CN117155020A - 用于机动车辆的电牵引机的冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆(3)的电牵引机(2)的冷却系统(1)，至少包括以下部件：循环管路系统(4)；循环泵(6)；补偿容器(8)，至少部分地填充有待在循环管路系统(4)中循环的第一冷却液体(5)且至少部分地填充有气体(9)；马达输入接头(10)；马达输出接头(11)；以及第一热交换器(12)，用于从待在循环管路系统(4)中循环的第一冷却液体(5)散热和/或向第一冷却液体供应热，补偿容器(8)配置有通向环境(14)的孔(13)。补偿容器(8)配置有通向环境(14)的孔(13)。利用在此提出的补偿容器和冷却系统，可实现冷却液体的有效通风。

Description

用于机动车辆的电牵引机的冷却系统
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的电牵引机/牵引电机的冷却系统，一种用于机动车辆的驱动传动装置的具有这种冷却系统的热管理模块，一种用于机动车辆的具有这种热管理模块的驱动传动装置，以及一种具有这种驱动传动装置的机动车辆。
背景技术
从现有技术中已知用于电牵引机的冷却系统，用于在电力需求的情况下排出所产生的废热。为了增加冷却能力，想法是用冷却剂至少直接流过电牵引机的定子，其中，冷却剂设计为介电冷却液体。在介电冷却系统中冷却尽可能少的部件是明智的。其中连接有这种电牵引机的驱动传动装置的其他部件，例如变速器和脉冲逆变器，优选地在至少一个独立的冷却回路中被冷却。例如，借助于油回路冷却变速器，使得冷却剂(油)同时配置成以便于润滑变速器部件。例如，脉冲逆变器布置在水回路中，利用所述水回路，优选地可冷却另外的车辆部件。
由于冷却液体中不可避免的温度波动，会出现冷却液体的体积变化并因此存在压力波动，这有时导致不允许的高或低运行压力。为此目的提供补偿容器，其中冷却液体可以相对于(容易压缩的)气体在较低的压力变化的情况下进行体积变化。为此目的，在地球重力场中，(较轻的)气体总是布置在(较重的)冷却液体上方是必要的。
发明内容
因此，本发明所解决的问题是至少部分地克服现有技术中已知的缺点。根据本发明的特征由独立权利要求得出，并且其有利的构造在从属权利要求中公开。权利要求的特征可以以任何技术上有意义的方式组合，其中来自以下说明书的描述以及来自附图的特征(其包括本发明的补充构造)也可以一并纳入考虑，其包括本发明的补充的实施变型。
本发明涉及一种用于机动车辆的电牵引机/牵引电机的冷却系统，所述冷却系统至少包括以下部件：
-循环管路系统，用于引导待循环的第一冷却液体；
-循环泵，用于在所述循环管路系统中沿第一循环方向输送第一冷却液体；
-补偿容器，所述补偿容器至少部分地填充有待在所述循环管路系统中循环的第一冷却液体并且至少部分地填充有气体；
-马达输入接头，用于将所述循环管路系统在输入侧流体地连接到待被温度控制的电牵引机；
-马达输出接头，用于将所述循环管路系统在输出侧流体地连接到待被温度控制的电牵引机；以及
-第一热交换器，用于从待在所述循环管路系统中循环的第一冷却液体散热和/或向待在所述循环管路系统中循环的第一冷却液体供应热。
所述冷却系统的特征特别在于所述补偿容器设计有通向周围环境的孔。
在上面和下面的描述中使用的序数仅用于清楚的区分，并不反映指定部件的任何顺序或等级，除非另有明确说明。大于一的序数不一定必须存在另外的这样的部件。
存在的问题是，由于温度波动，在冷却系统或循环管路系统中可能出现不可接受的高压力或过低的压力。因此，借助于补偿容器/平衡容器的如上所述的平衡或补偿是有利的。在此提出将系统设计为对环境开放以用于特别高的体积波动。
事先，应当注意的是，利用在此提出的冷却系统，废热必须主要被排出，但是由冷却系统温度控制的部件的温度升高也是可能的运行条件，例如在冬季温度下，使得部件快速地达到运行温度。然而，在大多数应用中，在机动车辆的电牵引机的运行中，废热也要在冬季温度下排出，即冷却是目标。
还应当注意的是，为了在稍后将描述的部件和性质方面的清楚，冷却系统的具有相同名称的部件和性质分别被指定为“第一”部件或性质，其中这并不总是在清楚的上下文中完成。
冷却系统包括循环管路系统，所述循环管路系统包括在冷却系统的部件之间的多个管路和/或管路部分。在循环管路系统内，第一冷却液体相对于环境被封装，并且因此在那里最多以可忽略的量发生气态成分的损失(例如由于泄漏)。(第一)循环泵被提供用于使第一冷却液体循环。通过循环泵产生压差，导致循环管路系统中的(第一)循环方向。在一个实施例中，循环泵可逆地可运行，但是第一循环方向是主要运行方向，至少当从连接的电牵引机排出废热时。方向的反转是可调节的，例如，通过反转泵轮的旋转方向，但优选地通过对应的换向阀。
补偿容器配置成用于使具有第一冷却液体的循环管路系统与(易于压缩的)气体(例如来自环境的空气)之间的体积补偿/体积均衡，以便避免超过预定压力阈值，所述预定压力阈值与温度变化和循环管路系统中的第一冷却液体的所产生的体积变化有关。在一个实施例中，补偿容器以闭合方式配置，其中补偿容器中的气体被压缩，并且在根据循环管路系统中的设计的运行状态下所产生的压力增加不超过预定的压力阈值。替代地，补偿容器配置成开放的，其中来自(直接)环境的气体(优选空气)在体积增加期间从补偿容器排出，并且在体积减小期间被吸入。在一个实施例中，提供半开放式补偿容器，其中根据开放式补偿容器的类型排放和供应气体，但是这不是从开放式环境发生，而是从连接的容器发生，优选地具有可变容积，例如使用波纹管等。
可选地，补偿容器的另一个任务是在此可通过存在于气体的压差分离出第一冷却液体中的气泡，所述气泡被排放到环境或供应到封闭的气体。
电牵引机连接到冷却系统中，用于通过经由马达输入接头供应第一冷却流体并再次经由马达输出接头从电牵引机排出引入的第一冷却流体来进行温度控制。应当注意，当(第一)循环方向反转时，从马达输入接头形成输出，并且从马达输出接头形成输入。然而，优选地，即便如此，通过电牵引机的流动方向保持相同，即马达输入接头具有输入并且马达输出接头具有用于第一冷却液体的输出，其中这例如借助于对应的布线连接和/或至少一个可切换的换向阀来实现。
(第一)热交换器配置成用于在两种流体(即第一冷却液体和另外的流体(例如水或环境空气))之间传递热。在用于空气冷却的一个实施例中，例如，包括风机。
在有利的实施例中，补偿容器和循环管路系统中的热交换器之间的传导距离尽可能短，使得直到到达补偿容器的热输入低。替代地或附加地，在补偿容器和循环管路系统中的热交换器之间的传导部段与其他热源、特别是与待被温度控制的电牵引机热隔离和/或间隔开尽可能远。
在冷却系统的有利实施例中进一步提出，从孔到所述补偿容器的环境提供吸附过滤器，用于过滤通过的空气，其中所述吸附过滤器包括干燥剂和/或活性炭。
在此，提出提供一种吸附过滤器，其包含在输出中，以便因此保留烃化合物，例如，其中活性炭过滤器适用于该目的。在有利的实施例中，还提供干燥剂，例如颗粒，以防止湿气泄漏到环境中。在有利的实施例中，从补偿容器的输入还包括相同的吸附过滤器，以便因此防止不期望的成分进入补偿容器的补偿容器空间。
在冷却系统的有利实施例中，进一步提出了所述补偿容器的孔经由平稳部段连通到环境，其中，优选地借助于所述平稳部段可通过平稳迷宫结构从经过所述平稳部段的气流分离液体，和/或其中，优选地借助于所述平稳部段，与所述补偿容器的孔中的压力相比，能够在通过所述平稳部段的气流中产生增大的压力。
在此，提出了补偿容器的面向环境的孔优选地仅借助于平稳部段连通到周围环境。平稳部段具有以下优点：由于流动的减慢，液体组分可以继续沉降，所述液体组分优选地被再次收集并循环，或者例如通过滴落而被独立地排放(就其涉及从外部渗透的液体而言，例如冷凝水)到外部。
在有利的实施例中，平稳部段包括平稳迷宫结构，利用所述平稳迷宫结构，液体(特别优选地湿气)可以通过冷凝与进入的空气分离。在相同或替代实施例中，从内部逸出的冷却液体(也可能以溶解或携带在流动气体中的液滴的形式)可以借助于平稳部段通过平稳迷宫结构分离。
在有利的实施例中，与补偿容器的孔中的压力相比，平稳部段中的压力增加。因此，例如，与补偿容器的孔的区域中的气体相比，气体对于液体或湿气的溶解度增加，并且因此减少了孔的区域中的湿气侵入。然而，最重要的是，借助于平稳部段中的与孔相比较高压力，可以实现用于补偿容器中和因此循环管路系统中的压力增大的附加缓冲，而不必与环境交换。这减少了污物和液体从外部进入或烃化合物从内部渗出的情况，且在给定情况下，现有的吸附过滤器不太经常使用，因此被保护以获得更长的使用寿命和/或更小的设计以获得更好的经济性。
在冷却系统的有利实施例中进一步提出，所述补偿容器到周围环境的孔可以借助于至少一个阀关闭，其中优选地，所述至少一个阀是常闭的，并且特别优选地是压力控制的，和/或其中优选地，所述阀中的至少一个，特别优选地响应于压力阈值和/或温度阈值，可切换地可关闭。
在此，提出了设置至少一个阀，利用所述至少一个阀补偿容器可以对环境关闭，使得可以完全或选择性地关闭与环境的进出连接。当由于阀仅在预定极限压力下打开而防止流入和流出环境时，吸附过滤器在整个寿命期间受到较小的应力，因此总体上可以具有较小的尺寸。还相应地减少了湿气的进入和烃化合物的逸出。优选地，为此目的，在环境和吸附过滤器之间设置阀体。替代地，吸附过滤器布置在阀的环境侧，原因是在阀关闭的情况下吸附过滤器的流动也以可忽略的量发生。这种变型优选地配备有针对污物和(如果适用的话)喷水的附加保护，使得吸附过滤器被保护免受污染，并且同时阀处于借助于吸附过滤器保护的区域中，在所述区域中几乎没有液体。在相反的实施例中，阀本身被制成稳固的，或者还借助于如上所述附加的保护来防止污染，并且必要时防止喷水。
例如，在常闭阀可以通过压力控制打开的优选实施例中，弹簧被提供用于被动打开，使得阀体在由于施加的压力而超过弹簧力时打开，并且当低于弹簧力的压力下降时再次关闭。
在一个实施例中，附加地或替代地提供阀，所述阀可以可切换地关闭，即借助于电子控制打开和关闭。为此目的，对应地提供压力传感器和/或温度传感器，其根据对应的控制回路使阀打开。借助于具有合适设计的阀，实现了尽管在循环管路系统内发生压力波动，然而仅在期望的限值(即相应的压力阈值和/或温度阈值)内并且仅在超过对应的阈值时发生与环境的交换，使得吸附过滤器在运行中受到显著较小的负荷，并且因此增加了系统的使用寿命，或者由于较低的负荷而降低了这种系统的成本。
在冷却系统的有利实施例中，还提出了所述补偿容器的孔经由输入和输出连通到环境，其中，为了仅经由半透膜过滤空气，所述输出与环境以透气的方式并且以污物排斥和/或液体排斥的方式连接。
在此现在提出补偿容器对环境开放，其中在输出中设置半透膜。半透膜用于防止烃化合物泄漏，使得没有或仅有可忽略的量逸出。
应当注意的是，在此从技术的角度描述半渗透性，即关于足够的功能和经济的方面，使得泄漏当然可能发生。在此同样不考虑在碱性或酸性液体的情况下膜可能发生损坏，从而损害排斥功能。提供了对膜的进一步保护，例如，使得特别是当在冬季在道路上使用盐防止结冰时，防止喷水冲击膜或防止过度地冲击膜。例如，迷宫结构和/或通道收缩就足够了，原因是在大多数情况下运行条件的低的体积流。例如，合适的膜是多孔织物，优选具有疏水表面(例如，借助于对应的涂层)。
根据另一方面，提出了一种冷却系统，所述冷却系统包括至少具有以下部件的补偿容器：
-用于第一冷却液体的至少一个入口；
-用于第一冷却液体的第一出口；
-用于气体的第二出口；以及
-在所述至少一个入口和所述出口之间的连接通道，
其中，所述连接通道配置成从用于第一冷却液体的至少一个入口朝向第一出口扩张，
其中，在安装情况下，用于第一冷却液体的入口和用于气体的第二出口中的一个在每个运行状态下借助于水平和/或竖直偏移布置在用于第一冷却液体的所述第一出口上方。
在此，提出了一种补偿容器，其中，由于在每个运行状态下在对应的安装情况下的水平偏移，确保了用于第一冷却液体的入口总是布置在用于第一冷却液体的第一出口上方。在机动车辆中的应用中，这种补偿容器主要在机动车辆的横向方向和纵向方向上(即，在横向于地球重力场的方向上)经受强加速度。
补偿容器包括用于第一冷却液体的入口，第一冷却液体在冷却系统中循环之后进入补偿容器。在一个应用中，入口直接布置在电牵引机的下游。此外，设置有第一出口，第一冷却液体经由所述第一出口在冷却系统或循环管路系统中进一步循环。例如，第一出口直接布置在循环泵的上游。经由第一出口，第一冷却液体尽可能与气泡分离地进入循环管路系统，以用于进一步输送。此外，设置有第二出口，气体可以经由所述第二出口逸出，所述气体分离自冷却液体或者由于冷却液体的体积增加(例如，与温度相关)而被挤出。应当注意的是，在优选实施例中，第二出口也是气体的入口，只要第一冷却液体的体积减小，从外部吸入气体以避免出现过度真空。然而，还应当注意，出口不一定面向外部环境，而是在一个实施例中还以引导方式连接到另一室，并且在该情况下借助于良好的可压缩性和对应的气体体积来防止第一冷却液体或循环管路系统中的过度压力增加或压降。
连接通道设置在入口和出口之间。连接通道以扩张方式配置，使得假设第一冷却液体的输送速度恒定，则第一冷却液体的输送体积流在此形成减小的流速，因此有利于析出冷却液体中的气体。替代地或同时地，由于连接通道朝向第一出口变宽而发生压力降低，这也促使第一冷却液体中的气体的析出。应当注意，第一出口和第二出口(用于气体)之间的连接优选地以朝向第二出口渐缩的方式形成，使得在对应的运行状态下由于气体中的加速度和/或压力增加再次确保气体的排出以及冷却液体和气体之间的界面处的最小压力。
在此现在提供偏移，所述偏移在安装情况下是水平的，其中优选地，该偏移到连接通道的水平延伸的极值的水平距离与竖直距离大致相同。这确保了始终为来自该入口的第一冷却液体形成最高点，即使由于重力加速度与车辆加速度的叠加而存在偏离几何形状的总加速度。因此，补偿容器内的脱气部段被最大化，并且因此补偿容器对于避免第一冷却液体中的气泡是特别有效的。
在有利的实施例中，提供了用于第一冷却液体的第二入口，其中当补偿容器在冷却系统中运行时，第二入口优选地位于液位下方。例如，第二入口布置在与用于第一冷却液体的第一出口大致相同的高度处。在优选实施例中，第一冷却液体然后经由第一入口(如上所述)和第二入口两者供应到补偿容器，使得用于经由第二入口进入补偿容器的第一冷却液体的脱气路径显著缩短，但是可靠地防止了在运行状态下循环泵吸入更大量的气态成分(避免所谓的空气吸入)。
在此，建议在冷却系统中使用上述补偿容器。应当注意，在此描述的其中设置有半透膜和/或吸附过滤器的输出与用于气体的第二出口不是同义的，而是可以在下游布置另外的腔室，这种膜可能布置在所述腔室中，并且借助于所述腔室形成输入和/或输出并将其连接到补偿容器的第二出口，并且根据上述定义，在冷却系统中与上述补偿容器一起形成整个系统，其与冷却系统相关联地被称为补偿容器。在另一实施例中，如前所述的输入和输出包括第二出口或在补偿容器内布置在出口的上游。
在冷却系统的有利实施例中，进一步提出所述补偿容器的壁由以下形成：
-第一容器部分，所述第一容器部分包括用于第一冷却液体的所述入口；
-第二容器部分，所述第二容器部分包括所述出口；以及
-第三容器部分，在所述第一容器部分和所述第二容器部分之间由所述第三容器部分形成分隔壁，
其中所述入口和所述第二出口仅经由所述补偿容器的最长延伸部彼此连通。
在此提出的补偿容器通过提供三个容器部分而特别容易安装和廉价地制造，其中优选地，第一容器部分和第二容器部分形成外壁，并且第三容器部分仅形成另外两个容器部分之间的内分隔壁。在一个实施例中，至少第一容器部分和第二容器部分以材料接合的方式联结在一起，例如通过焊接或软钎焊或硬钎焊。在一个实施例中，第三容器部分(分隔壁)仅优选地例如也以材料接合、液密的方式插入，并且优选地气密地连接到其他容器部分中的至少一个。
应当注意，入口和出口分别布置在第一容器部分或第二容器部分上不一定意味着连接通道仅在第一容器部分中或沿着第三容器部分从入口延伸到过渡部直至出口，而是可选地连接通道从起点至少在一侧由第二容器部分形成壁。在优选实施例中，仅第一容器部分和/或第二容器部分产生可安装性。借助于分隔壁，产生补偿容器的接触，其中产生连接通道的彼此平行的两个通道部分。在有利的实施例中，在另一空间取向上，连接通道的彼此平行的两个通道部分也由分隔壁产生。例如，第三容器部分具有L形，其中优选地从L形壁中的一个进一步弯折出又是L形的一部分，使得由此形成总共三个部分，所述三个部分在小空间延伸部内形成彼此平行的通道部分。
应当注意，补偿容器的最长延伸与补偿容器的形状有关，其中，在此是指连接通道的延伸。在薄壁补偿容器，例如，由片材(例如，通过深拉)形成的补偿容器中，连接通道的形状对应于补偿容器的外部形状，因此补偿容器的最长延伸大致对应于补偿容器的外部形状或大致对应于连接通道的最长延伸。与补偿容器的最长延伸相比，由第三容器部分形成的分隔壁使得连接通道的长度的倍增。
在冷却系统的有利实施例中进一步提出，在用于第一冷却液体的第一出口和用于气体的第二出口之间的连接通道中形成用于保持液体的迷宫结构。
在此提出的迷宫结构的特征主要在于，在迷宫结构中的多个通道之间和/或朝向用于气体的第二出口未形成直线连接，使得迷宫结构保持可以朝向第二出口流动(例如通过晃动运动)的第一冷却液体的大部分，并且优选地，由气体夹带的冷却液体也粘附到迷宫结构的相应壁上，并且因此被防止朝向用于气体的第二出口流动。在特别优选的实施例中，迷宫结构还布置成使得经由出口从外部进入的液体(例如来自环境的喷水或空气增大的湿气)由迷宫结构的壁保持，并且不混合到第一冷却液体中或仅以可忽略的量混合。当第二出口对于环境敞开并且同时第一冷却液体是介电冷却液体时，这是特别重要的，因此在水进入的情况下电绝缘的效率会降低。
根据另一方面，提出了一种用于机动车辆的驱动传动装置的热管理模块，所述热管理模块至少包括以下部件：
-用于变速器的油回路，所述油回路具有第二循环方向并且具有第二热交换器；
-用于至少一个车辆部件的水回路，所述水回路具有第三循环方向并且具有第三热交换器；以及
-用于电牵引机的根据以上描述的一个实施例的冷却系统，
其中，优选地，用于电牵引机的脉冲逆变器布置在所述水回路中。
在此，上述冷却系统连接到用于机动车辆的驱动传动装置的热管理模块中，其中，该热管理模块[TMM]因其功能和任务而众所周知。除了驱动传动装置的部件之外，其他车辆部件优选地也是被温度控制的，例如(优选地动力电池)电池。
其中连接有这种电牵引机的驱动传动装置的其他部件，例如变速器和脉冲逆变器，优选地在与冷却系统分离的至少一个冷却回路中冷却。例如，包括(优选地可切换的)齿轮箱和/或差速器的变速器通过具有油的油回路冷却，优选地直接冷却。直接冷却是直接接触变速器的部件(例如齿轮)的流动，例如作为润滑剂的替代物。例如，油回路是常规的。在一个有利的实施例中，用于在油回路中产生第二循环方向的第二循环泵联接到用于在用于第一冷却液体的循环管路系统中产生第一循环方向的第一循环泵，作为所谓的双联泵，使得单个驱动器就足以用于两个循环泵。废热由此经由第二热交换器排出。
未布置在油回路或冷却系统中的待被温度控制的车辆部件优选地借助于水回路进行温度控制。水通常是水-乙二醇混合物。水回路的水经由第三热交换器在第三循环方向上输送(借助于第三循环泵)。第三热交换器优选地配置用于与环境或周围空气进行热传递，其中优选地提供风机用于第三热交换器上的(强制)对流。
应当注意，相应的部件在油回路和/或水回路中也是可加热的，例如在冬季温度下，但在此的主要状态也是废热的排出。在适当的情况下，相应的循环方向也是可逆的。
在一个有利的实施例中，用于由具有第一冷却液体的冷却系统进行温度控制的电牵引机的脉冲逆变器[PWR]布置在水回路中以进行温度控制，即，不是在具有第一冷却液体的冷却系统中进行温度控制的部件。有利的是保持用于电牵引机的所述冷却系统中的部件数量较少。对于脉冲逆变器，不需要使用介电(第一)冷却液体。因此，有利的是将脉冲逆变器布置在所述冷却系统的外部。
在热管理模块的有利实施例中，进一步提出，所述水回路连接到用于电牵引机的所述冷却系统的所述第一热交换器以用于热传递，优选地作为所述冷却系统到环境的唯一与液体有关的热传递，其中，优选地在所述水回路的第三循环方向上，用于电牵引机的脉冲逆变器布置在所述第一热交换器的上游。
在此提出具有第一冷却液体的冷却系统热耦合到水回路，即水回路借助于(第一)热交换器配置用于第一冷却液体的温度控制。因此，在第一热交换器中，例如在电牵引机冷却时(技术上没有液体交换)，热从第一冷却液体释放到水回路中的水。
在优选实施例中，不提供用于电牵引机(并且优选地也不提供冷却系统中的其他部件)的温度控制和用于从第一冷却液体散热的另外(强制)对流。相反，第一热交换器则是冷却系统的用于传递热(即与水回路)的唯一单元。
在优选实施例中，脉冲逆变器在水回路的(第三)循环方向上布置在第一热交换器的上游，使得脉冲逆变器上方的温度差尽可能大，而第一热交换器上方的温度差(由于电牵引机的大部分非常大的热输出)仍然足够。
在一个有利的实施例中，设置有用于使(第一)循环方向反转的反向阀。在一个实施例中，第一冷却液体然后穿过独立的返回通道。优选地，相同的管路用于两个方向。
因此，在主方向上，部件的顺序是(从第一循环泵开始)：
1.第一循环泵；
2.第一热交换器；
3.电牵引机；以及
4.补偿容器。
根据以上描述的旁路部段优选地在主方向上布置成使得其将来自第一循环泵的循环管路系统的管路部段连接到补偿容器上游的管路部段。并且，在次方向上，部件的顺序为：
1'.第一循环泵；
2'.电牵引机
3'.第一热交换器；以及
4'.补偿容器。
应当注意，冷却系统中可能的其他部件也以相反的顺序被通流，或者仅以相反的顺序通流少数或仅前述三个部件。
在热管理模块的有利实施例中，还提出了水回路还连接到油回路的第二热交换器以用于热传递，优选地作为冷却系统到环境的唯一与液体有关的热传递，其中，优选地在水回路的第三循环方向上，第一热交换器布置在第二热交换器的上游。
在此提出，油回路和水回路彼此热耦合，即，水回路借助于(第二)热交换器配置用于油的温度控制。在第二热交换器中，例如，当变速器冷却(技术上没有液体交换)时，来自油循环中的油的热被释放到水回路中的水。
在优选实施例中，不提供用于变速器的温度控制(并且优选地也不用于油回路中的另外的部件)和用于从油排出热量的另外(强制)对流。相反，第二热交换器则是油回路的用于热传递(即与水回路)的唯一单元。
在优选实施例中，第一热交换器在水回路的(第三)循环方向上布置在第二热交换器的上游，使得第一热交换器上的温度差尽可能大，而第二热交换器上的温度差(由于与电牵引机相比变速器中大多允许较高的温度水平)仍然足够。
根据另一方面，提出了一种用于机动车辆的驱动传动装置，所述驱动传动装置至少包括以下部件：
-至少一个电牵引机，用于提供扭矩；
-至少一个驱动轮，用于借助于电牵引机的扭矩驱动相关机动车辆；
-至少一个变速器，用于在电牵引机和所述驱动轮中的至少一个之间传递扭矩；以及
-根据以上描述的一个实施例的用于电牵引机中的至少一个的冷却系统和/或根据以上描述的一个实施例的用于电牵引机中的至少一个，所述变速器中的至少一个和至少一个车辆部件，以及优选地用于电牵引机中的至少一个的脉冲逆变器的热管理模块。
在此现在提出了一种驱动传动装置，其包括至少一个电牵引机，借助于电牵引机产生扭矩。相应的电牵引机的扭矩可经由变速器传递到至少一个驱动轮。至少一个驱动轮配置成以便于向前驱动机动车辆。驱动传动装置的部件的温度控制由根据以上描述的一个实施例的冷却系统或包括冷却系统的热管理模块执行。对于第三热交换器，优选地使用环境的空气，即被动地借助于行驶风和/或主动地借助于风机。
在另一方面，提出了一种机动车辆，其包括具有运输单元的底盘和根据以上描述的实施例的用于向前驱动机动车辆的驱动传动装置。
机动车辆被提供用于运输至少一个乘客和/或货物，并且包括客舱和/或货舱。借助于电牵引机中的至少一个的扭矩经由至少一个驱动轮驱动机动车辆。
附图说明
下面参照附图根据相关技术背景详细解释上述本发明，附图示出了优选构造。本发明不以任何方式受纯粹的示意图的限制，其中应当注意，附图不是真实的尺寸并且不适合于限定比例。附图示出：
图1在示意图中示出热管理模块；
图2在分解图中示出补偿容器；
图3在分解图中示出根据图2的补偿容器；
图4在截面图中示出根据图2和图3的补偿容器；
图5在分解图中示出平稳部段；以及
图6在示意性俯视图中示出具有热管理模块的机动车辆。
具体实施方式
在图1中，在示意图中示出热管理模块37，其包括用于电牵引机2的冷却系统1。冷却系统1的第一热交换器12在此配置用于与水回路43(在此仅局部示出)进行热传递，使得冷却系统14的循环管路系统4的第一冷却液体5和水回路43的水(混合物)彼此热交换。用于变速器39的油回路40的第二热交换器42在此同样配置用于与水回路43(在此仅局部示出)进行热传递，使得油回路40的油和水回路43的水(混合物)彼此热交换。
用于待在冷却系统1中被温度控制的电牵引机2的脉冲逆变器46在此布置在水回路43中，即在水回路43的(第三)循环方向44上布置在具有第一冷却液体5的冷却系统1的第一热交换器12的上游。另外，第二热交换器42在第三循环方向44上布置在第一热交换器12后面。
在油回路40中，在(第二)循环方向41上，变速器39和变速器部件52布置在第二热交换器42下游，它们在此并联连接。随后，在油回路40中布置有油槽/油池53，然后布置有(第二)粗过滤器51，最后(在图中示出)布置有第二循环泵54。第二循环泵54在此(纯粹可选地)与具有第一冷却液体5的冷却系统1的第一循环泵6实施为串联泵。
冷却系统1包括循环管路系统4，其中在(第一)循环方向7上布置有以下部件：
1.第一循环泵6；
2.第一热交换器12；
3.电牵引机2，电牵引机经由马达输入接头10和马达输出接头11被通流；以及
4.补偿容器8。
作为可选部件，在此示出了在马达输入接头10上游的(第一)粗过滤器50。
补偿容器8部分地填充有第一冷却液体5并且部分地填充有气体9，因此可以调节或至少减轻经由可压缩气体9由与温度相关的体积增加引起的压力增加。吸附过滤器15也布置在补偿容器8内。根据图示，阀21、22分别布置在环境14和输入23(具有吸附过滤器15)以及输出24和补偿容器8之间，即，布置到输入23(具有吸附过滤器15)以及输出24。阀21、22配置成用于相对于环境14关闭补偿容器8的通向环境14的孔13(在此示出为虚线箭头)。气体9的排放可以借助于例如压力控制的流出侧阀21来阻止。气体9的流入可以借助于例如也是压力控制的流入侧阀22来阻止。通过过滤吸附过滤器15的过滤，例如防止烃化合物从补偿容器8逸出和湿气从环境14进入补偿容器8，或者其量是可忽略的。在一个有利的实施例中，吸附过滤器15包括活性炭17和干燥剂16(参见图5)。由于执行与环境14的气体交换的状态的数量和/或持续时间的减少，可以借助于关闭阀21、22来实现吸附过滤器15的使用寿命的增加。为此目的，阀21、22优选地设计成常闭的。在优选实施例的示例中，阀21、22是被压力控制的和/或被温度控制的。因此阀21、22仅在处于或超过压力阈值和/或温度阈值时打开。
应当注意，在所示的热管理模块37的实施例中，没有提供用于从冷却系统1和油回路40向环境14进行热传递的热交换器。相反，第一热交换器12和第二热交换器42联接到水回路43。
在图2中，示出了补偿容器8的分解图，其中补偿容器8包括第一容器部分32、第二容器部分33和第三容器部分34。第一容器部分32包括第一入口25和(纯粹可选地)第二入口26(在此被挡住，参见图3和图4)，所述第一入口配置成用于从循环管路系统4(参见图1)引出第一冷却液体5。第二容器部分33形成迷宫结构36并且包括第一出口27和第二出口28，其中第二出口28配置用于排出气体9并且实施为孔13。第三容器部分34在另外两个容器部分32、33之间形成分隔壁35，其中分隔壁35防止第一冷却液体5直接从第一入口25进入第二容器部分33的具有迷宫结构36的容积到达第二出口28。相反，借助于分隔壁35延长第一冷却液体5在补偿容器8内流过的连接通道29(参见图3)。三个容器部分32、33、34优选地以材料接合的方式联结在一起，例如通过焊接或软钎焊或硬钎焊。三个容器部分32、33、34用它们的外表面一起形成补偿容器8的壁31。例如，容器部分32、33、34全部或部分地借助于片材变形形成，例如通过深拉，或者全部或部分地借助于注塑成型。在该实施例中，补偿容器8的内部形状通过其外部可见的形状来区分，原因是壁厚很薄，并且例如在技术上可行的生产的背景下几乎是恒定的。
在此由第二容器部分33形成的迷宫结构36的特征主要在于，借助于在迷宫结构36中彼此错移的多个通道，没有形成通向第二出口28(用于气体9)的直线连接，使得朝向第二出口28流动(例如通过晃动运动)的任何第一冷却液体5在很大程度上由迷宫结构36保持，并且由气体9携带的任何冷却液体5也粘附到迷宫结构36的对应壁31上，并且因此防止朝向用于气体9的第二出口28流动。
在图3中，在分解图中示出了根据图2的补偿容器8，其中在该视图中三个容器部分32、33、34密封地连接在一起，并且壁31向外闭合。如图所示，在右上端，第一入口25布置在第一容器部分32上，其配置成用于引入第一冷却液体5。，如图所示，在该实施例中，第二入口26附加地布置在容器8的右下端处，其中第二入口配置成用于引入第一冷却液体5中。由于第三容器部分34的分隔壁35，根据图示，防止第一冷却液体5向左流动，并且因此部分地流动通过连接通道29。在此，连接通道29延伸到图像平面中并朝向第一出口27加宽。第一冷却液体5的流动由箭头指示(其中未被遮挡部分用实线，并且其中被遮挡部分用虚线)。经由第一出口27，尽可能不含气泡的第一冷却液体5返回到循环管路系统4(参见图1)的另外的部分中以用于进一步输送。此外，提供第二出口28，气体9可以经由所述第二出口逸出，其中气体9(或至少气泡状气体9)由于第一冷却液体5的减速和平稳而沿着连接通道29在很大程度上分离，并且流到较高的第二出口28，如图中用点划线所示。气体9穿过第二容器部分33内的迷宫结构36(在此被遮挡，参见图4)并离开第二出口28。
在该实施例的示例中，第二出口28(通过孔可见)以两部分方式水平布置，其中纯粹可选地，分离元件55将第二出口28(向外形成孔13)分离成用于气体9的出口24和入口23。如果循环管路系统4内的压力否则会由于体积减小而过度降低，则气体9的进入是必要的。应当注意，在优选实施例中，出口连接到包括向外的开口13的管路或平稳部段18(参见图5)。
在图4中，在截面图中示出了根据图2和图3的补偿容器8。在此仅描述在以上描述中不可见或仅不充分可见的部件。在此选择截面图，使得由第二容器部分33形成的迷宫结构36可见。在该实施例的示例中，迷宫结构36布置成使得经由用于气体9的第二出口28(在此未示出)从周围环境14进入的液体(例如，喷水或来自空气的增大的湿气)通过迷宫结构36的壁31保持，并且相应地不混合到第一冷却液体5中，或者仅以可忽略的量混合。当从第一冷却液体5分离的气体9(在此以点划线示出为可能的气流20)朝向第二出口28流动时不被迷宫结构36干扰或仅在非常小的程度上被迷宫结构干扰。
从第一入口25至图示的第一冷却流体5的下过渡部的在图中流动从图面出发(参见图3)，延伸有水平和/或竖直偏移30，其中所示实施例中的偏移到连接通道29的水平延伸的极值的水平距离与竖直距离大致相同。这确保了用于第一冷却液体5的第一入口25总是形成最高点，即使由于重力加速度与车辆加速度的叠加而存在偏离几何限定取向的总加速度。因此，脱气部段在补偿容器8内被最大化，并且因此补偿容器8对于避免第一冷却液体5中的气泡是特别有效的。因此，在图示中所示的水平和/或竖直偏移30的下端处，第一出口27布置用于第一冷却液体5。
在图5中，平稳部段18在分解图中示出，其中平稳部段18纯粹可选地包括盖56、分离器57和平稳迷宫结构19。平稳迷宫结构19借助于孔13流体地连接到补偿容器8，使得气流20可以流入和流出补偿容器8进入平稳部段18。从环境14进入的气体9(或空气)必须首先流过吸附过滤器15，然后才能流入平稳部段18。吸附过滤器15在此包括干燥剂16(纯粹可选地布置在环境侧)和活性炭17(纯粹可选地布置在容器侧)。气流20中最外面的部件由吸附过滤器15形成。优选地，开口13借助于阀、优选地用于输入23和输出24的独立阀21、22(参见图1)对环境14关闭。
在该实施例的示例中，平稳迷宫结构19布置成使得液体，特别优选地能够将自环境14进入空气的湿气借助于冷凝分离。在相同或替代的实施例的示例中，借助于平稳部段18，从内部逸出的冷却液体5(也可能以溶解或携带在流动气体9中的液滴的形式)可以借助于平稳迷宫结构19分离。
在图6中，具有热管理模块37的机动车辆3在示意性俯视平面图中示出为具有驱动传动装置38。机动车辆3包括大致在其底盘48的中心的运输舱49，例如客舱，以及在其底盘48的侧面驱动机动车辆3的四个驱动轮47。在前面，存在电牵引机2(在此纯粹可选地同轴)，并且在后面，存在另外的电牵引机2(在该情况下纯粹可选地轴向布置)，并且在后面，存在变速器39和差速器58，优选地其中差速器58连接到油回路40(在此未示出)中。为前后电动牵引机2中的每一个提供脉冲逆变器46。水回路43配置用于脉冲逆变器46以及第一热交换器12和第二热交换器42的温度控制，其中水回路43的热可以经由第三热交换器45(在此用风机示出)排出到环境14。输入管路在在此用实线示出，返回管线分别用虚线示出，使得水回路43的(第三)循环方向44在图示中逆时针延伸。同样，这在电牵引机2上的冷却系统1和油回路40中示出。例如，冷却系统1、油回路40和水回路43(至少部分如图2)中所示实施。此外，在此示出了处理器59，借助于所述处理器可以实现所示(以及可能另外的)部件的必要控制和/或控制。处理器59配置为例如CPU，和/或是机动车辆3的车载计算机的一部分。
利用在此提出的补偿容器和冷却系统，可以实现冷却液体的有效通风。
附图标记列表
1 冷却系统
2 牵引机
3机动车辆
4循环管路系统
5 第一冷却液体
6 第一循环泵
7 第一循环方向
8补偿容器
9气体
10马达输入接头
11马达输出接头
12第一热交换器
13孔
14环境
15吸附过滤器
16干燥剂
17活性炭
18平稳部段
19平稳迷宫结构
20气流
21流出侧阀
22流入侧阀
23输入
24输出
25第一入口
26第二入口
27第一出口
28第二出口
29连接通道
30偏移
31壁
32第一容器部分
33第二容器部分
34第三容器部分
35分隔壁
36迷宫结构
37热管理模块
38驱动传动装置
39变速器
40油回路
41第二循环方向
42第二热交换器
43水回路
44第三循环方向
45第三热交换器
46脉冲逆变器
47驱动轮
48底盘
49运输单元
50第一粗过滤器
51第二粗过滤器
52变速器部件
53油槽
54第二循环泵
55分离元件
56盖
57分离器
58差速器
59处理器

Claims (10)

1.一种用于机动车辆(3)的电牵引机(2)的冷却系统(1)，所述冷却系统至少包括以下部件：
-循环管路系统(4)，用于引导待循环的第一冷却液体(5)；
-循环泵(6)，用于在所述循环管路系统(4)中沿第一循环方向(7)输送第一冷却液体(5)；
-补偿容器(8)，所述补偿容器至少部分地填充有待在所述循环管路系统(4)中循环的第一冷却液体(5)以及至少部分地填充有气体(9)；
-马达输入接头(10)，用于将所述循环管路系统(4)在输入侧流体地连接到待被温度控制的电牵引机(2)；
-马达输出接头(11)，用于将所述循环管路系统(4)在输出侧流体地连接到待被温度控制的电牵引机；以及
-第一热交换器(12)，用于从待在所述循环管路系统(4)中循环的第一冷却液体(5)散热和/或向待在所述循环管路系统中循环的第一冷却液体供应热，
其特征在于，
所述补偿容器(8)设计带有通向环境(14)的孔(13)。
2.根据权利要求1所述的冷却系统(1)，其中，从孔(13)到所述补偿容器(8)的环境(14)包括吸附过滤器(15)，用于过滤通过的空气，其中，所述吸附过滤器(15)包括干燥剂(16)和/或活性炭(17)。
3.根据权利要求1或2所述的冷却系统(1)，其中，所述补偿容器(8)的孔(13)经由平稳部段(18)连通到环境(14)，其中，优选地借助于所述平稳部段(18)可通过平稳迷宫结构(19)将液体与通过所述平稳部段(18)的气流(20)分离，和/或，其中，优选地借助于所述平稳部段(18)能够在通过平稳部段(18)的气流(20)中产生与补偿容器(8)的孔(13)中的压力相比增大的压力。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的冷却系统(1)，其中，借助于至少一个阀(21、22)，所述补偿容器(8)的孔(13)能够对环境(14)关闭，其中优选地，所述至少一个阀(21、22)是常闭的，并且特别优选地能够通过压力控制打开，和/或其中优选地，所述阀(21、22)中的至少一个能够特别优选地响应于压力阈值和/或温度阈值可切换地关闭。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的冷却系统(1)，其中，所述补偿容器(8)的孔(13)经由输入(23)和输出(24)连通到环境(14)，其中，为了仅经由半透膜过滤空气，所述输出(24)与环境(14)以透气的方式并且以污物排斥和/或液体排斥的方式连接。
6.一种冷却系统(1)，所述冷却系统包括至少具有以下部件的补偿容器(8)：
-用于第一冷却液体(5)的至少一个入口(25、26)；
-用于第一冷却液体(5)的第一出口(27)；
-用于气体(9)的第二出口(28)；以及
-在所述至少一个入口(25、26)和所述出口(27、28)之间的连接通道(29)，
其中，所述连接通道(29)配置成以便于从所述至少一个入口(25、26)朝向用于第一冷却液体(5)的所述第一出口(27)扩张，
其中，在安装情况下，用于第一冷却液体(5)的所述入口(25)和用于气体(9)的所述第二出口(28)中的一个在每个运行状态下借助于水平偏移(30)布置在用于第一冷却液体(5)的所述第一出口(27)上方。
7.根据权利要求6所述的冷却系统(1)，其中，所述补偿容器(8)的壁(31)由以下形成：
-第一容器部分(32)，所述第一容器部分包括用于第一冷却液体(5)的所述入口(25、26)；
-第二容器部分(33)，所述第二容器部分包括所述出口(27、28)；以及
-第三容器部分(34)，在所述第一容器部分(32)和所述第二容器部分(33)之间由所述第三容器部分形成分隔壁(35)，
其中，所述入口(25、26)和所述第二出口(28)仅通过所述补偿容器(8)的最长延伸部彼此连通。
8.根据权利要求6或7所述的冷却系统(1)，其中，在用于第一冷却液体(5)的所述第一出口(27)和用于气体(9)的所述第二出口(28)之间的连接通道(29)中，形成用于保持液体的迷宫结构(36)。
9.一种用于机动车辆(3)的驱动传动装置(38)的热管理模块(37)，所述热管理模块至少具有以下部件：
-用于变速器(39)的油回路(40)，所述油回路具有第二循环方向(41)并且具有第二热交换器(42)；
-用于至少一个车辆部件的水回路(43)，所述水回路具有第三循环方向(44)并且具有第三热交换器(45)；以及
-用于电牵引机(2)的根据权利要求1至8中任一项所述的冷却系统(1)，
其中优选地，用于电牵引机(2)的脉冲逆变器(46)布置在所述水回路(43)中。
10.根据权利要求9所述的热管理模块(37)，其中，所述水回路(43)与用于电牵引机(2)的冷却系统(1)的第一热交换器(12)连接以用于热传递，优选作为冷却系统(1)到环境(14)的唯一与液体有关的热传递，其中，优选地在所述水回路(43)的第三循环方向(44)上，用于电牵引机(2)的脉冲逆变器(46)布置在所述第一热交换器(12)的上游。
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