DE102018109022A1 - Hybrid module with a cooling device for the active cooling of a stator - Google Patents

Hybrid module with a cooling device for the active cooling of a stator Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine mit einem Stator sowie einem Rotor sowie eine Kupplungseinrichtung und umfassend eine Kühlvorrichtung zur Kühlung sowie einen Antriebsstrang mit einem solchen Hybridmodul.Die Kühlvorrichtung des Hybridmoduls (1) dient zur Kühlung eines Stators (15) der elektrischen Maschine und umfasst mit wenigstens einer Erstreckungskomponente sich radial erstreckende Schaufelelemente (31), welche rotationsfest mechanisch mit dem Rotorträger (17) verbunden sind oder von diesem als integrale Bestandteile ausgebildet sind, sowie einen Auslass (13), durch welchen Kühlmittel den Schaufelelementen (31) zuführbar ist, so dass die Richtung, die Geschwindigkeit und/oder die Größe des Volumenstroms des austretenden Kühlmittels von den rotierenden Schaufelelementen (31) derart änderbar ist, dass zumindest ein Teil des austretenden Kühlmittels auf den Stator (15) der elektrischen Maschine gelangt.Mit dem hier vorgeschlagenen Hybridmodul wird eine Einrichtung zur Verfügung gestellt, die eine aktive Kühlung des Stators der elektrischen Maschine mit minimiertem Volumenbedarf ermöglicht.The invention relates to a hybrid module for a motor vehicle, comprising an electric machine with a stator and a rotor and a clutch device and comprising a cooling device for cooling and a drive train with such a hybrid module. The cooling device of the hybrid module (1) serves to cool a stator (15 ) of the electric machine and comprising at least one extension component radially extending blade elements (31) which are rotationally fixed mechanically connected to the rotor carrier (17) or formed by this as integral components, and an outlet (13) through which coolant the blade elements (31) can be supplied, so that the direction, the speed and / or the size of the volume flow of the exiting coolant from the rotating blade elements (31) is changeable such that at least a part of the exiting coolant to the stator (15) of the electric machine arrives.With d em hybrid module proposed here, a device is provided which allows active cooling of the stator of the electric machine with minimized volume requirement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine mit einem Stator sowie einem Rotor, eine Kupplungseinrichtung und eine Kühlvorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Hybridmodul.The invention relates to a hybrid module for a motor vehicle, comprising an electric machine with a stator and a rotor, a coupling device and a cooling device. Furthermore, the invention relates to a drive train with a hybrid module according to the invention.

Zurzeit erhältliche Hybridmodule, die durch Ankopplung eines Verbrennungsmotors an einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs einen Elektromotorbetrieb mit einem Verbrennungsmotorbetrieb kombinieren können, weisen meist einen Elektromotor, eine Trennkupplung, deren Betätigungssystem, Lager und Gehäusekomponenten auf, die die drei Hauptkomponenten zu einer funktionstüchtigen Einheit verbinden.
Der Elektromotor ermöglicht das elektrische Fahren, Leistungszuwachs zum Verbrennungsmotorbetrieb und Rekuperieren. Die Trennkupplung und deren Betätigungssystem sorgen für das Ankuppeln oder Abkuppeln des Verbrennungsmotors. Wenn ein Hybridmodul mit einer Doppelkupplung derart kombiniert wird, dass sich das Hybridmodul in Drehmomentübertragungsrichtung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe befindet, müssen im Fahrzeug der Verbrennungsmotor, das Hybridmodul, die Doppelkupplung mit ihren Betätigungssystemen und das Getriebe hinter- oder nebeneinander angeordnet werden.
Es ist bekannt, dass sich zu hohe Temperaturen nachteilig auf die Effizienz der elektrischen Maschine eines Hybridmoduls auswirken.Currently available hybrid modules that can combine electric motor operation with engine operation by coupling an internal combustion engine to a powertrain of a vehicle typically include an electric motor, a disconnect clutch, its actuation system, bearings and housing components that connect the three main components to a functional unit.
The electric motor enables electric driving, power increase for internal combustion engine operation and recuperation. The separating clutch and its actuating system ensure the coupling or uncoupling of the internal combustion engine. If a hybrid module is combined with a dual clutch such that the hybrid module is located in the torque transmission direction between the engine and the transmission, the internal combustion engine, the hybrid module, the dual clutch with its actuation systems and the transmission must be arranged behind or next to one another in the vehicle.
It is known that too high temperatures adversely affect the efficiency of the electric machine of a hybrid module.

Ein Hybridmodul mit Kühlung ist aus der DE 10 2014 205 380 A1 bekannt. Es weist eine Kühlvorrichtung auf, wobei die Kühlvorrichtung zur Kühlung einer in einem Rotor eines Hybridmoduls eines Kraftfahrzeugs integrierten Kupplung eingerichtet ist. Die Kühlvorrichtung weist dabei einen Kühlkreislauf auf, in welchem das Kühlmittel zirkuliert. Die Zirkulation wird durch eine Fluidumlenkeinrichtung realisiert.A hybrid module with cooling is out of the DE 10 2014 205 380 A1 known. It has a cooling device, wherein the cooling device is arranged for cooling a clutch integrated in a rotor of a hybrid module of a motor vehicle. The cooling device in this case has a cooling circuit in which circulates the coolant. The circulation is realized by a Fluidumlenkeinrichtung.

Allerding weist die Kühlvorrichtung selbst ein Volumen auf, welches sich auf den gesamten Bauraumbedarf des Hybridmoduls auswirkt.However, the cooling device itself has a volume which has an effect on the overall space requirement of the hybrid module.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hybridmodul zur Verfügung zu stellen, welches ein geringes Volumen mit hoher Effizienz und Lebensdauer verbindet.On this basis, the object of the present invention is to provide a hybrid module which combines a low volume with high efficiency and service life.

Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Hybridmoduls sind in den Unteransprüchen 2-9 angegeben. Ergänzend wird ein Antriebsstrang gemäß Anspruch 10 für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe zur Verfügung gestellt, welcher ein erfindungsgemäßes Hybridmodul aufweist.The object is achieved by the hybrid module according to the invention for a motor vehicle according to claim 1. Advantageous embodiments of the hybrid module are given in the dependent claims 2-9. In addition, a drive train according to claim 10 for a motor vehicle with an internal combustion engine and a transmission is provided, which has a hybrid module according to the invention.

Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.The features of the claims may be combined in any technically meaningful manner, for which purpose also the explanations from the following description as well as features from the figures may be included, which comprise additional embodiments of the invention.

Die Begriffe „radial“ und „axial“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Drehachse des Hybridmoduls.The terms "radial" and "axial" in the context of the present invention always refer to the axis of rotation of the hybrid module.

Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine sowie eines Getriebes. Das Hybridmodul umfasst eine elektrische Maschine, eine Kupplungseinrichtung und eine Kühlvorrichtung.
Das Hybridmodul ist ein Modul, mittels welchem elektrische Energie in ein Drehmoment umgewandelt auf eine Antriebswelle übertragbar ist, wobei die Antriebswelle außerdem von einer Brennkraftmaschine mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist. Das Hybridmodul weist eine elektrische Maschine mit einem Rotor, bevorzugt ein Innenläufer, und einen Stator auf.
Die Kupplungseinrichtung ist bevorzugt eine Reibkupplungseinrichtung.The invention relates to a hybrid module for a motor vehicle for coupling an internal combustion engine and a transmission. The hybrid module comprises an electric machine, a clutch device and a cooling device.
The hybrid module is a module, by means of which electrical energy converted into a torque is transferable to a drive shaft, wherein the drive shaft is also acted upon by an internal combustion engine with a torque. The hybrid module has an electric machine with a rotor, preferably an inner rotor, and a stator.
The coupling device is preferably a friction coupling device.

Die Kühlvorrichtung ist zur Kühlung eingerichtet, indem das Kühlmittel Wärme aufnimmt. Dabei umfasst die Kühlvorrichtung eine Kühlmittelleitung, in welcher das Kühlmittel geführt wird.
Die Kühlvorrichtung umfasst weiterhin mit wenigstens einer Erstreckungskomponente sich radial erstreckende Schaufelelemente, welche zumindest mittelbar rotationsfest mechanisch mit dem Rotorträger verbunden sind oder von diesem als integrale Bestandteile ausgebildet sind. Weiterhin umfasst die Kühlvorrichtung einen Auslass der Kühlmittelleitung, welcher derart positioniert ist, dass aus dem Auslass austretendes Kühlmittel den Schaufelelementen zuführbar ist. Das Kühlmittel wird den Schaufelelementen dabei derart zugeführt, dass die Richtung, die Geschwindigkeit und/oder die Größe des Volumenstroms des austretenden Kühlmittels von den rotierenden Schaufelelementen derart änderbar ist, dass zumindest ein Teil des austretenden Kühlmittels auf den Stator der elektrischen Maschine gelangt.
Das bedeutet, dass austretendes Kühlmittel von den Schaufelelementen bei deren Rotation nach radial außen und/oder mit axialer Komponente umgelenkt bzw. verspritzt wird. Die Drehgeschwindigkeit der Rotation entspricht dabei der Drehgeschwindigkeit, welche das Bauteil, auf dem die Schaufelelemente angeordnet sind, aufweist. Die Schaufelelemente weisen dabei eine Funktion äquivalent der eines Strahlenbrechers eines Impulsregners auf. Dadurch kann ein Sprühnebel des Kühlmittels erzeugt werden, dessen flüssige Partikel sich auf dem Stator absetzen können, um diesen zu kühlen.
Derart lässt sich effizient eine Verteilung des Kühlmittels und demzufolge eine Kühlung umliegender thermisch belasteter Bauteile gewährleisten.The cooling device is designed for cooling by the coolant absorbs heat. In this case, the cooling device comprises a coolant line, in which the coolant is guided.
The cooling device further comprises at least one extension component radially extending blade elements which are at least indirectly rotationally fixed mechanically connected to the rotor carrier or are formed by this as integral components. Furthermore, the cooling device comprises an outlet of the coolant line, which is positioned in such a way that coolant emerging from the outlet can be fed to the blade elements. The coolant is supplied to the blade elements in such a way that the direction, the velocity and / or the size of the volume flow of the exiting coolant from the rotating blade elements is changeable such that at least a portion of the exiting coolant reaches the stator of the electric machine.
This means that escaping coolant is deflected or sprayed by the blade elements during their rotation radially outward and / or with axial component. The rotational speed of the rotation corresponds to the rotational speed, which has the component on which the blade elements are arranged. The blade elements have a function equivalent to that of a beam breaker of a pulse sprinkler. As a result, a spray of the coolant can be generated, the liquid particles can settle on the stator to cool it.
In this way it is possible to efficiently ensure a distribution of the coolant and consequently a cooling of surrounding thermally loaded components.

Vorzugsweise ist das verwendete Kühlmittel ein Fluid.Preferably, the coolant used is a fluid.

Erfindungsgemäß dienen die Schaufelelemente dazu, das Kühlmittel umzulenken und zu verteilen. Durch eine Reflexion des auf die Schaufelelemente auftreffenden Kühlmittels wird dessen Volumenstrom mit radialer Komponente umgelenkt. Die Ablenkung des Volumenstroms durch die Schaufelelemente liegt dabei vorzugweise in einem Winkelbereich zwischen 30° und 120° in Bezug zur Austrittsrichtung aus dem Auslass. Insbesondere beträgt der Winkel zwischen 70° und 110°, am meisten bevorzugt jedoch zwischen 85° und 95°.
Ein jeweiliges Schaufelelement erstreckt sich dabei im Wesentlichen in einer Ebene, die keine Parallelität zur Rotationsachse aufweist. Vielmehr weist die Erstreckungsebene eines jeweiligen Schaufelelements einen Winkel zur Rotationsachse auf. Bevorzugt weist die Erstreckungsebene eines jeweiligen Schaufelelements einen Winkel zur Rotationsachse auf, wobei der Winkel ungleich 0° und 90° ist und bevorzugt zwischen 30° und 60° beträgt.According to the invention, the blade elements serve to redirect and distribute the coolant. By a reflection of the impinging on the blade elements coolant whose volume flow is deflected with a radial component. The deflection of the volume flow through the blade elements is preferably in an angular range between 30 ° and 120 ° with respect to the outlet direction from the outlet. In particular, the angle is between 70 ° and 110 °, but most preferably between 85 ° and 95 °.
A respective blade element extends substantially in a plane which has no parallelism to the axis of rotation. Rather, the plane of extent of a respective blade element at an angle to the axis of rotation. Preferably, the plane of extent of a respective blade element at an angle to the axis of rotation, wherein the angle is not equal to 0 ° and 90 °, and preferably between 30 ° and 60 °.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Hybridmoduls umfasst die Kühlvorrichtung einen Ring. Mit diesem Ring sind die Schaufelelemente mechanisch verbunden oder sie werden von diesem als integrale Bestandteile ausgebildet. Der Ring ist dabei mechanisch mit dem Rotorträger verbunden.In a further embodiment of the hybrid module according to the invention, the cooling device comprises a ring. With this ring, the blade elements are mechanically connected or they are formed by this as integral components. The ring is mechanically connected to the rotor carrier.

Ergänzend ist der erfindungsgemäße Gegenstand derart ausgebildet, dass die mechanische Verbindung des Rings mit dem Rotorträger über eine Welle-Nabe-Verbindung realisiert ist. Alternativ ist eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Ring und Rotorträger vorgesehen.In addition, the object according to the invention is designed such that the mechanical connection of the ring with the rotor carrier is realized via a shaft-hub connection. Alternatively, a frictional connection between the ring and rotor carrier is provided.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die Kühlmittelleitung innerhalb eines Gehäuses des Hybridmoduls, insbesondere zumindest bereichsweise in einer Zwischenwand des Gehäuses, ausgebildet. Die Kühlmittelleitung ist dazu eingerichtet, ein Fluid zur Kühlung zu führen. Weiterhin kann die Kühlmittelleitung eine von außen in das Hybridmodul führende Fluidzufuhr und/oder eine nach außen aus dem Hybridmodul führende Fluidabfuhr aufweisen.In a further embodiment according to the invention, the coolant line is formed within a housing of the hybrid module, in particular at least partially in an intermediate wall of the housing. The coolant line is adapted to lead a fluid for cooling. Furthermore, the coolant line may have a fluid supply leading from the outside into the hybrid module and / or a fluid discharge leading outward from the hybrid module.

Vorzugsweise weist das Hybridmodul weiterhin einen Auslass auf, welcher durch eine Öffnung im Gehäuse, insbesondere in der Zwischenwand, ausgebildet ist.Preferably, the hybrid module further comprises an outlet, which is formed by an opening in the housing, in particular in the intermediate wall.

Ergänzend zum Auslass kann das Hybridmodul einen Bypass aufweisen. Der Bypass ist dabei ein Bypass eines Leitungssystems der Kühlvorrichtung des Hybridmoduls. Der Bypass bildet endseitig den Auslass aus.In addition to the outlet, the hybrid module can have a bypass. The bypass is a bypass of a line system of the cooling device of the hybrid module. The bypass forms the end of the outlet.

In einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Hybridmoduls ist die Kühlvorrichtung axial an der Seite der elektrischen Maschine angeordnet, welche der Seite zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine zugewandt ist. Alternativ oder zusätzlich soll jedoch auch nicht ausgeschlossen sein, dass die Kühlvorrichtung auf der dem Anschluss eines Getriebes zugewandten Seite angeordnet ist.In a further embodiment of the hybrid module according to the invention, the cooling device is arranged axially on the side of the electric machine, which faces the side for coupling an internal combustion engine. Alternatively or additionally, however, it should also not be ruled out that the cooling device is arranged on the side facing the connection of a transmission.

In einer einfachen und stabilen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hybridmoduls weist die Kühlvorrichtung vorzugsweise mindestens fünfzig Schaufelelemente auf. Vorzugsweise alle Schaufelelemente sind auf einem Umfang verteilt angeordnet. Die Schaufelelemente sind dabei bevorzugt gleich beabstandet angeordnet. Der Umfang, auf dem die Schaufelelemente angeordnet sind, kann von der radial äußeren Seite des Rotorträgers ausgebildet sein und sich radial innerhalb der elektrischen Maschine befinden. Durch die Anordnung von mindestens fünfzig Schaufelelementen wird auf eine einfache Weise die Erzeugung eines feinen Sprühnebels gewährleistet.In a simple and stable embodiment of the hybrid module according to the invention, the cooling device preferably has at least fifty blade elements. Preferably, all blade elements are arranged distributed on a circumference. The blade elements are preferably arranged at the same distance. The circumference on which the vane elements are arranged may be formed from the radially outer side of the rotor carrier and located radially inside the electric machine. The arrangement of at least fifty blade elements ensures the production of a fine spray in a simple manner.

Die Aufgabe wird zudem erfindungsgemäß durch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug gelöst. Der Antriebsstrang umfasst dabei eine Verbrennungskraftmaschine und ein erfindungsgemäßes Hybridmodul sowie ein Getriebe. Das Hybridmodul ist dabei mit der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe mechanisch über Kupplungen des Hybridmoduls verbindbar oder verbunden.The object is also achieved according to the invention by a drive train for a motor vehicle. The drive train comprises an internal combustion engine and a hybrid module according to the invention and a transmission. The hybrid module is connected to the internal combustion engine and the transmission mechanically via couplings of the hybrid module or connected.

Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind.The above-described invention will be explained in detail in the background of the relevant technical background with reference to the accompanying drawings, which show preferred embodiments. The invention is not limited by the purely schematic drawings in any way, it being noted that the embodiments shown in the drawings are not limited to the dimensions shown.

Im Folgenden zeigen mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung in den 1 und 3 das Hybridmodul und den Kühlmittelpfad und erfindungsgemäß in 2 einen Ring, welcher Schaufelelemente ausbildet, wobei in

  • 1 ein Querschnitt des Aufbaus des Hybridmoduls dargestellt ist,
  • 2 einen Ring in perspektivischer Ansicht darstellt, an welchem Schaufelelemente ausgebildet sind und
  • 3 den Querschnitt des Hybridmoduls mit dem Kühlmittelpfad zeigt.
In the following, possible embodiments of the invention in the 1 and 3 the hybrid module and the coolant path and according to the invention in 2 a ring which forms blade elements, wherein in
  • 1 a cross section of the structure of the hybrid module is shown,
  • 2 a ring in perspective view, on which blade elements are formed and
  • 3 shows the cross section of the hybrid module with the coolant path.

Es folgt die Erläuterung der Erfindung anhand der Zeichnungen nach Aufbau und ggf. auch nach Wirkungsweise der dargestellten Erfindung.There follows the explanation of the invention with reference to the drawings according to the structure and possibly also after the operation of the illustrated invention.

Zunächst wird der allgemeine Aufbau des erfindungsgemäßen Hybridmoduls 1 anhand der 1 beschrieben.
Das dargestellte Hybridmodul 1 weist eine elektrische Maschine, umfassend einen Stator 15 und einen Rotor 16, auf, der auf einem rotierbaren Rotorträger 17 befestigt ist. Radial innerhalb des Rotorträgers 17 sind eine Trennkupplung 21 sowie eine Doppelkupplungsvorrichtung mit zwei Teilkupplungen 22 und 23 integriert.
Die Eingangsseite der Trennkupplung 21 ist mit einer Hybridmoduleingangswelle 24 gekoppelt, mit der ein Schwingungsdämpfer 20 zur Minderung von Schwingungen, welche von einer (hier nicht dargestellten) angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine eingetragen werden, mechanisch verbunden ist. Weiterhin ist die Ausgangsseite der Trennkupplung 21 drehfest mit dem Rotorträger 17 gekoppelt.
Die beiden Teilkupplungen 22 und 23 sind dazu eingerichtet, mit jeweiligen Profilverzahnungen mit jeweils einer (hier nicht dargestellten) Getriebeeingangswelle gekoppelt zu werden.
Die Schaufelelemente 31 sind an einer axialen Seite des Rotorträgers 17, hier an der Seite des Anschlusses einer Verbrennungskraftmaschine M, angeordnet. Möglich ist auch eine Alternative, in welcher die Schaufelelemente 31 auf der Seite des Anschlusses eines Getriebes G des Rotorträgers 17 angeordnet sind. Das Hybridmodul 1 weist ein Gehäuse 5 auf. Das Gehäuse 5 bildet eine Kühlmittelleitung 11 zumindest bereichsweise in einer Zwischenwand 6 aus. Die Kühlmittelleitung 11 ist dabei derart im Gehäuse 5 angeordnet, dass sie auf einem Kühlmittelpfad 10 einen Transport eines Kühlmittels von außen in das Hybridmodul 1 realisiert. Die Kühlmittelleitung 11 leitet weiterhin das Kühlmittel durch das Gehäuse 5 in die Zwischenwand 6. Der Transport des Kühlmittels in den Innenraum der elektrischen Maschine findet über einen Bypass 12 statt, welcher in der Kühlmittelleitung 11 ausgebildet ist. Der Bypass 12 endet dabei an einem Auslass 13, aus dem das Kühlmittel mit einer im Wesentlichen definierten Richtung in den vom Rotorträger 17 radial begrenzten Raum austritt. Die Zwischenwand 6 ist dabei in axialer Richtung zwischen der elektrischen Maschine und dem Schwingungsdämpfer 20 ausgebildet, wobei der Schwingungsdämpfer 20 auf der Seite des Anschlusses einer Verbrennungskraftmaschine M des Hybridmoduls 1 ausgebildet ist.First, the general structure of the hybrid module according to the invention 1 based on 1 described.
The illustrated hybrid module 1 includes an electric machine comprising a stator 15 and a rotor 16 , on, on a rotatable rotor carrier 17 is attached. Radially inside the rotor carrier 17 are a separating clutch 21 and a dual clutch device with two partial clutches 22 and 23 integrated.
The input side of the separating clutch 21 is with a hybrid module input shaft 24 coupled with a vibration damper 20 to reduce vibrations, which are registered by a (not shown here) connected internal combustion engine is mechanically connected. Furthermore, the output side of the separating clutch 21 rotatably with the rotor carrier 17 coupled.
The two partial clutches 22 and 23 are adapted to be coupled with respective splines each having a (not shown) transmission input shaft.
The scoop elements 31 are on one axial side of the rotor carrier 17 , here on the side of the connection of an internal combustion engine M arranged. Also possible is an alternative in which the blade elements 31 on the side of the connection of a gearbox G of the rotor carrier 17 are arranged. The hybrid module 1 has a housing 5 on. The housing 5 forms a coolant line 11 at least partially in an intermediate wall 6 out. The coolant line 11 is so in the case 5 arranged on a coolant path 10 a transport of a coolant from the outside into the hybrid module 1 realized. The coolant line 11 continues to conduct the coolant through the housing 5 in the partition 6 , The transport of the coolant into the interior of the electrical machine takes place via a bypass 12 instead of which in the coolant line 11 is trained. The bypass 12 ends at an outlet 13 from which the coolant with a substantially defined direction in the rotor carrier 17 radially limited space exits. The partition 6 is in the axial direction between the electric machine and the vibration damper 20 formed, wherein the vibration damper 20 on the side of the connection of an internal combustion engine M of the hybrid module 1 is trained.

In 2 ist ein Ring 30 dargestellt, an welchem die Schaufelelemente 31 ausgebildet sind. Der Ring 30 weist dabei einen inneren Radius auf, welcher im Wesentlichen dem Radius der radial äußeren Seite des Rotorträgers 17 entspricht, so dass der Ring 30 auf dem Rotorträger 17 mechanisch derart form- und/oder kraftschlüssig angeordnet werden kann, dass Drehmoment vom Rotorträger 17 auf den Ring 30 übertragbar ist. Auf der radial äußeren Seite des Rings 30 sind die Schaufelelemente 31 ausgebildet. Die Schaufelelemente 31 sind dabei rotationsfest mit dem Ring 30 verbunden oder werden von diesem als integrale Bestandteile ausgebildet. Ein jeweiliges Schaufelelement 31 erstreckt sich dabei im Wesentlichen in einer Ebene, wobei die Ebene keine Parallelität zur Rotationsachse des Rings 30 aufweist. Vielmehr weist die Erstreckungsebene eines jeweiligen Schaufelelements 31 einen Winkel zur Rotationsachse des Hybridmoduls auf. Insbesondere beträgt der Winkel zwischen 0° und 90°, bevorzugt zwischen 30° und 60°.In 2 is a ring 30 represented, on which the blade elements 31 are formed. The ring 30 has an inner radius, which is substantially the radius of the radially outer side of the rotor carrier 17 matches, so the ring 30 on the rotor carrier 17 can be arranged mechanically positive and / or non-positive, that torque from the rotor carrier 17 on the ring 30 is transferable. On the radially outer side of the ring 30 are the scoop elements 31 educated. The scoop elements 31 are rotation-resistant with the ring 30 connected or are formed by this as integral components. A respective blade element 31 extends substantially in one plane, wherein the plane is not parallel to the axis of rotation of the ring 30 having. Rather, the plane of extent of a respective blade element 31 an angle to the axis of rotation of the hybrid module. In particular, the angle is between 0 ° and 90 °, preferably between 30 ° and 60 °.

In 3 zeigt der Querschnitt des Hybridmoduls, welches in 1 beschrieben wurde, nun weiterhin einen Kühlmittelpfad 10. Der Kühlmittelpfad 10 stellt dabei den Weg der Bewegung des Kühlmittels durch das Hybridmodul 1 dar. Erfindungsgemäß verläuft ein Teil des Kühlmittelpfades 10 als Bypass 12 bis zum Auslass 13 und an die Schaufelelemente 31, von wo das Kühlmittelt über die Schaufelelemente 31 auf den Stator 15 abgelenkt wird.In 3 shows the cross section of the hybrid module, which in 1 has been described, now continue a coolant path 10 , The coolant path 10 It represents the path of the movement of the coolant through the hybrid module 1 dar. According to the invention runs a part of the coolant path 10 as a bypass 12 to the outlet 13 and to the vane elements 31 from where the coolant over the vane elements 31 on the stator 15 is distracted.

Im Betrieb der Erfindung wird also ein Kühlmittel in der Kühlmittelleitung 11 geführt und bewegt sich dort entlang des Kühlmittelpfads 10. Das Kühlmittel strömt durch das Gehäuse 5 bzw. durch dessen Zwischenwand 6, wo der Volumenstrom des Kühlmittels geteilt wird. Anteilig fließt das Kühlmittel durch die Zwischenwand 6 weiter und anschließend zur Trennkupplung 21, um diese zu kühlen. Eine zweite Teilmenge des Kühlmittels fließt über den Bypass 12 und dessen Auslass 13 in den Innenraum der elektrischen Maschine, nämlich auf die Schaufelelemente 31. Durch die zumindest mittelbare mechanische Verbindung, welche auch ein Drehmoment überträgt, zwischen den Schaufelelementen 31 und dem Rotorträger 17 rotieren die Schaufelelemente 31 bei Betrieb der elektrischen Maschine um die Rotationsachse des Rotorträgers 17. Das auf die rotierenden Schaufelelemente 31 auftreffende Kühlmittel wird auf den Stator 15 nach radial außen abgelenkt.In the operation of the invention, therefore, a coolant in the coolant line 11 guided and moves along the coolant path 10 , The coolant flows through the housing 5 or by its intermediate wall 6 where the volume flow of the coolant is shared. Proportionally, the coolant flows through the partition wall 6 continue and then to the separating clutch 21 to cool them. A second subset of the coolant flows through the bypass 12 and its outlet 13 in the interior of the electrical machine, namely on the blade elements 31 , By the at least indirect mechanical connection, which also transmits a torque, between the blade elements 31 and the rotor carrier 17 rotate the blade elements 31 during operation of the electric machine about the axis of rotation of the rotor carrier 17 , That on the rotating blade elements 31 impinging coolant is applied to the stator 15 deflected radially outwards.

Mit dem hier vorgeschlagenen Hybridmodul wird eine Einrichtung zur Verfügung gestellt, die eine aktive Kühlung des Stators der elektrischen Maschine mit minimiertem Volumenbedarf ermöglicht.With the hybrid module proposed here, a device is provided which enables active cooling of the stator of the electric machine with minimized volume requirement.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Hybridmodulhybrid module
55
Gehäusecasing
66
Zwischenwandpartition
1010
KühlmittelpfadCoolant path
1111
KühlmittelleitungCoolant line
1212
Bypassbypass
1313
Auslassoutlet
1515
Statorstator
1616
Rotorrotor
1717
Rotorträgerrotorarm
2020
Schwingungsdämpfervibration
2121
Trennkupplungseparating clutch
2222
erste Teilkupplungfirst part clutch
2323
zweite Teilkupplungsecond part clutch
2424
Hybridmodul-EingangswelleHybrid module input shaft
3030
Ringring
3131
Schaufelelementvane element
MM
Seite des Anschlusses einer VerbrennungskraftmaschineSide of the connection of an internal combustion engine
GG
Seite des Anschlusses eines GetriebesSide of the connection of a gearbox

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014205380 A1 [0003]DE 102014205380 A1 [0003]

Claims (10)

Hybridmodul (1) für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine sowie eines Getriebes, umfassend eine elektrische Maschine mit einem Stator (15) sowie einem auf einem Rotorträger (17) um eine Rotationsachse drehbeweglich gelagerten Rotor (16) sowie eine Kupplungseinrichtung, insbesondere eine Reibkupplungseinrichtung, und umfassend eine Kühlvorrichtung zur Kühlung eines Stators (15) der elektrischen Maschine, die zumindest eine Kühlmittelleitung (11) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung mit wenigstens einer Erstreckungskomponente sich radial erstreckende Schaufelelemente (31) aufweist, welche rotationsfest mechanisch mit dem Rotorträger (17) verbunden sind oder von diesem als integrale Bestandteile ausgebildet sind und ein Auslass (13) der Kühlmittelleitung (11) derart positioniert ist, dass aus dem Auslass (13) austretendes Kühlmittel den Schaufelelementen (31) zuführbar ist, so dass die Richtung, die Geschwindigkeit und/oder die Größe des Volumenstroms des austretenden Kühlmittels von den rotierenden Schaufelelementen (31) derart änderbar ist, dass zumindest ein Teil des austretenden Kühlmittels auf den Stator (15) der elektrischen Maschine gelangt.Hybrid module (1) for a motor vehicle for coupling an internal combustion engine and a transmission, comprising an electric machine with a stator (15) and a rotor (16) rotatably mounted on a rotor carrier (17) about a rotational axis and a coupling device, in particular a friction clutch device, and comprising a cooling device for cooling a stator (15) of the electric machine, which comprises at least one coolant line (11), characterized in that the cooling device with at least one extension component has radially extending blade elements (31) which are rotationally fixed mechanically to the rotor carrier ( 17) are connected or are formed by this as integral components and an outlet (13) of the coolant line (11) is positioned such that from the outlet (13) escaping coolant to the blade elements (31) can be supplied, so that the direction Speed and / or the size SSE of the volume flow of the exiting coolant from the rotating blade elements (31) that at least a portion of the exiting cooling medium to the stator (15) is so changed, enters the electrical machine. Hybridmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein jeweiliges Schaufelelement (31) sich im Wesentlichen in einer Ebene erstreckt, die in einem Winkel zur Rotationsachse verläuft, so dass durch eine Reflexion eines auf die Schaufelelemente (31) auftreffenden Kühlmittels dessen Volumenstrom mit radialer Komponente umlenkbar ist.Hybrid module (1) according to Claim 1 , characterized in that a respective blade element (31) extends substantially in a plane which extends at an angle to the axis of rotation, so that by a reflection of an impinging on the blade elements (31) coolant whose flow with radial component is deflected. Hybridmodul (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung weiterhin einen Ring (30) umfasst, mit welchem die Schaufelelemente (31) mechanisch verbunden sind oder von diesem als integrale Bestandteile ausgebildet sind, wobei der Ring (30) mechanisch mit dem Rotorträger (17) verbunden ist.Hybrid module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling device further comprises a ring (30), with which the blade elements (31) are mechanically connected or are formed by this as integral components, wherein the ring (30) mechanically is connected to the rotor carrier (17). Hybridmodul (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Verbindung des Rings (30) mit dem Rotorträger (17) über eine Welle-Nabe-Verbindung realisiert ist.Hybrid module (1) according to Claim 3 , characterized in that the mechanical connection of the ring (30) with the rotor carrier (17) via a shaft-hub connection is realized. Hybridmodul (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitung (11) innerhalb eines Gehäuses (5) des Hybridmoduls (1) , insbesondere in einer Zwischenwand (6) des Gehäuses (5), ausgebildet ist.Hybrid module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant line (11) within a housing (5) of the hybrid module (1), in particular in an intermediate wall (6) of the housing (5) is formed. Hybridmodul (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass (13) durch eine Öffnung im Gehäuse (5), insbesondere in der Zwischenwand (6), ausgebildet ist.Hybrid module (1) according to Claim 5 , characterized in that the outlet (13) through an opening in the housing (5), in particular in the intermediate wall (6) is formed. Hybridmodul (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitung (11) einen Bypass (12) eines Leitungssystems der Kühlvorrichtung des Hybridmoduls (1) umfasst.Hybrid module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the coolant line (11) comprises a bypass (12) of a line system of the cooling device of the hybrid module (1). Hybridmodul (1) nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung axial an der Seite der elektrischen Maschine angeordnet ist, die der Seite zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine (M) zugewandt ist.Hybrid module (1) according to Claim 6 and 7 , characterized in that the cooling device is arranged axially on the side of the electric machine, which faces the side for coupling an internal combustion engine (M). Hybridmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Umfang verteilt mindestens 50 Schaufelelemente (31) angeordnet sind.Hybrid module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that distributed on a circumference at least 50 blade elements (31) are arranged. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Hybridmodul gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie mit einem Getriebe, wobei das Hybridmodul (1) mit der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe mechanisch über Kupplungen (21, 22, 23) des Hybridmoduls (1) verbindbar oder verbunden ist.Drive train for a motor vehicle with an internal combustion engine and a hybrid module according to one of Claims 1 to 9 and with a transmission, wherein the hybrid module (1) with the internal combustion engine and the transmission mechanically via couplings (21, 22, 23) of the hybrid module (1) can be connected or connected.
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