CN102120427B

CN102120427B - 混合动力车辆的一种混合动力驱动器

Info

Publication number: CN102120427B
Application number: CN2010106098950A
Authority: CN
Inventors: P·胡尔默
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2030-12-15
Also published as: DE102010004713A1; RU2465155C2; US20110168476A1; FR2955058B1; KR101256298B1; JP2011140298A; US8437135B2; FR2955058A1; KR20110082483A; RU2010154650A; CN102120427A

Abstract

本发明涉及混合动力驱动器，其有内燃机、多个电动机器及电能储存器，该电能储存器被指定一个转换器以及每个电动机器被指定一个转换器，被指定给电动机器的转换器形成模块式转换器单元；该单元有一个基础模块，其具有被指定给一个第一电动机器的转换器、用于冷却的多个连接件、用于附装到一个车体结构上的紧固装置、用于同被指定给该储存器的转换器接触的一个连接件、及用于接触该第一电动机器的一个连接件；并且该转换器单元有至少一个补充模块，其能联接到该基础模块上并有被指定给一个第二电动机器的转换器以及用于接触该第二电动机器的一个连接件，并且该补充模块能联接到该基础模块使其能通过该基础模块冷却、能附装到该车体结构上并能联接到该储存器的转换器上。

Description

混合动力车辆的一种混合动力驱动器

技术领域

本发明涉及混合动力车辆的一种混合动力驱动器。

背景技术

具有混合动力驱动器的机动车在本领域中是已知的。一种混合动力驱动器除具有一台内燃机之外，还具有可以作为发电机或电动机运行的至少一个电动机器。一个电能储存器与所述或每个电动机器相互作用，当所述或每个电动机器作为电动机运行时，所述电能储存器被放电到一个更大的程度，而当所述或每个电动机器作为发电机运行时该电能储存器被充电到一个更大的程度。为混合动力车辆的电能储存器指定了一个转换器。此外，为所述或每个电动机器均指定了一个对应的转换器。当该混合动力驱动器具有多个电动机器并因此而具有被指定给这些电动机器的多个转换器时，在机动车里以节约空间的方式整合这些转换器存在许多问题。

发明内容

在此背景下，本发明所基于的问题是提供混合动力车辆的一种新型混合动力驱动器。这个问题是通过一种混合动力驱动器来解决的。根据本发明，指定给这些电动机器的这些转换器被结合为一个模块式转换器单元；该转换器单元具有一个基础模块，该基础模块首先具有被指定给一个第一电动机器的转换器，并且其次具有用于冷却该转换器单元的多个连接件、用于将该转换器单元附装到一个车体结构上的紧固装置、用于同被指定给该电能储存器的转换器进行电接触的一个连接件、以及用于同该第一电动机器进行电接触的一个连接件；并且该转换器单元进一步具有至少一个能够被联接到该基础模块上的补充模块，并且该补充模块首先具有被指定给一个第二电动机器的转换器并且其次具有与该对应的第二电动机器进行电接触的一个连接件，并且该补充模块能够被联接到该基础模块上的方式为使得该对应的补充模块能够通过该基础模块得到冷却、能够通过该基础模块被附装到该车体结构上、并且能够通过该基础模块被电气联接到该电能储存器的转换器上。

本发明提出，在一个混合动力驱动器包括多个电动机器的情况下，将指定给这些电动机器的多个转换器相结合以形成一个转换器单元。该转换器单元有一个基础模块，该基础模块所达到的目的是将该转换器单元机械地附装到该混合动力车辆的车体结构上、将该转换器单元电气附接到该电能储存器的一个转换器上、并且将该转换器单元附装到一个冷却回路上。此外，该基础模块包括一个转换器，该转换器与该混合动力驱动器的一个第一电动机器相互作用。除了该基础模块之外，该转换器单元还包括与该基础模块联接的至少一个补充模块、并且包括与该混合动力驱动器的一个第二电动机器相互作用的一个转换器。该补充模块通过该基础模块，被机械地联接到该车体结构上、电气地联接到该电能储存器的转换器上、以及以能被冷却的方式连接到冷却回路上。该基础模块以及所述或每个补充模块各自通过分立的多个连接件单独地电气地联接到该基础模块或补充模块的对应转换器与之相互作用的那些电动机器上。本发明使之有可能以一种节约空间的方式对混合动力车辆的一种混合动力驱动器中的多个电动机器的转换器进行整合。

根据本发明的一个有利发展，该基础模块具有一个冷却元件，该冷却元件被连接到用于冷却该转换器单元的这些连接件上，并且冷却剂流过该冷却元件，该冷却元件对该基础模块里的转换器以及所述或每个补充模块里的转换器均进行冷却。通过该冷却元件可有效地冷却该转换器单元、并因此有效地冷却该基础模块的转换器、以及所述或每个补充模块的转换器。

优选地，当一个补充模块被联接到该基础模块上时，所述这些模块的壳体进行机械地连接的方式为使得在这些壳体的内部之间产生一种连接，其中一个压力补偿阀被指定给该基础模块的壳体，这可使该基础模块的内部以及被联接到该基础模块上的所述或每个补充模块的内部通过所述压力补偿阀为了压力补偿的目的而进行通气。

该基础模块以及补充模块的内部在不利的运行条件下所积累的超额压力能够通过该压力补偿阀而得到补偿。

总之，本发明是通过下述1的技术方案实现的，其中2-4是优选的技术方案：

1.混合动力车辆的一种混合动力驱动器，该混合动力驱动器具有一台内燃机、多个电动机器以及一个电能储存器，该电能储存器在所述多个电动机器或所述多个电动机器中的每个电动机器作为电动机运行时能够被放电到一个更大的程度并且在所述多个电动机器或所述多个电动机器中的每个电动机器作为发电机运行时能够被充电到一个更大的程度，其中，该电能储存器被指定一个转换器，以及此外，每个电动机器各被指定一个转换器，其特征在于：

a)指定给这些电动机器的这些转换器被结合而形成一个模块式转换器单元，

b)该转换器单元具有一个基础模块，该基础模块首先具有被指定给一个第一电动机器的转换器，并且其次具有用于冷却该转换器单元的多个连接件、用于将该转换器单元附装到一个车体结构上的紧固装置、用于同被指定给该电能储存器的转换器进行电接触的一个连接件、以及用于同该第一电动机器进行电接触的一个连接件；

c)该转换器单元进一步具有能够被联接到该基础模块上的一个补充模块，所述补充模块对应地首先具有被指定给一个第二电动机器的转换器并且其次具有与该对应的第二电动机器进行电接触的一个连接件，并且所述补充模块能够被联接到该基础模块上的方式为使得该对应的补充模块能够通过该基础模块得到冷却、能够通过该基础模块被附装到该车体结构上、并且能够通过该基础模块被电气联接到该电能储存器的转换器上，

其中，该基础模块有一个冷却元件，该冷却元件被连接到这些连接件上用于冷却该转换器单元并且冷却剂流过该冷却元件，该冷却元件对该基础模块里的转换器以及所述补充模块的转换器二者均进行冷却，

其中该基础模块（18）具有一个壳体（27），该基础模块的壳体（27）限定了一个内部（30），该基础模块的内部（30）容纳了被指定给第一电动机器的转换器（16），

并且所述补充模块（19）具有一个壳体（29），所述补充模块的壳体（29）限定了一个内部（31），所述补充模块的内部（31）容纳了被指定给第二电动机器的转换器（15），

并且其中该基础模块（18）的内部（30）与所述补充模块（19）的内部（31）通过一个引入通道（39）彼此连接。

2.如1所述的混合动力驱动器，其特征在于，该基础模块具有紧固装置，该紧固装置带有多个减振器，通过这些减振器能够将该转换器单元以减振方式附装到该车体结构上。

3.如1或2所述的混合动力驱动器，其特征在于，一个压力补偿阀被指定给该基础模块的壳体，从而使得该基础模块的内部以及被联接到该基础模块上的所述补充模块的内部能够通过所述压力补偿阀为了压力补偿的目的而进行通风。

附图说明

以下的说明给出了本发明的多种优选方案。将参见附图对本发明的多个示例性实施方案进行更详细的解释，而本发明不局限于这些实施方案，在附图中：

图1示出了根据本发明的一种混合动力驱动器的方块图；

图2示出了根据本发明的混合动力驱动器的详细立体图以及车体结构的一个截面；

图3以从上方看的立体图示出了图2中所示细节，其中不包括车体结构；

图4以从上方看的立体图示出了图2和图3中所示细节，其中不包括车体结构；并且

图5以从上方看的立体图示出了处于分解状态的图2、图3、以及图4中所示的细节。

具体实施方式

本发明涉及混合动力车辆的一种混合动力驱动器。

图1以非常简略的形式示出了一种混合动力驱动器的多个组件，即包括一台内燃机10以及多个（即在示出的这个示例性实施方案中是两个）电动机器11和12的一种混合动力驱动器。除了内燃机10和电动机器11、12之外，该混合动力驱动器进一步包括一个电能储存器13。

当这些电动机器11和12作为电动机运行时，电能储存器13被这些电动机器11和12放电到一个更大的程度，在这种情况下这些电动机器11和12在该混合动力车辆的输出驱动器处提供了一个驱动扭矩。另一方面，如果该混合动力驱动器的这些电动机器11和12作为发电机运行，那么电能储存器13能够被这些电动机器充电到一个更大的程度。

如图1所示，一个转换器14被指定给电能储存器13。此外，一个转换器15或16被指定给每个电动机器11、12。

此处给出的本发明现涉及混合动力驱动器的多个细节，它们使得能够将指定给这些电动机器11、12的转换器15、16以优化的且节约空间的方式整合到混合动力车辆之中。指定给这些电动机器11、12的转换器15、16在这种情况下与对应的这些电动机器11、12相互作用，而不需要将它们定位在这些电动机器物理位置附近。

在本发明的旨意中，这些转换器15、16被指定给混合动力驱动器的这些电动机器11、12并且与所述电动机器相互作用，将这些转换器相结合以形成一个模块式转换器单元17，图2示出了该模块式转换器单元17在安装状态下在混合动力车辆的车体结构28上的情况，而图3至图5以不同的立体图示出了转换器单元17。

在所示示例性实施方案中，转换器单元17具有一个基础模块18和被联接到基础模块18上的一个补充模块19。在这种情况下，基础模块18包括与电动机器12相互作用的转换器16，而补充模块19包括与电动机器11相互作用的转换器15。

除了包括用于电动机器12的转换器16之外，基础模块18还包括用于冷却转换器单元17的多个连接件20、21，其中连接件20对应于冷却剂的向前流动而连接件21对应于冷却剂的回流。通过用于冷却剂的这些连接件20、21，模块式转换器单元17可以被整合在一个冷却剂回路中并且被冷却。

除了用于冷却模块式转换器单元17的这些连接件20、21之外，模块式转换器单元17的基础模块18还具有一个连接件22，该连接件用于同指定给电能储存器13的转换器14进行电接触。

此外，模块式转换器单元17的基础模块18具有与电动机器12进行电接触的一个连接件23，该电动机器与由基础模块18所容纳的转换器16相互作用。

此外，模块式转换器单元17的基础模块18包括紧固装置24，通过该紧固装置能够将模块式转换器单元17机械地附装到该混合动力车辆的车体结构28上。该紧固装置24优选地是带有多个减振器的紧固装置，以便将模块式转换器单元17以减振方式附装到车体结构28上。在这种情况下，这些减振器可以由多个橡胶弹性元件来提供。

正如已经提到的，补充模块19（它被或者能够被联接到基础模块18上）包括与电动机器11相互作用的转换器15、以及用于在由补充模块19所容纳的转换器15与电动机器11之间进行电接触的一个连接件25。模块式转换器单元17的补充模块19通过基础模块18被机械地附装到车体结构28上。此外，通过基础模块18能够冷却补充模块19。而且，由补充模块19所容纳的并且与电动机器11相互作用的转换器15能够通过基础模块18（即由基础模块18所容纳的转换器16）被联接到电能储存器13的转换器14上。

在所示示例性实施方案中，在其中相应地一个混合动力驱动器包括两个电动机器11和12以及相应地被指定给这些电动机器11和12的两个转换器15和16，两个转换器15和16被结合为一个模块式转换器单元17，该模块式转换器单元具有一个基础模块18和一个补充模块19。转换器单元17到车体结构28的机械式附装、模块式转换器单元17到一个冷却回路的附装、以及转换器单元17到电能储存器13的转换器14的电气附接对于转换器单元17的所有转换器15、16而言都是通过基础模块18集中进行的。这些补充模块19被联接到基础模块18上并且被电联接到该电动机器上，该电动机器与由对应的补充模块19所容纳的转换器15相互作用。

如从图5中可以最好地看到，基础模块16具有一个冷却元件26，冷却剂流过其中并且它被联接到连接件20、21上。在这种情况下，冷却元件26所达到的目的是对基础模块18的转换器16以及补充模块19的转换器15二者均进行冷却。

基础模块18具有一个壳体27，补充模块19具有一个壳体29。基础模块18和补充模块19的这两个壳体27和29各自对应地限定了一个内部30和31，其中容纳了多个电动或电子组件，具体是转换器15、16。

因此，一个电容器组件32、一个IGBT组件33、以及具有多个电流传感器的一个电流测量组件34作为转换器15的组件而被定位在由补充模块19的壳体29所限定的内部31之中。

同样，一个电容器组件35、一个IGBT组件36、以及包括多个电流传感器的一个电流测量组件37作为转换器16的组件而被定位在基础模块18的壳体27所限定的内部30之中。

此外，在基础模块18的转换器16与电能储存器13的转换器14之间连接的一个过滤器38被定位在基础模块18的壳体27所限定的内部30之中。

当补充模块19被联接到模块式转换器单元17的基础模块18上时，两个转换器15和16是彼此电联接的，即这是由于事实上在转换器15和16的电容器组件32和35之间进行了电接触。在这种情况下，两个电容器组件32和35之间的电接触是通过图5中所示的一个引入通道39来进行的。

因此，基础模块18和补充模块19的两个内部30和31通过引入通道39彼此连接。

为了能够补偿相对于周围压力的一个压力差（该压力差是由于运行过程中在这些内部30、31中的温度波动而形成的），将图3和图4所示的一个压力补偿阀40指定给基础模块18。因此，当基础模块18和补充模块19的内部30和31中产生一个不可允许的超额压力或负压力时，可以通过压力补偿阀40实现相对于周围压力的压力补偿。

此外，将一个绝缘监测器41（图4中所示）指定给基础模块18并且可以将其用于提供对转换器单元17的短路监测。

当基础模块18和补充模块19相联接时，在基础模块18的壳体27上形成的多个凸起42接合在补充模块19的壳体29上的多个凹陷（未示出）之中。壳体27和29可以通过在所述壳体上形成的多个紧固部分43来彼此螺纹固定。

当一个混合动力驱动器具有多个电动机器并且因此有多个指定给这些电动机器的转换器时，本发明使得可以以一种节约空间并有效的方式将与这些电动机器相互作用的这些转换器整合在机动车辆中。

模块式转换器单元17的基础模块18实现转换器单元17的所有转换器15和16集中进行到车体结构28的机械式附装、到冷却回路的附装、以及到电能储存器13的转换器14的电气附接。基础模块18还被单独地电气联接到与由基础模块18所容纳的转换器16相互作用的电动机器上。所述或每个补充模块19被单独地电气联接到与由对应的补充模块19所容纳的转换器15相互作用的电动机器上。由对应的补充模块19所容纳的转换器15到电能储存器13的转换器14的电联接是通过基础模块18的转换器16来进行的，为此目的，在基础模块18与对应的补充模块19的转换器15和16的电容组件32和35之间进行电接触。

Claims

a)指定给这些电动机器的这些转换器（15，16）被结合而形成一个模块式转换器单元（17），

b)该转换器单元（17）具有一个基础模块（18），该基础模块首先具有被指定给一个第一电动机器的转换器（16），并且其次具有用于冷却该转换器单元的多个连接件（20，21）、用于将该转换器单元附装到一个车体结构上的紧固装置（24）、用于同被指定给该电能储存器的转换器进行电接触的一个连接件（22）、以及用于同该第一电动机器进行电接触的一个连接件（23）；

c)该转换器单元（17）进一步具有能够被联接到该基础模块（18）上的一个补充模块（19），所述补充模块对应地首先具有被指定给一个第二电动机器的转换器（15）并且其次具有与该对应的第二电动机器进行电接触的一个连接件（25），并且所述补充模块（19）能够被联接到该基础模块（18）上的方式为使得该对应的补充模块（19）能够通过该基础模块（18）得到冷却、能够通过该基础模块（18）被附装到该车体结构上、并且能够通过该基础模块（18）被电气联接到该电能储存器的转换器上，

其中，该基础模块（18）有一个冷却元件（26），该冷却元件被连接到这些连接件（20，21）上用于冷却该转换器单元（17）并且冷却剂流过该冷却元件，该冷却元件（26）对该基础模块里的转换器（16）以及所述补充模块的转换器（15）二者均进行冷却，

2.如权利要求1所述的混合动力驱动器，其特征在于，该基础模块（18）具有紧固装置（24），该紧固装置带有多个减振器，通过这些减振器能够将该转换器单元（17）以减振方式附装到该车体结构上。

3.如权利要求1或2所述的混合动力驱动器，其特征在于，一个压力补偿阀（40）被指定给该基础模块（18）的壳体（27），从而使得该基础模块（18）的内部以及被联接到该基础模块上的所述补充模块（19）的内部能够通过所述压力补偿阀为了压力补偿的目的而进行通风。