CN103561983B - 用来冷却电动机的设备 - Google Patents

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Abstract

一种用来驱动车辆的设备，该设备包括至少两个电动机（8、8ˊ），其中，所述至少两个电动机（8、8ˊ）中的每个电动机均设置有冷却设备，并且冷却设备包括至少一个冷却流体管路，其中，至少两个冷却设备的冷却流体管路通过冷却流体连接管路连接。

Description

用来冷却电动机的设备
技术领域
本发明涉及一种用来驱动车辆的设备，其包括至少两个电动机，其中，所述至少两个电动机中的每个电动机均设置有冷却设备，并且冷却设备包括至少一个冷却流体管路。此外，本发明涉及一种包括至少两个电动机的车辆。
背景技术
越来越多地使用电动机，以驱动车辆。在此，不仅在车辆中电动机与其他结构类型的发动机(如内燃机)一起负责驱动的车辆是普遍的，而且在车辆中只使用电动机来驱动的车辆也是普遍的。
进一步开发过程中和由此造成的更小尺寸的电动机使得可以代替强力的、居中布置的、至少作用在驱动轴上的电动机而使用多个较小电动机，从而每个驱动轮都可以配属有电动机。这些电动机可以放置在相应的驱动轮附近并且因此可以保持短的、力从驱动发动机传递到驱动轮上所必经的路径。
因为这些电动机在产生对于驱动车辆有用的动能之外还产生热量，所以冷却电动机以便避免电动机损坏是必要的。为了冷却使用冷却设备，其吸收由电动机发散的热量并且把这些热量从电动机移除。因此，冷却流体借助泵导向至电动机，该流体由电动机加热并且因此通过该流体电动机的废热至少部分地被吸收。如此受到加热的冷却流体运动离开电动机并且因此把废热从电动机移除并冷却电动机。
因此防止了电动机过热，并且电动机可以以高功率长时间地运行。
为了保证可控制地给电动机供给冷却流体，通常借助一个或多个冷却流体输入管路在电动机上引入冷却流体，并且借助冷却流体排出管路把冷却流体导向回存储器中。可以再次借助流体输入管路实现由存储器提取冷却流体。在此，冷却流体的降温发生在冷却流体存储器中或发生在冷却流体输入管路或排出管路中。也可以考虑用于使冷却流体冷却的单独的循环。在电动机上，冷却流体通过电动机加热。这种冷却设备包括例如冷却流体输入管路、冷却流体排出管路、冷却流体泵、用来通过冷却流体吸收热量的热交换区域以及用来提供冷却流体的冷却流体存储器。然而这些冷却设备提供额外的重量并且需要额外的空间，据此，增加了驱动装置以及进而整个车辆的整体尺寸和整体重量。
发明内容
本发明的任务是，提供一种电动的车辆驱动装置，其需要较小的结构高度并且/或者具有少的零件并且/或者是可以成本低廉地制造和/或安装的。
这个任务通过根据本发明的设备和车辆解决。本发明具有多种优选实施方式。
该任务可以通过一种用来驱动车辆的设备解决，其中，该设备具有至少两个电动机并且所述至少两个电动机中的每个电动机都通过各自至少一个带有至少一个冷却流体管路的冷却设备来冷却。在此，至少两个冷却设备的冷却流体管路通过冷却流体连接管路连接，通过这种冷却流体连接管路，冷却流体由一个冷却流体管路流入另一冷却流体管路。因此实现了，共同使用各单个的元件，如泵、冷却流体管路和/或冷却流体存储器来冷却多个电动机。
在此，冷却设备具有热交换区域，电动机的热量在该区域中传导到冷却流体上。
在此，热交换区域可以具有一个或多个冷却管路，其例如彼此平行地至少在侧面上围拢电动机。然而冷却管路还可以彼此成角度地布置和/或呈网状地在电动机上延伸。扁平的结构也是可行的，例如创建流体在其中围绕电动机流动的空腔。在此，热交换区域的内表面根据以下方式被增大，其方式为，该内表面不呈圆形横截面。特别是还可以设置冷却片，其向内突出到空腔中并且与冷却流体的流动方向纵向地、横向地或成角度地伸展。热交换区域优选通过电动机壳体构成。
冷却流体连接管路的使用既节省了重量，因为可以抛弃以下方式，即，为每个电动机各使用两个通向可能远离地布置的冷却流体泵或冷却流体存储器的冷却流体管路。此外，这实现了带有更小的空间尺寸的冷却设备，从而这些冷却设备进而还有电动机可以更容易地安放在轮附近。通过删除额外的冷却流体管路还降低了以下危险，即，这些冷却流体管路没被密封并且不再能够提供电动机的充分冷却。
冷却流体理解为适于吸收和传送热量的液体和/或气体。这些冷却流体可以包括：水、空气和/或导热油、乙二醇等。
优选地在复合控制臂上布置至少两个电动机。在此，复合控制臂由至少两个纵向控制臂(在纵向控制臂上布置有各一个轮)和将两个纵向控制臂彼此连接的横梁构成。在此纵向控制臂为至少近似平行于车辆的纵轴线地伸展并且挠性地与车身和轮连接的构件。在此横梁是将两个纵梁彼此连接的构件，其中，在横梁和纵向控制臂之间的接触部位总是与车身相间隔的。在此，纵向控制臂的主扩展方向平行于车辆纵向轴线，横梁主扩展方向相应地横向于车辆纵向轴线布置。这些复合控制臂特别是用于后桥并且可以实现整个车桥的容易的装配和拆卸、小的空间需求并且仅具有少量构件。电动机布置在复合控制臂上可以实现电动机相对于轮固定地布置，从而不出现驱动轮相对于电动机由于弹簧运动的位置推移。
冷却流体连接管路优选布置在横梁上。因此将两个纵向控制臂彼此连接的横梁可以与冷却流体连接管路连接，以便保持和/或支撑冷却流体连接管路。因此可以使用比较不稳定的、壁更薄的和特别是更轻的冷却流体连接管路，其导致进一步的重量上的优点。特别地，冷却流体连接管路可以与横梁焊接、拧紧和/或粘合。特别地，冷却流体连接管路可以至少部分地至少基本上平行于横梁延伸。
冷却流体连接管路可以布置在横梁中，从而横梁至少部分地包围冷却流体连接管路。因此通过稳定地加工的横梁，冷却流体连接管路受到保护免受损害。冷却流体连接管路还可以因此具有小的重量，因为实现了使用更薄的并且进而使用更轻的壁。
特别地，冷却流体连接管路由横梁构成，据此单独的冷却流体连接管路壁是多余的并且冷却流体连接管路因此可以以还要小的重量构成。
在此，横梁可以由譬如钢的金属和/或譬如塑料、GFK(玻璃纤维增强塑料)和/或CFK(碳纤维增强塑料)的其他材料构成。这些材料具有足够高的抵抗力，以便一方面用作流体通路，另一方面这些材料可以实现带有低重量的横梁。
特别地，纵向控制臂大多数时候通过电动机壳体构成，从而横梁优选在电动机的壳体区域中与纵向控制臂连接。
优选地，所述至少两个电动机设置有如下冷却流体管路，其具有冷却流体入口部和冷却流体出口部，并且其中一个电动机的冷却流体管路的冷却流体入口部与另一电动机的冷却流体管路的冷却流体出口部通过冷却流体连接管路连接。因此，冷却流体可以通过冷却流体入口部导入到第一发动机的冷却设备中，在那里吸收电动机的热量并且通过冷却流体的出口部传送到冷却流体连接管路中。冷却流体由冷却流体连接管路引入到另一电动机的冷却设备的冷却流体入口部。通过同时还构造为横梁的冷却流体连接管路，精简了在第二电动机上另一输入管路和第一电动机的冷却流体排出管路并且因此进一步减少了所使用的构件的数量。冷却流体连接管路优选可以具有用来使冷却流体冷却的冷却元件。这种冷却元件一方面可以为主动式冷却元件如珀耳帖元件(Peltierelemente)，另一方面也可以为被动式冷却元件如冷却片等，冷却元件例如布置在冷却流体连接管路的外侧上。冷却片可以由譬如钢或铜的金属构成，从而冷却流体的热量部分地发散到行驶气流中。因此冷却流体可以在其被导入第二电动机的冷却设备中之前，在冷却流体连接管路中例如通过行驶气流冷却。因此借助相应的横梁设计方案，用来在进入到第二电动机的热交换区域中之前冷却冷却流体的单独的冷却设备可以被精简。
总之，根据本发明，提供一种用来驱动车辆的设备，所述用来驱动车辆的设备包括至少两个电动机，其中，所述至少两个电动机中的每个电动机均设置有冷却设备，并且所述冷却设备包括至少一个冷却流体管路，所述至少两个冷却设备的冷却流体管路通过冷却流体连接管路连接，并且所述至少两个电动机布置在复合控制臂的纵向控制臂中。
进一步，根据本发明，提供一种车辆，所述车辆包括所述用来驱动车辆的设备。
附图说明
此外，结合实施例借助附图进一步地阐述本发明。在附图中：
图1示出了根据现有技术的复合控制臂；
图2示出了带有布置在复合控制臂上的电动机的复合控制臂；并且，
图3以剖图示出了根据图2的复合控制臂的局部剖图。
具体实施方式
图1示出了可以作为在小型车辆中的后桥使用的复合控制臂1。复合控制臂1保持两个轮2、2'连接并且在此使得轮2、2'能够得到减震。在此轮2以能转动的方式紧固在纵向控制臂4上。此外，复合控制臂1包括横梁5，其将两个纵向控制臂4、4'彼此连接，并且借此来稳定轮位置。在此，横梁5与纵向控制臂4、4'围成大致的直角并且具有主扩展方向，该主扩展方向横向于车辆主轴线的主扩展方向。在此，横梁5与车身相间隔地与纵向控制臂4、4'连接。与横梁5和各纵向控制臂4、4'之间的连接点相间隔地，在纵向控制臂4、4'上分别设置有用于弹簧7和减震器3的贴靠点6。在此，横向控制臂可以与纵向控制臂拧到、粘到或者焊到一起。为此纵向控制臂4、4'具有连接区域，其构成特别平坦的面，横向控制臂可以紧固在该面上。
优选地，代替用来连接横向控制臂的平坦的面，纵向控制臂可以具有多面的轮廓，以便例如实现花键连接、随动啮合部、轴槽连接或类似连接方式。
如在图2中所示出的，在每个纵向控制臂4或4'上设置有各一个电动机8或8'，其设置有冷却壳体9、9'。冷却壳体9侧向地围绕电动机8并且具有至少一个冷却管路10，其设置有冷却流体入口11和冷却流体出口12。在电动机壳体9的冷却流体入口11中，冷却流体被泵抽吸到冷却壳体9冷却流体管路10中。在那里，冷却流体吸收电动机的热量并且经由冷却流体出口12离开壳体借助冷却流体连接管路13进入横梁5中。此外，横梁5在端侧上具有开口，其与在横梁中居中地延伸的流体管路连接，其在同样地在端侧上布置在横梁5的另一侧上的开口14'处终止。开口14'与电动机9'的壳体10'的冷却流体入口11'连接，从而经由冷却流体连接管路，冷却流体可以到达电动机壳体10'的冷却流体管路中。在那里，冷却流体吸收电动机9'的热量并且经由流体出口12'离开电动机8'的壳体。冷却流体进一步地经由冷却流体通道到达在此处没有示出的储存器或者泵。
在图3中详细地示出了电动机9的冷却设备。图3示出了纵向控制臂4，其中布置有电动机8。在此，电动机8纵向地紧固在纵梁4中并且经由锥齿轮来驱动轮2。围绕电动机8存在壳体9，该壳体至少侧向地围绕电动机9并且构成纵梁4的大部分。在此，壳体由譬如金属的、导热良好的材料构成，从而电动机的热量由壳体吸收。在壳体9中布置有流体管路10，冷却流体在该流体管路中流动。因此由壳体吸收的热量可以进一步发散到冷却流体中。在此流体管路10可以采用多种形状。这里示出的是横截面上看是管状的流体管路。
流体管路10在此具有公共的冷却流体入口11和冷却流体出口12。在冷却流体入口11处，冷却流体可以流入到流体管路10中并且通过在壳体9中的流体管路10导向到电动机8的附近。流体管路10在纵向控制臂4远离轮的一侧上，经由冷却流体出口12离开壳体9，该流体出口嵌入用于横梁5的接口中。冷却流体出口12在此同样是管状的并且与流体管路10连接。流出出口12把由电动机8加热的冷却介质导向冷却介质流体连接管路13。冷却介质流体连接管路13在此集成在横梁5中，并且沿着横梁5的主扩展方向在横梁5的中部延伸。横梁5具有直的端面15，该端面与纵梁4的紧固面16连接。在此，两个面可以彼此粘合、拧紧和/或焊接。
横梁还可以通过多边形啮合部和/或花键啮合部和/或随动啮合部与纵梁连接。
轴-毂连接也是可行的。
纵梁4具有另一紧固面16，在该紧固面上布置有用于为竖直的轮运动减震的弹簧7和减震器3。
附图标记列表
1复合控制臂
2轮
2'轮
3减震器
4纵向控制臂
5横梁
6用于车轴弹簧的紧固区域
7弹簧
8电动机
8'电动机
9冷却壳体
9'冷却壳体
10冷却管路
10'冷却管路
11冷却流体入口
11'冷却流体入口
12冷却流体出口
12'冷却流体出口
13冷却流体连接管路
14开口
14'开口
15横梁的端面
16紧固面

Claims (8)

1.一种用来驱动车辆的设备，所述用来驱动车辆的设备包括至少两个电动机(9、9')，其中，所述至少两个电动机(9、9')中的每个电动机均设置有冷却设备，并且所述冷却设备包括至少一个冷却流体管路(10、10')，其特征在于，
所述至少两个冷却设备的冷却流体管路(10、10')通过冷却流体连接管路(13)连接，并且
所述至少两个电动机(9、9')布置在复合控制臂(1)的纵向控制臂(4、4')中。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述复合控制臂(1)包括至少两个纵向控制臂(4、4')和至少一个横梁(5)，并且所述冷却流体连接管路(13)布置在横梁(5)上。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述冷却流体连接管路布置在所述横梁(5)中。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述冷却流体连接管路至少部分地通过所述横梁(5)构成。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的设备，其特征在于，所述至少两个电动机(9、9')设置有如下冷却流体管路(10、10')，所述冷却流体管路具有冷却流体入口(11、11')和冷却流体出口(12、12')，并且其中一个电动机的冷却流体管路的冷却流体入口(11)与另一电动机的冷却流体管路的冷却流体出口(12)通过所述冷却流体连接管路(13)连接。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的设备，其特征在于，所述冷却流体连接管路(13)具有用来冷却冷却流体的冷却元件。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述冷却流体连接管路(13)加工为使得导入到所述冷却流体连接管路中的冷却流体能够通过行驶气流冷却。
8.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求1到7中任意一项所述的设备。
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