Betriebstemperatur zu bringen bzw. zu halten. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die elektrische Maschine in Schwachlastphasen des Verbrennungsmotors diesen komplett ersetzen soll.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine schematische Darstellung eines Getriebes ist, bei dem der Bauraum für die Leistungselektronik unter der Getrebeölwanne untergebracht ist, beispielhaft näher erläutert.
In der beigefügten Figur ist mit 1 das Getriebe, mit 2 die Getriebeölwanne, mit 4 die Getriebeglocke und mit 5 der Flansch zum nicht dargestellten Verbrennungsmotor bezeichnet. Gemäß der Erfindung ist der Bauraum 5 für die Leistungselektronik der zumindest einen elektrischen Maschine des Antriebsstrangs unter der Getriebeölwanne 2 untergebracht. Vorzugsweise ist der Bereich 6 zwischen der Getriebeölwanne 2 und dem Bauraum 3 für die Leistungselektronik thermisch gut leitfähig ausgebildet, wodurch zusätzliche Maßnahmen zur Gewährleistung der Kühlung der Leistungselektronik entfallen.

1: Getriebe
2: Getriebeölwanne
3: Bauraum für die Leistungselektronik
4: Getriebeglocke
5: Flansch
6: Bereich zwischen der Getriebeölwanne 2 und dem Bauraum 3 für die Leistungselektronik

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102004048908 A1 [0005, 0008]
- DE 102006005095 A1 [0006, 0008]

Claims

Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Getriebe (1), einer dem Getriebe (1) zugeordneten Getriebeölwanne (2), zumindest einer elektrischen Maschine und einer der elektrischen Maschine zugeordneten Leistungselektronik, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauraum (3) für die Leistungselektronik vorgesehen ist, welcher unter der Getriebeölwanne (2) des Getriebes (1) untergebracht ist.
Hybridantriebsstrang, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauraum (3) für die Leistungselektronik Teil der Getriebeölwanne (2) des Getriebes (1) ist.
Hybridantriebsstrang, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (6) zwischen der Getriebeölwanne (2) und dem Bauraum (3) für die Leistungselektronik thermisch gut leitfähig ausgebildet ist, wodurch zusätzliche Maßnahmen zur Gewährleistung der Kühlung der Leistungselektronik entfallen.
Hybridantriebsstrang, nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrische Anschlüsse eine mehrphasige Verbindung zur elektrischen Maschine, der Leistungsanschluss zum DC-Zwischenkreis und/oder eine Datenverbindung nach außen vorgesehen sind.
Hybridantriebsstrang, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrphasige Verbindung zur elektrischen Maschine getriebeintern über vorgefertigte Formteile realisiert ist.
Hybridantriebsstrang, nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungsanschluss zum DC-Zwischenkreis und die Datenverbindung nach außen mittels eines Kabels und eines Steckers oder mittels eines direkt am Getriebegehäuse vorgesehenen Steckers realisiert sind.