CN117651816A - 用于车辆的电驱动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的电驱动器，包括：电机(4)，连接到壳体(3)并包括定子端部绕组(8、8')的定子(7)、可相对于定子(7)旋转的转子(9)、和连接至转子(9)的驱动轴(10)；传动装置(5)，用于将旋转运动从驱动轴(10)传递至传动系；容纳用于冷却和/或润滑电机(4)和传动装置(5)的流体的集油槽(6)；液压装置(12)，该液压装置包括至少一个双向泵(13、14)、与泵(13、14)液压连接的第一吸入管线(24、24')、用于冷却定子(7)的定子路径(17)、与泵(13、14)连接的第二吸入管线(25、25')、和用于冷却传动装置(5)的传动装置路径(18)；具有多个阀(20、21、22、23；20'、21'、22'、23')的阀装置(16)，所述阀装置(16)被构造成使得流体从集油槽(6)通过第一吸入管线(24、24')供应至定子路径(17)，或通过第二吸入管线(25、25')供应至传动装置路径(18)。

Description

用于车辆的电驱动器
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的电驱动组件，该车辆具有电机、传动装置以及用于冷却和/或润滑电机和传动装置的液压装置。
背景技术
从US2019/0229582A1已知一种车辆驱动装置，其具有润滑路径和冷却路径，该润滑路径包括第一油泵以将储存在壳体中的油泵送至动力传动机构以润滑动力传动机构，该冷却路径与润滑路径分开并为旋转的电机提供。冷却路径包括第二油泵，以将储存在壳体中的油专门泵送至旋转的电机以对其进行冷却。第二油泵是电动泵，并且冷却路径设置有用于冷却供应到电机的油的油冷却器。
文献US2017 0285062A1公开了一种用于操作由第一电动机、第二电动机和发动机驱动的混合动力车辆的传动装置的电动油泵控制方法。该方法包括基于第一电动机的润滑流量、第二电动机的润滑流量、第一电动机的冷却流量和第二电动机的冷却流量来确定电动油泵的低压泵的转数，并且基于传动装置的离合器的控制流量和传动装置中包括的旋转驱动器的润滑流量确定电动油泵的高压泵的转数。
从US2019 0081537A1中，已知一种用于驱动车辆的旋转电机的冷却系统。冷却系统包括：第一泵，其随着车辆的行驶而被驱动以将润滑剂供应至旋转电机；以及第二泵，其由第二驱动源驱动以将润滑剂供应至旋转电机。第一泵构造成通过第一通道将润滑剂供应至旋转电机的转子芯的旋转轴的内部。第二泵构造成通过第二通道将润滑剂供应至旋转电机的定子的线圈。
从WO2020 069744A1已知一种用于驱动机动车辆的电驱动器，其具有壳体装置、电机、行星单元和动力传输单元。该壳体装置具有位于电动机侧的第一壳体部分、位于传动装置侧的第二壳体部分以及将电动机空间和传动装置空间彼此分隔开的中间壳体部分。中间壳体构件具有轴向延伸到第一壳体构件的外壳体部分中的电动机侧壳体部分和轴向延伸到第二壳体构件中的传动装置侧壳体部分。用于冷却剂流动穿过的密封腔形成在电动机侧壳体部分的外表面和第一壳体部分的内表面之间。
文献WO2015 058788A1公开了一种用于机动车辆的驱动组件，其具有彼此驱动地连接的第一齿轮和第二齿轮以及润滑剂填充物，所述润滑剂填充物在驱动组件的静态内置状态下限定润滑剂水平。第一储液器布置在润滑剂液面上方，由于第一齿轮的旋转，该第一储液器可以填充润滑剂。第二储液器布置在润滑剂液面上方，由于第二齿轮的旋转，第二储液器可以填充润滑剂。第一储液器用于润滑驱动组件的第一轴承区域，而第二储液器用于润滑驱动组件的第二轴承区域。
用于车辆的电驱动器的电机和传动装置具有不同的冷却和润滑要求，这取决于操作条件。电机的性能在操作中受到热限制。电动机的铜、铁和磁体中可能会出现固有损耗，其中材料特性限制了相应部件和结构的温度。为了实现足够的扭矩性能，有效的冷却是必要的。传动装置的被动飞溅润滑可能会导致高速操作时的搅动损失。电机和传动装置的冷却和润滑组合是关于效率的折衷。使用用于传动装置和电动机的通用控制泵允许按需润滑和冷却，但始终是电动机和传动装置的需求之间的折衷。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种用于车辆的电驱动器，其具有用于循环流体以有效冷却和润滑电机和传动装置的液压回路。
为了解决该目的，提供了一种用于车辆的电驱动器，包括：壳体；电机，其具有连接到壳体并且包括定子端部绕组的定子、可相对于定子旋转的转子、以及以旋转固定的方式连接到转子的驱动轴，其中，驱动轴绕旋转轴线可旋转地支撑在电机壳体中；传递来自驱动轴的旋转运动以驱动机动车辆的传动系的传动装置；集油槽，其中容纳有用于冷却和/或润滑电机和传动装置中的至少一个的流体；液压装置，其包括至少一个双向泵、布置在集油槽和泵之间的第一吸入管线、将泵与电机液压连接以供应用于冷却定子的流体的定子路径、布置在集油槽和泵之间的第二吸入管线，以及将泵与传动装置液压连接以供应用于冷却传动装置的流体的传动装置路径；和具有多个阀的阀装置，其被配置为使得根据双向泵的旋转方向，流体或者从集油槽通过第一吸入管线供应到定子路径以冷却电机，或者流体从集油槽通过第二吸入管线供应到传动装置路径以冷却传动装置。
因此，电驱动器提供自适应冷却和润滑系统，其允许向电机和传动装置供应适量的流体，以便以低复杂性和功耗实现良好的性能和效率。电机的操作限定了需要冷却的程度和位置，这可以通过液压装置进行相应控制。所描述的电驱动器可以在几种不同的冷却方式下操作，以便根据需要实现良好的冷却和/或润滑。
就本公开中描述的电机或传动装置被冷却而言，应当理解，这涉及所述部件的主要/主动冷却，其中未提及的其他部件可以被间接/被动冷却。此外，就本公开总体上涉及流体而言，应当理解，这可以是适合于冷却和/或润滑所描述的部件、特别是电机的部件和/或传动装置的部件的任何流体。例如，油可以用作电驱动器的冷却剂/润滑剂。
电驱动器可以包括与单或双集油槽和冷却系统组合的双向的单泵或双泵装置。双向操作允许两种不同的润滑和冷却方式，特别配置分别用于电机的低速/高扭矩和高速/低扭矩操作。例如，双向泵可以是电驱动的，其中可以通过控制相应泵的速度来实现依赖于负荷的流体流动。在电机的低速/高扭矩模式中，可以沿第一旋转方向驱动泵。在这种模式下，泵主要将流体从集油槽供给到电机的定子和绕组端部中。在电机的高速/低扭矩操作中，可以沿相反的旋转方向驱动泵。在这种模式下，泵主要将流体从集油槽供给到电机的定子和转子中，以冷却磁体和叠片。通过将低压/高流量第一双向泵与高压/低流量第二双向泵相结合，润滑冷却系统可以分为低压高流量回路(例如定子、转子冷却；传动装置润滑)以及高压/低流量回路(例如，端部绕组的喷雾冷却、高速操作时齿轮的喷雾润滑)。这将实现更复杂、更有效的冷却/润滑概念。
下面，更详细地描述本发明的一些进一步的说明。在这方面，应当理解，一个部件的任何描述也可以应用于另一相应部件，例如，结合一个泵、集油槽、阀或其他部件描述的任何技术特征也可以分别应用于任何其他泵、集油槽、阀或部件。
阀装置构造成根据相应泵的旋转方向控制流体流动。阀装置可包括布置在第一吸入管线中的止回阀、布置在第二吸入管线中的止回阀、布置在作为传动装置路径的一部分的第一压力管线中的止回阀、和/或布置在作为定子路径的一部分的第二压力管线中的止回阀。第一吸入管线可连接到泵的第一入口，并且第二吸入管线可连接到泵的第二入口。可以提供流体供给管线以将集油槽与第一吸入管线和第二吸入管线液压连接。例如，吸滤器可以布置在流体供应管线中的泵的上游。热交换器可以布置在泵的下游，例如在定子路径中。
根据实施例，液压装置可包括第一双向泵和第二双向泵，第一双向泵和第二双向泵可功能性地彼此并联地分别布置在吸入侧的集油槽与压力侧的电机或传动装置之间。在具有两个双向泵的这种布置中，液压装置可以是可控的，使得在低速模式下，第一双向泵和第二双向泵都被驱动，以便将流体从集油槽供应到定子路径，用于冷却电机。在中速模式中，两个双向泵之一可被驱动以将流体从集油槽供给至定子路径，而两个泵中的另一个被驱动以将流体从集油槽供给至传动装置路径。在高速模式下，两个双向泵都可以被驱动以将流体从集油槽供应到传动装置路径。
如上所述，集油槽可以包括用于电机和传动装置两者的单个集油槽，具有到泵的单一连接，或者作为替代，两个单独的集油槽，即与电机相关联的电动机侧储液器和与传动装置相关联的传动装置侧储液器，具有与泵的单独连接。操作期间从电驱动器的任何旋转部件溅出或滴落的流体可以暂时储存在集油槽中。从这里开始，流体可以通过旋转部件或至少一个泵再次循环，根据需要将流体从集油槽供应到待冷却和/或润滑的位置。
在具有两个双向泵和其中可以存储电机和传动装置的流体的一个单个集油槽的实施例(图1A-1D、图2)中，两个双向泵的各自的第一吸入管线和第二吸入管线与联合集油槽液压连接。因此，只有一根集油槽管线与联合集油槽连接。
在具有两个双向泵和具有两个储液器(即，电动机侧储液器和传动装置侧储液器)的集油槽的实施例(图3A-图3C)中，两个双向泵的第一吸入管线可以与电动机侧储液器液压连接，两个双向泵的第二吸入管线可与传动装置液压连接。更具体地，电动机集油槽管线可与第一双向泵的第一吸入管线/吸入侧入口以及与第二双向泵的第一吸入管线/吸入侧入口液压连接。因此，传动装置集油槽管线可与第一双向泵的第二吸入管线/第二吸入侧入口以及与第二双向泵的第二吸入管线/第二吸入侧入口液压连接。
在低速/高扭矩模式下(图3B)，两个泵都可以被驱动以将流体从电动机侧储液器主要供给至电机的定子和/或绕组端部。从电动机储液器中取出液体会导致传动装置储液器中的流体液位增加，从而允许传动装置更多的浸入。在此模式下，传动装置在被动润滑下操作。在中速/中扭矩模式下(图3C)，两个泵可以在功能上彼此相反地操作，即，其中一个泵从传动装置储液器吸入流体并将其主要供给至传动装置以用于对其进行冷却，而另一个泵则从电动机储液器吸入流体并且主要将其供给至电机的定子和/或转子以对其进行冷却。从传动装置储液器中取出流体可以降低该储液器中的流体液位，从而可以减少齿轮的浸入。在此模式下，传动装置被主动润滑，以减少搅动损失，从而实现高效率。在高速/低扭矩模式(图3D)中，两个泵都可以被驱动，以便将流体从传动装置储液器主要供给至传动装置的一个或多个部分。从传动装置储液器取出两个泵的流体可导致传动装置储液器中的流体液位降低，从而实现几乎没有浸入，因此几乎没有传动装置的损失。
在具有仅一个单个双向泵和两个储液器(即，电动机侧储液器和传动装置侧储液器)的实施例(图4A-图4D)中，双向泵的第一吸入管线可以与电动机侧储液器液压连接，双向泵的第二吸入管线可与传动装置储液器液压连接。在这种情况下，可以控制液压装置，使得在低速模式(图4B)下，驱动双向泵，以便将流体从电动机侧储液器供应到定子路径以冷却电机，并且在高速模式(图4C)下，驱动双向泵，以便将流体从传动装置侧储液器供应到传动装置路径以冷却传动装置。
在适用于任何上述实施例的实施方式中，液压传动装置路径可包括通向驱动轴的内部纵向孔的分支导管。由于传动装置的主动润滑不需要高压流体供应，因此在高速模式下，可以通过驱动轴向电机供应低压冷却剂流体。电机可以在高速模式下经由将驱动轴的纵向孔与转子和/或定子连接的驱动轴的径向孔被供应流体。转子因此可以被冷却并且流体可以被进一步朝向定子和定子端部绕组离心运动，定子和定子端部绕组因此也被冷却。此外，液压定子路径可包括通向布置在其壳体中的电机的冷却套结构的分支的套管线。因此，电机的套可以用与用于冷却电驱动器的内部部分使用的相同的流体来冷却；因此不需要单独的水冷却。
在任何上述实施例中，电驱动器的壳体可以包括中间壁，该中间壁将内部空间分隔成电动机侧室和传动装置侧室。通孔可布置在中间壁中，流体可通过该通孔从传动装置侧储液器流至电动机侧储液器。如上所述，在低速模式下，传动装置可以被动地从集油槽被供应流体，其中传动装置侧储液器中的流体液位在低速模式下可以比在高速模式下高。
附图说明
下面将参照附图解释用于机动车辆的电驱动器的示例性实施例和进一步的优点，其中：
图1A以示意图示出了根据本发明的电驱动器的第一示例性实施例；
图1B是在低速模式下的图1A的实施例；
图1C是在中速模式下的图1A的实施例；
图1D是在高速模式下的图1A的实施例；
图2以示意图示出了在修改实施例中的根据本发明的电驱动器；
图3A以示意图示出了根据本发明的电驱动器的另一个示例性实施例；
图3B是在低速模式下的图3A的实施例；
图3C是在中速模式下的图3A的实施例；
图3D是在高速模式下的图3A的实施例；
图4A以示意图示出了根据本发明的电驱动器的另一个示例性实施例；
图4B是在低速模式下的图4A的实施例；
图4C是在高速模式下的图4A的实施例；
图5以表格形式显示了各种操作模式。
具体实施方式
图1A至图1D(也共同称为图1)示出了第一实施例中的根据本发明的电驱动器2。电驱动器2包括壳体3、电机4、传动装置5和集油槽6，它们被示出为沿着电机4的旋转轴线A4的纵向截面的示意性表示。电机4具有连接到壳体3的定子7以及可相对于定子7旋转的转子9，定子7包括定子端部绕组8。驱动轴10连接到转子9并绕旋转轴线A4通过轴承装置19、19'可旋转地支撑在壳体3中。传动装置5适于传递来自驱动轴10的旋转运动以驱动车辆的传动系(未示出)。传动装置5可以包括例如未示出的减速齿轮装置、差动齿轮装置和联轴器中的至少一种。
示意性地描绘了液压装置12，其包括第一双向泵13和第二双向泵14，它们均经由流体供应管线15、具有多个阀的阀装置16、液压定子路径17和液压传动装置路径18被液压地连接到集油槽6，其中液压定子路径17将两个泵13、14中的每一个与电机4的一部分连接以将流体供给至定子7，并且液压传动装置路径18将两个泵13、14中的每一个与传动装置3的一部分连接用于冷却它。因此，液压装置12也可称为液压回路或冷却装置。
阀20、21、22、23；20'、21'、22'、23'被构造和/或布置成使得根据相应双向泵13、14的旋转方向，流体或者从集油槽6通过第一吸入管线24、24'供应到定子路径17以冷却电机4，或者流体从集油槽6通过第二吸入管线25、25'供应到传动装置路径18以冷却传动装置5的部件。阀20、21、22、23；20'、21'、22'、23'中的至少一些可以被配置为止回阀，但不限于此。
下面关于第一泵13描述液压装置。第一阀20布置在第一吸入管线24中，第二阀21布置在第二吸入管线25中，第三阀22布置在作为传动装置路径18的一部分的第一压力管线26中，并且第四阀23布置在作为定子路径17的一部分的第二压力管线27中。第一吸入管线24连接到泵13的第一入口，并且第二吸入管线25连接到泵13的第二入口。第二泵14的液压装置与第一泵13的液压装置在功能上并联布置并且类似地构造，特此简短地参考第一泵13的描述，其中管线和阀的各自附图标号设置有指示标。吸滤器11布置在流体供应管线15中。热交换器19布置在定子路径17中的泵13、14的下游。
定子路径17分成用于向第一定子冷却单元29供应流体的第一支路28和用于向相对的第二定子冷却单元29'供应流体的第二支路28'。冷却单元29、29'可以分别包括环形通道和指向各自的第一定子端部绕组8和第二定子端部绕组8'的多个周向分布的冷却喷嘴。当操作液压装置以将流体供应至定子路径17时，以高冷却效果实现定子7、特别是定子端部绕组8、8'的主动冷却。
液压传动装置路径18包括通向传动装置5的内部部分的分支30，其可以例如包括布置在比集油槽6更高的水平处的传动装置储液器31。因此，供应到传动装置储液器31的流体可以由于重力而流动或滴落到传动装置的旋转部件，例如齿轮和轴承，以对其进行冷却和/或润滑。然后流体聚集在集油槽6中并且可以通过泵再次循环。传动装置路径18还包括通向驱动轴10的内部纵向孔33的分支32。因此，当电驱动器2在高速模式下操作且流体主要供应至传动装置5时，电机4经由驱动轴10供应有低压冷却流体。为此，驱动轴10被配置为具有与纵向孔33连接的径向孔34、34'的空心轴。因此，转子9的部分可以被冷却并且流体可以朝向定子7、特别是定子端部绕组8、8'径向向外离心运动。因此，当操作液压装置以将流体供给至传动装置5时，电机4同时被被动冷却。
在图1所示的包括两个双向泵13、14的实施例中，可以以不同的操作模式控制液压装置12。在低速/高扭矩模式中，第一双向泵13和第二双向泵14均可被驱动以从集油槽6通过流体供应管线15、吸入管线24、24'和压力管线27、27'穿过定子路径17供应流体，用于冷却电机4。低速/高扭矩模式的流体供应在图1B中用实线示出。两个泵13、14沿相同的旋转方向(例如顺时针方向)被驱动。
在中速/中扭矩模式中，双向泵14被驱动以将流体从集油槽6供应至定子路径17，而另一个泵13被驱动以将流体从集油槽6供应至传动装置路径18。中速/中扭矩模式的流体流动如图1C中用实线所示。泵13、14沿相反的旋转方向被驱动，即一个顺时针方向而另一个逆时针方向。
在高速/低扭矩模式中，双向泵13、14都被驱动以将流体从集油槽6供应至传动装置路径18。高速/低扭矩模式的流体流动在图1D中用实线示出。两个泵13、14沿相同的旋转方向(例如逆时针方向)被驱动。
在图1所示的实施例中，电驱动器2包括联合集油槽6，电机4和传动装置5的流体聚集在其中，即，两个双向泵13、14的各自的第一吸入管线24、24'和第二吸入管线25、25'通过连接至单个集油槽6的单个流体供应管线15与联合集油槽6液压连接。
作为一个选择，电驱动器2的壳体3包括中间壁35，该中间壁35将壳体内部空间分隔成电动机侧室和传动装置侧室。通孔36设置在中间壁35中，取决于各自的流体液位，流体可以通过该通孔36从传动装置侧储液器流到电动机侧储液器，或者反之亦然。
此外，壳体3可以可选地包括用于电机4的冷却套37。冷却套37可以包括围绕定子7周向延伸以冷却定子7的冷却结构。冷却结构可以具有例如一个或多个曲折状通道，冷却流体、特别是水基冷却剂可以流过该通道以吸收由定子产生的热量。
图2示出了根据本发明的修改实施例中的电驱动器2。该实施例广泛地对应于图1所示的实施例，因此关于共同特征可参考上述描述。图2所示的实施例的唯一不同在于，与电驱动器2的内部部件使用相同的流体用于冷却套结构37。为此，液压定子路径17包括分支套管线38，其与布置在其壳体3中的电机4的冷却套结构27连接。
图3A至图3D(也共同称为图3)示出了根据本发明的另一个实施例中的电驱动器2。该实施例广泛地对应于图1所示的实施例，因此关于共同特征参考以上描述。在这点上，相同的细节被给予与图1中相同的附图标记。
本实施例包括两个双向泵13、14和一个集油槽6，该集油槽6包括两个单独的储液器，即电动机侧储液器39和传动装置侧储液器40。在这种情况下，两个双向泵13、14的第一吸入管线24、24'与电动机侧储液器39液压连接，因此，两个泵13、14的第二吸入管线25、25'与传动装置侧储液器40液压连接。电动机集油槽管线15与连接至第一双向泵13的第一吸入侧入口的第一吸入管线24以及连接至第二泵14的相应第一入口的第一吸入管线24'液压连接。因此，传动装置集油槽管线41与连接到第一泵13的第二入口的第二吸入管线25以及连接到第二泵14的第二入口的第二吸入管线25'液压连接。
在低速/高扭矩模式中，相应的流体流动如图3B中的实线所示，两个泵13、14都可以被驱动以将流体从电动机侧储液器39通过电动机集油槽管线15供给到冷却单元29、29'，主要用于冷却电机4的定子7和/或绕组端部8、8'。从电动机储液器39取出流体可以导致传动装置储液器40中的流体液位增加，从而允许更多的浸入传动装置5。在该模式中，传动装置5在被动润滑的情况下操作。
在中速/中扭矩模式中，相应的流体流动如图3C中的实线所示，两个泵可以在功能上彼此相反地操作，即，泵13通过管线41从传动装置储液器40抽吸流体并将其主要地供给至传动装置5以用于冷却传动装置，并且泵14通过管线15从电动机储液器39抽吸流体并将其供给至冷却单元29、29'以用于主要冷却电机4的定子7和/或转子9。从传动装置储液器40取出流体将降低此处的流体液位，因此减少浸入齿轮。在该模式中，传动装置5将被主动润滑以减少搅动损失以实现高效率。
在高速/低扭矩模式中，相应的流体流动如图3D中的实线所示，两个泵13、14都可以被驱动，以便将流体从传动装置储液器40通过管线41、24、25'、26、26'、18、30、32供给至传动装置5的一个或多个部分。两个泵13、14从传动装置储液器40取出流体可导致传动装置储液器40中的流体液位降低，从而实现几乎没有浸入，因此几乎没有传动装置5的损失。
图4A至4C(也共同称为图4)示出了根据本发明的另一个实施例中的电驱动器2。该实施例广泛地对应于图3中所示的实施例，使得关于共同特征参考以上描述。在这点上，相同的细节分别被给予与图3、2和1中相同的附图标记。
图4所示的本实施例的特征在于，仅设置一个双向泵13，并且集油槽6包括两个单独的储液器，即电动机侧储液器39和传动装置侧储液器40。双向泵13的第一吸入管线24与电动机侧储液器39液压连接，泵13的第二吸入管线25与传动装置储液器40液压连接。
在该实施例中，可以控制液压装置12，使得在低速模式下，驱动双向泵13以将流体从电动机侧储液器39供应到定子路径17，主要用于冷却电机4。该模式的流动路径如图4B中的实线所示。在高速/低扭矩模式中，双向泵13被驱动，以便将流体从传动装置侧储液器40供应到传动装置路径18，主要用于冷却传动装置5。示出了该高速模式的流动路径如图4C中的实线所示。
图5示意性地描绘了如图1至3中任一个所示的具有两个双向泵13、14的电驱动器2的示例性操作模式。这里，P1涉及第一泵，P2涉及第二泵，CS涉及冷却系统，MD涉及模式，OP涉及电驱动器2的操作。
在电驱动器2的低功率操作(Olp)下，可以关闭(0)第一和第二泵(P1、P2)，以便冷却系统仅使用被动润滑(C0)工作，即没有主动油冷却。系统工作在节能模式(Ms)。
在电驱动器2的低速下的高扭矩操作(Ot)中，第一和第二泵(P1、P2)均开启并沿相同旋转方向(rd1)被驱动，例如顺时针方向，使得冷却系统产生对电动机4、更具体地对冷却单元29、29'的最大流体供应(Cm)，用于主要冷却定子端部绕组8、8'。该模式的特征在于最大扭矩，描绘为Mt。电驱动器的传动装置在传动装置中的高流体液位下被被动润滑和/或冷却，即没有主动转子冷却。
在电驱动器2的中等扭矩和中速操作(Omed)中，第一泵和第二泵(P1、P2)均被开启以沿相反的旋转方向(rd1、rd2)被驱动，使得冷却系统产生对电动机4和传动装置5的中等流体供应(Cmed)。该模式可以称为过渡模式，示为Mmed。因此，低流量喷雾冷却与有限的转子冷却和主动传动装置润滑相结合，并且可以实现较低的传动装置油位。
在电驱动器2的高速操作(Ov)中，第一泵和第二泵(P1、P2)均被开启，以便沿相同的旋转方向(rd2)(例如逆时针方向)被驱动，使得冷却系统产生对传动装置5和转子9的最大流体供应(Ct)。该模式可以被称为高速模式，描绘为Mv。因此，通过来自转子的离心油提供了绕组端部的主动传动装置润滑和冷却，并且可以实现较低的传动装置油位。
液压装置的操作可以根据电机的操作模式来控制。在低速和高扭矩时，铜损高，因此冷却定子和端部绕组是重要的。在低扭矩和高速时，叠片和磁体中的涡流损耗显著增加。在这种情况下，需要特别注意冷却磁体以及转子和定子叠片。传动装置的润滑应再次根据操作条件进行调整。在高扭矩和低速时，被动润滑可能就足够了。在高速和低扭矩时，可以使用主动润滑来减少和集中油流，以最大限度地减少搅动损失。
附图标记
2 电驱动器
3 壳体
4 电机
5 传动装置
6 集油槽
7 定子
8,8' 定子端部绕组
9 转子
10 传动轴
11,11'吸滤器
12 液压装置
13 双向泵
14 双向泵
15 流体供应管线
16 阀装置
17 定子路径
18 传动装置路径
19 热交换器
20,20'阀
21,21'阀
22,22'阀
23,23'阀
24,24'吸入管线
25,25'吸入管线
26,26'压力管线
27,27'压力管线
28,28'分支
29,29'冷却单元
30 分支
31 传动装置储液器
32 分支
33 纵向孔
34,34'径向孔
35 中间壁
36 通孔
37 冷却套结构
38 套管线
39 集油槽
40 集油槽
A 轴线。

Claims (16)

1.用于车辆的电驱动器，包括：
壳体(3)，
电机(4)，所述电机具有连接到壳体(3)并且包括定子端部绕组(8、8')的定子(7)、相对于定子(7)可旋转的转子(9)、以及以旋转固定的方式连接到转子(9)的驱动轴(10)，其中驱动轴(10)支撑在壳体(3)中以便能绕旋转轴线(A4)旋转，
传动装置(5)，用于将旋转运动从驱动轴(10)传递至机动车辆的传动系，
集油槽(6)，所述集油槽具有用于冷却和/或润滑电机(4)和传动装置(5)中的至少一个的流体，
液压装置(12)，所述液压装置包括至少一个双向泵(13、14)、布置在集油槽(6)和泵(13、14)之间的第一吸入管线(24、24')、布置在泵(13、14)和电机之间以供应用于冷却定子(7)的流体的定子路径(17)、布置在集油槽(6)和泵(13、14)之间的第二吸入管线(25、25')、以及布置在泵(13、14)和传动装置(5)之间以供应用于冷却传动装置(5)的流体的传动装置路径(18)，
具有多个阀(20、21、22、23；20'、21'、22'、23')的阀装置(16)，所述阀装置被配置为根据双向泵(13、14)的旋转方向，流体或者从集油槽(6)通过第一吸入管线(24、24')供应到定子路径(17)以冷却电机(4)，或者流体从集油槽(6)通过第二吸入管线(25、25')供应到传动装置路径(18)以冷却传动装置(5)。
2.根据权利要求1所述的电驱动器，
其中阀装置(16)包括
布置在第一吸入管线(24、24')中的第一止回阀(20、20')，
布置在第二吸入管线(25、25')中的第二止回阀(21、21')，
布置在作为传动装置路径(18)的一部分的第一压力管线(26、26')中的第三止回阀(22、22')，以及
布置在作为定子路径(17)的一部分的第二压力管线(27、27')中的第四止回阀(23、23')。
(所有附图)
3.根据权利要求1或2所述的电驱动器，
其中液压装置(12)包括第一双向泵(13)和第二双向泵(14)，它们分别以液压方式并联布置在吸入侧的集油槽(6)与压力侧的电机(4)或传动装置之间。
(图1A-1D、图2、图3A-3D)
4.根据权利要求3所述的电驱动器，
其中液压装置(12)是可控制的使得：
在低速模式下，第一双向泵(13)和第二双向泵(14)都被驱动，以便将流体从集油槽(6)供应到定子路径(17)以冷却电机(4)，(图1B，图3B)
在中速模式下，第一双向泵(13)和第二双向泵(14)中的一个被驱动，以便将流体从集油槽(6)供应到定子路径(17)以冷却电机(4)，并且第一和第二双向泵(14、13)中的另一个被驱动，以便将流体从集油槽(6)供应到传动装置路径(18)以冷却传动装置(5)，(图1C，图3C)和/或
在高速模式下，第一双向泵(13)和第二双向泵(14)都被驱动，以便将流体从集油槽(6)供应到传动装置路径(18)以冷却传动装置(5)，(图1D，图3D)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电驱动器，
其中，集油槽(6)被配置为容纳电机(4)和传动装置(5)的流体的联合集油槽，仅一个集油槽管线(15)与其液压连接，
其中第一双向泵(13)和第二双向泵(14)的第一吸入管线(24、24')和第二吸入管线(25、25')通过所述集油槽管线(15)与所述联合集油槽液压连接。
(图1A-1D、图2)
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电驱动器，
其中，集油槽(6)包括与电机(4)相关联的电动机侧储液器(39)和与传动装置(5)相关联的传动装置侧储液器(40)，
其中，第一双向泵(13)和第二双向泵(14)的第一吸入管线(24、24')均与电动机侧储液器(39)液压连接，并且
其中，第一双向泵(13)和第二双向泵(14)的第二吸入管线(25、25')均与传动装置(5)液压连接。
(图3A-3D)
7.根据权利要求6所述的电驱动器，
其中，电动机集油槽管线(15)与第一双向泵(13)的第一吸入管线(24)以及第二双向泵(14)的第一吸入管线(24')液压连接，且
其中，传动装置集油槽管线(41)与第一双向泵(13)的第二吸入管线(25)和第二双向泵(14)的第二吸入管线(25')液压连接。
(图3A-3D)
8.根据权利要求6或7所述的电驱动器，
其中液压装置(12)是可控制的使得：
在低速模式下，第一双向泵(13)和第二双向泵(14)都被驱动，以便将流体从电动机侧储液器(39)供应到定子路径(17)，以冷却电机(4)，(图3B)
在中速模式下，第一双向泵(13)被驱动以将流体从传动装置侧储液器(40)供应到传动装置路径(18)，用于冷却传动装置(5)，并且第二双向泵(14)被驱动以便将流体从电动机侧储液器(39)供应到定子路径(17)，用于冷却电机(4)，(图3C)以及
在高速模式下，第一双向泵(13)和第二双向泵(14)都被驱动，以将流体从传动装置侧储液器(40)供应至传动装置路径(18)，用于冷却传动装置(5)。(图3D)
9.根据权利要求1或2所述的电驱动器，
液压装置(12)仅包括一个双向泵(13)并且
集油槽(6)包括与电机(4)相关联的电动机侧储液器(39)和与传动装置(5)相关联的传动装置侧储液器(40)，
其中，双向泵(13)的第一吸入管线(24)与电动机侧储液器(39)液压连接，并且双向泵(13)的第二吸入管线(25)与传动装置侧储液器(40)液压连接。
(图4A-4C)
10.根据权利要求9所述的电驱动器，
其中液压装置(12)是可控制的使得：
在低速模式下，双向泵(13)被驱动，以便将流体从电动机侧储液器(39)供应到定子路径(17)，主要用于冷却电机(4)，(图4B)以及
在高速模式下，双向泵(13)被驱动，以便将流体从传动装置侧储液器(40)供给至传动装置路径(18)，主要用于冷却传动装置(5)。(图4C)
11.根据权利要求4、8或10中任一项所述的电驱动器，
其中，在低速模式下，传动装置(5)被动地从集油槽(6)被供应流体，其中传动装置侧储液器(40)中的流体液位在低速模式下能够比在高速模式下高。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电驱动器，
其中，液压定子路径(17)包括通向布置在壳体(3)中的电机(4)的冷却套结构(37)的分支的套管线(38)。
(图2)
13.根据权利要求1至12中任一项所述的电驱动器，
其中，液压传动装置路径(18)包括通向驱动轴(10)的内部纵向孔(33)的分支的轴管线(32)。
(所有附图)
14.根据权利要求13所述的电驱动器，
其中，在高速模式下，电机(4)经由驱动轴(10)的径向孔(34、34')被供应流体，所述驱动轴(10)的径向孔(34、34')连接内部纵向孔(33)与电机(4)的转子(9)和/或定子。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的电驱动器，
其中，壳体(3)包括将内部空间分隔成电动机侧室和传动装置侧室的中间壁(35)，其中，中间壁(35)中布置有通孔(36)，流体能通过所述通孔从传动装置侧储液器流至电动机侧储液器。
(所有附图)
16.根据权利要求1至15中任一项所述的电驱动器，
其中，在定子路径(17)中布置有热交换器(19)。
(所有附图)。
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Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011118574A1 (de) * 2011-11-09 2013-05-16 Getrag Getriebe- Und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer Gmbh & Cie Kg Antriebsstrang-Kühlanordnung und Verfahren zu deren Betreiben
US8851861B2 (en) * 2012-01-31 2014-10-07 Ford Global Technologies, Llc Powertrain hydraulic system for hybrid electric vehicles
WO2015058788A1 (en) 2013-10-22 2015-04-30 Gkn Driveline International Gmbh Drive assembly and method of controlling a drive assembly
KR101786704B1 (ko) 2016-03-29 2017-10-18 현대자동차 주식회사 하이브리드 차량용 변속기를 동작시키는 eop의 제어방법
JP6919989B2 (ja) 2017-09-08 2021-08-18 トヨタ自動車株式会社 車両用回転電機の冷却装置
JP2019129608A (ja) 2018-01-24 2019-08-01 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置
DE102018007462A1 (de) * 2018-09-21 2020-03-26 Fte Automotive Gmbh Hydraulische Vorrichtung zur Getriebeschmierung und Kupplungskühlung für ein Kraftfahrzeug
CN112449739B (zh) 2018-10-04 2024-01-30 Gkn汽车有限公司 具有冷却功能的电动驱动器
DE102019128957A1 (de) * 2019-10-28 2021-04-29 Audi Ag Schmiermittelversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Verfahren zum Betreiben einer solchen Schmiermittelversorgungseinrichtung sowie Kraftfahrzeug mit einer solchen Schmiermittelversorgungseinrichtung

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