DE102013222587B4

DE102013222587B4 - Temperaturregelung einer drosselspulenanordnung

Info

Publication number: DE102013222587B4
Application number: DE102013222587.3A
Authority: DE
Inventors: Behzad Vafakhah; Brian Richard Light; Brandon Dobbins; Shailesh Shrikant Kozarekar; Sudhir Kumar
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2024-03-21
Anticipated expiration: 2033-11-08
Also published as: CN103802665B; US11195649B2; DE102013222587A1; US20220068541A1; US9543069B2; CN103802665A; US20170084375A1; US20140132378A1

Abstract

Fahrzeug, umfassend:
ein Getriebe (12), das eine Drosselspulenanordnung (14) und mindestens ein Zahnrad (34, 36, 38) enthält, welches dazu konfiguriert ist, beim Drehen Drehmoment zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Getriebes (12) zu übertragen und Fluid (96) auf die Drosselspulenanordnung (14) zu spritzen, um die Drosselspulenanordnung (14) zu kühlen,
wobei das Getriebe (12) eine Kammer (92) definiert, und wobei die Drosselspulenanordnung in einem oberen Bereich der Kammer montiert ist und sich das Fluid (96) in einem unteren Bereich der Kammer ansammelt,dadurch gekennzeichnet, dass
das Fahrzeug eine Düse (98) umfasst, die in dem oberen Bereich der Kammer angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, das Fluid (96) zur Drosselspulenanordnung (14) zu verdrängen.

Description

Eine oder mehrere Ausführungsformen betreffen eine Drosselspulenanordnung eines Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers (DC-DC-Wandlers), der in einem Getriebegehäuse montiert ist.
Der Begriff „Elektrofahrzeug“, wie er hier verwendet wird, umfasst Fahrzeuge mit einer elektrischen Maschine für den Fahrzeugantrieb, wie zum Beispiel batterie-elektrische Fahrzeuge (BEVs, BEV - battery electric vehicle), Hybridelektrofahrzeuge (HEVs, HEV - hybrid electric vehicle) und Plug-In-Hybridfahrzeuge (PHEVs, PHEV - plug-in hybrid electric vehicle). Ein BEV enthält eine elektrische Maschine, wobei die Energiequelle für die elektrische Maschine eine Batterie ist, die von einem externen Elektrizitätsnetz wiederaufgeladen werden kann. Bei einem BEV ist die Batterie die Energiequelle für den Fahrzeugantrieb. Ein HEV enthält einen Verbrennungsmotor und eine oder mehrere elektrische Maschinen, wobei die Energiequelle für den Verbrennungsmotor Kraftstoff ist und die Energiequelle für die elektrische Maschine eine Batterie ist. Bei einem HEV ist der Verbrennungsmotor die Hauptenergiequelle für den Fahrzeugantrieb, wobei die Batterie zusätzliche Energie für den Fahrzeugantrieb bereitstellt (die Batterie speichert Kraftstoffenergie und gewinnt kinematische Energie in elektrischer Form zurück). Ein PHEV ist wie ein HEV, aber das PHEV hat eine Batterie mit größerer Kapazität, die vom externen Elektrizitätsnetz wiederaufgeladen werden kann. Bei einem PHEV ist die Batterie die Hauptenergiequelle für den Fahrzeugantrieb, bis sich die Batterie auf eine niedrige Energiehöhe entleert, zu welchem Zeitpunkt dann das PHEV wie ein HEV für Fahrzeugantrieb wirkt.
Elektrofahrzeuge können einen Spannungswandler (Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler) enthalten, der zwischen der Batterie und der elektrischen Maschine verbunden ist. Elektrofahrzeuge, die elektrische Wechselstrommaschinen aufweisen, enthalten auch einen zwischen dem DC-DC-Wandler und der elektrischen Maschine verbundenen Umrichter. Das Spannungspotential wird durch einen Spannungsregler erhöht („hochgesetzt“) oder verringert („tiefgesetzt“), um Drehmomentfähigkeitsoptimierung zu erleichtern. Der DC-DC-Wandler enthält eine Drosselspulen- (oder Reaktor-)Anordnung, Schalter und Dioden. Eine typische Drosselspulenanordnung enthält eine leitende Spule, die um einen magnetischen Kern gewickelt ist. Die Drosselspulenanordnung erzeugt Wärme, wenn Strom durch die Spule fließt. Ein bestehendes Verfahren zum Kühlen des DC-DC-Wandlers durch Zirkulieren von Fluid durch eine Leitung, die sich nahe der Drosselspule befindet, wird in der US 2004 / 0 045 749 A1 von Jaura et al. offenbart. Die Druckschrift JP 2008 - 218 732 A und die Druckschrift JP 2011 - 228 547 A zeigen jeweils ein Fahrzeug mit einem Getriebe, das eine Drosselspulenanordnung und mindestens ein Zahnrad umfasst.
Erfindungsgemäß ist ein Fahrzeug mit einem Getriebe versehen, das eine Drosselspulenanordnung und mindestens ein Zahnrad aufweist, welches dazu konfiguriert ist, beim Drehen Drehmoment zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Getriebes zu übertragen und Fluid auf die Drosselspulenanordnung zu spritzen, um die Drosselspulenanordnung zu kühlen. Dabei definiert das Getriebe eine Kammer. Die Drosselspulenanordnung ist in einem oberen Bereich der Kammer montiert und das Fluid sammelt sich in einem unteren Bereich der Kammer an. Ferner ist eine Düse in dem oberen Bereich der Kammer angeordnet und dazu konfiguriert, das Fluid zur Drosselspulenanordnung (14) zu verdrängen.
Ferner ist erfindungsgemäß ein Fahrzeug mit einem Getriebe versehen, das eine Drosselspulenanordnung und mindestens ein Zahnrad aufweist, welches dazu konfiguriert ist, beim Drehen Drehmoment zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Getriebes zu übertragen und Fluid auf die Drosselspulenanordnung zu spritzen, um die Drosselspulenanordnung zu kühlen. Dabei definiert das Getriebe eine Kammer. Die Drosselspulenanordnung ist in einem Zwischenbereich der Kammer zwischen einem oberen Bereich und einem unteren Bereich montiert. Ferner umfasst das Fahrzeug eine Düse, die in dem Zwischenbereich angeordnet ist. Die Düse ist dazu konfiguriert, das Fluid zur Drosselspulenanordnung zu verdrängen.
Bei einer anderen Ausführungsform wird ein Getriebe mit einem Gehäuse und einer zylindrischen Drosselspulenanordnung, die in dem Gehäuse angeordnet ist, versehen. Die zylindrische Drosselspulenanordnung enthält eine Spule mit freiliegenden Abschnitten der Außenfläche und einen an der Spule ausgebildeten Kern, so dass mindestens ein Teil der Außenflächenabschnitte mit Fluid im Getriebe beaufschlagt wird, um die Spule zu kühlen.
Bei noch einer anderen Ausführungsform wird ein Getriebe mit einem Gehäuse und einer planaren Drosselspulenanordnung versehen. Die planare Drosselspulenanordnung enthält einen isolierenden Spulenkörper, eine um den Spulenkörper gewickelte Spule mit freiliegenden Oberflächenabschnitten und einen durch den Spulenkörper gestützten Kern. Die planare Drosselspulenanordnung ist so in dem Gehäuse angeordnet, dass mindestens ein Teil der freiliegenden Oberflächenabschnitte mit Fluid in dem Gehäuse beaufschlagt wird, um die Spule zu kühlen.
Somit bietet die Drosselspulenanordnung Vorteile gegenüber bestehenden Drosselspulenanordnungen, indem sie direkte Kühlung des Leiters und Kerns unter Verwendung von Getriebefluid ermöglicht. Die Drosselspulenanordnung ist so in der Getriebekammer montiert, dass sie durch Getriebefluid durch Sprühen, Spritzen und/oder Eintauchen direkt gekühlt wird.

1 ist eine Vorderansicht eines Getriebes und eines variablen Spannungswandlers (WC - variable voltage converter) mit einer Drosselspulenanordnung und zeigt drei verschiedene Bereiche zum Montieren der Drosselspulenanordnung in dem Getriebe gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
2 ist ein Schemadiagramm eines Fahrzeugs mit dem Getriebe und dem VVC von 1;
3 ist ein Schaltschema des VVC von 1;
4 ist eine Schnittansicht einer Drosselspulenanordnung gemäß einer anderen Ausführungsform;
5 ist eine vergrößerte perspektivische Vorderansicht der Drosselspulenanordnung von 1;
6 ist eine vergrößerte perspektivische Seitenansicht eines Teils von 1, die die in einem oberen Bereich montierte Drosselspulenanordnung darstellt;
7 ist ein Diagramm, das ein Wärmewiderstandsnetzwerk zum Kühlen der Drosselspulenanordnung von 5 darstellt;
8 ist ein Schaubild, das einen Vergleich des stationären Wärmewiderstands der Drosselspulenanordnung der 4 und 5 darstellt;
9 ist an Schaubild, das einen Vergleich der thermischen Impedanz der Drosselspulenanordnungen der 4 und 5 darstellt;
10 ist eine andere Vorderansicht des Getriebes, die die in einem Zwischenbereich montierte Drosselspulenanordnung von 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt;
11 ist noch eine weitere Vorderansicht des Getriebes, die die in einem unteren Bereich montierte Drosselspulenanordnung von 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt;
12 ist eine Rückansicht des Getriebes, die die in einem oberen Bereich montierte Drosselspulenanordnung von 1 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen darstellt;
13 ist eine perspektivische Vorderansicht einer Drosselspulenanordnung gemäß noch einer anderen Ausführungsform; und
14 ist eine perspektivische Vorderansicht einer Drosselspulenanordnung gemäß noch einer anderen Ausführungsform.

Wie erforderlich, werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart, es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen rein beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgestaltet werden kann. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstäblich; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details der besonderen Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die in dieser Anmeldung offenbart werden, sollen daher nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einem Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise auszuüben ist.
Auf 1 Bezug nehmend, wird ein DC-DC-Wandler gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dargestellt und durch die Bezugszahl 10 allgemein bezeichnet. Der DC-DC-Wandler 10 kann auch als ein variabler Spannungswandler (WC) 10 bezeichnet werden. Der VVC 10 ist eine Anordnung mit Komponenten, die sowohl innerhalb als auch außerhalb eines Getriebes 12 montiert sind. Der VVC 10 enthält eine Drosselspulenanordnung 14, die in dem Getriebe 12 montiert ist, und mehrere Schalter und Dioden (in 3 gezeigt), die außerhalb des Getriebes 12 montiert sind. Durch Montieren der Drosselspulenanordnung 14 in dem Getriebe 12, kann die Drosselspulenanordnung 14 durch Getriebefluid direkt gekühlt werden, was eine verbesserte Wärmeleistung gestattet.
Auf 2 Bezug nehmend, wird das Getriebe 12 in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV) 16 gezeigt, wobei es sich um ein elektrisches Fahrzeug handelt, das durch eine elektrische Maschine 18 mit Unterstützung von einem Verbrennungsmotor 20 angetrieben wird und mit einem externen Elektrizitätsnetz verbindbar ist. Die elektrische Maschine 18 ist gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ein elektrischer Wechselstrommotor und wird als „Elektromotor“ 18 in 2 gezeigt. Die elektrische Maschine 18 empfängt elektrische Energie und stellt Antriebsdrehmoment für den Fahrzeugantrieb bereit. Die elektrische Maschine 18 wirkt auch als Generator zur Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie durch Nutzbremsung.
Das Getriebe 12 weist gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen eine Leistungsverteilungskonfiguration auf. Das Getriebe 12 enthält die erste elektrische Maschine 18 und eine zweite elektrische Maschine 24. Die zweite elektrische Maschine 24 ist gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen ein elektrischer Wechselstrommotor und wird in 2 als „Generator“ 24 gezeigt. Wie die erste elektrische Maschine 18 empfängt die zweite elektrische Maschine 24 elektrische Energie und stellt Ausgangsdrehmoment bereit. Die zweite elektrische Maschine 24 wirkt auch als Generator zur Umwandlung von mechanischer Energie in elektrische Energie und Optimierung von Energiefluss durch das Getriebe 12.
Das Getriebe 12 enthält ein Planetengetriebe 26, das ein Sonnenrad 28, einen Planetenträger 30 und ein Hohlrad 32 enthält. Das Sonnenrad 28 ist mit einer Ausgangswelle der zweiten elektrischen Maschine 24 zum Empfang von Generatordrehmoment verbunden. Der Planetenträger 30 ist mit einer Ausgangswelle des Motors 20 zum Empfang von Motordrehmoment verbunden. Das Planetengetriebe 26 kombiniert das Generatordrehmoment und das Motordrehmoment und liefert ein kombiniertes Ausgangsdrehmoment um das Hohlrad 32. Das Planetengetriebe 26 wirkt als ein stufenloses Getriebe, ohne irgendwelche festen oder „abgestuften“ Verhältnisse.
Das Getriebe 12 enthält gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen auch eine Freilaufkupplung (O.W.C. - one-way clutch) und eine Generatorbremse 33. Die O.W.C ist mit der Ausgangswelle des Motors 20 gekoppelt, um eine Drehung der Ausgangswelle nur in einer Richtung zu gestatten. Die O.W.C verhindert einen Rückwärtsantrieb des Motors 20 durch das Getriebe 12. Die Generatorbremse 33 ist mit der Ausgangswelle der zweiten elektrischen Maschine 24 gekoppelt. Die Generatorbremse 33 kann aktiviert werden, um die Ausgangswelle der zweiten elektrischen Maschine 24 und des Sonnenrads 28 zu „bremsen“ oder ihre Drehung zu verhindern. Bei anderen Ausführungsformen wird auf die O.W.C. und Generatorbremse 33 verzichtet, und sie sind durch Steuerstrategien für den Motor 20 und die zweite elektrische Maschine 24 ersetzt.
Das Getriebe 12 enthält eine Vorgelegewelle mit Zwischenzahnrädern, die ein erstes Zahnrad 34, ein zweites Zahnrad 36 und ein drittes Zahnrad 38 umfassen. Ein Planetenausgangsrad 40 ist mit dem Hohlrad 32 verbunden. Das Planetenausgangsrad 40 kämmt mit dem ersten Zahnrad 34 zur Übertragung von Drehmoment zwischen dem Planetengetriebe 26 und der Vorgelegewelle. Ein Ausgangsrad 42 ist mit einer Ausgangswelle der ersten elektrischen Maschine 18 verbunden. Das Ausgangsrad 42 kämmt mit dem zweiten Zahnrad 36 zur Übertragung von Drehmoment zwischen der ersten elektrischen Maschine 18 und der Vorgelegewelle. Ein Getriebeausgangsrad 44 ist mit einer Antriebswelle 46 verbunden. Die Antriebswelle 46 ist durch ein Differenzial 50 mit einem Paar angetriebener Räder 48 verbunden. Das Getriebeausgangsrad 44 kämmt mit dem dritten Zahnrad 38 zur Übertragung von Drehmoment zwischen dem Getriebe 12 und den angetriebenen Rädern 48.
Das Fahrzeug 16 enthält eine Energiespeichervorrichtung, wie zum Beispiel eine Batterie 52, zum Speichern von elektrischer Energie. Die Batterie 52 ist eine Hochspannungsbatterie, die elektrische Energie zum Betrieb der ersten elektrischen Maschine 18 und der zweiten elektrischen Maschine 24 ausgeben kann. Die Batterie 52 empfängt auch elektrische Energie von der ersten elektrischen Maschine 18 und der zweiten elektrischen Maschine 24, wenn sie als Generatoren betrieben werden. Die Batterie 52 ist ein Batteriesatz, der aus mehreren (nicht gezeigten) Batteriemodulen besteht, wobei jedes Batteriemodul mehrere (nicht gezeigte) Batteriezellen enthält. Bei anderen Ausführungsformen des Fahrzeugs 16 kommen verschiedene Arten von Energiespeichervorrichtungen, wie zum Beispiel Kondensatoren und Brennstoffzellen (nicht gezeigt), die die Batterie 52 ergänzen oder ersetzen, in Betracht. Ein Hochspannungsbus verbindet die Batterie 52 elektrisch mit der ersten elektrischen Maschine 18 und mit der zweiten elektrischen Maschine 24.
Das Fahrzeug enthält ein Batterieenergiesteuermodul (BECM) 54 zur Steuerung der Batterie 52. Das BECM 54 empfängt eine Eingabe, die Fahrzeugzustände und Batteriezustände, wie zum Beispiel Batterietemperatur, -spannung und -strom, anzeigen. Das BECM 54 berechnet und schätzt Batterieparameter, wie zum Beispiel den Batterieladezustand (BSOC - battery state of charge) und die Batterieleistungsfähigkeit (P_cac - battery power capability). Das BECM 54 liefert eine Ausgabe (BSOC, P_cac), die den BSOC und die Batterieleistungsfähigkeit für andere Fahrzeugsysteme und -steuerungen anzeigt.
Das Getriebe 12 enthält den VVC 10 und einen Umrichter (INV - inverter) 56. Der VVC 10 und der Umrichter 56 sind zwischen der Hauptbatterie 52 und der ersten elektrischen Maschine 18 und zwischen der Batterie 52 und der zweiten elektrischen Maschine 24 elektrisch verbunden. Das Spannungspotential der von der Batterie 52 zugeführten elektrischen Energie wird durch den VVC 10 „hochgesetzt“ oder erhöht. Des Weiteren wird das Spannungspotential der von der Batterie 52 zugeführten elektrischen Energie gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen durch den VVC 10 „tiefgesetzt“ oder verringert. Die von der Hauptbatterie 52 (durch den VVC 10) zugeführte Gleichstromenergie wird durch den Umrichter 56 in Wechselstromenergie zum Betrieb der elektrischen Maschinen 18, 24 wechselgerichtet. Weiterhin wird die durch die elektrischen Maschinen 18, 24 zugeführte Wechselstromenergie durch den Umrichter 56 in DC gleichgerichtet, um die Hauptbatterie 52 zu laden. Andere Ausführungsformen des Getriebes 12 enthalten mehrere (nicht gezeigte) Umrichter, wie zum Beispiel einen jeder elektrischen Maschine 18, 24 zugeordneten Umrichter.
Das Getriebe 12 enthält ein Getriebesteuermodul (TCM - transmission control module) 58 zur Steuerung der elektrischen Maschinen 18, 24, des VVC 10 und des Umrichters 56. Das TCM 58 ist dazu konfiguriert, unter anderem die Position, die Drehzahl und den Energieverbrauch der elektrischen Maschinen 18, 24 zu überwachen. Des Weiteren überwacht das TCM 58 elektrische Parameter (zum Beispiel Spannung und Strom) an verschiedenen Stellen in dem VVC 10 und im Umrichter 56. Das TCM 58 liefert Ausgangssignale, die diesen Informationen entsprechen, zu anderen Fahrzeugsystemen.
Das Fahrzeug 16 enthält eine Fahrzeugsystemsteuerung (VSC - vehicle system controller) 60, die mit anderen Fahrzeugsystemen und -steuerungen kommuniziert, um ihre Funktion zu koordinieren. Obgleich die VSC 60 als eine einzige Steuerung gezeigt wird, kann sie mehrere Steuerungen umfassen, die zur Steuerung mehrerer Fahrzeugsysteme gemäß einer Gesamtfahrzeugsteuerlogik oder -software verwendet werden können.
Die Fahrzeugsteuerungen, einschließlich der VSC 60 und des TCM 58, enthalten im Allgemeinen eine beliebige Anzahl von Mikroprozessoren, ASICs, ICs, Speichern (z. B. FLASH, ROM, RAM, EPROM und/oder EEPROM) und Softwarecode zum Zusammenwirken miteinander zwecks Durchführung einer Reihe von Operationen. Die Steuerungen enthalten weiterhin vorbestimmte Daten oder „Nachschlagetabellen“, die auf Berechnungen und Testdaten basieren und im Speicher gespeichert sind. Die VSC 60 kommuniziert mit anderen Fahrzeugsystemen und -steuerungen (zum Beispiel dem BECM 54 und dem TCM 58) über eine oder mehrere verdrahtete oder drahtlose Fahrzeugverbindungen unter Verwendung von gemeinsamen Busprotokollen (zum Beispiel CAN und LIN). Die VSC 60 empfängt Eingaben (PRND), die eine aktuelle Position des Getriebes 12 (zum Beispiel Parken, Rückwärtsfahrt, Neutral oder Fahrt) darstellen. Des Weiteren empfängt die VSC 60 Eingaben (APP - accelerator pedal position), die eine Fahrpedalstellung darstellen. Die VSC 60 stellt eine Ausgabe, die ein Sollradmoment, eine Sollmotordrehzahl und einen Generatorbremsbefehl an das TCM 58 darstellt, und Schützsteuerung für das BECM 54 bereit.
Das Fahrzeug 16 enthält ein (nicht gezeigtes) Bremssystem, das ein Bremspedal, einen Auflader, einen Hauptzylinder sowie mechanische Verbindungen mit den angetriebenen Rädern 48 zur Bewirkung von Reibbremsung enthält. Des Weiteren enthält das Bremssystem Positionssensoren, Drucksensoren oder eine beliebige Kombination davon zur Bereitstellung von Informationen, wie zum Beispiel der Bremspedalstellung (BPP - brake pedal position), die einer Fahreranforderung nach Bremsmoment entspricht. Des Weiteren enthält das Bremssystem ein Bremssystemsteuermodul (BSCM - brake system control module) 62, das mit der VSC 60 kommuniziert, um Nutzbremsung und Reibbremsung zu koordinieren. Das BSCM 62 liefert der VSC 60 gemäß einer Ausführungsform einen Nutzbremsbefehl.
Das Fahrzeug 16 enthält ein Motorsteuermodul (ECM - engine control module) 64 zur Steuerung des Verbrennungsmotors 20. Die VSC 60 liefert dem ECM 64 eine Ausgabe (das Sollmotordrehmoment), das auf mehreren Eingangssignalen, einschließlich APP, basiert und einer Fahreranforderung nach Fahrzeugantrieb entspricht.
Das Fahrzeug 16 ist gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen als ein Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV) konfiguriert. Die Batterie 52 empfängt periodisch Wechselstromenergie von einer externen Energieversorgung oder einem externen Elektrizitätsnetz über einen Ladeport 66. Des Weiteren enthält das Fahrzeug 16 ein Bord-Ladegerät 68, das die Wechselstromenergie von dem Ladeport 66 erhält. Das Ladegerät 68 ist ein AC/DC-Wandler, der die empfangene Wechselstromenergie in zum Laden der Batterie 52 geeignete Gleichstromenergie umwandelt. Das Ladegerät 68 führt wiederum der Batterie 52 beim Aufladen Gleichstromenergie zu.
Trotz Darstellung und Beschreibung im Zusammenhang mit einem PHEV 16 versteht sich, dass Ausführungsformen des VVC 10 an anderen Arten von Elektrofahrzeugen, wie zum Beispiel einem HEV oder einem BEV, implementiert werden können.
Auf 3 Bezug nehmend, enthält der VVC 10 eine erste Schalteinheit 78 und eine zweite Schalteinheit 80 zum Verstärken der Eingangsspannung (V_bat) zur Bereitstellung von Ausgangsspannung (V_dc). Die erste Schalteinheit 78 enthält einen ersten Transistor 82, der mit einer ersten Diode 84 parallelgeschaltet ist, wobei ihre Polaritäten jedoch umgekehrt (antiparallel) sind. Die zweite Schalteinheit 80 enthält einen zweiten Transistor 86, der antiparallel zu der zweiten Diode 88 geschaltet ist. Jeder Transistor 82, 86 kann irgendeine Art von steuerbarer Schalter sein (zum Beispiel ein Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT - insulated gate bipolar transistor) oder ein Feldeffekttransistor (FET)). Darüber hinaus wird jeder Transistor 82, 86 durch das TCM 58 individuell gesteuert. Die Drosselspulenanordnung 14 ist als eine Eingangs-Drosselspule gezeigt, die zwischen der Hauptbatterie 52 und den Schalteinheiten 78, 80 in Reihe geschaltet ist. Die Drosselspule 14 erzeugt Magnetfluss, wenn ein Strom zugeführt wird. Wenn sich der die Drosselspule 14 durchfließende Strom ändert, wird ein zeitverändliches Magnetfeld erzeugt, und es wird eine Spannung induziert. Andere Ausführungsformen des VVC 10 enthalten andere Schaltungskonfigurationen (zum Beispiel mehr als zwei Schalter).
Erneut auf 1 Bezug nehmend, enthält das Getriebe 12 ein Getriebegehäuse 90, das ohne Abdeckung dargestellt wird, um innere Komponenten zu zeigen. Wie oben beschrieben, enthalten der Verbrennungsmotor 20, der Elektromotor 18 und der Generator 24 Ausgangszahnräder, die mit entsprechenden Zahnrädern des Planetengetriebes 26 kämmen. Diese mechanischen Verbindungen sind in einer inneren Kammer 92 des Getriebegehäuses 90 vorgesehen. Ein Leistungselektronikgehäuse 94 ist an einer Außenfläche des Getriebes 12 montiert. Der Umrichter 56 und das TCM 58 sind in dem Leistungselektronikgehäuse 94 montiert. Der VVC 10 enthält Komponenten (zum Beispiel die in 3 gezeigten Schalter 78, 80 und Dioden 84, 88), die in dem Leistungselektronikgehäuse 94 montiert sind, und die Drosselspulenanordnung 14, die in der Kammer 92 des Getriebegehäuses 90 montiert ist.
Das Getriebe 12 enthält ein Fluid 96, wie zum Beispiel Öl, zum Schmieren und Kühlen der in der Getriebekammer 92 positionierten Zahnräder (zum Beispiel der Zwischenzahnräder 34, 36, 38). Die Getriebekammer 92 ist abgedichtet, um das Fluid 96 festzuhalten. Des Weiteren enthält das Getriebe 12 Pumpen und Leitungen (nicht gezeigt) zum Zirkulieren des Fluids 96 durch die Kammer 92.
Rotierende Elemente (zum Beispiel Zahnräder und Wellen) können das Fluid 96 auf andere Komponenten verdrängen oder „spritzen“. Solch ein „Spritz-”Bereich wird in 1 mit dem Buchstaben „A“ bezeichnet und befindet sich in einem oberen Abschnitt der Kammer 92. Im Bereich A wird die Drosselspulenanordnung 14 durch Getriebefluid 96, das von den rotierenden Elementen (zum Beispiel dem zweiten Zwischenzahnrad 36 und dem Differenzial 50) während ihrer Drehung abspritzt, gekühlt.
Das Getriebe 12 enthält gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen Düsen 98 zum direkten Sprühen des Getriebefluids 96 auf Komponenten im Gehäuse 90. Solch ein „Sprüh-”Bereich wird in 1 mit dem Buchstaben „B” bezeichnet und befindet sich in einem Zwischenabschnitt der Kammer 92. Die Drosselspulenanordnung 14 kann (wie in 10 gezeigte) im Bereich B montiert sein und durch das Getriebefluid 96 gekühlt werden, das aus der Düse 98 sprüht. Die Drosselspulenanordnung 14 kann auch Getriebefluid 96 empfangen, das von nahen rotierenden Elementen (zum Beispiel dem Planetengetriebe 26) abspritzt. Bei anderen Ausführungsformen des Getriebes 12 kommen Mehrfachdüsen (Düsen), eine oder mehrere Düsen, die an anderen Stellen der Kammer 92 montiert sind (zum Beispiel eine Düse, die in Bereich A montiert ist) in Betracht.
Des Weiteren sammelt sich Getriebefluid 96 in einem unteren Abschnitt der Kammer 92. Solch ein „Eintauch-”Bereich wird in 1 mit dem Buchstaben „C“ bezeichnet und befindet sich in einem unteren Abschnitt der Kammer 92. Die Drosselspulenanordnung 14 kann (wie in 11 gezeigt) in Bereich C montiert sein und in das Getriebefluid 96 eintauchen.
4 zeigt eine Drosselspulenanordnung 100, die für indirekte Kühlung gemäß einem bestehenden Verfahren konfiguriert ist. Solch eine Drosselspulenanordnung 100 ist außerhalb des Getriebegehäuses 90 (zum Beispiel innerhalb des Leistungselektronikgehäuses 94 von 1) montiert. Die Drosselspulenanordnung 100 enthält einen Leiter 110, der um einen magnetischen Kern 112 gewickelt ist. Der magnetische Kern 112 enthält mehrere Kernelemente, die zur Definition von Luftspalte 114 beabstandet sind. Abstandselemente aus Keramik können zwischen den Kernelementen platziert sein, um die Luftspalte 114 aufrechtzuerhalten. Die Drosselspulenanordnung 100 ist in einem Drosselspulengehäuse 116 (zum Beispiel einem Aluminiumgehäuse) eingekapselt, und Leerraum um die Drosselspulenanordnung 100 herum ist mit einem wärmeleitenden, elektrisch isolierenden Klebstoffmaterial, wie zum Beispiel Vergussmasse 118, gefüllt. Das Drosselspulengehäuse 116 ist an einer Kälteplatte 120 geklemmt, und Wärmeleitpaste 122 ist zwischen dem Drosselspulengehäuse 116 und der Kälteplatte 120 aufgebracht. Durch die Kälteplatte 120 ist ein Durchgang 124 ausgebildet. Kaltes Fluid oder Kühlmittel (zum Beispiel 50% Wasser und 50% Ethylenglykol) durchströmen den Durchgang 124. Wärme wird durch Leitung von dem Leiter 110 und dem Kern 112 zur Vergussmasse 118 und dann zu dem Gehäuse 116, der Wärmeleitpaste 122 und schließlich auf die Kälteplatte 120 übertragen. Wärme von der Kälteplatte 120 wird durch Konvektion auf das fließende durch den Durchgang 124 Kühlmittel übertragen. Darüber hinaus kann die Kälteplatte 120 Rippen 126 zur Übertragung von Wärme durch Konvektion an die umgebende Luft enthalten.
Der Wärmewiderstand des Wärmeübertragungswegs vom Leiter 110 zu dem durch den Durchgang 124 der Kälteplatte 120 fließenden Kühlmittel ist hoch. Die Wärmeleitpaste 122, die Vergussmasse 118 und die Kälteplatte 120 tragen wesentlich zu diesem Widerstand bei. Infolgedessen ist die Wärmeleistung dieser vergossenen Drosselspulenanordnung 100 begrenzt, und die Temperatur der Drosselspulenanordnung 100 an verschiedenen Stellen nimmt zu und kann bei hohen elektrischen Energiebelastungen vorbestimmte Temperaturgrenzen übersteigen. Bei einer oder mehreren Ausführungsformen kann eine Steuerung (zum Beispiel das TCM von 1) die Leistung der Drosselspulenanordnung 100 begrenzen, wenn Temperaturen der Drosselspulenanordnung 100 solche vorbestimmten Grenzen übersteigen.
Die Temperatur der Drosselspulenanordnung 100 hängt von der durch den Leiter 110 fließenden Stromhöhe und dem Spannungspotential am Leiter 110 ab. Jüngste Trends bei Elektrofahrzeugen beinhalten eine höhere Strombelastbarkeit der Drosselspule. Zum Beispiel führen eine erhöhte Batterieleistung für den erweiterten elektrischen Bereich bei PHEVs und reduzierte Batteriezellen für die gleiche Leistung bei HEVs zu einem erhöhten Drosselspulennennstrom in Elektrofahrzeugen. Darüber hinaus führt eine reduzierte Batteriespannung auch zu einer Erhöhung der Drosselspulen-Wechselstromverluste aufgrund eines höheren Betrags an Wellenstrom hoher Frequenz. Aufgrund der zusätzlichen Wärmeerzeugung erhöht sich deshalb allgemein die Temperatur der Drosselspulenanordnung 100, und wenn keine Wärme abgeführt wird, kann die Drosselspulentemperatur vorbestimmte Grenzen übersteigen. Eine Lösung besteht darin, die Querschnittsfläche der Leiterspule zu vergrößern, um Drosselspulenverluste zu reduzieren und auch die Wärmeabführung (aufgrund der größeren Oberfläche) zu verbessern. Solche Änderungen vergrößern jedoch die Gesamtabmessungen der Drosselspulenanordnung. Eine größere Drosselspulenanordnung kann jedoch bei allen Fahrzeuganwendungen schwieriger unterzubringen sein, und größere Komponenten beeinflussen nachteilig die Fahrzeugkraftstoffökonomie und -kosten.
Anstatt die Abmessungen der Drosselspulenanordnung 100 zwecks Verbesserung der Wärmeleistung und Wärmekapazität der Drosselspule zu verbessern, kann die Drosselspulenanordnung 100 in der Getriebekammer 92 montiert sein und durch Verwendung von Getriebefluid 96 direkt gekühlt werden, wie unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das Getriebefluid 96 ist ein elektrischer Isolator, der in direktem Kontakt mit elektrischen Komponenten (zum Beispiel dem Leiter 110 und dem Kern 112) verwendet werden kann. Es kann jedoch auf mit der Drosselspulenanordnung 100 in Verbindung stehende überzählige Komponenten verzichtet werden, wenn die Anordnung 100 mit solch einer direkten Kühlung beaufschlagt wird. Zum Beispiel kann auf die Vergussmasse 118 und das Aluminiumgehäuse 116 verzichtet werden. Die Vergussmasse 118 und das Gehäuse 116 stützen jedoch den Leiter 110 und den Kern 112. Darüber hinaus sind Schwingungen in dem Getriebe 12 stärker als außerhalb davon. Deshalb wird für den Verzicht auf die Vergussmasse 118 und das Gehäuse 116 die Gesamtstruktur der Drosselspulenanordnung 100 geändert und die Anordnung innerhalb des Getriebes 12 montiert.
In 5 wird eine Drosselspulenanordnung 14 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dargestellt, die dazu konfiguriert ist, in dem Getriebe 12 angebracht zu werden. Die Drosselspulenanordnung 14 liefert insofern eine vereinfachte Version der unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen Drosselspulenanordnung 100, als überzählige Komponenten (zum Beispiel die Vergussmasse, das Aluminiumgehäuse, die Kälteplatte und die Wärmeleitpaste) beseitigt worden sind. Die Drosselspulenanordnung 14 enthält einen Leiter 210, der zu zwei benachbarten röhrenförmigen Spulen ausgebildet ist, einen Kern 212 und einen Isolator 214. Der Kern 212 weist gemäß der dargestellten Ausführungsform eine allgemein planare Form mit einer doppelten „C“-Konfiguration auf. Der Isolator 214 trennt den Leiter 210 räumlich vom Kern 212 und ist aus einem elektrisch isolierenden Polymermaterial, wie zum Beispiel Polyphenylensulfid (PPS) hergestellt.
Der Leiter 210 ist aus einem leitenden Material, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium, hergestellt und zu zwei benachbarten wendelförmigen Spulen gewickelt. Die Spulen werden gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen unter Verwendung eines rechteckigen (oder flachen) leitenden Drahts durch einen Hochkantprozess gebildet. Von dem Leiter 210 erstrecken sich eine Eingangs- und Ausgangsleitung, die mit Komponenten verbunden sind, die außerhalb des Getriebes 12 montiert sind (zum Beispiel der Batterie 52 und den Schaltern 78, 80, wie in den 2 und 3 gezeigt). Der Kern 212 ist aus einem magnetischen Material, wie zum Beispiel einem Eisen-Silizium-Legierungspulver, hergestellt. Der Kern 212 kann als eine eine Einheit bildende (einstückige) Struktur (wie in 13 gezeigt) oder als mehrere (nicht gezeigte) Segmente zur Bildung von Luftspalte in jeder Spule hergestellt sein. Der Isolator 214 kann als eine Spulenkörperstruktur hergestellt sein, wo der Leiter 210 um den Spulenkörper herum gewickelt ist. Der Isolator 214 enthält gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen Flansche 216 mit Öffnungen zur Aufnahme von (nicht gezeigten) Befestigungselementen zwecks Montage der Drosselspulenanordnung 14. Bei anderen Ausführungsformen der Drosselspulenanordnung 14 kommt ein Isolator in Betracht, der von dem Halter getrennt ist und aus einem Polymer, Papier (zum Beispiel Nomex®-Papier) oder einer auf den Leiter aufgebrachten Beschichtung (nicht gezeigt) hergestellt sein kann.
Auf 6 Bezug nehmend, kann die Drosselspulenanordnung 14 in der Getriebekammer 94 montiert sein. Die Drosselspulenanordnung 14 ist bei der dargestellten Ausführungsform in einem oberen Teil der Getriebekammer 92 montiert, so dass sie durch das von Zahnrädern (zum Beispiel von dem Zwischenzahnrad 36 und dem Differenzial 50) abspritzende Getriebefluid 96 direkt gekühlt wird. Die Drosselspulenanordnung 14 erzeugt Wärme bei Stromfluss durch den Leiter 210. Wärme wird durch Konvektion von dem Leiter 210 und dem Kern 212 auf das Fluid 96 übertragen, wenn das Fluid 96 über die Drosselspulenanordnung 14 fließt.
7 zeigt ein Wärmewiderstandsnetzwerk 300 und eine Wärmestromrichtung für die in 6 gezeigte Drosselspulenanordnung 14. Eine Wärmeübertragungs- (oder Wärmestrom-)Richtung wird durch Pfeile und die Zahl 310 dargestellt. Das Getriebefluid 312 tritt bei einer Einlasstemperatur, die durch die Variable (T_{Öl_in}) dargestellt wird, in die Getriebekammer 314 ein. Getriebeelemente, die Wärme aufgrund von Leistungsverlusten abführen, werden in 7 durch Widerstände, darunter der Motorwiderstand 316, der Generatorwiderstand 318, der Getriebegehäusewiderstand 320 und der Drosselspulenanordnungswiderstand 322, dargestellt. Das Fluid 312 wird über diese Elemente verdrängt, um Wärme wird auf das Fluid 312 zu übertragen.
Bei der Drosselspule wird die Wärme im Leiter und im Kern (in 6 gezeigt) erzeugt. Da der Leiter und der Kern der Drosselspulenanordnung 14 von dem Fluid direkt beaufschlagt werden, wird statt des Überzugs mit einer Vergussmasse, wie bei der Drosselspulenanordnung 100 von 4 gezeigt, Wärme ohne jegliche Wärmesperre von der Drosselspulenanordnung 14 effektiv abgeführt. Die Wärmelasten 316 - 322 erwärmen das Fluid 312, und infolgedessen verlässt das Fluid 312 die Getriebekammer 314 mit einer höheren Temperatur (T_{Öl_aus} >> T_{Öl_in}).
Für mathematische Einfachheit kann die mittlere Volumentemperatur des Einlass- und Auslassfluids 312 zur Analyse der Wärmeleistung verwendet werden. Deshalb wird der Wärmewiderstand (Θ induktor) für Spritzkühlleistung der Drosselspule gemäß den Gleichungen 1 und 2 berechnet, wie unten gezeigt: $T_{\ddot{O} l_Mittel} = (T_{\ddot{O} l_in} + T_{\ddot{O} l_aus}) / 2$
$Θ_{induktor} = (T_{inductor_max} - T_{\ddot{O} l_Mittel}) / Q_{inductor}$
wobei Qinductor der Wärmeverlust in Watt ist.
Eine direkte Kühlung der Drosselspulenanordnung 14 durch Verwendung von Getriebefluid verbessert die Kühlungsleistung der Drosselspule, indem das System energieeffizienter (kraftstoffeffizienter) gemacht wird, und gestattet eine kleinere und leichtere Drosselspulenstruktur, was zu niedrigeren Drosselspulenkosten führt. Die neue Technik der Spritz-ATF-Kühlung (ATF - automatic transmission fluid / Automatikgetriebefluid) der Drosselspule innerhalb des Getriebegehäuses bietet eine wesentliche Verbesserung der (stationären) thermischen Leistungsfähigkeit und der instationären Wärmeleistung der Drosselspule.
8 ist ein Schaubild, das einen Vergleich des stationären Wärmewiderstands der Drosselspulenanordnungen der 4 und 5 darstellt und wird durch die Zahl 400 dargestellt. Balken 410 stellt den Wärmewiderstand Celsius/Watt (C/W) einer Drosselspulenanordnung mit einer Struktur, die keine Vergussmasse (zum Beispiel die Drosselspulenanordnung 14) enthält, in einer Getriebekammer montiert ist und durch das Getriebefluid (wie in 6 gezeigt) direkt gekühlt wird, dar. Balken 412 stellt den Wärmewiderstand (C/W) einer Drosselspulenanordnung mit einer Struktur, die eine Vergussmasse enthält (zum Beispiel die Drosselspulenanordnung 100), außerhalb eines Getriebes montiert ist und durch eine Kälteplatte durchströmendes Kühlmittel (wie in 4 gezeigt) indirekt gekühlt wird, dar. Balken 414 stellt den Wärmewiderstand (C/W) der vergossenen Drosselspulenanordnung 100, wenn sie innerhalb einer Getriebekammer montiert ist und durch Getriebefluid (nicht gezeigt) direkt gekühlt wird, dar.
Bei einer vergossenen Drosselspule (zum Beispiel der Drosselspulenanordnung 100) ist der Wärmewiderstand 412, 414 bei beiden Kühlmethoden ungefähr gleich, was zu der gleichen stationären Wärmeleistung, aber besseren instationären Wärmeleistung (nicht gezeigt) führt. Die Auswirkung einer direkten Kühlung der Drosselspule durch Verwendung von Getriebefluid ist jedoch ausgeprägt, wenn eine unvergossene Drosselspule (zum Beispiel die Drosselspulenanordnung 14) verwendet wird. Der Unterschied zwischen dem Wärmewiderstand bei einer unvergossenen Drosselspule, die direkt gekühlt wird 410 (0,18 C/W), und einer vergossenen Drosselspule, die sowohl direkt als auch indirekt gekühlt wird 414 (0,51 C/W) beträgt ungefähr 65%.
Auf 9 Bezug nehmend, erfährt eine Drosselspulenanordnung im Betrieb eines PHEV im Elektrofahrzeug(EV-)Modus gemeinhin hohe Stromtransienten und Wärmelasttransienten. Fahrzeugwärmemanagementsysteme verwenden hohe Zeitkonstanten zur Steuerung der Drosselspulentemperatur, so dass sie keine vorbestimmten Temperaturgrenzen übersteigt. 9 ist ein Schaubild, das einen Vergleich der thermischen Impedanz einer vergossenen indirekt gekühlten Drosselspulenanordnung und einer unvergossenen direkt gekühlten Drosselspulenanordnung darstellt und wird durch die Zahl 500 dargestellt. Solche Werte für die thermische Impedanz als Funktion der Zeit entsprechen der instationären Leistung der Drosselspulenanordnung. Die thermische Impedanz einer unvergossenen direkt gekühlten Drosselspulenanordnung (zum Beispiel der Drosselspulenanordnung 14 von 6) wird durch die Zahl 510 dargestellt. Die thermische Impedanz einer vergossenen indirekt gekühlten Drosselspulenanordnung (zum Beispiel der Drosselspulenanordnung 100 von 4) wird durch die Zahl 512 dargestellt. Wie in dem Schaubild 500 dargestellt, beträgt die Zeitkonstante der Kurve 510 ungefähr ein Drittel der Kurve 512. Darüber hinaus trägt die thermische Masse des Getriebegehäuses und anderer Elemente, die sich in der Getriebekammer befinden, zu der effektiven thermischen Masse der Drosselspule bei, was die Erwärmung der Leiterspule verlangsamt. Somit wird die stationäre und instationäre Wärmeleistung bei direkter Kühlung einer unvergossenen Drosselspule wesentlich verbessert, wobei die Spulen und die Kerne vollständig von dem Getriebefluid beaufschlagt werden (wie in 6 gezeigt).
10 stellt Sprühkühlung der Drosselspulenanordnung 14 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dar. Das Getriebe 12 enthält gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen Düsen 98 zum direkten Sprühen des Getriebefluids 96 auf Komponenten in dem Gehäuse 90. Solch ein „Sprüh“-Bereich wird mit dem Buchstaben B bezeichnet und befindet sich in einem Zwischenabschnitt der Kammer 92.
Die Drosselspulenanordnung 14 kann basierend auf Packaging-Zwängen und dem Fluss von Getriebefluid 96 in einer anderen Ausrichtung im Bereich B im Vergleich zu der von Bereich A montiert sein. Zum Beispiel ist die in 10 dargestellte Drosselspulenanordnung 14 im Vergleich zu der in 6 gezeigten planaren Montagekonfiguration in Querrichtung montiert. Die Drosselspulenanordnung 14 kann auch Getriebefluid 96 empfangen, das von nahen rotierenden Komponenten (zum Beispiel dem Planetenausgangsrad 40) in Bereich B abspritzt. Bei anderen Ausführungsformen des Getriebes 12 kommen Mehrfachdüsen im Bereich B oder zusätzliche Düsen, die an anderen Stellen der Kammer 92 montiert sind (zum Beispiel die in Durchsicht dargestellte Düse 98, die im Bereich A gezeigt wird) in Betracht.
11 stellt das Kühlen der Drosselspulenanordnung 14 durch Eintauchen dar. Das Getriebefluid 96 sammelt sich in einem unteren Abschnitt der Kammer 92 an. Solch ein „Eintauch-”Bereich wird mit dem Buchstaben C bezeichnet. Die Drosselspulenanordnung 14 ist bei der dargestellten Ausführungsform in einer planaren Konfiguration im Bereich C montiert und taucht in das Getriebefluid 96 ein.
Auf 12 Bezug nehmend, ist die Drosselspulenanordnung 14 bei einer oder mehreren Ausführungsformen in einer hinteren Kammer 550 des Getriebegehäuses 90 montiert. Das Getriebe 12 enthält einen oder mehrere Durchgänge 510, die die hintere Kammer 550 mit der vorderen Kammer verbinden, um den Fluss des Fluids 96 zwischen den Kammern zu ermöglichen. Wie die vordere Kammer des Getriebes 12 (in den 1, 6 und 10 - 12 gezeigt) enthält die hintere Kammer 550 Getriebefluid 96 zum Kühlen und Schmieren von rotierenden Komponenten. Solche rotierenden Komponenten verdrängen oder spritzen das Getriebefluid 96 auf nahe montierte Komponenten. Darüber hinaus kann das Getriebe 12 eine oder mehrere Düsen 98 in der hinteren Kammer 550 zum Sprühen von Getriebefluid 96 auf Komponenten enthalten. Solch ein „Spritz-/Sprüh-”Bereich wird mit dem Buchstaben „D“ bezeichnet.
Auf 13 Bezug nehmend, wird eine integrierte Drosselspulenanordnung mit einem zylindrischen Kern gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dargestellt und wird mit der Zahl 600 allgemein bezeichnet. Die integrierte Drosselspulenanordnung 600 enthält einen Leiter 610, der zu einer Spule ausgebildet ist, einen eine Einheit bildenden (einstückigen) Kern 612 und einen Isolator 614, die integral miteinander ausgebildet sind. Ähnlich wie die planare Drosselspulenanordnung 14 von 5 ist die integrierte Drosselspulenanordnung 600 eine unvergossene Ausführung, die zur Montage in den Bereichen A, B oder C der Getriebekammer 92 (1) oder im Bereich D der hinteren Kammer 550 (12) konfiguriert ist.
Auf 14 Bezug nehmend, wird eine zylindrische Drosselspulenanordnung mit einem zylindrischen Kern gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dargestellt und wird mit der Zahl 700 allgemein bezeichnet. Die zylindrische Drosselspulenanordnung 700 enthält einen Leiter 710, der zu einer Spule ausgebildet ist, einen zweiteiligen Kern 712 und einen Isolator 714, der den Leiter 710 räumlich von dem Kern 712 trennt. Ähnlich wie die planare Drosselspulenanordnung 14 von 5 und die integrierte Drosselspulenanordnung 600 von 13 handelt es sich bei der zylindrischen Drosselspulenanordnung 700 um eine unvergossene Ausführung, die zur Montage in den Bereichen A, B oder C der Getriebekammer 92 (1) oder in dem Bereich D der hinteren Kammer 550 (12) konfiguriert ist.
Somit bietet die Drosselspulenanordnung 14, 600, 700 Vorteile gegenüber bestehenden Drosselspulenanordnungen 100 durch Ermöglichen einer direkten Kühlung des Leiters und des Kerns. Solch eine direkte Kühlung kann zum Kühlen bestehender Ausführungen von Drosselspulenanordnungen 100 oder vereinfachter (unvergossener) Ausführungen von Drosselspulenanordnungen 14, 600, 700 verwendet werden.

Claims

Fahrzeug, umfassend: ein Getriebe (12), das eine Drosselspulenanordnung (14) und mindestens ein Zahnrad (34, 36, 38) enthält, welches dazu konfiguriert ist, beim Drehen Drehmoment zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Getriebes (12) zu übertragen und Fluid (96) auf die Drosselspulenanordnung (14) zu spritzen, um die Drosselspulenanordnung (14) zu kühlen, wobei das Getriebe (12) eine Kammer (92) definiert, und wobei die Drosselspulenanordnung in einem oberen Bereich der Kammer montiert ist und sich das Fluid (96) in einem unteren Bereich der Kammer ansammelt,dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug eine Düse (98) umfasst, die in dem oberen Bereich der Kammer angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, das Fluid (96) zur Drosselspulenanordnung (14) zu verdrängen.
Fahrzeug, umfassend: ein Getriebe (12), das eine Drosselspulenanordnung (14) und mindestens ein Zahnrad (34, 36, 38) enthält, welches dazu konfiguriert ist, beim Drehen Drehmoment zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Getriebes (12) zu übertragen und Fluid (96) auf die Drosselspulenanordnung (14) zu spritzen, um die Drosselspulenanordnung (14) zu kühlen, wobei das Getriebe (12) eine Kammer (92) definiert und die Drosselspulenanordnung (14) in einem Zwischenbereich der Kammer zwischen einem oberen Bereich und einem unteren Bereich montiert ist; dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ferner eine Düse (98) umfasst, die in dem Zwischenbereich angeordnet ist, wobei die Düse (98) dazu konfiguriert ist, das Fluid (96) zur Drosselspulenanordnung zu verdrängen.