DE4333613C2 - Cooling system of an electric motor vehicle and an electric motor used therefor - Google Patents

Cooling system of an electric motor vehicle and an electric motor used therefor

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Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Kühlsystem eines elektrischen Fahrzeuges und insbesondere auf ein Kühlsystem für ein elektrisches Fahrzeug, das geeignet ist, wärmeerzeugende Abschnitte durch Rezirkulieren eines flüssigen Kühlmittels zu kühlen.This invention relates to an electric vehicle cooling system and particularly to a cooling system for an electric vehicle that is suitable is, heat generating sections by recirculating a liquid coolant to cool.

Im allgemeinen sind viele Kühl- und Heizeinrichtungen von elektrischen Fahrzeugen vom Luftkühl-Typ, wie in JP A 47-31317 (1972) offenbart. Bis jetzt sind zum Küh­ len von Abschnitten eines Elektromotors eine Vielzahl von Verfahren bekannt, von denen eines, wie in JP A 48-60207 (1973) offenbart, eine Leitung für den Kühlmit­ telfluß anwendet, die auf einem äußeren Umfang des Stators bereitgestellt ist, ein anderes Verfahren, wie in JP A 1-131256 (1989), wendet einen spiralförmigen Strömungsdurchgang an, der in einem Rahmen auf dem äußeren Umfang des Stators bereitgestellt ist.In general, many are cooling and heating devices of electric vehicles of the air cooling type as disclosed in JP A 47-31317 (1972). Until now we have to cool len of sections of an electric motor a variety of methods known from one of which, as disclosed in JP A 48-60207 (1973), has a conduit for the coolant Telfluß applied, which is provided on an outer periphery of the stator another method, such as in JP A 1-131256 (1989), uses a spiral one Flow passage in a frame on the outer circumference of the stator is provided.

Die DE 92 02 466 U1 lehrt eine Einrichtung zur Kühlung von Antriebskompo­ nenten und zur Heizung eines Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges, insbesonde­ re eines Elektromobils, mit einem Kühlkreislauf, im dem ein Wärmetauscher an­ geordnet ist, und einem von einer Abströmöffnung eines Fahrgastraums zu einer Zuluftöffnung reichenden Luftführungskanal, aus dem ein Teil des Luftstrom ab­ gezweigt und/oder Frischluft zuführbar ist.DE 92 02 466 U1 teaches a device for cooling drive compos nents and for heating a passenger compartment of a motor vehicle, in particular re of an electric vehicle, with a cooling circuit in which a heat exchanger is arranged, and one from an outflow opening of a passenger compartment to one Air duct extending to the supply air opening, from which part of the air flow is removed branched and / or fresh air can be supplied.

Die DE 37 38 412 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Motorkühlung mit einem Kühlmittelkreislauf, der einen in einem ersten Kühlmittel betreibbaren Wärmetau­ scher und vorzugsweise einen am Kühler vorbeiführenden Bypaß enthält, wobei die Aufteilung des Kühlmittelstroms auf den Kühler und auf den Bypaß wenigs­ tens in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur erfolgt.DE 37 38 412 A1 discloses a device for engine cooling with a Coolant circuit, which is a heat rope operable in a first coolant shear and preferably contains a bypass bypassing the cooler, wherein  the distribution of the coolant flow to the radiator and the bypass little least depending on the coolant temperature.

In der DE 36 01 089 A1 wird eine flüssigkeitsgekühlte Elektromaschine beschrie­ ben, die als Elektromotor ausgebildet ist und als Alternativantrieb - zusätzlich zu einem Brennkraftantrieb - eines Omnibus dient. Bei einer vorteilhaften Ausfüh­ rungsform besteht die Elektromaschine aus zwei Kühlkreisläufen, wobei der erste für den Elektromotor und der zweite für den Brennkraftantrieb angewendet wer­ den.A liquid-cooled electric machine is described in DE 36 01 089 A1 ben, which is designed as an electric motor and as an alternative drive - in addition to an internal combustion engine - an omnibus. With an advantageous execution For example, the electrical machine consists of two cooling circuits, the first for the electric motor and the second for the internal combustion engine who applied the.

Die EP 0 484 548 A1 beschreibt ein elektrisches Automobil, das mit Motoren zum Antrieb von Rädern und mit einem Kühlkreislauf für eine Luftklimatisierung im Fahrzeuginneren versehen ist. Die Kühlung des Antriebsmotors wird dadurch er­ reicht, daß das Kühlmittel direkt in entsprechende Kammern ins Innere des Mo­ tors geleitet wird. Das Kühlsystem kann mit einer Wärmepumpe sowohl für den Kühlbetrieb als auch für einen Heizbetrieb eingesetzt werden.EP 0 484 548 A1 describes an electric automobile which is equipped with motors for Drive of wheels and with a cooling circuit for air conditioning in the Is provided inside the vehicle. This will cool the drive motor is sufficient that the coolant directly into the appropriate chambers inside the Mo tors is directed. The cooling system can be equipped with a heat pump for both Cooling mode as well as for heating mode can be used.

Weiter offenbart die DE 24 51 221 A1 eine Luftheizung für den Innenraum eines mittels Akkumulatoren, Regeleinrichtung und Elektromotor angetriebenen Elekt­ rokraftfahrzeugs, mit einem in den Innenraum einmündenden Zuluftkanal, einer im Zuluftkanal angeordneten Wärmequelle, einem Abluftkanal, wobei die Akku­ mulatoren mit ihrem unmittelbaren Wärmeinhalt als Wärmequellen eingesetzt sind.DE 24 51 221 A1 also discloses air heating for the interior of a by means of accumulators, control device and electric motor driven elec rocraft vehicle, with a supply air duct opening into the interior, one arranged in the supply air duct heat source, an exhaust duct, the battery mulators with their immediate heat content are used as heat sources are.

Die DE 41 08 074 C2 lehrt einen elektronisch gesteuerten Elektromotor mit einer am Motor angeordneten Steuerungseinrichtung, die eine Prozessorstufe und einen Kühlungsventilator umfaßt, wobei das Gehäuse der Steuerungseinrichtung von dem Gehäuse des Motors dadurch thermisch und mechanisch entkoppelt ist, daß zwischen dem Gehäuse der Steuerungseinrichtung und dem Gehäuse des Motors ein Luftzwischenraum angeordnet ist, der durch schmale Stege überbrückt ist. DE 41 08 074 C2 teaches an electronically controlled electric motor with a arranged on the engine control device, a processor stage and a Cooling fan comprises, wherein the housing of the control device of the housing of the motor is thermally and mechanically decoupled in that between the housing of the control device and the housing of the motor an air gap is arranged, which is bridged by narrow webs.  

Schließlich wird in der DE 38 10 174 A1 eine Einrichtung zur Regelung der Kühlmitteltemperatur einer Brennkraftmaschine, insbesondere in Kraftfahrzeugen gelehrt, mit mindestens einem Kühlmitteltemperaturfühler, mindestens einem weiteren Fühler zum Messen einer Betriebsgröße der Brennkraftmaschine, mit einer Regeleinrichtung die die Fühlerausgangssignale empfängt und die abhängig von den Fühlerausgangssignalen und einer Solltemperatur des Kühlmittels eine Stelleinrichtung zur Beeinflussung der Kühlmitteltemperatur steuert.Finally, DE 38 10 174 A1 describes a device for regulating the Coolant temperature of an internal combustion engine, especially in motor vehicles taught with at least one coolant temperature sensor, at least one another sensor for measuring an operating variable of the internal combustion engine, with a control device which receives the sensor output signals and which are dependent one of the sensor output signals and a set temperature of the coolant Control device for influencing the coolant temperature controls.

Elektromotoren tendieren zu großer Ausgabe und großem Ausmaß wegen der Erfor­ dernisse, die Laufeffizienz von Kraftfahrzeugen zu erhöhen und eine Wärmemenge, die in den Elektromotoren und Steuervorrichtungen erzeugt wird, wächst merkbar an gemäß der Ausdehnung ihrer Benutzungsumgebungen.Electric motors tend to be large in size and scale because of the demands knowledge of increasing the running efficiency of motor vehicles and an amount of heat, that is generated in the electric motors and control devices increases noticeably according to the extent of their usage environment.

Die Leistungsquelle eines elektrischen Kraftfahrzeuges ist hauptsächlich eine Batte­ rie und die Entwicklung der Batterie wird seit kurzem aktiver. Insbesondere wird es notwendig, die Wärme der Batterie zurückzuhalten, da die Batteriecharakteristiken schnell bei niedriger Temperatur abfallen.The power source of an electric motor vehicle is mainly a battery rie and the development of the battery has recently become more active. In particular it will necessary to retain the heat of the battery because of the battery characteristics fall off quickly at low temperature.

Weiterhin ist es bekannt die Leistung der Batterie zum Erwärmen eines Wider­ standsdraht-Heizgerätes zum Innenraumerwärmen im Winter zu nutzen, da das e­ lektrische Kraftfahrzeug ein geringeres Heizvermögen als ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungskraftmaschine hat.Furthermore, it is known the power of the battery to heat a resistor to use stationary wire heater for indoor heating in winter, since the e electric motor vehicle has a lower heating capacity than a motor vehicle Has internal combustion engine.

Bei den oben genannten konventionellen Techniken kann nicht erwartet werden, ein stabiles Kühlen und Erwärmen zu erhalten, da die Elektromotoren und die Steuer­ vorrichtungen vom Luftkühl-Typ sind und leicht durch die Außenlufttemperatur beeinflußt werden.With the above conventional techniques one cannot be expected to maintain stable cooling and heating, since the electric motors and the control Air cooling type devices are lightweight due to the outside air temperature to be influenced.

Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Kühlsystem für ein elektrisches Fahrzeug be­ reitzustellen, das unabhängig von äußeren Temperaturschwankungen eine effektive Klimatisierung des Antriebssystems des Fahrzeugs gewährleistet und insbesondere auch eine effektive Kühlung oder Erwärmung der Batterie.It is the object of the invention to be a cooling system for an electric vehicle which is effective regardless of external temperature fluctuations  Air conditioning of the drive system of the vehicle ensured and in particular effective cooling or heating of the battery.

Diese Aufgabe wird durch ein Kühlsystem mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden durch die in den Unter­ ansprüchen angegebenen Merkmale ermöglicht.This object is achieved by a cooling system with the features according to claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are described in the sub features specified claims.

Erfindungsgemäß wird ein Kühlsystem eines elektrischen Kraftfahrzeuges bereitge­ stellt, das in der Lage ist, unabhängig von den Jahreszeiten beständig zu kühlen und das in der Lage ist, das Heizen des Kraftfahrzeuginnenraumes durch effektive Ver­ wendung der in einem Elektromotor und einer Steuervorrichtung erzeugten Wärme zu unterstützen, und ein Abnehmen der Batteriecharakteristiken durch Zurückhalten der Wärme der Batterie zu unterdrücken.According to the invention, a cooling system of an electric motor vehicle is provided that is able to cool and cool regardless of the seasons that is able to heat the vehicle interior by effective Ver application of the heat generated in an electric motor and a control device support, and a decrease in battery characteristics by restraint suppress the heat of the battery.

Des weiteren wird ein Aufbau bereitgestellt, der in der Lage ist, effektiv einen Elekt­ romotor oder eine Steuervorrichtung zu kühlen.Furthermore, a structure is provided which is capable of effectively elect to cool romotor or a control device.

Gemäß einem Aspekt wird eine nicht gefrierende Lösung als ein Kühlmittel ver­ wendet und ein erzwungenes Rezirkulieren der nicht gefrierenden Lösung um eine Wärmequelle durch eine Leitung angewandt.In one aspect, a non-freezing solution is used as a coolant turns and a forced recirculation of the non-freezing solution by one Heat source applied through a pipe.

Gemäß einem weiteren Aspekt rezirkuliert die Wärme, die in einem Elektromotor und einer Steuervorrichtung erzeugt wird, durch eine Batterie und es wird ein das Heizgerät erwärmender Durchgang bereitgestellt, der mit einem kühlenden Durch­ gang für den Elektromotor und die Steuervorrichtung durch eine Ventileinrichtung schaltbar ist.In another aspect, the heat recirculates in an electric motor and a control device is generated by a battery and it becomes the one Heater heating passage provided with a cooling passage gear for the electric motor and the control device through a valve device is switchable.

Darüber hinaus wird eine Kühlleitung benachbart zu einem Wärmeerzeugungsab­ schnitt eines Elektromotors oder einer Steuervorrichtung bereitgestellt. In addition, a cooling line is adjacent to a heat generator Section of an electric motor or a control device provided.  

Nicht gefrierende Lösung als ein Kühlmittel, die in einer Kühlleitung fließt, fließt auf Umfängen einer Steuervorrichtung und eines Elektromotors und tauscht die Wärme mit der Wärme aus, die in der Steuervorrichtung und dem Elektromotor er­ zeugt wird, um sie zu kühlen. Die erwärmte, nicht gefrierende Lösung wird durch einen Kühler zwangsgekühlt und durch eine Pumpe rezirkuliert, um wieder zum Kühlen eingespeist zu werden.Non-freezing solution as a coolant flowing in a cooling pipe flows on the scope of a control device and an electric motor and exchanges the Heat with the heat from the control device and the electric motor is created to cool them. The heated, non-freezing solution is through a cooler and recirculated by a pump to return to the Cool to be fed.

Ein Gebläsemotor arbeitet, um den Kühler zu kühlen und er arbeitet zusammen mit einer elektrischen Pumpe, um effektiv zu kühlen, wenn die Außenlufttemperatur hoch ist.A blower motor works to cool the radiator and it works with an electric pump to effectively cool when the outside air temperature is high.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfin­ dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:Further advantages, features and possible uses of the present invention tion result from the following description of exemplary embodiments in connection with the drawing. The drawing shows:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm, das ein Kühlsystem einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung zeigt; Fig. 1 is a schematic diagram showing the approximate shape, a cooling system of an exporting shows the invention;

Fig. 2 ein schematisches Diagramm, das ein Kühlsystem einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt; Fig. 2 is a schematic diagram showing a cooling system of another embodiment of the invention;

Fig. 3 ein Flußdiagramm, das den Kühlflußdurchgang der Ausführungs­ form, die in Fig. 2 gezeigt ist, zeigt; Fig. 3 is a flowchart showing the cooling flow passage of the embodiment shown in Fig. 2;

Fig. 4 einen Graph, der die Temperaturbedingung eines Sensors T1 an ei­ nem Einlaß einer Steuervorrichtung zeigt, wobei der Sensor in der vorliegenden Erfindung benutzt wird; Fig. 4 is a graph showing the temperature condition of a sensor T1 in egg nem inlet of a control device wherein the sensor is used in the present invention;

Fig. 5 ein Flußdiagramm der Steuerung in der Ausführungsform, die in Fig. 2 gezeigt ist; Fig. 5 is a flowchart of control in the embodiment shown in Fig. 2;

Fig. 6 eine Draufsicht der Steuervorrichtung; Fig. 6 is a plan view of the control device;

Fig. 7 eine Seitenansicht der Steuervorrichtung in Fig. 6; Fig. 7 is a side view of the control device in Fig. 6;

Fig. 8 eine Bodenansicht der Steuervorrichtung in Fig. 6; Fig. 8 is a bottom view of the control device in Fig. 6;

Fig. 9 eine Schnittansicht, die eine Anordnung der Kühlplatte in der Aus­ führungsform der Erfindung zeigt; Fig. 9 is a sectional view showing an arrangement of the cooling plate in the imple mentation form of the invention;

Fig. 10a eine Draufsicht einer Steuervorrichtung, die eine Anordnung einer Kühlleitung der Ausführungsform der Erfindung zeigt; 10a is a plan view of a control device, showing an arrangement of a cooling pipe of the embodiment of the invention.

Fig. 10b eine Schnittansicht der Kühlleitung, genommen längs einer Linie 10b-10b der Fig. 10a; Fig. 10b is a sectional view of the cooling pipe taken along line 10b-10b of Figure 10a.

Fig. 11a eine Draufsicht einer Steuervorrichtung, die eine Anordnung einer Kühlleitung einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt; FIG. 11a is a plan view of a control device, showing an arrangement of a cooling line to another embodiment of the invention;

Fig. 11b eine Schnittansicht der Kühlleitung, genommen längs einer Linie 11b- 11b in Fig. 11a; Fig. 11b is a sectional view of the cooling pipe taken along line 11b-11b in Fig. 11a;

Fig. 11c eine Schnittansicht der Kühlleitung, genommen längs einer Linie 11c-11c in Fig. 11a; Fig. 11c is a sectional view of the cooling pipe taken along line 11c-11c in Fig. 11a;

Fig. 11d eine Bodenansicht der Steuervorrichtung in Fig. 11a; Fig. 11d is a bottom view of the control device in Fig. 11a;

Fig. 12 eine Ansicht, die eine Anordnung einer Kühlleitung einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt; Fig. 12 is a view showing an arrangement of a cooling pipe of another embodiment of the invention;

Fig. 13 eine Ansicht der rechten Seite von Fig. 12; Fig. 13 is a right side view of Fig. 12;

Fig. 14 eine Schnittansicht, genommen längs einer Linie 14-14 von Fig. 12; Fig. 14 is a sectional view taken along a line 14-14 of Fig. 12;

Fig. 15 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teiles der Fig. 12; Fig. 15 is an enlarged sectional view of a part of Fig. 12;

Fig. 16 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teiles von Fig. 12, die eine an­ dere Ausführungsform der Erfindung zeigt; Fig. 16 is an enlarged sectional view of a part of Fig. 12, showing another embodiment of the invention;

Fig. 17 eine Seitenansicht eines Elektromotors, der in der vorliegenden Er­ findung verwendet wird; Fig. 17 is a side view of an electric motor used in the present invention;

Fig. 18 eine Schnittansicht des Elektromotors in Fig. 17; Fig. 18 is a sectional view of the electric motor in Fig. 17;

Fig. 19a eine Seitenansicht eines Statorabschnittes des Elektromotors in Fig. 17; FIG. 19a is a side view of a stator section of the electric motor in FIG. 17;

Fig. 19b eine vergrößerte Ansicht eines Teiles des Statorabschnittes in Fig. 19a, angezeigt durch P; Fig. 19b is an enlarged view of a part of the stator section in Fig. 19a, indicated by P;

Fig. 20 eine Seitenansicht einer Komponente des Stators in Fig. 17; Fig. 20 is a side view of a component of the stator in Fig. 17;

Fig. 21a eine Vorderansicht einer Komponente eines Stators, wie in Fig. 17 gezeigt, der eine andere Ausführungsform der Erfindung ist; und Fig. 21a is a front view of a component of a stator as shown in Fig. 17, which is another embodiment of the invention; and

Fig. 21b eine Seitenansicht von Fig. 21a. Fig. 21b is a side view of Fig. 21a.

Eine Ausführungsform wird hiernach mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden.An embodiment will be described hereinafter with reference to the drawings become.

Fig. 1 zeigt ein Kühlsystem einer Steuervorrichtung und einen Elektromotor für e­ lektrische Kraftfahrzeuge. Das Kühlsystem weist eine Kühlleitung 5, die zum Küh­ len einer Steuervorrichtung 1, die die Ausgabe eines Elektromotors steuert, und des Elektromotors 2, der die Räder antreibt, verwendet wird, einen Kühler 3 zum Kühlen eines Kühlmittels und eine elektrische Pumpe 4 auf. Fig. 1 shows a cooling system of a control device and an electric motor for electric motor vehicles. The cooling system has a cooling line 5 , which is used for cooling a control device 1 , which controls the output of an electric motor, and the electric motor 2 , which drives the wheels, a cooler 3 for cooling a coolant and an electric pump 4 .

In der Kühlleitung 5 ist ein Kühlmittel aus einer nicht gefrierenden Lösung einge­ schlossen. Auf der Seite des Kühlers 3 ist ein Kühlergebläsemotor 6 bereitgestellt, um das Kühlmittel zwangszukühlen.In the cooling line 5 , a coolant from a non-freezing solution is included. On the side of the radiator 3 , a radiator fan motor 6 is provided to forcibly cool the coolant.

In der obigen Konstruktion ist eine Wärmemenge, die in der Steuervorrichtung 1 erzeugt wird, fast gleich einer Wärmemenge, die in dem Elektromotor 2 erzeugt wird, aber eine Temperatur der Wärmemenge, die in den elektronischen Teilen, die die Steuervorrichtung 1 bilden, wie z. B. Transistoren, Kondensatoren usw., erzeugt wird, ist 150°C oder höher, was sehr hoch ist und die thermische Bedingung ist sehr schwer für elektronische Teile, die niedrig im Wärmewiderstand sind. Daher, um das System zu kühlen, sind die Steuervorrichtung 1 und der Elektromotor 2 so ange­ ordnet, daß die Steuervorrichtung 1 zuerst gekühlt wird und dann wird der Elektro­ motor 2, der größer im Wärmewiderstand ist, gekühlt, um dadurch ein effektives Kühlen unter guten wärmeausgeglichenen Bedingungen bereitzustellen.In the above construction, an amount of heat generated in the control device 1 is almost equal to an amount of heat generated in the electric motor 2 , but a temperature of the amount of heat generated in the electronic parts constituting the control device 1 , such as. B. transistors, capacitors, etc., is 150 ° C or higher, which is very high and the thermal condition is very difficult for electronic parts that are low in thermal resistance. Therefore, in order to cool the system, the control device 1 and the electric motor 2 are arranged so that the control device 1 is cooled first and then the electric motor 2 , which is larger in thermal resistance, is cooled, thereby effective cooling under good to provide heat-balanced conditions.

Ein maximales Kühlen ist im Sommer erforderlich und zu der Zeit, wenn die Au­ ßenlufttemperatur hoch ist, d. h. gewöhnlicherweise zu der Zeit, wenn die Außen­ lufttemperatur 40°C oder höher ist gemäß einer Umwelttestspezifikation eines Kraft­ fahrzeugherstellers. Zu solch einem Zeitpunkt ist es notwendig die Kapazität des Kühlers 3, eine Durchflußrate des Kühlergebläsemotors 6 und eine Zirkulationsfluß­ rate der elektrischen Pumpe 4 so festzulegen, daß das Kühlen ausreichend ist, wenn der Elektromotor 2 auf voller Leistung ist. Es gibt jedoch Fälle, wo die Außenluft­ temperatur auf ungefähr Raumtemperatur absinkt, und wo die Steuervorrichtung 1 und der Elektromotor 2 unnötig so stark gekühlt werden. Eine geeignete Ausfüh­ rungsform für solche Fälle wird mit Bezug auf Fig. 2 erklärt.Maximum cooling is required in the summer and at a time when the outside air temperature is high, usually at a time when the outside air temperature is 40 ° C or higher according to an automotive manufacturer's environmental test specification. At such a time, it is necessary to set the capacity of the radiator 3 , a flow rate of the radiator fan motor 6 and a circulation flow rate of the electric pump 4 so that the cooling is sufficient when the electric motor 2 is at full power. However, there are cases where the outside air temperature drops to about room temperature, and where the control device 1 and the electric motor 2 are cooled unnecessarily so much. A suitable embodiment for such cases is explained with reference to FIG. 2.

In Fig. 2 ist, obwohl ein prinzipieller Kühlkreislauf der gleiche wie in Fig. 1 ist, ein Gehäuse 7 einer Batterie parallel mit dazwischenliegenden Verbindungsabschnitten a und b der Kühlleitung 5 zwischen dem Elektromotor 2 und dem Kühler 3 verbunden, und ein Heizgerät 8 und ein Ventil V3 sind zwischen dem dazwischenliegenden ver­ bindenden Abschnitt b und der Pumpe 4 bereitgestellt, so daß das Kühlmittel da­ durch über das Ventil V3 fließen kann. Eine Leitung 5a mit einem Ventil V1 ist zwi­ schen dem dazwischenliegenden verbindenden Abschnitt a und der Pumpe 4 ver­ bunden. Ein Ventil V2 ist zwischen den dazwischenliegenden verbindenden Ab­ schnitten a und b bereitgestellt.In Fig. 2, although a basic cooling circuit is the same as in Fig. 1, a case 7 of a battery is connected in parallel with intermediate connecting portions a and b of the cooling pipe 5 between the electric motor 2 and the radiator 3 , and a heater 8 and one Valve V3 are provided between the intermediate connecting portion b and the pump 4 so that the coolant can flow through through the valve V3. A line 5 a with a valve V1 is between the intermediate connecting portion a and the pump 4 a related party. A valve V2 is provided between the connecting sections A and B therebetween.

Funktionen des Kühlsystemes in Fig. 2 werden mit Bezug auf die folgende Tabelle erklärt werden:Functions of the cooling system in Figure 2 will be explained with reference to the following table:

Tabelle 1 Table 1

Durchgangswiderstand B << V2Contact resistance B << V2

In der obigen Tabelle 1 stellen die Symbole C, Mo, B, P und R jeweils die Steuervor­ richtung 1, den Elektromotor 2, das Batteriegehäuse 7, die Pumpe 4 und den Kühler 3 dar.In the above Table 1, the symbols C, Mo, B, P and R represent the Steuerervor device 1 , the electric motor 2 , the battery case 7 , the pump 4 and the cooler 3 , respectively.

Was den Kühlmittelweg oder den Wasserweg betrifft, der gemäß einem Wechsel in der Außenlufttemperatur genommen wird, wird im Falle (1), wenn die Außenluft­ temperatur hoch im Sommer ist, das heißt 40°C oder höher, ein Kühlmittelweg C- Mo-R-P genommen, bei dem es unnötig ist die Wärme der Batterie zurückzuhalten und das Ventil V2 ist geöffnet, so daß die Steuervorrichtung 1 und der Elektromotor 2 durch das Kühlmittel gekühlt werden, das vollständig durch den Kühler 3 gekühlt worden ist. In diesem Falle ist die Kühlleitung 5 mit einem Kühlweg 71 des Batte­ riegehäuses 7 verbunden, um einen Rezirkulationsweg zu bilden, jedoch fließt das Kühlmittel, da der Kühlweg 71 einen hohen Durchgangswiderstand hat, in einem kurzen Kreislauf durch das Ventil 2 und die Ventile V1 und V3 sind geschlossen. Im Falle (2) wird Zwangskühlen durchgeführt gemäß den Umgebungsbedingungen, auch wenn die Außenlufttemperatur relativ kühl ist, d. h. niedriger als die gewöhnli­ che Temperatur ist, wobei die Ventilöffnungs- und Schließbedingungen die gleichen wie im Falle (1) sind. Ein Wert eines Wassertemperatursensors T1, der an einem Einlaß der Steuervorrichtung 1 angeordnet ist, wird erfaßt und das Ventil V2 wird geschlossen und der Kühlergebläsemotor 6 ausgeschaltet bei dem Wert von etwa 45°C, d. h. in einem Temperaturbereich, in dem der Wärmewiderstand der elektroni­ schen Teile gesichert werden kann, weil das Zwangskühlen unnötig bei solch einem Temperaturbereich ist.As for the coolant path or the water path taken according to a change in the outside air temperature, a coolant path C-Mo-RP is taken in case ( 1 ) when the outside air temperature is high in summer, that is, 40 ° C or higher in which it is unnecessary to retain the heat of the battery and the valve V2 is opened so that the control device 1 and the electric motor 2 are cooled by the coolant which has been completely cooled by the radiator 3 . In this case, the cooling line 5 is connected to a cooling path 71 of the battery housing 7 to form a recirculation path, however, since the cooling path 71 has a high volume resistance, the coolant flows in a short circuit through the valve 2 and the valves V1 and V3 are closed. In case ( 2 ), forced cooling is performed according to the environmental conditions even if the outside air temperature is relatively cool, that is, lower than the usual temperature, and the valve opening and closing conditions are the same as in case ( 1 ). A value of a water temperature sensor T1, which is arranged at an inlet of the control device 1 , is detected and the valve V2 is closed and the radiator fan motor 6 is switched off at the value of approximately 45 ° C., ie in a temperature range in which the thermal resistance of the electronics rule Parts can be secured because forced cooling is unnecessary in such a temperature range.

Im Falle (3) senkt sich die Außenlufttemperatur weiter auf ungefähr 5°C im Winter ab, das Ventil V1 ist geöffnet und das Kühlmittel schließt den Kühler 3 kurz und wird zu der Pumpe 4 zurückgeführt. Zu dieser Zeit ist grundsätzlich der Kühlerge­ bläsemotor 6 ausgeschaltet. Wenn der Einlaßwassertemperatursensorwert T1 jedoch 65°C oder höher erreicht, wird das Ventil V1 geschlossen und das Kühlmittel durch den Kühler 3 rezirkuliert. Zu dieser Zeit ist der Gebläsemotor 6 angeschaltet. Im Falle (4) senkt sich die Außenlufttemperatur weiter ab, das Ventil V2 ist geschlossen und das Ventil V3 ist geöffnet, wobei das heiße Kühlmittel in das Heizgerät 8 (H) fließengelassen und zu der Pumpe 4 rezirkuliert wird. In diesem Falle, auch wenn der Einlaßwassertemperatursensor T1 65°C oder höher erreicht, wird das Ventil V2 geöffnet und ein Teil des Kühlmittels durch den Kühler 3 rezirkuliert, wobei die Temperatur des Kühlmittels abgesenkt wird und das gekühlte Kühlmittel wird zu der Pumpe 4 rezirkuliert. Zu diesem Zeitpunkt, auch wenn T1 < 65°C, ist der Kühlerge­ bläsemotor 6 angeschaltet, wie in Fig. 5 gezeigt. In case ( 3 ), the outside air temperature drops further to approximately 5 ° C. in winter, the valve V1 is open and the coolant briefly closes the cooler 3 and is returned to the pump 4 . At this time, the blower motor 6 is basically switched off. However, when the inlet water temperature sensor value T1 reaches 65 ° C or higher, the valve V1 is closed and the coolant is recirculated through the radiator 3 . At this time, the blower motor 6 is turned on. In case ( 4 ), the outside air temperature further lowers, valve V2 is closed and valve V3 is open, the hot coolant flowing into heater 8 (H) and being recirculated to pump 4 . In this case, even if the inlet water temperature sensor T1 reaches 65 ° C or higher, the valve V2 is opened and part of the coolant is recirculated through the radiator 3 , whereby the temperature of the coolant is lowered and the cooled coolant is recirculated to the pump 4 . At this time, even if T1 <65 ° C, the Kühlerge blower motor 6 is turned on, as shown in Fig. 5.

Im Falle (5) senkt sich die Außenlufttemperatur weiter ab, das Ventil V1 ist geöffnet, das Ventil V2 ist geschlossen und das Ventil V3 ist geschlossen, wobei das heiße Kühlmittel von dem Motor 2 durch den Kühlweg 71 des Batteriegehäuses 7 rezirku­ liert wird, und wenn die Kühlmitteltemperatur zu einer vorbestimmten Temperatur ansteigt, wird das Ventil V1 geschlossen, um dadurch das Kühlmittel durch den Kühler 3 zu rezirkulieren. Durch Wiederholen dieser Operation kann Kühlen und Erhitzen effektiv unter einer energiesparenden Bedingung durchgeführt werden. Die Reihenfolge der oben genannten Muster (3), (4), (5) im Verhältnis zu der Außen­ lufttemperatur ändert sich gemäß der Kapazität der Batterie und des Heizgerätes.In the case ( 5 ), the outside air temperature further lowers, the valve V1 is opened, the valve V2 is closed and the valve V3 is closed, the hot coolant being recirculated from the engine 2 through the cooling path 71 of the battery case 7 , and when the coolant temperature rises to a predetermined temperature, the valve V1 is closed to thereby recirculate the coolant through the radiator 3 . By repeating this operation, cooling and heating can be performed effectively under an energy saving condition. The order of the above patterns ( 3 ), ( 4 ), ( 5 ) in relation to the outside air temperature changes according to the capacity of the battery and the heater.

Fig. 3 zeigt eine diagrammförmige Veranschaulichung der obigen Tabelle, in der (1) bis (5) die oben genannten Kühlmittelwege oder Kühlmittelflußmuster darstellen genauso wie der Außenlufttemperaturbedingungen. Fig. 3 shows a diagrammatic illustration of the above table, in the (1) to (5), the coolant paths or Kühlmittelflußmuster above represent the same as the outside air temperature conditions.

Fig. 4 zeigt Bedingungen einer Ein-Aus-Steuerung des Kühlergebläsemotors 6, der Flußsteuerung bzw. Strömungssteuerung der Pumpe 4 und des Wassertempe­ ratursensorwertes T1 des Steuervorrichtungseinlasses bezüglich einer Änderung der Außenlufttemperatur (Ta), bei der die Rezirkulationsdurchflußrate Gm maxi­ mal 30 l/min ist, z. B., und die Durchflußrate auf 5 l/min oder so reduziert ist, wenn die Außenlufttemperatur niedriger ist. Fig. 5 zeigt einen Steuerfluß des Kühl­ systemes, in dem verschiedene Werte als ein Beispiel gezeigt sind und die Werte sich ein wenig ändern gemäß der Größe des Kühlsystemes. In Fig. 5 stellt M den Küh­ lergebläsemotor 6 dar, Schalter einen Startschalter, P die elektrische Pumpe 4 und Gw eine Durchflußrate des Kühlmittels, das durch die Pumpe 4 fließt. Fig. 4 shows conditions of an on-off control of the radiator fan motor 6 , the flow control of the pump 4 and the water temperature sensor value T1 of the control device inlet with respect to a change in the outside air temperature (Ta) at which the recirculation flow rate Gm maxi times 30 l / min is, e.g. B., and the flow rate is reduced to 5 l / min or so when the outside air temperature is lower. Fig. 5 shows a control flow of the cooling system, in which various values are shown as an example and the values change a little according to the size of the cooling system. In Fig. 5, M represents the cooler blower motor 6 , switch a start switch, P the electric pump 4 and Gw a flow rate of the coolant flowing through the pump 4 .

In Schritt 501 wird überprüft, ob ein Startschalter an ist oder nicht. Wenn der Start­ schalter aus ist wird ein Zeitgeber in Schritt 506 gelöscht und der Kühlergebläse­ motor 6 und die Pumpe 5 in Schritt 507 ausgeschaltet, so daß die Kühlmittel­ durchflußrate Gw 0 l/min ist. In Schritt 501, wenn der Startschalter ein ist, zählt der Zeitgeber in Schritt 502 hoch. In Schritt 503, wenn ein Wert Ta des Außenlufttemperatursensors (Ta) gleich oder höher als eine vorbestimmte Wassertemperatur ist, z. B. 20°C oder so, wird die Pumpe 4 angeschaltet, um das Kühlmittel zu einer vor­ bestimmten maximalen Durchflußrate Gm, 30 l/min in Schritt 504, zu rezirkulieren. Zu der gleichen Zeit wird der Kühlergebläsemotor 6 angeschaltet, um den Wert (T1) des Wassertemperatursensors in Schritt 505 zu erniedrigen. (Das Durchflußmuster (1) in der Tabelle.)In step 501 , it is checked whether a start switch is on or not. If the start switch is off, a timer is deleted in step 506 and the radiator fan motor 6 and the pump 5 are switched off in step 507 , so that the coolant flow rate Gw is 0 l / min. In step 501 , if the start switch is on, the timer counts up in step 502 . In step 503 , if a value Ta of the outside air temperature sensor (Ta) is equal to or higher than a predetermined water temperature, e.g. B. 20 ° C or so, the pump 4 is turned on to recirculate the coolant to a predetermined maximum flow rate Gm, 30 l / min in step 504 . At the same time, the radiator fan motor 6 is turned on to lower the value (T1) of the water temperature sensor in step 505 . (The flow pattern ( 1 ) in the table.)

Wenn ein Außenlufttemperatursensorwert Ta niedriger als der vorbestimmte Wert 20°C (Schritt 503) und gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert ist, z. B. 5°C in Schritt 508, wird die Pumpe 5 angeschaltet, um das Kühlmittel bei der maximalen Durchflußrate von 30 l/min (Schritt 509) zu rezirkulieren; wenn der Wassertempe­ ratursensorwert (T1) gleich oder höher als eine vorbestimmte Temperatur, z. B. 45°C, ist wird der Kühlergebläsemotor 6 angeschaltet, um den Wassertemperatursensor­ wert (T1) in den Schritten 510, 511 abzusenken. Danach, wenn der Wassertempe­ ratursensorwert (T1) niedriger als der vorbestimmte Wert von 45°C wird, wird der Kühlergebläsemotor 6 ausgeschaltet, um den Leistungsverbrauch in den Schritten 510, 512 zu reduzieren. (Das Durchflußmuster (2)).If an outside air temperature sensor value Ta is lower than the predetermined value 20 ° C (step 503 ) and equal to or higher than a predetermined value, e.g. B. 5 ° C in step 508 , the pump 5 is turned on to recirculate the coolant at the maximum flow rate of 30 l / min (step 509 ); when the water temperature sensor value (T1) is equal to or higher than a predetermined temperature, e.g. B. 45 ° C, the radiator fan motor 6 is switched on to lower the water temperature sensor value (T1) in steps 510 , 511 . Thereafter, when the water temperature sensor value (T1) becomes lower than the predetermined value of 45 ° C, the radiator fan motor 6 is turned off to reduce the power consumption in steps 510 , 512 . (The flow pattern ( 2 )).

Weiter, wenn der Außenlufttemperatursensorwert Ta niedriger als eine vorbestimmte Außenlufttemperatur von 5°C in Schritt 508 ist, wird die Pumpe 4 eingeschaltet, um das Kühlmittel bei einer vorbestimmten minimalen Durchflußrate von 5 l/min zu rezirkulieren in Schritt 513, und in Schritt 514, wenn der Wassertemperatursensor­ wert (T1) gleich oder höher als ein vorbestimmter Wert von 65°C wird, wird der Kühlergebläsemotor 6 angeschaltet, um die Wassertemperatur in Schritt 515 abzu­ senken. Danach, wenn der Wassertemperatursensorwert T1 niedriger wird als der vorbestimmte Wert von 65°C in Schritt 514, wird der Kühlergebläsemotor 6 ausge­ schaltet, um den Wassertemperatursensorwert anzuheben, wobei das Kühlmittel mit der höheren Temperatur für den anderen Kreislauf verwendet wird, um dadurch eine Wärmeausnutzung zu bewirken (Muster (3), (4), (5)). Further, if the outside air temperature sensor value Ta is lower than a predetermined outside air temperature of 5 ° C in step 508 , the pump 4 is turned on to recirculate the coolant at a predetermined minimum flow rate of 5 l / min in step 513 and in step 514 , when the water temperature sensor is equal to or higher than a predetermined value of 65 ° C value (T1), the radiator fan motor 6 is turned on, the water temperature in step 515. ERS lower. Thereafter, when the water temperature sensor value T1 becomes lower than the predetermined value of 65 ° C in step 514 , the radiator fan motor 6 is turned off to raise the water temperature sensor value using the coolant with the higher temperature for the other cycle, thereby utilizing heat to effect (patterns (3), (4), (5)).

In den Fällen irgendeines obigen Durchflußmusters haben die vorbestimmten Werte eine gewisse Differenz, um Nachlaufen bei Ein-/Aus-Schaltoperationen zu reduzie­ ren. Zum Beispiel ist die Differenz so, daß im Falle, wenn gewünscht wird, daß der Kühlergebläsemotor 6 eine Ein-/Aus-Operation durchführt, wenn die Wassertempe­ ratur 45°C wird, der Gebläsemotor 6 eingeschaltet wird, wenn die Wassertemperatur ansteigt und die Temperatur von 45°C erreicht, und der Gebläsemotor 6 wird ausge­ schaltet, wenn die Wassertemperatur auf die Wassertemperatur von 43°C abgesenkt wird, z. B., und in diesem Falle ist die Temperaturdifferenz von 45°C - 43°C = 2°C. Dies ist das gleiche wie im Falle der Kühlmittelrezirkulation. Wie in der Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung, ist das Kühlsystem vom Flüssigkeit- oder Wasserkühltyp insgesamt ausgezeichnet, verglichen mit einem Kühlsystem vom Luftkühltyp, darin, daß ein Raum zur Installation klein ist (um 5%), das Gewicht reduziert ist (um 10%), seine Wartung besser ist (es gibt kein Verstopfen des Filters wie bei dem Luftkühltyp), die Abwärmeausnutzung ist größer, der Entwurf ist bes­ ser, usw.In the cases of any flow pattern above, the predetermined values have some difference to reduce lag in on / off switching operations. For example, the difference is such that if it is desired that the cooling fan motor 6 be turned on / off Performs off operation when the water temperature becomes 45 ° C, the blower motor 6 is turned on when the water temperature rises and reaches the temperature of 45 ° C, and the blower motor 6 is turned off when the water temperature reaches the water temperature of 43 ° C is lowered, e.g. B., and in this case the temperature difference of 45 ° C - 43 ° C = 2 ° C. This is the same as in the case of coolant recirculation. As in the embodiment of the present invention, the liquid or water cooling type cooling system as a whole is excellent compared to an air cooling type cooling system in that an installation space is small (by 5%), the weight is reduced (by 10% ), its maintenance is better (there is no clogging of the filter as with the air cooling type), the waste heat utilization is greater, the design is better, etc.

Außerdem gibt es einen großen Effekt von Abgasausnutzung zum Energiesparen des Kühlergebläsemotors 6 und des Elektromotors 2, zum Unterstützen des Erwärmens des Heizgerätes 8 und zum Verbessern der Batteriewirkung.In addition, there is a great effect of exhaust gas utilization to save energy of the cooling fan motor 6 and the electric motor 2 , to support the heating of the heater 8 and to improve the battery performance.

Fig. 6, 7 und 8 zeigen eine Bedingung, daß eine Vielzahl von IGBT 10 (Isolier­ schicht-Bipolar-Transistor), die eine Hauptkomponente der Steuervorrichtung 1 sind, auf jeder einer IGBT-Montierplatte 11 (U-Phase), einer IGBT-Montierplatte 12 (V- Phase), und einer IGBT-Montierplatte 13 (W-Phase) durch Befestigungsschrauben 14 montiert sind. Eine Kühlplatte 15 ist durch Verbindungsschrauben 16 auf den IGBT-Montierplatten 11, 12, 13 montiert, auf denen die IGBT 10 montiert sind auf eine Weise, daß die IGBT-Montierplatten 11, 12 und 13 jede in engem Kontakt mit der Kühlplatte 15 sind. Die Kühlplatte 15 hat eine Kühlleitung 17 mit sich verbun­ den zum Kühlen der Kühlplatte 15. Die gekühlte Kühlplatte 15 kühlt die IGBT 10. Fig. 6, 7 and 8 show a condition that a plurality of IGBT 10 (insulating layer bipolar transistor), which are a main component of the control device 1, on each of an IGBT mounting plate 11 (U-phase), an IGBT Mounting plate 12 (V phase), and an IGBT mounting plate 13 (W phase) are mounted by fastening screws 14 . A cooling plate 15 is mounted by connecting screws 16 on the IGBT mounting plates 11 , 12 , 13 on which the IGBT 10 are mounted in a manner that the IGBT mounting plates 11 , 12 and 13 are each in close contact with the cooling plate 15 . The cooling plate 15 has a cooling line 17 with the verbun for cooling the cooling plate 15th The cooled cooling plate 15 cools the IGBT 10 .

Fig. 9 zeigt die Bedingung, wenn die IGBT-Montierplatte 11, 12, 13 auf der Kühl­ platte 15 montiert ist, in der die IGBT-Montierplatte 11, 12, 13 an der Kühlplatte 15 durch Verbindungsschrauben 16 befestigt ist und die IGBT 10 sind auf die IGBT- Montierplatte 11, 12, 13 durch die Befestigungsschrauben 14 montiert. Die Kühl­ platte 15 hat Löcher an Abschnitten, die den Befestigungsschrauben 14 entsprechen, um ein Überstehen der Befestigungsschrauben 14 in die Kühlplatte 15 zu erlauben. Weiter ist ein Kühleffekt weiterhin verbessert durch direktes Befestigen der IGBT 10 an der Kühlplatte 15 durch die Befestigungsschrauben. Die Kühlleitung 17 ist so angeordnet, um die Verbindungsschrauben 16 nicht zu stören. Fig. 9 shows the condition when the IGBT mounting plate 11 , 12 , 13 is mounted on the cooling plate 15 , in which the IGBT mounting plate 11 , 12 , 13 is fixed to the cooling plate 15 by connecting screws 16 and the IGBT 10 mounted on the IGBT mounting plate 11 , 12 , 13 by the fastening screws 14 . The cooling plate 15 has holes at portions corresponding to the fastening bolts 14 to a survive the mounting screws to allow the cooling plate 15 fourteenth Furthermore, a cooling effect is further improved by directly fastening the IGBT 10 to the cooling plate 15 using the fastening screws. The cooling line 17 is arranged so as not to disturb the connecting screws 16 .

Die Fig. 10a und 10b zeigen eine Form und eine Anordnung der Kühlleitung 17, die mit der Kühlplatte 15 verbunden ist. Die Kühlleitung 17 hat eine elliptische Quer­ schnittsform wie in Fig. 10b gezeigt. Die Kühlröhenleitung 17 ist so mit der Kühl­ platte 15 verbunden, daß eine lange Achse der Ellipse parallel mit der Kühlplatte 15 ist, wobei ein Kontaktbereich ausgedehnt ist. Die Kühlleitung mäandert ohne die Befestigungs- oder Verbindungsschrauben zu stören, um dadurch die Kühlleitung 17 lang zu machen und den Kontaktbereich mit der Kühlleitung 17 auszudehnen. Figs. 10a and 10b show a form and an arrangement of the cooling pipe 17 which is connected to the cooling plate 15. The cooling line 17 has an elliptical cross-sectional shape as shown in Fig. 10b. The cooling tube 17 is connected to the cooling plate 15 that a long axis of the ellipse is parallel to the cooling plate 15 , with a contact area being extended. The cooling line meanders without disturbing the fastening or connecting screws, thereby making the cooling line 17 long and extending the contact area with the cooling line 17 .

Die Fig. 11a bis 11d zeigen eine Anordnung von zwei Kühlleitungen 17a und 17b, die bereitgestellt sind, um Durchgangsverluste der Kühlleitung 17 zu reduzieren. Die zwei Kühlleitungen 17a, 17b sind parallel zueinander und vollständig über die Kühlplatte 15 angeordnet, so daß die gesamte Oberfläche der Kühlplatte 15 mit den Kühlleitungen gekühlt wird. Die Kühlleitung 17a und 17b sind mit Verteilern 18 an beiden Enden verbunden, wobei die Verteiler mit einer Einlaßleitung 19a bzw. einer Auslaßleitung 19b verbunden sind. Figs. 11a to 11d show an arrangement of two cooling pipes 17 a and 17 b that are provided in order to reduce transmission losses of the cooling pipe 17. The two cooling lines 17 a, 17 b are arranged parallel to one another and completely over the cooling plate 15 , so that the entire surface of the cooling plate 15 is cooled with the cooling lines. The cooling line 17 a and 17 b are connected to distributors 18 at both ends, the distributors being connected to an inlet line 19 a and an outlet line 19 b, respectively.

Die Fig. 12, 13 und 14 zeigen eine Konstruktion zum weiteren Reduzieren von Druckverlust und zum Vergrößern des Kontaktbereiches durch Verwendung einer Kühlröhre 19 (z. B. durch Extrusion geformt) mit Vielfachdurchgängen. Die Kühl­ röhre 19 ist mit Montierschraubenlöchern 20 versehen. Sie sind auf einem Einlaß­ kopfstück 21 und einem Auslaßkopfstück 22 an beiden Enden montiert. Eine Einlaßleitung 23 und eine Auslaßleitung 24 ist mit dem Einlaß bzw. dem Auslaß­ kopfstück 21, 22 verbunden. Bei dieser Konstruktion wächst ein Wärmeleitbereich zum Kühlen um ein Vierfaches an, der Druckverlust wird auf 1/5 reduziert, vergli­ chen mit der Kühlleitung und ihre Wirkleistung ist stark verbessert mit einer dem­ gemäß gebildeten Konstruktion. Außerdem ist die Festigkeit der Kühlröhre selbst ziemlich stark und die Kühlröhre kann als eine Basis dienen, um darauf andere Komponenten zu montieren.The Fig. 12, 13 and 14 show a structure for further reducing pressure loss, and to enlarge the contact area by using a cooling tube 19 (eg. B. formed by extrusion) having multiple passageways. The cooling tube 19 is provided with mounting screw holes 20 . They are mounted on an inlet header 21 and an outlet header 22 at both ends. An inlet line 23 and an outlet line 24 is connected to the inlet and the outlet head piece 21 , 22 . In this construction, a heat conduction area for cooling increases fourfold, the pressure loss is reduced to 1/5, compared with the cooling line and its active power is greatly improved with a construction constructed in accordance with this. In addition, the strength of the cooling tube itself is quite strong and the cooling tube can serve as a base for mounting other components thereon.

Wie in Fig. 14 gezeigt, hat die Kühlröhre 19 eine Vielzahl von Kühlmittelwegen 25, von denen jeder einen rechtwinkligen Querschnitt hat.As shown in FIG. 14, the cooling tube 19 has a plurality of coolant paths 25 , each of which has a rectangular cross section.

Fig. 15 zeigt eine Konstruktion, bei der Luftdichtheit und Druckwiderstand durch Bereitstellen eines Abstandhalters 26 in einem Verbindungsabschnitt der Auslaßlei­ tung 24 und des Auslaßkopfstückes 22 aufrecht gehalten werden kann. Fig. 15 shows a construction in which airtightness and pressure resistance can be maintained by providing a spacer 26 in a connecting portion of the Auslaßlei device 24 and the outlet header 22 .

Fig. 16 zeigt eine Konstruktion bei der die Auslaßleitung 24 erweitert ist und mit dem Auslaßkopfstück 22 verbunden ist, ohne den Abstandhalter 26 zu benutzen. Fig. 16 shows a construction in which the exhaust pipe 24 is expanded and connected to the exhaust header 22 without using the spacer 26 .

Fig. 17 bis 21b zeigen das Kühlen des Elektromotors. Figs. 17 to 21b show the cooling of the electric motor.

In den Fig. 17 und 18 weist ein Induktionsmotor einen Stator oder einen Statorkern 31 auf, der elektrische Wechselstromleistung empfängt und ein rotierendes magneti­ sches Feld erzeugt, einen Rotor 32, der durch das rotierende magnetische Feld rotiert wird, eine Welle 33, die den Rotor 32 trägt, Lager 34, die die Welle 33 tragen und einen Träger 35, der die Lager 34 trägt. Ein äußerer Ring 36, in dem Durchgänge für das Kühlmittel gebildet sind, ist auf dem äußeren Umfang des Stators 31 montiert.In Figs. 17 and 18 has an induction motor, a stator or a stator core 31, the AC electric power, and generates a rotating magneti ULTRASONIC field, a rotor 32 which is rotated by the rotating magnetic field, a shaft 33, the rotor the 32 carries, bearings 34 which support the shaft 33 and a carrier 35 which supports the bearings 34 . An outer ring 36 , in which passages for the coolant are formed, is mounted on the outer periphery of the stator 31 .

Der äußere Ring 36 ist durch Abrunden von plattenähnlichem gezogenem Redukti­ onsmaterial gebildet, um auf die Größe des äußeren Umfangs des Stators 31 zu pas­ sen, um dadurch die Kühlmitteldurchgänge in ringförmiger Form zu bilden. The outer ring 36 is formed by rounding plate-like drawn reduction material to fit the size of the outer periphery of the stator 31 , thereby forming the coolant passages in an annular shape.

Der äußere Ring ist auf den Stator 31 durch Preßpassen montiert, wobei der äußere Ring 36 fest mit dem Stator 31 kontaktiert sein kann und die Wärmeleitung und der Kühleffekt verbessert sind. Weiterhin ist es effektiv als Material für den äußeren Ring 36 ein weicheres Material wie z. B. Aluminium, Kupfer zu verwenden als eine elektromagnetischen Stahlplatte, die für den Rotor verwendet wird. Dies hat den Effekt, das Einpassen des äußeren Ringes 36 an dem Stator 31 zu erhöhen, da sich der äußere Ring 36 deformiert wenn der äußere Ring 36 in den Stator 31 preßgepaßt wird. Außerdem kann die Einpassung weiter erhöht werden durch Bilden einer fei­ nen Rändelung auf dem äußeren Umfang des Stators, wie in den Fig. 19a, 19b ge­ zeigt, und Einschneiden des äußeren Umfangs des Stators 31 in den äußeren Ring 36, wenn der äußere Ring 36 durch Preßpassen eingefügt wird, wobei ein Kontakt­ bereich vergrößert sein kann.The outer ring is press-fitted onto the stator 31 , the outer ring 36 being able to be firmly contacted with the stator 31 and the heat conduction and the cooling effect are improved. Furthermore, it is effective as a material for the outer ring 36, a softer material such. B. aluminum, copper to be used as an electromagnetic steel plate used for the rotor. This has the effect of increasing the fit of the outer ring 36 on the stator 31 because the outer ring 36 deforms when the outer ring 36 is press fit into the stator 31 . In addition, the fit can be further increased by forming a fine knurl on the outer circumference of the stator, as shown in FIGS. 19a, 19b, and cutting the outer circumference of the stator 31 into the outer ring 36 when the outer ring 36 is inserted by press fitting, a contact area can be enlarged.

Wie in Fig. 20 gezeigt, kann durch Bereitstellen des äußeren Ringes 36 mit getrenn­ ten Seiten, die sich jeweils in einer axialen Richtung erstrecken, und durch Bereit­ stellen eines einstellbaren Mechanismus 36c zum Einstellen eines Spaltes oder einer Breite zwischen den getrennten Seiten, wie z. B. Bolzen oder Muttern, die Größe des Kontaktbereiches des äußeren Ringes 36 mit dem Stator 31 entworfen werden, um rauh zu sein, und die Einpassung oder der feste Sitz zwischen dem äußeren Ring 36 und dem Stator 31 kann durch eine einfache Konstruktion erhöht werden. 36a stellt einen Einlaß oder Auslaß dar.As shown in Fig. 20, by providing the outer ring 36 with separate sides each extending in an axial direction and by providing an adjustable mechanism 36 c for adjusting a gap or a width between the separated sides, such as z. As bolts or nuts, the size of the contact area of the outer ring 36 with the stator 31 can be designed to be rough, and the fit or tight fit between the outer ring 36 and the stator 31 can be increased by a simple construction. 36 a represents an inlet or outlet.

Die Fig. 21a und 21b zeigen eine Ausführungsform des äußeren Ringes 36. Der äußere Ring 36 hat einen Einlaß 36a, einen Verteilerabschnitt 36d, der mit dem Ein­ laß 36a verbunden ist, eine Vielzahl von parallelen Durchgangsabschnitten 36b, die mit dem Verteilerabschnitt 36d verbunden sind, einen Kollektorabschnitt (nicht ge­ zeigt, aber ähnlich in der Konstruktion wie der Verteilerabschnitt 36d) und einen Auslaß (nicht gezeigt, aber ähnlich in Konstruktion wie der Einlaß 36a). Das Kühl­ mittel von dem Einlaß 36a fließt in den Kollektorabschnitt 36d, um zu jedem paral­ lelen Durchgangsabschnitt 36b verteilt zu werden, fließt in die parallelen Durch­ gangsabschnitte 36b, wird in einen Strom durch den Kollektorabschnitt gesammelt, und fließt dann in den Auslaß. Mit dieser Konstruktion wird der Durchgangswider­ stand des Kühlmittels reduziert und ein Kontaktbereich zwischen dem Kühlmittel und dem Durchgang kann größer gemacht werden, so daß effektives Kühlen bewirkt werden kann. Figs. 21a and 21b show an embodiment of the outer ring 36. The outer ring 36 has an inlet 36 a, i.e., a manifold section 36 which leave the A 36 a is connected, a plurality of parallel passage portions 36 b that are connected to the manifold section 36 d, a collector section (not shown ge, but similar in construction to the distributor section 36 d) and an outlet (not shown, but similar in construction to the inlet 36 a). The coolant from the inlet 36 a flows into the collector section 36 d to be distributed to each parallel passage section 36 b, flows into the parallel passage sections 36 b, is collected in a stream through the collector section, and then flows into the outlet. With this construction, the volume resistance of the coolant is reduced and a contact area between the coolant and the passage can be made larger, so that effective cooling can be effected.

Im Falle, daß es unnötig ist, den Durchgangswiderstand für das Kühlmittel so streng zu betrachten, wird erwogen, daß der Kühlmitteldurchgang direkt auf dem äußeren Umfang des Stators 31 in einer spiralförmigen oder Zick-Zack-Weise gewunden ist. In diesem Falle hat der Kühldurchgang effektiverweise einen elliptischen oder rechtwinkligen Querschnitt. Es gibt Spalte zwischen dem Stator und der Kühllei­ tung, die darauf montiert ist, so daß es notwendig ist, diese Spalten mit gut wärme­ leitendem Harz zu füllen. Außerdem werden durch Bilden der Kühlleitung in einer spiralförmigen oder Zick-Zack-Weise im voraus und durch Herstellen des inneren Durchmessers der Kontaktoberfläche der Kühlleitung mit dem Stator 31 kleiner als der Durchmesser des äußeren Umfangs des Stators 31, der zusammengebaute Stator und die Kühlleitung hervorragend in ihrer Einpassung und der Kühlwirkung.In the case where it is unnecessary to consider the volume resistance for the coolant so strictly, it is considered that the coolant passage is wound directly on the outer periphery of the stator 31 in a spiral or zigzag manner. In this case, the cooling passage effectively has an elliptical or rectangular cross section. There are gaps between the stator and the cooling line mounted thereon, so that it is necessary to fill these gaps with good heat conductive resin. In addition, by forming the cooling pipe in a spiral or zigzag manner in advance and by making the inner diameter of the contact surface of the cooling pipe with the stator 31 smaller than the diameter of the outer periphery of the stator 31 , the assembled stator and the cooling pipe become excellent in their fit and the cooling effect.

Die Erfindung ist mit den obigen Ausführungsformen erklärt. Gemäß der Erfindung wird ein Kühlmittel einer nicht­ gefrierenden Lösung durch den elektrischen Motor und die Steuervorrichtung zwangsrezirkuliert, so daß das Kühlsystem eines Kraftfahrzeuges erhalten werden kann, das in der Lage ist stetig zu kühlen unabhängig von den Jahreszeiten.The invention is explained with the above embodiments. According to the invention, a coolant does not become one freezing solution by the electric motor and the control device forcedly recirculated so that the cooling system of a motor vehicle can be obtained can, which is able to cool constantly regardless of the seasons.

Außerdem gibt es Effekte des Unterstützens des Erwärmens des Kraftfahrzeuginnen­ raumes und des Unterdrückens der Reduktion der Batterieleistung aufgrund von Wärmeaufbewahrung durch effektives Ausnutzen der Wärme, die in dem Motor oder der Steuervorrichtung erzeugt wird. There are also effects of supporting the heating of the automobile space and suppressing the reduction in battery power due to Heat retention through effective use of the heat in the engine or the control device is generated.  

Außerdem gibt es einen Effekt, daß der Elektromotor und die Steuervorrichtung effektiv mit einer einfachen Konstruktion gekühlt werden können.There is also an effect that the electric motor and the control device can be effectively cooled with a simple construction.

Claims (12)

1. Kühlsystem für ein elektrisches Fahrzeug mit einem Elektromotor (2) zum Er­ zeugen der Antriebskraft, einer Steuervorrichtung (1) zum Steuern des Elek­ tromotors (2) und einem Batteriegehäuse (7), wobei das Kühlsystem einen Kühlkreislauf mit einem Kühler (3) und einer Pumpe (4) zum Kühlen des Elektromotors (2) und der Steuervorrichtung (1) aufweist, wobei der Kühl­ kreislauf aufweist:
eine erste Umlaufleitung, durch die der Kühler (3), die Pumpe (4), die Steuer­ vorrichtung (1) und der Elektromotor (2) miteinander verbunden sind und in der ein flüssiges Kühlmittel durch die Pumpe (4) zirkuliert wird,
eine zweite Umlaufleitung, durch die die Pumpe (4), die Steuervorrichtung (1), der Elektromotor (2) und das Batteriegehäuse (7) miteinander verbunden sind und in der das Kühlmittel durch die Pumpe (4) zirkuliert wird, und
einen Umschaltmechanismus (V1, V2) zum Umschalten in Abhängigkeit von einer Temperaturbedingung von der ersten zu der zweiten Umlaufleitung und umgekehrt, wobei die zweite Umlaufleitung einen Teil der ersten Umlauflei­ tung benutzt und wobei das Kühlmittel in der zweiten Umlaufleitung durch das Batteriegehäuse (7) zirkuliert, das durch den Wärmeaustausch an dem Elektro­ motor (2) und der Steuervorrichtung (1) erhitzt worden ist, um das Batteriege­ häuse (7) mit dem erhitzten Kühlmittel zu erwärmen, wenn die Außenlufttem­ peratur niedriger als ein voreingestellter Wert ist.
1. Cooling system for an electric vehicle with an electric motor ( 2 ) for generating the driving force, a control device ( 1 ) for controlling the electric motor ( 2 ) and a battery housing ( 7 ), the cooling system having a cooling circuit with a cooler ( 3 ) and a pump ( 4 ) for cooling the electric motor ( 2 ) and the control device ( 1 ), the cooling circuit comprising:
a first circulation line through which the cooler ( 3 ), the pump ( 4 ), the control device ( 1 ) and the electric motor ( 2 ) are connected to one another and in which a liquid coolant is circulated by the pump ( 4 ),
a second circulation line through which the pump ( 4 ), the control device ( 1 ), the electric motor ( 2 ) and the battery housing ( 7 ) are connected to one another and in which the coolant is circulated by the pump ( 4 ), and
a switching mechanism (V1, V2) for switching depending on a temperature condition from the first to the second circulation line and vice versa, wherein the second circulation line uses part of the first circulation line and wherein the coolant in the second circulation line circulates through the battery case ( 7 ) , which has been heated by the heat exchange on the electric motor ( 2 ) and the control device ( 1 ) in order to heat the battery housing ( 7 ) with the heated coolant when the outside air temperature is lower than a preset value.
2. Kühlsystem gemäß Anspruch 1, bei dem eine Batterie mit dem Batteriegehäuse (7) versehen ist, das einen Kühlkanal (71) aufweist, und wobei die zweite Um­ laufleitung diesen Kühlkanal (71) umfasst. 2. Cooling system according to claim 1, wherein a battery is provided with the battery housing ( 7 ) having a cooling channel ( 71 ), and wherein the second order line comprises this cooling channel ( 71 ). 3. Kühlsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Umschaltmechanismus so aufgebaut ist, dass ein Teil des Kühlmittels in der ersten Umlaufleitung und der andere Teil des Kühlmittels in der zweiten Umlaufleitung zirkulieren kann.3. Cooling system according to claim 1 or 2, wherein the switching mechanism so is built up that part of the coolant in the first circulation line and other part of the coolant can circulate in the second circulation line. 4. Kühlsystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, das weiterhin eine dritte Umlaufleitung zum Zirkulieren des Kühlmittels durch ein Heizgerät (8) sowie eine weitere Umschalteinrichtung aufweist, um das Kühlmittel entweder durch das Batteriegehäuse (7) oder das Heizgerät (8) zirkulieren zu lassen.4. Cooling system according to one of the preceding claims, further comprising a third circulation line for circulating the coolant through a heater ( 8 ) and a further switching device to circulate the coolant either through the battery housing ( 7 ) or the heater ( 8 ). 5. Kühlsystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, worin der Elektro­ motor (2) an einer stromabwärtigen Seite der Steuervorrichtung (1) angeordnet ist.5. Cooling system according to one of the preceding claims, wherein the electric motor ( 2 ) is arranged on a downstream side of the control device ( 1 ). 6. Kühlsystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Steuer­ vorrichtung (1) mit Halbleiterkomponenten (10) versehen ist, die auf einer Seite einer Kühlplatte (15) mittels Montierplatten (11, 12, 13) angeordnet sind, und wobei die Kühlplatte mit einer Kühlleitung (17) des Kühlkreislaufes versehen ist.6. Cooling system according to one of the preceding claims, wherein the control device ( 1 ) is provided with semiconductor components ( 10 ) which are arranged on one side of a cooling plate ( 15 ) by means of mounting plates ( 11 , 12 , 13 ), and wherein the cooling plate is provided with a cooling line ( 17 ) of the cooling circuit. 7. Kühlsystem gemäß Anspruch 6, wobei die Halbleiterkomponenten (10) jeweils einer von drei Stromphasen (U, V, W) zugeordnet sind und jeweils auf einer Montierplatte (11, 12, 13) montiert sind.7. Cooling system according to claim 6, wherein the semiconductor components ( 10 ) are each assigned to one of three current phases (U, V, W) and are each mounted on a mounting plate ( 11 , 12 , 13 ). 8. Kühlsystem gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Elek­ tromotor (2) einen Durchgang für die Zirkulation des Kühlmittels aufweist, welcher in einem äußeren Ring (36) ausgebildet ist, der in den äußeren Umfang eines Statorkerns (31) des Elektromotors (2) durch Presspassen eingefügt ist.8. Cooling system according to one of the preceding claims, wherein the elec tromotor ( 2 ) has a passage for the circulation of the coolant, which is formed in an outer ring ( 36 ) which in the outer periphery of a stator core ( 31 ) of the electric motor ( 2 ) is inserted by press fitting. 9. Kühlsystem gemäß Anspruch 8, bei dem das Material des äußeren Ringes (36) weicher als das des Statorkernes (31) ist. 9. Cooling system according to claim 8, wherein the material of the outer ring ( 36 ) is softer than that of the stator core ( 31 ). 10. Kühlsystem gemäß Anspruch 8, bei dem der Statorkern (31) einen gerändelten äußeren Umfang aufweist.10. The cooling system of claim 8, wherein the stator core ( 31 ) has a knurled outer periphery. 11. Kühlsystem gemäß Anspruch 8, bei dem der äußere Ring (36) eine Öffnung aufweist und sein Durchmesser durch einen Mechanismus (36c) eingestellt werden kann.11. Cooling system according to claim 8, wherein the outer ring ( 36 ) has an opening and its diameter can be adjusted by a mechanism ( 36 c). 12. Kühlsystem gemäß Anspruch 8, bei dem der Durchgang eine Konstruktion aufweist, bei der das Kühlmittel, das an einem Einlass (23) eintritt, in eine Viel­ zahl von parallelen Durchgängen (25) verteilt und in einem Strom an einem Auslass (24) gesammelt wird.12. The cooling system of claim 8, wherein the passageway has a construction in which the coolant entering an inlet ( 23 ) is distributed into a plurality of parallel passages ( 25 ) and in a flow at an outlet ( 24 ). is collected.
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