-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine fluidgekühlte Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Gattungsgemäße fluidgekühlte Antriebseinheiten mit einer Elektromaschine, welche einen Kühlmantel mit einem Kühlkanal aufweisen, sind allgemein und zahlreich aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielhaft wird hierzu auf die
DE 10 2012 223 372 A1 verwiesen.
-
Aus der
DE 4417 432 A1 ist eine fluidgekühlte Antriebseinheit mit einer Elektromaschine und einem Ansteuermodul bekannt, welche beide in einem gemeinsamen Kühlkreislauf angeordnet sind und wobei ein Kühlfluid zunächst in einem ersten Fluidkanal eintritt und dort geführt wird, um einen Boden des Ansteuermoduls zu kühlen. Von dort kann das Kühlfluid in einen am Stator der Elektromaschine vorgesehenen spiralkreisförmigen Fluidkanal übertreten und diesen durchströmen, bevor dieses das Gehäuse der Elektromaschine wieder verlässt. Es liegt insbesondere eine serielle Kühlanordnung vor, bei der das Ansteuermodul und die Elektromaschine jeweils einmal durchströmt werden.
-
Die
DE 100 02 235 A1 beschreibt eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug, wobei von einem Kühlmittel mehrere Wärmequellen, insbesondere eine Ansteuerelektronik, ein elektrischer Antriebsmotor und ein Verbrennungsmotor in einem Kühlkreislauf in Reihe angeordnet sind und bei einem geschlossenen Kühlmittelumlauf zu einem Kühler jeweils einmal von dem Kühlmittel durchströmt werden.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine fluidgekühlte Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit einem verbesserten Kühlsystem bereitzustellen, welches eine für verschiedene Anwendungsfälle variable und optimierte Ausbildung eines Kühlmittelkreislaufs gestattet.
-
Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße fluidgekühlte Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen sowie der Figurenbeschreibung entnehmbar.
-
Es wird vorliegend eine fluidgekühlte Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welche eine Elektromaschine mit einem Rotor und mit einem Stator umfasst und wobei der Stator einen Kühlmantel mit einem ersten Fluidanschluss und einem zweiten Fluidanschluss aufweist, welche einen Fluideinlass und einen Fluidauslass bilden. Der Kühlmantel weist weiter einen ersten Fluidkanal auf, welcher mit den vorgenannten Fluidanschlüssen, also mit dem Fluideinlass und dem Fluidauslass in Fluidverbindung steht.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich die Antriebseinheit dadurch aus, dass der Kühlmantel der Elektromaschine einen dritten Fluidanschluss und einen vierten Fluidanschluss aufweist, welche wahlweise einen Fluideinlass und einen Fluidauslass bilden. Des Weiteren umfasst der Kühlmantel einen zweiten Fluidkanal, welcher mit den vorgenannten, also mit dem dritten und dem vierten Fluidanschluss in Fluidverbindung steht.
-
Auf die vorgeschlagene Weise sind somit verschiedenste Konfigurationsmöglichkeiten des Kühlsystems der Antriebseinheit möglich, wodurch beispielsweise eine Verbesserung der Kühlung der Elektromaschine erzielt werden kann. Im einfachsten Fall können die beiden Fluidkanäle mit jeweils einem ihrer Fluidanschlüsse strömungsmäßig kurz geschlossen werden, so dass beide Fluidkanäle in Reihe durchströmt werden können. Es besteht auch die Möglichkeit, die Elektromaschine mit jeweils einem Fluidkanal an einen ersten und an einen zweiten Kühlkreislauf anzuschließen. Somit ist die Elektromaschine an zwei unterschiedlichen Kühlkreisläufen angeschlossen, so dass bei Deaktivierung eines der Kreisläufe zumindest ein zweiter Kühlkreislauf zum Kühlen der Elektromaschine zur Verfügung steht. Des Weiteren kann auch eine weitere zu kühlenden Komponente, wie z.B. ein Elektronikmodul gemeinsam mit der Elektromaschine in einem gemeinsamen Kühlkreislauf angeordnet werden. Dabei kann zunächst ein Fluidkanal der Elektromaschine, dann ein Kühlkanal der weiteren Komponente und danach der zweite Fluidkanal der Elektromaschine in Reihe durchströmt werden. Alternativ können die Fluidkanäle auch parallel von einem Fluid durchströmt werden. Schließlich können die Fluidkanäle sich auch in deren wirksamen Längen und in deren Strömungsquerschnitten unterscheiden.
-
Mittels der möglichen Fluidkanal-Verbindungsvarianten kann eine optimale Kühlung des Stators auch hinsichtlich eines an diesem lokal unterschiedlichen Kühlbedarfs eingestellt werden. Auf diese Weise ist somit eine effektivere Kühlung und/oder ein günstigerer Verlauf von Kühlmittelleitungen möglich. Letzteres eröffnet die Möglichkeit, zwischen der Elektromaschine und einer weiteren zu kühlenden Komponente kürzere Fluidleitungen zu verlegen oder günstigstenfalls zum Teil auf die Verlegung einzelner Fluidleitungen ganz zu verzichten.
-
Die beiden Fluidkanäle am Kühlmantel der Elektromaschine können grundsätzlich strömungsmäßig miteinander verbunden sein. Gemäß einer Ausgestaltung kann jedoch vorgesehen werden, den ersten Fluidkanal und den zweiten Fluidkanal der Elektromaschine im Wesentlichen gegenseitig strömungsmäßig getrennt auszuführen. Im Wesentlichen strömungsmäßig getrennt soll bedeuten, dass die Fluidkanäle entweder vollständig getrennt sind oder unter Einbeziehung eines lediglich geringen Fluidvolumenstroms miteinander verbunden sind, so dass in einem angrenzenden Bereich der Fluidkanäle Hot-Spots am Stator unterbunden werden können. Hierzu wird insbesondere auf den Offenbarungsgehalt der
DE 10 2010 041 305 A1 verwiesen, der vorliegend mit umfasst sein soll. Bei einer vollständigen Trennung der Fluidkanäle kann eine Durchmischung von in diesen Fluidkanälen geführten Fluid und somit ein gegenseitiger Wärmeaustausch bei Bedarf komplett vermieden werden.
-
Die jeweils einem Fluidkanal zugeordnete Fluidanschlüsse, also ein Fluideinlass und ein Fluidauslass können grundsätzlich räumlich benachbart am Kühlmantel angeordnet sein. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ein, einem Fluidkanal zugeordneter Fluideinlass und ein Fluidauslass räumlich getrennt am Kühlmantel ausgeführt sind. Das bedeutet, dass Fluideinlass und Fluidauslass nicht unmittelbar benachbart, sondern an unterschiedlichen Umfangsbereichen des Kühlmantels ausgebildet werden. Dabei kann es weiter günstig sein, jeweils einen Fluidanschluss des ersten Fluidkanals und des zweiten Fluidkanals benachbart am Kühlmantel auszuführen. Der Terminus „benachbart“ soll zum Ausdruck bringen, dass diese Fluidanschlüsse im Wesentlichen an demselben Umfangsbereich oder Axialbereich des Kühlmantels vorgesehen werden können. Mit noch weiterem Vorteil können auch zwei Fluidanschlüsse gemeinsam an einem Flansch ausgeführt werden. An dem Flansch oder im Bereich eines solchen Flansches kann ein Trennsteg zwischen dem Fluideinlass und dem Fluidauslass vorgesehen sein, der die Fluidanschlüsse strömungsmäßig vollständig oder unter Ausbildung eines Bypasses nahezu vollständig trennt. Der Bypass kann vorgesehen werden, um in einem geringen Maße einen direkte Fluidverbindung zur Vermeidung eines Hot-Spots im gegenseitigen Abstandsbereich herzustellen. Der Flansch kann dabei als in den Kühlmantel einzusetzendes Einsatzelement oder einstückig mit dem Kühlmantel ausgeführt sein.
-
Bezüglich der umfangsmäßigen Erstreckung kann es vorteilhaft sein, wenn sich ein Fluidkanal lediglich über einen Teil des Umfangs des Kühlmantels erstreckt, wobei sich die beiden Fluidkanäle zusammen über den gesamten Umfang des Kühlmantels erstrecken. Das bedeutet, dass beide Fluidkanäle sich unterschiedlich lang am Kühlmantel des Stators erstrecken. Wenn beispielweise erste Fluidanschlüsse an einer 09 Uhr-Position und zweite Fluidanschlüsse an einer 12 Uhr-Position vorgesehen sind, so kann sich ein Fluidkanal über 90° am Umfang und der andere Fluidkanal über 270° am Umfang erstrecken.
-
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass sich zumindest einer von ersten und zweiten Fluidkanal über den gesamten Umfang am Kühlkanal erstreckt. Das heißt, ein Fluidkanal erstreckt sich zumindest über einen Winkel von 360° oder darüber hinaus, beispielsweise über den 1,5fachen Umfang, also über einen Winkel von 540°. Die Aufteilung kann dabei je nach Anforderung in einer gewünschten Weise vorgenommen werden.
-
Ein Fluidkanal kann sich grundsätzlich zusätzlich zur Umfangsrichtung auch in einer unter einem Winkel befindlichen Richtung erstrecken, so dass sich dessen Gesamtlänge aus der Summation der Längen der einzelnen Abschnitte ergibt. Beispielweise ergibt sich die Gesamtlänge eines im Kühlmantel des Stators vorgesehenen Fluidkanals durch die Länge der einzelnen Umfangsabschnitte und durch die Länge der einzelnen in Axialrichtung verlaufenden Abschnitte. Das bedeutet, dass sich die wirksame Länge eines Fluidkanals von der sich durch die Umfangslage der zugehörigen Fluidanschlüsse ergebenden Umfangslänge bzw. einem Umfangswinkel deutlich unterscheiden kann. Das heißt, dass bei zwei Fluidkanälen, der umfangsmäßig kürzere Fluidkanal eine größere wirksame Länge gegenüber einem umfangsmäßig längeren Fluidkanal aufweisen kann.
-
Sofern ein möglichst homogenes Temperaturfeld mittels der beiden Fluidkanäle angestrebt wird, können der erste und der zweite Fluidkanal ineinandergreifend ausgeführt werden. Beispielsweise können die Fluidkanäle an einem Kühlmantel spiralförmig ausgeführt sein und dabei koaxial ineinandergreifend angeordnet bzw. verschachtelt werden. Bei einer mäanderförmigen Gestaltung der Fluidkanäle können sich diese am Kühlmantel axial und in Umfangsrichtung überlappen.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein Fluidanschluss des ersten Fluidkanals und ein Fluidanschluss des zweiten Fluidkanals mit einem Kühler in Fluidverbindung stehen. Im Weiteren kann die Antriebseinheit einen fluidgekühlten Verbrennungsmotor mit einem Kühlmantel umfassen, wobei der vorgenannte Kühler und eine Kühlmittelpumpe dem Verbrennungsmotor zugeordnet ist.
-
Der Verbrennungsmotor und die Elektromaschine können also demnach mit Vorteil in einem gemeinsamen Kühlkreislauf angeordnet werden, wodurch der üblicherweise dem Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors zugeordnete Kühler zur Kühlung der gesamten Antriebseinheit herangezogen werden kann.
-
Gemäß einer noch weiteren Weiterbildung der Erfindung kann die Antriebseinheit ein der Elektromaschine zugeordnetes elektronisches Ansteuermodul mit einem Fluid-Kühlbereich aufweisen, welcher einen Kühlmitteleinlass, einen Kühlmittelauslass und einen mit diesen in Fluidverbindung stehenden Kühlmittelkanal umfasst und wobei ein Fluidanschluss des ersten Fluidkanals mit dem Kühlmitteleinlass und ein Fluidanschluss des zweiten Fluidkanals mit dem Kühlmittelauslass verbunden sind. Mit anderen Worten können die Elektromaschine und das Ansteuermodul strömungsmäßig so miteinander verbunden sein, dass ein Fluid zunächst durch den ersten Fluidkanal der Elektromaschine und danach durch den Kühlmittelkanal des Ansteuermoduls und anschließend durch den zweiten Fluidkanal der Elektromaschine fließen kann. Die verbleibenden Fluidanschlüsse der Elektromaschine können mit dem Kühler, insbesondere mit dem Kühlkreislauf des Verbrennungsmotors verbunden werden. Auf diese Weise können zunächst beim erstmaligen Durchströmen von Kühlfluid durch die Elektromaschine die am stärksten überhitzen Bereiche am Stator gekühlt werden, um beim zweitmaligen Durchströmen im Vergleich dazu weniger überhitzte Bereiche des Stators zu kühlen. Das Ansteuermodul befindet sich demnach mit dessen Kühlmittelkanal strömungsmäßig zwischen den Fluidkanälen der Elektromaschine.
-
Bevorzugt können die Elektromaschine und das Ansteuermodul eine gemeinsame Baueinheit bilden, wobei die Fluidverbindungen zwischen den Fluidkanälen von Elektromaschine und Ansteuermodul als starre Rohrverbindungen ausgeführt sein können. Grundsätzlich kann die Fluidverbindung alternativ auch mittels flexiblen Kühlmittelschläuchen ausgeführt werden. Eine starre Rohrverbindung kann vorteilhaft durch jeweils an der Elektromaschine und am Ansteuermodul vorgesehene, zum Beispiel bereits einstückig mit dem Gehäuse der Elektromaschine und dem Ansteuermodul ausgeführte Gehäuseflansche realisiert werden, wobei gegebenenfalls Adapterrohrelemente Verwendung finden können.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer in den Figuren dargestellten Ausführungsform beispielhaft erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer fluidgekühlten Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug mit zwei innerhalb eines Kühlmantels einer Elektromaschine verlaufenden Fluidkanälen und mit einem Ansteuermodul, welche sich gemeinsam über den Umfang des Kühlmantels erstrecken;
-
2 eine schematische Darstellung der Antriebseinheit von 1, wobei sich der stromabwärts vom Ansteuermodul befindliche Fluidkanal der Elektromaschine über mehr als 360° am Umfang des Kühlmantels erstreckt;
-
3 eine schematische Darstellung der Antriebseinheit von 1, wobei sich der stromaufwärts zum Ansteuermodul befindliche Fluidkanal der Elektromaschine über mehr als 360° am Umfang des Kühlmantels erstreckt;
-
4 eine schematische Darstellung einer Antriebseinheit mit zwei am Kühlmantel einer Elektromaschine ineinandergreifend ausgeführten Fluidkanälen.
-
Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten oder vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Darstellung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Um Wiederholungen zu vermeiden wird auf eine mehrfache Beschreibung identischer Gegenstände, Funktionseinheiten oder vergleichbarer Komponenten in verschiedenen Ausführungsbeispielen verzichtet und es werden diesbezüglich lediglich schwerpunktmäßig Unterschiede der Ausführungsbeispiele beschrieben.
-
Mit 1 ist schematisch eine fluidgekühlte Antriebseinheit 10 für ein Kraftfahrzeug dargestellt, welche zunächst einen Verbrennungsmotor 12 und eine Elektromaschine 14 aufweist, die das Kraftfahrzeug entweder einzeln oder gemeinsam antreiben können und die somit eine Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug bilden.
-
Der Verbrennungsmotor 12 weist zur Abführung der Betriebswärme einen Kühlkreislauf 12a auf, der in den Figuren zur Veranschaulichung der Erfindung nur sehr vereinfacht wiedergegeben ist. Der Kühlkreislauf 12a umfasst einen aus mehreren Kühlkanälen gebildeten Kühlmantel 12b, eine Pumpe 12c und einen Kühler 12d zur Fluidkühlung der Zylinder bzw. der Verbrennungsräume. Der Kühlkreislauf 12a weist weiter einen Kühlmitteleinlass 12e und einen Kühlmittelauslass 12f zur Verbindung mit weiteren zu kühlenden Komponenten auf.
-
Die Elektromaschine 14 ist vorliegend als fluidgekühlter Innenläufer ausgeführt und umfasst einen hier radial innenliegenden und um eine Achse A drehbar gelagerten Rotor 16 und einen diesen radial außen umgebenden im Wesentlichen zylinderförmigen Stator 18. Des Weiteren ist innerhalb der Antriebseinheit 10 ein der Elektromaschine 14 zugeordnetes elektronisches Ansteuermodul 60, welches ebenfalls zur Fluidkühlung ausgebildet ist, vorgesehen. Aus Vereinfachungsgründen sind die zwischen dem Ansteuermodul 60 und der Elektromaschine 14 befindlichen elektrischen Leitungsverbindungen zeichnerisch nicht dargestellt.
-
Der Stator 18 der Elektromaschine 14, genauer ein hier zeichnerisch nicht dargestellter Statorträger weist zur Fluidkühlung einer Wicklung der Elektromaschine einen im Wesentlichen kreiszylindrischen Kühlmantel 20 mit vorliegend vier Fluidanschlüssen 21, 22, 23, 24 auf, welche erste bis vierte Fluidanschlüsse ausbilden. Diese Fluidanschlüsse 21–24 können an sich wahlweise jeweils einen Fluideinlass oder einen Fluidauslass bilden. Im erläuterten Ausführungsbeispiel bildet der erste Fluidanschluss 21 einen Fluideinlass und der zweite Fluidanschluss 22 einen Fluidauslass. Zwischen dem ersten und dem zweiten Fluidanschluss 21; 22 und mit diesen in Fluidverbindung stehend ist ein erster Fluidkanal 31 vorgesehen. Weiter bildet der dritte Fluidanschluss 23 einen Fluideinlass und der vierte Fluidanschluss 24 einen Fluidauslass. Auch zwischen dem dritten und dem vierten Fluidanschluss 23; 24 und mit diesen in Fluidverbindung stehend ist ein zweiter Fluidkanal 32 vorgesehen. Der erste Fluidkanal 31 und der zweite Fluidkanal 32 der Elektromaschine 14 sind dabei gegenseitig strömungsmäßig getrennt ausgeführt. Wie in dem Schema der 1 dargestellt, sind der Fluideinlass 21 des ersten Fluidkanals 31 und der Fluidauslass 24 des zweiten Fluidkanals 32 mit dem Kühlkreislauf 12a des Verbrennungsmotors 12, also mit dessen Kühlmitteleinlass 12e und dessen Kühlmittelauslass 12f insbesondere mit der Pumpe 12c und dem Kühler 12d verbunden. Diese Fluidverbindungen können wahlweise sowohl als starre Rohrverbindungen oder als flexible Schlauchverbindungen ausgeführt werden, was jedoch in den Figuren zeichnerisch nicht dargestellt ist..
-
Das der Elektromaschine 14 zugeordnete elektronische Ansteuermodul 60 weist einen Fluid-Kühlbereich 62 auf, welcher einen Kühlmitteleinlass 62a, einen Kühlmittelauslass 62b und einen mit diesen in Fluidverbindung stehenden Kühlmittelkanal 62c umfasst. Dabei ist ein Fluidanschluss der Elektromaschine 14, insbesondere der Fluidauslass 21 des ersten Fluidkanals 31 mit dem Kühlmitteleinlass 62a und ein Fluidanschluss, insbesondere der Fluideinlass 23 des zweiten Fluidkanals 32 mit dem Kühlmittelauslass 62b des Ansteuermoduls 60 verbunden. Ferner bilden vorliegend die Elektromaschine 14 und das Ansteuermodul 60 eine gemeinsame Baueinheit, wobei die Fluidverbindungen 64 zwischen den Fluidkanälen von Elektromaschine 14 und Ansteuermodul 60 als starre Rohrverbindungen 64a, b ausgeführt sind.
-
In 1 ist erkennbar, dass jeweils ein Fluidanschluss des ersten Fluidkanals 31 und des zweiten Fluidkanals 32 benachbart am Kühlmantel 20 ausgeführt sind, wobei zwei Fluidanschlüsse gemeinsam an einem Flansch 26, 28 ausgeführt sind. Insbesondere sind der als Fluideinlass fungierende erste Fluidanschluss 21 und der als Fluidausgang fungierende vierte Fluidanschluss 24 unmittelbar benachbart und gemeinsam an einem Flansch 26 ausgeführt. Ebenso sind der als Fluidausgang fungierende zweite Fluidanschluss 22 und der als Fluideingang fungierende dritte Fluidanschluss 23 unmittelbar benachbart und gemeinsam an einem Flansch 28 ausgeführt.
-
Mit Blick auf 1 wird weiter deutlich, dass ein, einem Fluidkanal 31 bzw. 32 zugeordneter Fluideinlass 21 bzw. 23 und ein Fluidauslass 22 bzw. 24 räumlich getrennt am Kühlmantel 20 ausgeführt sind. Während sich der erste und der vierte Fluidanschluss 21, 24 gemeinsam auf einer 09 Uhr-Position befinden, sind der zweite und der dritte Fluidanschluss 22, 23 gemeinsam etwa auf einer 01 Uhr-Position am Kühlmantel 20 ausgebildet. Vorliegend sind die Fluidkanäle 31, 32 in Umfangsrichtung am Stator 18 mit einer unterschiedlichen Länge ausgebildet, wobei sich der erste Fluidkanal 31 über einen Umfangswinkel von 120° und der zweite Fluidkanal 32 über einen Umfangswinkel von 240° erstreckt. Beide Fluidkanäle 31, 32 decken also zusammen den gesamten Umfangswinkel von 360° ab.
-
Ein Kühlfluid kann bei der dargestellten Antriebseinheit 10 von der Druckseite der Pumpe 12c ausgehend über den ersten Fluidanschluss 21 bzw. Fluideinlass in den Kühlmantel 20 der Elektromaschine 14 eintreten und unter Wärmeaufnahme durch den ersten und vergleichsweise kurzen Fluidkanal 31 bis zum zweiten Fluidanschluss 22 bzw. Fluidauslass fließen um von dort über den Kühlmitteleinlass 62a in den Kühlmittelkanal 62c des Ansteuermoduls 62 einzutreten. Dort kann das Fluid unter Wärmeaufnahme durch den Kühlmittelkanal 62c fließen und über den Kühlmittelauslass 62b austreten, um erneut in den Kühlmantel 20 der Elektromaschine 14 einzutreten. Dieses erfolgt über den dritten Fluidanschluss 23 bzw. Fluideinlass. Daraufhin kann das Fluid den gegenüber dem ersten Fluidkanal 31 längeren zweiten Fluidkanal 32 unter Wärmeaufnahme durchströmen, den Kühlmantel 20 über den vierten Fluidanschluss 24, d.h. den Fluidauslass verlassen und schließlich erneut in den Kühlmittelkreislauf 12a des Verbrennungsmotors 12 eintreten, wobei die vorher aufgenommene Wärmemenge über den Kühler 12d abgegeben wird, um anschließend an der Niederdruckseite der Pumpe 12c erneut in den Kreislauf einzutreten.
-
2 zeigt hinsichtlich der Gestaltung der Fluidkanäle 31, 32 eine von 1 abweichende Variante einer Antriebseinheit 10, bei der sich der erste Fluidkanal 31 wiederum wie in 1 über einen Umfangswinkel von 120° erstreckt und der zweite Fluidkanal 32 zusätzlich zu einer Erstreckung von 240° weiterhin einen vollen Umlauf um 360° erfährt, also am Umfang über insgesamt 600° ausgebildet ist. Somit erstreckt sich der stromabwärts des Ansteuermoduls 60 befindliche zweite Fluidkanal 32 der Elektromaschine 14 über mehr als 360° am Umfang des Kühlmantels 20.
-
Bei den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 kann der erste, stromaufwärts zum Ansteuermodul 60 befindliche Fluidkanal 31 der Elektromaschine 14 mit dessen in Umfangsrichtung und gegebenenfalls quer dazu, z.B. axial verlaufenden Abschnitten kürzer ausgeführt sein als der zweite, stromabwärts vom Ansteuermodul 60 befindliche Fluidkanal 32 der Elektromaschine mit dessen in Umfangsrichtung und gegebenenfalls quer, z.B. axial verlaufenden Abschnitten.
-
Auf diese Weise kann der Wärmeeintrag in das Kühlfluid beim Durchströmen des ersten Fluidkanals 31 vergleichsweise gering gehalten werden, so dass das in das Ansteuermodul 60 eintretende Kühlfluid eine Temperatur aufweisen kann, welche der Temperatur am Fluideinlass 21 des ersten Fluidkanals 31 der Elektromaschine 14 im Wesentlichen entspricht. Der erste Fluidkanal 31 innerhalb der Elektromaschine 14 ersetzt dabei im Wesentlichen eine ansonsten zwischen dem Verbrennungsmotor 12 und dem Ansteuermodul 60 vorzusehende separate, z.B. frei zu verlegende Kühlmittelleitung.
-
Alternativ dazu kann, wie dieses 3 zeigt, grundsätzlich auch zunächst beim Durchströme des ersten Fluidkanals 31 die Elektromaschine 14 merklich gekühlt werden, anschließend mit dem bereits merklich erwärmten Kühlfluid das Ansteuermodul 60, um schließlich beim Durchströmen des zweiten Fluidkanals 32 der Elektromaschine 14 nur noch eine vergleichsweise geringe Kühlung zu ermöglichen. Hierbei ersetzt der zweite Fluidkanal 32 innerhalb der Elektromaschine 14 im Wesentlichen eine ansonsten zwischen dem Verbrennungsmotor 12 und dem Ansteuermodul 60 vorzusehende separate, z.B. frei zu verlegende Kühlmittelleitung.
-
4 zeigt in einer weiteren schematischen Ansicht eine Möglichkeit, den ersten und den zweiten Fluidkanal 31, 32 am Kühlmantel 20 des Stators 18 ineinandergreifend bzw. überlappend auszuführen. Dazu sind die beiden Fluidkanäle 31, 32 nach Art einer Doppelhelix koaxial am Kühlmantel 20 ausgebildet. Auch hierbei können die Fluidanschlüsse 21–24 wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen beschrieben am Kühlmantel positioniert werden. Ebenso können die Elektromaschine 14 und das Ansteuermodul 60 eine Baueinheit bilden und mittels starren Rohren strömungsmäßig miteinander verbunden werden. Durch diese Anordnung der Fluidkanäle 31, 32 lässt sich am Stator 18 der Elektromaschine 14 ein insgesamt homogenes Temperaturprofil einstellen, obwohl das in diesen Fluidkanälen geführte Fluid durch die Aufnahm e der Verlustwärme des Ansteuermoduls 60 unterschiedlich temperiert ist.
-
Anstelle der in den 1–4 schematisch am Außenumfang des Stators 18 bzw. des Statorträgers dargestellten Fluidanschlüsse 21–24 können diese auch einzeln oder in deren Gesamtheit am Innenumfang des Stators 18 bzw. des Statorträgers oder an einer oder beiden Axialseiten der Elektromaschine 14 ausgeführt sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Antriebseinheit
- 12
- Verbrennungsmotor
- 12a
- Kühlkreislauf
- 12b
- Kühlmantel
- 12c
- Pumpe
- 12d
- Kühler
- 12e
- Kühlmitteleinlass
- 12f
- Kühlmittelauslass
- 14
- Elektromaschine
- 16
- Rotor
- 18
- Stator
- 20
- Kühlmantel
- 21, 22
- Fluidanschluss
- 23, 24
- Fluidanschluss
- 26, 28
- Flansch
- 31
- erster Fluidkanal
- 32
- zweiter Fluidkanal
- 60
- Ansteuermodul
- 62
- Fluid-Kühlbereich
- 62a
- Kühlmitteleinlass
- 62b
- Kühlmittelauslass
- 62c
- Kühlmittelkanal
- 64
- Fluidverbindung
- 64a, b
- Rohrverbindung
- A
- Drehachse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012223372 A1 [0002]
- DE 4417432 A1 [0003]
- DE 10002235 A1 [0004]
- DE 102010041305 A1 [0012]
