DE102020110131A1

DE102020110131A1 - Kühlsysteme zum kühlen von elektrischen maschinen in elektrifizierten fahrzeugen

Info

Publication number: DE102020110131A1
Application number: DE102020110131.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas McBride; James Trent; Megan Gould; Gregory Montie; Brandon David Lint; Mahindra Dev IMADABATHUNI; Jason Michael SANDERSON
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2020-04-13
Publication date: 2020-10-15
Also published as: US20210091638A1; US20200328656A1; CN111806221A; US10892668B2; US11552532B2

Abstract

Diese Offenbarung stellt Kühlsysteme zum Kühlen von elektrischen Maschinen in elektrifizierten Fahrzeugen bereit. Diese Offenbarung beschreibt Kühlsysteme zum Kühlen elektrischer Komponenten, wie etwa elektrischer Maschinen, in elektrifizierten Fahrzeugen. Beispielhafte Kühlsysteme können eine Sprühstange beinhalten, die in Bezug zu einer Rückseite eines Stators der elektrischen Maschine positioniert ist. In einigen Ausführungsformen kann die Sprühstange axial zwischen der Rückseite des Stators und einem Drehmomentwandlergehäuse positioniert sein. Eine oder mehrere Düsen der Sprühstange sind dazu konfiguriert, ein Kühlmittel zwischen benachbarte Eisenrückschlüsse des Stators, auf Endwicklungen des Stators oder auf beide zu leiten. Durch aktives Kühlen des Stators kann die elektrische Maschine mit höheren Drehmomenten und Drehzahlen betrieben werden, wodurch die Leistung erhöht wird.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Diese Offenbarung betrifft Kühlsysteme, die Sprühstangen zum Kühlen von Komponenten in elektrifizierten Fahrzeugen beinhalten.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Der Wunsch, den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen von Kraftfahrzeugen zu reduzieren, ist hinlänglich dokumentiert. Deshalb werden elektrifizierte Fahrzeuge entwickelt, welche die Abhängigkeit von Brennkraftmaschinen reduzieren oder vollständig beseitigen. Im Allgemeinen unterscheiden sich elektrifizierte Fahrzeuge dadurch von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, dass sie selektiv durch eine oder mehrere batteriebetriebene elektrische Maschinen (z. B. Elektromotoren) angetrieben werden. Herkömmliche Kraftfahrzeuge sind im Gegensatz dazu vollständig auf die Brennkraftmaschine angewiesen, um das Fahrzeug anzutreiben. Ein Hochspannungstraktionsbatteriepack versorgt die elektrischen Maschinen und andere elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs in der Regel mit Energie.
Elektrische Maschinen können eine erhebliche Wärmemenge generieren, wenn sie unter niedrigen Drehzahl-/hohen Drehmomentbedingungen betrieben werden. Die Funktionalität elektrischer Maschinen kann eingeschränkt sein, wenn die generierte Wärme nicht aktiv verwaltet wird.
KURZDARSTELLUNG
Ein Getriebesystem gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem eine elektrische Maschine einschließlich eines Rotors und eines Stators und eine Sprühstange, die benachbart zu einer Rückseite des Stators positioniert ist. Eine erste Düse der Sprühstange ist dazu konfiguriert, ein Kühlmittel zwischen benachbarte Eisenrückschlüsse des Stators, auf Endwicklungen des Stators oder auf beide zu leiten.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorgenannten Getriebesystems ist die Sprühstange axial zwischen der Rückseite des Stators und einem Drehmomentwandler des Getriebesystems positioniert.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der beiden vorgenannten Getriebesysteme befindet sich die Sprühstange in der Nähe einer Oberkante des Stators, die mit einer 12-Uhr-Position des Stators in seiner montierten Position innerhalb des Getriebesystems zusammenfällt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Getriebesysteme beinhaltet die Sprühstange einen sichelförmigen Körper.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Getriebesysteme bedeckt die Sprühstange zwischen 60 Grad und 180 Grad der Rückseite des Stators.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Getriebesysteme ist die erste Düse dazu konfiguriert, das Kühlmittel zwischen die benachbarten Eisenrückschlüsse des Stators zu leiten, und eine zweite Düse ist dazu konfiguriert, das Kühlmittel auf die Endwicklungen des Stators zu leiten.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Getriebesysteme beinhaltet die erste Düse eine erste Öffnung mit einem ersten Durchmesser und beinhaltet die zweite Düse eine zweite Öffnung mit einem zweiten Durchmesser. Der erste Durchmesser ist größer als der zweite Durchmesser.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Getriebesysteme ist die Sprühstange direkt an der Rückseite des Stators angebracht.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Getriebesysteme beinhaltet die Sprühstange eine Führungsfläche, die innerhalb einer Nut des Stators aufgenommen ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Getriebesysteme ist die Sprühstange innerhalb eines offenen Raumes aufgehängt, der zwischen der Rückseite des Stators und einem Drehmomentwandlergehäuse definiert ist.
Ein elektrifiziertes Fahrzeug gemäß einem anderen beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem ein Frontmodul, das mindestens teilweise eine elektrische Maschine beherbergt, ein Schaltgetriebe hinter dem Frontmodul, einen Drehmomentwandler, der sich axial zwischen dem Frontmodul und dem Schaltgetriebe befindet, und eine Sprühstange, die axial zwischen einer Rückseite eines Stators der elektrischen Maschine und einem Gehäuse des Drehmomentwandlers positioniert ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorgenannten elektrifizierten Fahrzeugs ist ein Zuführrohr durch einen ersten Montageaufsatz mit dem Frontmodul verbunden und durch einen zweiten Montageaufsatz mit der Sprühstange verbunden.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines der beiden vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge steht das Zuführrohr in Fluidkommunikation mit einem Kühlmittelkanal, der in dem vorderen Modul an dem ersten Montageaufsatz ausgebildet ist, und steht in Fluidverbindung mit einem Hohlprofil der Sprühstange an dem zweiten Montageaufsatz.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge beinhaltet die Sprühstange einen sichelförmigen Körper.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge bedeckt die Sprühstange zwischen 60 Grad und 180 Grad der Rückseite des Stators.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge befindet sich die Sprühstange in der Nähe einer Oberkante des Stators, und die Oberkante fällt mit einer 12-Uhr-Position des Stators zusammen.
In einem weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge beinhaltet die Sprühstange eine Vielzahl von Düsen, die aus einer Vorderseite der Sprühstange herausragen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge ist ein erster Abschnitt der Vielzahl von Düsen dazu konfiguriert, ein Kühlmittel zwischen benachbarte Eisenrückschlüsse des Stators zu leiten, und ein zweiter Abschnitt der Vielzahl von Düsen ist dazu konfiguriert, das Kühlmittel auf Endwicklungen des Stators zu leiten.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge beinhaltet der erste Abschnitt der Vielzahl von Düsen eine erste Öffnung mit einem ersten Durchmesser und beinhaltet der zweite Abschnitt der Vielzahl von Düsen eine zweite Öffnung mit einem zweiten Durchmesser. Der erste Durchmesser ist größer als der zweite Durchmesser.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge ist die Sprühstange in Bezug zu einer Oberkante des Stators aber nicht in Bezug zu einer Unterkante des Stators positioniert.
Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorhergehenden Absätze, der Patentansprüche oder der folgenden Beschreibung und Zeichnungen, einschließlich ihrer verschiedenen Aspekte oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination betrachtet werden. In Verbindung mit einer Ausführungsform beschriebene Merkmale sind auf alle Ausführungsformen anwendbar, sofern derartige Merkmale nicht unvereinbar sind.
Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung sind für den Fachmann aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Die der detaillierten Beschreibung beigefügten Zeichnungen können wie folgt kurz beschrieben werden.
Figurenliste

1 veranschaulicht schematisch einen beispielhaften Antriebsstrang eines elektrifizierten Fahrzeugs.
2 ist eine Querschnittsansicht eines Getriebesystems eines elektrifizierten Fahrzeugs.
3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Getriebesystems aus 2.
4 veranschaulicht ein beispielhaftes Kühlsystem zum Kühlen einer elektrischen Maschine des Getriebesystems aus den 2-3.
5 veranschaulicht eine beispielhafte Sprühstange des Kühlsystems aus 4.
6 veranschaulicht eine beispielhafte Verbindung zwischen einer Sprühstange und einem Stator einer elektrischen Maschine.
7 veranschaulicht eine beispielhafte Düsenanordnung einer Sprühstange, die zum Kühlen einer elektrischen Maschine positioniert ist, gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Offenbarung.
8 veranschaulicht eine beispielhafte Düsenanordnung einer Sprühstange, die zum Kühlen einer elektrischen Maschine positioniert ist, gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Offenbarung.
9 veranschaulicht eine beispielhafte Düsenanordnung einer Sprühstange, die zum Kühlen einer elektrischen Maschine positioniert ist, gemäß einer dritten Ausführungsform dieser Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung beschreibt Kühlsysteme zum Kühlen elektrischer Komponenten, wie etwa elektrischer Maschinen, in elektrifizierten Fahrzeugen. Beispielhafte Kühlsysteme können eine Sprühstange beinhalten, die in Bezug zu einer Rückseite eines Stators der elektrischen Maschine positioniert ist. In einigen Ausführungsformen kann die Sprühstange axial zwischen der Rückseite des Stators und einem Drehmomentwandlergehäuse positioniert sein. Eine oder mehrere Düsen der Sprühstange sind dazu konfiguriert, ein Kühlmittel zwischen benachbarte Eisenrückschlüsse des Stators, auf Endwicklungen des Stators oder auf beide zu leiten. Durch aktives Kühlen des Stators kann die elektrische Maschine mit höheren Drehmomenten und Drehzahlen betrieben werden, wodurch die Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine erhöht wird. Diese und andere Merkmale werden in den folgenden Absätzen dieser detaillierten Beschreibung ausführlicher erörtert.
1 veranschaulicht schematisch ein elektrifiziertes Fahrzeug 10. Wenngleich in einigen Ausführungsformen als Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) dargestellt, ist diese Offenbarung auf jede beliebige Art von elektrifiziertem Fahrzeug anwendbar, einschließlich unter anderem Voll-Hybridelektrofahrzeuge (full hybrid electric vehicles - FHEVs), Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (PHEVs) und Batterieelektrofahrzeuge (BEVs). Wenngleich eine konkrete Komponentenbeziehung in 1 veranschaulicht ist, ist diese Veranschaulichung darüber hinaus nicht zum Einschränken dieser Offenbarung gedacht. Anders ausgedrückt versteht es sich, dass die Platzierung und Ausrichtung der verschiedenen Komponenten des elektrifizierten Fahrzeugs 10 innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung variieren können.
Das beispielhafte elektrifizierte Fahrzeug 10 beinhaltet einen Antriebsstrang 12. Der Antriebsstrang 12 kann einen Motor 14 und ein Getriebesystem 16 beinhalten, das selektiv durch den Motor 14 angetrieben wird. In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Getriebesystem 16 um ein modulares Hybridgetriebe (modular hybrid transmission - MHT). Das Getriebesystem 16 kann eine elektrische Maschine 18, die durch ein Hochspannungsbatteriepack 20 mit Leistung versorgt wird, einen Drehmomentwandler 22 und ein Automatikgetriebe mit mehreren Übersetzungsstufen oder ein Schaltgetriebe 24 beinhalten.
In einer Ausführungsform ist die elektrische Maschine 18 als Elektromotor konfiguriert. Die elektrische Maschine 18 könnte jedoch alternativ dazu als Generator oder kombinierter Motor/Generator innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung konfiguriert sein.
Der Motor 14 und die elektrische Maschine 18 können beide als verfügbare Antriebsquellen zum Antreiben des elektrifizierten Fahrzeugs 10 eingesetzt werden. Der Motor 14 stellt im Allgemeinen eine Leistungsquelle dar, die eine Brennkraftmaschine, wie etwa einen Benzin-, Diesel- oder Erdgasmotor, oder eine Brennstoffzelle beinhalten kann. Der Motor 14 generiert Leistung und ein entsprechendes Drehmoment, das der elektrischen Maschine 18 zugeführt wird, wenn eine Motorausrückkupplung 26, die zwischen dem Motor 14 und der elektrischen Maschine 18 angeordnet ist, eingekuppelt wird.
In einigen Ausführungsformen wird der Motor 14 unter Verwendung der elektrischen Maschine 18 gestartet, um den Motor 14 unter Verwendung von durch die Motorausrückkupplung 26 bereitgestelltem Drehmoment zu drehen. Alternativ dazu kann das elektrische Fahrzeug 10 mit einem Niederspannungsanlasser 54 ausgestattet sein, der mit dem Motor 14 z. B. durch einen Riemen oder einen Zahnradantrieb wirkverbunden ist. Der Anlasser 54 kann verwendet werden, um den Motor 14 ohne die Zugabe von Drehmoment von der elektrischen Maschine 18 zu starten. Der Starter 54 kann durch den Hochspannungsbatteriepack 20 mit Leistung versorgt werden, oder das elektrifizierte Fahrzeug 10 kann eine Niederspannungsbatterie 56 beinhalten, um dem Anlasser 54 und/oder anderen Fahrzeugkomponenten Leistung bereitzustellen.
Bei der elektrischen Maschine 18 kann es sich um eine beliebige einer Vielzahl von Arten elektrischer Maschinen handeln. In einer Ausführungsform handelt es sich bei der elektrischen Maschine 18 um einen Permanentmagnet-Synchronmotor.
Wenn die Motorausrückkupplung 26 mindestens teilweise eingekuppelt ist, ist ein Leistungsfluss von dem Motor 14 zu der elektrischen Maschine 18 oder von der elektrischen Maschine 18 zu dem Motor 14 möglich. Die Motorausrückkupplung 26 kann zum Beispiel eingekuppelt sein und die elektrische Maschine 18 kann als Generator betrieben werden, um eine durch eine Kurbelwelle 30 und eine Welle 32 der elektrischen Maschine bereitgestellte Drehenergie in elektrische Energie umzuwandeln, die in dem Batteriepack 20 gespeichert werden soll. Die Motorausrückkupplung 26 kann auch ausgerückt werden, um den Motor 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 zu isolieren, sodass die elektrische Maschine 18 als alleinige Leistungsquelle zum Antreiben des elektrifizierten Fahrzeugs 10 fungieren kann.
Die Welle 32 der elektrischen Maschine kann sich durch die elektrische Maschine 18 erstrecken. Die elektrische Maschine 18 ist durchgehend antriebsfähig mit der Welle 32 der elektrischen Maschine verbunden, wohingegen der Motor 14 nur dann antriebsfähig mit der Welle 32 der elektrischen Maschine verbunden ist, wenn die Motorausrückkupplung 26 mindestens teilweise eingekuppelt ist.
Die elektrische Maschine 18 ist über die Welle 32 der elektrischen Maschine mit dem Drehmomentwandler 22 verbunden. Der Drehmomentwandler 22 ist daher mit dem Motor 14 verbunden, wenn die Motorausrückkupplung 26 mindestens teilweise eingekuppelt ist. Der Drehmomentwandler 22 beinhaltet ein Pumpenrad, das an der Welle 32 der elektrischen Maschine befestigt ist, und ein Turbinenrad, das an einer Getriebeeingangswelle 34 befestigt ist. Der Drehmomentwandler 22 stellt somit eine hydraulische Kupplung zwischen der Welle 32 der elektrischen Maschine und der Getriebeeingangswelle 34 bereit.
Der Drehmomentwandler 22 ist dazu ausgelegt, Leistung von dem Pumpenrad auf das Turbinenrad zu übertragen, wenn sich das Pumpenrad schneller dreht als das Turbinenrad. Die Größe des Turbinenraddrehmoments und des Pumpenraddrehmoments hängt im Allgemeinen von den relativen Drehzahlen ab. Wenn das Verhältnis zwischen der Pumpenraddrehzahl und der Turbinenraddrehzahl ausreichend hoch ist, beträgt das Turbinenraddrehmoment ein Vielfaches des Pumpenraddrehmoments. Eine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 36 kann ebenfalls bereitgestellt sein. Im eingekuppelten Zustand koppelt die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 36 das Pumpenrad und das Turbinenrad des Drehmomentwandlers 22 reibschlüssig oder mechanisch, um einen effizientere Leistungsübertragung zu ermöglichen. Die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 36 kann als eine Anfahrkupplung betrieben werden, um eine sanfte Anfahrt des Fahrzeugs bereitzustellen. Alternativ oder in Kombination dazu kann eine Anfahrkupplung, die der Motorausrückkupplung 26 ähnlich ist, zwischen der elektrischen Maschine 18 und dem Schaltgetriebe 24 für Anwendungen, die keinen Drehmomentwandler 22 oder keine Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 36 beinhalten, bereitgestellt sein. In einigen Ausführungsformen wird die Motorausrückkupplung 26 im Allgemeinen als vorgeschaltete Kupplung bezeichnet und die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 36 (bei der es sich um eine Anfahrkupplung handeln kann) wird im Allgemeinen als nachgeschaltete Kupplung bezeichnet.
Das Schaltgetriebe 24 kann Zahnradsätze (nicht gezeigt) beinhalten, die unter Verwendung unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse durch eine selektive Ineingriffnahme von Reibungselementen, wie etwa Kupplungen, Planetenrädern und Bremsen (nicht gezeigt) selektiv betrieben werden, um die gewünschten mehreren diskreten oder stufenweisen Antriebsübersetzungen zu erreichen. Die Reibungselemente können über einen Schaltzeitplan gesteuert werden, der bestimmte Elemente der Zahnradsätze verbindet und trennt, um die Übersetzung zwischen einer Getriebeausgangswelle 38 und der Getriebeeingangswelle 34 zu steuern. Das Schaltgetriebe 24 kann basierend auf verschiedenen Fahrzeug- und Umgebungsbetriebsbedingungen durch eine assoziierte Steuerung automatisch von einer Übersetzung auf eine andere geschaltet werden. Das Schaltgetriebe 24 stellt dann der Getriebeausgangswelle 38 ein Antriebsstrangausgabedrehmoment bereit.
Es versteht sich, dass es sich bei dem hydraulisch gesteuerten Schaltgetriebe 24, das mit dem Drehmomentwandler 22 verwendet wird, lediglich um eine nicht einschränkende Ausführungsform einer Schaltgetriebe- oder Getriebeanordnung handelt und dass ein beliebiges Schaltgetriebe mit mehreren Übersetzungsverhältnissen, welches (ein) Eingangsdrehmoment(e) von einem Motor und/oder einem Elektromotor annimmt und dann einer Ausgangswelle bei den unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen ein Drehmoment zur bereitstellt, für eine Verwendung bei den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung annehmbar ist. Zum Beispiel kann das Schaltgetriebe 24 durch ein mechanisches (oder manuelles) Automatikgetriebe (automated mechanical transmission - AMT) umgesetzt sein, das einen oder mehrere Servomotoren zum Verschieben/Drehen von Schaltgabeln entlang einer Schaltstange in ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis beinhaltet. Nach der allgemeinen Auffassung des Durchschnittsfachmanns kann ein AMT beispielsweise bei Anwendungen mit einem höheren Drehmomentbedarf verwendet werden.
Die Getriebeausgangswelle 38 kann mit einem Differential 42 verbunden sein. Das Differential 42 kann auch als Achsantrieb bezeichnet werden. Das Differential 42 treibt ein Paar von Rädern 44 über jeweilige Achsen 46 an, die mit dem Differential 42 verbunden sind. In einer Ausführungsform überträgt das Differential 42 ungefähr das gleiche Drehmoment an jedes Rad 44, während es geringfügig unterschiedliche Drehzahlen erlaubt, wie etwa, wenn das Fahrzeug um eine Kurve fährt. Unterschiedliche Arten von Differentialen oder ähnlichen Vorrichtungen können verwendet werden, um Drehmoment von dem Antriebsstrang 12 auf ein oder mehrere der Räder 44 zu verteilen. In einigen Anwendungen kann die Drehmomentverteilung zum Beispiel in Abhängigkeit von dem konkreten Betriebsmodus oder der konkreten Betriebsbedingung variieren.
Druckbeaufschlagtes Fluid für das Getriebesystem 16 kann durch eine Getriebepumpe 50 bereitgestellt werden. Die Getriebepumpe 50 kann mit der elektrischen Maschine 18 derart verbunden oder zu dieser benachbart sein, dass sie sich mit der elektrischen Maschine 18 und der Welle der elektrischen Maschine 32 dreht, um Druck zu beaufschlagen und einen ausreichenden Leitungsdruck für den Vollbetrieb des Schaltgetriebes 24 bereitzustellen. Wenn sich der Abschnitt der Welle 32 der elektrischen Maschine, der die Getriebepumpe 50 enthält, im Ruhezustand befindet, befindet sich die Getriebepumpe 50 ebenfalls im Ruhezustand und ist inaktiv.
Um druckbeaufschlagtes Getriebefluid bereitzustellen, wenn die Getriebepumpe 50 inaktiv ist, kann zudem eine Hilfspumpe 52 bereitgestellt sein. Die Hilfspumpe 52 kann elektrisch angetrieben sein, zum Beispiel durch eine Niederspannungsbatterie 56. In einigen Ausführungsformen stellt die Hilfspumpe 52 einen Teil des Getriebefluids für das Schaltgetriebe 24 derart bereit, dass das Schaltgetriebe 24 im Betrieb begrenzt ist, zum Beispiel auf bestimmte Betätigungselemente oder Übersetzungsverhältnisse, wenn die Hilfspumpe 52 betrieben wird.
Gekühltes Getriebefluid, wie etwa Öl, kann sich in einer Wanne 58 von dem Drehmomentwandler 22 absetzen. Die Hilfspumpe 52 kann unter bestimmten Bedingungen Getriebefluid aus der Wanne 58 zu der Getriebepumpe 50 pumpen.
Der Antriebsstrang 12 kann zusätzlich eine assoziierte Steuereinheit 40 beinhalten. Wenngleich sie in der schematisch als einzelne Steuerung veranschaulicht, kann die Steuereinheit 40 Teil eines größeren Steuersystems sein und durch verschiedene andere Steuerungen im gesamten elektrifizierten Fahrzeug 10 gesteuert werden, wie etwa eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC), die eine Antriebsstrangsteuereinheit, eine Getriebesteuereinheit, eine Motorsteuereinheit usw. beinhaltet. Es versteht sich daher, dass die Steuereinheit 40 und eine oder mehrere andere Steuerungen gemeinsam als „eine Steuereinheit“ bezeichnet werden können, die, beispielsweise über eine Vielzahl von miteinander verknüpften Algorithmen, verschiedene Aktoren als Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert, um Funktionen, wie etwa das Starten/Stoppen des Motors 14, das Betreiben der elektrischen Maschine 18 zum Bereitstellen von Raddrehmoment oder Laden des Batteriepacks 20, das Auswählen oder Planen von Getriebeschaltung, das Betätigen der Motorausrückkupplung 26 usw. zu steuern. In einer Ausführungsform können die verschiedenen Steuerungen, aus denen sich die VSC zusammensetzt, unter Verwendung eines herkömmlichen Busprotokolls (z. B. CAN) miteinander kommunizieren.
Die Steuereinheit 40 kann einen Mikroprozessor oder eine zentrale Recheneinheit (central processing unit - CPU) in Kommunikation mit verschiedenen Arten von computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien beinhalten. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können flüchtige und nichtflüchtige Speicher zum Beispiel in Festwertspeicher (read-only memory - ROM), Direktzugriffsspeicher (random-access memory - RAM) und Keep-Alive-Speicher (KAM) beinhalten. Bei einem KAM handelt es sich um einen dauerhaften oder nichtflüchtigen Speicher, der zum Speichern unterschiedlicher Betriebsvariablen verwendet werden kann, während die CPU heruntergefahren ist. Computerlesbare Speichervorrichtungen oder -medien können unter Verwendung einer beliebigen einer Reihe bekannter Speichervorrichtungen umgesetzt sein, wie etwa PROMs (programmierbaren Festwertspeichern), EPROMs (elektronischen PROMs), EEPROM (elektronischen löschbaren PROMs), Flash-Speicher oder beliebigen anderen elektronischen, magnetischen, optischen oder Kombi-Speichervorrichtungen, die dazu in der Lage sind, Daten zu speichern, von denen einige ausführbare Anweisungen darstellen, die durch die Steuerung zum Steuern des Motors oder Fahrzeugs verwendet werden.
Die Steuereinheit 40 kann zudem mit unterschiedlichen Motor-/Fahrzeugsensoren und -aktoren über eine Eingabe-/Ausgabe(E/A)-Schnittstelle kommunizieren, die als eine einzelne integrierte Schnittstelle umgesetzt sein kann, welche verschiedene Rohdaten oder eine Signalkonditionierung, -verarbeitung und/oder -umwandlung, Kurzschlussschutz und dergleichen bereitstellt. Alternativ dazu können ein oder mehrere dedizierte Hardware- oder Firmware-Chips verwendet werden, um bestimmte Signale zu konditionieren und zu verarbeiten, bevor diese der CPU zugeführt werden.
Wie in 1 schematisch veranschaulicht, kann die Steuereinheit 40 Signale an den/die/das und/oder von dem Motor 14, der Motorausrückkupplung 26, der elektrischen Maschine 18, der Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 36, dem Schaltgetriebe 24 und/oder anderen Komponenten kommunizieren. Wenngleich nicht ausdrücklich veranschaulicht, erkennt der Durchschnittsfachmann verschiedene Funktionen oder Komponenten, die in jedem der vorstehend genannten Teilsysteme durch die Steuereinheit 40 gesteuert werden können.
Repräsentative Beispiele für Parameter, Systeme und/oder Komponenten, welche unter Verwendung von Steuerlogik, die durch die Steuerung ausgeführt wird, direkt oder indirekt betätigt werden können, beinhalten unter anderem Einspritzzeitpunkt, -rate und -dauer, Position der Drosselklappe, Zündzeitpunkt der Zündkerzen (bei fremdgezündeten Motoren), die Taktung und Dauer für Einlass-/Auslassventile, Komponenten eines Front-End-Nebenaggregatantriebs (front-end accessory drive - FEAD), wie etwa eine Lichtmaschine, einen Klimakompressor, Batterieladung, regeneratives Bremsen, M/G-Betrieb, Kupplungsdrücke für die Motorausrückkupplung 26, die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 36 und das Schaltgetriebe 24 und dergleichen. Sensoren, welche Eingaben über die E/A-Schnittstelle kommunizieren, können verwendet werden, um beispielsweise den Ladedruck des Turboladers, die Kurbelwellenposition (PIP), die Motordrehzahl (U/min), die Raddrehzahlen (WS 1, WS2), die Fahrzeuggeschwindigkeit (VSS), die Kühlmitteltemperatur (ECT), den Druck im Ansaugkrümmer (MAP), die Gaspedalposition (PPS), die Zündschalterposition (IGN), die Drosselklappenposition (TP), die Lufttemperatur (TMP), den Sauerstoffgehalt im Abgas (EGO) oder die Konzentration oder den Gehalt eines anderen Bestandteils des Abgases, den Ansaugluftstrom (MAF), den Gang, die Übersetzung oder den Modus des Getriebes, die Getriebeöltemperatur (TOT), die Drehzahl der Getriebeturbine (TS), den Status der Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 36 (TCC), den Abbrems- oder Gangwechselmodus anzugeben.
Selbstverständlich kann die Steuerlogik in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung in Software, Hardware oder einer Kombination aus Software und Hardware in einer oder mehreren Steuerungen umgesetzt sein. Bei einer Umsetzung als eine Software kann die Steuerlogik in einer/einem oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien bereitgestellt sein, auf denen Daten gespeichert sind, welche einen Code oder Anweisungen darstellen, der/die durch einen Computer zum Steuern des Fahrzeugs oder von dessen Teilsystemen ausgeführt wird/werden. Die computerlesbaren Speichervorrichtungen oder -medien können eine oder mehrere einer Reihe bekannter physischer Vorrichtungen beinhalten, die einen elektrischen, magnetischen und/oder optischen Speicher nutzen, um ausführbare Anweisungen und damit assoziierte Kalibrierungsinformationen, Betriebsvariablen und dergleichen zu speichern.
Ein Gaspedal 48 kann durch den Fahrer des elektrifizierten Fahrzeugs 10 verwendet werden, um ein gefordertes Drehmoment, eine geforderte Leistung oder einen Antriebsbefehl zum Antreiben des elektrifizierten Fahrzeugs 10 bereitzustellen. Im Allgemeinen generiert ein Herunterdrücken und Freigeben des Gaspedals 48 ein Gaspedalpositionssignal, das durch die Steuereinheit 40 als Bedarf an einer erhöhten bzw. verringerten Leistung interpretiert werden kann. Basierend auf mindestens einer Eingabe von dem Gaspedal 48 kann die Steuereinheit 40 Drehmoment von dem Motor 14 und/oder der elektrischen Maschine 18 anweisen. Die Steuereinheit 40 steuert zudem die Taktung von Gangwechseln innerhalb des Schaltgetriebes 24 sowie das Einkuppeln oder Auskuppeln der Motorausrückkupplung 26 und der Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 36. Wie die Motorausrückkupplung 26 kann die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 36 in einem Bereich zwischen der eingekuppelten und der ausgekuppelten Position moduliert werden. Dies erzeugt einen variablen Schlupf im Drehmomentwandler 22 zusätzlich zum variablen Schlupf, der durch die hydrodynamische Kupplung zwischen dem Pumpenrad und dem Turbinenrad erzeugt wird. Alternativ dazu kann die Drehmomentwandlerüberbrückungskupplung 36 in Abhängigkeit von der konkreten Anwendung als verriegelt oder offen betrieben werden, ohne einen modulierten Betriebsmodus zu verwenden.
Um das elektrifizierte Fahrzeug 10 mit dem Motor 14 anzutreiben, ist die Motorausrückkupplung 26 mindestens teilweise eingekuppelt, um mindestens einen Teil des Motordrehmoments über die Motorausrückkupplung 26 auf die elektrische Maschine 18 und anschließend von der elektrischen Maschine 18 über den Drehmomentwandler 22 und das Schaltgetriebe 24 zu übertragen. Die elektrische Maschine 18 kann den Motor 14 unterstützen, indem zusätzliche Leistung um Drehen der Welle 32 der elektrischen Maschine bereitgestellt wird. Dieser Betriebsmodus kann als „Hybridmodus“ oder „elektrisch unterstützter Modus“ bezeichnet werden.
Um das elektrifizierte Fahrzeug 10 unter Verwendung der elektrischen Maschine 18 als einzige Leistungsquelle anzutreiben, bleibt der Leistungsfluss gleich, mit der Ausnahme, dass die Motorausrückkupplung 26 den Motor 14 vom Rest des Antriebsstrangs 12 isoliert. Die Verbrennung in dem Motor 14 kann während dieser Zeit deaktiviert oder anderweitig abgeschaltet sein, um Kraftstoff zu sparen. Die Leistungselektronik (nicht gezeigt) kann DC-Spannung aus dem Batteriepack 20 in AC-Spannung umwandeln, die durch die elektrische Maschine 18 verwendet werden soll. Die Steuereinheit 40 kann der Leistungselektronik befehlen, Spannung aus dem Batteriepack 20 in eine AC-Spannung umzuwandeln, die der elektrischen Maschine 18 bereitgestellt wird, um der Welle 32 der elektrischen Maschine ein positives oder negatives Drehmoment bereitzustellen. Dieser Betriebsmodus kann als „rein elektrischer“ oder „EV“-Betriebsmodus bezeichnet werden.
In einem beliebigen Betriebsmodus kann die elektrische Maschine 18 als ein Elektromotor fungieren und dem Antriebsstrang 12 eine Antriebskraft bereitstellen. Alternativ dazu könnte die elektrische Maschine 18 als Generator fungieren und kinetische Energie von dem elektrifizierten Fahrzeug 10 in elektrische Energie umwandeln, die in dem Batteriepack 20 gespeichert werden soll. Die elektrische Maschine 18 kann beispielsweise als Generator fungieren, während der Motor 14 Antriebsleistung für das elektrifizierte Fahrzeug 10 bereitstellt. Die elektrische Maschine 18 kann zusätzlich in Zeiten des regenerativen Bremsens, in denen Drehenergie von den sich drehenden Rädern 44 über das Schaltgetriebe 24 zurückübertragen und in elektrische Energie umgewandelt wird, die in dem Batteriepack 20 gespeichert werden soll, als Generator fungieren.
Es versteht sich, dass die stark schematische Abbildung aus 1 lediglich beispielhaft und nicht zum Einschränken dieser Offenbarung gedacht ist. Andere Konfigurationen werden zusätzlich oder alternativ in Betracht gezogen, und die Lehren dieser Offenbarung könnten auf jede beliebige Art von elektrifiziertem Fahrzeug mit einer beliebigen Art von Getriebesystem angewendet werden.
2 ist eine Querschnittsansicht eines Getriebesystems 16 für ein elektrifiziertes Fahrzeug, wie etwa das elektrifizierte Fahrzeug 10 aus 1 oder ein beliebiges anderes elektrifiziertes Fahrzeug, das mit einer elektrischen Maschine 18 ausgestattet ist. Das Getriebesystem 16 erstreckt sich entlang einer Längsachse A. Das Getriebesystem 16 kann ein Frontmodul 60 beinhalten, das axial zwischen einem Motor 14 und einem Schaltgetriebe 24 angeordnet ist. In dieser Offenbarung erstreckt sich eine axiale Richtung des Getriebesystems 16 parallel zu der Längsachse A.
Ein Drehmomentwandler 22 ist axial zwischen dem Frontmodul 60 und dem Schaltgetriebe 24 angeordnet. Der Drehmomentwandler 22 beinhaltet ein Gehäuse 61, das einen Umfang definiert, der um die Längsachse A angeordnet ist.
Das Frontmodul 60 beinhaltet ein Gehäuse 62, das die elektrische Maschine 18 mindestens teilweise umschließt, und eine Motorausrückkupplung 26. Ein Getriebegehäuse 64 kann das Schaltgetriebe 24 und den Drehmomentwandler 22 im Wesentlichen umschließen. In einer Ausführungsform wirken das Gehäuse 62 und das Getriebegehäuse 64 zusammen, um die elektrische Maschine 18 und die Motorausrückkupplung 26 unterzubringen. Wie das Gehäuse 61 definieren das Gehäuse 62 und das Getriebegehäuse 64 jeweils einen Umfang, der um die Längsachse A angeordnet ist.
Das Gehäuse 62 des Frontmoduls 60 kann einen ersten Montageflansch 66 und einen zweiten Montageflansch 68 beinhalten. Der erste Montageflansch 66 kann mit einem Abschnitt des Motors 14 verbunden sein, und der zweite Montageflansch 68 kann mit einem entsprechenden Gegenflansch 70 des Getriebegehäuses 64 zusammenpassen. Der zweite Montageflansch 68 und der Gegenflansch 70 passen in einer Ausführungsform entlang paralleler, aneinanderliegender Flächen zusammen.
Die elektrische Maschine 18 kann einen Rotor 72 beinhalten, der innerhalb eines Stators 74 aufgenommen ist. Wenn die elektrische Maschine 18 als Elektromotor verwendet wird, stellt das Drehen des Rotors 72 um die Längsachse A ein Drehmoment zur Beschleunigung bereit. Wenn alternativ dazu die elektrische Maschine 18 als Generator verwendet wird, kann das Drehen des Rotors 72 um die Längsachse A elektrische Leistung generieren. Der Rotor 72 kann sich beispielsweise als Reaktion auf eine Drehmomenteingabe aus dem regenerativen Bremsen drehen.
Die elektrische Maschine 18 kann während des Betriebs Wärme generieren, insbesondere wenn sie beispielsweise bei niedrigen Drehzahlen und hohen Drehmomenten betrieben wird. Das Getriebesystem 16 kann daher mit einem Kühlsystem 76 zum aktiven Verwalten der Wärmeenergiepegel der elektrischen Maschine 18 ausgestattet sein. Die Leistungsfähigkeit und die Funktionalität der elektrischen Maschine 18 können durch aktives Verwalten der Wärmeenergiepegel mit dem Kühlsystem 76 verbessert werden.
Aspekte des Kühlsystems 76 sind unter Bezugnahme auf die 3, 4 und 5 ausführlicher veranschaulicht. Das Kühlsystem 76 kann eine Sprühstange 78 beinhalten. In einer Ausführungsform ist die Sprühstange 78 axial zwischen einer Rückseite 80 des Stators 74 und dem Gehäuse 61 des Drehmomentwandlers 22 und an einer Stelle positioniert, die benachbart zu einer Oberkante 82 des Stators 74 ist. In diesem Beispiel fällt die Oberkante 82 mit einer 12-Uhr-Position des Stators 74 zusammen (wenn er in innerhalb des Getriebesystems 16 montiert ist). Somit befindet sich in einer Ausführungsform die Sprühstange 78 näher an der 12-Uhr-Position des Stators 74 als an der 6-Uhr-Position des Stators 74.
Die Sprühstange 78 kann mit der Rückseite 80 des Stators 74 verbunden werden, indem eine Führungsfläche 75 der Sprühstange 78 innerhalb einer Nut 77 des Stators 74 positioniert wird (siehe z. B. 6). Es ist jedoch nicht erforderlich, die Sprühstange 78 direkt mit der Rückseite 80 des Stators 74 zu verbinden. Stattdessen kann die Sprühstange 78 innerhalb des offenen Raumes zwischen dem Stator 74 und dem Gehäuse 61 des Drehmomentwandlers 22 aufgehängt sein.
Das Kühlsystem 76 kann zusätzlich ein Zuführrohr 84, einen ersten Montageaufsatz 86 und einen zweiten Montageaufsatz 88 beinhalten. Das Zuführrohr 84 kann zwischen dem ersten Montageaufsatz 86 und dem zweiten Montageaufsatz 88 verbunden sein. In einer Ausführungsform montiert der erste Montageaufsatz 86 das Zuführrohr 84 an dem Gehäuse 62 des Frontmoduls 60, und der zweite Montageaufsatz 88 montiert das Zuführrohr 84 an der Sprühstange 78. Bei dem zweiten Montageaufsatz 88 kann es sich entweder um eine integrale Komponente der Sprühstange 78 oder eine separate Komponente handeln, die an der Sprühstange 78 angebracht ist.
Im Gebrauch kann Kühlmittel C (z. B. Öl), das von dem Frontmodul 60 bezogen wird, innerhalb eines Kühlmittelkanals 90 des Gehäuses 62 und dann in das Zuführrohr 84 gepumpt oder auf andere Weise kommuniziert werden. Das Kühlmittel C kann sich innerhalb des Zuführrohrs 84 bewegen, bevor es über den zweiten Montageaufsatz 88 in ein Hohlprofil 92 der Sprühstange 78 eintritt. In seiner montierten Position kann das Zuführrohr 84 in einem geneigten Winkel positioniert sein, um das Kühlmittel C zu der Sprühstange 78 zu leiten. Das Kühlmittel C kann dann durch eine oder mehrere Düsen 94 der Sprühstange 78 gesprüht oder vernebelt werden, um den Stator 74 zu kühlen. Das Kühlmittel C kann aufgrund von Druck, der sich in den Fluids aufbaut, gesprüht werden. Das Sprühen des Kühlmittels C kann kontinuierlich erfolgen, solange Druck in den Fluidleitungen verbleibt. Das Kühlmittel C kann sich dann über die Schwerkraft zu dem Rotor 72 und zur unteren Hälfte des Stators 74 immatrikulieren, um zusätzliche Abschnitte der elektrischen Maschine 18 zu kühlen.
Unter jetziger Bezugnahme auf die 4-5 kann die Sprühstange 78 einen gekrümmten Körper 96 beinhalten, der eine Vorderseite 98, eine Rückseite 100, eine Oberseite 102 und eine Unterseite 104 beinhaltet. Im montierten Zustand innerhalb des Getriebesystems 16 zeigt die Vorderseite 98 zu der Rückseite 80 des Stators 74, die Rückseite 100 zu dem Drehmomentwandler 22, die Oberseite 102 zu einer 12-Uhr-Position des Getriebegehäuses 64 und die Unterseite 104 zu einer Sechs-Uhr-Position des Getriebegehäuses 64. In einer Ausführungsform ist der gekrümmte Körper 96 der Sprühstange 78 halbmondförmig und dazu konfiguriert, zwischen etwa 60 Grad und etwa 180 Grad (plus/minus 5 Grad) der Rückseite 80 des Stators 74 abzudecken, wie nachstehend ausführlicher erörtert.
Eine Vielzahl der Düsen 94 kann aus der Vorderseite 98 des gekrümmten Körpers 96 der Sprühstange 78 herausragen. Die Größe, Form und Anzahl der Düsen 94, die an der Sprühstange 78 bereitgestellt sind, sind von der Ausgestaltung abhängig und können eingestellt werden, um eine optimale Kühlung der elektrischen Maschine 18 bereitzustellen, während die Kühlmitteldurchflussrate minimiert wird.
Der zweite Montageaufsatz 88 kann sich von der Oberseite 102 des gekrümmten Körpers 96 der Sprühstange 78 erstrecken oder an dieser angebracht sein. Der zweite Montageaufsatz 88 fungiert als Einlass 99 (siehe 5) zum Aufnehmen des Kühlmittels C innerhalb des Hohlprofils 92 der Sprühstange 78.
7, mit weiterer Bezugnahme auf die 2-5, ist eine Rückansicht des Stators 74 der elektrischen Maschine 18. Der Stator 74 kann eine Vielzahl von Eisenrückschlüssen 106 beinhalten. Jeder Eisenrückschluss 106 kann aus laminierten Stapeln 108 aufgebaut sein. Wicklungen 110, wie etwa Kupferwicklungen, können um die laminierten Stapel 108 jedes der Eisenrückschlüsse 106 gewickelt sein.
Die Sprühstange 78 kann in Bezug zu der Rückseite 80 des Stators 74 positioniert sein, um das Kühlmittel C auf konkrete Stellen der Rückseite 80 zu leiten. In einer Ausführungsform sind die Düsen 94 der Sprühstange 78 derart positioniert, dass sie das Kühlmittel C zwischen benachbarte Eisenrückschlüsse 106 des Stators 74 leiten. Die Düsen 94 könnten in einer anderen Ausführungsform in Bezug auf nur jedes zweite Paar von Eisenrückschlüssen 106 angeordnet sein. In noch einer anderen Ausführungsform sind die Düsen 94 der Sprühstange 78 derart positioniert, dass sie das Kühlmittel C direkt auf die Endwicklungen 112 der Wicklungen 110 des Stators 74 leiten (siehe 8).
Die Sprühstange 78 kann zudem derart positioniert sein, dass sie eine konkrete Abdeckung der Rückseite 80 des Stators 74 bereitstellt. Zum Beispiel kann die Sprühstange 78 einen Winkel α in Bezug zu der Rückseite 80 überspannen. In einer Ausführungsform beträgt der Winkel α zwischen 60 Grad und 180 Grad (d. h., die Sprühstange 78 kann zwischen 60 Grad und 180 Grad der Rückseite 80 abdecken). Der konkrete Wert des Winkels α ist nicht zum Einschränken dieser Offenbarung gedacht.
9 veranschaulicht eine andere beispielhafte Düsenanordnung, die durch die Sprühstange 78 eingesetzt werden kann. In dieser Ausführungsform beinhaltet die Sprühstange 78 eine Vielzahl von primären Düsen 94A und eine Vielzahl von sekundären Düsen 94B. Die primären Düsen 94A können derart positioniert sein, dass sie das Kühlmittel C zwischen benachbarte Eisenrückschlüsse 106 des Stators 74 leiten, und die sekundären Düsen 94B können derart positioniert sein, dass sie das Kühlmittel C direkt auf die Endwicklungen 112 der Wicklungen 110 des Stators 74 leiten.
In einer Ausführungsform beinhalten die primären Düsen 94A Öffnungen mit einem ersten Durchmesser D1, und die sekundären Düsen 94B beinhalten Öffnungen mit einem zweiten Durchmesser D2. Der zweite Durchmesser D2 kann ein kleinerer Durchmesser als der erste Durchmesser D1 sein.
Die beispielhaften Getriebesysteme dieser Offenbarung nutzen Kühlsysteme, die derart positioniert sind, dass sie den typischerweise nicht verwendeten Raum zwischen dem Stator und dem Drehmomentwandler des Getriebesystems einnehmen. Die Umsetzung der vorgeschlagenen Kühlsysteme erfordert daher minimale Änderungen an der vorhandenen Architektur der elektrischen Maschine und des Drehmomentwandlers. Sprühstangen der Kühlsysteme sind dazu konfiguriert, Kühlmittel auf die Rückseite des Stators zu sprühen/vernebeln und sich anschließend auf die Schwerkraft zu verlassen, um die verbleibenden Abschnitte der elektrischen Maschine zu kühlen. Durch aktives Kühlen des Stators auf diese Weise kann die elektrische Maschine mit höheren Drehmomenten und Drehzahlen betrieben werden, wodurch deren Leistungsfähigkeit erhöht wird.
Wenngleich die unterschiedlichen nicht einschränkenden Ausführungsformen der Darstellung nach bestimmte Komponenten oder Schritte aufweisen, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese konkreten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale von beliebigen der nicht einschränkenden Ausführungsformen in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten von beliebigen der anderen nicht einschränkenden Ausführungsformen zu verwenden.
Es versteht sich, dass gleiche Bezugszeichen sich entsprechende oder ähnliche Elemente in den mehreren Zeichnungen kennzeichnen. Es versteht sich, dass in diesen Ausführungsbeispielen zwar eine bestimmte Komponentenanordnung offenbart und dargestellt ist, andere Anordnungen aber ebenfalls von den Lehren dieser Offenbarung profitieren könnten.
Die vorstehende Beschreibung ist als veranschaulichend und nicht einschränkend zu betrachten. Ein Durchschnittsfachmann würde verstehen, dass bestimmte Modifikationen in den Schutzumfang dieser Offenbarung fallen könnten. Deshalb sollten die nachstehenden Patentansprüche genau gelesen werden, um den wahren Schutzumfang und Inhalt der vorliegenden Offenbarung zu ermitteln.

Claims

Getriebesystem, umfassend: eine elektrische Maschine, die einen Rotor und einen Stator beinhaltet, eine Sprühstange, die benachbart zu einer Rückseite des Stators positioniert ist; und eine erste Düse der Sprühstange, die dazu konfiguriert ist, ein Kühlmittel zwischen benachbarte Eisenrückschlüsse des Stators, auf Endwicklungen des Stators oder auf beide zu leiten.
Getriebesystem nach Anspruch 1, wobei die Sprühstange axial zwischen der Rückseite des Stators und einem Drehmomentwandler des Getriebesystems positioniert ist, und optional wobei sich die Sprühstange in der Nähe einer Oberkante des Stators befindet, die mit einer 12-Uhr-Position des Stators in seiner montierten Position innerhalb des Getriebesystems zusammenfällt.
Getriebesystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sprühstange einen sichelförmigen Körper beinhaltet.
Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sprühstange zwischen 60 Grad und 180 Grad der Rückseite des Stators abdeckt.
Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Düse dazu konfiguriert ist, das Kühlmittel zwischen die benachbarten Eisenrückschlüsse des Stators zu leiten, und umfassend eine zweite Düse, die dazu konfiguriert ist, das Kühlmittel auf die Endwicklungen des Stators zu leiten, und optional wobei die erste Düse eine erste Öffnung mit einem ersten Durchmesser beinhaltet und die zweite Düse eine zweite Öffnung mit einem zweiten Durchmesser beinhaltet, wobei der erste Durchmesser größer ist als der zweite Durchmesser.
Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sprühstange direkt an der Rückseite des Stators angebracht ist, und optional wobei die Sprühstange eine Führungsfläche beinhaltet, die innerhalb einer Nut des Stators aufgenommen ist.
Getriebesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sprühstange innerhalb eines offenen Raumes aufgehängt ist, der zwischen der Rückseite des Stators und einem Drehmomentwandlergehäuse definiert ist.
Elektrifiziertes Fahrzeug, umfassend: ein Frontmodul, das mindestens teilweise eine elektrische Maschine beherbergt; ein Schaltgetriebe hinter dem Frontmodul; ein Drehmomentwandler, der sich axial zwischen dem Frontmodul und dem Schaltgetriebe befindet, und eine Sprühstange, die axial zwischen einer Rückseite eines Stators der elektrischen Maschine und einem Gehäuse des Drehmomentwandlers positioniert ist.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 8, umfassend ein Zuführrohr, das mit dem Frontmodul durch einen ersten Montageaufsatz und mit der Sprühstange durch einen zweiten Montageaufsatz verbunden ist, und optional wobei das Zuführrohr an dem ersten Montageaufsatz in Fluidkommunikation mit einem Kühlmittelkanal steht, der in dem Frontmodul ausgebildet ist, und an dem zweiten Befestigungsaufsatz in Fluidkommunikation mit einem Hohlprofil der Sprühstange steht.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Sprühstange einen sichelförmigen Körper beinhaltet.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Sprühstange zwischen 60 Grad und 180 Grad der Rückseite des Stators abdeckt.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei sich die Sprühstange in der Nähe einer Oberkante des Stators befindet und die Oberkante mit einer 12-Uhr-Position des Stators zusammenfällt.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Sprühstange eine Vielzahl von Düsen beinhaltet, die aus einer Vorderseite der Sprühstange herausragen, und optional wobei ein erster Abschnitt der Vielzahl von Düsen dazu konfiguriert ist, ein Kühlmittel zwischen benachbarte Eisenrückschlüsse des Stators zu leiten, und ein zweiter Abschnitt der Vielzahl von Düsen dazu konfiguriert ist, das Kühlmittel auf Endwicklungen des Stators zu leiten.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 13, wobei der erste Abschnitt der Vielzahl von Düsen eine erste Öffnung mit einem ersten Durchmesser beinhaltet und der zweite Abschnitt der Vielzahl von Düsen eine zweite Öffnung mit einem zweiten Durchmesser beinhaltet, wobei der erste Durchmesser größer ist als der zweite Durchmesser.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei die Sprühstange in Bezug zu einer Oberkante des Stators, jedoch nicht in Bezug zu einer Unterkante des Stators positioniert ist.