本发明涉及一种电力驱动单元。本发明还涉及一种混合动力驱动设备和交通工具。
现有技术
由文献de10349558a1已知一种用于混合动力驱动的驱动系,其包含内燃机、电力驱动设备和传动单元。在内燃机的驱动轴和传动单元的输入轴之间设置第一传递离合器。所述电力驱动设备与输入轴的旋转轴线同轴地布置。座位电力驱动设备使用大量已知的电动机,例如异步电机。在所述驱动系中,电力驱动设备的结构连接被简化并且系统效率被优化。第一传递离合器设计为可接通的力锁合或形状配合的传递离合器。所述传递离合器将扭矩从输出轴传递到输入轴并且反之亦然。扭矩的传递能够在两个方向上实现,所述电力驱动设备既可以用作发动机也可以用作发电机。电力驱动设备的连接功能上直接连接在内燃机之后并且在传动单元之前。通过第一传递离合器,传动单元允许纯的电驱动而不用连接内燃机。
此外在文献de10349558a1中被认为有利的是,电驱动设备的转子与输入轴同轴地、可转动和/或可沿轴向滑移地支承在中间轴中,由此转子或中间轴能够从驱动系中分离。在驱动系的纯的内燃机运行中,在内燃机和传动单元之间的连接被电力驱动设备影响。由此在转子和输入轴之间设置第二传递离合器,其形状配合和/或力锁合地发挥作用,尤其设计为可接通的离合器,例如楔形、爪式、齿轮或者摩擦离合器,并且借此辅助所述电驱动设备被接入和断开。
鉴于对混合动力驱动器的要求的升高,前述形式的驱动设备的驱动设备的有效功率在使用异步电机时被视作不满意的,其结构空间和重量被认为是太大了并且其功率密度被认为太小了。对此,使用功率更高的并且更紧凑的永磁激励的同步电机(通过为此所需的昂贵的磁性物质、尤其钕、镝和铽)导致很高的成本。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题在于,在用于混合动力驱动器、尤其用于交通工具的前述形式的电力驱动设备中,进一步提高输出功率和效率并且同时降低电驱动设备的热负载。在此同时将需要的结构空间以及制造成本最小化。
所述技术问题通过一种电力驱动单元解决,其尤其用于具有电驱动器或混合动力驱动器的交通工具,该电力驱动单元具有用于输出在电力驱动单元中产生的机械能的输出元件,并且包含以下特征的组合:
-驱动单元构造有异步电机,该异步电机配备具有转子笼、尤其以铜导线构成的转子笼的转子;
-所述异步电机构造有配备波形绕组的定子;
-所述波形绕组配备了用于星角变换的设备;
-所述转子构造有转子内部冷却设备;
-在转子和输出元件之间的力路径中设置变速器。
在此,异步电机相对于永磁激励的同步电机具有转子构造方式简单和廉价的优点。尤其为此廉价可用的材料能够被使用。在利用铜导线构成转子笼时通过其特别低的、具体是特别低的欧姆电阻而获得特别的优点,由此在运行中出现的热损失功率相对具有例如铝导线的构造被明显减小,并且因此异步电机的运行温度明显减小,并且因此尽管铜导线的重量较高也能实现更好的功率输出和更高的效率。因为运行温度保持得较低,由转子笼的材料的具体的传导性的基于温度导致的电流波动在转子笼中保持得较低,因此对于电驱动单元能够实现稳定的运行条件。此外,铜具有比铝更高的弹性模量,也就是更高的机械强度。在很高的转速中,由此转子笼由于离心力导致的变形保持得较小。总体上相对永磁激励的同步电机可以实现更小的变形,其中由于在转子铁芯体的狭缝中嵌入的永磁体或者由于转子铁芯体由用于永磁体的狭缝的导致的削弱会在转速较高时引起较大的变形。
与具有叠绕组的定子相比,具有波形绕组的定子的构造实现了定子的卷包头的减小和导体的缩短,由它们构成波形绕组。因此导体材料被节省并且在运行中出现的热功率损失相比于具有叠绕组的构造被减小,以及定子的重量和体积被减小。此外,波形绕组也可以由铜导体构成。因此实现了更高的效率、减小的结构空间和减小的成本。
波形绕组特别优选地借助型材线实施,其横截面与容纳波形绕组的定子槽的形状相适配。因此相对与具有圆形线的波形绕组的构造、也就是具有圆形横截面的导线、实现了更高的槽充满度。通过更高的槽充满度可以提高异步电机的有效功率和效率。
星角转换以更简单和可靠的方式实现了在所有转速范围中、借助异步电机可实现的转矩的充分利用,因为异步电机在较小转速时由于其在星形连接中更高的电流而具有比在三角连接中更大的扭矩,相反在三角连接中在转速较高时具有更大的扭矩。按照本发明优选进行载荷相关的星角转换。
为了也在异步电机的高负载中将其运行温度在任何情况中保持得较低,异步电机的转子按照本发明构造有转子内部冷却设备,其不仅在转子的表面、而且也从其内部、也就是至少几乎在生热的位置上实现散热,并且因而显著提高转子冷却的有效性。所述转子为此尤其被冷却剂通道穿过,冷却器可以通过其引导被在运行中被引导。转子内部冷却设备特别优选地必要时与电力驱动单元的其他冷却设备配合作用。在用于具有电动或混合动力驱动的交通工具中时,转子内部冷却设备有利地与电动或混合动力驱动其的其他元件和/或组件的冷却设备配合作用或组合。
从转子到电驱动单元的输出元件的变速传动器用于将转子的转速转换成输出元件的转速。因而异步电机的转子以相比输出元件的更高的转速运行。这种构造是特别有利的,即输出元件在按照本发明的电力驱动单元用于混合动力驱动中直接与例如内燃机、也就是尤其与其曲轴耦连。按照本发明的电力驱动单元的输出元件在运行中具有与曲轴相同的转速。为了以尽可能高的效率并且首先尽可能少的燃料消耗运行内燃机,对于曲轴来说较小的转速是优选的。相反,异步电机在其较大的转速范围中、也就是在高转速时、具有最佳的效率。与永磁激励的同步电机(其效率在转速较低时最好)不同的是,异步电机优选在较高转速中运行,也就是在转速高于内燃机转速时具有较高的效率和其很小的燃料消耗。通过变速传动器可以有利地这样相互调节转子和输出元件的转速,即,当按照本发明的电力驱动单元用于混合动力驱动器中时,异步电机以及内燃机能够在相对其运行最优的转速范围中工作,并且因此获得特别经济的驱动。因此同时实现,即使在这种混合动力驱动器的纯的电运行方式中、也就是在内燃机关闭和/或脱耦时并且示范描述的交通工具仅借助电驱动单元驱动时,所述异步电机仍在最优的转速范围中、也就是以尽可能高的效率工作。这提高了能量的利用并且减小了热损耗和加载。
前述特征的按照本发明的组合实现了在尽可能小的结构空间中高效的电力驱动单元。按照本发明不再需要的是,由于可用于电力驱动单元的结构空间的限制而在这种电力驱动单元中并且在由其构成的混合动力驱动器中优选选用永磁激励的同步电机,而非相对异步电机。单独显示的特征的按照本发明的组合实现了很高的功率密度和效率,因此所示的异步电机也可以用于混合动力汽车中。
本发明有利的技术方案在从属权利要求中描述。
根据按照本发明的电力驱动单元的优选的扩展设计,变速传动器由行星齿轮变速器构成。具有行星齿轮变速器的技术方案实现了变速传动器的既与转子、也与按照本发明的电力驱动单元的输出元件的特别紧凑的、同轴的布局。由此按照本发明的电力驱动单元可用的结构空间可以特别好地充分利用。所述变速传动器尤其可以无需增大按照本发明的电力驱动单元的尺寸地嵌入其中。因此通过变速传动器的嵌入而导致的按照本发明的电力驱动单元的重量的增加也被严格限制。
在按照本发明的电力驱动单元的另一种优选的实施形式中,行星齿轮变速器设计用于具有转速传动比的双轴运行,其中行星齿轮变速器具有尤其1:1.5至1:2的传动比。行星齿轮变速器(通常也称为行星齿轮传动器)在一种简单形式中包含两个中央齿轮,其中一个优选设计为空心轮并且另一个设计为太阳轮,并且包含至少一个行星齿轮。至少一个行星齿轮的运转与两个中央齿轮同轴地进行。每个行星齿轮执行围绕其支承轴的旋转,并且至少一个支承轴与两个中央齿轮同轴地运转。在双轴运行中,行星齿轮变速器是受约束的,也就是其自由度等于一。也就是说,在行星齿轮变速器的一个轴被驱动时,第二轴的旋转是明确的。所述双轴运行由此获得,即中央齿轮之一连同其轴或者至少一个支承轴静止。在运转传动中(其构成双轴运行的一种可能的形式)中央齿轮之一连同其轴静止。驱动和从动通过另外的旋转的中央齿轮连同其轴并且通过至少一个支承轴进行。在本发明中,太阳轮优选被固定,空心轮可旋转地与转子相连,并且至少一个驱动轴与电力驱动单元的输出元件相连。通过这种方式通过相应地选择太阳轮和空心轮的周长可以实现输出元件转速相对转子的转速的期望的传动比,尤其是1:1.5至1:2。
在按照本发明的电力驱动单元的一种有利的扩展设计中,变速传动器设置在用于至少一个转子的冷却剂和/或润滑剂空间中和/或附近。所述冷却剂和/或润滑剂空间优选是油空间。因此变速传动器的润滑和/或冷却可以非常简单的实现,而不用必须为变速传动器提供昂贵的冷却剂和/或润滑剂输入装置或者甚至单独的冷却和/或润滑设备。所述变速传动器因此能够以较小地耗费置入电力驱动单元的冷却和/或润滑中,并且必要时置入混合动力驱动设备的其他组件(其中使用电力驱动单元)的冷却和/或润滑中,例如是用于将电力驱动单元与内燃机和/或变速器、尤其换挡变速器、特别优选是自动换挡变速器耦连的离合器。
根据按照本发明的电力驱动单元的其他实施形式,转子具有转子支架,该转子支架具有基本上沿转子的轴向和周向延伸的承载区域,并且转子具有设置在承载区域上的、构造有薄片组和转子笼的磁体装置,其中转子具有至少一个至少部分地设置在或构造在磁体装置和转子支架之间的、被转子内部冷却设备包含冷却剂通道。需要说明的是,在德文专利申请de102013006857.6中描述了一种具有转子内部冷却设备的电机,按照本发明的电力驱动单元的转子内部冷却设备优选按照其构成,并且通过其能够避免转子的磁体装置的不均匀的冷却。此外需要说明,由薄片组和转子笼构成的装置不是严格意义上的磁体装置,因为其不借助磁体、尤其不借助永磁体构成。出于简单性并且也在由薄片组和转子笼构成的装置中感应电流,其与由定子产生的磁场进行磁性的相互作用,由薄片组和转子笼构成的装置也因此也在实施例说明的范围中被称为磁体装置。
在按照本发明的电力驱动单元的优选扩展设计中,转子内部冷却设备的至少一个冷却剂通道至少被确定用于冷却和/或润滑至少该转子的冷却剂和/或润滑剂流通。所述至少一个冷却剂通道优选能够被冷却油和/或润滑油、特别优选是用于冷却和/或润滑变速传动器、在支架壳体和/或变速器壳体和/或驱动器壳体中的转子支承装置、尤其转子支架的变速器油和/或轴承油穿流,也就是被涵盖在整个冷却剂和/或润滑剂循环回路中。
根据按照本发明的电力驱动单元的另一种优选的实施形式,异步电机为了构成用于星角转换的设备而构成打开的、具有预设相数的、带有打开的绕组的多相系统,并且电路装置被设置用于从基本上设置用于提供第一直流电压的能量源(其带有具有预设相数的多相电压)供给异步电机,所述电路装置包含用于从能量源供给异步电机的与预设相数数量一致的第一接头的第一变流器级,和用于从能量源供给异步电机的与预设相数数量一致的第二接头的第二变流器级,所述供给通过至少一个开关元件进行,其用于选择式从能量源的第一直流电压获取第二直流电压并且用于将从能量源的第一直流电压获取的第二直流电压提供至第二变流器级,其中,第一和第二变流器级设置用于,为了供给异步电机、将异步电机的第一和第二接头选择式连接成星形电路或者三角电路。这种星角转换优选按照德文专利申请de102014217269.1、申请日为2014年8月29日的专利构成。在此,按照本发明,与用于星角转换的设备相连的、定子的波形绕组配备打开的绕组,其接头构成异步电机的第一和第二接头。所述能量源优选由至少一个蓄电池、优选是交通工具的牵引电池和/或至少一个燃料电池和/或至少一个电容器、尤其由至少一个所谓的超级电容器构成。
上述技术问题还通过一种混合动力驱动设备解决,其特征在于至少一个前述形式的电力驱动单元、至少一个内燃机和至少一个离合设备,该离合设备用于可选地连通和/或断开再内燃机和至少一个电力驱动单元的输出元件之间的力路径。在此所述力路径既从内燃机到输出元件、也从输出元件到内燃机,因此按照本发明的混合驱动设备既可以在电力驱动单元的发动机运行中使用、优选用于牵引、但也可以用于内燃机的起动功能,又可以在发电机运行中使用,其中电力驱动单元用作发电机,尤其用于给牵引电池或其他蓄能器充电。在此,所述牵引通过借助内燃机进行,但是在内燃机脱耦时也可以仅通过电力驱动单元进行。所述混合动力驱动设备还可以有利地具有多个电力驱动单元,它们具有各一个单独的或者至少部分上共同的输出元件。这种混合动力驱动设备可以简单和紧凑地构成并且在运行中非常高效。
上述技术问题此外通过一种交通工具解决,其具有前述形式的电力驱动单元和/或前述形式的混合动力驱动设备。这样构造的交通工具以简单地方式配备紧凑的、功率较高的并且经济的驱动。
附图说明
在附图中、在所有图示中一致的元件标以相同的附图标记并且为此省略对这些元件的重复描述。在附图中:
图1示出具有混合动力驱动设备的汽车的驱动系的粗略示意图,所述混合动力驱动设备配备如现有技术中所用的电力驱动单元,
图2示出具有混合动力驱动设备的汽车的驱动系的实施例的粗略示意图,所述混合动力驱动设备配备按照本发明的电力驱动单元,
图3示出用于具有混合动力驱动设备的汽车的驱动系中的按照本发明的驱动单元的纵截面的一半的粗略示意图,
图4示出用于波形绕组的示例的绕组线路的粗略示意图,和
图5示出用于星角转换的设备的示例的粗略示意电路图,如其在按照本发明的电力驱动单元的实施例中所用。
在附图中显示的系统和由此尤其本发明的实施例在以下进一步描述。
在图1中粗略示出并以附图标记300表示具有混动动力驱动设备301的汽车的驱动系。驱动系300包含混合动力驱动设备301,其配备如在现有技术中所用的电力驱动单元302。此外,混合动力驱动设备301包含内燃机303和第一离合设备304,其用于可选择地连接和/或分离内燃机303和电力驱动单元302的输出元件305之间的力路径。电力驱动单元302配备定子306和转子307。转子307尤其构造有在图1中未详细示出的磁性装置(具有至少一个永磁体)并且与输出元件305力锁合地相连。所述输出元件305构造有转子307的转子轴。通过包含第二离合设备309和第三离合设备310的双列好奇308、力路径从输出元件305导向双离合变速器311,也即尤其可选地通过第二离合设备309导向双离合变速器311的第一输入轴312并且通过第三离合设备310导向双离合变速器311的第二输入轴313。所述力路径从双离合变速器311的输出轴314通过差速器316继续导向汽车的驱动轮316上。
图2在按照图1的装置的基础上示出具有混合动力驱动设备101的汽车102的驱动系103的实施例的粗略示意图,该混合动力驱动设备101配备按照本发明的驱动单元100的实施例。所述电驱动单元100构造有在象征性的纵截面视图中显示的异步电机104,其配备具有转子笼、尤其以铜导线构成的转子笼的转子105。异步电机104还具有定子106,其构造有波形绕组107,其具有尤其打开的绕组、也就是打开的绕组端部。所述异步电机104因此提供了一种开放的、具有预设的相数的多相系统(带有打开的绕组)。在此,用于异步电机104的每个相的每个绕组或绕组线的两个绕组端部通过电路装置108(其用于从未示出的、设置用于基本上提供第一直流电压的能量源供给异步电机104)相互独立地通过多股导线109供电,多股导线109的芯线数量对应波形绕组107的绕组端部的总数量。在运行中借助电路装置108还能实现异步电机104的波形绕组107的星角转换。
异步电机104的转子105构造有转子内部冷却设备109,其在图2中象征性地通过被转子内部冷却设备109包含的、管状的冷却剂通道示出。在异步电机104运行中生成的热能借助转子内部冷却设备109从转子105的内部排出。
混合动力驱动设备101的电力驱动单元100具有输出元件112,其通过第一离合设备304与内燃机303耦连以可选地连接和/或断开在内燃机303和输出元件112之间的力路径。通过具有第二309和第三310的离合设备的双离合器308,力路径从输出元件112又传递至双离合变速器311,也就是如按照图1的装置那样,尤其可选地通过第二离合设备309传导至双离合变速器311的第一输入轴312并且通过第三离合设备310传导至至双离合变速器311的第二输入轴313。与按照图1的装置不同的是,在按照图2的装置中在转子105和输出元件112之间的力路径中设置在图2中象征性示出的变速传动器113。变速传动器113优选与转子105和输出元件112同轴地构成和布置。变速传动器113优选设计为用于具有转速变换的双轴工作的行星齿轮变速器,其中行星齿轮变速器具有1:1.5至1:2的传动比,转子105的转速比输出元件112、和因而内燃机以及第一和第二输入轴312、313的转速高出所述传动比。
在图3中示出剖切按照图2的按照本发明的电驱动单元100的实施例的纵截面的沿旋转轴114分开的一半视图,其用于具有混合动力驱动设备101的汽车的驱动系103中。在此示出粗略地示意示出电力驱动单元100的单独设计元件或组件的空间布局的细节的示例。围绕旋转轴线可旋转的输入轮毂115在一侧与在图3中处于简化性未示出的内燃机303、尤其与其曲轴力锁合地相连,并且另一侧与在此设计为摩擦片离合器的第一离合设备304的内摩擦片组力锁合地相连。输出元件112在此构造有空心轴状的承载区域116并且在轴承117中能够围绕旋转轴线114转动地支承在驱动壳体118中。此外,输出元件112构造有离合器支架区域119,其中其与各个第一离合设备304、第二离合设备309和第三离合设备310的各个外摩擦片组力锁合地相连。第二离合设备309的内摩擦片组与第一输入轴312力锁合地相连,并且第三离合设备310的内摩擦片组与第二输入轴313力锁合地相连,其在此空心轴状地包含第一输入轴312,其中第一输入轴312以及第二输入轴313布置为能够围绕旋转轴线114转动。
异步电机104的转子105具有转子支架120和设置在承载区域121、构造有拨片组和转子笼的磁体装置122,转子支架120具有基本上沿轴向和转子105的周向延伸的承载区域121。转子105此外具有至少一个至少部分地在磁体装置122和转子支架120之间设置和/或构成的、被转子内部冷却设备110包含的冷却剂通道123。至少一个冷却剂通道123尤其沿着边界面设置,沿着该边界面磁体装置122至少部分地力锁合和形状配合地设置在承载区域121上。磁体装置122优选设计为空心圆柱形的并且通过例如压配合装配在边界面上,该边界面构成承载区域121的与旋转轴线114同轴的圆柱形的表面。然后所述至少一个冷却剂通道123通过沿着边界面在承载区域121和/或磁体装置122中成型的、轴向的和/或切向的和/或螺旋状的切缺构成。在图3中,沿着边界面轴向定向的冷却剂通道123象征性地表示。此外,转子支架120包含相对转子轴线114同轴构成的承载区域124,其中其通过轴承125在驱动壳体118中可围绕旋转轴线114旋转地被支承。
在转子支架120和电力驱动单元100的输出元件112之间的力路径中设置变速传动器113。为此,配备外齿部的太阳轮126与旋转轴线114同轴地、与驱动壳体118力锁合地相连并且与其固定。变速传动器113的空心轮127与转子支架120的承载区域124力锁合地相连并且因而能够与转子支架120一起围绕转子轴线114旋转。所述空心轮127由此围绕转子105转动。变速传动器113的至少一个行星齿轮128因此与太阳轮126以及空心轮127相啮合。所述至少一个行星齿轮128这样可围绕每个行星齿轮轴129旋转地支承在输出元件上,使得其与输出元件112能够围绕旋转轴线114转动。通过这种设置可以获得在转子105和输出元件112的转速之间的变换,其中转子可以比输出元件转动得更快。太阳轮126和空心轮127优选这样设计尺寸,使得传动比在1:1.5至1:2之间。
变速传动器113按照图3设置在混合动力驱动设备101的在转子支架120的内部设置在冷却剂和/或润滑剂空间、尤其油空间130中。所述冷却和/或润滑剂空间、尤其油空间130设计用于容纳冷却剂和/或润滑剂、尤其油的特定的存量。以冷却剂和/或润滑剂空间、尤其油空间130为起点设置冷却剂和/或润滑剂通道,冷却剂和/或润滑剂、尤其油通过其从冷却剂和/或润滑剂空间、尤其油空间130出发进入单回路或多回路的冷却剂和/或润滑剂循环中、尤其油循环中。冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环在附图3中象征性地通过箭头示出;在转子内部冷却设备110的至少一个冷却剂通道123中的冷却剂流111也属于这种冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环。具体而言,箭头131表示用于冷却和/或润滑具有第二离合设备309和第三离合设备310的双离合器308的冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环,箭头132表示用于冷却和/或润滑第一离合设备304的冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环,箭头133表示用于冷却和/或润滑轴承117的冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环,箭头134示出用于冷却和/或润滑轴承125的冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环以及在异步电机104的转子105和定子106之间的空气缝隙138的冷却,箭头135表示用于冷却定子106的波形绕组107的卷包头的冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环,并且箭头136表示用于通过在定子外周上的冷却和/或润滑剂槽139冷却定子106的冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环。在此冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环的尤其至少一个部分流132通过第一离合设备304、作为冷却剂流111导入转子内部冷却设备110的至少一个冷却剂通道中。变速传动器113直接从冷却和/或润滑剂空间、尤其油空间130被冷却和/或润滑。箭头137表示通向冷却和/或润滑剂空间、尤其油空间130的冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环。用于冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环的第一输入轴312以空心轴的形式构造有孔。
借助前述的冷却剂和/或润滑剂循环即使在较高功率密度中、在前述混合动力驱动设备中能够将单独元件和/或组件的热负载保持得很小。例如所谓的atf自动传动液(automatictransmissionfluid)被用作冷却和/或润滑剂,其能够承受最大150℃的温度。由此可以实现的是,在按照本发明构成的混合动力驱动设备的运行中、根据用于尤其转子105和离合设备304、309、310的运行条件保持、也就是不超过约为90℃的冷却和/或润滑剂温度。在此实现转子105的非常有效的冷却,其如果没有用于冷却的前述措施会产生非常高的温度。因此通过本发明可以实现可靠的、稳定的和更安全的运行。
在图5中示出借助用于星角转换的设备给异步电机104供电的电路装置108的示例的粗略示意电路图,如其在按照本发明的电力驱动单元100的实施例中所使用的那样。图4为此示出以已知方式实施的绕组线路的局部的粗略示意图,其用于为了显示波形绕组107的可能构造的波形绕组的实施例。这种绕组线路例如由müller/ponick的专著:“电机的计算”已知。在此,波形绕组的导线始终在转子的旋转方向上从定子槽引导至最近的定子槽而没有像在叠绕法中那样回引,由此尤其可以实现非常节省空间的卷包头。在按照图4的波形绕组中,定子槽以1、2、3...编号并且例如导线相继地被嵌入第一、第七、第十三等等定子槽中。
电路装置108设计用于供给异步电机104并且在此构造成用于异步电机104的星角转换的设备。异步电机104构成打开的、具有预设相数的多相系统,在此尤其是三相系统。在此,按照本发明,定子106的波形绕组107(其与用于星角转换的设备相连)配备打开的绕组,其接头构成异步电机104的u、v、w接头和第二x、y、z接头。在图2和3中,异步电机104的u、v、w接头和第二x、y、z接头组成多股导线109。基本上设置用于提供第一直流电压的、未显示的能量源(优选通过交通工具的牵引电池、燃料电池或类似设备构成)能够与接头p和n相连。电路装置108从第一直流电压产生具有前述相数的多相电压并且因而在其第一u、v、w接头和第二x、y、z接头上供给异步电机104。为此,电路装置108包含由半导体电路q11、q12、q13、q14、q15、q16(在此是具有止回二极管的晶体管)构成的第一变流器级,用于从能量源供给异步电机104的第一接头u、v、w的与预设相数(在此相数为3)一致的数量。此外,由半导体电路q21、q22、q23、q24、q25、q26(在此同样是具有止回二极管的晶体管)构成的第二变流器级被设置用于借助第二直流电压供给异步电机104的第二接头x、y、z的与预设相数一致的数量。第二直流电压可以从第二、独立的能量源获得。但是在按照图5的实施例中,两个开关元件v1、v2被设置用于从能量源的第一直流电压在接头p、n上可选地获得第二直流电压、并且用于将从能量源的第一直流电压获得的第二直流电压提供至第二变流器级q21、q22、q23、q24、q25、q26。在此,第一q11、q12、q13、q14、q15、q16变流器级和第二q21、q22、q23、q24、q25、q26变流器级设置用于,为了供给异步电机104将异步电机104的第一接头u、v、w和第二接头x、y、z可选地连接成星形连接或者三角连接。
本发明实现了紧凑的功率高的混合动力驱动设备101的构造,其基于其紧凑的结构形式可以非常灵活地使用。尤其是安装位置可以纵向地或者横向地处于交通工具102中,也就是说借助旋转轴线114沿交通工具102的纵向或者横向的位置,而与之相关的用于混合动力驱动设备101的结构空间限制不会对混合动力驱动设备101的有效功率造成明显限制。
附图标记清单
100电力驱动单元
101混合动力驱动设备
102汽车
103驱动系
104异步电机
105104的转子
106104的定子
107104的波形绕组
108用于供给104的电路装置
109用于从108供给107的多股导线
110转子内部冷却设备
111箭头,110中象征性的冷却剂流
112100的输出元件
113变速传动器
114旋转轴线
115输入轮毂
116112的承载区域
117轴承
118驱动壳体
119112的离合器支架区域
120105的转子支架
121120的承载区域
122105的磁体装置
123冷却剂通道
124120的轴承区域
125轴承
126113的太阳轮
127113的空心轮
128113的行星齿轮
129113的行星齿轮轴线
130冷却剂和/或润滑剂空间、尤其油空间
131箭头:用于308的冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环
132箭头:用于304的冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环
133箭头:用于117的冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环
134箭头:用于125、138的冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环
135箭头:用于107的卷包头的冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环
136箭头:用于106的139的冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环
137箭头:通向130的冷却剂和/或润滑剂循环、尤其油循环
138空气缝隙
139106的冷却和/或润滑剂槽
300驱动系
301混合动力驱动设备
302电力驱动单元(现有技术)
303内燃机
304第一离合设备
305302的输出元件
306302的定子
307302的转子
308双离合器
309308的第二离合设备
310308的第三离合设备
311双离合变速器
312第一输入轴
313第二输入轴
314输出轴
315差速器
316驱动轮
n108的接头
p108的接头
q11第一变流器级的半导体开关
q12第一变流器级的半导体开关
q13第一变流器级的半导体开关
q14第一变流器级的半导体开关
q15第一变流器级的半导体开关
q16第一变流器级的半导体开关
q21第二变流器级的半导体开关
q22第二变流器级的半导体开关
q23第二变流器级的半导体开关
q24第二变流器级的半导体开关
q25第二变流器级的半导体开关
q26第二变流器级的半导体开关
v1开关元件
v2开关元件
u104的第一接头
v104的第一接头
w104的第一接头
x104的第二接头
y104的第二接头
z104的第二接头