DE102014210444A1

DE102014210444A1 - Electric vehicle and method for braking an electric vehicle

Info

Publication number: DE102014210444A1
Application number: DE102014210444.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schaefer-Enkeler; Oliver Reimann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-06-03
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2015-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug (2) mit zumindest einem Elektromotor (4), einem thermisch an den Elektromotor (4) gekoppelten Kühlmittelkreislauf (16), in dem ein Kühlmittel zirkulierbar ist, zumindest einem Rad (8, 10) zum Übertragen von Traktion auf einen Untergrund (12) und zumindest einem hydrodynamischen Retarder (48, 50), der mit dem Rad (8, 10) mechanisch verbunden ist und einen Arbeitsraum (52) aufweist. Um eine kostengünstige, platzsparende, Gewicht sparende sowie wartungsarme Arbeitsfluidversorgung zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass der Arbeitsraum (52) mit dem Kühlmittelkreislauf (16) hydraulisch verbunden ist, sodass der Arbeitsraum (52) vom Kühlmittel durchströmbar ist.The invention relates to an electric vehicle (2) having at least one electric motor (4), a coolant circuit (16) thermally coupled to the electric motor (4), in which a coolant is circulatable, at least one wheel (8, 10) for transmitting traction a substrate (12) and at least one hydrodynamic retarder (48, 50) mechanically connected to the wheel (8, 10) and having a working space (52). In order to achieve a cost-effective, space-saving, weight-saving and low-maintenance working fluid supply, it is proposed that the working space (52) is hydraulically connected to the coolant circuit (16), so that the working space (52) can be flowed through by the coolant.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug mit zumindest einem Elektromotor, einem thermisch an den Elektromotor gekoppelten Kühlmittelkreislauf, in dem ein Kühlmittel zirkulierbar ist, zumindest einem Rad zum Übertragen von Traktion auf einen Untergrund und zumindest einem hydrodynamischen Retarder, der mit dem Rad mechanisch verbunden ist und einen Arbeitsraum aufweist. The invention relates to an electric vehicle with at least one electric motor, a thermally coupled to the electric motor coolant circuit in which a coolant is circulated, at least one wheel for transmitting traction to a substrate and at least one hydrodynamic retarder, which is mechanically connected to the wheel and a Working space has.

Mechanische Bremsen sind im Allgemeinen anfällig für ein unerwünschtes Nachlassen ihrer Bremswirkung im hohen Temperaturbereich, auch Bremsschwund genannt. Ein solches Nachlassen der Bremswirkung wird durch ein Aufheizen der Bremsen bei mehrmaliger und/oder längerer Betätigung der Bremsen hervorgerufen. Dabei kann sich ein Bremsweg sicherheitskritisch verlängern. Dieses Problem tritt im Alltag vor allem bei langen und steilen Bergabfahrten auf. Ferner ist ein Bremsen bei einer hohen Geschwindigkeit oft nur mit hohem Verschleiß der mechanischen Bremsen möglich. Mechanical brakes are generally prone to undesirable degradation of their braking action in the high temperature range, also called brake fade. Such a reduction of the braking effect is caused by a heating of the brakes with repeated and / or prolonged operation of the brakes. In this case, a braking distance can extend safety-critical. This problem occurs in everyday life, especially on long and steep descents. Furthermore, braking at high speed is often possible only with high wear of the mechanical brakes.

Elektromotorische Bremsen, die zusätzlich zu mechanischen Bremsen zum Einsatz kommen können, können wegen ihrer immanenten Hyperbelcharakteristik im Bereich hoher Geschwindigkeiten in der Regel nur einen kleinen Anteil einer erforderlichen bzw. vorgeschriebenen Bremskraft aufbringen. Electromotive brakes, which can be used in addition to mechanical brakes, due to their immanent hyperbolic characteristic in the range of high speeds usually only a small amount of required or prescribed braking force.

Das hat zur Folge, dass eine mechanische Bremse, die bei einem schweren und/oder schnellen Elektrofahrzeug zum Einsatz kommt, aufwendig ausgeführt bzw. groß dimensioniert sein muss, um eine erforderliche Bremskraft bereitstellen zu können. Dies ist jedoch hinsichtlich Platzbedarf, Gewicht, Kosten und Wartungsaufwand unvorteilhaft. This has the consequence that a mechanical brake, which is used in a heavy and / or fast electric vehicle used, consuming or large in size must be in order to provide a required braking force can. However, this is unfavorable in terms of space, weight, cost and maintenance.

Ein bekannter Ansatz bei Fahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor, eine Dimensionierung einer mechanischen Bremse zu reduzieren, sieht vor, einen hydrodynamischen Retarder als zusätzliche Bremse einzusetzen. Bei einem hydrodynamischen Retarder handelt es sich um eine mit einem Arbeitsfluid betreibbare Bremse, die bei einer Notbremsung und/oder bei einer regulären Bremsung, also Betriebsbremsung, eines Fahrzeugs zum Einsatz kommen kann. Unter anderem kann ein hydraulisches Getriebe des Fahrzeugs als hydrodynamischer Retarder eingesetzt werden. One known approach in vehicles with an internal combustion engine to reduce the size of a mechanical brake is to use a hydrodynamic retarder as an additional brake. A hydrodynamic retarder is a brake which can be operated with a working fluid and which can be used during emergency braking and / or during regular braking, ie service braking of a vehicle. Among other things, a hydraulic transmission of the vehicle can be used as a hydrodynamic retarder.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein kompaktes Elektrofahrzeug mit einem hydrodynamischen Retarder anzugeben. It is an object of the invention to provide a compact electric vehicle with a hydrodynamic retarder.

Diese Aufgabe wird durch ein Elektrofahrzeug der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß der Arbeitsraum mit dem Kühlmittelkreislauf hydraulisch verbunden ist, sodass der Arbeitsraum vom Kühlmittel durchströmbar ist. This object is achieved by an electric vehicle of the type mentioned, in which according to the invention the working space is hydraulically connected to the coolant circuit, so that the working space can be flowed through by the coolant.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass zum Betreiben eines hydrodynamischen Retarders, insbesondere zu dessen Versorgung mit dem Arbeitsfluid, zusätzliche Elemente benötigt werden. Solche sind z.B. ein Arbeitsfluidspeicher, ein Wärmetauscher zum Abführen von Wärmeenergie aus dem Arbeitsfluid, Leitungen für das Arbeitsfluid und/oder eine Pumpe zum Fördern des Arbeitsfluids. Aus diesem Grund ist der Einsatz eines hydrodynamischen Retarders als zusätzliche Bremse ebenfalls unvorteilhaft hinsichtlich Platzbedarf, Gewicht, Kosten und Wartungsaufwand. The invention is based on the consideration that additional elements are required for operating a hydrodynamic retarder, in particular for supplying it with the working fluid. Such are e.g. a working fluid reservoir, a heat exchanger for removing heat energy from the working fluid, lines for the working fluid and / or a pump for conveying the working fluid. For this reason, the use of a hydrodynamic retarder as an additional brake is also unfavorable in terms of space, weight, cost and maintenance.

Dieser Nachteil kann zumindest teilweise umgangen werden, wenn der hydrodynamische Retarder unter Verwendung des Kühlmittelkreislaufs, der thermisch an den Elektromotor gekoppelt ist und zur Kühlung desselben eingesetzt wird, betrieben werden kann. Dabei kann das im Kühlmittelkreislauf zirkulierbare Kühlmittel als Arbeitsfluid für den hydrodynamischen Retarder verwendet werden. Auf diese Weise kann auf einen separaten Arbeitsfluidspeicher, auf einen separaten Wärmetauscher zum Abführen von Wärmeenergie aus dem Arbeitsfluid und/oder eine separate Pumpe zum Fördern des Arbeitsfluids verzichtet werden. Entsprechend kann das Elektrofahrzeug gegenüber einem Elektrofahrzeug mit solchen separaten Elementen/Bauteilen einen verringerten Wartungsaufwand benötigen. This disadvantage can be at least partially circumvented if the hydrodynamic retarder can be operated using the coolant circuit, which is thermally coupled to the electric motor and used for cooling the same. In this case, the coolant circulating in the coolant circuit can be used as the working fluid for the hydrodynamic retarder. In this way, a separate working fluid reservoir, a separate heat exchanger for removing heat energy from the working fluid and / or a separate pump for conveying the working fluid can be dispensed with. Accordingly, the electric vehicle compared to an electric vehicle with such separate elements / components require reduced maintenance.

Das Elektrofahrzeug kann u.a. ein Schienenfahrzeug, insbesondere ein Hochgeschwindigkeitszug, oder ein Lastkraftwagen sein. Im Falle eines Schienenfahrzeugs kann unter dem Untergrund eine Schiene/Eisenbahnschiene verstanden werden. Im Falle eines Lastkraftwagens kann unter dem Untergrund z.B. eine Straße verstanden werden. The electric vehicle can u.a. a rail vehicle, in particular a high-speed train, or a truck. In the case of a rail vehicle, underground may refer to a rail / railroad track. In the case of a truck, under the ground, e.g. a road to be understood.

Eine mechanische Verbindung zwischen dem hydrodynamischen Retarder bzw. einem Bauteil des hydrodynamischen Retarders und dem Rad kann einbeziehen, dass das Bauteil zusammen mit dem Rad rotierbar ist. Vorzugsweise wirkt, wenn auf das Rad ein Drehmoment wirkt, auch auf das Bauteil des hydrodynamischen Retarders ein Drehmoment. Zweckmäßigerweise ist das Bauteil rotierbar gelagert, insbesondere gegenüber einem Wagenkasten des Elektrofahrzeugs rotierbar. Weiterhin kann die mechanische Verbindung als mittelbare Verbindung ausgeführt sein. Das heißt, besagtes Bauteil kann mit einem weiteren Bauteil des Elektrofahrzeugs, wie z.B. einer Radachse, verbunden sein. Das weitere Bauteil wiederum kann mit dem Rad verbunden sein. A mechanical connection between the hydrodynamic retarder or a component of the hydrodynamic retarder and the wheel may involve that the component is rotatable together with the wheel. Preferably, when a torque acts on the wheel, a torque also acts on the component of the hydrodynamic retarder. Conveniently, the component is rotatably mounted, in particular rotatable relative to a car body of the electric vehicle. Furthermore, the mechanical connection can be designed as an indirect connection. That is, said component may be connected to another component of the electric vehicle, such as e.g. a wheel axle to be connected. The further component in turn may be connected to the wheel.

Das Elektrofahrzeug kann neben dem hydrodynamischen Retarder zumindest eine Zusatzbremse aufweisen. Die Zusatzbremse kann z.B. eine elektropneumatische Bremse oder eine elektromotorische Bremse sein. Eine solche elektromotorische Bremse kann als sog. Nutzstrombremse ausgeführt sein, bei der Bremsenergie in elektrische Energie umgewandelt wird und die elektrische Energie in ein Fahrleitungsnetz zurückgespeist wird. Alternativ kann die elektromotorische Bremse als sog. Widerstandsbremse ausgeführt sein, bei der die elektrische Energie, anstatt in ein Fahrleitungsnetz zurückgespeist zu werden, in Wärmeenergie umgewandelt wird. The electric vehicle may have at least one additional brake in addition to the hydrodynamic retarder. The additional brake can eg a be electropneumatic brake or an electric motor brake. Such an electromotive brake can be designed as a so-called. Nutzstrombremse in which braking energy is converted into electrical energy and the electrical energy is fed back into a catenary network. Alternatively, the electromotive brake may be designed as a so-called. Resistor brake, in which the electrical energy, instead of being fed back into a catenary network, is converted into heat energy.

Eine thermische Kopplung zwischen dem Kühlmittelkreislauf und einem Element/Bauteil des Elektrofahrzeugs, wie z.B. dem Elektromotor, kann dadurch realisiert sein, dass der Kühlmittelkreislauf abschnittsweise durch das Bauteil verläuft oder abschnittsweise an einer Oberfläche des Bauteils angeordnet ist, sodass das zirkulierende Kühlmittel Wärme vom Bauteil abführen kann. A thermal coupling between the coolant circuit and an element / component of the electric vehicle, such as e.g. The electric motor can be realized in that the coolant circuit extends in sections through the component or is arranged in sections on a surface of the component, so that the circulating coolant can dissipate heat from the component.

Eine hydraulisch Verbindung zwischen Elementen des Elektrofahrzeugs kann einbeziehen, dass die beiden Elemente durch eine oder mehrere Fluidleitungen miteinander verbunden sind, sodass ein Fluid von einem der beiden Elemente zum anderen der beiden Elemente strömen kann bzw. geleitet werden kann. A hydraulic connection between elements of the electric vehicle may involve that the two elements are interconnected by one or more fluid lines, so that a fluid can flow from one of the two elements to the other of the two elements.

Unter dem Arbeitsraum kann ein Raum des hydrodynamischen Retarder verstanden werden, in dem Bremsarbeit verrichtet wird bzw. Rotationsenergie des Rads in Wärmeenergie des Arbeitsfluids umgewandelt wird. The working space can be understood as meaning a space of the hydrodynamic retarder in which braking work is performed or rotational energy of the wheel is converted into heat energy of the working fluid.

Zweckmäßigerweise ist das Kühlmittel eine Flüssigkeit. In bevorzugter Weise enthält das Kühlmittel Wasser. Dabei kann das Wasser einer von mehreren Bestandteilen des Kühlmittels oder der einzige Bestandteil des Kühlmittels sein. Ein weiterer Bestandteil des Kühlmittels kann z.B. ein Korrosions-/Frostschutzmittel sein. Conveniently, the coolant is a liquid. Preferably, the coolant contains water. In this case, the water may be one of several components of the coolant or the only component of the coolant. Another component of the coolant may be e.g. be a corrosion / antifreeze.

Es ist zweckmäßig, wenn der der hydrodynamische Retarder ein einen Retarderrotor aufweist. Weiter ist es zweckmäßig, wenn der hydrodynamische Retarder einen Retarderstator aufweist. Als Retarderrotor kann ein Rotor des hydrodynamischen Retarders, d.h. ein rotierender/rotierbarer Teil des hydrodynamischen Retarders, aufgefasst werden. Entsprechend kann als Retarderstator ein Stator des hydrodynamischen Retarders, d.h. ein feststehender bzw. nicht rotierbarer Teil des hydrodynamischen Retarders, aufgefasst werden. Der Retarderrotor kann z.B. als ein Rotorschaufelrad ausgeführt sein oder ein Rotorschaufelrad umfassen. Der Retarderstator kann z.B. als ein Statorschaufelrad ausgeführt sein oder ein Statorschaufelrad umfassen. It is expedient if the hydrodynamic retarder has a retarder rotor. It is also expedient if the hydrodynamic retarder has a retarder stator. As the retarder rotor, a rotor of the hydrodynamic retarder, i. a rotating / rotatable part of the hydrodynamic retarder, be construed. Accordingly, as the retarder stator, a stator of the hydrodynamic retarder, i. a fixed or non-rotatable part of the hydrodynamic retarder, be construed. The retarder rotor may e.g. be designed as a rotor blade or include a rotor blade. The retarder stator may e.g. be designed as a Statorschaufelrad or include a Statorschaufelrad.

In bevorzugter Weise sind der Retarderrotor und der Retarderstator im Arbeitsraum angeordnet. Weiterhin ist der Retarderrotor vorteilhafterweise mit dem Rad mechanisch verbunden. Dadurch kann ein Drehmoment, insbesondere ein Bremsmoment, welches auf den Retarderrotor wirkt, auf das Rad übertragen werden. Preferably, the retarder rotor and the retarder stator are arranged in the working space. Furthermore, the retarder rotor is advantageously mechanically connected to the wheel. As a result, a torque, in particular a braking torque, which acts on the retarder rotor, are transmitted to the wheel.

Das Rad, mit dem der hydrodynamische Retarder mechanisch verbunden ist, kann ein Laufrad sein. Als Laufrad kann ein nicht angetriebenes Rad des Elektrofahrzeugs aufgefasst werden. Im Falle eines Schienenfahrzeugs kann es bei dem Rad um einen Bestandteil eines Laufradsatzes handeln. The wheel to which the hydrodynamic retarder is mechanically connected may be an impeller. As a wheel, a non-driven wheel of the electric vehicle can be understood. In the case of a rail vehicle, the wheel may be a component of a wheelset.

Vorzugsweise ist das Rad, mit dem der hydrodynamische Retarder mechanisch verbunden ist, ein Antriebsrad. Als Antriebsrad kann ein durch den Elektromotor antreibbares Rad aufgefasst werden. Im Falle eines Schienenfahrzeugs kann es bei dem Rad um einen Bestandteil eines Treibradsatzes handeln. Preferably, the wheel to which the hydrodynamic retarder is mechanically connected is a drive wheel. As drive wheel, a drivable by the electric motor wheel can be construed. In the case of a rail vehicle, the wheel may be a component of a wheel set.

Zweckmäßigerweise umfasst das Elektrofahrzeug einen Umrichter, insbesondere einen Frequenzumrichter, zum Versorgen des Elektromotors mit elektrischer Energie. Vorzugsweise ist der Umrichter thermisch an den Kühlmittelkreislauf gekoppelt. Dies ermöglicht eine Kühlung des Elektromotors sowie des Umrichters mit einem einzigen, gemeinsamen Kühlmittelkreislauf. Conveniently, the electric vehicle comprises a converter, in particular a frequency converter, for supplying the electric motor with electrical energy. Preferably, the inverter is thermally coupled to the coolant circuit. This allows cooling of the electric motor and the inverter with a single, common coolant circuit.

Alternativ oder zusätzlich kann der Umrichter an einen zusätzlichen Kühlmittelkreislauf des Elektrofahrzeugs thermisch gekoppelt sein. Dieser zusätzliche Kühlmittelkreislauf kann eigens zur Kühlung des Umrichters vorgesehen sein. Alternatively or additionally, the inverter may be thermally coupled to an additional coolant circuit of the electric vehicle. This additional coolant circuit may be provided specifically for cooling the inverter.

Grundsätzlich kann die Erfindung auch dadurch realisiert werden, dass der Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders mit dem zusätzlichen, thermisch an den Umrichter gekoppelten Kühlmittelkreislauf anstatt mit dem thermisch an den Elektromotor gekoppelten Kühlmittelkreislauf hydraulisch verbunden ist. In principle, the invention can also be realized in that the working space of the hydrodynamic retarder is hydraulically connected to the additional coolant circuit thermally coupled to the converter instead of to the coolant circuit thermally coupled to the electric motor.

Sinnvollerweise umfasst der Elektromotor eine Motorwelle. Der hydrodynamische Retarder kann an der Motorwelle angeordnet sein. Dadurch wird eine platzsparende Anordnung des hydrodynamischen Retarders ermöglicht. In bevorzugter Weise ist der hydrodynamische Retarder, insbesondere der Retarderrotor, mit der Motorwelle mechanisch verbunden ist. Des Weiteren kann der hydrodynamische Retarder in einem Motorgehäuse des Elektromotors angeordnet sein. It makes sense for the electric motor to comprise a motor shaft. The hydrodynamic retarder can be arranged on the motor shaft. This allows a space-saving arrangement of the hydrodynamic retarder. Preferably, the hydrodynamic retarder, in particular the retarder rotor, is mechanically connected to the motor shaft. Furthermore, the hydrodynamic retarder can be arranged in a motor housing of the electric motor.

Zweckmäßigerweise umfasst der Kühlmittelkreislauf ein Hauptleitungssystem. Außerdem ist es zweckmäßig, wenn der Kühlmittelkreislauf ein Nebenleitungssystem umfasst. Conveniently, the coolant circuit comprises a main line system. Besides, it is expedient if the coolant circuit comprises a bypass system.

Vorzugsweise ist der Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders durch das Nebenleitungssystem mit dem Kühlmittelkreislauf hydraulisch verbunden. Das Nebenleitungssystem kann dazu vorgesehen sein, das im Hauptleitungssystem zirkulierbare Kühlmittel im Falle einer Bremsung aus dem Hauptleitungssystem zum hydrodynamischen Retarder zu leiten und/oder das Kühlmittel vom hydrodynamischen Retarder in das Hauptleitungssystem zurückzuleiten. Preferably, the working space of the hydrodynamic retarder is hydraulically connected by the bypass system with the coolant circuit. The bypass system may be provided to direct the circulating in the main line coolant in the event of braking from the main line system to the hydrodynamic retarder and / or return the coolant from the hydrodynamic retarder in the main line system.

Vorteilhafterweise umfasst der Kühlmittelkreislauf zumindest ein Ventil. Mithilfe des Ventils kann eine Kühlmittelzufuhr zum Arbeitsraum steuerbar sein. Das Ventil kann z.B. elektromagnetisch oder pneumatisch betätigbar sein. Sinnvollerweise ist das Ventil eingangsseitig des hydrodynamischen Retarders angeordnet. Advantageously, the coolant circuit comprises at least one valve. The valve can be used to control a coolant supply to the working space. The valve may e.g. be electromagnetically or pneumatically actuated. It makes sense to arrange the valve on the input side of the hydrodynamic retarder.

Des Weiteren kann das Elektrofahrzeug eine Steuereinheit zum Steuern des Ventils aufweisen. Zweckmäßigerweise ist eine solche Steuereinheit mittels einer Datenleitung mit dem Ventil elektrisch verbunden. Furthermore, the electric vehicle may have a control unit for controlling the valve. Appropriately, such a control unit is electrically connected by means of a data line with the valve.

Falls das Ventil als elektromagnetisch steuerbares Ventil ausgeführt ist, ist es vorteilhaft, wenn das Ventil bzw. ein Elektromagnet des Ventils im Falle einer Bremsung entregt und andernfalls erregt ist. Dadurch wird ermöglicht, dass im Falle einer unterbrochenen Stromversorgung des Ventils mithilfe des hydrodynamischen Retarders dennoch eine Bremsung möglich ist bzw. mithilfe des hydrodynamischen Retarders automatisch eine Bremsung durchgeführt wird. Zweckmäßigerweise ist das Ventil geöffnet, wenn der Elektromagnet entregt ist. If the valve is designed as an electromagnetically controllable valve, it is advantageous if the valve or an electromagnet of the valve in case of braking is de-energized and otherwise energized. This makes it possible, in the event of an interrupted power supply of the valve with the aid of the hydrodynamic retarder, nevertheless to be able to brake or to automatically carry out braking by means of the hydrodynamic retarder. Conveniently, the valve is open when the solenoid is de-energized.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung, ist das Ventil dazu eingerichtet, außer einem Zustand, bei welchem ein Ventilquerschnitt vollständig geöffnet ist, und einem Zustand, bei welchem der Ventilquerschnitt vollständig geschlossen ist, einen oder mehrere Zwischenzustände einzunehmen, bei denen der Ventilquerschnitt teilweise geöffnet ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass ein Kühlmitteldurchfluss durch das Nebenleitungssystem kontinuierlich oder in mehreren diskreten Schritten steuerbar ist. Unter dem Kühlmitteldurchfluss kann ein Volumenstrom/Massenstrom des Kühlmittels durch einen Querschnitt, z.B. durch eine Leitung des Nebenleitungssystems, verstanden werden. In an advantageous embodiment, the valve is adapted, except for a state in which a valve cross section is fully opened, and a state in which the valve cross section is completely closed, to assume one or more intermediate states in which the valve cross section is partially open. In this way it can be achieved that a coolant flow through the bypass system is controllable continuously or in several discrete steps. Below the coolant flow, a volume flow / mass flow of the coolant through a cross-section, e.g. by a line of the bypass system.

In bevorzugter Weise ist das Ventil als ein Wegeventil ausgestaltet. Sinnvollerweise ist das Wegeventil mit einem Eingang ausgestattet. Ferner ist das Wegeventil zweckmäßigerweise mit zwei Ausgängen ausgestattet. Einer der beiden Ausgänge ist zweckmäßigerweise mit dem Nebenleitungssystem des Kühlmittelkreislaufs hydraulisch verbunden. Der Eingang und/oder der andere der beiden Ausgänge sind/ist zweckmäßigerweise mit dem Hauptleitungssystem des Kühlmittelkreislaufs hydraulisch verbunden. Preferably, the valve is designed as a directional control valve. It makes sense that the directional valve is equipped with an input. Furthermore, the directional control valve is expediently equipped with two outputs. One of the two outputs is expediently connected hydraulically to the bypass system of the coolant circuit. The input and / or the other of the two outputs are / is advantageously hydraulically connected to the main system of the coolant circuit.

Sind mehrere hydrodynamische Retarder vorgesehen, ist es vorteilhaft, wenn das Elektrofahrzeug für jeden der hydrodynamischen Retarder ein separates Nebenleitungssystem und ein separates Ventil aufweist. Dadurch kann erreicht werden, dass die hydrodynamischen Retarder individuell steuerbar sind. If several hydrodynamic retarders are provided, it is advantageous if the electric vehicle has a separate bypass system and a separate valve for each of the hydrodynamic retarders. It can thereby be achieved that the hydrodynamic retarders are individually controllable.

Sinnvollerweise umfasst der Kühlmittelkreislauf eine Kühlmittelpumpe zum Fördern des Kühlmittels durch den Kühlmittelkreislauf. Weiter ist es zweckmäßiger, wenn der Kühlmittelkreislauf einen Wärmetauscher, insbesondere einen von Kühlluft durchströmbaren Wärmetauscher, zum Kühlen des Kühlmittels umfasst. It makes sense for the coolant circuit to comprise a coolant pump for conveying the coolant through the coolant circuit. Furthermore, it is more expedient for the coolant circuit to comprise a heat exchanger, in particular a heat exchanger through which cooling air can flow, for cooling the coolant.

Des Weiteren kann das Elektrofahrzeug einen Kühlmittelausgleichsbehälter aufweisen. Der Kühlmittelausgleichsbehälter kann dazu vorgesehen sein, Volumenänderungen des Kühlmittels aufgrund von Temperatur- und/oder Druckänderungen im Kühlmittelkreislauf durch Aufnahme eines Teils des Kühlmittels aus dem Kühlmittelkreislauf bzw. durch Abgabe von zusätzlichem Kühlmittel in den Kühlmittelkreislauf auszugleichen. Zweckmäßigerweise ist der Kühlmittelausgleichsbehälter mit dem Kühlmittelkreislauf hydraulisch verbunden. Furthermore, the electric vehicle may have a coolant expansion tank. The coolant expansion tank can be provided to compensate for volume changes of the coolant due to temperature and / or pressure changes in the coolant circuit by receiving a portion of the coolant from the coolant circuit or by dispensing additional coolant into the coolant circuit. Conveniently, the coolant expansion tank is hydraulically connected to the coolant circuit.

Außerdem kann das Elektrofahrzeug ein Sicherheitsventil aufweisen. Das Sicherheitsventil kann dazu vorgesehen sein, einen Teil des Kühlmittels aus dem Kühlmittelkreislauf abzuleiten, insbesondere falls ein vorgegebener Kühlmitteldruck überschritten wird. Sinnvollerweise ist das Sicherheitsventil mit dem Kühlmittelkreislauf hydraulisch verbunden. In addition, the electric vehicle may have a safety valve. The safety valve may be provided to divert a portion of the coolant from the coolant circuit, especially if a predetermined coolant pressure is exceeded. It makes sense that the safety valve is hydraulically connected to the coolant circuit.

Das Elektrofahrzeug weist zweckmäßigerweise zumindest ein weiteres Rad auf. Das weitere Rad kann z.B. ein Laufrad sein. Weiterhin kann das Elektrofahrzeug zumindest einen weiteren hydrodynamischen Retarder aufweisen. Der weitere hydrodynamische Retarder kann mit dem weiteren Rad mechanisch verbunden sein. Ferner kann der weitere hydrodynamische Retarder einen Arbeitsraum aufweist, der mit dem zuvor erwähnten Kühlmittelkreislauf hydraulisch verbunden ist, sodass dieser Arbeitsraum vom Kühlmittel durchströmbar ist. Alternativ kann der weitere hydrodynamische Retarder mit einem anderen Kühlmittelkreislauf des Elektrofahrzeugs hydraulisch verbunden sein. The electric vehicle expediently has at least one further wheel. The further wheel may e.g. to be an impeller. Furthermore, the electric vehicle may have at least one further hydrodynamic retarder. The further hydrodynamic retarder can be mechanically connected to the other wheel. Further, the further hydrodynamic retarder may have a working space which is hydraulically connected to the aforementioned coolant circuit, so that this working space can be flowed through by the coolant. Alternatively, the further hydrodynamic retarder may be hydraulically connected to another coolant circuit of the electric vehicle.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bremsen eines Elektrofahrzeugs unter Verwendung zumindest eines hydrodynamischen Retarders, bei dem zumindest ein Elektromotor des Elektrofahrzeugs mittels eines in einem Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Kühlmittels gekühlt wird, ein Arbeitsfluid in einen Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders eingeleitet wird, das Arbeitsfluid mithilfe eines im Arbeitsraum angeordneten Retarderrotors, der mit zumindest einem Rad des Elektrofahrzeugs mechanisch verbunden ist, in eine rotierende Strömung versetzt und zu einem im Arbeitsraum angeordneten Retarderstator geführt wird, die rotierende Strömung mithilfe des Retarderstators abgebremst wird und dabei ein auf den Retarderrotor wirkendes Bremsmoment erzeugt wird. Furthermore, the invention relates to a method for braking an electric vehicle under Use of at least one hydrodynamic retarder, in which at least one electric motor of the electric vehicle is cooled by means of a circulating coolant in a coolant circuit, a working fluid is introduced into a working space of the hydrodynamic retarder, the working fluid by means of a arranged in the working space Retarderrotors, with at least one wheel of the electric vehicle is mechanically connected, offset in a rotating flow and is guided to a arranged in the working space Retarderstator, the rotating flow is slowed down using the Retarderstators and thereby a force acting on the retarder rotor braking torque is generated.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Bremsen eines Elektrofahrzeugs unter Verwendung eines hydrodynamischen Retarders anzugeben, bei dem der hydrodynamische Retarder kostengünstigen, platzsparend, Gewicht sparend sowie wartungsarm mit einem Arbeitsfluid versorgt werden kann. A further object of the invention is to provide a method for braking an electric vehicle using a hydrodynamic retarder, in which the hydrodynamic retarder cost, space-saving, weight-saving and low maintenance can be supplied with a working fluid.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der zuvor genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß das Kühlmittel als Arbeitsfluid in den Arbeitsraum des hydrodynamischen Retarders eingeleitet wird. This object is achieved by a method of the aforementioned type, in which according to the invention the coolant is introduced as working fluid into the working space of the hydrodynamic retarder.

Das Bremsmoment, das auf den Retarderrotor wirkt, entsteht aufgrund einer Erhöhung eines Strömungswiderstands für das Kühlmittel, die durch den Retarderstator hervorgerufenen wird. Da der Retarderrotor mit dem hydrodynamischen Retarder mechanisch verbunden ist, wirkt auch ein Bremsmoment auf das Rad. The braking torque acting on the retarder rotor is due to an increase in flow resistance for the coolant caused by the retarder stator. Since the retarder rotor is mechanically connected to the hydrodynamic retarder, also a braking torque acts on the wheel.

Sind beim Elektrofahrzeug mehrere solcher hydrodynamischen Retarder vorgesehen, ist es vorteilhaft, wenn bei einer Notbremsung alle dieser hydrodynamischen Retarder zum Einsatz kommen, d.h. das Kühlmittel in den jeweiligen Arbeitsraum jedes hydrodynamischen Retarder eingeleitet wird. Auf diese Weise kann für eine Notbremsung ein maximales in Summe von den hydrodynamischen Retardern erzeugbares Bremsmoment zur Verfügung gestellt werden. Dabei können die hydrodynamischen Retarder insbesondere simultan zum Einsatz kommen. If several such hydrodynamic retarder are provided in the electric vehicle, it is advantageous if all of these hydrodynamic retarders are used during an emergency braking, i. the coolant is introduced into the respective working space of each hydrodynamic retarder. In this way, a maximum braking torque which can be generated in total by the hydrodynamic retarders can be made available for emergency braking. In this case, the hydrodynamic retarder can be used in particular simultaneously.

Bei einer regulären Bremsung bzw. Betriebsbremsung können einzelne der hydrodynamischen Retarder oder alle der hydrodynamischen Retarder zum Einsatz kommen. Ferner können die hydrodynamischen Retarder bei der regulären Bremsung simultan oder zeitversetzt zum Einsatz kommen. In the case of regular braking or service braking, individual hydrodynamic retarders or all of the hydrodynamic retarders can be used. Furthermore, the hydrodynamic retarder can be used in the regular braking simultaneously or with a time delay.

Zweckmäßigerweise wird der Elektromotor mithilfe eines Umrichters mit elektrischer Energie versorgt. Vorteilhafterweise wird der Umrichter mittels des im Kühlmitkreislauf zirkulierenden Kühlmittels gekühlt. Conveniently, the electric motor is powered by an inverter with electrical energy. Advantageously, the converter is cooled by means of the coolant circulating in the cooling circuit.

Alternativ oder zusätzlich kann der Umrichter mittels eines weiteren Kühlmittels, welches in einem zusätzlichen Kühlmittelkreislauf zirkuliert, gekühlt werden. Dieser zusätzliche Kühlmittelkreislauf kann eigens zur Kühlung des Umrichters vorgesehen sein. Das weitere Kühlmittel kann einen, mehrere oder alle der Bestandteile enthalten, die im bisher erwähnten Kühlmittel enthalten sind. Alternatively or additionally, the converter can be cooled by means of a further coolant which circulates in an additional coolant circuit. This additional coolant circuit may be provided specifically for cooling the inverter. The further coolant may contain one, several or all of the components contained in the previously mentioned coolant.

Grundsätzlich kann die Erfindung auch dadurch realisiert werden, dass das weitere Kühlmittel, das im zusätzlichen Kühlmittelkreislauf zirkuliert, anstelle des bisher erwähnten Kühlmittels in den Arbeitsraum eingeleitet wird. In principle, the invention can also be realized in that the additional coolant which circulates in the additional coolant circuit is introduced into the working space instead of the previously mentioned coolant.

In bevorzugter Weise wird unter Verwendung eines Ventils ein Kühlmitteldurchfluss zum Arbeitsraum gesteuert. Sinnvollerweise wird der Kühlmitteldurchfluss erhöht, um das Bremsmoment zu erhöhen, und der Kühlmitteldurchfluss verringert wird, um das Bremsmoment zu verringern. Preferably, a coolant flow to the working space is controlled using a valve. It makes sense to increase the coolant flow rate to increase the braking torque and decrease the coolant flow rate to reduce the braking torque.

Zum Einleiten des Kühlmittels in den Arbeitsraum und/oder zum Ableiten des Kühlmittels aus dem Arbeitsraum kann das Kühlmittel durch ein Nebenleitungssystem des Kühlmittelkreislaufs geführt werden. For introducing the coolant into the working space and / or for discharging the coolant from the working space, the coolant can be guided through a bypass system of the coolant circuit.

Vorteilhafterweise wird unter Verwendung zumindest einer Zusatzbremse, insbesondere einer Wirbelstrombremse, einer elektromotorischen Bremse und/oder einer elektropneumatischen Bremse, ein zusätzliches Bremsmoment erzeugt. Das zusätzliche Bremsmoment kann auf das Rad, mit dem der Retarderrotor mechanisch verbunden ist, und/oder auf zumindest ein weiteres Rad des Elektrofahrzeugs wirken. Advantageously, an additional braking torque is generated using at least one additional brake, in particular an eddy current brake, an electromotive brake and / or an electropneumatic brake. The additional braking torque may act on the wheel to which the retarder rotor is mechanically connected and / or on at least one other wheel of the electric vehicle.

In einer bevorzugten Ausführung wird das Kühlmittel von einer Kühlmittelpumpe zu einem Umrichter, insbesondere zu dem zuvor erwähnten Umrichter geleitet. Vom Umrichter wird das Kühlmittel vorzugsweise zum Elektromotor geleitet. Vom Elektromotor wird das Kühlmittel in bevorzugter Weise zum hydrodynamischen Retarder geleitet. Zweckmäßigerweise wird das Kühlmittel vom hydrodynamischen Retarder zu einem Wärmetauscher geleitet. Vom Wärmetauscher kann das Kühlmittel erneut zur Kühlmittelpumpe geleitet werden. In a preferred embodiment, the coolant is passed from a coolant pump to a converter, in particular to the aforementioned converter. From the inverter, the coolant is preferably passed to the electric motor. From the electric motor, the coolant is passed in a preferred manner to the hydrodynamic retarder. Conveniently, the coolant is passed from the hydrodynamic retarder to a heat exchanger. From the heat exchanger, the coolant can be routed again to the coolant pump.

Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Elektrofahrzeug und dem erfindungsgemäßen Verfahren kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale, gegenständlich formuliert, auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrichtungseinheit zu sehen und umgekehrt. The previously given description of advantageous embodiments of the invention contains numerous features, which are given in the individual subclaims partially summarized in several. However, these features may conveniently be considered individually and to meaningful further combinations be summarized. In particular, these features can be combined individually and in any suitable combination with the electric vehicle according to the invention and the method according to the invention. Thus, process features, objectively formulated, can also be seen as a property of the corresponding device unit and vice versa.

Auch wenn in der Beschreibung und/oder in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das jeweilige Zahlwort eingeschränkt sein. Ferner sind die Wörter „ein“ bzw. „eine“ nicht als Zahlwörter, sondern als unbestimmte Artikel zu verstehen. Although some terms are used singularly or in conjunction with a number word in the specification and / or claims, the scope of the invention for those terms is not intended to be limited to the singular or the particular number word. Further, the words "a" and "an" are not to be understood as number words but as indefinite articles.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert wird. Das Ausführungsbeispiel dient der Erläuterung der Erfindung und beschränkt die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale des Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden. The above-described characteristics, features and advantages of the invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiment, which will be explained in connection with the drawing. The embodiment is illustrative of the invention and does not limit the invention to the combination of features set forth therein, including functional features. In addition, suitable features of the embodiment may also be considered explicitly isolated and combined with any of the claims.

Es zeigt: It shows:

1 ein Schienenfahrzeug mit einem Elektromotor, einem Umrichter, einem Kühlmittelkreislauf und zwei hydrodynamischen Retardern. 1 a rail vehicle with an electric motor, an inverter, a coolant circuit and two hydrodynamic retarders.

1 zeigt ein schematisch dargestelltes Elektrofahrzeug 2, bei dem es sich um ein Schienenfahrzeug handelt. Das Elektrofahrzeug 2 weist einen Elektromotor 4 mit einer Motorwelle 6 auf. Grundsätzlich könnte das Elektrofahrzeug 2 mehrere solcher Elektromotoren 4 aufweisen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Elektrofahrzeug 2 der Übersichtlichkeit halber lediglich einen Elektromotor 4 auf. 1 shows a schematically illustrated electric vehicle 2 , which is a rail vehicle. The electric vehicle 2 has an electric motor 4 with a motor shaft 6 on. Basically, the electric vehicle could 2 several such electric motors 4 exhibit. In the present embodiment, the electric vehicle 2 for the sake of clarity, only an electric motor 4 on.

Ferner weist das Elektrofahrzeug 2 mehrere Antriebsräder 8 auf, die jeweils ein Bestandteil eines Treibradsatzes sind. Weiterhin sind die Antriebsräder 8 sind mit der Motorwelle 6 mechanisch verbunden und durch den Elektromotor 4 antreibbar. Außerdem weist das Elektrofahrzeug 2 mehrere Laufräder 10 auf, die jeweils ein Bestandteil eines Laufradsatzes sind. Die Räder 8, 10 sind zum Übertragen von Zug-/Bremskräften auf einen Untergrund 12 vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Untergrund 12 eine Schiene bzw. ein Schienenpaar. Further, the electric vehicle points 2 several drive wheels 8th on, which are each a component of a drive wheel. Furthermore, the drive wheels 8th are with the motor shaft 6 mechanically connected and by the electric motor 4 drivable. In addition, the electric vehicle points 2 several wheels 10 on, which are each a part of a wheelset. The wheels 8th . 10 are for transmitting tensile / braking forces to a surface 12 intended. In the present embodiment, the background 12 a rail or a pair of rails.

Des Weiteren ist das Elektrofahrzeug 2 mit einem Umrichter 14 ausgestattet, der zum Speisen des Elektromotors 4 mit elektrischer Energie vorgesehen ist. Beim Umrichter 14 handelt es insbesondere einem Frequenzumrichter. Furthermore, the electric vehicle 2 with a converter 14 equipped to power the electric motor 4 is provided with electrical energy. At the inverter 14 is it in particular a frequency converter.

Sowohl der Elektromotor 4 als auch der Umrichter 14 sind thermisch an einen Kühlmittelkreislauf 16 gekoppelt, in welchem ein Kühlmittel zirkulierbar ist und der zur Kühlung des Elektromotors 4 sowie des Umrichters 14 vorgesehen ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Kühlmittel Wasser, dem ein Korrosions-/Frostschutzmittel beigefügt ist. Both the electric motor 4 as well as the inverter 14 are thermally connected to a coolant circuit 16 coupled, in which a coolant is circulated and the cooling of the electric motor 4 and the inverter 14 is provided. In the present embodiment, the coolant is water, which is accompanied by a corrosion / antifreeze.

Der Kühlmittelkreislauf 16 umfasst eine Kühlmittelpumpe 18, einen von Kühlluft durchströmbaren Wärmetauscher 20 sowie einen Kühlmittelausgleichsbehälter 22. The coolant circuit 16 includes a coolant pump 18 , a heat exchanger through which cooling air can flow 20 and a coolant expansion tank 22 ,

Weiterhin umfasst der Kühlmittelkreislauf ein Hauptleitungssystem 24, ein erstes Nebenleitungssystem 26 sowie ein zweites Nebenleitungssystem 28 zum Leiten des Kühlmittels. Der Wärmetauscher 20, die Kühlmittelpumpe 18, der Umrichter 14 sowie der Elektromotor 4 sind durch das Hauptleitungssystem 24 hydraulisch miteinander verbunden. Furthermore, the coolant circuit comprises a main line system 24 , a first secondary line system 26 and a second bypass system 28 for conducting the coolant. The heat exchanger 20 , the coolant pump 18 , the inverter 14 as well as the electric motor 4 are through the main system 24 hydraulically connected.

Darüber hinaus umfasst der Kühlmittelkreislauf 16 ein erstes Ventil 30 sowie ein zweites Ventil 32. Die beiden Ventile 30, 32 sind jeweils als Wegeventil mit einem Eingang 34, einem ersten Ausgang 36 und einem zweiten Ausgang 38 ausgestaltet. In addition, the coolant circuit includes 16 a first valve 30 and a second valve 32 , The two valves 30 . 32 are each as a directional control valve with an input 34 , a first exit 36 and a second exit 38 designed.

Der Eingang 34 sowie der erste Ausgang 36 des ersten Ventils 30 sind hydraulisch mit dem Hauptleitungssystem 24 verbunden. Der zweite Ausgang 38 des ersten Ventils 30 ist hydraulisch mit dem ersten Nebenleitungssystem 26 verbunden. Entsprechend sind der Eingang 34 sowie der erste Ausgang 36 des zweiten Ventils 32 hydraulisch mit dem Hauptleitungssystem 24 verbunden. Beide Ventile 30, 32 sind elektromagnetisch betätigbar. The entrance 34 as well as the first exit 36 of the first valve 30 are hydraulic with the main system 24 connected. The second exit 38 of the first valve 30 is hydraulic with the first bypass system 26 connected. Corresponding are the entrance 34 as well as the first exit 36 of the second valve 32 hydraulically with the main system 24 connected. Both valves 30 . 32 are electromagnetically actuated.

Des Weiteren ist das Elektrofahrzeug 2 mit einer Steuereinheit 40 ausgestattet, die zum Steuern der beiden Ventile 30, 32 eingerichtet ist. Die Steuereinheit 40 ist mittels einer Datenleitung 42 mit dem ersten Ventil 30 elektrisch verbunden und mittels einer weiteren Datenleitung 42 mit dem zweiten Ventil 32 elektrisch verbunden. Furthermore, the electric vehicle 2 with a control unit 40 equipped to control the two valves 30 . 32 is set up. The control unit 40 is by means of a data line 42 with the first valve 30 electrically connected and by means of another data line 42 with the second valve 32 electrically connected.

Der Kühlmittelkreislauf 16 weist zudem ein elektromagnetisch betätigbares Sicherheitsventil 44 zum Ableiten des Kühlmittels aus dem Kühlmittelkreislauf 16 auf, insbesondere aus dem Hauptleitungssystem 24 des Kühlmittelkreislaufs 16. Weiterhin umfasst der Kühlmittelkreislauf 16 ein elektromagnetisch betätigbares Kontrollventil 46 zum Steuern einer Kühlmittelzufuhr zum Kühlmittelausgleichsbehälter 22 bzw. zum Steuern einer Kühlmittelabfuhr aus dem Kühlmittelausgleichsbehälter 22. The coolant circuit 16 also has an electromagnetically operated safety valve 44 for draining the coolant from the coolant circuit 16 on, in particular from the main line system 24 of the coolant circuit 16 , Furthermore, the coolant circuit comprises 16 an electromagnetically operated control valve 46 for controlling a coolant supply to Coolant expansion tank 22 or for controlling a coolant discharge from the coolant expansion tank 22 ,

Das Elektrofahrzeug 2 ist ferner mit einem ersten hydrodynamischen Retarder 48 und einem zweiten hydrodynamischen Retarder 50 ausgestattet. Die beiden hydrodynamischen Retarder 48, 50 weisen jeweils einen Arbeitsraum 52 auf. The electric vehicle 2 is also with a first hydrodynamic retarder 48 and a second hydrodynamic retarder 50 fitted. The two hydrodynamic retarders 48 . 50 each have a work space 52 on.

Jeder der beiden hydrodynamischen Retarder 48, 50 weist Retarderrotor 54 auf, welcher als Rotorschaufelrad ausgestaltet ist. Zudem weist jeder der beiden hydrodynamischen Retarder 48, 50 ein Retarderstator 56 auf, welcher als Statorschaufelrad ausgestaltet ist. Bei beiden hydrodynamischen Retardern 48, 50 sind der jeweilige Retarderrotor 54 und der jeweilige Retarderstator 56 im Arbeitsraum 52 des hydrodynamischen Retarders 48, 50 angeordnet. Each of the two hydrodynamic retarders 48 . 50 has retarder rotor 54 on, which is designed as a rotor blade wheel. In addition, each of the two hydrodynamic retarders 48 . 50 a retarder stator 56 on, which is designed as a stator blade. For both hydrodynamic retarders 48 . 50 are the respective retarder rotor 54 and the respective retarder stator 56 in the workroom 52 of the hydrodynamic retarder 48 . 50 arranged.

Weiterhin ist bei beiden hydrodynamischen Retardern 48, 50 der jeweilige Retarderstator 56 ein feststehender bzw. nicht rotierbarer Teil des hydrodynamischen Retarders 48, 50. Furthermore, in both hydrodynamic retarders 48 . 50 the respective retarder stator 56 a fixed or non-rotatable part of the hydrodynamic retarder 48 . 50 ,

Der erste hydrodynamische Retarder 48 ist an der Motorwelle 6 des Elektromotors 4 angeordnet. Ferner ist der Retarderrotor 54 des ersten hydrodynamischen Retarders 48 mechanisch mit der Motorwelle 6 verbunden. Die Motorwelle 6 wiederum ist mit den Antriebsrädern 8 mechanisch verbunden. Somit ist der Retarderrotor 54 des ersten hydrodynamischen Retarders 42 mittelbar mit den Antriebsrädern 8 mechanisch verbunden. Der Retarderrotor 48 des zweiten hydrodynamischen Retarders 50 hingegen ist mit den Laufrädern 10 mechanisch verbunden. The first hydrodynamic retarder 48 is at the motor shaft 6 of the electric motor 4 arranged. Further, the retarder rotor 54 of the first hydrodynamic retarder 48 mechanically with the motor shaft 6 connected. The motor shaft 6 turn is with the drive wheels 8th mechanically connected. Thus, the retarder rotor 54 of the first hydrodynamic retarder 42 indirectly with the drive wheels 8th mechanically connected. The retarder rotor 48 of the second hydrodynamic retarder 50 however, with the wheels 10 mechanically connected.

Der erste hydrodynamische Retarder 48, insbesondere der Arbeitsraum 52 des ersten hydrodynamischen Retarders 48, ist über das erste Nebenleitungssystem 26 mit dem Kühlmittelkreislauf 16 hydraulisch verbunden, sodass sein Arbeitsraum 52 vom Kühlmittel durchströmbar ist. In analoger Weise ist der zweite hydrodynamische Retarder 50 bzw. dessen Arbeitsraum 52 über das zweite Nebenleitungssystem 28 mit dem Kühlmittelkreislauf 16 hydraulisch verbunden, sodass dessen Arbeitsraum 52 vom Kühlmittel durchströmbar ist. The first hydrodynamic retarder 48 , especially the workroom 52 of the first hydrodynamic retarder 48 , is about the first secondary line system 26 with the coolant circuit 16 hydraulically connected, so his work space 52 can flow through the coolant. Analogously, the second hydrodynamic retarder 50 or its working space 52 via the second bypass system 28 with the coolant circuit 16 hydraulically connected, so that its working space 52 can flow through the coolant.

Darüber hinaus weist das Elektrofahrzeug 2 eine erste Zusatzbremse 58 und eine zweite Zusatzbremse 60 auf. Die erste Zusatzbremse 58 ist mit den Antriebsrädern 8 mechanisch verbunden ist und die zweite Zusatzbremse 60 ist mit den Laufrädern 10 mechanisch verbunden. Beide Zusatzbremsen 58, 60 sind jeweils als elektropneumatische Bremse ausgeführt. In addition, the electric vehicle points 2 a first additional brake 58 and a second additional brake 60 on. The first additional brake 58 is with the drive wheels 8th mechanically connected and the second additional brake 60 is with the wheels 10 mechanically connected. Both additional brakes 58 . 60 are each designed as an electropneumatic brake.

Während einer ungebremsten Fahrt des Elektrofahrzeugs 2 zirkuliert das Kühlmittel im Hauptleitungssystem 24. Der Elektromotor 4 sowie der Umrichter 14 werden dabei mithilfe des Kühlmittels gekühlt. Beim ersten Ventil 30 sowie beim zweiten Ventil 32 ist jeweils der erste Ausgang 36 freigegeben bzw. geöffnet. Außerdem ist bei beiden Ventilen 30, 32 jeweils der zweite Ausgang 38 geschlossen. During an unrestricted journey of the electric vehicle 2 circulates the coolant in the main piping system 24 , The electric motor 4 as well as the inverter 14 are cooled using the coolant. At the first valve 30 as well as the second valve 32 is the first exit 36 released or opened. Also, with both valves 30 . 32 in each case the second output 38 closed.

Wenn vom Zugführer eine Bremsung eingeleitet wird, wird ein Bremsbefehl/-signal an die Steuereinheit 40 übermittelt. Die Steuereinheit 40 wiederum übermittelt Steuersignale an das erste Ventil 30 sowie an das zweite Ventil 32, sodass der zuvor geöffnete erste Ausgang 36 des ersten Ventils 30 sowie der zuvor geöffnete erste Ausgang 36 des zweiten Ventils 32 geschlossen werden und bei beiden Ventilen 30, 32 jeweils der zweite Ausgang 38 geöffnet wird. Dadurch wird über das erste Nebenleitungssystem 26 das Kühlmittel als Arbeitsfluid in den Arbeitsraum 52 des ersten hydrodynamischen Retarders 48 bzw. über das zweite Nebenleitungssystem 28 in den Arbeitsraum 52 des zweiten hydrodynamischen Retarders 50 eingeleitet. When braking is initiated by the train driver, a brake command / signal is sent to the control unit 40 transmitted. The control unit 40 in turn transmits control signals to the first valve 30 as well as to the second valve 32 so that the previously opened first exit 36 of the first valve 30 as well as the previously opened first exit 36 of the second valve 32 be closed and both valves 30 . 32 in each case the second output 38 is opened. This is via the first bypass system 26 the coolant as working fluid in the working space 52 of the first hydrodynamic retarder 48 or via the second bypass system 28 in the workroom 52 of the second hydrodynamic retarder 50 initiated.

In den Arbeitsräumen 52 beider hydrodynamischen Retarder 48, 50 wird das Kühlmittel mit Hilfe des entsprechenden Retarderrotors 54 in eine rotierende Strömung versetzt und zum entsprechenden Retarderstator 56 geführt. Die rotierende Strömung wird mit Hilfe des Retarderstators 50 abgebremst, wobei ein auf den Retarderrotor 48 wirkendes Bremsmoment erzeugt wird. Da der jeweilige Retarderrotor 48 mit den Antriebsrädern 8 bzw. mit den Laufrädern 10 mechanisch verbunden ist, wirkt ein Bremsmoment auf die Antriebsräder 8 bzw. ein Bremsmoment auf die Laufräder 10. In the workrooms 52 both hydrodynamic retarder 48 . 50 is the coolant with the help of the corresponding retarder rotor 54 offset in a rotating flow and the corresponding retarder stator 56 guided. The rotating flow is achieved by means of the retarder stator 50 braked, with one on the retarder rotor 48 acting braking torque is generated. Since the respective retarder rotor 48 with the drive wheels 8th or with the wheels 10 is mechanically connected, a braking torque acts on the drive wheels 8th or a braking torque on the wheels 10 ,

Das mit Hilfe der Kühlmittelpumpe 18 in Zirkulation gebrachte Kühlmittel wird von der Kühlmittelpumpe 18 zum Umrichter 14, vom Umrichter 14 zum Elektromotor 4, vom Elektromotor 4 zu ersten hydrodynamischen Retarder 48, vom ersten hydrodynamischen Retarder 48 zum zweiten hydrodynamischen Retarder 50, vom zweiten hydrodynamischen Retarder 50 zum Wärmetauscher 20 und von diesem wieder zur Kühlmittelpumpe 18 geleitet. That with the help of the coolant pump 18 Coolant is circulated from the coolant pump 18 to the inverter 14 , from the inverter 14 to the electric motor 4 , from the electric motor 4 to the first hydrodynamic retarder 48 , from the first hydrodynamic retarder 48 to the second hydrodynamic retarder 50 , from the second hydrodynamic retarder 50 to the heat exchanger 20 and from this back to the coolant pump 18 directed.

Mit Hilfe der ersten Zusatzbremse 58 wird ein zusätzliches Bremsmoment erzeugt, dass an den Antriebsrädern 8 wirkt. Mit Hilfe der zweiten Zusatzbremse 60 wird ein weiteres Bremsmoment erzeugt, welches an den Laufrädern 10 wirkt. With the help of the first additional brake 58 An additional braking torque is generated at the drive wheels 8th acts. With the help of the second additional brake 60 a further braking torque is generated, which on the wheels 10 acts.

Wenn ein Kühlmitteldruck im Kühlmittelkreislauf 16 eine vorgegebene Druckobergrenze überschreitet, wird das Sicherheitsventil 44 geöffnet und ein Teil des Kühlmittels aus dem Kühlmittelkreislauf 16 abgeleitet. If a coolant pressure in the coolant circuit 16 exceeds a predetermined upper pressure limit, the safety valve 44 opened and a portion of the coolant from the coolant circuit 16 derived.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch das offenbarte Beispiel eingeschränkt und andere Variationen können hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed example, and other variations can be derived therefrom without departing from the scope of the invention.

Claims

Electric vehicle ( 2 ) with at least one electric motor ( 4 ), a thermally to the electric motor ( 4 ) coupled coolant circuit ( 16 ), in which a coolant is circulatable, at least one wheel ( 8th . 10 ) for transferring traction to a ground ( 12 ) and at least one hydrodynamic retarder ( 48 . 50 ), with the wheel ( 8th . 10 ) is mechanically connected and a work space ( 52 ), characterized in that the working space ( 52 ) with the coolant circuit ( 16 ) is hydraulically connected, so that the working space ( 52 ) can be flowed through by the coolant.

Electric vehicle ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the hydrodynamic retarder ( 48 . 50 ) a retarder rotor ( 54 ) as well as a retarder stator ( 56 ) located in the working space ( 52 ), wherein the retarder rotor ( 54 ) with the wheel ( 8th . 10 ) is mechanically connected.

Electric vehicle ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the wheel ( 8th ) is a drive wheel.

Electric vehicle ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized by an inverter ( 14 ), in particular a frequency converter, for supplying the electric motor ( 4 ) with electrical energy, the inverter ( 14 ) thermally to the coolant circuit ( 16 ) is coupled.

Electric vehicle ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric motor ( 4 ) a motor shaft ( 6 ) and the hydrodynamic retarder ( 48 ) on the motor shaft ( 6 ) and with the motor shaft ( 6 ) is mechanically connected.

Electric vehicle ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant circuit ( 16 ) a bypass system ( 26 . 28 ) and the working space ( 52 ) of the hydrodynamic retarder ( 48 . 50 ) through the bypass system ( 26 . 28 ) with the coolant circuit ( 16 ) is hydraulically connected.

Electric vehicle ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant circuit ( 16 ) an electromagnetically or pneumatically operable valve ( 30 . 32 ), by means of which a coolant supply to the working space ( 52 ) is controllable.

Electric vehicle ( 2 ) according to claim 7, characterized in that the valve ( 30 . 32 ) as a directional control valve with an input ( 34 ) and two outputs ( 36 . 38 ), one of the two outputs ( 36 ) with a secondary line system ( 26 . 28 ) of the coolant circuit ( 16 ) is hydraulically connected and the input ( 34 ) as well as the other of the two outputs ( 38 ) with a main line system ( 24 ) of the coolant circuit ( 16 ) are hydraulically connected.

Electric vehicle ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized by at least one further wheel ( 10 ) and at least one further hydrodynamic retarder ( 50 ), the other wheel ( 10 ) is an impeller and the further hydrodynamic retarder ( 50 ) with the further wheel ( 10 ) is mechanically connected and a work space ( 52 ) which is connected to the coolant circuit ( 16 ) is hydraulically connected.

Method for braking an electric vehicle ( 2 ) using at least one hydrodynamic retarder ( 48 . 50 ), in which - at least one electric motor ( 4 ) of the electric vehicle ( 2 ) by means of a in a coolant circuit ( 16 ) circulating coolant is cooled, - a working fluid in a working space ( 52 ) of the hydrodynamic retarder ( 48 . 50 ), - the working fluid by means of one in the working space ( 52 ) arranged Retarderrotors ( 54 ) equipped with at least one wheel ( 8th . 10 ) of the electric vehicle ( 2 ) is mechanically connected, offset in a rotating flow and to a in the working space ( 52 ) arranged Retarderstator ( 56 ), - the rotating flow with the aid of the retarder stator ( 56 ) is braked while one on the retarder rotor ( 54 ) acting braking torque is generated, characterized in that the coolant as working fluid in the working space ( 52 ) of the hydrodynamic retarder ( 48 . 50 ) is initiated.

Method according to claim 10, characterized in that the electric motor ( 4 ) using an inverter ( 14 ) is supplied with electrical energy and the inverter ( 14 ) by means of the in Kühlmitkreislauf ( 16 ) is cooled circulating coolant.

Method according to claim 10 or 11, characterized in that by using a valve ( 30 . 32 ) a coolant flow to the working space ( 52 ), wherein the coolant flow rate is increased to increase the brake torque, and the coolant flow rate is decreased to reduce the brake torque.

Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that for introducing the coolant into the working space ( 52 ) and or for draining the coolant from the working space ( 52 ) the coolant through a bypass system ( 26 . 28 ) of the coolant circuit ( 16 ) to be led.

Method according to one of claims 10 to 13, characterized in that using at least one additional brake ( 58 . 60 ), in particular an eddy current brake, an electromotive brake or an electro-pneumatic brake, an additional braking torque is generated, which is applied to the wheel ( 8th . 10 ) acts.

Method according to one of claims 10 to 14, characterized in that the coolant from a coolant pump ( 18 ) to a converter ( 14 ), from the inverter ( 14 ) to the electric motor ( 4 ), from the electric motor ( 4 ) to the hydrodynamic retarder ( 48 . 50 ), from the hydrodynamic retarder ( 48 . 50 ) to a heat exchanger ( 20 ) and the heat exchanger ( 20 ) again to the coolant pump ( 18 ).