特别是用于混合电动车辆的电驱动单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种特别用于混合电动车辆的电驱动单元，其具有电动机和分离式离合器，其中，电动机包括定子和转子，分离式离合器用于建立和断开在电驱动单元的电动机和驱动从动装置之间的力传递。
【背景技术】
[0002]根据通常的定义，混合电动车辆(英语:Hybrid Electric Vehcle，HEV)是下述车辆，其由至少一个电动机和另外的能量转换器驱动，并且从动力原料箱和安装在车辆中的电能存储装置中获得能量。目前将内燃机与电动机和蓄电池组合，然而也能够使用例如燃料电池或双层电容器。在这种下文中称为混合驱动的驱动方案中，电动机的特性曲线利用其在低转速范围内的高扭矩与内燃机的其高扭矩在高转速范围内的特性曲线互补。与具有内燃机的常规驱动装置相比，利用混合驱动作为驱动方案能够改善效率、减少石化燃料消耗或者增大低转速范围内的功率。附加地，通过有效制动能够回收制动能量的一部分。
[0003]原则上，混合驱动装置能够构造为串联的或并联的混合驱动装置。在串联的混合驱动装置中，第二能量转换器完全不再具有到实际的驱动轴线的机械连接，而在并联的混合驱动装置中，这两个驱动模块对驱动轴线进行驱动。此外，使用复合型混合驱动。在行驶期间根据行驶状态，复合型混合驱动也经常变化地组合串联的和并联的混合驱动装置。复合型混合驱动装置的特别的实例是功率分流的混合驱动装置。在此，内燃机的功率的一部分机械地传递到车轮上，另一部分经由作为电传动装置(串联的混合驱动装置)工作的电动发电机组合体传递到车轮上。
[0004]在并联的或者功率分流的混合驱动装置中能够这样实现设计和确定尺寸，即内燃机达到比电动机更高的最终速度。例如，电动机支持内燃机直到100km/h的速度并且此时到达其临界转速。为了能够不被电动机限制在最终速度中，在更高的速度时、根据前述实例高于100km/h时，电动机与传动系脱耦，从而在随后电动机静止时也能够以较高的速度行驶。
[0005]为了使电动机与传动系脱耦，通常使用分离式离合器，其例如能够设计为齿形离合器、牙嵌式离合器或盘式离合器。对分离式离合器的操控能够电地、机械地、液压地或电磁地实现。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，如下地设计开头所述的电驱动单元，以使得其仅仅需要小的结构体积。
[0007]该目的通过具有权利要求1所述的特征的电驱动单元实现。根据本发明的电磁驱动单元的有利的设计方案是从属权利要求2至16的内容。根据本发明，电驱动单元包括电动机和分离式离合器，其中，电动机包括定子和转子，分离式离合器用于建立和断开在电驱动单元的电动机和驱动从动装置之间的力传递。此外，分离式离合器布置在电动机的转子的内部。
[0008]基于对开头所述的不同的电驱动单元的大量研宄，出乎意料地确认，当分离式离合器布置在电动机的转子的内部时，也还能够满足对电驱动单元的机械的和热学上的要求。
[0009]由于布置在转子中，对于分离式离合器来说不再需要独有的壳体，并且得到电驱动单元的特别节省空间的和同样稳定的结构，此外，该结构与常规的电驱动单元相比能够更轻地实施。这在应用于车辆中、特别是应用于燃油电混合汽车中时是特别有利的。
[0010]分离式离合器优选地包括圆环状的换挡套筒，其能轴向移动地支承在第一位置和第二位置之间，以用于建立和断开力传递，其中，换挡套筒在第一轴向位置中建立力传递并且在第二轴向位置中断开力传递。分离式离合器的这种设计方案实现了，在仅仅不明显地扩大转子的结构长度的情况下使用了转子中存在的结构空间。
[0011]换挡套筒优选地具有内齿部，其设计用于啮合到第一齿环的或第二齿环的外齿部，其中，第一齿环与电动机连接，并且第二齿环与驱动从动装置连接。在分离式离合器中使用处于啮合中的齿轮使得能够传递高的扭矩。
[0012]分离式离合器特别有利地设计为能液压操控的。因此，电驱动单元中的分离式离合器能够特别不易受干扰地运行，因为能够无电子构件地构造分离式离合器。此外，利用液压装置能够节能地实现高的作用力。因此能够实现迅速的和可靠的离合过程。
[0013]分离式离合器优选地与液压通道连接，其中，为此所需的液压压力能够经由液压通道从本来为电驱动单元设置的润滑剂系统中得到。因此，通过协同作用使得分离式离合器中的构件减少。
[0014]在该设计方案中，用于操控分离式离合器的能量数量仅仅是少量的。因此能够使液压通道中的液压工作压力处于(仅)2bar和4bar之间。
【附图说明】
[0015]结合下述联系附图详细阐述的对实施例的说明，使本发明的上述特性、特征和优点以及实现这些的方式和方法更清楚易懂。在此以示意图示出:
[0016]图1以剖面图示出了具有布置在转子内部的分离式离合器的电驱动单元的，并且
[0017]图2以分解图示出了用于安装到电驱动单元的转子中的传动装置差速器分离式离合器组件的细节。
【具体实施方式】
[0018]图1中以剖面示意图示出的电驱动单元的特征在于，所有主要的部件布置在唯一的壳体2中。在此，属于主要的部件应当有电动机4和分离式离合器10，该电动机具有其定子6及其转子8。电动机4的其他部件、例如电接口、其他必需的电子部件、冷却装置、用于检测运行状态的温度传感器和探测器等同样能够布置在壳体内部。然而这些出于简明的原因在此未示出。
[0019]此外，传动装置12能够节省空间地布置在转子8的内部，该传动装置在转子8的端部处耦合到转子处。传动装置12例如能够设计为单级或多级的行星齿轮。根据图1，传动装置12在转子8的右端部处与转子8连接。因此，由转子8施加的扭矩在该端部处传导到传动装置12中。
[0020]此外根据图1，差速器14能够在转子8的内部在轴向方向上相对于传动装置12错开地布置。差速器14经由分离式离合器10与传动装置12连接。
[0021]分离式离合器10包括圆环状的换挡套筒16，该换挡套筒能轴向移动地支承在第一位置和第二位置之间，以用于建立和断开传动装置12和差速器14之间的力传递。换挡套筒16的轴向移动经由换挡活塞18实现，换挡活塞一方面经由液压通道20与液压系统连接，并且另一方面与弹簧叠片22有效连接。
[0022]在换挡套筒16的第一位置中建立力传递。在换挡套筒16的第二位置中断开力传递。通过形成液压压力实现换挡套筒16从其第一位置轴向地移动到其第二位置中、即脱耦。在此，换挡活塞18和液压通道20如此确定尺寸，即从2bar直到4bar的液压工作压力足够使得换挡套筒16抵抗弹簧叠片22的弹簧力地可靠地移动到第二位置中。液压工作压力能够例如处于大约3bar。如果液压压力再次减小，那么弹簧叠片22的弹簧力将换挡套筒16可靠地移动回到其第一位置中，也就是说再次耦合。该耦合方式在英语中被称为“正常关闭(normally closed)”。也就是说，分离式离合器10在基本状态中是闭合的。
[0023]下面根据图2还详细地说明了分离式离合器10的结构和其他的功能细节。
[0024]此外，差速器14与两个从动轴24连接，这些从动轴在壳体2的相对置的端面26处伸出。这两个从动轴24构成电驱动单元的驱动从动装置。从动轴24的、差速器14的和转子8的旋转轴线以及传动装置12的至少一些旋转轴线在空间上重合并且形成电驱动单元的主旋转轴线28。
[0025]图2以分解图示出了传动装置差速器分离式离合器组件的细节，其如何能够布置在电驱动单元的转子8中。下面传动装置差速器分离式离合器组件(Getriebe-Differential-TrennkuppIungs-Baugruppe)能够简称为 GDT 组件。
[0026]接口件30具有内表面和外表面，这些表面设计为旋转对称的。为了使分离式离合器10与壳体2抗扭地连接，接口件30配有相应地构造的连接元件，该连接元件与接口件30的