CN107762612B - 电机的多个变流器的符合需求的冷却 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种尤其在机动车中的用于电机(20、20’)的变流器冷却装置(100),具有第一冷却剂路径(38),该第一冷却剂路径设定用于冷却第一电机(20)的第一变流器(25),其中,所述变流器冷却装置(200;210)另外的冷却剂路径(38’),该冷却剂路径设定用于冷却另外的电机(20’)的另外的变流器(25’),其中,所述第一冷却剂路径(38)和所述另外的冷却剂路径(38’)彼此通过冷却剂回路(15)热耦合。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于冷却机动车的多个变流器的方法以及变流器冷却装置。
背景技术
被用于车辆运行的电动马达从混合动力车辆的领域中已知。在此的目的是:尤其在低转速时辅助内燃机,在所述低转速中,此内燃机还不提供完全的扭矩。示例的运行状态(在其中所述内燃机的这样的辅助是有利的)尤其是所谓的推进运行或所谓的涡轮迟滞补偿。此外,通过主动的电制动(在其中,所述电机位于发电的运行中)能够使得车辆的动能回馈到车载电网中(所谓的回收)。所述电机在这里经过变流器(所谓的逆变器)与车载电网相连。
对于机动的运行,所述变流器作为交流换流器运行,该交流换流器将车载电网电压转化为交变电压。在发电的运行中,所述变流器作为整流器起作用。在两个运行状态中,典型地实施大的功率,因此所述变流器的主动的冷却是适当的。原则上可行的是,利用液态的冷却剂,尤其利用冷却介质来冷却所述变流器,该冷却介质被用于在内燃机的冷却回路中冷却所述内燃机。对此,所述变流器的冷却体设有线路,冷却剂流动通过该线路,以便把由电子装置、尤其逆变器的电子装置产生的热的损耗功率导出。经此能够达到的是,电机的变流器能够实施高的电的功率,而在此不会过热。这样的冷却装置例如由DE 10 2014 220103已知。
通过所述电机有待消耗的或有待输出的功率的任意的匹配仅在狭窄的限度中可行,因为这些参数通过所述电机的机器参数预先给定。为了解决这种技术问题,从现有技术中,尤其从DE 10 2015 212 623中已知具有多个并行运行的电机的系统,从而例如相应地提高整个系统的峰值功率或整个系统的有待消耗和/或有待输出的扭矩。
但是,这样的系统的冷却典型地繁琐和昂贵,因为对于相应的电机的冷却而言,使用直接配设给所述相应的电机的冷却系统,该冷却系统然后彼此独立地运行并且依赖于所述相应的产生的热的加载来调节。因为在机动车中可供使用的结构空间始终极其紧缺地被设置,则这样的解决方案还因此是不利的。
因此值得期望的是,说明一种可行方案,利用该可行方案能够符合需求地冷却变流器,尤其混合驱动系统(在该混合驱动系统中,可供使用的功率消耗或功率输出通过所述电机几乎任意能够扩展)的变流器,而在此不会经受不必要的温度上升。
尤其当变流器冷却装置为此构造并且尤其借助于一种方法如此地能够调节,即,使得在机动车的相应的运行状态中通过相应促成的损耗功率产生的热量相应地能够可靠地和高效地导出时,认为是符合需求的冷却。所述机动车的相应的运行状态尤其指的是推进运行或者涡轮迟滞补偿。此外值得期望的是,说明一种尽可能简单的和在花费上有利的冷却,其使得以系统为条件已经现存的冷却系统的尽可能小的匹配是必要的。
发明内容
根据本发明,建议了具有本发明的特征的,一种用于冷却至少一个变流器的方法、一种计算单元和一种用于实施所述方法的计算机程序及一种变流器冷却装置。有利的构造方案是优选实施例和其它实施例的以及接下来的说明的主题。
建议一种用于多个电机的经改善的变流器冷却装置,其中,所述电机优选共同地、尤其结合内燃发动机或者在共同的传动系内运行。在这里,所述变流器冷却装置具有一种拓扑结构,在其中,设定第一冷却剂路径以用于冷却第一电机的第一变流器,并且所述变流器冷却装置还具有另外的冷却剂路径,该冷却剂路径被设定用于冷却一个另外的电机的另外的变流器,其中,所述两个冷却剂路径彼此通过共同的冷却剂回路进行热耦合。
变流器冷却装置的这样的拓扑结构具有的优点在于,所述变流器冷却装置尤其简单和紧凑地能够构造并且此外尤其简单地能够匹配到已经预先给定的系统前提,尤其不同的电机。此外,能够在所述电机的经固设的布置或预先给定的机器参数中,在电机中出现的运行条件内确保可靠的和符合需求的冷却。在此可理解的是,相应的电机的运行条件在一个时刻不必是相同的,而是第一电机能够例如优化到功率的最大输出上并且另外的电机能够优化到最大扭矩的输出。
当相应的电机的逆变器和由此以及相应的变流器冷却装置依次序、也即彼此相继地布置在冷却回路中时,本发明所基于的效果尤其于是尤其有利地表现出来。在此尤其有利的是,不依赖于所述电机的相应的运行条件,始终能够借助于所述变流器冷却装置保证两个逆变器的受管控的、同时的冷却。
在所述变流器冷却装置内的所述第一和第二冷却剂路径的热耦合能够优选借助于两个冷却剂路径的流体耦合通过相应的冷却剂和/或经过热的接触耦合借助于热交换器实现。原则上,从仅一个冷却回路(通过使得第一和至少一个另外的冷却剂路径热耦合)的应用中,得到了显著的结构方面的简化,该简化一方面实现将这样的冷却回路集成到已经现有的系统中或尤其简单地匹配到该系统,另外,在操控这样的变流器冷却装置时也得到了特别的优点,因为在这里仅一个热耦合的总系统并且并非多个不同的子系统在调节技术上被带到协调中。
在所述变流器冷却装置的一个优选的实施方式中,所述第一冷却剂路径和所述另外的冷却剂路径彼此相继地、也即依次序地布置在共同的冷却回路中,其中,在冷却剂回路中优选设置有阀,该阀被设定用于调节所述冷却剂的流,并且在所述冷却剂回路中在上游前置于所述第一冷却剂路径和所述另外的冷却剂路径来布置。
通过这样的阀(通过该阀来调整、有时候也能够阻止在所述冷却剂回路中的流)能够尤其简单地实现相应的变流器的符合需求的冷却。此外能够优选的是,在所述冷却剂回路中布置有至少一个冷却剂泵,以便主动地调整和相应地循环对于变流器的符合需求的冷却而言必要的冷却剂流。
在本发明的另一个优选的实施方式中,所述第一冷却剂路径和所述另外的冷却剂路径具有各一个进流端和在这里下游地布置在冷却剂路径中的排流端,其中,在至少一个冷却剂路径、优选两个冷却剂路径的进流端和排流端之间布置有各一个桥接段,以用于桥接在所述冷却回路中的至少一个冷却剂路径,其中,所述桥接段进一步优选地具有各一个另外的可控的阀以用于冷却剂流调节。
通过以旁通部为形式的桥接段(该桥接段布置在冷却剂路径中的至少一个冷却剂路径中),能够以特别简单的方式和方法尤其简单地调节在所述冷却剂路径内的冷却剂流和由此在所述变流器内的热量的输送离开。在这里另外尤其有利的是,在桥接段中布置有一个另外的可控的阀,通过该阀使得所述冷却剂流通过所述旁通部和由此以及所述冷却剂流通过相应的冷却剂路径能够相应地调节。原则上显然的是,所述第一和所述另外的可控的阀能够占据通过在完全贯通或不贯通的开关位置之间的相应的阀的冷却剂的每个任意的通流量。
在变流器冷却装置的另一个优选的实施方式中,该变流器冷却装置具有传感器单元,该传感器单元被设定用于确定变流器中的至少一个变流器的温度和/或冷却回路的温度,其中,所述传感器单元具有第一传感器以用于确定所述第一变流器的温度和/或第二传感器以用于确定所述另外的变流器的温度和/或至少一个另外的传感器以用于确定在所述冷却回路中的冷却剂温度。通过采用这样的传感器和在冷却回路中的相应的传感器的相应的定位,能够以特别简单的方式和形式来保证对于在相应的冷却剂路径或在整个冷却剂回路中的相应的逆变器的符合需求的冷却。
进一步优选地,用于确定在冷却剂回路中的冷却剂温度的至少一个另外的传感器布置在相对于第一冷却剂路径的上游和/或第一冷却剂路径和另外的冷却剂路径之间。通过将所述另外传感器布置在第一冷却剂路径的前方,能够以特别简单的方式和形式求取在所述冷却剂路径前方的冷却剂的起始温度。在第一冷却剂路径和另外的冷却剂路径之间的传感器的一个另外的定位中,能够以特别简单的方式求取的是,多少热量已经在所述第一冷却剂路径内容纳在冷却剂中并且多少热量还能够输出到在另外的冷却剂路径中的冷却剂。原则上可以理解的是,所述传感器与所述冷却剂回路热耦合,这意味着,所述传感器直接与液态的冷却剂能够处于接触中,当然也能够经过热耦合元件与所述冷却剂耦合。
在本发明的另一个优选的实施方式中,所述变流器冷却装置与控制单元能够相连或经相连,其中,所述控制单元与控制单元能够相连或经相连,以用于交换数据,尤其传感器数据和/或控制指令,并且其中,所述控制单元被设定用于变流器中的至少一个变流器和/或冷却回路的温度监控,其中,所述控制单元如此地操控下述元件中的至少一个元件,也即能够操控的泵、第一可控的阀和/或另外的可控的阀中的至少一个阀,以便符合需求地调整所述变流器中的至少一个变流器的和/或在冷却回路中的冷却剂的温度中的至少一个温度。
通过这样的控制单元能够尤其简单和高效的方式和方法来求取对于单个的变流器的符合需求的冷却而言必要的信息,例如在冷却回路的单个的部分线路(冷却剂路径)中的温度,并且基于此信息来促成在冷却回路中的阀或泵的相应的接线。所述冷却剂路径的串接的布置和由此促成的单个的线路和传感器的热耦合,以及在唯一的热耦合的系统内设置调节元件,例如泵或阀,在这里是有利的,因为这显著简化了单个的调节元件的调节以及为此必要的信息,例如在冷却回路内的单个的区段或路径中的温度。
在另一个有利的实施方式中,所述变流器冷却装置具有第一冷却体和另外的冷却体,该第一冷却体与所述第一变流器和所述第一冷却剂路径热耦合,该另外的冷却体与所述另外的变流器和与所述另外的冷却剂路径热耦合。
借助于所述第一冷却体和所述第二冷却体能够以尤其有利的方式来保证热耦接至所述变流器并且把在相应的变流器内产生的损耗功率或热量经过所述变流器冷却装置向外输送离开。在此可理解的是,所述变流器冷却装置和/或所述冷却体将热量要么能够输出到周边环境空气,和/或所述变流器冷却装置或所述冷却体能够耦接至一个另外的热的贮存器,例如连接至内燃机的冷却系统,以便能够相应高效地导出被容纳的热量。
在本发明的另一个优选的实施方式中,设置了用于机动车的电驱动单元,该电驱动单元具有所述至少一个第一和一个另外的电机和变流器冷却装置,其中,所述电机优选如此地布置在所述冷却剂回路中,即,使得较小的热负荷的电机在冷却剂回路中布置在较大的热负荷的电机的上游。通过在所述冷却剂回路内的电机的这样的布置能够确保的是,在所述冷却剂的流动方向上所给定的相应的热输入保持尽可能小并且最佳地利用所述冷却剂回路的容量。由此保证的是,在冷却所述第一逆变器之后,给所述冷却剂在冷却剂回路的另外的走势中通过后置的另外的电机的逆变器还能够输入足够大的热量,从而能够保证所述电机的相应的变流器的尤其高效的和符合需求的冷却。
在本发明的另一个优选的实施方式中,设置了一种方法,以用于借助于变流器冷却装置符合需求地冷却第一电机的第一变流器和一个另外的电机的另外的变流器,该变流器冷却装置为了冷却所述第一变流器具有第一冷却剂路径并且为了冷却所述另外的变流器具有另外的冷却剂路径,其中,所述第一冷却剂路径和所述另外的冷却剂路径彼此相继布置在冷却剂回路中,其中,所述冷却剂路径中的至少一个冷却剂路径借助于所述变流器冷却装置利用冷却剂流如此地加载,即,使得所述变流器中的至少一个变流器依赖于下述参数中的至少一个参数来冷却,即,变流器中的至少一个变流器的温度,优选在所述冷却剂路径中的至少一个冷却剂路径中的至少一个冷却剂温度,和/或外部的控制参数。
通过考虑电机的变流器的相应的热负荷,能够在冷却方法内为了符合需求地冷却所述变流器而考虑相应的变流器的相应的冷却需求。经此,变流器的尤其简单和高效的冷却是可行的,从而能够保证变流器以及电机的高效的运行和所述变流器和电机的尽可能长的寿命。
在所述方法的另一个优选的实施方式中,所述冷却剂流依赖于所述变流器中的至少一个变流器的温度,优选依赖于所述第一变流器和所述另外的变流器的温度来设定。此外能够优选的是,通过在所述冷却剂路径中的至少一个冷却剂路径中的冷却剂温度中的至少一个冷却剂温度和/或依赖于外部的控制参数例如由所述电机相应要求的扭矩或所述电机的相应的输出功率和/或所述电机中的至少一个电机的至少一个运行持续时间,设定冷却剂流。这样的调节能够也优选地已经根据先前所提到的外部的控制参数的要求来进行。
通过考虑前述的调节参量,能够以特别简单的方式,对于所述电机的几乎所有的能够考虑的运行状态,设定相应的变流器的符合需求的冷却,以便始终保证所述变流器的符合需求的冷却。
在所述方法的另一个优选的实施方式中,通过加载至少一个第一可控的阀和/或能够操控的泵来预先给定所述冷却剂流,以用于释放用于所述变流器中的至少一个变流器的冷却剂。通过这种措施能够以特别简单的方式和方法来保证在配设给相应的逆变器的冷却剂路径内的热量的符合需求的导出。
在所述方法的另一个优选的实施方式中,通过所述第一冷却剂路径或所述另外的冷却剂路径的所述冷却剂流,通过使得冷却剂至少部分改道经过第一桥接段和/或通过改道经过至少一个另外的桥接段来调节。在这里优选的是,如此地加载在所述桥接段内的另外的阀,即,使得在所述逆变器内有待引出的热量通过设定在冷却剂路径内的冷却剂流能够分别符合需求地输出给周边环境。在使用被存储在能够机读的存储介质上的计算机程序的情况中得到了另外的优点,该计算机程序促使计算单元执行按照上述实施方案的方法,当该计算机程序在该计算单元上实施时。
本发明的另一个有利的实施方式被表明在计算单元中,尤其用于控制电机的马达控制器中,该计算单元通过被提供在所述计算单元上的、优选该计算单元的存储介质上的计算机程序和/或通过相应的集成的电路被设定用于执行按照前述实施方案的方法。经此得到了协作关系,因为所述计算单元不仅用于调节所述电机,而且也为了执行所述方法能够设定相应的变流器的相应的符合需求的冷却。原则上可以理解的是,先前所提到的方法以及变流器冷却装置能够扩展,也即因此也能够运行和能够应用在具有带有两个以上的变流器的两个以上的电机的、具有根据本发明的效果的系统中。
本发明的其它优点和构造方案由说明书和附图得出。
附图说明
图1示出了用于电机的变流器冷却装置的框图和到内燃机的冷却回路中的示例的接入;
图2示出了在放大图中的变流器冷却装置和耦接于此的图1中的电机;
图3示出了用于两个电机的变流器冷却装置的优选的第一实施方式;并且
图4示出了变流器冷却装置的另一个优选的实施方式。
具体实施方式
在附图中相同的或作用相同的元件设有相同的附图标记。要强调的是,在下文中参照图1至4所说明的变流器、变流器冷却体或变流器冷却装置、阀、泵的构造方案以及关于方法的触发条件和冷却介质导引在本发明的框架中能够任意地组合。这尤其适用于在图3和4中以及变流器冷却装置的下文说明的优选的实施方式。
在图1中展示了原则上从现有技术中已知的变流器冷却装置100的框图和其到机动车的冷却回路中的接入。所述机动车当前具有混合驱动装置并且由内燃发动机10和第一电机20驱动,该第一电机形成了电驱动单元EA。所述内燃发动机10具有液态冷却剂回路11,在该液态冷却剂回路中使得液态冷却剂借助于泵12循环。调温器阀13控制通过热交换器14的冷却剂的量。
所述第一电机由变流器25控制,该变流器拥有电子部件30和冷却体35,经过该冷却体基本上应该使得电子部件30的功率部件、尤其功率晶体管(例如MOSFET)冷却。所述变流器25的冷却体35具有冷却剂线路,该冷却剂线路以冷却剂路径38为形式走向通过所述变流器25并且为了容纳热量而将液态冷却剂引导通过所述变流器25。
用于所述变流器25的液态冷却剂被引导在冷却剂回路15中,其中,在当前使得冷却剂由内燃机10的冷却回路11分支出去。为了获得通过冷却体35的经限定的冷却剂流,能够作为任选方案采用在这里所示的变流器冷却剂泵40。为了截止、释放或任意设定通过所述冷却体35的冷却剂流的流量,可控的阀45是所述变流器冷却装置100的一部分。通过所述阀45能够相应地阻止通往变流器的冷却剂流,只要变流器温度TINV不超过上部的温度传感器值。此外,通过所述泵40或阀45的相应的调节,能够使得冷却剂流在冷却剂路径38内匹配到相应的在逆变器25中产生的损耗功率。为了控制所述变流器冷却装置,设置一种计算单元50,该计算单元通过求取冷却剂温度和通过加载尤其所述泵40或所述阀45,调节在变流器冷却装置100内的冷却剂流。当前,所述阀45由计算单元50经过操控信号SV或冷却剂泵通过操控信号SP来操控。之前所描述的变流器冷却装置在图2中再次在放大图中被示意表明。
在图3中示意在框图中示出了变流器冷却装置200的优选的第一实施方式,并且在图4中示出了变流器冷却装置200的一个另外的优选的实施方式的一个另外的示意的框图。两个变流器冷却装置能够耦接至机动车的冷却回路(未示出)。
这样的机动车具有混合驱动装置并且由内燃机10(参见图1)和第一电机20以及一个另外的电机20’驱动,它们形成了电驱动单元EA。所述电机20、20’由各一个变流器25、25’控制,该变流器分别拥有电子部件30、30’和冷却体35、35’,经过该冷却体基本上应该使得电子部件30、30’的功率部件、尤其功率晶体管(例如MOSFET)冷却。所述变流器25、25’的冷却体35、35’具有以冷却剂路径38、38’为形式的冷却剂线路,该冷却剂线路引导液态冷却剂36并且是冷却剂回路15的一部分。
原则上能够设置的是,用于所述变流器25、25’的液态冷却剂36从内燃机10的冷却回路11分支出去。(对此参照图1)。但是原则上也可行的是,变流器冷却装置200具有从内燃机10的冷却剂回路11分离的冷却剂回路15。此外,仅内燃机10的冷却剂回路11和冷却体35、35’的冷却剂回路15的热耦合也是可行的,它们借助于热交换器(未示出)彼此热耦合。
此外,在所述冷却剂回路15中设置有第一阀SV0,该阀为了调整在冷却剂回路15中的冷却剂而相应地前置于第一38和第二38’冷却剂路径进行布置。所述阀SV0为了调整冷却剂流36相应地由计算单元50操控。此外能够作为任选方案优选给所述第一阀SV0前置地布置冷却剂泵SP,以便调节在所述冷却回路15中的冷却剂36的流。冷却剂泵SP能够同样能够由计算单元50为此相应地操控。冷却剂泵SP以及阀SV0的应用尤其对以下情况而言是有利的,即,当变流器25、25’的冷却剂回路15与内燃机10的冷却剂回路11相应地经过导引冷却介质的连接部热耦合时。在这里能够例如对于这样的情况,即,在内燃机的回路11中的冷却剂相比于在逆变器25、25’的冷却剂回路15内的冷却剂具有更高的温度,如此地进行冷却剂回路11与冷却剂回路15的分离,即,使得所述阀SV0完全闭锁,其中,所述内燃机的冷却剂回路11和所述逆变器的冷却剂回路15分别按照需求部分地或完全地能够彼此解耦或者彼此耦合。
由此在按照图3的实施例中,通过所述逆变器25、25’的冷却剂路径38、38’的冷却剂36的流,通过相应地操控所述冷却剂泵SP和/或第一阀SV0(它们能够分别通过计算单元50相应地操控和加载)来给定。
按照变流器冷却装置210的所述另外的实施方式,正如它在图4中所示那样,为了相应地调整在变流器冷却装置210的冷却剂回路15中的冷却剂流36,设置了第一桥接段60和一个另外的桥接段60’。所述第一桥接段60布置在第一冷却剂路径38的进流端62和排流端64之间。所述第二桥接段60’布置在所述另外的冷却剂路径38’的一个另外的进流端62’和一个另外的排流端64’之间。所述桥接段60和60’分别形成了用于所述冷却剂的旁通部,从而相应地减少了通过所述逆变器25的冷却体35的或通过所述逆变器25’的冷却体35’的冷却剂36的流量。
通过在桥接段60中使用另外的阀SV1和/或在桥接段60’中使用另外的阀SV2,能够通过所述逆变器25、25’的相应的冷却体35、35’几乎任意地调节所述冷却剂流。所述阀SV1和SV2相应地通过所述计算单元50操控。所述阀SV0、SV1和/或SV2或冷却剂泵SP的操控当前基于系统参数,例如冷却剂的温度TKM1,第一变流器25的温度TINV1,所述另外的变流器25’的温度TINV2,或在第一冷却剂路径38和所述另外的冷却剂路径38’之间的冷却剂温度TKM2,和/或通过在所述冷却剂路径38’后方的冷却剂温度TKM3来进行。相应的温度TKM1、TINV1、TINV2、TKM2和TKM3通过传感器单元SE的温度传感器SeInv1、SeInv2、SeKM1、SeKM2和SeKM3来测量,并且在这里所求取到的数据与所述计算单元进行交换(通过箭头所示)。
所述计算单元(该计算单元被设定用于求取在冷却回路中的相应的温度或也求取对此的外部的温度,并且该计算单元此外被设定用于操控所述阀SV0、SV1、SV2和所述泵SP)能够要么构造为控制器(该控制器直接配设给所述电机20、20’)要么作为备选方案也被实施作为在上级的控制器中的模块。原则上,对于本发明的所述两个在图3和4中所示的实施方式一般的是,所述变流器25和25’依次序布置在冷却回路中,其中,这些(不考虑桥接段)由所述冷却剂36的相同的流体质量流贯穿和冷却。
在下文,说明了若干场景,以用于第一变流器25和所述另外的变流器25’的符合需求的冷却。如果变流器25、25’之一基于其应用或其安装地点而仅被小地热加载(小的温度),则相应地减少在相应的冷却剂路径38、38’中的流动。对此,相应未被加载的冷却剂路径38或38’通过所述桥接段60或60’桥接,其中,所述桥接的程度或所述冷却剂流的流动通过所述桥接段60或60’的份额相应地通过所述调节阀SV1和SV2如此能够调节,即,使得这些相应地通过所述计算单元加载。这样的冷却能够尤其在电机20、20’的部分负荷运行中很高效,因为经此例如所述变流器25、25’的以交替的方式的冷却是可行的。
原则上,所述阀SV1和/或SV2能够在相应的桥接段60、60’中例如通过所述控制部电操纵。所述阀SV1和/或SV2的致动但是也能够液压地或气动地促成。
相应的阀的操纵依赖于在所述冷却系统中所测量的温度、尤其温度TKM1、TINV1、TINV2、TKM2和TKM3,和/或基于外部的也即在电机外的指令和/或信息来进行。所述相应的温度TKM1、TINV1、TINV2、TKM2和TKM3通过传感器单元SE的温度传感器SeInv1、SeInv2、SeKM1、SeKM2和SeKM3测量,并且在这里所求取到的数据与所述计算单元交换(通过箭头所示)。
从而能够就此而论使得所述泵SP或所述阀SV0、SV1和/或SV2的相应的操控也依赖于外部的参量,例如电机20、20’至少之一的所要求的扭矩M1、M2或相应的电机20、20’的请求时长,并且相应地设定通过所述冷却回路15或冷却剂路径38、38’的所述冷却剂的流量36。原则上,旁通阀SV1和/或SV2的操纵能够通过具有对在冷却剂回路中的温度的热的反向耦合的机械的解决方案来促成,例如借助于双金属弹簧或者调温器。在这样的简化的解决方案中,还能够使得阀位置例如经过双金属弹簧或调温器的方位位置反馈而往回报告给所述计算单元50。
在该冷却方案内还能够设置的是,所述电机20、20’的逆变器25、25’相应于其冷却需求沿着在冷却剂回路15中的冷却剂流36进行布置。如果例如两个电机20、20’相同地构造,则所述冷却需求的求取只不过在操作实践方面是不同的。由此,持久的或者被要求长久持续的扭矩和功率优选经过在所述冷却剂流中被后置的电机20’包括逆变器25’在内进行操纵。由此,实现了主要的热输入到在冷却剂回路15的第二半部中的冷却剂36中,从而在冷却剂流36中被前置的逆变器25不会不必要地热加载。
相应地,在所述冷却剂回路中被前置的电驱动器20主要被用于所述机动车的车载电网的持久的供应(发电的运行)或者用于制动能量的相应的取回(回收),在其中,不期待通过所述变流器25进入到冷却回路15中的经提高的热输入。如果所述电机20、20’不是相同地构造,则相应的逆变器25、25’的布置能够相应于所述电机20、20’的性质来实现。此外,能够设置所述逆变器25、25’的冷却体35或35’的相应不同的设计。从而较高热负荷的逆变器25’的冷却体35’能够例如相应地构造有增大的热接触面。相应地,所述逆变器25、25’的冷却体35、35’也能够这样来设计,以便相应地回避高的功率峰值和与之相连的损耗功率。在这里,所述冷却体35、35’能够在其接触面方面相应地过大设置尺寸或者过小设置尺寸来构造。
变流器冷却装置以及用于冷却变流器的方法此外尤其简单地能够匹配至极为不同的驱动器或发电机方案。由此,之前所描述的方法以及变流器冷却装置能够被用于依赖于所述逆变器的名义电压来符合需求地冷却多个变流器。从而能够例如组合具有相同的名义电压的两个电机20、20’。但是,组合具有不同的名义电压的逆变器的不同的电机也是可行的。同样,直流电压转换器(DC/DC转换器)和电驱动器的逆变器的冷却原则上是可行的,只要两者具有相应水冷的冷却体。
此外可行的是,用于冷却剂泵SP和阀SV0、SV1、SV2的控制信号取代独立的计算单元50’作为备选方案也直接能够在逆变器或配设给逆变器的逻辑中生成。为了在不同的逆变器的逻辑之间交换信息,也能够采用主-从-通信方案。主-从-拓扑结构能够尤其这样来实施,即,使得在多个发电机单元之间的分等级的通信这样来实现:(上级的)第一发电机单元(主)尤其由上级的控制器、总操控指令来接收和处理并且从中产生用于其自身电机的第一操控指令和用于每个另外的发电机单元(从)的各一个第二操控指令并且传输给这些。由此,在不改变上级的控制器的硬件和/或软件时能够实现多个发电机单元的操控,并且降低用于相应的系统的整合成本。
Claims (16)
1.一种在机动车中的用于电机(20、20’)的变流器冷却装置(200;210),该变流器冷却装置具有第一冷却剂路径(38),该第一冷却剂路径被设定用于冷却第一电机(20)的第一变流器(25),具有另外的冷却剂路径(38’),该冷却剂路径被设定用于冷却另外的电机(20’)的另外的变流器(25’),其中,所述第一冷却剂路径(38)和所述另外的冷却剂路径(38’)彼此通过冷却剂回路(15)热耦合,其特征在于,所述第一冷却剂路径(38)和所述另外的冷却剂路径(38’)具有各一个进流端(62、62’)和相对于此在下游布置的排流端(64、64’),其中,在至少一个冷却剂路径(38、38’)的进流端(62、62’)和排流端(64、64’)之间布置有桥接段(60、60’),以用于桥接在所述冷却剂回路(15)中的至少一个冷却剂路径(38、38’)。
2.按照权利要求1所述的变流器冷却装置(200;210),其特征在于,所述第一冷却剂路径(38)和所述另外的冷却剂路径(38’)彼此相继地布置在共同的冷却剂回路(15)中,其中,在所述冷却剂回路(15)中将第一可控的阀(SV0)相对于所述第一冷却剂路径(38)和所述另外的冷却剂路径(38’)在上游前置地布置。
3.按照权利要求2所述的变流器冷却装置(200;210),其特征在于,所述第一冷却剂路径(38)和所述另外的冷却剂路径(38’)具有各一个进流端(62、62’)和相对于此在下游布置的排流端(64、64’),其中,在两个冷却剂路径(38、38’)的进流端(62、62’)和排流端(64、64’)之间布置有桥接段(60、60’),以用于桥接在所述冷却剂回路(15)中的至少一个冷却剂路径(38、38’),其中,相应的桥接段(60、60’)进一步具有至少一个另外的可控的阀(SV1、SV2)以用于冷却剂流调节。
4.按照权利要求3所述的变流器冷却装置(200;210),其特征在于传感器单元(SE),该传感器单元被设定用于确定所述变流器(25、25’)中的至少一个变流器的温度(TINV1、TINV2)和/或在冷却剂回路(15)中的冷却剂的温度(TKM1、TKM2、TKM3),其中,所述传感器单元(SE)具有第一传感器(SeInv1)以用于确定所述第一变流器(25)的温度(TInv1)和/或第二传感器(SeInv2)以用于确定所述另外的变流器(25’)的温度(TInv2)和/或至少一个另外的传感器(SeKM1、SeKM2、SeKM3)以用于确定在所述冷却剂回路(15)中的冷却剂温度(TKM1、TKM2、TKM3)。
5.按照权利要求4所述的变流器冷却装置(200;210),其中,用于确定冷却剂温度(TKM1、TKM2、TKM3)的所述至少一个另外的传感器(SeKM1、SeKM2、SeKM3)布置在相对于第一冷却剂路径(38)的上游和/或第一冷却剂路径(38)和另外的冷却剂路径(38’)之间。
6.按照权利要求4或5所述的变流器冷却装置(200;210),具有控制单元(50),该控制单元与传感器单元(SE)为了交换数据而相连并且该控制单元被设定用于所述变流器(25、25’)中的至少一个变流器的和/或冷却剂回路(15)的温度监控,其中,所述控制单元(50)如此地操控下述元件中的至少一个元件,即,能够操控的泵(SP)、第一可控的阀(SV0)和/或另外的可控的阀(SV1、SV2)中的至少一个阀,以便调整所述变流器(25、25’)中的至少一个变流器的和/或在冷却剂回路(15)中的冷却剂(36)的温度(TKM1、TINV1、TINV2、TKM2和TKM3)中的至少一个温度。
7.按照权利要求1到5中任一项所述的变流器冷却装置(200;210),其特征在于第一冷却体(35)和另外的冷却体(35’),该第一冷却体与所述第一变流器(25)和与所述第一冷却剂路径(38)热耦合,该另外的冷却体与所述另外的变流器(25’)和与所述另外的冷却剂路径(38’)热耦合。
8.一种用于机动车的电驱动单元(EA),具有至少一个第一电机(20)和另外的电机(20’)和按前述权利要求中任一项所述的变流器冷却装置(200;210),其中,所述电机(20、20’)如此地布置在所述冷却剂回路(15)中,即,使得较小的热负荷的电机在冷却剂回路(15)中布置在较大的热负荷的机器的上游。
9.一种具有由内燃发动机(10)和电驱动单元(EA)形成的混合驱动装置的机动车,该电驱动单元具有按照权利要求1至7中任一项所述的变流器冷却装置(200;210)。
10.一种用于借助于变流器冷却装置(200;210)符合需求地冷却机动车的第一电机(20)的第一变流器(25)和另外的电机(20’)的另外的变流器(25’)的方法,该变流器冷却装置为了冷却所述第一变流器(25)具有第一冷却剂路径(38)并且为了冷却所述另外的变流器(25’)具有另外的冷却剂路径(38’),其中,所述第一冷却剂路径(38)和所述另外的冷却剂路径(38’)彼此相继布置在冷却剂回路(15)中,其中,所述第一冷却剂路径(38)和所述另外的冷却剂路径(38’)具有各一个进流端(62、62’)和相对于此在下游布置的排流端(64、64’),其中,在至少一个冷却剂路径(38、38’)的进流端(62、62’)和排流端(64、64’)之间布置有桥接段(60、60’),以用于桥接在所述冷却剂回路(15)中的至少一个冷却剂路径(38、38’),其中,所述冷却剂路径(38、38’)中的至少一个冷却剂路径借助于所述变流器冷却装置(200;210)利用冷却剂流(36)如此地加载,即,使得所述变流器(25、25’)中的至少一个变流器依赖于下述参数中的至少一个参数来冷却,即,变流器(25、25’)中的至少一个变流器的温度(TInv1、TInv2),在所述冷却剂路径(38、38’)中的至少一个冷却剂路径中的至少一个冷却剂温度(TKM1、TKM2、TKM3),外部的控制参数(Pext)。
11.按照权利要求10所述的方法,其中,所述外部的控制参数(Pext)包括所述电机(20、20’)中的至少一个电机的所请求的扭矩(M1、M2)和/或所述电机(20、20’)中的至少一个电机的运行持续时间。
12.按照权利要求10或11所述的方法,其中,通过加载至少一个第一可控的截止阀(SeInv1、SeInv2、SeKM1、SeKM2和SeKM3)和/或能够操控的泵(SP)来预先给定所述冷却剂流(36),以用于释放用于所述变流器(25、25’)中的至少一个变流器的冷却剂。
13.按照权利要求10或11所述的方法,其中,通过所述第一冷却剂路径(38)的冷却剂流(36)通过使得冷却剂至少部分改道经过第一桥接段(60)来调节。
14.按照权利要求10或11所述的方法,其中,通过所述另外的冷却剂路径(38’)的冷却剂流(36)通过使得冷却剂至少部分改道经过第一桥接段(60)和/或另外的桥接段(60’)来调节。
15.一种用于控制变流器冷却装置(200;210)的计算单元(50),该计算单元通过相应的集成电路和/或通过被存储在存储器上的计算机程序被设定用于执行按权利要求10到14中任一项所述的方法。
16.一种能够机读的存储介质,所述存储介质具有存储在该存储介质上的计算机程序,所述计算机程序触发计算单元(50)来执行按照权利要求10 到14中任一项所述的方法,当该计算机程序在所述计算单元(50)上实施时。
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