DE102023201201A1 - Electric motor for an electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor für ein elektrisches Fahrzeug mit einer Anregeeinheit 1, einem Rotor mit einer hohlen Rotorwelle 2, einem Lager 3 und einem Motorgehäuse 4, wobei die Anregeeinheit 1 innerhalb der hohlen Rotorwelle 2 angeordnet ist und die Rotorwelle 2 über das Lager 3 im Motorgehäuse 4 gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorwelle 2 mehrteilig ist, bestehend aus einem Wellenrumpf 21 und einer Wellenendkappe 22, wobei in dem Wellenrumpf 21 die Anregeeinheit 1 angeordnet ist, das Lager 3 auf einem ersten Wellenabsatz 221 der Wellenendkappe 22 angeordnet ist und der Wellenrumpf 21 einen größeren Rumpfmesser d1als der erste Wellenabsatz 221 der Wellenendkappe 22 einen Absatzdurchmesser d2aufweist.The invention relates to an electric motor for an electric vehicle with an excitation unit 1, a rotor with a hollow rotor shaft 2, a bearing 3 and a motor housing 4, wherein the excitation unit 1 is arranged within the hollow rotor shaft 2 and the rotor shaft 2 is mounted in the motor housing 4 via the bearing 3, characterized in that the rotor shaft 2 is in several parts, consisting of a shaft body 21 and a shaft end cap 22, wherein the excitation unit 1 is arranged in the shaft body 21, the bearing 3 is arranged on a first shaft shoulder 221 of the shaft end cap 22 and the shaft body 21 has a larger body diameter d1 than the first shaft shoulder 221 of the shaft end cap 22 and a shoulder diameter d2.
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor für ein elektrisches Fahrzeug. Das Anwendungsgebiet der Erfindung liegt insbesondere in der Automobilindustrie auf dem Gebiet der Elektro- oder Hybridfahrzeuge.The invention relates to an electric motor for an electric vehicle. The field of application of the invention lies particularly in the automotive industry in the field of electric or hybrid vehicles.
Ein wichtiger Aspekt bei der Entwicklung und Fertigung von Elektromotoren für elektrische Fahrzeuge ist der begrenzte Bauraum im Bereich um den Elektromotor. Da in dem Bauraum um den Elektromotor eine Vielzahl von Komponenten, wie beispielsweise eine Anregeeinheit, eine Leistungselektronik oder ein Getriebe angeordnet werden müssen und lange Wege für elektrische Ströme und mechanische Drehmomente aus Effizienzgründen vermieden werden sollen, müssen in der Regel Kompromisse zwischen erforderlichem Bauraum für den Elektromotor und Effizienz des Elektromotors eingegangen werden.An important aspect in the development and production of electric motors for electric vehicles is the limited installation space in the area around the electric motor. Since a large number of components, such as an excitation unit, power electronics or a gearbox, have to be arranged in the installation space around the electric motor and long paths for electrical currents and mechanical torques should be avoided for efficiency reasons, compromises usually have to be made between the installation space required for the electric motor and the efficiency of the electric motor.
Um bei Elektromotoren Bauraum für die genannten Komponenten einzusparen, können einige Komponenten zumindest teilweise innerhalb einer hohlen Rotorwelle des Rotors des Elektromotors angeordnet werden. Dadurch kann der für die Komponenten, insbesondere für die Anregeeinheit, erforderliche Bauraum reduziert werden und die Wege für mechanische Drehmomente sowie elektrische Ströme reduziert werden. Jedoch ergibt sich bei der Montage der Elektromotoren das Problem, dass die Anregeeinheit nur noch sehr schwer zugänglich ist, was die Montage des Elektromotors sowie etwaige Wartungen und/oder Reparaturen erheblich erschwert. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Lager der Rotorwelle einen kleineren Lagerdurchmesser aufweisen, da dadurch die Lagerverluste reduziert werden, wodurch sich die Effizienz des Elektromotors verbessert. Durch das Verwenden kleinerer Lager können die Lager jedoch nicht mehr auf einem Außendurchmesser der Rotorwelle sitzen. Zudem müssen die in der Rotorwelle angeordneten Komponenten aufgrund der fertigungs- und montagebedingte Toleranzen gegenüber mechanischen Einflüssen und Vibrationen, die im Umfeld der Rotorwelle zwangsläufig auftreten, gesichert werden.In order to save installation space for the components mentioned in electric motors, some components can be arranged at least partially within a hollow rotor shaft of the rotor of the electric motor. This can reduce the installation space required for the components, in particular for the excitation unit, and reduce the paths for mechanical torques and electrical currents. However, the problem when assembling the electric motors is that the excitation unit is very difficult to access, which makes assembling the electric motor and any maintenance and/or repairs considerably more difficult. It is also advantageous if the bearings of the rotor shaft have a smaller bearing diameter, as this reduces bearing losses, which improves the efficiency of the electric motor. However, by using smaller bearings, the bearings can no longer sit on an outer diameter of the rotor shaft. In addition, the components arranged in the rotor shaft must be protected against mechanical influences and vibrations that inevitably occur in the vicinity of the rotor shaft due to the tolerances caused by production and assembly.
Es ist die Aufgabe der Erfindung einen Elektromotor für ein elektrisches Fahrzeug bereitzustellen, bei dem die Anregeeinheit zugänglich für Reparaturen und Montagen ist und der gegenüber herkömmlichen Elektromotoren eine verbesserte Effizienz aufweist. Es ist darüber hinaus Aufgabe der Erfindung eine Antriebsachse für ein elektrisches Fahrzeug, sowie ein Fahrzeug bereitzustellen.It is the object of the invention to provide an electric motor for an electric vehicle in which the excitation unit is accessible for repairs and assembly and which has improved efficiency compared to conventional electric motors. It is also the object of the invention to provide a drive axle for an electric vehicle and a vehicle.
Die Aufgabe wird durch einen Elektromotor für ein elektrisches Fahrzeug mit einer Anregeeinheit, einem Rotor mit einer hohlen Rotorwelle, einem Lager und einem Motorgehäuse, wobei die Anregeeinheit innerhalb der hohlen Rotorwelle angeordnet ist und die Rotorwelle über das Lager im Motorgehäuse gelagert ist, dadurch gelöst, dass die Rotorwelle mehrteilig ist, bestehend aus einem Wellenrumpf und einer Wellenendkappe und wobei in dem Wellenrumpf die Anregeeinheit angeordnet ist, das Lager auf einem ersten Wellenabsatz der Wellenendkappe angeordnet ist und der Wellenrumpf einen größeren Rumpfdurchmesser als der erste Wellenabsatz der Wellenendkappe einen Absatzdurchmesser aufweist.The object is achieved by an electric motor for an electric vehicle with an excitation unit, a rotor with a hollow rotor shaft, a bearing and a motor housing, wherein the excitation unit is arranged within the hollow rotor shaft and the rotor shaft is mounted in the motor housing via the bearing, in that the rotor shaft is multi-part, consisting of a shaft body and a shaft end cap and wherein the excitation unit is arranged in the shaft body, the bearing is arranged on a first shaft shoulder of the shaft end cap and the shaft body has a larger body diameter than the first shaft shoulder of the shaft end cap has a shoulder diameter.
Durch das Aufteilen der Rotorwelle in Wellenrumpf und Wellenendkappe kann die Anregeeinheit in den Rotorwellenstummel integriert werden und die Zugänglichkeit der Anregeeinheit gewährleistet bleiben, allein durch ein Entfernen der Wellenendkappe. Die Installation und/oder die Wartung bzw. Reparatur der Anregeeinheit wird dadurch erheblich erleichtert. Die Anregeeinheit wird während des Montageprozesses in den einseitig geöffneten Wellenrumpf eingefügt und der Wellenrumpf wird anschließend durch die Wellenendkappe verschlossen. Auf der Wellenendkappe wird anschließend das Lager angeordnet.By dividing the rotor shaft into a shaft body and a shaft end cap, the excitation unit can be integrated into the rotor shaft stub and the accessibility of the excitation unit can be ensured simply by removing the shaft end cap. This makes installation and/or maintenance or repair of the excitation unit much easier. The excitation unit is inserted into the shaft body, which is open on one side, during the assembly process and the shaft body is then closed with the shaft end cap. The bearing is then arranged on the shaft end cap.
Vorteilhafterweise weist die Wellenendkappe einen zweiten Wellenabsatz auf, der in den Wellenrumpf hineinragt und es ist ein Toleranzausgleichselement vorhanden, das zwischen der Anregeeinheit und dem zweiten Wellenabsatz angeordnet ist.Advantageously, the shaft end cap has a second shaft shoulder which projects into the shaft body and there is a tolerance compensation element which is arranged between the excitation unit and the second shaft shoulder.
Vorzugsweise weist die Wellenendkappe zwischen dem ersten Wellenabsatz und dem zweiten Wellenabsatz einen Wellenbund auf, der einen zum Rumpfdurchmesser gleichen Bunddurchmesser aufweist. In diesem Fall liegt der Wellenbund an einer Stirnfläche des Wellenrumpfes an. Das Lager ist zwischen dem Motorgehäuse, und dem Wellenbund auf dem ersten Wellenabsatz fixiert. Die Durchmesser beziehen sich stets auf die Außendurchmesser der entsprechenden Bauteile.Preferably, the shaft end cap has a shaft collar between the first shaft shoulder and the second shaft shoulder, which has a collar diameter that is the same as the body diameter. In this case, the shaft collar rests against an end face of the shaft body. The bearing is fixed between the motor housing and the shaft collar on the first shaft shoulder. The diameters always refer to the outside diameters of the corresponding components.
Das Toleranzausgleichselement kann prinzipiell als beliebiges aus dem Stand der Technik bekanntes Toleranzausgleichselement ausgeführt sein. Bevorzugt ist das Toleranzausgleichselement eine Feder, besonders bevorzugt ist es eine Wellenfeder.The tolerance compensation element can in principle be designed as any tolerance compensation element known from the prior art. The tolerance compensation element is preferably a spring, particularly preferably it is a wave spring.
Die Aufgabe wird zudem durch eine Antriebsachse für ein elektrisches Fahrzeug, welche einen Elektromotor nach einer der beschriebenen Ausführungen aufweist, gelöst.The object is also achieved by a drive axle for an electric vehicle, which has an electric motor according to one of the described embodiments.
Die Aufgabe wird außerdem durch ein elektrisches Fahrzeug mit der beschriebenen Antriebsachse gelöst.The task is also solved by an electric vehicle with the drive axle described.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
-
1 Eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Ausführung eines Elektromotors mit einer Anregeeinheit, einer Rotorwelle, einem Lager, einem Motorgehäuse und einem Toleranzausgleichselement.
-
1 A plan view of a section of an embodiment of an electric motor with an excitation unit, a rotor shaft, a bearing, a motor housing and a tolerance compensation element.
Das Lager 3 ist bei der in
Die Wellenendkappe 22 weist darüber hinaus einen zweiten Wellenabsatz 222 auf, der in den Wellenrumpf 21 hineinragt. Der zweite Wellenabsatz 222 liegt dabei an einer inneren Umfangsfläche des Wellenrumpf 21 an. Die Dimensionierungen und Anordnungen des Wellenrumpfs 21 und des zweiten Wellenabsatzes 222 sind so aufeinander abgestimmt, dass die Anregeeinheit 1 nur mit einem Spiel im Innenraum des Hohlraumes des Wellenrumpfes 21 sitzt und auf dem zweiten Wellenabsatz 22 ein Lager mit einem an die Anforderungen optimierten Lagersitzdurchmesser angeordnet ist.The
Zwischen der der Anregeeinheit 1 und dem zweiten Wellenabsatz 222 ist ein Toleranzausgleichselement 5 vorhanden, um fertigungs- und montagebedingte Toleranzen, bei der Fertigung und Montage des Elektromotors auftreten, auszugleichen. Durch das Toleranzausgleichselement 5 wird sichergestellt, dass alle in die Rotorwelle 2 integrierten Komponenten, insbesondere jedoch die Anregeeinheit 1, gesichert sind, vor allem gegenüber mechanischen Einflüssen und/oder Vibrationen, die an der Rotorwelle auftreten.A
Die Wellenendkappe 22 weist außerdem zwischen dem ersten Wellenabsatz 221 und dem zweiten Wellenabsatz 222 einen Wellenbund 223 auf. Der Wellenbund 223 weist einen zum Rumpfdurchmesser d1 gleichen Bunddurchmesser d3 auf. Die unterschiedlichen Durchmesser sind in der
Das Toleranzausgleichselement 5 ist in der in
BezugszeichenReference symbols
- 11
- AnregeeinheitExcitation unit
- 22
- RotorwelleRotor shaft
- 2121
- WellenrumpfWave hull
- 2222
- WellenendkappeShaft end cap
- 221221
- erster Wellenabsatzfirst wave paragraph
- 222222
- zweiter Wellenabsatzsecond wave paragraph
- 223223
- WellenbundWave collar
- 33
- LagerWarehouse
- 44
- MotorgehäuseEngine housing
- 55
- Toleranzausgleichselement Tolerance compensation element
- d1d1
- RumpfdurchmesserHull diameter
- d2d2
- WellenenddurchmesserShaft end diameter
- d3d3
- BunddurchmesserCollar diameter
Claims (6)
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DE102023201201.4A DE102023201201A1 (en) | 2023-02-14 | 2023-02-14 | Electric motor for an electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102023201201.4A DE102023201201A1 (en) | 2023-02-14 | 2023-02-14 | Electric motor for an electric vehicle |
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ID=91962090
Family Applications (1)
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DE102023201201.4A Pending DE102023201201A1 (en) | 2023-02-14 | 2023-02-14 | Electric motor for an electric vehicle |
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- 2023-02-14 DE DE102023201201.4A patent/DE102023201201A1/en active Pending
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