-
Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, insbesondere eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, wobei die Antriebskomponente ein erstes Gehäuseteil und zumindest ein zweites Gehäuseteil aufweist.
-
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente.
-
Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug, insbesondere ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend eine derartige flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente.
-
Schließlich betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend zumindest eine derartige flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente und/oder einen derartigen Antriebsstrang.
-
Derartige Antriebskomponenten kommen bei einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz. Dabei müssen flüssigkeitsdurchflosse Kühlkanäle generell abgedichtet werden, um ein Austreten des Kühlmediums zu vermeiden.
-
Bei bisherigen Lösungen wurden die Kühlkanäle mit einer Einlegedichtung oder einer Klebedichtung mithilfe von Schrauben befestigt. Zum Einsatz kommen beispielsweise Einlegedichtungen in Form von O-Ringen oder von dispensten Klebedichtungen. Um die geforderten Oberflächengüten für die Dichtung erreichen zu können, müssen die zu dichtenden Flächen meist mechanisch nachbearbeitet werden, beispielsweise mittels Fräsen oder anderen spanenden Bearbeitungsschritten.
-
Aus der
DE 10 2006 044 785 A1 ist eine Anordnung zur Kühlung einer flüssigkeitsgekühlten elektrischen Maschine mit einem Kühlsystem bekannt, welches als flüssigkeitsdichte Schweißkonstruktion ausgestaltet sein kann.
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden und eine einfache und zuverlässige Konstruktion für die Führung der Kühlflüssigkeit bei der eingangs genannten flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente bereitzustellen bzw. den eingangs genannten Antriebsstrang bzw. das eingangs genannte Fahrzeug entsprechend auszurüsten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Herstellung der eingangs genannten Art bereitzustellen.
-
Eine Lösung der Aufgabe ergibt sich bei einer flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente der eingangs genannten Art dadurch, dass das erste Gehäuseteil und das jeweilige zweite Gehäuseteil mittels einer fluiddichten Schweißverbindung miteinander verbunden sind, wobei das erste Gehäuseteil und das jeweilige, mit dem ersten Gehäuseteil verschweißte zweite Gehäuseteil derart ausgestaltet sind, dass sie zusammen zumindest einen Abschnitt eines Kühlkanals bilden.
-
Eine weitere Lösung der Aufgabe ergibt sich weiterhin bei einem Verfahren zur Herstellung der eingangs genannten Art durch die folgenden Verfahrensschritte:
- – Herstellen zumindest des ersten Gehäuseteils mittels eines Druckgussverfahrens, wobei das erste Gehäuseteil eine jeweilige Auflagefläche aufweist, auf welcher das mit dem ersten Gehäuseteil zu verschweißende, jeweilige zweite Gehäuseteil aufliegt,
- – Verbinden des ersten Gehäuseteils mit dem jeweiligen zweiten Gehäuseteil an der jeweiligen, vorzugsweise unbearbeiteten Auflagefläche mittels einer fluiddichten Schweißverbindung.
-
Eine weitere Lösung der Aufgabe ergibt sich ferner bei dem eingangs genannten Antriebsstrang dadurch, dass der Antriebsstrang eine derartige flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente aufweist.
-
Schließlich ergibt sich bei dem eingangs genannten Fahrzeug eine weitere Lösung der Aufgabe dadurch, dass das Fahrzeug eine derartige und/oder derart hergestellte flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente und/oder einen derartigen Antriebsstrang aufweist.
-
Der jeweilige Abschnitt des Kühlkanals bzw. der Kühlkanal wird durch das erste Gehäuseteil und das jeweilige zweite Gehäuseteil eingefasst. Durch die fluiddichte Schweißverbindung werden das erste Gehäuseteil und das jeweilige zweite Gehäuseteil zuverlässig miteinander verbunden. Gleichzeitig gelingt dank der fluiddichten Schweißverbindung eine einfache verlässliche Konstruktion für die Führung der Kühlflüssigkeit, indem der jeweilige Abschnitt des Kühlkanals bzw. der Kühlkanal auf einfache und zuverlässige Art und Weise fluiddicht ausgebildet ist. Insbesondere wird der Querschnitt des Kühlkanals durch Ausnehmungen in der Wandung des ersten Gehäuseteils und/oder des jeweiligen zweiten Gehäuseteils definiert. Der Kühlkanal ist zur Führung der Kühlflüssigkeit vorgesehen und weist insbesondere einen Kanaleinlass und einen Kanalauslass auf.
-
Vorzugsweise ist zumindest das erste Gehäuseteil teilweise konkav ausgestaltet, wobei die konkave Ausgestaltung insbesondere zwischen dem jeweiligen Kanaleinlass und dem jeweiligen Kanalauslass angeordnet ist. Wird das derart ausgestaltete erste Gehäuseteil mit dem jeweiligen zweiten Gehäuseteil verbunden, verbleibt ein Hohlraum, welcher den jeweiligen Abschnitt des Kühlkanals bzw. den Kühlkanal darstellt. Vorzugsweise ist das jeweilige zweite Gehäuseteil dabei im Wesentlichen flach ausgestaltet bzw. als Platte ausgeformt.
-
Bei der vorgeschlagenen Antriebskomponente bzw. dem vorgeschlagenen Verfahren können somit einige Arbeitsschritte und Bauteile der Antriebskomponente im Vergleich zu bisherigen Konstruktionen eingespart werden. Insbesondere sind nunmehr keine Dichtungen und keine Schrauben mehr erforderlich, so dass auch das korrekte Einlegen der Dichtungen und das Verschrauben der beiden Gehäuseteile entfallen. Dadurch wird die Fertigung der vorgeschlagenen Antriebskomponente vereinfacht, somit auch kostengünstiger, wobei gleichzeitig mögliche Fehlerquellen bei der Fertigung eliminiert werden.
-
Sind mehrere zweite Gehäuseteile vorgesehen, können diese ggf. untereinander mittels Schweißen verbunden werden, insbesondere mittels Laserschweißen oder Reibrührschweißen.
-
Die vorgeschlagene Antriebskomponente kann beispielsweise als Elektromotor ausgestaltet sein.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die fluiddichte Schweißverbindung mittels Laserschweißen oder Reibrührschweißen erzeugt.
-
Durch das Laserschweißen können auch komplizierter ausgestaltete Gehäuseteile gut miteinander gebunden werden. Dies rührt unter anderem daher, dass auch ansonsten schwer zugängliche Stellen verschweißt werden können. Weiterhin ist beim Laserschweißen von Vorteil, dass vergleichsweise wenig Energie in das jeweilige Gehäuseteil eingebracht wird, so dass sich das jeweilige Gehäuseteil weniger stark verzieht.
-
Das Reibrührschweißen ist beispielsweise aus
WO 93/10935 A1 bekannt. Wie auch das Laserschweißen bietet das Reibrührschweißen den Vorteil, dass sich das jeweilige Gehäuseteil vergleichsweise wenig verzieht, was sich durch die vergleichsweise niedrigen Temperaturen erklärt. Weiterhin sind beim Reibrührschweißen keine Zusatzwerkstoffe oder Schutzgas erforderlich, wobei dennoch sehr belastbare Nahten geschaffen werden können.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Gehäuseteil ein erstes Material und das jeweilige zweite Gehäuseteil ein jeweiliges zweites Material auf, wobei das erste Material und das zweite Material unterschiedlich sind.
-
Als Materialien kommen hierbei insbesondere Metalle oder Legierungen zum Einsatz. Vorzugsweise werden das erste Material und das zweite Material mittels Reibrührschweißen miteinander verbunden.
-
Beispielsweise weist das erste Material dabei im Wesentlichen Aluminium und das jeweilige zweite Material im Wesentlichen Stahl auf.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest das erste Gehäuseteil als Druckguss-Teil ausgestaltet, wobei das erste Gehäuseteil eine jeweilige Auflagefläche aufweist, auf welcher das mit dem ersten Gehäuseteil zu verschweißende, jeweilige zweite Gehäuseteil aufliegt, wobei das erste Gehäuseteil eine jeweilige Auflagefläche aufweist, auf welcher das jeweilige zweite Gehäuseteil aufliegt, wobei die fluiddichte Schweißverbindung an der jeweiligen Auflagefläche ausgebildet ist.
-
Das erste Gehäuseteil ist bzw. wird mittels eines Druckgussverfahrens, eines Gesenkschmiede- oder Schmiedeverfahrens hergestellt, so dass es sich bei dem ersten Gehäuseteil um ein Druckguss-Teil handelt. Denkbar ist auch die Herstellung des jeweiligen zweiten Gehäuseteils mittels eines Druckgussverfahrens, eines Gesenkschmiede- oder Schmiedeverfahrens.
-
Das erste Gehäuseteil weist eine jeweilige Auflagefläche auf, auf welcher das jeweilige zweite Gehäuseteil aufliegt. Die fluiddichte Schweißverbindung ist an der jeweiligen Auflagefläche ausgebildet.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die jeweilige Auflagefläche dabei unbearbeitet.
-
Die jeweilige Auflagefläche ist dabei insbesondere im Zusammenhang mit dem vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung der vorgeschlagenen, flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente dann unbearbeitet, wenn sie nicht mittels eines spanenden Verfahrens bearbeitet ist, bevor das erste Gehäuseteil mit dem jeweiligen zweiten Gehäuseteil fluiddicht verschweißt wird. D.h. die jeweilige Auflagefläche ist im Moment des Verschweißens unbearbeitet, insbesondere nicht mittels eines spanenden Verfahrens bearbeitet worden. Eine unbearbeitete Auflagefläche weist beispielsweise Gussporen auf, welche von einem Gussverfahren stammen, mittels welchem das jeweilige Gehäuseteil hergestellt ist.
-
Vorzugsweise werden das erste Gehäuseteil und das jeweilige zweite Gehäuseteil mittels Reibrührschweißen miteinander verbunden. Die Anwendung dieses Schweißverfahrens ist hierbei besonders vorteilhaft, da für das Reibrührschweißen keine Vorbearbeitung der zu verschweißenden Teile erforderlich ist und somit auch keine besonderen Anforderungen an die entsprechenden Oberflächengüten zu erfüllen sind.
-
Insbesondere kommen für das erste Gehäuseteil und das jeweilige zweite Gehäuseteil unterschiedliche Materialien zum Einsatz.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebskomponente als Umrichter aufweisend zumindest ein Leistungsmodul ausgestaltet, wobei das erste Gehäuseteil das jeweilige Leistungsmodul zumindest teilweise einhaust, wobei das jeweilige Leistungsmodul in thermischem Kontakt mit dem Kühlkanal ist.
-
Beispielsweise weist das jeweilige Leistungsmodul einen oder mehrere Leistungshalbleiter auf. Während des Betriebs des Umrichters entsteht im jeweiligen Leistungsmodul Abwärme, die an den Kühlkanal bzw. die im Kühlkanal befindliche Kühlflüssigkeit abgegeben werden kann, indem das jeweilige Leistungsmodul in thermischem Kontakt mit dem Kühlkanal ist. Der thermische Kontakt kann beispielsweise dadurch geschaffen werden, dass das jeweilige Leistungsmodul vorzugsweise flächig an der Innenseite des ersten Gehäuseteils anliegt und an der Außenseite desjenigen Bereichs des ersten Gehäuseteils der Kühlkanal angeordnet ist, an welchem an der Innenseite das jeweilige Leistungsmodul angeordnet ist.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das jeweilige Leistungsmodul dabei einen Kühlkörper auf, wobei der jeweilige Kühlkörper zumindest teilweise in den Kühlkanal hineinragt.
-
Vorzugsweise weist das erste Gehäuseteil hierzu eine jeweilige Aussparung auf, durch welche der Kühlkörper hindurchführt. Der jeweilige Kühlkörper schafft damit eine vergleichsweise direkte thermische Anbindung des übrigen jeweiligen Leistungsmoduls an den Kühlkanal bzw. die im Kühlkanal befindliche Kühlflüssigkeit. Hierdurch kann der jeweilige Kühlkörper zumindest teilweise von der Kühlflüssigkeit umgeben bzw. umströmt werden, so dass die während des Betriebs entstehende Abwärme vom jeweiligen Leistungsmodul gut zur Kühlflüssigkeit transportiert werden kann.
-
Insbesondere kann der jeweilige Kühlkörper Kühldome, Kühlrippen und/oder Kühlfinnen aufweisen, um die Fläche zu vergrößern, durch welche Abwärme vom jeweiligen Kühlkörper an die Kühlflüssigkeit abgegeben werden kann.
-
Vorzugsweise ist bzw. wird der jeweilige Kühlkörper mit dem ersten Gehäuseteil mittels einer zusätzlichen, fluiddichten Schweißverbindung, insbesondere mittels Laserschweißen oder Reibrührschweißen, verbunden.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das erste Gehäuseteil dabei zumindest eine Öffnung auf, wobei auf der einen Seite der jeweiligen Öffnung das jeweilige Leistungsmodul und auf der anderen Seite der jeweiligen Öffnung der Kühlkanal angeordnet ist, wobei in der jeweiligen Öffnung ein jeweiliges, drittes Gehäuseteil angeordnet ist, wobei das jeweilige dritte Gehäuseteil ein drittes Material aufweist, wobei die Wärmeleitfähigkeit des dritten Materials größer ist als die Wärmeleitfähigkeit des ersten Materials, wobei das jeweilige dritte Gehäuseteil und das erste Gehäuseteil mittels einer weiteren, fluiddichten Schweißverbindung, insbesondere mittels Laserschweißen oder Reibrührschweißen, miteinander verbunden sind.
-
In die jeweilige Öffnung des ersten Gehäuseteils ist bzw. wird somit ein jeweiliges, drittes Gehäuseteil aufweisend ein drittes Material eingebracht, wobei das dritte Material eine vergleichsweise gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. Beispielsweise kann hierbei Kupfer oder eine Kupferlegierung als drittes Material verwendet werden, welches beispielsweise in Form von Strängen, insbesondere Kupfersträngen vorliegt. Vorzugsweise werden bzw. sind das jeweilige dritte Gehäuseteil und das erste Gehäuseteil mittels Reibrührschweißen miteinander verbunden, insbesondere weil dieses Schweißverfahren besonders gut zur Verbindung unterschiedlicher Materialien geeignet ist.
-
Beispielsweise kann die jeweilige Öffnung zum Kühlkanal hin einen größeren Querschnitt als das jeweilige Leistungsmodul aufweisen, so dass die während des Betriebs entstehende Abwärme des jeweiligen Leistungsmoduls über eine vergleichsweise große Oberfläche an den Kühlkanal bzw. die im Kühlkanal befindliche Kühlflüssigkeit abgegeben werden kann. Das jeweilige dritte Gehäuseteil kann Kühldome, Kühlrippen und/oder Kühlfinnen aufweisen, um die zur Verfügung stehende Kühloberfläche zu vergrößern.
-
Neben dem jeweiligen dritten Gehäuseteil kann zusätzlich der oben erläuterte, jeweilige Kühlkörper vorgesehen sein. Beispielsweise kann das jeweilige dritte Gehäuseteil eine Ausnehmung aufweisen, durch welche der jeweilige Kühlkörper hindurchführt, oder das jeweilige dritte Gehäuseteil und der jeweilige Kühlkörper sind nebeneinander in der jeweiligen Öffnung des ersten Gehäuseteils angeordnet. Vorzugsweise ist die Anliegefläche des jeweiligen Kühlkörpers am jeweiligen dritten Gehäuseteil mittels einer ergänzenden, fluiddichten Schweißverbindung, insbesondere mittels Laserschweißen oder Reibrührschweißen, verbunden.
-
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das jeweilige zweite Gehäuseteil als Blechformteil, Gussteil, Gesenkschmiedeteil oder Schmiedeteil ausgestaltet.
-
Beispielsweise kann das jeweilige zweite Gehäuseteil somit durch Pressen von Blechen erhalten werden. Vorzugsweise kommen hierfür Stahlbleche zum Einsatz.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
-
1–6 ein erstes bis sechstes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente,
-
7–9 ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente, und
-
10 ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Antriebsstranges und des vorgeschlagenen Fahrzeugs.
-
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente 1, wobei eine perspektivische Ansicht dargestellt ist.
-
Die flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente 1 weist ein erstes Gehäuseteil 2 sowie ein zweites Gehäuseteil 3 auf wobei das erste Gehäuseteil 2 und das zweite Gehäuseteil 3 mittels einer fluiddichten Schweißverbindung 4 miteinander verbunden sind. Das erste Gehäuseteil 2 und das mit dem ersten Gehäuseteil 2 verschweißte zweite Gehäuseteil 3 sind dabei derart ausgestaltet, dass sie zusammen einen Kühlkanal 5 bilden. Der Kühlkanal 5 ist zur Führung der Kühlflüssigkeit vorgesehen und weist einen Kanaleinlass 6 und einen Kanalauslass 7 auf.
-
Beispielsweise kann die fluiddichte Schweißverbindung 4 mittels Laserschweißen oder Reibrührschweißen erzeugt sein.
-
Vorzugsweise weist das erste Gehäuseteil 2 ein erstes Material und das zweite Gehäuseteil 3 ein zweites Material auf, wobei das erste Material und das zweite Material unterschiedlich sind.
-
Insbesondere ist das zweite Gehäuseteil 3 als Blechformteil, Gussteil, Gesenkschmiedeteil oder Schmiedeteil ausgestaltet.
-
Der Kühlkanal 5 kann, wie in 1 dargestellt, im Zusammenspiel des ersten Gehäuseteils 2 mit dem zweiten Gehäuseteil 3 entstehen. Die flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente 1 weist dabei eine Trennebene auf, in welcher die fluiddichte Schweißverbindung 4 angeordnet ist und welche den Kühlkanal 5 in Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit teilt. Beispielsweise weisen das erste Gehäuseteil 2 und das zweite Gehäuseteil 3 jeweils eine nutförmige, konkave Aussparung auf, wodurch der Kühlkanal 5 gebildet wird. Insbesondere werden somit der Kanaleinlass 6 und der Kanalauslass 7 durch das erste Gehäuseteil 2, das zweite Gehäuseteil 3 und die fluiddichte Schweißverbindung 4 eingefasst. Denkbar ist auch, dass das eine der beiden Gehäuseteile eine eher plane Oberfläche aufweist und das andere der beiden Gehäuseteile eine nach innen gewölbte Oberfläche aufweist, so dass nach dem Verschweißen der beiden Gehäuseteile der Kühlkanal 5 als Hohlraum verbleibt.
-
Zusätzlich sind noch andere Ausgestaltungen machbar, wie sie beispielsweise in den 2 oder 3 dargestellt sind. Insbesondere können auch sowohl der Kanaleinlass 6 als auch der Kanalauslass 7 auf einer Oberfläche eines der Gehäuseteile angeordnet sein, wobei der Kühlkanal 5 zumindest abschnittsweise an einer Oberfläche des anderen der Gehäuseteile entlang führt.
-
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente 1. Die Darstellung entspricht dabei jener der 1, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände bezeichnen.
-
Das zweite Ausführungsbeispiel ist dem ersten Ausführungsbeispiel recht ähnlich, wobei der Kühlkanal 5 jedoch unterschiedlich ausgestaltet ist. Der Kanaleinlass 6 ist an einer Oberfläche des zweiten Gehäuseteils 3 angeordnet, wohingegen der Kanalauslass 7 an einer Oberfläche des ersten Gehäuseteils 2 angeordnet ist. Folglich erstreckt sich der Kühlkanal 5 vom zweiten Gehäuseteil 3 über den Bereich mit der fluiddichten Schweißverbindung 4 zum ersten Gehäuseteil 2. Die flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente 1 weist eine Trennebene auf, in welcher die fluiddichte Schweißverbindung 4 angeordnet ist und welche den Kühlkanal 5 quer zur Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit teilt.
-
3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente 1, wobei die Antriebskomponente 1 aus Gründen einer besseren Veranschaulichung dargestellt ist, bevor das erste Gehäuseteil 2 mit dem zweiten Gehäuseteil 3 fluiddicht verschweißt wurde. Ansonsten entspricht die Darstellung jener der 1 oder 2.
-
Der Kanalauslass 7 ist an einer Oberfläche des ersten Gehäuseteils 2 angeordnet, wohingegen der Kanaleinlass 6 durch das erste Gehäuseteil 2, das zweite Gehäuseteil 3 und die noch anzubringende fluiddichte Schweißverbindung 4 eingefasst wird.
-
Das erste Gehäuseteil 2 weist eine Auflagefläche 8 auf, auf welcher das mit dem ersten Gehäuseteil 2 zu verschweißende, zweite Gehäuseteil 3 in Berührung kommt. Vorzugsweise ist die Auflagefläche 8 dabei unbearbeitet bzw. nicht spanend bearbeitet, wenn das zweite Gehäuseteil 3 mit dem ersten Gehäuseteil 2 mittels der fluiddichten Schweißverbindung 4 verbunden wird. Insbesondere ist das erste Gehäuseteil 2 als Druckguss-Teil ausgestaltet. Die flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente 1 weist eine Trennebene auf, in welcher die fluiddichte Schweißverbindung 4 angeordnet ist. Die Trennebene teilt den Kühlkanal 5 dabei abschnittsweise in Strömungsrichtung und quer zur Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit.
-
4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente 1, wobei ein Querschnitt durch die Antriebskomponente 1 dargestellt ist.
-
Die flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente 1 ist als Umrichter ausgestaltet und weist ein Leistungsmodul 9 auf, welches zumindest teilweise durch das erste Gehäuseteil 2 eingehaust wird. Das Leistungsmodul 9 ist dabei in thermischem Kontakt mit dem Kühlkanal 5.
-
Im Rahmen des Ausführungsbeispiels wird der thermische Kontakt dadurch geschaffen, dass das Leistungsmodul 9 flächig an der Innenseite des ersten Gehäuseteils 2 anliegt und an der Außenseite desjenigen Bereichs des ersten Gehäuseteils 2 der Kühlkanal 5 angeordnet ist, an welchem an der Innenseite das jeweilige Leistungsmodul 9 angeordnet ist.
-
5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente 1, wobei die Darstellung jener der 4 entspricht.
-
Die flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente 1 ist als Umrichter ausgestaltet und weist ein Leistungsmodul 9 auf, welches zumindest teilweise durch das erste Gehäuseteil 2 eingehaust wird. Das Leistungsmodul 9 ist dabei in thermischem Kontakt mit dem Kühlkanal 5.
-
Dabei weist das Leistungsmodul 9 einen Kühlkörper 10 auf, welcher teilweise in den Kühlkanal 5 hineinragt. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels ist dabei vorgesehen, dass der Kühlkörper 10 mittels einer zusätzlichen, fluiddichten Schweißverbindung 14 mit dem ersten Gehäuseteil 2 verbunden ist. Der Kühlkörper 10 kann über Kühlrippen verfügen, wie in 5 angedeutet ist.
-
6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente 1, wobei die Darstellung jener der 4 oder 5 entspricht.
-
Die flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente 1 ist als Umrichter ausgestaltet und weist ein Leistungsmodul 9 auf, welches zumindest teilweise durch das erste Gehäuseteil 2 eingehaust wird. Das Leistungsmodul 9 ist dabei in thermischem Kontakt mit dem Kühlkanal 5.
-
Das erste Gehäuseteil 2 weist eine Öffnung 11 auf, wobei auf der einen Seite der Öffnung 11 das Leistungsmodul 9 und auf der anderen Seite der Öffnung 11 der Kühlkanal 5 angeordnet ist. In der Öffnung 11 ist dabei ein drittes Gehäuseteil 12 angeordnet, welches ein drittes Material aufweist, dessen Wärmeleitfähigkeit größer ist als die Wärmeleitfähigkeit des ersten Materials. Dabei weist das erste Gehäuseteil 2 das erste Material auf.
-
Das dritte Gehäuseteil 12 und das erste Gehäuseteil 2 sind mittels einer weiteren, fluiddichten Schweißverbindung 13, insbesondere mittels Laserschweißen oder Reibrührschweißen, miteinander verbunden.
-
Beispielsweise kann Kupfer als drittes Material gewählt werden, so dass das dritte Gehäuseteil 12 insbesondere in Form von Kupfersträngen vorliegen kann. Vorzugsweise sind das dritte Gehäuseteil 12 und das erste Gehäuseteil 2 mittels Reibrührschweißen miteinander verbunden, insbesondere weil dieses Schweißverfahren besonders gut zur Verbindung unterschiedlicher Materialien geeignet ist.
-
Beispielsweise kann die jeweilige Öffnung 11 zum Kühlkanal 5 hin einen größeren Querschnitt als das Leistungsmodul 9 aufweisen, so dass die während des Betriebs entstehende Abwärme des Leistungsmoduls 9 über eine vergleichsweise große Oberfläche an den Kühlkanal 5 bzw. die im Kühlkanal 5 befindliche Kühlflüssigkeit abgegeben werden kann.
-
Zusätzlich kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Leistungsmodul 9 einen Kühlkörper 10 aufweist, welcher zumindest teilweise in den Kühlkanal 5 hineinragt, wie im Zusammenhang mit dem fünften Ausführungsbeispiel und 5 erläutert wurde. Denkbar ist dabei, dass der Kühlkörper 10 vom dritten Gehäuseteil 12 umgeben wird, wobei der Kühlkörper 10 und das dritte Gehäuseteil 12 insbesondere mittels einer separaten fluiddichten Schweißverbindung, beispielsweise mittels Laserschweißen oder Reibrührschweißen, miteinander verbunden werden.
-
Die 7 bis 9 zeigen ein siebtes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente 1. Dabei ist in 7 eine perspektivische Ansicht der Antriebskomponente 1, in 8 eine Draufsicht auf die Antriebskomponente 1 und in 9 ein Querschnitt durch die Antriebskomponente 1 entlang der Linie IX-IX in 8 dargestellt.
-
In den 7 und 8 ist die Antriebskomponente 1 aus Gründen einer besseren Veranschaulichung jeweils dargestellt, bevor das erste Gehäuseteil 2 mit dem zweiten Gehäuseteil 3 fluiddicht verschweißt wurde.
-
Ähnlich wie beim zweiten Ausführungsbeispiel ist auch beim siebten Ausführungsbeispiel der Kanaleinlass 6 an einer Oberfläche des zweiten Gehäuseteils 3 angeordnet, wohingegen der Kanalauslass 7 an einer Oberfläche des ersten Gehäuseteils 2 angeordnet ist. Folglich erstreckt sich der Kühlkanal 5 vom zweiten Gehäuseteil 3 über den Bereich mit der fluiddichten Schweißverbindung 4 zum ersten Gehäuseteil 2.
-
10 zeigt ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Antriebsstranges 15 sowie des vorgeschlagenen Fahrzeugs 16. Der Antriebsstrang 15 weist die vorgeschlagene, flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente 1 auf. Das Fahrzeug 16 weist wiederum den Antriebsstrang 15 auf und ist insbesondere als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgestaltet.
-
Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, insbesondere eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs, wobei die Antriebskomponente ein erstes Gehäuseteil und zumindest ein zweites Gehäuseteil aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente. Ferner betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug, insbesondere ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend eine derartige flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente. Schließlich betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend zumindest eine derartige flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente und/oder einen derartigen Antriebsstrang.
-
Um eine einfache und zuverlässige Konstruktion für die Führung der Kühlflüssigkeit bei der eingangs genannten flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Antriebskomponente bereitzustellen bzw. den eingangs genannten Antriebsstrang bzw. das eingangs genannte Fahrzeug entsprechend auszurüsten, wird vorgeschlagen, dass das erste Gehäuseteil und das jeweilige zweite Gehäuseteil mittels einer fluiddichten Schweißverbindung miteinander verbunden sind, wobei das erste Gehäuseteil und das jeweilige, mit dem ersten Gehäuseteil verschweißte zweite Gehäuseteil derart ausgestaltet sind, dass sie zusammen zumindest einen Abschnitt eines Kühlkanals bilden. Ferner wird vorgeschlagen, dass der Antriebsstrang eine derartige flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente aufweist und dass das Fahrzeug eine derartige und/oder derart hergestellte flüssigkeitsgekühlte, elektrische Antriebskomponente und/oder einen derartigen Antriebsstrang aufweist. Um ferner ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Herstellung der eingangs genannten Art bereitzustellen, werden die folgenden Verfahrensschritte vorgeschlagen:
- – Herstellen zumindest des ersten Gehäuseteils mittels eines Druckgussverfahrens, wobei das erste Gehäuseteil eine jeweilige Auflagefläche aufweist, auf welcher das mit dem ersten Gehäuseteil zu verschweißende, jeweilige zweite Gehäuseteil aufliegt,
- – Verbinden des ersten Gehäuseteils mit dem jeweiligen zweiten Gehäuseteil an der jeweiligen, vorzugsweise unbearbeiteten Auflagefläche mittels einer fluiddichten Schweißverbindung.
-
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 102006044785 A1 [0007]
- WO 93/10935 A1 [0020]
