DE102020205125A1 - COOLING A LUBRICANT FOR LUBRICATING A GEARBOX OF AN ELECTRIC DRIVEN VEHICLE - Google Patents

COOLING A LUBRICANT FOR LUBRICATING A GEARBOX OF AN ELECTRIC DRIVEN VEHICLE Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektroantrieb (1) Folgendes umfassend: ein Gehäuse (2); eine in dem Gehäuse (2) angeordnete Ölwanne; ein Kanalsystem (10), das die Ölwanne mit einem peripherischen Abschnitt des Gehäuses (2) und einer Schmierstelle hydraulisch verbindet; wobei das Kanalsystem (10) so konfiguriert ist, dass ein Schmiermittel, das sich in der Ölwanne befindet, durch das Kanalsystem (10) den genannten peripherischen Abschnitt erreichen kann, und damit abgekühlt wird; wobei das Kanalsystem (10) so konfiguriert ist, das Schmiermittel von dem peripherischen Abschnitt zu der zu schmierenden Schmierstelle zu führen.The present invention relates to an electric drive (1) comprising: a housing (2); an oil pan arranged in the housing (2); a channel system (10) which hydraulically connects the oil pan with a peripheral portion of the housing (2) and a lubrication point; wherein the channel system (10) is configured so that a lubricant located in the oil pan can reach said peripheral portion through the channel system (10) and is thereby cooled; wherein the channel system (10) is configured to guide the lubricant from the peripheral portion to the lubrication point to be lubricated.

Description

TECHNISCHER BEREICHTECHNICAL PART

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Kühlung einer optimierten Getriebegehäusestruktur. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Elektroantrieb mit einem Abkühlsystem zur Kühlung eines Schmiermittels für das Schmieren eines Getriebes eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges und ein Verfahren zur Kühlung eines Schmiermittels für das Schmieren eines Getriebes eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges.The present invention relates to the technical field of cooling an optimized gear housing structure. In particular, the present invention relates to an electric drive with a cooling system for cooling a lubricant for lubricating a transmission of an electrically driven vehicle and a method for cooling a lubricant for lubricating a transmission of an electrically driven vehicle.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Stand der Technik für Getriebe in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen ist eine Kühlung des Getriebes über einen Wärmetauscher, typischerweise mit Wasser-Glykolgemisch oder eine integrierte Wasserkühlung. Zusätzlich wird typischerweise die externe Gehäusestruktur, je nach Geschwindigkeit des Fahrzeuges, durch die Luftverschiebung des Fahrzeuges abgekühlt, da die externe Oberfläche der Gehäusestruktur für den konvektiven Wärmeaustausch benutzt wird.The state of the art for transmissions in electrically powered vehicles is cooling the transmission using a heat exchanger, typically with a water-glycol mixture or integrated water cooling. In addition, depending on the speed of the vehicle, the external housing structure is typically cooled by the air displacement of the vehicle, since the external surface of the housing structure is used for the convective heat exchange.

Bezüglich der Gehäusestruktur ist Stand der Technik, dass diese hauptsächlich bezüglich Steifigkeit und Festigkeit optimiert ist. Bezüglich der Schmierung ist Stand der Technik, dass bei einer aktiven Schmierung das Öl durch eine mechanische oder elektrische Pumpe an die Schmierstellen gebracht wird.With regard to the housing structure, the state of the art is that it is optimized mainly with regard to rigidity and strength. With regard to lubrication, the state of the art is that with active lubrication, the oil is brought to the lubrication points by a mechanical or electrical pump.

Das Getriebegehäuse wird bisher nicht mit dem Ziel der größtmöglichen Kühlung über Konvektion gestaltet.So far, the gear housing has not been designed with the aim of the greatest possible cooling via convection.

Es ist deswegen die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Anteil der Konvektion an der Kühlung des Getriebes zu erhöhen (z.B. um einen Wärmetauscher oder eine elektrische Ölpumpe kleiner zu gestalten).It is therefore the object of the present invention to increase the proportion of convection in the cooling of the transmission (e.g. to make a heat exchanger or an electric oil pump smaller).

KURZFASSUNGSHORT VERSION

Das Ziel wird erreicht, indem die Ölkanäle vom Gehäuseinneren an die Peripherie des Gehäuses führen und zusätzlich vorzugsweise mit Kühlrippen versehen sind.The goal is achieved in that the oil channels lead from the inside of the housing to the periphery of the housing and are additionally preferably provided with cooling fins.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektroantrieb Folgendes umfassend: ein Gehäuse; eine in dem Gehäuse angeordnete Ölwanne; ein Kanalsystem, das die Ölwanne mit einem peripherischen Abschnitt des Gehäuses und einer Schmierstelle hydraulisch verbindet; wobei das Kanalsystem so konfiguriert ist, dass ein Schmiermittel, das sich in der Ölwanne befindet, durch das Kanalsystem den genannten peripherischen Abschnitt erreichen kann, und damit abgekühlt wird; wobei das Kanalsystem so konfiguriert ist, das Schmiermittel von dem peripherischen Abschnitt zu der zu schmierenden Schmierstelle zu führen.The present invention relates to an electric drive comprising: a housing; an oil pan disposed in the housing; a channel system that hydraulically connects the oil pan with a peripheral portion of the housing and a lubrication point; wherein the channel system is configured so that a lubricant located in the oil pan can reach said peripheral portion through the channel system and is thereby cooled; wherein the channel system is configured to guide the lubricant from the peripheral portion to the lubrication point to be lubricated.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kühlung eines Schmiermittels für das Schmieren eines Getriebes eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges, wobei das Getriebe in einem Gehäuse angeordnet ist, das Verfahren folgende Schritte umfassend: Zuführen des Schmiermittels von einer Ölwanne zu einer der Ölwanne entfernten Position, die an der Peripherie des Gehäuses angeordnet ist; Zuführen des Schmiermittels von der der Ölwanne entfernten Position zu einer Schmierstelle; wobei das Abkühlen des Schmiermittels durch das Zuführen des Schmiermittels zu der der Ölwanne entfernten Position erfolgt.The present invention relates to a method for cooling a lubricant for lubricating a transmission of an electrically driven vehicle, the transmission being arranged in a housing, the method comprising the following steps: supplying the lubricant from an oil pan to a position remote from the oil pan, which is at located on the periphery of the housing; Supplying the lubricant from the position remote from the oil pan to a lubrication point; wherein the cooling of the lubricant is carried out by supplying the lubricant to the position remote from the oil pan.

FigurenlisteFigure list

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile und / oder auf ähnliche Teile und / oder auf entsprechende Teile des Systems beziehen. Zu den Figuren:

  • 1 zeigt ein Beispiel einer Anwendung des Elektroantriebes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 zeigt eine Außendarstellung eines Gehäuses eines Elektroantriebes entlang der Fahrtrichtung des Fahrzeuges gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 zeigt eine Außendarstellung eines Gehäuses eines Elektroantriebes entlang einer Richtung senkrecht zu der Fahrtrichtung des Fahrzeuges gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
The present invention is described with reference to the accompanying figures, wherein like reference characters refer to like parts and / or to like parts and / or to corresponding parts of the system. To the figures:
  • 1 shows an example of an application of the electric drive according to an embodiment of the present invention;
  • 2 shows an external representation of a housing of an electric drive along the direction of travel of the vehicle according to an embodiment of the present invention;
  • 3 shows an external representation of a housing of an electric drive along a direction perpendicular to the direction of travel of the vehicle according to an embodiment of the present invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben, wie sie in den beigefügten Figuren gezeigt sind. Nichtsdestotrotz ist die vorliegende Erfindung nicht auf die besonderen Ausführungsformen beschränkt, die in der folgenden detaillierten Beschreibung beschrieben und in den Figuren gezeigt sind, sondern die beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichen lediglich einige Aspekte der vorliegenden Erfindung, deren Schutzbereich durch die Ansprüche definiert ist.In the following, the present invention will be described with reference to specific embodiments as shown in the accompanying figures. Nevertheless, the present invention is not limited to the particular embodiments described in the following detailed description and shown in the figures, but the described embodiments merely illustrate some aspects of the present invention, the scope of which is defined by the claims.

Weitere Änderungen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann klar. Die vorliegende Beschreibung umfasst somit alle Änderungen und / oder Variationen der vorliegenden Erfindung, deren Schutzbereich durch die Ansprüche definiert ist.Other changes and variations of the present invention will be apparent to those skilled in the art. The present description therefore includes all changes and / or variations of the present invention, the scope of which is defined by the claims.

1 zeigt ein Beispiel einer Anwendung eines Elektroantriebes in einem Fahrzeug 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows an example of an application of an electric drive in a vehicle 100 according to an embodiment of the present invention.

2 zeigt eine Außendarstellung eines Gehäuses 2 eines Elektroantriebes 1 entlang der Fahrtrichtung 1 des Fahrzeuges 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 shows an external representation of a housing 2 an electric drive 1 along the direction of travel 1 of the vehicle 100 according to an embodiment of the present invention.

Darüber hinaus zeigt 3 eine Außendarstellung des Gehäuses 2 entlang einer Richtung senkrecht zu der Fahrtrichtung D1 des Fahrzeuges 100.In addition, shows 3 an external representation of the housing 2 along a direction perpendicular to the direction of travel D1 of the vehicle 100 .

Der Elektroantrieb 1 umfasst ein Gehäuse 2, das verschiedene Komponenten lagert (z.B. Getriebe, Ölwanne, Ölpumpe etc.).The electric drive 1 includes a housing 2 that stores various components (e.g. gearbox, oil pan, oil pump, etc.).

In dem Gehäuse 2 ist eine Ölwanne (nicht dargestellt) und ein Kanalsystem 10, das die Ölwanne mit einem peripherischen Abschnitt des Gehäuses 2 und einer Schmierstelle hydraulisch verbindet, angeordnet.In the case 2 is an oil pan (not shown) and a channel system 10 that connects the oil pan to a peripheral portion of the housing 2 and hydraulically connects to a lubrication point.

Das Kanalsystem 10 ist so konfiguriert, dass ein Schmiermittel (z.B. Öl), das sich in der Ölwanne befindet, durch das Kanalsystem 10 den peripherischen Abschnitt erreichen kann und damit abgekühlt wird.The sewer system 10 is configured in such a way that a lubricant (e.g. oil), which is located in the oil pan, passes through the channel system 10 can reach the peripheral portion and is thus cooled.

Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt darin, das Schmiermittel zu einem peripherischen Abschnitt des Gehäuses 2 zu führen, damit das Schmiermittel einen Abschnitt erreicht, der durch Konvektion effektiver abgekühlt werden kann.The gist of the present invention is to apply the lubricant to a peripheral portion of the housing 2 to guide so that the lubricant reaches a portion that can be cooled more effectively by convection.

Darüber hinaus ist das Kanalsystem 10 so konfiguriert, dass dieses zusätzlich das Schmiermittel von dem peripherischen Abschnitt zu der zu schmierenden Schmierstelle führt.In addition, the sewer system 10 configured so that this additionally leads the lubricant from the peripheral portion to the lubrication point to be lubricated.

Insbesondere wird eine Pumpe (nicht dargestellt) benutzt, die entlang dem Kanalsystem angeordnet ist, um das Schmiermittel von der Ölwanne durch den peripherischen Abschnitt bis zu der Schmierstelle zu fördern.In particular, a pump (not shown) is used which is arranged along the channel system in order to convey the lubricant from the oil pan through the peripheral section to the lubrication point.

Das Kanalsystem 10 umfasst eine Mehrzahl von Kanälen, die die Ölwanne mit dem peripherischen Abschnitt und mindestens der einen Schmierstelle verbinden.The sewer system 10 comprises a plurality of channels connecting the oil pan with the peripheral portion and at least the one lubrication point.

Die Kanäle des Kanalsystems umfassen eine Mehrzahl von Kühlrippen, die an einer peripherischen Fläche des Gehäuses angeordnet sind, um die Konvektionskühlung des Elektroantriebes zu optimieren. Insbesondere sind die parallelen Rippen unterhalb des Gehäuses in Fahrtrichtung D1 angeordnet, um durch den Fahrtwind die erzwungene Konvektion zu erhöhen.The channels of the channel system comprise a plurality of cooling fins which are arranged on a peripheral surface of the housing in order to optimize the convection cooling of the electric drive. In particular, the parallel ribs are arranged below the housing in the direction of travel D1 in order to increase the forced convection due to the airflow.

Die Form der Kühlrippen kann variieren (parallele Rippen, sternförmig auseinanderlaufend, Wabenstruktur, Pinstruktur)The shape of the cooling fins can vary (parallel fins, star-shaped diverging, honeycomb structure, pin structure)

Durch diese kühlungsoptimierte Gehäusestruktur kann entweder der Wärmetauscher kleiner dimensioniert werden oder je nach abzuführender Wärmeleistung gestrichen werden. Alternativ kann die Pumpe kleiner dimensioniert werden, da das Schmiermittel vor Erreichen der Schmierstellen zusätzlich zum Wärmetauscher heruntergekühlt wird und dadurch der zu fördernde Volumenstrom an der Pumpe für die Kühlung der kritischen Bauteile reduziert werden kann. In Summe liefert dies einen Beitrag zur Energieeffizienz des gesamten Antriebs.With this cooling-optimized housing structure, the heat exchanger can either be made smaller or, depending on the heat output to be dissipated, deleted. Alternatively, the pump can be dimensioned smaller, since the lubricant is cooled down in addition to the heat exchanger before it reaches the lubrication points and the volume flow to be conveyed at the pump for cooling the critical components can thus be reduced. All in all, this makes a contribution to the energy efficiency of the entire drive.

Diese Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Kühlung eines Schmiermittels für das Schmieren eines Getriebes des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges 100, wobei das Getriebe in einem Gehäuse 2 angeordnet ist. In dem Verfahren ist das Zuführen des Schmiermittels von der Ölwanne zu der Peripherie des Gehäuses 2 und das Zuführen des Schmiermittels von der Peripherie des Gehäuses 2 zu einer Schmierstelle enthalten. In dem Verfahren wird das Abkühlen des Schmiermittels durch das Zuführen des Schmiermittels zu der Peripherie des Gehäuses 2 erfolgen.This invention also relates to a method of cooling a lubricant for lubricating a transmission of the electrically powered vehicle 100 , with the transmission in a housing 2 is arranged. In the method is the supply of the lubricant from the oil pan to the periphery of the housing 2 and supplying the lubricant from the periphery of the housing 2 to a lubrication point included. In the method, the cooling of the lubricant is accomplished by supplying the lubricant to the periphery of the housing 2 take place.

Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für den Fachmann klar, dass es möglich ist, verschiedene Modifikationen, Variationen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung im Lichte der oben beschriebenen Lehre und innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche zu realisieren, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.While the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that it is possible to implement various modifications, variations, and improvements of the present invention in light of the above-described teaching and within the scope of the appended claims without departing from the scope of the invention.

Darüber hinaus wurden die Bereiche, auf denen Fachleute kundig sein dürften, hier nicht beschrieben, um die beschriebene Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.In addition, in order not to unnecessarily obscure the described invention, the areas that would be skilled in the art have not been described here.

Dementsprechend soll die Erfindung nicht durch die spezifischen veranschaulichenden Ausführungsformen beschränkt sein, sondern durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche.Accordingly, it is intended that the invention not be limited by the specific illustrative embodiments, but rather by the scope of the appended claims.

Claims (7)

Elektroantrieb (1) Folgendes umfassend: ein Gehäuse (2); eine in dem Gehäuse (2) angeordnete Ölwanne; ein Kanalsystem (10), das die Ölwanne mit einem peripherischen Abschnitt des Gehäuses (2) und einer Schmierstelle hydraulisch verbindet; wobei das Kanalsystem (10) so konfiguriert ist, dass ein Schmiermittel, das sich in der Ölwanne befindet, durch das Kanalsystem (10) den genannten peripherischen Abschnitt erreichen kann, und damit abgekühlt wird; wobei das Kanalsystem (10) so konfiguriert ist, das Schmiermittel von dem peripherischen Abschnitt zu der zu schmierenden Schmierstelle zu führen.Electric drive (1) comprising: a housing (2); an oil pan arranged in the housing (2); a channel system (10), which the oil pan with hydraulically connecting a peripheral portion of the housing (2) and a lubrication point; wherein the channel system (10) is configured so that a lubricant located in the oil pan can reach said peripheral portion through the channel system (10) and is thereby cooled; wherein the channel system (10) is configured to guide the lubricant from the peripheral portion to the lubrication point to be lubricated. Elektroantrieb (1) nach Anspruch 1, wobei das Kanalsystem (10) eine Mehrzahl von Kanälen umfasst, die die Ölwanne mit dem peripherischen Abschnitt und mindestens der einen Schmierstelle verbinden.Electric drive (1) Claim 1 wherein the channel system (10) comprises a plurality of channels that connect the oil pan with the peripheral portion and at least the one lubrication point. Elektroantrieb (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Pumpe entlang dem Kanalsystem (10) angeordnet ist, die konfiguriert ist, das Schmiermittel von der Ölwanne durch den peripherischen Abschnitt bis zu der Schmierstelle zu fördern.Electric drive (1) Claim 1 or 2 wherein a pump is arranged along the channel system (10) which is configured to convey the lubricant from the oil pan through the peripheral section to the lubrication point. Elektroantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kanalsystem (10) eine Mehrzahl von Kühlrippen (11) umfasst, die an einer peripherischen Fläche des Gehäuses (2) angeordnet sind, um die Konvektionskühlung des Elektroantriebes (1) zu optimieren.Electric drive (1) according to one of the Claims 1 until 3 wherein the channel system (10) comprises a plurality of cooling ribs (11) which are arranged on a peripheral surface of the housing (2) in order to optimize the convection cooling of the electric drive (1). Fahrzeug (100), umfassend einen Elektroantrieb (1) nach Anspruch 4, wobei die Mehrzahl von Kühlrippen (11) parallel zueinander sind, wobei die Kühlrippen in Fahrtrichtung (D1) des Fahrzeuges (100) angeordnet sind.Vehicle (100) comprising an electric drive (1) according to Claim 4 , the plurality of cooling fins (11) being parallel to one another, the cooling fins being arranged in the direction of travel (D1) of the vehicle (100). Verfahren zur Kühlung eines Schmiermittels für das Schmieren eines Getriebes eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (100), wobei das Getriebe in einem Gehäuse (2) angeordnet ist, das Verfahren folgende Schritte umfassend: Zuführen des Schmiermittels von einer Ölwanne zu einer der Ölwanne entfernten Position, die an der Peripherie des Gehäuses (2) angeordnet ist; Zuführen des Schmiermittels von der der Ölwanne entfernten Position zu einer Schmierstelle, wobei das Abkühlen des Schmiermittels durch das Zuführen des Schmiermittels zu der der Ölwanne entfernten Position erfolgt.A method for cooling a lubricant for lubricating a transmission of an electrically driven vehicle (100), the transmission being arranged in a housing (2), the method comprising the following steps: Supplying the lubricant from an oil pan to a position remote from the oil pan, which is arranged on the periphery of the housing (2); Supplying the lubricant from the position remote from the oil pan to a lubrication point, wherein the cooling of the lubricant is carried out by supplying the lubricant to the position remote from the oil pan. Verfahren nach Anspruch 6, wobei an der der Ölwanne entfernten Position eine Mehrzahl von Kühlrippen (11) angeordnet sind, um durch den Fahrtwind das Schmiermittel abzukühlen.Procedure according to Claim 6 wherein a plurality of cooling fins (11) are arranged at the position remote from the oil pan in order to cool the lubricant by the airflow.
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