CN106961184B - 流体冷却的电驱动组件、传动系、车辆和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆、特别是混合动力或电动车辆的传动系的流体冷却的电驱动组件，以及用于制造这样的流体冷却的电驱动组件的方法。本发明还涉及用于车辆、特别是混合动力或电动车辆的传动系，具有这样的流体冷却的电驱动组件。最后，本发明涉及车辆、特别是混合动力或电动车辆，具有至少一个这样的流体冷却的电驱动组件和/或这样的传动系。此外，还提出的是，驱动组件具有第一壳体部件和至少一个第二壳体部件，其中，第一壳体部件和相应的第二壳体部件借助于流体密封的焊接连接相互连接，其中，第一壳体部件和相应的、与第一壳体部件焊接的第二壳体部件设计用于，使得它们共同形成冷却通道的至少一个部段。

Description

流体冷却的电驱动组件、传动系、车辆和方法
技术领域
本发明涉及一种用于车辆、特别是混合动力或电动车辆的传动系的、流体冷却的电驱动组件，其中，驱动组件具有第一壳体部件和至少一个第二壳体部件。
本发明还涉及用于制造这样的流体冷却的电驱动组件的方法。
此外，本发明涉及用于车辆、特别是混合动力或电动车辆的传动系，该传动系具有这样的流体冷却的电驱动组件。
最后，本发明涉及车辆、特别是混合动力或电动车辆，其具有至少一个这样的流体冷却的电驱动组件和/或这样的传动系。
背景技术
这样的驱动组件在多个应用中采用。在此，流体流过的冷却通道必须普遍地密封，以便避免冷却介质的溢出。
在迄今为止的解决方案中，借助于螺栓来紧固具有插入密封或粘合密封的冷却通道。例如使用O形环或分布的粘合密封的形式的插入密封。为了能够实现用于密封的、要求的表面质量，必须主要机械地精加工待密封的面，例如借助于铣磨或者其它切削加工步骤。
从DE 10 2006 044 785 A1中已知了用于利用冷却系统对流体冷却的电机进行冷却的布置，其能够设计为流体密封的焊接构造。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的缺点，并且提供用于在开头所述的流体冷却的电驱动组件中引导冷却流体的、简单和可靠的构造，或者相应地装配开头所述的传动系或开头所述的车辆。本发明的另外的目的在于，提供用于制造开头所述类型的简单和可靠的方法。
在开头所述类型的、流体冷却的电驱动组件方面，该目的的一个解决方案提出，第一壳体部件和相应的第二壳体部件借助于流体密封的焊接连接相互连接，其中，第一壳体部件和相应的、与第一壳体部件焊接的第二壳体部件设计用于，使得它们共同形成冷却通道的至少一个部段。
在用于制造开头所述类型的方法方面，该目的的另一个解决方案还通过下述方法步骤得出：
借助于压铸方法制造至少一个第一壳体部件，其中，第一壳体部件具有相应的支承面，在其上放置有待与第一壳体部件焊接的、相应的第二壳体部件，
将第一壳体部件与相应的第二壳体部件在相应的、优选未加工的支承面处借助于流体密封的焊接连接进行连接。
此外，在开头所述的传动系方面，该目的的另一个解决方案提出，传动系具有这样的流体冷却的电驱动组件。
最后，在开头所述的车辆方面，该目的的另一份解决方案提出，车辆具有这样的和/或这样制造的、流体冷却的电驱动组件和/或这样的传动系。
该或者这些冷却通道的相应的部段由第一壳体部件和相应的第二壳体部件包围。通过流体密封的焊接连接，第一壳体部件和相应的第二壳体部件可靠地相互连接。同时，借助于流体密封的焊接连接以如下方式实现用于引导冷却流体的、简单可靠的构造，即该或者这些冷却通道的相应的部段以简单和可靠的方式和方法流体密封地设计。特别地，冷却通道的横截面通过第一壳体部件的和/或相应的第二壳体部件的壁中的凹槽限定。冷却通道设置用于引导冷却流体，并且特别地具有通道入口和通道出口。
优选地，至少部分凹形地设计第一壳体部件，其中，凹形的设计特别地在相应的通道入口和相应的通道出口之间布置。如果这样设计的第一壳体部段与相应的第二壳体部段连接，那么就保留空腔，其表示该或者这些冷却通道的相应的部段。优选地，相应的第二壳体部段在此基本上平坦地设计或者造型为板状。
在提出的驱动组件或者提出的方法方面，因此与迄今为止的构造相比能够节省驱动组件的多个工作步骤和构件。特别地，从现在起不再需要密封和螺栓，从而也取消了两个壳体部段的密封的正确插入和拧紧。由此简化了所提出的驱动组件的制造，因此成本也更低，其中，同时消除了在制造时的可能的错误源。
如果设置多个第二壳体部段，那么能够将其在可能的情况下借助于焊接相互连接，特别是借助于激光焊接或摩擦搅动焊接(Reibrührschweiβen)。
提出的驱动组件能够例如设计为电动机。
在本发明的一个有利的设计方案中，流体密封的焊接连接借助于激光焊接或摩擦搅动焊接生成。
通过激光焊接也能够使复杂化设计的壳体部段良好地相互连接。这此外进行搅动，从而也能够另外焊接难以进入的位置。此外，激光焊接的优点在于，将相对较少的能量引入到相应的壳体部段中，从而使相应的壳体部段较小强度地变形。
摩擦搅动焊接例如从WO 93/10935 A1中已知。与激光焊接相同地，摩擦搅动焊接提供的优点为，相应的壳体部段较小强度地变形，这通过相对较低的温度表明。此外，在摩擦搅动焊接时不需要附加材料或保护气体，其中，还能够实现非常能负荷的焊接连接。
在本发明的另一个有利的设计方案中，第一壳体部件具有第一材料，并且相应的第二壳体部件具有相应的第二材料，其中，第一材料与第二材料不同。
在此，作为材料特别使用金属或合金。优选地，第一材料和第二材料借助于摩擦搅动焊接相互连接。
在此，例如第一材料基本上具有铝并且相应的第二材料基本上具有钢。
在本发明的另一个有利的设计方案中，至少第一壳体部件设计为压铸部件，其中，第一壳体部件具有相应的支承面，在其上放置有待与第一壳体部件焊接的、相应的第二壳体部件，其中，第一壳体部件具有相应的支承面，在其上放置有相应的第二壳体部件，其中，流体密封的焊接连接设置在相应的支承面处。
第一壳体部件借助于压铸方法、锻压或锻造方法制造，从而使第一壳体部件是压铸部件。也能考虑借助于压铸方法、锻压或锻造方法制造相应的第二壳体部件。
第一壳体部件具有相应的支承面，在其上放置有相应的第二壳体部件。流体密封的焊接连接设置在相应的支承面处。
在本发明的另一个有利的设计方案中，相应的支承面在此是未加工的。
在此特别地，当相应的支承面在第一壳体部件与相应的第二壳体部件流体密封地焊接之前不借助于切削方法加工时，结合所提出的用于制造提出的流体冷却的电驱动组件的方法，那么相应的支承面是未加工的。也就是说，相应的支承面在焊接时是未加工的，特别是不借助于切削方法加工。未加工的支承面例如具有铸孔，其来自于铸造方法，借助于该方法制造相应的壳体部件。
优选地，第一壳体部件和相应的第二壳体部件借助于摩擦搅动焊接相互连接。该焊接方法的应用在此特别有利，因为对于摩擦搅动焊接来说不要求待焊接部分的预加工，并且因此也不必满足相应的表面质量的特别要求。
特别地，对第一壳体部件和相应的第二壳体部件采用不同的材料。
在本发明的另一个有利的设计方案中，驱动组件设计为具有至少一个功率模块的变流器，其中，第一壳体部件至少部分地围绕相应的功率模块，其中，相应的功率模块与冷却通道热接触。
例如，相应的功率模块具有一个或多个功率半导体。在变流器运行期间，在相应的功率模块中产生废热，其能够发送到冷却通道或位于冷却通道中的冷却流体处，通过相应的功率模块与冷却通道热接触的方式。热接触例如能够如下地完成，即相应的功率模块优选平面地抵靠在第一壳体部件的内侧上，并且在第一壳体部件的如下的范围的外侧上布置有冷却通道，即在其内侧上布置有相应的功率模块。
在本发明的另一个有利的设计方案中，相应的功率模块在此具有冷却体，其中，相应的冷却体至少部分地伸入到冷却通道中。
优选地，第一壳体部件对此具有相应的留空部，通过其使冷却体穿过。相应的冷却体因此造成了剩余的相应的功率模块与冷却通道或位于冷却通道中的冷却流体的、相对直接的热连接。由此，相应的冷却体能够至少部分地由冷却流体围绕或者环流，从而能够在运行期间将产生的废热从相应的功率模块良好地传输到冷却流体。
特别地，相应的冷却体能够具有冷却顶(Kühldome)、冷却肋(Kühlrippen)和/或冷却鳍(Kühlfinnen)，以便增大面积，通过该面积能够将废热从相应的冷却体发送到冷却流体上。
优选地，相应的冷却体借助于附加的流体密封的焊接连接、特别是借助于激光焊接或摩擦搅动焊接与第一壳体部件连接。
在本发明的另一个有利的设计方案中，第一壳体部件在此具有至少一个开口，其中，在相应的开口的一侧上布置有相应的功率模块，并且在相应的开口的另一侧上布置有冷却通道，其中，在相应的开口中布置有相应的第三壳体部件，其中，相应的第三壳体部件具有第三材料，其中，第三材料的热导率大于第一材料的热导率，其中，相应的第三壳体部件和第一壳体部件借助于另外的流体密封的焊接连接、特别是借助于激光焊接或摩擦搅动焊接相互连接。
因此，在第一壳体部件的相应的开口中引入具有第三材料的、相应的第三壳体部件，其中，第三材料具有相对良好的热导率。在此，例如能够应用铜或铜合金作为第三材料，其例如以线、特别是铜线的形式存在。优选地，相应的第三壳体部件和第一壳体部件借助于摩擦搅动焊接相互连接，特别是因为该焊接方法特别好地适用于连接不同的材料。
例如，往冷却通道去的相应的开口能够具有比相应的功率模块更大的横截面，从而能够将相应的功率模块在运行期间产生的废热经由相对大的表面发送到冷却通道或位于冷却通道中的冷却流体上。相应的第三壳体部件能够具有冷却顶、冷却肋和/或冷却鳍，以便增大提供的冷却表面。
除了相应的第三壳体部件之外还能够附加地设置上述相应的冷却体。例如，相应的第三壳体部件能够具有凹槽，通过其使相应的冷却体穿过，或者相应的第三壳体部件和相应的冷却体彼此相邻地布置在第一壳体部件的相应的开口中。优选地，相应的冷却体的抵靠面借助于补充的流体密封的焊接连接、特别是借助于激光焊接或摩擦搅动焊接与相应的第三壳体部件连接。
在本发明的另一个有利的设计方案中，相应的第二壳体部件设计为板材成型件、铸件、锻压件或锻件。
因此，相应的第二壳体部件例如能够通过板材的挤压得到。对此优选地采用钢板。
附图说明
接下来根据附图所示的实施例详细描述和阐述本发明。在此示出：
图1-6示出提出的流体冷却的电驱动组件的第一至第六实施例，
图7-9示出提出的流体冷却的电驱动组件的第七实施例，并且
图10示出提出的传动系和提出的车辆的实施例。
具体实施方式
图1示出了所提出的流体冷却的电驱动组件1的第一实施例，其中示出了其透视图。
流体冷却的电驱动组件1具有第一壳体部件2以及第二壳体部件3，在其中，第一壳体部件2和第二壳体部件3借助于流体密封的焊接连接4相互连接。在此，第一壳体部件2和与第一壳体部件2焊接的第二壳体部件3设计用于，使得它们共同形成冷却通道5。冷却通道5设置用于引导冷却流体并且具有通道入口6和通道出口7。
例如，流体密封的焊接连接4能够借助于激光焊接或摩擦搅动焊接生成。
优选地，第一壳体部件2具有第一材料并且相应的第二壳体部件3具有相应的第二材料，其中，第一材料与第二材料不同。
特别地，第二壳体部件3设计为板材成型件、铸件、锻压件或锻件。
冷却通道5能够如图1所示的那样在第一壳体部件2和第二壳体部件3的相互配合中产生。在此，流体冷却的电驱动组件1具有分界面，在其中布置有流体密封的焊接连接4，并且其在冷却流体的流动方向上分隔冷却通道5。例如，第一壳体部件2和第二壳体部件3分别具有槽形的凹形留空部，由此形成冷却通道5。因此特别地，通道入口6和通道出口7通过第一壳体部件2、第二壳体部件3和流体密封的焊接连接4包围。也能考虑的是，两个壳体部件中的一个具有之前平坦的表面，并且两个壳体部件中的另一个具有向内弯曲的表面，从而在焊接两个壳体部件之后保留冷却通道5作为空腔。
附加地，另外的设计方案也是可行的，如其例如在图2或图3中示出的那样。特别地，不仅通道入口6、还有通道出口7能够布置在壳体部件的表面上，其中，冷却通道5至少逐段地沿着到壳体部件中的另一个的表面上引导。
图2示出了所提出的流体冷却的电驱动组件1的第二实施例。在此，该图对应于图1，其中相同的内容标注相同的参考标记。
第二实施例与第一实施例类似，然而冷却通道5的设计不同。通道入口6布置在第二壳体部件3的表面上，然而通道出口7布置在第一壳体部件2的表面上。因此，冷却通道5从第二壳体部件3经过具有流体密封的焊接连接4的区域延伸到第一壳体部件2。流体冷却的电驱动组件1具有分界面，在其中布置有流体密封的焊接连接4，并且其相对于冷却流体的流动方向横向地分隔冷却通道5。
图3示出了所提出的流体冷却的电驱动组件1的第三实施例，其中，出于更好阐释的原因，示出了第一壳体部件2与第二壳体部件3流体密封地焊接之前的驱动组件1。此外该图对应于图1或图2的内容。
通道出口7布置在第一壳体部件2的表面上，然而通道入口6通过第一壳体部件2、第二壳体部件3和流体密封的焊接连接4包围。
第一壳体部件2具有支承面8，在其上接触有待与第一壳体部件2焊接的第二壳体部件3。优选地，当第二壳体部件3与第一壳体部件2借助于流体密封的焊接连接4连接时，支承面8在此是未加工或未切削加工的。特别地，第一壳体部件2设计为压铸部件。流体冷却的电驱动组件1具有分界面，在其中布置有流体密封的焊接连接4。在此，分界面逐段地在冷却流体的流动方向上并且相对于冷却流体的流动方向横向地分隔冷却通道5。
图4示出了所提出的流体冷却的电驱动组件1的第四实施例，其中，示出了穿过驱动组件1的横截面。
流体冷却的电驱动组件1设计为变流器并且具有功率模块9，其至少部分地由第一壳体部件2围绕。在此，功率模块9与冷却通道5热接触。
在该实施例的范畴中，热接触如下地形成，即功率模块9平面地抵靠在第一壳体部件2的内侧上，并且在第一壳体部件2的如下的范围的外侧上布置有冷却通道5，即在其内侧上布置有相应的功率模块9。
图5示出了所提出的流体冷却的电驱动组件1的第五实施例，其中，该示图对应图4的内容。
流体冷却的电驱动组件1设计为变流器并且具有功率模块9，其至少部分地被第一壳体部件2围绕。在此，功率模块9与冷却通道5热接触。
在此，功率模块9具有冷却体10，其部分地伸入到冷却通道5中。在此，在该实施例的范畴中提出，冷却体10借助于附加的、流体密封的焊接连接14与第一壳体部件2连接。冷却体10能够具有冷却肋，如图5所示。
图6示出了所提出的流体冷却的电驱动组件1的第六实施例，其中，该示图对应图4或图5的内容。
流体冷却的电驱动组件1设计为变流器并且具有功率模块9，其至少部分地被第一壳体部件2围绕。在此，功率模块9与冷却通道5热接触。
在此，第一壳体部件2具有开口11，其中，在开口11的一侧上布置有功率模块9，并且在开口11的另一侧上布置有冷却通道5。在此，在口11中布置有第三壳体部件12，其具有第三材料，该第三材料的热导率大于第一材料的热导率。在此，第一壳体部件2具有第一材料。
第三壳体部件12和第一壳体部件2借助于另外的流体密封的焊接连接13、特别是借助于激光焊接或摩擦搅动焊接相互连接。
例如，能够选择铜作为第三材料，从而使第三壳体部件12能够尤其以铜线的形式存在。优选地，第三壳体部件12和第一壳体部件2借助于摩擦搅动焊接相互连接，特别是因为该焊接方法特别好地适用于连接不同的材料。
例如，往冷却通道5去的相应的开口11能够具有比功率模块9更大的横截面，从而能够将功率模块9在运行期间产生的废热经由相对大的表面发送到冷却通道5或位于冷却通道5中的冷却流体处。
附加地，例如能够提出，功率模块9具有冷却体10，其至少部分地伸入到冷却通道5中，如结合第五实施例和图5阐述的那样。在此能考虑的是，冷却体10由第三壳体部件12围绕，其中，冷却体10和第三壳体部件12特别地借助于单独的流体密封的焊接连接、例如借助于激光焊接或摩擦搅动焊接相互连接。
图7至9示出了所提出的流体冷却的电驱动组件1的第七实施例。在此，图7示出了驱动组件1的透视图，图8示出了驱动组件1的平面图，并且图9示出了沿着图8中的线IX-IX穿过驱动组件1的横截面。
在图7和8中，出于更好阐释的原因，示出了第一壳体部件2与第二壳体部件3流体密封地焊接之前的驱动组件1。
类似于第二实施例，在第七实施例中，通道入口6也布置在第二壳体部件3的表面上，然而通道出口7布置在第一壳体部件2的表面上。因此，冷却通道5从第二壳体部件3经由具有流体密封的焊接连接4的区域延伸到第一壳体部件2。
图10示出了所提出的传动系15以及所提出的车辆16的实施例。传动系15具有所提出的流体冷却的电驱动组件1。另一方面，车辆16具有传动系15并且特别地设计为混合动力或电动车辆。
概括地说，本发明公开了一种用于车辆、特别是混合动力或电动车辆的传动系的流体冷却的电驱动组件，其中，驱动组件具有第一壳体部件和至少一个第二壳体部件。本发明还公开了用于制造这样的流体冷却的电驱动组件的方法。此外，本发明公开了用于车辆、特别是混合动力或电动车辆的传动系，其具有这样的流体冷却的电驱动组件。最后，本发明公开了车辆、特别是混合动力或电动车辆，其具有至少一个这样的流体冷却的电驱动组件和/或这样的传动系。
为了提供用于在开头所述的流体冷却的电驱动组件中引导冷却流体的、简单和可靠的构造，或者相应地装配开头所述的传动系或开头所述的车辆，提出的是，第一壳体部件和相应的第二壳体部件借助于流体密封的焊接连接相互连接，其中，第一壳体部件和相应的、与第一壳体部件焊接的第二壳体部件设计用于，使得它们共同形成冷却通道的至少一个部段。此外提出的是，传动系具有这样的流体冷却的电驱动组件，并且车辆具有这样的和/或这样制造的流体冷却的电驱动组件和/或这样的传动系。
此外，为了提供用于制造开头所述的类型的简单和可靠的方法，提出下述方法步骤：
借助于压铸方法制造至少一个第一壳体部件，其中，第一壳体部件具有相应的支承面，在其上放置有待与第一壳体部件焊接的、相应的第二壳体部件，
将第一壳体部件与相应的第二壳体部件在相应的、优选未加工的支承面处借助于流体密封的焊接连接进行连接。

Claims (14)

1.一种用于车辆(16)的传动系(15)的、流体冷却的电驱动组件(1)，其中，所述驱动组件(1)具有第一壳体部件(2)和至少一个第二壳体部件(3)，其中，所述第一壳体部件(2)和相应的所述第二壳体部件(3)借助于流体密封的焊接连接(4)相互连接，其中，所述第一壳体部件(2)和相应的、与所述第一壳体部件(2)焊接的所述第二壳体部件(3)设计用于，使得所述第一壳体部件和所述第二壳体部件共同形成冷却通道(5)的至少一个部段，其中所述冷却通道的横截面由所述第一壳体部件的壁中的凹槽和相应的所述第二壳体部件的壁中的凹槽形成，其中，所述第一壳体部件(2)具有第一材料，并且相应的所述第二壳体部件(3)具有相应的第二材料，其中，所述第一材料与所述第二材料不同，其中，所述驱动组件(1)具有至少一个变流器，所述变流器具有功率模块(9)，其中，所述第一壳体部件(2)至少部分地围绕相应的所述功率模块(9)，其中，
相应的所述功率模块(9)与所述冷却通道(5)热接触，其中，所述第一壳体部件(2)具有至少一个开口(11)，其中，在相应的所述开口(11)的一侧上布置有相应的所述功率模块(9)，并且在相应的所述开口(11)的另一侧上布置有所述冷却通道(5)，其中，
在相应的所述开口(11)中布置有相应的第三壳体部件(12)，其中，
相应的所述第三壳体部件(12)具有第三材料，其中，所述第三材料的热导率大于所述第一材料的热导率，其中，相应的所述第三壳体部件(12)和所述第一壳体部件(2)借助于另外的流体密封的焊接连接(13)相互连接。
2.根据权利要求1所述的流体冷却的电驱动组件(1)，其中，所述车辆是混合动力或电动车辆。
3.根据权利要求1或2所述的流体冷却的电驱动组件(1)，其中，流体密封的所述焊接连接(4)借助于激光焊接或摩擦搅动焊接生成。
4.根据权利要求1或2所述的流体冷却的电驱动组件(1)，其中，至少所述第一壳体部件(2)设计为压铸部件，其中，所述第一壳体部件(2)具有相应的支承面(8)，在所述支承面上放置有相应的所述第二壳体部件(3)，其中，流体密封的所述焊接连接(4)设置在相应的所述支承面(8)处。
5.根据权利要求4所述的流体冷却的电驱动组件(1)，其中，相应的所述支承面(8)是未加工的。
6.根据权利要求1或2所述的流体冷却的电驱动组件(1)，其中，相应的所述功率模块(9)具有冷却体(10)，其中，相应的所述冷却体(10)至少部分地伸入到所述冷却通道(5)中。
7.根据权利要求1或2所述的流体冷却的电驱动组件(1)，其中，另外的流体密封的所述焊接连接借助于激光焊接或摩擦搅动焊接生成。
8.根据权利要求1或2所述的流体冷却的电驱动组件(1)，其中，相应的所述第二壳体部件(3)设计为板材成型件、铸件、锻压件或锻件。
9.一种用于制造根据权利要求1至8中任一项所述的流体冷却的电驱动组件(1)的方法，所述方法具有下述方法步骤：
借助于压铸方法制造至少一个第一壳体部件(2)，其中，所述第一壳体部件(2)具有相应的支承面(8)，在所述支承面上放置有待与所述第一壳体部件(2)焊接的、相应的第二壳体部件(3)，
将所述第一壳体部件(2)与相应的所述第二壳体部件(3)在相应的所述支承面(8)处借助于流体密封的焊接连接(4)进行连接。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，相应的所述支承面(8)是未加工的。
11.一种用于车辆(16)的传动系(15)，所述传动系具有至少一个根据权利要求1至8中任一项所述的流体冷却的电驱动组件(1)。
12.根据权利要求11所述的传动系(15)，其中，所述车辆是混合动力或电动车辆。
13.一种车辆(16)，具有：至少一个根据权利要求1至8中任一项所述的流体冷却的电驱动组件(1)，和/或至少一个借助于根据权利要求9或10所述的方法制造的、流体冷却的电驱动组件(1)，和/或根据权利要求11或12所述的传动系(15)。
14.根据权利要求13所述的车辆(16)，其中，所述车辆是混合动力或电动车辆。
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