DE102018215531A1 - Temperature monitoring device for an electrical machine, electrical drive device and method for operating an electrical drive device - Google Patents

Temperature monitoring device for an electrical machine, electrical drive device and method for operating an electrical drive device Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Temperaturüberwachungseinrichtung (1) für eine elektrische Maschine (EM), umfassend einen ersten Temperatursensor (T1), welcher an einem Rotor (R) der elektrischen Maschine (EM) anbringbar ist und welcher dazu eingerichtet ist, eine Betriebstemperatur des Rotors (R) zu ermitteln; eine Steuereinrichtung (SE), welche mit dem ersten Temperatursensor (T1) und mit einer Ölpumpe (P) in einem Ölkreislauf (2) der elektrischen Maschine (EM) verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung (SE) dazu eingerichtet ist, die Ölpumpe (P) und einen von dieser erzeugten Ölvolumensfluss (FV) im Ölkreislauf (2) basierend auf der ermittelten Betriebstemperatur des Rotors (R) zu steuern, so dass die Betriebstemperatur des Rotors (R) unterhalb eines kritischen Temperaturwertes (Crit) haltbar ist.

Figure DE102018215531A1_0000
The present invention provides a temperature monitoring device (1) for an electrical machine (EM), comprising a first temperature sensor (T1) which can be attached to a rotor (R) of the electrical machine (EM) and which is set up to determine an operating temperature of the rotor To determine (R); a control device (SE), which is connected to the first temperature sensor (T1) and to an oil pump (P) in an oil circuit (2) of the electrical machine (EM), the control device (SE) being set up to control the oil pump (P ) and to control an oil volume flow (FV) generated by this in the oil circuit (2) based on the determined operating temperature of the rotor (R), so that the operating temperature of the rotor (R) can be kept below a critical temperature value (crit).
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperaturüberwachungseinrichtung für eine elektrische Maschine, eine elektrische Antriebseinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Antriebseinrichtung.The present invention relates to a temperature monitoring device for an electrical machine, an electrical drive device and a method for operating an electrical drive device.

Stand der TechnikState of the art

Derzeit erfolgt die Abschätzung einer Temperatur des Rotors im Betrieb einer elektrischen Maschine meist durch eine Temperaturbestimmung in der Ölwanne eines Ölkreislaufs, mit welchem dem Rotor verbunden ist. Da dabei nur eine Abwärme in der Ölwanne direkt messbar ist, und mit dem Ölkreis auch weitere Komponenten, wie etwa ein Getriebe, verbunden sein können, kann die tatsächliche Rotortemperatur jedoch meist nur geschätzt werden und zur Kühlung über den Ölkreislauf eine Pumpleistung einer Ölmenge nur gemäß dieser Schätzung eingestellt werden. Um den Rotor keiner zu hohen Überhitzung auszusetzen, wird dieser meist größer dimensioniert als es zum tatsächlichen Temperaturanstieg nötig wäre, was jedoch ein höheres Gewicht zur Folge hat. Eine direkte Temperaturermittlung am Rotor wäre wünschenswert, um den Ölfluss genauer auf die Abwärme und Dimension des Rotors abstimmen zu können.At present, the temperature of the rotor is usually estimated in the operation of an electrical machine by determining the temperature in the oil pan of an oil circuit to which the rotor is connected. Since only waste heat can be directly measured in the oil pan and other components, such as a gearbox, can be connected to the oil circuit, the actual rotor temperature can usually only be estimated and for cooling via the oil circuit, a pump output of an amount of oil can only be achieved this estimate. In order not to expose the rotor to excessive overheating, it is usually dimensioned larger than would be necessary for the actual temperature rise, which however results in a higher weight. A direct temperature determination on the rotor would be desirable in order to be able to adjust the oil flow more precisely to the waste heat and dimension of the rotor.

In der DE 10 2015 216 374 A1 wird eine E-Maschine in einem Fahrzeug beschrieben, welche mittels Kühlwasser, einem Ölbad und entsprechender Kühl- bzw. Ölpumpe oder einem Phasenwechselmaterial gekühlt werden kann.In the DE 10 2015 216 374 A1 describes an electric machine in a vehicle, which can be cooled by means of cooling water, an oil bath and a corresponding cooling or oil pump or a phase change material.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung schafft eine Temperaturüberwachungseinrichtung für eine elektrische Maschine nach Anspruch 1, eine elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 4 und ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Antriebseinrichtung nach Anspruch 7.The present invention provides a temperature monitoring device for an electric machine according to claim 1, an electric drive device according to claim 4 and a method for operating an electric drive device according to claim 7.

Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred developments are the subject of the dependent claims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Temperaturüberwachungseinrichtung für eine elektrische Maschine, eine elektrische Antriebseinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Antriebseinrichtung anzugeben, wobei eine Temperaturermittlung direkt am Rotor erfolgen kann und ein Ölfluss zur Regulierung der Rotortemperatur basierend auf einer gemessenen Rotortemperatur eingestellt werden kann.The idea on which the present invention is based is to specify a temperature monitoring device for an electrical machine, an electrical drive device and a method for operating an electrical drive device, wherein a temperature can be determined directly on the rotor and an oil flow for regulating the rotor temperature based on a measured rotor temperature can be adjusted.

Erfindungsgemäß umfasst die Temperaturüberwachungseinrichtung für eine elektrische Maschine einen ersten Temperatursensor, welcher an einem Rotor der elektrischen Maschine anbringbar ist und welcher dazu eingerichtet ist, eine Betriebstemperatur des Rotors zu ermitteln; eine Steuereinrichtung, welche mit dem ersten Temperatursensor und mit einer Ölpumpe in einem Ölkreislauf der elektrischen Maschine verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, die Ölpumpe und einen von dieser erzeugten Ölvolumensfluss im Ölkreislauf basierend auf der ermittelten Betriebstemperatur des Rotors zu steuern, so dass die Betriebstemperatur des Rotors unterhalb eines kritischen Temperaturwertes haltbar ist.According to the invention, the temperature monitoring device for an electrical machine comprises a first temperature sensor which can be attached to a rotor of the electrical machine and which is set up to determine an operating temperature of the rotor; a control device which is connected to the first temperature sensor and to an oil pump in an oil circuit of the electrical machine, the control device being set up to control the oil pump and an oil volume flow generated by the latter in the oil circuit based on the determined operating temperature of the rotor, so that the operating temperature of the rotor can be kept below a critical temperature value.

Als kritischer Temperaturwert kann beispielsweise jene Temperatur des Rotors verstanden werden, unter welcher dem Rotor oder der elektrischen Maschine vorteilhaft kein Schaden durch Überhitzung entsteht. Unter der Bezeichnung der Betriebstemperatur kann vorteilhaft die aktuelle Temperatur des Rotors selbst verstanden werden, wenn dieser gerade zum Antreiben der elektrischen Maschine, oder eines Traktionsantriebs betrieben wird.The critical temperature value can be understood, for example, to be the temperature of the rotor below which the rotor or the electrical machine advantageously does not suffer any damage due to overheating. The designation of the operating temperature can advantageously be understood to mean the current temperature of the rotor itself if it is currently being operated to drive the electrical machine or a traction drive.

Die Steuereinrichtung kann vorteilhaft mit der elektrischen Maschine in einer elektrischen Achse integriert sein oder separat zur elektrischen Achse angeordnet sein. Die Steuereinrichtung kann vorteilhaft mit Strom von einem Bordnetz versorgt werden.The control device can advantageously be integrated with the electrical machine in an electrical axis or be arranged separately from the electrical axis. The control device can advantageously be supplied with electricity from an electrical system.

Nähert sich die Betriebstemperatur dem kritischen Temperaturwert an, so kann vorteilhaft mittels der Steuereinrichtung eine Pumpleistung der Ölpumpe erhöht werden, um mit einem größeren Ölvolumensfluss die Wärmeabfuhr vom Rotor über das Öl zu vergrößern und die Betriebstemperatur des Rotors vorteilhaft zu senken. Auf diese Weise kann vorteilhaft die Betriebstemperatur unterhalb des kritischen Temperaturwertes gehalten werden. Bei der Temperaturüberwachungseinrichtung handelt es sich daher vorteilhaft um eine Kontrolleinrichtung für die Temperatur eines Rotors der elektrischen Maschine, welche die Temperatur am Rotor vorteilhaft kontinuierlich oder an bestimmten Zeitpunkten messen kann. Durch den Temperatursensor, welcher vorteilhaft direkt am Rotor angebracht werden kann, kann vorteilhaft direkt die Temperatur des Rotors bestimmt werden, anstatt der Temperatur des Öls, etwa wie üblich in der Ölwanne. Folglich kann auch eine schnelle Reaktion auf einen Temperaturanstieg am Rotor im vorteilhaft dafür notwendigem Ausmaß erfolgen. Da durch den direkten Erhalt der Information über die Temperatur am Rotor eine dazu notwendige Wärmeabfuhr über den Ölkreislauf direkt ermittelt (abgeschätzt, berechnet) werden kann, etwa durch die Steuereinrichtung, kann diese vorteilhaft auch unmittelbar den zur entsprechenden Wärmeabfuhr notwendigen Ölvolumensfluss bestimmen und einstellen. Die direkte Information über den Rotor kann vorteilhaft zu einer genaueren, vorteilhaft kleineren Dimensionierung des Rotors bei der Herstellung genutzt werden. Dies erweist sich vorteilhaft gegenüber einer Temperaturbestimmung des Öls durch Sensoren in der Ölwanne, oder an anderen Stellen im Ölkreislauf, als vorteilhaft, da die Temperatur in der Ölwanne nur eine indirekte und geschätzte Auskunft über die tatsächliche Temperatur am Rotor geben kann, wenn keine direkte Temperaturmessung am Rotor sonder an anderen Stellen im Ölkreislauf erfolgt. Wird die Temperatur üblicherweise abseits des Rotors im Ölkreislauf gemessen, so wird der Rotor meist etwas größer ausgelegt, da dieser dann bei einem etwaigen Temperaturanstieg am Rotor, welcher über dem geschätzten Ausmaß liegen kann, weniger Schaden nehmen kann, da seine Ausmaße (Masse, Größe) vorteilhaft groß genug sein können. Eine genauere Dimensionierung des Rotors erweist sich betreffend Gewicht, nötiger Antriebskraft und Herstellungskosten jedoch als vorteilhafter. Die Temperaturüberwachungseinrichtung eignet sich also vorteilhaft dazu, eine direkte Auskunft über die Bedingungen am Rotor zu geben und den Ölvolumensfluss vorteilhaft genau zu steuern.If the operating temperature approaches the critical temperature value, a pump power of the oil pump can advantageously be increased by means of the control device in order to increase the heat dissipation from the rotor via the oil with a larger oil volume flow and advantageously to lower the operating temperature of the rotor. In this way, the operating temperature can advantageously be kept below the critical temperature value. The temperature monitoring device is therefore advantageously a control device for the temperature of a rotor of the electrical machine, which can advantageously measure the temperature at the rotor continuously or at specific times. By means of the temperature sensor, which can advantageously be attached directly to the rotor, the temperature of the rotor can advantageously be determined directly instead of the temperature of the oil, for example in the oil pan as usual. Consequently, a rapid reaction to an increase in temperature at the rotor can also take place to the extent advantageously necessary for this. Since the necessary heat dissipation via the oil circuit can be directly determined (estimated, calculated) by directly receiving the information about the temperature at the rotor, for example by the control device, this can advantageously also directly determine the oil volume flow required for the corresponding heat dissipation and to adjust. The direct information about the rotor can advantageously be used for a more precise, advantageously smaller dimensioning of the rotor during manufacture. This proves to be advantageous compared to a temperature determination of the oil by sensors in the oil pan or at other points in the oil circuit, since the temperature in the oil pan can only give an indirect and estimated information about the actual temperature at the rotor if no direct temperature measurement on the rotor, especially at other points in the oil circuit. If the temperature is usually measured away from the rotor in the oil circuit, the rotor is usually designed to be somewhat larger, since this can then suffer less damage if the temperature rises on the rotor, which can be above the estimated extent, because its dimensions (mass, size ) can advantageously be large enough. A more precise dimensioning of the rotor proves to be more advantageous in terms of weight, necessary driving force and manufacturing costs. The temperature monitoring device is therefore advantageously suitable for providing direct information about the conditions on the rotor and advantageously for precisely controlling the oil volume flow.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Temperaturüberwachungseinrichtung umfasst diese einen zweiten Temperatursensor, welcher an einer Invertereinrichtung der elektrischen Maschine anbringbar ist und mit der Steuereinrichtung verbindbar ist und welcher dazu eingerichtet ist, eine Temperatur der Invertereinrichtung zu ermitteln.According to a preferred embodiment of the temperature monitoring device, it comprises a second temperature sensor which can be attached to an inverter device of the electrical machine and can be connected to the control device and which is set up to determine a temperature of the inverter device.

Mit dem zweiten Temperatursensor an der Invertereinrichtung, umfasst die Temperaturüberwachungseinrichtung vorteilhaft eine zusätzliche Komponente, mittels welcher eine Temperaturüberwachung, beispielsweise kontinuierlich, auch an anderen Elementen, insbesondere an der Invertereinrichtung, in der elektrischen Maschine erfolgen kann.With the second temperature sensor on the inverter device, the temperature monitoring device advantageously comprises an additional component by means of which temperature monitoring, for example continuously, can also be carried out on other elements, in particular on the inverter device, in the electrical machine.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Temperaturüberwachungseinrichtung umfasst diese einen dritten Temperatursensor, welcher an einem Stator der elektrischen Maschine anbringbar ist und mit der Steuereinrichtung verbindbar ist und welcher dazu eingerichtet ist, eine Temperatur des Stators zu ermitteln.According to a preferred embodiment of the temperature monitoring device, it comprises a third temperature sensor which can be attached to a stator of the electrical machine and can be connected to the control device and which is set up to determine a temperature of the stator.

Mit dem dritten Temperatursensor am Stator, umfasst die Temperaturüberwachungseinrichtung vorteilhaft eine zusätzliche Komponente, mittels welcher eine Temperaturüberwachung, beispielsweise kontinuierlich, auch an anderen Elementen, insbesondere am Stator, in der elektrischen Maschine erfolgen kann.With the third temperature sensor on the stator, the temperature monitoring device advantageously comprises an additional component, by means of which temperature monitoring, for example continuously, can also be carried out on other elements, in particular on the stator, in the electrical machine.

Erfindungsgemäß umfasst die elektrische Antriebseinrichtung eine erfindungsgemäße Temperaturüberwachungseinrichtung; eine elektrische Maschine mit einem Rotor; einen Ölkreislauf mit einer Ölpumpe, einer Ölwanne und einem ersten Wärmetauscher, wobei der Rotor mit dem Ölkreislauf verbunden ist und der erste Temperatursensor am Rotor angebracht ist; und einen Kühlkreislauf mit einem zweiten Wärmetauscher, welcher mit dem ersten Wärmetauscher zum Übertragen von Wärme thermisch verbunden ist, wobei Wärme vom Ölkreislauf über den Kühlkreislauf abführbar ist.According to the invention, the electrical drive device comprises a temperature monitoring device according to the invention; an electric machine with a rotor; an oil circuit with an oil pump, an oil pan and a first heat exchanger, the rotor being connected to the oil circuit and the first temperature sensor being attached to the rotor; and a cooling circuit with a second heat exchanger, which is thermally connected to the first heat exchanger for transferring heat, wherein heat can be removed from the oil circuit via the cooling circuit.

Der Ölkreislauf ist mit dem Kühlkreislauf vorteilhaft innerhalb der elektrischen Maschine verbunden und der Kühlkreislauf kann zumindest teilweise außerhalb der elektrischen Maschine angeordnet sein. Wird eine Abfuhr von Wärme von Rotor über den Ölvolumensfluss verändert, so kann diese Wärme des Öls über den ersten und zweiten Wärmetauscher an den Kühlkreislauf weitergegeben werden. Damit der Kühlkreislauf auch bei gesteigerter Wärmeabfuhr vom Ölkreislauf noch eine ausreichend hohe Wärmeabfuhr von den Komponenten der elektrischen Maschine gewährleisten kann, die mit dem Kühlkreislauf verbunden sind, kann eine externe Pumpe die Wärmezirkulation im Kühlkreislauf vergrößern und vorteilhaft über einen externen Wärmetauscher an einen Außenbereich abführen.The oil circuit is advantageously connected to the cooling circuit within the electrical machine and the cooling circuit can be arranged at least partially outside the electrical machine. If a dissipation of heat from the rotor is changed via the oil volume flow, this heat of the oil can be passed on to the cooling circuit via the first and second heat exchangers. An external pump can increase the heat circulation in the cooling circuit and advantageously dissipate it to an outside area via an external heat exchanger so that the cooling circuit can still ensure a sufficiently high heat dissipation from the components of the electrical machine that are connected to the cooling circuit even with increased heat dissipation from the oil circuit.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Antriebseinrichtung umfasst die elektrische Maschine einen Stator und eine Invertereinrichtung, welche mit dem Kühlkreislauf verbunden sind und der zweite Wärmetauscher mit der elektrischen Maschine und dem Ölkreislauf in eine elektrische Antriebsachse integriert ist.According to a preferred embodiment of the electrical drive device, the electrical machine comprises a stator and an inverter device which are connected to the cooling circuit and the second heat exchanger with the electrical machine and the oil circuit is integrated in an electrical drive axis.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Antriebseinrichtung befindet sich der Kühlkreislauf teilweise innerhalb einer elektrischen Achse und umfasst einen externen Wärmetauscher und eine externe Pumpe, wobei der externe Wärmetauscher und die externe Pumpe außerhalb der elektrischen Achse angeordnet sind und jeweils mit der Steuereinrichtung verbunden sind und von dieser ansteuerbar und betreibbar sind.According to a preferred embodiment of the electrical drive device, the cooling circuit is located partially within an electrical axis and comprises an external heat exchanger and an external pump, the external heat exchanger and the external pump being arranged outside the electrical axis and each being connected to and from the control device can be controlled and operated.

Erfindungsgemäß erfolgt bei dem Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Antriebseinrichtung ein Bereitstellen eines ersten Temperatursensors an einem Rotor einer elektrischen Maschine; ein Ermitteln einer Betriebstemperatur des Rotors durch eine Steuereinrichtung, welche mit dem ersten Temperatursensor verbunden ist; und ein Steuern eines Betriebes einer Ölpumpe, mittels welcher ein Ölvolumensfluss in einem Ölkreislauf erzeugt wird, durch die Steuereinrichtung, und ein Steuern des Ölvolumensflusses mittels der Steuereinrichtung basierend auf der ermittelten Betriebstemperatur des Rotors, wobei der Rotor mit dem Ölkreislauf, umfassend die Ölpumpe und eine Ölwanne, verbunden ist, derart, dass die Betriebstemperatur des Rotors unterhalb eines kritischen Temperaturwertes gehalten wird.According to the invention, in the method for operating an electrical drive device, a first temperature sensor is provided on a rotor of an electrical machine; determining an operating temperature of the rotor by a control device which is connected to the first temperature sensor; and controlling an operation of an oil pump, by means of which an oil volume flow is generated in an oil circuit, by the control device, and controlling the oil volume flow, by means of the control device, based on the determined operating temperature of the rotor, the rotor having the oil circuit, comprising the oil pump and a Oil pan, connected, so, that the operating temperature of the rotor is kept below a critical temperature value.

Das Verfahren zeichnet sich vorteilhaft auch durch die in Verbindung mit der Temperaturüberwachungseinrichtung und der elektrischen Antriebseinrichtung genannten Merkmale und deren Vorteile aus und umgekehrt.The method is also advantageously characterized by the features mentioned in connection with the temperature monitoring device and the electrical drive device and their advantages, and vice versa.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens erfolgt ein Ermitteln einer Temperatur einer Invertereinrichtung der elektrischen Maschine durch einen zweiten Temperatursensor an der Invertereinrichtung, und darauf basierend ein Steuern eines Betrieb einer externen Pumpe in einem Kühlkreislauf, welcher mit der Invertereinrichtung und über einen zweiten Wärmetauscher mit dem ersten Wärmetauscher im Ölkreislauf verbunden ist, durch die Steuereinrichtung, so dass die Temperatur der Invertereinrichtung unterhalb einer Invertergrenztemperatur gehalten wird.According to a preferred embodiment of the method, a temperature of an inverter device of the electrical machine is determined by a second temperature sensor on the inverter device, and on the basis of this a control of an operation of an external pump in a cooling circuit which is carried out with the inverter device and via a second heat exchanger with the first Heat exchanger in the oil circuit is connected by the control device, so that the temperature of the inverter device is kept below an inverter limit temperature.

Die Invertergrenztemperatur ist vorteilhaft jene Temperatur, unterhalb welcher der Inverter noch keinen Schaden durch Überhitzung nimmt. Die Invertergrenztemperatur so wie die kritische Temperatur am Rotor können vorteilhaft auch auf die verfügbare Leistung der externen Pumpe und/oder der Ölpumpe abgestimmt sein, damit die Pumpe(n) im jeweiligen System eine ausreichende Wärmeabfuhr erzielen können.The inverter limit temperature is advantageously the temperature below which the inverter is not damaged by overheating. The inverter limit temperature and the critical temperature at the rotor can advantageously also be matched to the available power of the external pump and / or the oil pump, so that the pump ( n ) can achieve sufficient heat dissipation in the respective system.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens ein Ermitteln einer Temperatur eines Stators der elektrischen Maschine durch einen dritten Temperatursensor am Stator, und darauf basierend ein Steuern eines Betriebs einer externen Pumpe in einem Kühlkreislauf durch die Steuereinrichtung (SE), welcher mit dem Stator und über einen zweiten Wärmetauscher mit dem ersten Wärmetauscher im Ölkreislauf verbunden ist, so dass die Temperatur des Stators unterhalb einer Statorgrenztemperatur gehalten wird.According to a preferred embodiment of the method, determining a temperature of a stator of the electrical machine by means of a third temperature sensor on the stator, and based thereon controlling an operation of an external pump in a cooling circuit by the control device ( SE ), which is connected to the stator and via a second heat exchanger to the first heat exchanger in the oil circuit, so that the temperature of the stator is kept below a stator limit temperature.

Die Statorgrenztemperatur ist vorteilhaft jene Temperatur, unterhalb welcher der Stator noch keinen Schaden durch Überhitzung nimmt. Die Invertergrenztemperatur so wie die kritische Temperatur am Rotor können vorteilhaft auch auf die verfügbare Leistung der externen Pumpe und/oder der Ölpumpe abgestimmt sein, damit die Pumpe(n) im jeweiligen System eine ausreichende Wärmeabfuhr erzielen können.The stator limit temperature is advantageously the temperature below which the stator is not damaged by overheating. The inverter limit temperature and the critical temperature at the rotor can advantageously also be matched to the available power of the external pump and / or the oil pump, so that the pump ( n ) can achieve sufficient heat dissipation in the respective system.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens ermittelt die Steuereinrichtung für zumindest eine mit dem Ölkreislauf und/oder mit dem Kühlkreislauf verbundenen Komponente eine durch diese erzeugte Temperaturänderung im Ölkreislauf und/oder im Kühlkreislauf und reguliert basierend auf dieser Temperaturänderung den Ölvolumensfluss und/oder einen Volumensfluss eines Kühlmittels im Kühlkreislauf, welcher durch die externe Pumpe erzeugt wird.According to a preferred embodiment of the method, the control device determines, for at least one component connected to the oil circuit and / or to the cooling circuit, a temperature change in the oil circuit and / or in the cooling circuit generated by this and regulates the oil volume flow and / or a volume flow of a coolant based on this temperature change in the cooling circuit, which is generated by the external pump.

Bei der Komponente, welche mit dem Ölkreislauf verbunden sein kann, kann es sich beispielsweise um ein Getriebe, weitere Wärmetauscher oder andere Motorkomponenten handeln.The component which can be connected to the oil circuit can be, for example, a gearbox, further heat exchangers or other engine components.

Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.Further features and advantages of embodiments of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings.

FigurenlisteFigure list

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand des in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.The present invention is explained in more detail below with reference to the embodiment shown in the schematic figures of the drawing.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Wärme- und Kühlkreislaufs in einer elektrischen Antriebseinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer elektrischen Antriebsachse mit einer elektrischen Antriebseinrichtung;
  • 3 ein Diagramm für eine Pumpleistung der Ölpumpe mit steigender Rotordrehzahl; und
  • 4 eine Blockdarstellung der Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erfindung.
Show it:
  • 1 is a schematic representation of a heating and cooling circuit in an electric drive device according to an embodiment of the present invention;
  • 2nd a schematic representation of an electric drive axle with an electric drive device;
  • 3rd a diagram for a pump power of the oil pump with increasing rotor speed; and
  • 4th a block diagram of the method steps according to the present invention.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols designate the same or functionally identical elements.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Wärme- und Kühlkreislaufs in einer elektrischen Antriebseinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic representation of a heating and cooling circuit in an electric drive device according to an embodiment of the present invention.

Die Elektrische Antriebseinrichtung 10 umfasst eine erfindungsgemäße Temperaturüberwachungseinrichtung 1; eine elektrische Maschine EM mit einem Rotor R; einen Ölkreislauf 2 mit einer Ölpumpe P, einer Ölwanne 3 und einem ersten Wärmetauscher WT1 wobei der Rotor R mit dem Ölkreislauf 2 verbunden ist und der erste Temperatursensor T1 am Rotor R angebracht ist; und einen Kühlkreislauf 4 mit einem zweiten Wärmetauscher WT2, welcher mit dem ersten Wärmetauscher WT1 zum Übertragen von Wärme thermisch verbunden ist, wobei Wärme vom Ölkreislauf 2 über den Kühlkreislauf 4 abführbar ist. Hierbei kann jedoch auch in umgekehrter Richtung Wärme vom Kühlkreislauf auf dem Ölkreislauf übertragen werden, falls beabsichtigt. Es ist weiterhin möglich, an den Ölkreislauf mehrere Rotoren mit eigenen Temperatursensoren anzuschließen und zu betreiben.The electric drive device 10th comprises a temperature monitoring device according to the invention 1 ; an electrical machine EM with a rotor R ; an oil circuit 2nd with an oil pump P , an oil pan 3rd and a first heat exchanger WT1 being the rotor R with the oil circuit 2nd is connected and the first temperature sensor T1 on the rotor R is appropriate; and a cooling circuit 4th with a second heat exchanger WT2 which with the first heat exchanger WT1 is thermally connected to transfer heat, taking heat from the oil circuit 2nd via the cooling circuit 4th is dissipatable. Here, however, heat can also be transferred from the cooling circuit to the oil circuit in the opposite direction, if intended. It is It is still possible to connect and operate several rotors with their own temperature sensors in the oil circuit.

Die Temperaturüberwachungseinrichtung 1 umfasst einen ersten Temperatursensor T1, welcher am Rotor R der elektrischen Maschine EM anbringbar, vorteilhaft angebracht ist, und welcher dazu eingerichtet ist, eine Betriebstemperatur des Rotors R zu ermitteln; eine Steuereinrichtung SE, welche mit dem ersten Temperatursensor T1 und mit der Ölpumpe P im Ölkreislauf 2 der elektrischen Maschine EM verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung SE dazu eingerichtet ist, die Ölpumpe P und einen von dieser erzeugten Ölvolumensfluss FV im Ölkreislauf 2 basierend auf der ermittelten Betriebstemperatur des Rotors R zu steuern, so dass die Betriebstemperatur des Rotors R unterhalb eines kritischen Temperaturwertes Crit haltbar ist.The temperature monitoring device 1 comprises a first temperature sensor T1 which on the rotor R of the electrical machine EM attachable, advantageously attached, and which is set up to an operating temperature of the rotor R to investigate; a control device SE which with the first temperature sensor T1 and with the oil pump P in the oil circuit 2nd of the electrical machine EM is connected, the control device SE is set up the oil pump P and an oil volume flow generated thereby FV in the oil circuit 2nd based on the determined operating temperature of the rotor R to control so that the operating temperature of the rotor R Crit is stable below a critical temperature value.

Der Kühlkreislauf 4 kann mit dem Stator S und mit einer Invertereinrichtung INV der elektrischen Maschine EM verbunden sein. Dabei kann die Temperaturüberwachungseinrichtung 1 einen zweiten Temperatursensor T2 umfassen, welcher an der Invertereinrichtung INV der elektrischen Maschine EM angebracht sein kann und mit der Steuereinrichtung SE verbindbar ist und welcher dazu eingerichtet ist, eine Temperatur TB2 der Invertereinrichtung INV zu ermitteln, und kann einen dritten Temperatursensor T3 umfassen, welcher an dem Stator S der elektrischen Maschine angebracht werden kann und mit der Steuereinrichtung SE verbindbar ist und welcher dazu eingerichtet ist, eine Temperatur TB3 des Stators S zu ermitteln, insbesondere direkt zu messen.The cooling circuit 4th can with the stator S and with an inverter device INV of the electrical machine EM be connected. The temperature monitoring device can 1 a second temperature sensor T2 include, which on the inverter device INV of the electrical machine EM can be attached and with the control device SE is connectable and which is set up a temperature TB2 the inverter device INV to determine and can use a third temperature sensor T3 include which on the stator S the electrical machine can be attached and with the control device SE is connectable and which is set up a temperature TB3 of the stator S to determine, in particular to measure directly.

In der 1 sind des Weiteren Temperaturknoten gezeigt (Kreise A, B, ...), welche den Temperaturfluss, bzw. die Beiträge von Wärme an den Knotenpunkten des Ölkreislaufs und des Kühlkreislaufs zeigen. So kann etwa im Knotenpunkt A die Temperatur des Öls, welches mit dem Ölvolumensfluss zum Rotor gelangt, um den Wärmegehalt des Rotors erhöht werden, ebenso in einem parallelen Zweig des Ölkreises, bei welchem im Knotenpunkt B die Wärme des Getriebes G zum Ölkreislauf zugeführt wird. Der Ölkreislauf spaltet sich dazu im Knoten C auf (dort mit gleicher Temperatur) und vereinigt sich im Knoten D wieder, den Wärmebeitrag des Rotors und des Getriebes enthaltend. Ebenso kann im Kühlkreislauf 4 im Knoten E der Wärmegehalt des Inverters INV zum Kühlmittel zugeführt werden und im Knoten F der Wärmegehalt des Stators.In the 1 temperature nodes are also shown (circles A , B , ...), which show the temperature flow or the contributions of heat at the nodes of the oil circuit and the cooling circuit. For example, in the node A the temperature of the oil which reaches the rotor with the flow of oil volume is increased by the heat content of the rotor, likewise in a parallel branch of the oil circuit, in which at the node B the heat of the transmission G is fed to the oil circuit. The oil circuit splits in the knot C. on (there with the same temperature) and reunited in node D, containing the heat contribution of the rotor and the gear. Likewise, in the cooling circuit 4th in the knot E the heat content of the inverter INV are supplied to the coolant and in the node F the heat content of the stator.

Der Kühlkreislauf 4 kann sich teilweise innerhalb einer elektrischen Achse EA befindet und einen externen Wärmetauscher ET und eine externe Pumpe EP umfassen, wobei der externe Wärmetauscher ET und die externe Pumpe EP außerhalb der elektrischen Achse EA angeordnet sein können und jeweils mit der Steuereinrichtung SE verbunden sein können und von dieser ansteuerbar und betreibbar sein können.The cooling circuit 4th can be partially within an electrical axis EA and an external heat exchanger ET and an external pump EP include, the external heat exchanger ET and the external pump EP outside the electrical axis EA can be arranged and each with the control device SE can be connected and can be controlled and operated by this.

Durch die direkte Temperaturmessung am zumindest einen Rotor kann eine genauere Aussage über die zur ausreichenden Kühlung notwendige Pumpleistung bzw. den Ölvolumensfluss FV getroffen werden. Die vorteilhaft direkte Ermittlung der Temperaturen am Inverter und/oder Stator und eine Kühlleistungsermittlung vom Kühlkreis, etwa auch der momentan verfügbaren Pumpleistung der externen Kühlpumpe, können dabei auch für den potentiell verfügbaren Wärmetausch und Wärmetransport an/vom den Kühlkreis berücksichtigt oder für die nahe Zukunft abgeschätzt werden und der Ölvolumensfluss dadurch beeinflusst werden um die Leistung der Ölpumpe zu optimieren.The direct temperature measurement on the at least one rotor enables a more precise statement to be made about the pumping capacity or the oil volume flow necessary for sufficient cooling FV to be hit. The advantageously direct determination of the temperatures at the inverter and / or stator and a cooling capacity determination from the cooling circuit, for example also the currently available pumping capacity of the external cooling pump, can also be taken into account for the potentially available heat exchange and heat transport to / from the cooling circuit or estimated for the near future and the oil volume flow are influenced to optimize the performance of the oil pump.

Durch die Steuereinrichtung SE, welche mit den Temperatursensoren T1, T2 und/oder T3 verbunden sein kann, kann eine Darstellung von Temperaturen im Kühl- und/oder Ölkreis, etwa an den Temperaturknoten A - F, als eine Beobachterfunktion in einem Zustandsraum erfolgen. An den Temperaturknoten kann dadurch eine Darstellung von Verlustleistungen und/oder Wärmeübertragungen dargestellt und modelliert (berechnet) werden und Aussagen über den notwendigen Ölvolumensfluss und lokale Temperaturen im Ölkreislauf und/oder Kühlkreislauf getroffen werden. Ein Darstellung kann an eine Display (Look up table) erfolgen oder gespeichert werden. Durch die erhaltenen Daten können Sollwertberechnungen für den Betrieb der Pumpen erfolgen. Des Weiteren ist es möglich, durch die Darstellung im Zustandsraum ein oder mehrere Zustandsmodelle für die Wärme in der Antriebseinrichtung zu erstellen und System- und Regelungskreise (Rückkopplung von Temperatursensoren T1, T2 T3 auf die Ölpumpe und/oder Kühlpumpe und für deren Leistung eine notwendige Stellgröße zu erstellen um die kritischen Temperaturen für die Maschine vorteilhaft nicht zu überschreiten) anzusteuern, etwa für die Pumpen.By the control device SE which with the temperature sensors T1 , T2 and or T3 can be connected, a representation of temperatures in the cooling and / or oil circuit, for example at the temperature nodes A - F , as an observer function in a state space. At the temperature nodes, a representation of power losses and / or heat transfers can be represented and modeled (calculated) and statements can be made about the necessary oil volume flow and local temperatures in the oil circuit and / or cooling circuit. A display can be made on a display (look up table) or saved. The data obtained can be used to carry out setpoint calculations for the operation of the pumps. Furthermore, it is possible to create one or more state models for the heat in the drive device and system and control loops (feedback of temperature sensors) through the representation in the state space T1 , T2 T3 to control the oil pump and / or cooling pump and for their output a necessary manipulated variable in order not to exceed the critical temperatures for the machine), for example for the pumps.

Der externe Wärmetauscher ET kann beispielsweise einen Kühlerlüfter umfassen. Die Antriebseinrichtung kann in allen Arten elektrischer Fahrzeuge eingesetzt werden.The external heat exchanger ET can include a radiator fan, for example. The drive device can be used in all types of electric vehicles.

Die Steuereinrichtung SE ist vorteilhaft mit dem Inverter INV, dem Stator S und dem Rotor R sowie mit den Temperatursensoren T1, T2 und T3 und mit den Pumpen verbunden und kann auch mit weiteren Bauteilen, etwa den Wärmetauschern oder dem Getriebe und der Ölwanne verbunden sein (nicht gezeigt). Durch die Steuereinrichtung SE können weiterhin auch die Temperaturen in den Teilabschnitten, etwa an den Knoten A bis F, die Wärmeabgabe QKMAb am externen Wärmetauscher, die Temperatur TKM,4 am zweiten Wärmetauscher WT2, der Wärmeaustausch QKM,Öl zwischen Kühl- und Ölkreis oder die Leistungen am Inverter PV,INV , am Stator PV, STATOR , am Rotor PV, ROTOR , oder an den Pumpen Pv gemessen oder berechnet werden und in einem Rechen- und Betriebsmodell (Zustandsraum) integriert werden.The control device SE is advantageous with the inverter INV , the stator S and the rotor R as well as with the temperature sensors T1 , T2 and T3 and connected to the pumps and can also be connected to other components, such as the heat exchangers or the transmission and the oil pan (not shown). By the control device SE the temperatures in the subsections, for example at the nodes, can also continue A to F who have favourited Heat Dissipation Q KMAb on the external heat exchanger, the temperature T KM, 4 on the second heat exchanger WT2 , the Heat exchange Q KM, oil between the cooling and oil circuit or the power at the inverter P V, INV , on the stator P V, STATOR , on the rotor P V , ROTOR , or on the pumps Pv be measured or calculated and integrated into a computing and operating model (state space).

2 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen Antriebsachse mit einer elektrischen Antriebseinrichtung. 2nd shows a schematic representation of an electric drive axle with an electric drive device.

Die elektrische Antriebseinrichtung 10 mit der elektrische Maschine EM, mit dem Ölkreislauf 2, der Temperaturüberwachungseinrichtung 1 und dem Kühlkreislauf 4 kann vorteilhaft in einer elektrischen Achse integriert sein, und vorteilhaft mit zumindest zwei Antriebsrädern Rd1 und Rd2 eines Fahrzeugs verbunden sein, und vorteilhaft einen Traktionsantrieb darstellen.The electric drive device 10th with the electric machine EM , with the oil circuit 2nd , the temperature monitoring device 1 and the cooling circuit 4th can advantageously be integrated in an electrical axis, and advantageously with at least two drive wheels Rd1 and Rd2 be connected to a vehicle and advantageously represent a traction drive.

3 zeigt ein Diagramm für eine Pumpleistung der Ölpumpe mit steigender Rotordrehzahl. 3rd shows a diagram for a pump power of the oil pump with increasing rotor speed.

Die Pumpleistung V(n) kann als Funktion der Rotordrehzahl n die in 3 dargestellte Abhängigkeit von der Rotordrehzahl n aufweisen, um die Temperatur am Rotor unterhalb eines kritischen Temperaturwerts für den Rotor zu halten.The pumping power V (n) can as a function of rotor speed n in the 3rd dependence on the rotor speed shown n to keep the temperature at the rotor below a critical temperature value for the rotor.

4 zeigt eine Blockdarstellung der Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erfindung. 4th shows a block diagram of the method steps according to the present invention.

Bei dem Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Antriebseinrichtung erfolgt ein Bereitstellen S1 eines ersten Temperatursensors an einem Rotor einer elektrischen Maschine; ein Ermitteln S2 einer Betriebstemperatur des Rotors durch eine Steuereinrichtung, welche mit dem ersten Temperatursensor verbunden ist; und ein Steuern S3 eines Betriebes einer Ölpumpe, mittels welcher ein Ölvolumensfluss in einem Ölkreislauf erzeugt wird, durch die Steuereinrichtung, und ein Steuern S4 des Ölvolumensflusses mittels der Steuereinrichtung basierend auf der ermittelten Betriebstemperatur des Rotors, wobei der Rotor mit dem Ölkreislauf, umfassend die Ölpumpe und eine Ölwanne, verbunden ist, derart, dass die Betriebstemperatur des Rotors unterhalb eines kritischen Temperaturwertes gehalten wird.The method for operating an electrical drive device is provided S1 a first temperature sensor on a rotor of an electrical machine; an investigation S2 an operating temperature of the rotor by a control device which is connected to the first temperature sensor; and a tax S3 an operation of an oil pump, by means of which an oil volume flow is generated in an oil circuit, by the control device, and a control S4 of the oil volume flow by means of the control device based on the determined operating temperature of the rotor, the rotor being connected to the oil circuit, including the oil pump and an oil pan, in such a way that the operating temperature of the rotor is kept below a critical temperature value.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention has been completely described above on the basis of the preferred exemplary embodiment, it is not restricted thereto, but rather can be modified in a variety of ways.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Temperaturüberwachungseinrichtung (1) für eine elektrische Maschine (EM), umfassend - einen ersten Temperatursensor (T1), welcher an einem Rotor (R) der elektrischen Maschine (EM) anbringbar ist und welcher dazu eingerichtet ist, eine Betriebstemperatur des Rotors (R) zu ermitteln; - eine Steuereinrichtung (SE), welche mit dem ersten Temperatursensor (T1) und mit einer Ölpumpe (P) in einem Ölkreislauf (2) der elektrischen Maschine (EM) verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung (SE) dazu eingerichtet ist, die Ölpumpe (P) und einen von dieser erzeugten Ölvolumensfluss (FV) im Ölkreislauf (2) basierend auf der ermittelten Betriebstemperatur des Rotors (R) zu steuern, so dass die Betriebstemperatur des Rotors (R) unterhalb eines kritischen Temperaturwertes (Crit) haltbar ist.Temperature monitoring device (1) for an electrical machine (EM), comprising - A first temperature sensor (T1) which can be attached to a rotor (R) of the electrical machine (EM) and which is set up to determine an operating temperature of the rotor (R); - A control device (SE) which is connected to the first temperature sensor (T1) and to an oil pump (P) in an oil circuit (2) of the electrical machine (EM), the control device (SE) being set up to control the oil pump ( P) and to control an oil volume flow (FV) generated thereby in the oil circuit (2) based on the determined operating temperature of the rotor (R), so that the operating temperature of the rotor (R) can be kept below a critical temperature value (crit). Temperaturüberwachungseinrichtung (1) nach Anspruch 1, welche einen zweiten Temperatursensor (T2) umfasst, welcher an einer Invertereinrichtung (INV) der elektrischen Maschine (EM) anbringbar ist und mit der Steuereinrichtung (SE) verbindbar ist und welcher dazu eingerichtet ist, eine Temperatur (TB2) der Invertereinrichtung (INV) zu ermitteln.Temperature monitoring device (1) Claim 1 which comprises a second temperature sensor (T2) which can be attached to an inverter device (INV) of the electrical machine (EM) and can be connected to the control device (SE) and which is set up to measure a temperature (TB2) of the inverter device (INV) to investigate. Temperaturüberwachungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, welche einen dritten Temperatursensor (T3) umfasst, welcher an einem Stator (S) der elektrischen Maschine (EM) anbringbar ist und mit der Steuereinrichtung (SE) verbindbar ist und welcher dazu eingerichtet ist, eine Temperatur (TB3) des Stators (S) zu ermitteln.Temperature monitoring device (1) Claim 1 or 2nd which comprises a third temperature sensor (T3) which can be attached to a stator (S) of the electrical machine (EM) and which can be connected to the control device (SE) and which is set up to measure a temperature (TB3) of the stator (S) to investigate. Elektrische Antriebseinrichtung (10) umfassend - eine Temperaturüberwachungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3; - eine elektrische Maschine (EM) mit einem Rotor (R); - einen Ölkreislauf (2) mit einer Ölpumpe (P), einer Ölwanne (3) und einem ersten Wärmetauscher (WT1), wobei der Rotor (R) mit dem Ölkreislauf (2) verbunden ist und der erste Temperatursensor (T1) am Rotor (R) angebracht ist; und - einen Kühlkreislauf (4) mit einem zweiten Wärmetauscher (WT2), welcher mit dem ersten Wärmetauscher (WT1) zum Übertragen von Wärme thermisch verbunden ist, wobei Wärme vom Ölkreislauf (2) über den Kühlkreislauf (4) abführbar ist.Electrical drive device (10) comprising - A temperature monitoring device (1) according to one of claims 1 to 3; - An electrical machine (EM) with a rotor (R); - An oil circuit (2) with an oil pump (P), an oil pan (3) and a first heat exchanger (WT1), the rotor (R) being connected to the oil circuit (2) and the first temperature sensor (T1) on the rotor ( R) is attached; and - A cooling circuit (4) with a second heat exchanger (WT2), which is thermally connected to the first heat exchanger (WT1) for transferring heat, wherein heat from the oil circuit (2) via the cooling circuit (4) can be removed. Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 4, bei welcher die elektrische Maschine (EM) einen Stator (S) und eine Invertereinrichtung (INV) umfasst, welche mit dem Kühlkreislauf (4) verbunden sind und der zweite Wärmetauscher (WT2) mit der elektrischen Maschine (EM) und dem Ölkreislauf (2) in eine elektrische Antriebsachse (EA) integriert ist.Electric drive device (10) after Claim 4 , in which the electrical machine (EM) comprises a stator (S) and an inverter device (INV) which are connected to the cooling circuit (4) and the second heat exchanger (WT2) with the electrical machine (EM) and the oil circuit (2 ) is integrated in an electric drive axle (EA). Elektrische Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher der Kühlkreislauf (4) sich teilweise innerhalb einer elektrischen Achse (EA) befindet und einen externen Wärmetauscher (ET) und eine externe Pumpe (EP) umfasst, wobei der externe Wärmetauscher (ET) und die externe Pumpe (EP) außerhalb der elektrischen Achse (EA) angeordnet sind und jeweils mit der Steuereinrichtung (SE) verbunden sind und von dieser ansteuerbar und betreibbar sind.Electric drive device (10) after Claim 4 or 5 , in which the cooling circuit (4) is partially within an electrical axis (EA) and comprises an external heat exchanger (ET) and an external pump (EP), the external heat exchanger (ET) and the external pump (EP) outside the electrical axis (EA) are arranged and each connected to the control device (SE) and can be controlled and operated by this. Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Antriebseinrichtung (10), umfassend die Schritte: - Bereitstellen (S1) eines ersten Temperatursensors (T1) an einem Rotor (R) einer elektrischen Maschine (EM); - Ermitteln (S2) einer Betriebstemperatur des Rotors (R) durch eine Steuereinrichtung (SE), welche mit dem ersten Temperatursensor (T1) verbunden ist; und - Steuern (S3) eines Betriebes einer Ölpumpe (P), mittels welcher ein Ölvolumensfluss (FV) in einem Ölkreislauf (2) erzeugt wird, durch die Steuereinrichtung (SE), und Steuern (S4) des Ölvolumensflusses (FV) mittels der Steuereinrichtung (SE) basierend auf der ermittelten Betriebstemperatur des Rotors (R), wobei der Rotor (R) mit dem Ölkreislauf (2), umfassend die Ölpumpe (P) und eine Ölwanne (3), verbunden ist, derart, dass die Betriebstemperatur des Rotors (R) unterhalb eines kritischen Temperaturwertes (Crit) gehalten wird.Method for operating an electric drive device (10), comprising the steps: - Providing (S1) a first temperature sensor (T1) on a rotor (R) of an electrical machine (EM); - Determining (S2) an operating temperature of the rotor (R) by a control device (SE) which is connected to the first temperature sensor (T1); and - Controlling (S3) an operation of an oil pump (P), by means of which an oil volume flow (FV) is generated in an oil circuit (2), by the control device (SE), and controlling (S4) the oil volume flow (FV) by means of the control device ( SE) based on the determined operating temperature of the rotor (R), the rotor (R) being connected to the oil circuit (2), comprising the oil pump (P) and an oil pan (3), such that the operating temperature of the rotor ( R) is kept below a critical temperature value (crit). Verfahren nach Anspruch 7, bei welchem ein Ermitteln (S5) einer Temperatur (TB2) einer Invertereinrichtung (INV) der elektrischen Maschine (EM) durch einen zweiten Temperatursensor (T2) an der Invertereinrichtung (INV) erfolgt, und darauf basierend ein Betrieb einer externen Pumpe (EP) in einem Kühlkreislauf (4), welcher mit der Invertereinrichtung (INV) und über einen zweiten Wärmetauscher (WT2) mit dem ersten Wärmetauscher (WT1) im Ölkreislauf (2) verbunden ist, durch die Steuereinrichtung (SE) gesteuert wird, so dass die Temperatur (TB2) der Invertereinrichtung (INV) unterhalb einer Invertergrenztemperatur gehalten wird.Procedure according to Claim 7 , in which a temperature (TB2) of an inverter device (INV) of the electrical machine (EM) is determined (S5) by a second temperature sensor (T2) on the inverter device (INV), and an external pump (EP) is operated based on this in a cooling circuit (4), which is connected to the inverter device (INV) and via a second heat exchanger (WT2) to the first heat exchanger (WT1) in the oil circuit (2), is controlled by the control device (SE), so that the temperature (TB2) of the inverter device (INV) is kept below an inverter limit temperature. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei welchem ein Ermitteln (S6) einer Temperatur (TB3) eines Stators (S) der elektrischen Maschine (EM) durch einen dritten Temperatursensor (T3) am Stator (S) erfolgt, und darauf basierend ein Betrieb einer externen Pumpe (EP) in einem Kühlkreislauf (4), welcher mit dem Stator (S) und über einen zweiten Wärmetauscher (WT2) mit dem ersten Wärmetauscher (WT1) im Ölkreislauf (2) verbunden ist, durch die Steuereinrichtung (SE) gesteuert wird, so dass die Temperatur (TB3) des Stators (S) unterhalb einer Statorgrenztemperatur gehalten wird.Procedure according to Claim 7 or 8th , in which a temperature (TB3) of a stator (S) of the electrical machine (EM) is determined (S6) by a third temperature sensor (T3) on the stator (S), and an external pump (EP) in is operated in a cooling circuit (4), which is connected to the stator (S) and via a second heat exchanger (WT2) to the first heat exchanger (WT1) in the oil circuit (2), is controlled by the control device (SE), so that the temperature ( TB3) of the stator (S) is kept below a stator limit temperature. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welchem die Steuereinrichtung (SE) für zumindest eine mit dem Ölkreislauf (2) und/oder mit dem Kühlkreislauf (4) verbundenen Komponente (R, S, INV, G, WT1, WT2, ...) eine durch diese erzeugte Temperaturänderung (dT) im Ölkreislauf (2) und/oder im Kühlkreislauf (4) ermittelt und basierend auf dieser Temperaturänderung (dT) den Ölvolumensfluss (FV) und/oder einen Volumensfluss (FVKM) eines Kühlmittels (KM) im Kühlkreislauf (4), welcher durch die externe Pumpe (EP) erzeugt wird, reguliert.Method according to one of claims 7 to 9, wherein the control device (SE) for at least one with the oil circuit (2) and / or with the Component (R, S, INV, G, WT1, WT2, ...) connected to the cooling circuit (4) determines a temperature change (dT) generated by this in the oil circuit (2) and / or in the cooling circuit (4) and based on this temperature change (dT) regulates the oil volume flow (FV) and / or a volume flow (FVKM) of a coolant (KM) in the cooling circuit (4), which is generated by the external pump (EP).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113775488A (en) * 2020-06-09 2021-12-10 新疆金风科技股份有限公司 Cooling system and wind generating set

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113978223A (en) * 2021-11-09 2022-01-28 安徽江淮汽车集团股份有限公司 Electric drive system and heat control method thereof
CN114024410B (en) * 2022-01-05 2022-04-01 苏州英磁新能源科技有限公司 Motor self-adaptation cooling system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1077522B1 (en) * 1999-08-10 2005-02-02 The Swatch Group Management Services AG Drive apparatus comprising a liquid-cooled electric motor and a planetary gear
KR20130070590A (en) * 2010-05-04 2013-06-27 레미 테크놀러지스 엘엘씨 Electric machine component temperature monitoring
US9475574B2 (en) * 2011-09-14 2016-10-25 Borealis Technical Limited Heat dissipation system for aircraft drive wheel drive assembly
DE102013204766B4 (en) * 2013-03-19 2018-07-05 Robert Bosch Gmbh Electric vehicle axle device
DE102015216374A1 (en) 2015-08-27 2017-03-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electric motor and vehicle with the electric motor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113775488A (en) * 2020-06-09 2021-12-10 新疆金风科技股份有限公司 Cooling system and wind generating set
CN113775488B (en) * 2020-06-09 2024-04-19 金风科技股份有限公司 Cooling system and wind generating set

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