DE102019206269A1 - Cooling device for cooling a rotor of a wheel hub motor of a vehicle, vehicle wheel and method for cooling a rotor of a wheel hub motor of a vehicle wheel - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Kühlvorrichtung (10) zur Kühlung eines Rotors (29) eines Radnabenmotors (13) eines Fahrzeugrades (11) vorgeschlagen, wobei der Rotor (29) vollständig innerhalb eines Felgeninnenraums (17c) einer Felge (17) angeordnet ist und wobei die Kühlvorrichtung (10) mindestens einen Kühlkanal (20) zum Führen eines Kühlmittels aufweist, der in der Felge (17) ausgebildet ist.A cooling device (10) for cooling a rotor (29) of a wheel hub motor (13) of a vehicle wheel (11) is proposed, the rotor (29) being arranged completely within a rim interior (17c) of a rim (17) and wherein the cooling device (10) has at least one cooling channel (20) for guiding a coolant, which is formed in the rim (17).
Description
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zur Kühlung eines Rotors eines Radnabenmotors eines Fahrzeuges, ein Fahrzeugrad sowie ein Verfahren zum Kühlen eines Rotors eines Radnabenmotors eines Fahrzeugrades.The invention relates to a cooling device for cooling a rotor of a wheel hub motor of a vehicle, a vehicle wheel and a method for cooling a rotor of a wheel hub motor of a vehicle wheel.
Radnabenantriebe als eine Variante eines dezentralen Fahrzeugantriebs sind seit Längerem aus dem Stand der Technik bekannt. Auch die Integration eines Radnabenantriebes in ein Fahrzeugrad, insbesondere in die Felge eines Fahrzeugrades, ist bekannt. So beschreibt beispielsweise die
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlvorrichtung zur Kühlung eines Rotors eines Radnabenmotors eines Fahrzeuges derart zu verbessern, dass der Rotor möglichst effizient gekühlt wird, sodass der Radnabenmotor die bestmögliche Leistung erreichen kann.The object of the present invention is to improve a cooling device for cooling a rotor of a wheel hub motor of a vehicle in such a way that the rotor is cooled as efficiently as possible so that the wheel hub motor can achieve the best possible performance.
Gelöst wird die oben genannte Aufgabe durch eine Kühlvorrichtung zur Kühlung eines Rotors eines Radnabenmotors eines Fahrzeuges, wobei der Rotor vollständig innerhalb eines Felgeninnenraums einer Felge angeordnet ist, wobei die Vorrichtung mindestens einen Kühlkanal zum Führen eines Kühlmittels aufweist, und wobei der mindestens eine Kühlkanal in der Felge ausgebildet ist. Unter dem Begriff „Kühlmittel“ ist insbesondere Kühlwasser zu verstehen. Insbesondere umfasst die Kühlvorrichtung die Felge.The above-mentioned object is achieved by a cooling device for cooling a rotor of a wheel hub motor of a vehicle, the rotor being arranged completely within a rim interior of a rim, the device having at least one cooling channel for guiding a coolant, and the at least one cooling channel in the Rim is formed. The term “coolant” is to be understood in particular as cooling water. In particular, the cooling device comprises the rim.
Durch die Integration des Rotors des Radnabenmotors in der Felge beziehungsweise in dem Felgeninnenraum wird ein größtmöglicher Luftspaltdurchmesser, das heißt der Durchmesser an der Grenze zwischen Rotor und Stator des Radnabenmotors, erreicht. Dies wirkt sich positiv auf das maximal erreichbare Drehmoment aus. Durch die Ausbildung des mindestens einen Kühlkanals in der Felge dient die Felge zugleich als Kühlkörper für den Rotor, sodass der Rotor möglichst effektiv gekühlt wird, sodass die Leistung des Radnabenmotors optimiert werden kann. Dies trifft insbesondere auf eine Dauerleistung des Radnabenmotors zu.By integrating the rotor of the wheel hub motor in the rim or in the rim interior, the largest possible air gap diameter, that is to say the diameter at the boundary between the rotor and stator of the wheel hub motor, is achieved. This has a positive effect on the maximum achievable torque. By forming the at least one cooling channel in the rim, the rim also serves as a heat sink for the rotor, so that the rotor is cooled as effectively as possible, so that the performance of the wheel hub motor can be optimized. This applies in particular to a continuous output of the wheel hub motor.
Die Ausbildung in der Felge bedeutet, dass der Kühlkanal in zumindest einer Richtung durch die Felge gebildet wird.The formation in the rim means that the cooling channel is formed by the rim in at least one direction.
Insbesondere weist der mindestens eine Kühlkanal einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, wobei zumindest der erste Abschnitt in eine radial äußere Richtung durch die Felge begrenzt wird. Mit dem Begriff „radial äußere Richtung“ ist die radiale, nach außen zeigende Richtung gemeint. Der erste Abschnitt ist vor allem im Bereich eines Felgenbettes der Felge angeordnet. Der erste Abschnitt des Kühlkanals verläuft vorzugsweise im Wesentlichen in axialer Richtung der Felge. Ferner bevorzugt ist der erste Abschnitt in allen Richtungen bis auf eine radial innere Richtung (und die axiale Richtung, in die dieser verläuft) durch die Felge begrenzt. Der erste Abschnitt kann somit als Kanal, in anderen Worten Ausnehmung, in einer Innenwand der Felge ausgebildet sein. Unter dem Begriff „radial innere Richtung“ ist die radiale, nach innen zeigende Richtung zu verstehen.In particular, the at least one cooling channel has a first section and a second section, at least the first section being delimited in a radially outward direction by the rim. The term “radially outward direction” means the radial, outward-facing direction. The first section is arranged primarily in the area of a rim well of the rim. The first section of the cooling channel preferably runs essentially in the axial direction of the rim. Furthermore, the first section is preferably delimited by the rim in all directions except for a radially inner direction (and the axial direction in which it runs). The first section can thus be designed as a channel, in other words a recess, in an inner wall of the rim. The term “radially inner direction” is to be understood as the radial inward direction.
Der zweite Abschnitt des mindestens einen Kühlkanals läuft vorzugsweise im Wesentlichen in radialer Richtung, wobei der zweite Abschnitt in beide Richtungen, die senkrecht zur radialen Richtung stehen, durch die Felge begrenzt ist. Der zweite Abschnitt verläuft somit gänzlich innerhalb der Felge. Der zweite Abschnitt ist vor allem in einem axial äußeren Bereich der Felge angeordnet.The second section of the at least one cooling channel preferably runs essentially in the radial direction, the second section being delimited by the rim in both directions which are perpendicular to the radial direction. The second section thus runs entirely within the rim. The second section is arranged primarily in an axially outer region of the rim.
Der erste Abschnitt und/oder der zweite Abschnitt des Kühlkanals verlaufen vorzugsweise geradlinig. Ferner kann der erste Abschnitt und/oder der zweite Abschnitt gekrümmt verlaufen. Der erste Abschnitt geht vor allem direkt in den zweiten Abschnitt über. Insbesondere besteht der Kühlkanal aus dem ersten und dem zweiten Abschnitt.The first section and / or the second section of the cooling channel preferably run in a straight line. Furthermore, the first section and / or the second section can be curved. The first section goes directly into the second section. In particular, the cooling channel consists of the first and the second section.
Vorzugsweise ist der Radnabenmotor elektrisch angetrieben. Ferner bevorzugt weist der Rotor Magnete auf. Insbesondere ist der Stator des Radnabenmotors ebenfalls in dem Felgeninnenraum angeordnet.The wheel hub motor is preferably driven electrically. The rotor also preferably has magnets. In particular, the stator of the wheel hub motor is also arranged in the rim interior.
Die Felge ist insbesondere bis auf eine mögliche Abdeckung einstückig ausgebildet. Vorteilhafterweise ist der erste Abschnitt des mindestens einen Kühlkanals durch den Rotor des Radnabenmotors, insbesondere durch ein Rotorblechpaket des Rotors, begrenzt. Dies dient einer möglichst einfachen Herstellung der Felge. Ansonsten wäre eine Herstellung der Felge umfassend den ersten Abschnitt des mindestens einen Kühlkanals aus einem Stück kaum herstellbar. Ferner wird der Wärmeübergang vom Rotor zum Kühlmittel besonders kurz und effizient ausgestaltet. Somit verläuft der Kühlkanal an der Außenseite des Rotors. Die Kühlvorrichtung weist vor allem keinen Kühlkanal innerhalb des Rotorblechpaketes auf.The rim is in particular formed in one piece with the exception of a possible cover. The first section of the at least one cooling channel is advantageously delimited by the rotor of the wheel hub motor, in particular by a laminated rotor core of the rotor. This is used to make the rim as simple as possible. Otherwise it would hardly be possible to manufacture the rim comprising the first section of the at least one cooling channel from one piece. Furthermore, the heat transfer from the rotor to the coolant is designed to be particularly short and efficient. The cooling channel thus runs on the outside of the rotor. Above all, the cooling device does not have a cooling channel within the laminated rotor core.
Beim Durchlaufen des ersten Abschnitts des Kühlkanals wird Wärme des Rotorblechpaketes vom Kühlmittel aufgenommen. Wenn das Kühlmittel den zweiten Abschnitt durchläuft, kann Wärme über eine Stirnfläche der Felge abgeben werden. Insbesondere kann die Kühlvorrichtung Kühlelemente an einer Stirnfläche der Felge zur bestmöglichen Wärmeabgabe an die Umgebungsluft umfassen. Bei den Kühlelementen handelt es sich vorzugsweise um Kühlrippen und/oder Turbulatoren, die auf der Stirnfläche ausgebildet sind. Insbesondere ist die Stirnfläche komplett geschlossen ausgebildet. Durch die Drehung des Fahrzeugrades und somit der Felge und die daraus resultierende Fahrzeuggeschwindigkeit wird an der Stirnfläche der Felge stets ein vergleichsweiser starker und turbulenter Luftstrom existieren, der die Wärmeübertragung an die Umgebungsluft begünstigt. Dieser Effekt kann mit den Kühlelementen an dieser Stelle optimiert werden.When passing through the first section of the cooling channel, heat from the laminated rotor core is absorbed by the coolant. When the coolant passes through the second section, heat can be given off via an end face of the rim. In particular, the cooling device can comprise cooling elements on an end face of the rim for the best possible heat dissipation to the ambient air. The cooling elements are preferably cooling ribs and / or turbulators which are formed on the end face. In particular, the end face is designed to be completely closed. As a result of the rotation of the vehicle wheel and thus the rim and the resulting vehicle speed, there will always be a comparatively strong and turbulent air flow at the end face of the rim, which promotes heat transfer to the ambient air. This effect can be optimized at this point with the cooling elements.
Insbesondere weist die Kühlvorrichtung eine in den Felgeninnenraum integrierte Kühlmittelpumpe zum Pumpen des Kühlmittels durch den mindestens einen Kühlkanal auf, wobei die Kühlmittelpumpe ein Pumpenrad umfasst. Insbesondere ist die Kühlmittelpumpe am Ende des zweiten Abschnittes des mindestens einen Kühlkanals angeordnet.In particular, the cooling device has a coolant pump integrated into the rim interior for pumping the coolant through the at least one cooling channel, the coolant pump comprising a pump wheel. In particular, the coolant pump is arranged at the end of the second section of the at least one cooling channel.
Ferner weist die Kühlvorrichtung vorzugsweise zwei Sammelbereiche auf, einen ersten Sammelbereich für den Vorlauf und einen zweiten Sammelbereich für den Rücklauf. Dabei sind beide Sammelbereiche vor allem ringförmig ausgebildet.Furthermore, the cooling device preferably has two collecting areas, a first collecting area for the flow and a second collecting area for the return. Both collecting areas are designed primarily in a ring shape.
Insbesondere umfasst die Kühlvorrichtung eine Vielzahl von Kühlkanälen, die jeweils wie oben beschrieben ausgebildet sind. Dabei dient mindestens ein erster Kühlkanal für den Vorlauf und mindestens ein zweiter Kühlkanal für den Rücklauf des Kühlmittels. Jeder Kühlkanal weist einen oben beschriebenen ersten Abschnitt und einen oben beschriebenen zweiten Abschnitt auf.. In particular, the cooling device comprises a multiplicity of cooling channels, each of which is designed as described above. At least one first cooling channel is used for the flow and at least one second cooling channel for the return flow of the coolant. Each cooling channel has a first section described above and a second section described above.
Vor allem sind jeweils ein erster Abschnitt eines ersten Kühlkanals und ein erster Abschnitt eines zweiten Kühlkanals durch einen U-förmigen Verbindungskanal in einem axial inneren Bereich der Felge miteinander verbunden.In particular, a first section of a first cooling channel and a first section of a second cooling channel are each connected to one another by a U-shaped connecting channel in an axially inner region of the rim.
Insbesondere umfasst die Vorrichtung eine Vielzahl von ersten Kühlkanälen, die in Umfangsrichtung beabstandet zueinander ausgeordnet sind und deren zweite Abschnitte im ersten Sammelbereich enden. Die zweiten Abschnitte der ersten Kühlkanäle erstrecken sich vorzugsweise radial vom ersten Sammelbereich. Die ersten Kühlkanäle sind somit über den ersten Sammelbereich miteinander verbunden.In particular, the device comprises a plurality of first cooling channels which are arranged at a distance from one another in the circumferential direction and whose second sections end in the first collecting area. The second sections of the first cooling channels preferably extend radially from the first collecting area. The first cooling channels are thus connected to one another via the first collecting area.
Ferner umfasst die Vorrichtung vorzugsweise eine Vielzahl von zweiten Kühlkanälen, die in Umfangsrichtung beabstandet zueinander ausgeordnet sind und deren erste Abschnitte im zweiten Sammelbereich enden. Die ersten Abschnitte der ersten Kühlkanäle erstrecken sich vorzugsweise radial vom ersten Sammelbereich. Die zweiten Kühlkanäle sind somit über den zweiten Sammelbereich miteinander verbunden.Furthermore, the device preferably comprises a multiplicity of second cooling channels which are arranged at a distance from one another in the circumferential direction and whose first sections end in the second collecting area. The first sections of the first cooling channels preferably extend radially from the first collecting area. The second cooling channels are thus connected to one another via the second collecting area.
Die Kühlvorrichtung ist insbesondere dazu ausgebildet, das Kühlmittel von dem zweiten Sammelbereich durch den zweiten Abschnitt mindestens eines zweiten Kühlkanals zu transportieren, wobei es dann durch den ersten Abschnitt des zweiten Kühlkanals fließt, und zwar an der Außenseite des Rotors entlang in eine axial innere Richtung. In einem axial inneren Bereich der Felge wird der Kühlmittelstrom umgekehrt, wobei das Kühlmittel dann durch den ersten Abschnitt eines ersten Kühlkanals und anschließend durch den zweiten Abschnitt des ersten Kühlkanals in den entsprechenden ersten Sammelbereich fließt. Die Sammelbereiche können miteinander verbunden sein. Dabei findet sich zwischen diesen vor allem das Pumpenrad, das Kühlmittel vom ersten in den zweiten Sammelbereich fördert. Der Kreislauf kann somit von Neuem beginnen.The cooling device is designed in particular to transport the coolant from the second collecting area through the second section of at least one second cooling channel, wherein it then flows through the first section of the second cooling channel, specifically along the outside of the rotor in an axially inner direction. The coolant flow is reversed in an axially inner region of the rim, the coolant then flowing through the first section of a first cooling channel and then through the second section of the first cooling channel into the corresponding first collecting region. The collecting areas can be connected to one another. The pump wheel, which conveys coolant from the first to the second collecting area, is located between these. The cycle can thus begin again.
Insbesondere sind die ersten Abschnitte des mindestens einen ersten und zweiten Kühlkanals in Umfangsrichtung der Felge beziehungsweise des Fahrzeugrades versetzt zueinander angeordnet. Die zweiten Abschnitte des mindestens einen ersten und zweiten Kühlkanals sind ebenfalls in Umfangsrichtung als auch vorzugsweise in axialer Richtung zueinander versetzt angeordnet. Auch die Sammelbereiche sind vorteilhaferweise in axialer Richtung versetzt angeordnet. Somit wird ein möglichst optimaler Fluss von oder zu den Sammelbereichen der Kühlmittelpumpe gewährleistet. Der erste Sammelbereich ist in axialer Richtung vorzugsweise weiter außen angeordnet als der zweite Sammelbereich.In particular, the first sections of the at least one first and second cooling channel are arranged offset from one another in the circumferential direction of the rim or of the vehicle wheel. The second sections of the at least one first and second cooling channel are also arranged offset from one another in the circumferential direction and also preferably in the axial direction. The collecting areas are also advantageously arranged offset in the axial direction. This ensures the best possible flow from or to the collecting areas of the coolant pump. The first collecting area is preferably arranged further out in the axial direction than the second collecting area.
Insbesondere weist die Kühlmittelpumpe keine Wellendichtung für das Pumpenrad auf. Alternativ kann die Kühlmittelpumpe eine Wellendichtung für das Pumpenrad aufweisen. Das Pumpenrad kann auf unterschiedliche Weisen gelagert sein, beispielsweise durch ein Gleitlager oder ein Wälzlager. Das Pumpenrad ist vor allem derart angeordnet, dass es Kühlmittel von dem zweiten Sammelbereich in mindestens einen zweiten Kühlkanal fördern kann.In particular, the coolant pump does not have a shaft seal for the pump wheel. Alternatively, the coolant pump can have a shaft seal for the pump wheel. The pump wheel can be mounted in different ways, for example by a plain bearing or a roller bearing. The pump wheel is primarily arranged in such a way that it can deliver coolant from the second collecting area into at least one second cooling channel.
Vorteilhafterweise ist das Pumpenrad fest arretiert, sodass es sich nicht mit dem Rotor beziehungsweise mit dem Fahrzeugrad mit dreht. Insbesondere ergibt sich eine Pumpenleistung der Kühlmittelpumpe im Wesentlichen durch eine Drehung des Fahrzeugrades. Insbesondere stellt die Felge ein Pumpengehäuse für die Kühlmittelpumpe dar. Die Kühlmittelpumpe weist somit kein gesondertes Gehäuse auf. Durch eine Drehung des Fahrzeugrades und somit eine Drehung der Felge dreht sich das Pumpengehäuse, während das Pumpenrad, wie oben beschrieben, vorzugsweise fest arretiert ist. Insbesondere ist somit der Kühlkreislauf der Kühlvorrichtung während eines Stillstandes des Fahrzeuges bei einem stillstehenden Fahrzeugrad inaktiv, wobei bei einer Drehbewegung des Fahrzeugrades das Kühlmittel befördert wird. Vor allem wird kein weiterer Antrieb der Kühlmittelpumpe eingesetzt.The pump wheel is advantageously firmly locked so that it does not rotate with the rotor or with the vehicle wheel. In particular, a pump output of the coolant pump results essentially from a rotation of the vehicle wheel. In particular, the rim represents a pump housing for the coolant pump. The coolant pump therefore does not have a separate housing. As a result of a rotation of the vehicle wheel and thus a rotation of the rim, the pump housing rotates, while the pump wheel, as described above, is preferably firmly locked. In particular, the cooling circuit of the cooling device is thus at a standstill of the vehicle a stationary vehicle wheel inactive, the coolant being conveyed when the vehicle wheel rotates. In particular, no further drive for the coolant pump is used.
Insbesondere wird die Arretierung des Pumpenrads der Kühlmittelpumpe mittels einer Magnetkupplung erreicht. Dafür weist ein Radträger des Fahrzeugrades Magnete auf, wobei auch das Pumpenrad Magnete umfasst, die zur Arretierung zusammenwirken. Alternativ kann das Pumpenrad durch einen zusätzlichen Elektromotor angetrieben werden. Auch dabei wird die Magnetkupplung für den Antrieb eingesetzt.In particular, the impeller of the coolant pump is locked by means of a magnetic coupling. For this purpose, a wheel carrier of the vehicle wheel has magnets, the pump wheel also including magnets which interact to lock it. Alternatively, the pump wheel can be driven by an additional electric motor. The magnetic coupling is also used for the drive.
Insbesondere weist das Pumpenrad der Kühlmittelpumpe Schaufeln auf, wobei die Schaufeln zwei Metalle mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten umfassen, sodass sich die Schaufeln selbstständig in Abhängigkeit einer Rotortemperatur zur Regelung eines Kühlmittelstromes verstellen. In anderen Worten sind die Schaufeln bimetallisch ausgebildet.In particular, the impeller of the coolant pump has blades, the blades comprising two metals with different coefficients of thermal expansion, so that the blades adjust themselves independently as a function of a rotor temperature to regulate a coolant flow. In other words, the blades are bimetallic.
Insbesondere weist das Pumpenrad eingangsseitige Schaufeln auf, wobei die eingangsseitigen Schaufeln und/oder die ausgangsseitigen Schaufeln wie oben beschrieben bimetallisch ausgebildet sind. Insbesondere sind die Schaufeln zumindest teilweise aus zwei Metallen gebildet, die vor allem zwei unterschiedliche Seiten, eine Vorderseite und eine Rückseite, der Schaufel bilden. Dadurch sind die Schaufeln dazu ausgebildet, ihren Krümmungsradius, insbesondere an einer Eintrittsseite des Kühlmittels, zu verändern und somit einen anderen Volumenstrom des Kühlmittels einzustellen. Insbesondere wenn sich das Kühlmittel erwärmt, da die Rotortemperatur ansteigt, kann durch eine selbständige Veränderung des Krümmungsradius der Schaufeln der Volumenstrom erhöht werden. Durch diese Ausbildung ist die Kühlvorrichtung für ein möglichst breites Temperaturspektrum gerüstet.In particular, the pump wheel has blades on the inlet side, the blades on the inlet side and / or the blades on the outlet side being embodied as bimetallic, as described above. In particular, the blades are at least partially formed from two metals, which primarily form two different sides, a front and a rear, of the blade. As a result, the blades are designed to change their radius of curvature, in particular on an inlet side of the coolant, and thus set a different volume flow of the coolant. In particular, when the coolant heats up because the rotor temperature rises, the volume flow can be increased by changing the radius of curvature of the blades independently. As a result of this design, the cooling device is equipped for the broadest possible temperature range.
Insbesondere erfolgt der Eintritt des Kühlmittels von einem Sammelbereich zu den Kühlkanälen bzw. von den Kühlkanälen zu einem Sammelbereich in radialer Richtung. Ferner kann der Eintritt und/oder der Austritt auch in axialer Richtung erfolgen, wobei dann vorzugsweise die Schaufeln des Pumpenrades aus einer Ansicht aus radialer Richtung S-förmig ausgebildet sind.In particular, the coolant enters from a collecting area to the cooling channels or from the cooling channels to a collecting area in the radial direction. Furthermore, entry and / or exit can also take place in the axial direction, in which case the blades of the pump wheel are preferably S-shaped when viewed from the radial direction.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrzeugrad eines Fahrzeuges, wobei es sich bei dem Fahrzeug vorzugsweise um ein schweres Fahrzeug, beispielsweise ein Lastkraftfahrzeug oder einen Bus, handelt. Dabei umfasst das Fahrzeugrad eine Felge und einen Radnabenmotor. Dabei ist ein Rotor der Radnabenmotors gänzlich im Felgeninnenraum der Felge angeordnet, wobei das Fahrzeugrad eine oben beschriebene Kühlvorrichtung umfasst. Ferner kann das Fahrzeugrad einen Radträger inklusive einer wie oben beschriebenen Magnetkupplung aufweisen. Die Felge und/oder der Radnabenmotor und/oder der Rotor und/oder der Radträger sind vorzugsweise wie oben beschrieben ausgebildet.In particular, the invention relates to a vehicle wheel of a vehicle, the vehicle preferably being a heavy vehicle, for example a truck or a bus. The vehicle wheel comprises a rim and a wheel hub motor. A rotor of the wheel hub motor is arranged entirely in the inner space of the rim, the vehicle wheel comprising a cooling device described above. Furthermore, the vehicle wheel can have a wheel carrier including a magnetic coupling as described above. The rim and / or the wheel hub motor and / or the rotor and / or the wheel carrier are preferably designed as described above.
Insbesondere verfügt die Felge über ein demontierbares Felgenhorn. Dieses kann zum Wechseln des Reifens dienen, wobei das Ersetzen des Reifens erheblich vereinfacht wird und ein Tausch des kompletten Fahrzeugrades überflüssig wird.In particular, the rim has a removable rim flange. This can be used to change the tire, the replacement of the tire being made considerably easier and the replacement of the entire vehicle wheel superfluous.
Ferner kann die Felge als Gehäuse für den Stator und gegebenenfalls andere Komponenten, wie beispielweise eine Leistungselektronik, ausgebildet sein. Ferner kann die Felge eine zusätzliche innenliegende Abdeckung zum Schutz des Radnabenmotors gegenüber Umwelteinflüssen, bspw. Schmutz, aufweisen. Die innenliegende Abdeckung kann als Träger einer Bremsscheibe des Fahrzeugrades dienen. Ferner kann die Abdeckung über einen effizienten Hitzeschutz verfügen, damit der Wärmeeintrag aus einer Bremsanlage möglichst gering gehalten wird. Als Felgeninnenraum wird der von Felge und deren Abdeckung eingeschlossene Raum verstanden.Furthermore, the rim can be designed as a housing for the stator and possibly other components, such as power electronics. Furthermore, the rim can have an additional inner cover to protect the wheel hub motor against environmental influences, for example dirt. The inner cover can serve as a support for a brake disc of the vehicle wheel. Furthermore, the cover can have efficient heat protection so that the heat input from a brake system is kept as low as possible. The space enclosed by the rim and its cover is understood as the rim interior.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kühlen eines Rotors eines Radnabenmotors eines Fahrzeuges, wobei der Rotor vollständig innerhalb eines Felgenraums einer Felge angeordnet ist, wobei das Verfahren die Verwendung einer oben beschriebenen Kühlvorrichtung umfasst. Insbesondere umfasst das Verfahren das Fördern von Kühlmittel durch den mindestens einen Kühlkanal mittels einer wie oben beschriebenen Kühlmittelpumpe. Dabei wird das Kühlmittel insbesondere durch einen ersten Kühlkanal und einen zweiten Kühlkanal, die vorzugsweise wie oben beschrieben ausgebildet sind, geführt. Dabei kann die Förderleistung der Kühlmittelpumpe im Wesentlichen durch eine Drehung des Fahrzeugrades erreicht werden.In a further aspect, the invention relates to a method for cooling a rotor of a wheel hub motor of a vehicle, the rotor being arranged completely within a rim space of a rim, the method comprising the use of a cooling device described above. In particular, the method comprises conveying coolant through the at least one cooling channel by means of a coolant pump as described above. The coolant is guided in particular through a first cooling channel and a second cooling channel, which are preferably designed as described above. The delivery rate of the coolant pump can essentially be achieved by turning the vehicle wheel.
Insbesondere umfasst das Verfahren ferner das automatische Verstellen von Schaufeln eines Pumpenrades der Kühlmittelpumpe in Abhängigkeit einer Rotortemperatur, sodass der Kühlmittelstrom automatisch geregelt werden kann.In particular, the method further comprises the automatic adjustment of blades of an impeller of the coolant pump as a function of a rotor temperature, so that the coolant flow can be regulated automatically.
Das Verfahren kann ferner eine Temperaturüberwachung des Rotors umfassen, sodass die Leistung bei dem Erreichen kritischer Temperaturen gedrosselt werden kann.The method can also include temperature monitoring of the rotor, so that the power can be throttled when critical temperatures are reached.
Die Erfindung wird anhand der folgenden rein schematischen Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the following purely schematic figures.
Die Figuren zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeuges umfassend eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung und ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad; -
2 einen radialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung und ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad; -
3 eine Draufsicht auf die Stirnseite der Felge aus der2 ; -
4 eine perspektivische Ansicht eines Pumpenrades einer Kühlmittelpumpe der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung; -
5 eine axiale Draufsicht auf das Pumpenrad der4 ; und -
6 eine weitere perspektivische Ansicht des Pumpenrades der4 und5 .
-
1 a perspective view of a vehicle comprising a cooling device according to the invention and a vehicle wheel according to the invention; -
2 a radial section through a cooling device according to the invention and a vehicle wheel according to the invention; -
3 a plan view of the end face of the rim from2 ; -
4th a perspective view of an impeller of a coolant pump of the cooling device according to the invention; -
5 an axial plan view of the impeller of4th ; and -
6th a further perspective view of the impeller of4th and5 .
Die Kühlvorrichtung
Beide Kühlkanäle weisen einen ersten Abschnitt
Die ersten Abschnitte der Kühlkanäle
Ferner weist die Kühlvorrichtung
Die Kühlmittelpumpe
Beim Durchlaufen der ersten Abschnitte
Die Felge
Die Felge
In
Es ist ein Versatz der zweiten Abschnitte
In
Das Pumpenrad
Die eingangsseitigen Schaufeln
In
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- KühlvorrichtungCooling device
- 1111
- FahrzeugradVehicle wheel
- 1212
- KoordinatensystemCoordinate system
- 1313
- RadnabenmotorWheel hub motor
- 1414th
- Drehachse des RadnabenmotorsAxis of rotation of the wheel hub motor
- 1515th
- Drehrichtung des RadnabenmotorsDirection of rotation of the wheel hub motor
- 1616
- RadträgerWheel carrier
- 1717th
- Felgerim
- 17a17a
- FelgenbettRim base
- 17b17b
- axial äußerer Bereichaxially outer area
- 17c17c
- FelgeninnenraumRim interior
- 17d17d
- StirnseiteFace
- 1818th
- Abdeckungcover
- 1919th
- FelgenhornRim flange
- 2020th
- KühlkanalCooling duct
- 20a20a
- erster Kühlkanalfirst cooling channel
- 20b20b
- zweiter Kühlkanalsecond cooling channel
- 20c20c
- erster Abschnittfirst section
- 20d20d
- zweiter Abschnittsecond part
- 2121st
- KühlmittelpumpeCoolant pump
- 2222nd
- PumpenradImpeller
- 2323
- erster Sammelbereichfirst collection area
- 2424
- zweiter Sammelbereichsecond collection area
- 2525th
- KühlelementCooling element
- 2626th
- Dichtungpoetry
- 2727
- Wälzlagerroller bearing
- 2828
- Reifentires
- 2929
- Rotorrotor
- 3030th
- Statorstator
- 3131
- Magnetmagnet
- 3232
- eingangsseitige Schaufelinlet-side blade
- 3333
- ausgangsseitige Schaufeldownstream blade
- 3434
- erstes Materialfirst material
- 3535
- zweites Materialsecond material
- 3636
- GleitflächeSliding surface
- 3737
- Magnetmagnet
- 3838
- Verbindungskanal Connection channel
- 100100
- Fahrzeugvehicle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102010033852 A1 [0002]DE 102010033852 A1 [0002]
Claims (10)
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DE102019206269.5A DE102019206269A1 (en) | 2019-05-02 | 2019-05-02 | Cooling device for cooling a rotor of a wheel hub motor of a vehicle, vehicle wheel and method for cooling a rotor of a wheel hub motor of a vehicle wheel |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2019
- 2019-05-02 DE DE102019206269.5A patent/DE102019206269A1/en active Pending
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