電力驅動單元、混合動力驅動設備和交通工具的製作方法

2023-04-24 08:27:56 1

本發明涉及一種電力驅動單元。本發明還涉及一種混合動力驅動設備和交通工具。

現有技術

由文獻de10349558a1已知一種用於混合動力驅動的驅動系，其包含內燃機、電力驅動設備和傳動單元。在內燃機的驅動軸和傳動單元的輸入軸之間設置第一傳遞離合器。所述電力驅動設備與輸入軸的旋轉軸線同軸地布置。座位電力驅動設備使用大量已知的電動機，例如異步電機。在所述驅動系中，電力驅動設備的結構連接被簡化並且系統效率被優化。第一傳遞離合器設計為可接通的力鎖合或形狀配合的傳遞離合器。所述傳遞離合器將扭矩從輸出軸傳遞到輸入軸並且反之亦然。扭矩的傳遞能夠在兩個方向上實現，所述電力驅動設備既可以用作發動機也可以用作發電機。電力驅動設備的連接功能上直接連接在內燃機之後並且在傳動單元之前。通過第一傳遞離合器，傳動單元允許純的電驅動而不用連接內燃機。

此外在文獻de10349558a1中被認為有利的是，電驅動設備的轉子與輸入軸同軸地、可轉動和/或可沿軸向滑移地支承在中間軸中，由此轉子或中間軸能夠從驅動系中分離。在驅動系的純的內燃機運行中，在內燃機和傳動單元之間的連接被電力驅動設備影響。由此在轉子和輸入軸之間設置第二傳遞離合器，其形狀配合和/或力鎖合地發揮作用，尤其設計為可接通的離合器，例如楔形、爪式、齒輪或者摩擦離合器，並且藉此輔助所述電驅動設備被接入和斷開。

鑑於對混合動力驅動器的要求的升高，前述形式的驅動設備的驅動設備的有效功率在使用異步電機時被視作不滿意的，其結構空間和重量被認為是太大了並且其功率密度被認為太小了。對此，使用功率更高的並且更緊湊的永磁激勵的同步電機(通過為此所需的昂貴的磁性物質、尤其釹、鏑和鋱)導致很高的成本。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在於，在用於混合動力驅動器、尤其用於交通工具的前述形式的電力驅動設備中，進一步提高輸出功率和效率並且同時降低電驅動設備的熱負載。在此同時將需要的結構空間以及製造成本最小化。

所述技術問題通過一種電力驅動單元解決，其尤其用於具有電驅動器或混合動力驅動器的交通工具，該電力驅動單元具有用於輸出在電力驅動單元中產生的機械能的輸出元件，並且包含以下特徵的組合：

-驅動單元構造有異步電機，該異步電機配備具有轉子籠、尤其以銅導線構成的轉子籠的轉子；

-所述異步電機構造有配備波形繞組的定子；

-所述波形繞組配備了用於星角變換的設備；

-所述轉子構造有轉子內部冷卻設備；

-在轉子和輸出元件之間的力路徑中設置變速器。

在此，異步電機相對於永磁激勵的同步電機具有轉子構造方式簡單和廉價的優點。尤其為此廉價可用的材料能夠被使用。在利用銅導線構成轉子籠時通過其特別低的、具體是特別低的歐姆電阻而獲得特別的優點，由此在運行中出現的熱損失功率相對具有例如鋁導線的構造被明顯減小，並且因此異步電機的運行溫度明顯減小，並且因此儘管銅導線的重量較高也能實現更好的功率輸出和更高的效率。因為運行溫度保持得較低，由轉子籠的材料的具體的傳導性的基於溫度導致的電流波動在轉子籠中保持得較低，因此對於電驅動單元能夠實現穩定的運行條件。此外，銅具有比鋁更高的彈性模量，也就是更高的機械強度。在很高的轉速中，由此轉子籠由於離心力導致的變形保持得較小。總體上相對永磁激勵的同步電機可以實現更小的變形，其中由於在轉子鐵芯體的狹縫中嵌入的永磁體或者由於轉子鐵芯體由用於永磁體的狹縫的導致的削弱會在轉速較高時引起較大的變形。

與具有疊繞組的定子相比，具有波形繞組的定子的構造實現了定子的卷包頭的減小和導體的縮短，由它們構成波形繞組。因此導體材料被節省並且在運行中出現的熱功率損失相比於具有疊繞組的構造被減小，以及定子的重量和體積被減小。此外，波形繞組也可以由銅導體構成。因此實現了更高的效率、減小的結構空間和減小的成本。

波形繞組特別優選地藉助型材線實施，其橫截面與容納波形繞組的定子槽的形狀相適配。因此相對與具有圓形線的波形繞組的構造、也就是具有圓形橫截面的導線、實現了更高的槽充滿度。通過更高的槽充滿度可以提高異步電機的有效功率和效率。

星角轉換以更簡單和可靠的方式實現了在所有轉速範圍中、藉助異步電機可實現的轉矩的充分利用，因為異步電機在較小轉速時由於其在星形連接中更高的電流而具有比在三角連接中更大的扭矩，相反在三角連接中在轉速較高時具有更大的扭矩。按照本發明優選進行載荷相關的星角轉換。

為了也在異步電機的高負載中將其運行溫度在任何情況中保持得較低，異步電機的轉子按照本發明構造有轉子內部冷卻設備，其不僅在轉子的表面、而且也從其內部、也就是至少幾乎在生熱的位置上實現散熱，並且因而顯著提高轉子冷卻的有效性。所述轉子為此尤其被冷卻劑通道穿過，冷卻器可以通過其引導被在運行中被引導。轉子內部冷卻設備特別優選地必要時與電力驅動單元的其他冷卻設備配合作用。在用於具有電動或混合動力驅動的交通工具中時，轉子內部冷卻設備有利地與電動或混合動力驅動其的其他元件和/或組件的冷卻設備配合作用或組合。

從轉子到電驅動單元的輸出元件的變速傳動器用於將轉子的轉速轉換成輸出元件的轉速。因而異步電機的轉子以相比輸出元件的更高的轉速運行。這種構造是特別有利的，即輸出元件在按照本發明的電力驅動單元用於混合動力驅動中直接與例如內燃機、也就是尤其與其曲軸耦連。按照本發明的電力驅動單元的輸出元件在運行中具有與曲軸相同的轉速。為了以儘可能高的效率並且首先儘可能少的燃料消耗運行內燃機，對於曲軸來說較小的轉速是優選的。相反，異步電機在其較大的轉速範圍中、也就是在高轉速時、具有最佳的效率。與永磁激勵的同步電機(其效率在轉速較低時最好)不同的是，異步電機優選在較高轉速中運行，也就是在轉速高於內燃機轉速時具有較高的效率和其很小的燃料消耗。通過變速傳動器可以有利地這樣相互調節轉子和輸出元件的轉速，即，當按照本發明的電力驅動單元用於混合動力驅動器中時，異步電機以及內燃機能夠在相對其運行最優的轉速範圍中工作，並且因此獲得特別經濟的驅動。因此同時實現，即使在這種混合動力驅動器的純的電運行方式中、也就是在內燃機關閉和/或脫耦時並且示範描述的交通工具僅藉助電驅動單元驅動時，所述異步電機仍在最優的轉速範圍中、也就是以儘可能高的效率工作。這提高了能量的利用並且減小了熱損耗和加載。

前述特徵的按照本發明的組合實現了在儘可能小的結構空間中高效的電力驅動單元。按照本發明不再需要的是，由於可用於電力驅動單元的結構空間的限制而在這種電力驅動單元中並且在由其構成的混合動力驅動器中優選選用永磁激勵的同步電機，而非相對異步電機。單獨顯示的特徵的按照本發明的組合實現了很高的功率密度和效率，因此所示的異步電機也可以用於混合動力汽車中。

本發明有利的技術方案在從屬權利要求中描述。

根據按照本發明的電力驅動單元的優選的擴展設計，變速傳動器由行星齒輪變速器構成。具有行星齒輪變速器的技術方案實現了變速傳動器的既與轉子、也與按照本發明的電力驅動單元的輸出元件的特別緊湊的、同軸的布局。由此按照本發明的電力驅動單元可用的結構空間可以特別好地充分利用。所述變速傳動器尤其可以無需增大按照本發明的電力驅動單元的尺寸地嵌入其中。因此通過變速傳動器的嵌入而導致的按照本發明的電力驅動單元的重量的增加也被嚴格限制。

在按照本發明的電力驅動單元的另一種優選的實施形式中，行星齒輪變速器設計用於具有轉速傳動比的雙軸運行，其中行星齒輪變速器具有尤其1:1.5至1:2的傳動比。行星齒輪變速器(通常也稱為行星齒輪傳動器)在一種簡單形式中包含兩個中央齒輪，其中一個優選設計為空心輪並且另一個設計為太陽輪，並且包含至少一個行星齒輪。至少一個行星齒輪的運轉與兩個中央齒輪同軸地進行。每個行星齒輪執行圍繞其支承軸的旋轉，並且至少一個支承軸與兩個中央齒輪同軸地運轉。在雙軸運行中，行星齒輪變速器是受約束的，也就是其自由度等於一。也就是說，在行星齒輪變速器的一個軸被驅動時，第二軸的旋轉是明確的。所述雙軸運行由此獲得，即中央齒輪之一連同其軸或者至少一個支承軸靜止。在運轉傳動中(其構成雙軸運行的一種可能的形式)中央齒輪之一連同其軸靜止。驅動和從動通過另外的旋轉的中央齒輪連同其軸並且通過至少一個支承軸進行。在本發明中，太陽輪優選被固定，空心輪可旋轉地與轉子相連，並且至少一個驅動軸與電力驅動單元的輸出元件相連。通過這種方式通過相應地選擇太陽輪和空心輪的周長可以實現輸出元件轉速相對轉子的轉速的期望的傳動比，尤其是1:1.5至1:2。

在按照本發明的電力驅動單元的一種有利的擴展設計中，變速傳動器設置在用於至少一個轉子的冷卻劑和/或潤滑劑空間中和/或附近。所述冷卻劑和/或潤滑劑空間優選是油空間。因此變速傳動器的潤滑和/或冷卻可以非常簡單的實現，而不用必須為變速傳動器提供昂貴的冷卻劑和/或潤滑劑輸入裝置或者甚至單獨的冷卻和/或潤滑設備。所述變速傳動器因此能夠以較小地耗費置入電力驅動單元的冷卻和/或潤滑中，並且必要時置入混合動力驅動設備的其他組件(其中使用電力驅動單元)的冷卻和/或潤滑中，例如是用於將電力驅動單元與內燃機和/或變速器、尤其換擋變速器、特別優選是自動換擋變速器耦連的離合器。

根據按照本發明的電力驅動單元的其他實施形式，轉子具有轉子支架，該轉子支架具有基本上沿轉子的軸向和周向延伸的承載區域，並且轉子具有設置在承載區域上的、構造有薄片組和轉子籠的磁體裝置，其中轉子具有至少一個至少部分地設置在或構造在磁體裝置和轉子支架之間的、被轉子內部冷卻設備包含冷卻劑通道。需要說明的是，在德文專利申請de102013006857.6中描述了一種具有轉子內部冷卻設備的電機，按照本發明的電力驅動單元的轉子內部冷卻設備優選按照其構成，並且通過其能夠避免轉子的磁體裝置的不均勻的冷卻。此外需要說明，由薄片組和轉子籠構成的裝置不是嚴格意義上的磁體裝置，因為其不藉助磁體、尤其不藉助永磁體構成。出於簡單性並且也在由薄片組和轉子籠構成的裝置中感應電流，其與由定子產生的磁場進行磁性的相互作用，由薄片組和轉子籠構成的裝置也因此也在實施例說明的範圍中被稱為磁體裝置。

在按照本發明的電力驅動單元的優選擴展設計中，轉子內部冷卻設備的至少一個冷卻劑通道至少被確定用於冷卻和/或潤滑至少該轉子的冷卻劑和/或潤滑劑流通。所述至少一個冷卻劑通道優選能夠被冷卻油和/或潤滑油、特別優選是用於冷卻和/或潤滑變速傳動器、在支架殼體和/或變速器殼體和/或驅動器殼體中的轉子支承裝置、尤其轉子支架的變速器油和/或軸承油穿流，也就是被涵蓋在整個冷卻劑和/或潤滑劑循環迴路中。

根據按照本發明的電力驅動單元的另一種優選的實施形式，異步電機為了構成用於星角轉換的設備而構成打開的、具有預設相數的、帶有打開的繞組的多相系統，並且電路裝置被設置用於從基本上設置用於提供第一直流電壓的能量源(其帶有具有預設相數的多相電壓)供給異步電機，所述電路裝置包含用於從能量源供給異步電機的與預設相數數量一致的第一接頭的第一變流器級，和用於從能量源供給異步電機的與預設相數數量一致的第二接頭的第二變流器級，所述供給通過至少一個開關元件進行，其用於選擇式從能量源的第一直流電壓獲取第二直流電壓並且用於將從能量源的第一直流電壓獲取的第二直流電壓提供至第二變流器級，其中，第一和第二變流器級設置用於，為了供給異步電機、將異步電機的第一和第二接頭選擇式連接成星形電路或者三角電路。這種星角轉換優選按照德文專利申請de102014217269.1、申請日為2014年8月29日的專利構成。在此，按照本發明，與用於星角轉換的設備相連的、定子的波形繞組配備打開的繞組，其接頭構成異步電機的第一和第二接頭。所述能量源優選由至少一個蓄電池、優選是交通工具的牽引電池和/或至少一個燃料電池和/或至少一個電容器、尤其由至少一個所謂的超級電容器構成。

上述技術問題還通過一種混合動力驅動設備解決，其特徵在於至少一個前述形式的電力驅動單元、至少一個內燃機和至少一個離合設備，該離合設備用於可選地連通和/或斷開再內燃機和至少一個電力驅動單元的輸出元件之間的力路徑。在此所述力路徑既從內燃機到輸出元件、也從輸出元件到內燃機，因此按照本發明的混合驅動設備既可以在電力驅動單元的發動機運行中使用、優選用於牽引、但也可以用於內燃機的起動功能，又可以在發電機運行中使用，其中電力驅動單元用作發電機，尤其用於給牽引電池或其他蓄能器充電。在此，所述牽引通過藉助內燃機進行，但是在內燃機脫耦時也可以僅通過電力驅動單元進行。所述混合動力驅動設備還可以有利地具有多個電力驅動單元，它們具有各一個單獨的或者至少部分上共同的輸出元件。這種混合動力驅動設備可以簡單和緊湊地構成並且在運行中非常高效。

上述技術問題此外通過一種交通工具解決，其具有前述形式的電力驅動單元和/或前述形式的混合動力驅動設備。這樣構造的交通工具以簡單地方式配備緊湊的、功率較高的並且經濟的驅動。

附圖說明

在附圖中、在所有圖示中一致的元件標以相同的附圖標記並且為此省略對這些元件的重複描述。在附圖中：

圖1示出具有混合動力驅動設備的汽車的驅動系的粗略示意圖，所述混合動力驅動設備配備如現有技術中所用的電力驅動單元，

圖2示出具有混合動力驅動設備的汽車的驅動系的實施例的粗略示意圖，所述混合動力驅動設備配備按照本發明的電力驅動單元，

圖3示出用於具有混合動力驅動設備的汽車的驅動系中的按照本發明的驅動單元的縱截面的一半的粗略示意圖，

圖4示出用于波形繞組的示例的繞組線路的粗略示意圖，和

圖5示出用於星角轉換的設備的示例的粗略示意電路圖，如其在按照本發明的電力驅動單元的實施例中所用。

在附圖中顯示的系統和由此尤其本發明的實施例在以下進一步描述。

在圖1中粗略示出並以附圖標記300表示具有混動動力驅動設備301的汽車的驅動系。驅動系300包含混合動力驅動設備301，其配備如在現有技術中所用的電力驅動單元302。此外，混合動力驅動設備301包含內燃機303和第一離合設備304，其用於可選擇地連接和/或分離內燃機303和電力驅動單元302的輸出元件305之間的力路徑。電力驅動單元302配備定子306和轉子307。轉子307尤其構造有在圖1中未詳細示出的磁性裝置(具有至少一個永磁體)並且與輸出元件305力鎖合地相連。所述輸出元件305構造有轉子307的轉子軸。通過包含第二離合設備309和第三離合設備310的雙列好奇308、力路徑從輸出元件305導向雙離合變速器311，也即尤其可選地通過第二離合設備309導向雙離合變速器311的第一輸入軸312並且通過第三離合設備310導向雙離合變速器311的第二輸入軸313。所述力路徑從雙離合變速器311的輸出軸314通過差速器316繼續導向汽車的驅動輪316上。

圖2在按照圖1的裝置的基礎上示出具有混合動力驅動設備101的汽車102的驅動系103的實施例的粗略示意圖，該混合動力驅動設備101配備按照本發明的驅動單元100的實施例。所述電驅動單元100構造有在象徵性的縱截面視圖中顯示的異步電機104，其配備具有轉子籠、尤其以銅導線構成的轉子籠的轉子105。異步電機104還具有定子106，其構造有波形繞組107，其具有尤其打開的繞組、也就是打開的繞組端部。所述異步電機104因此提供了一種開放的、具有預設的相數的多相系統(帶有打開的繞組)。在此，用於異步電機104的每個相的每個繞組或繞組線的兩個繞組端部通過電路裝置108(其用於從未示出的、設置用於基本上提供第一直流電壓的能量源供給異步電機104)相互獨立地通過多股導線109供電，多股導線109的芯線數量對應波形繞組107的繞組端部的總數量。在運行中藉助電路裝置108還能實現異步電機104的波形繞組107的星角轉換。

異步電機104的轉子105構造有轉子內部冷卻設備109，其在圖2中象徵性地通過被轉子內部冷卻設備109包含的、管狀的冷卻劑通道示出。在異步電機104運行中生成的熱能藉助轉子內部冷卻設備109從轉子105的內部排出。

混合動力驅動設備101的電力驅動單元100具有輸出元件112，其通過第一離合設備304與內燃機303耦連以可選地連接和/或斷開在內燃機303和輸出元件112之間的力路徑。通過具有第二309和第三310的離合設備的雙離合器308，力路徑從輸出元件112又傳遞至雙離合變速器311，也就是如按照圖1的裝置那樣，尤其可選地通過第二離合設備309傳導至雙離合變速器311的第一輸入軸312並且通過第三離合設備310傳導至至雙離合變速器311的第二輸入軸313。與按照圖1的裝置不同的是，在按照圖2的裝置中在轉子105和輸出元件112之間的力路徑中設置在圖2中象徵性示出的變速傳動器113。變速傳動器113優選與轉子105和輸出元件112同軸地構成和布置。變速傳動器113優選設計為用於具有轉速變換的雙軸工作的行星齒輪變速器，其中行星齒輪變速器具有1:1.5至1:2的傳動比，轉子105的轉速比輸出元件112、和因而內燃機以及第一和第二輸入軸312、313的轉速高出所述傳動比。

在圖3中示出剖切按照圖2的按照本發明的電驅動單元100的實施例的縱截面的沿旋轉軸114分開的一半視圖，其用於具有混合動力驅動設備101的汽車的驅動系103中。在此示出粗略地示意示出電力驅動單元100的單獨設計元件或組件的空間布局的細節的示例。圍繞旋轉軸線可旋轉的輸入輪轂115在一側與在圖3中處於簡化性未示出的內燃機303、尤其與其曲軸力鎖合地相連，並且另一側與在此設計為摩擦片離合器的第一離合設備304的內摩擦片組力鎖合地相連。輸出元件112在此構造有空心軸狀的承載區域116並且在軸承117中能夠圍繞旋轉軸線114轉動地支承在驅動殼體118中。此外，輸出元件112構造有離合器支架區域119，其中其與各個第一離合設備304、第二離合設備309和第三離合設備310的各個外摩擦片組力鎖合地相連。第二離合設備309的內摩擦片組與第一輸入軸312力鎖合地相連，並且第三離合設備310的內摩擦片組與第二輸入軸313力鎖合地相連，其在此空心軸狀地包含第一輸入軸312，其中第一輸入軸312以及第二輸入軸313布置為能夠圍繞旋轉軸線114轉動。

異步電機104的轉子105具有轉子支架120和設置在承載區域121、構造有撥片組和轉子籠的磁體裝置122，轉子支架120具有基本上沿軸向和轉子105的周向延伸的承載區域121。轉子105此外具有至少一個至少部分地在磁體裝置122和轉子支架120之間設置和/或構成的、被轉子內部冷卻設備110包含的冷卻劑通道123。至少一個冷卻劑通道123尤其沿著邊界面設置，沿著該邊界面磁體裝置122至少部分地力鎖合和形狀配合地設置在承載區域121上。磁體裝置122優選設計為空心圓柱形的並且通過例如壓配合裝配在邊界面上，該邊界面構成承載區域121的與旋轉軸線114同軸的圓柱形的表面。然後所述至少一個冷卻劑通道123通過沿著邊界面在承載區域121和/或磁體裝置122中成型的、軸向的和/或切向的和/或螺旋狀的切缺構成。在圖3中，沿著邊界面軸向定向的冷卻劑通道123象徵性地表示。此外，轉子支架120包含相對轉子軸線114同軸構成的承載區域124，其中其通過軸承125在驅動殼體118中可圍繞旋轉軸線114旋轉地被支承。

在轉子支架120和電力驅動單元100的輸出元件112之間的力路徑中設置變速傳動器113。為此，配備外齒部的太陽輪126與旋轉軸線114同軸地、與驅動殼體118力鎖合地相連並且與其固定。變速傳動器113的空心輪127與轉子支架120的承載區域124力鎖合地相連並且因而能夠與轉子支架120一起圍繞轉子軸線114旋轉。所述空心輪127由此圍繞轉子105轉動。變速傳動器113的至少一個行星齒輪128因此與太陽輪126以及空心輪127相嚙合。所述至少一個行星齒輪128這樣可圍繞每個行星齒輪軸129旋轉地支承在輸出元件上，使得其與輸出元件112能夠圍繞旋轉軸線114轉動。通過這種設置可以獲得在轉子105和輸出元件112的轉速之間的變換，其中轉子可以比輸出元件轉動得更快。太陽輪126和空心輪127優選這樣設計尺寸，使得傳動比在1:1.5至1:2之間。

變速傳動器113按照圖3設置在混合動力驅動設備101的在轉子支架120的內部設置在冷卻劑和/或潤滑劑空間、尤其油空間130中。所述冷卻和/或潤滑劑空間、尤其油空間130設計用於容納冷卻劑和/或潤滑劑、尤其油的特定的存量。以冷卻劑和/或潤滑劑空間、尤其油空間130為起點設置冷卻劑和/或潤滑劑通道，冷卻劑和/或潤滑劑、尤其油通過其從冷卻劑和/或潤滑劑空間、尤其油空間130出發進入單迴路或多迴路的冷卻劑和/或潤滑劑循環中、尤其油循環中。冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環在附圖3中象徵性地通過箭頭示出；在轉子內部冷卻設備110的至少一個冷卻劑通道123中的冷卻劑流111也屬於這種冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環。具體而言，箭頭131表示用於冷卻和/或潤滑具有第二離合設備309和第三離合設備310的雙離合器308的冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環，箭頭132表示用於冷卻和/或潤滑第一離合設備304的冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環，箭頭133表示用於冷卻和/或潤滑軸承117的冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環，箭頭134示出用於冷卻和/或潤滑軸承125的冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環以及在異步電機104的轉子105和定子106之間的空氣縫隙138的冷卻，箭頭135表示用於冷卻定子106的波形繞組107的卷包頭的冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環，並且箭頭136表示用於通過在定子外周上的冷卻和/或潤滑劑槽139冷卻定子106的冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環。在此冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環的尤其至少一個部分流132通過第一離合設備304、作為冷卻劑流111導入轉子內部冷卻設備110的至少一個冷卻劑通道中。變速傳動器113直接從冷卻和/或潤滑劑空間、尤其油空間130被冷卻和/或潤滑。箭頭137表示通向冷卻和/或潤滑劑空間、尤其油空間130的冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環。用於冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環的第一輸入軸312以空心軸的形式構造有孔。

藉助前述的冷卻劑和/或潤滑劑循環即使在較高功率密度中、在前述混合動力驅動設備中能夠將單獨元件和/或組件的熱負載保持得很小。例如所謂的atf自動傳動液(automatictransmissionfluid)被用作冷卻和/或潤滑劑，其能夠承受最大150℃的溫度。由此可以實現的是，在按照本發明構成的混合動力驅動設備的運行中、根據用於尤其轉子105和離合設備304、309、310的運行條件保持、也就是不超過約為90℃的冷卻和/或潤滑劑溫度。在此實現轉子105的非常有效的冷卻，其如果沒有用於冷卻的前述措施會產生非常高的溫度。因此通過本發明可以實現可靠的、穩定的和更安全的運行。

在圖5中示出藉助用於星角轉換的設備給異步電機104供電的電路裝置108的示例的粗略示意電路圖，如其在按照本發明的電力驅動單元100的實施例中所使用的那樣。圖4為此示出以已知方式實施的繞組線路的局部的粗略示意圖，其用於為了顯示波形繞組107的可能構造的波形繞組的實施例。這種繞組線路例如由müller/ponick的專著：「電機的計算」已知。在此，波形繞組的導線始終在轉子的旋轉方向上從定子槽引導至最近的定子槽而沒有像在疊繞法中那樣回引，由此尤其可以實現非常節省空間的卷包頭。在按照圖4的波形繞組中，定子槽以1、2、3...編號並且例如導線相繼地被嵌入第一、第七、第十三等等定子槽中。

電路裝置108設計用於供給異步電機104並且在此構造成用於異步電機104的星角轉換的設備。異步電機104構成打開的、具有預設相數的多相系統，在此尤其是三相系統。在此，按照本發明，定子106的波形繞組107(其與用於星角轉換的設備相連)配備打開的繞組，其接頭構成異步電機104的u、v、w接頭和第二x、y、z接頭。在圖2和3中，異步電機104的u、v、w接頭和第二x、y、z接頭組成多股導線109。基本上設置用於提供第一直流電壓的、未顯示的能量源(優選通過交通工具的牽引電池、燃料電池或類似設備構成)能夠與接頭p和n相連。電路裝置108從第一直流電壓產生具有前述相數的多相電壓並且因而在其第一u、v、w接頭和第二x、y、z接頭上供給異步電機104。為此，電路裝置108包含由半導體電路q11、q12、q13、q14、q15、q16(在此是具有止回二極體的電晶體)構成的第一變流器級，用於從能量源供給異步電機104的第一接頭u、v、w的與預設相數(在此相數為3)一致的數量。此外，由半導體電路q21、q22、q23、q24、q25、q26(在此同樣是具有止回二極體的電晶體)構成的第二變流器級被設置用於藉助第二直流電壓供給異步電機104的第二接頭x、y、z的與預設相數一致的數量。第二直流電壓可以從第二、獨立的能量源獲得。但是在按照圖5的實施例中，兩個開關元件v1、v2被設置用於從能量源的第一直流電壓在接頭p、n上可選地獲得第二直流電壓、並且用於將從能量源的第一直流電壓獲得的第二直流電壓提供至第二變流器級q21、q22、q23、q24、q25、q26。在此，第一q11、q12、q13、q14、q15、q16變流器級和第二q21、q22、q23、q24、q25、q26變流器級設置用於，為了供給異步電機104將異步電機104的第一接頭u、v、w和第二接頭x、y、z可選地連接成星形連接或者三角連接。

本發明實現了緊湊的功率高的混合動力驅動設備101的構造，其基於其緊湊的結構形式可以非常靈活地使用。尤其是安裝位置可以縱向地或者橫向地處於交通工具102中，也就是說藉助旋轉軸線114沿交通工具102的縱向或者橫向的位置，而與之相關的用於混合動力驅動設備101的結構空間限制不會對混合動力驅動設備101的有效功率造成明顯限制。

附圖標記清單

100電力驅動單元

101混合動力驅動設備

102汽車

103驅動系

104異步電機

105104的轉子

106104的定子

107104的波形繞組

108用於供給104的電路裝置

109用於從108供給107的多股導線

110轉子內部冷卻設備

111箭頭，110中象徵性的冷卻劑流

112100的輸出元件

113變速傳動器

114旋轉軸線

115輸入輪轂

116112的承載區域

117軸承

118驅動殼體

119112的離合器支架區域

120105的轉子支架

121120的承載區域

122105的磁體裝置

123冷卻劑通道

124120的軸承區域

125軸承

126113的太陽輪

127113的空心輪

128113的行星齒輪

129113的行星齒輪軸線

130冷卻劑和/或潤滑劑空間、尤其油空間

131箭頭：用於308的冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環

132箭頭：用於304的冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環

133箭頭：用於117的冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環

134箭頭：用於125、138的冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環

135箭頭：用於107的卷包頭的冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環

136箭頭：用於106的139的冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環

137箭頭：通向130的冷卻劑和/或潤滑劑循環、尤其油循環

138空氣縫隙

139106的冷卻和/或潤滑劑槽

300驅動系

301混合動力驅動設備

302電力驅動單元(現有技術)

303內燃機

304第一離合設備

305302的輸出元件

306302的定子

307302的轉子

308雙離合器

309308的第二離合設備

310308的第三離合設備

311雙離合變速器

312第一輸入軸

313第二輸入軸

314輸出軸

315差速器

316驅動輪

n108的接頭

p108的接頭

q11第一變流器級的半導體開關

q12第一變流器級的半導體開關

q13第一變流器級的半導體開關

q14第一變流器級的半導體開關

q15第一變流器級的半導體開關

q16第一變流器級的半導體開關

q21第二變流器級的半導體開關

q22第二變流器級的半導體開關

q23第二變流器級的半導體開關

q24第二變流器級的半導體開關

q25第二變流器級的半導體開關

q26第二變流器級的半導體開關

v1開關元件

v2開關元件

u104的第一接頭

v104的第一接頭

w104的第一接頭

x104的第二接頭

y104的第二接頭

z104的第二接頭