DE102022132340A1

DE102022132340A1 - Verfahren zum Temperieren einer elektrischen Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens

Info

Publication number: DE102022132340A1
Application number: DE102022132340.4A
Authority: DE
Inventors: Nikola Brk; Toni Barth
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-12-06
Filing date: 2022-12-06
Publication date: 2024-06-06
Also published as: WO2024120730A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperieren einer wenigstens eine elektrische Maschine (5) aufweisenden, elektrischen Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels einer Pumpe (15) ein Temperiermittel durch einen Strömungspfad (14) hindurchgefördert gefördert wird, wobei mittels des Temperiermittels zumindest ein Teilbereich (I) der Antriebseinheit temperiert wird, und wobei die Pumpe (15) in unterschiedlichen Betriebspunkten mit unterschiedlichen Volumenströmen des Temperiermittels betreibbar ist. In dem Strömungspfad (14) ist ein Wärmetauscher (20) angeordnet. Für den jeweiligen Betriebspunkt wird ein jeweiliger, zugehöriger Kühlwert berechnet, welcher eine jeweilige, durch den jeweiligen, zu dem jeweiligen Kühlwert gehörenden Betriebspunkt der Pumpe (15) bewirkbare Temperatur des Teilbereiches (I) charakterisiert. In Abhängigkeit von den berechneten Kühlwerten wird einer der Betriebspunkte ausgewählt, und die Pumpe (15) wird in dem ausgewählten Betriebspunkt betrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperieren, das heißt zum Kühlen und/oder Erwärmen einer elektrischen Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens.
Die US 2011/0214627 A1 offenbart eine Steuereinrichtung für ein Motorkühlsystem, in welchem eine elektrische Pumpe derart gesteuert wird, dass sie ein Kühlmittel zirkuliert. Darüber hinaus ist der CN 102815222 B ein Thermomanagementsystem eines Fahrzeugs als bekannt zu entnehmen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem eine elektrische Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, besonders effektiv und besonders effizient temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperieren, das heißt zum Kühlen und/oder Erwärmen einer wenigstens eine elektrische Maschine aufweisenden elektrischen Antriebseinheit eines auch als Fahrzeug bezeichneten und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug die auch als Antriebseinrichtung bezeichnete, elektrische Antriebseinheit und somit die wenigstens eine elektrische Maschine aufweist, wobei das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine elektrisch, insbesondere rein elektrisch, antreibbar ist. Insbesondere ist es denkbar, dass bei dem Verfahren die elektrische Maschine das Kraftfahrzeug elektrisch, insbesondere rein elektrisch, antreibt. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- und Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt.
Bei dem Verfahren wird mittels einer Pumpe ein Temperiermittel durch einen Strömungspfad hindurchgefördert. Hierfür wird die Pumpe betrieben. Insbesondere ist die Pumpe eine elektrische Pumpe, mithin eine elektrisch betreibbare Pumpe. Mittels des Temperiermittels wird zumindest ein Teilbereich der Antriebseinheit, insbesondere der elektrischen Maschine, temperiert, das heißt erwärmt und/oder gekühlt. Weist das Temperiermittel eine höhere Temperatur als der Teilbereich auf, so ist oder fungiert das Temperiermittel als ein Heizmedium, mittels welchem zumindest der Teilbereich der Antriebseinheit erwärmt wird, insbesondere dadurch, dass ein Wärmeübergang von dem Temperiermittel an den Teilbereich Maschine erfolgt. Weist beispielsweise das Temperiermittel eine geringere Temperatur als der Teilbereich auf, ist oder fungiert das Temperiermittel als ein Kühlmittel, mittels welchem zumindest der Teilbereich gekühlt wird, derart, dass ein Wärmeübergang von dem Teilbereich an oder auf das Temperiermittel erfolgt.
Der Teilbereich der Antriebseinheit kann die elektrische Maschine sein oder umfassen. Mit anderen Worten kann der Teilbereich zumindest ein Teil der elektrischen Maschine sein oder zumindest einen Teil der elektrischen Maschine umfassen. Beispielsweise kann der Teilbereich zumindest ein Teil oder Teilbereich eines Stators und/oder eines Rotors, insbesondere einer Rotorwelle, der elektrischen Maschine sein oder umfassen. Die elektrische Maschine wird auch als E-Maschine oder E-Motor bezeichnet. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise der Teilbereich wenigstens einen Teil oder Teilbereich einer zusätzlich zu der elektrischen Maschine vorgesehenen, insbesondere von der elektrischen Maschine unterschiedlichen, Komponente der Antriebseinheit umfassen, oder alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise der Teilbereich wenigstens ein Teil oder Teilbereich einer zusätzlich zu der elektrischen Maschine vorgesehenen, insbesondere von der elektrischen Maschine unterschiedlichen, Komponente der Antriebseinheit sein. Die Komponente kann beispielsweise wenigstens einen Inverter und/oder ein Getriebe aufweisen oder umfassen.
Die Pumpe ist in unterschiedlichen Betriebspunkten mit unterschiedlichen Volumenströmen des Temperiermittels betreibbar. Mit anderen Worten ist die Pumpe dazu ausgebildet, in den genannten, unterschiedlichen Betriebspunkten mit den unterschiedlichen Volumenströmen betrieben zu werden. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt kann die Pumpe in den unterschiedlichen Betriebspunkten betrieben werden, wobei sich die Betriebspunkte in ihren jeweiligen, durch die Pumpe bewirkten Volumenströmen beziehungsweise durch das mittels der Pumpe bewirkte oder bewirkbare Fördern des Temperiermittels bewirkten Volumenströmen des Temperiermittels voneinander unterscheiden. Hierunter ist insbesondere Folgendes zu verstehen: Wird die Pumpe in einen ersten der Betriebspunkte betrieben, so fördert die Pumpe das Temperiermittel derart, dass das Temperiermittel einen ersten Volumenstrom aufweist, mithin mit dem ersten Volumenstrom durch den Strömungspfad hindurchströmt. Wird beispielsweise die Pumpe in einem zweiten der Betriebspunkte betrieben, so fördert die Pumpe das Temperiermittel derart, dass das Temperiermittel einen von dem ersten Volumenstrom unterschiedlichen, zweiten Volumenstrom aufweist, mithin mit dem von dem ersten Volumenstrom unterschiedlichen, zweiten Volumenstrom durch den Strömungspfad hindurchströmt. Der jeweilige Volumenstrom korrespondiert mit einem jeweiligen Massenstrom des Temperiermittels, insbesondere dadurch, dass sich der jeweilige Massenstrom ergibt aus dem jeweiligen Volumenstrom multipliziert mit der Dichte des Temperiermittels. Somit ist unter dem jeweiligen Volumenstrom ein jeweiliger Massenstrom des Temperiermittels zu verstehen beziehungsweise der jeweilige Volumenstrom kann mit einem jeweiligen Massenstrom des Temperiermittels gleichgesetzt werden.
Bei dem Verfahren ist in dem Strömungspfad ein Wärmetauscher angeordnet, welcher in Strömungsrichtung des mittels der Pumpe geförderten und dadurch in eine Strömungsrichtung durch den Strömungspfad und somit durch den Wärmetauscher hindurchströmenden Temperiermittels stromauf des Teilbereiches, insbesondere stromauf der elektrischen Maschine, angeordnet ist. Insbesondere ist der Wärmetauscher in dem Strömungspfad stromab der Pumpe angeordnet. Bei dem Verfahren wird der Wärmetauscher von dem mittels der Pumpe geförderten und dadurch den Strömungspfad durchströmenden Temperiermittel und von einem insbesondere von dem Temperiermittel unterschiedlichen, weiteren Fluid durchströmt. Insbesondere ist das Temperiermittel ein erstes Fluid, wobei das weitere Fluid ein insbesondere von dem ersten Fluid unterschiedliches, zweites Fluid ist.
Über den Wärmetauscher wird Wärme zwischen dem Temperiermittel und dem Fluid ausgetauscht, wodurch das Temperiermittel, insbesondere stromauf des Teilbereichs der Antriebseinheit temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt wird. Mit anderen Worten wird dadurch, dass über den Wärmetauscher Wärme zwischen dem Temperiermittel und dem Fluid ausgetauscht wird, das Temperiermittel auf seinem Weg durch den Strömungspfad und somit von der Pumpe zu dem Teilbereich der Antriebseinheit temperiert. Weist beispielsweise das weitere Fluid eine höhere Temperatur als das Temperiermittel auf, wenn das Temperiermittel und das weitere Fluid durch den Wärmetauscher hindurchströmen, so geht beispielsweise über den Wärmetauscher Wärme von dem weiteren Fluid an oder auf das Temperiermittel über, sodass das Temperiermittel erwärmt wird. Weist beispielsweise das weitere Fluid eine geringere Temperatur als das Temperiermittel auf, wenn das Temperiermittel und das weitere Fluid durch den Wärmetauscher hindurchströmen, so geht beispielsweise über den Wärmetauscher Wärme von dem Temperiermittel an oder auf das weitere Fluid über, wodurch das Temperiermittel gekühlt wird. Somit ist es beispielsweise möglich, mittels des mittels des Wärmetauschers erwärmten Temperiermittels den Teilbereich zu erwärmen. Ferner ist es denkbar, mittels des mittels des Wärmetauschers gekühlten Temperiermittel den Teilbereich der Antriebseinheit zu kühlen.
Um nun den Teilbereich der Antriebseinheit besonders effizient und besonders effektiv temperieren zu können, wird bei dem Verfahren mittels einer elektronischen Recheneinrichtung insbesondere anhand eines auch als Temperaturmodell bezeichneten Rechenmodells für den jeweiligen Betriebspunkt der Pumpe wenigstens ein jeweiliger, zugehöriger, das heißt zu dem jeweiligen Betriebspunkt gehörender Kühlwert berechnet. Der jeweilige Kühlwert charakterisiert eine jeweilige, durch den jeweiligen, zu dem jeweiligen Kühlwert gehörenden Betriebspunkt der Pumpe bewirkbare Temperatur, insbesondere Temperaturänderung und somit Temperierung, des Teilbereichs der Antriebseinheit. Mit anderen Worten, durch, insbesondere theoretisches, Betreiben der Pumpe in dem jeweiligen Betriebspunkt kann eine jeweilige Temperatur, insbesondere Temperaturänderung, des Teilbereichs der Antriebseinheit bewirkt werden, da dann, wenn die Pumpe in dem jeweiligen Betriebspunkt betrieben wird oder würde, die Pumpe das Temperiermittel zu dem Teilbereich hinfördert oder hinfördern würde und insbesondere durch den Teilbereich hindurchfördert oder hindurchfördern würde. Hierdurch wird oder würde in dem jeweiligen Betriebspunkt der Teilbereich der Antriebseinheit mittels des Temperiermittels temperiert, mithin gekühlt oder erwärmt, was zu einer jeweiligen Temperatur, insbesondere Temperaturänderung, des Teilbereichs beziehungsweise der Antriebseinheit führt oder führen würde beziehungsweise was mit einer Temperatur oder Temperaturänderung des Teilbereichs einhergeht oder einhergehen würde oder gleichzusetzen ist oder korrespondiert. Somit ist es insbesondere bei dem Verfahren vorgesehen, dass mittels der Pumpe das Temperiermittel durch den Strömungspfad hindurchgefördert und dadurch hin zu dem Teilbereich, gefördert wird, wobei es insbesondere vorgesehen ist, dass mittels der Pumpe das Temperiermittel durch den Teilbereich hindurchgefördert wird. In der Folge kann ein Wärmeaustausch zwischen dem den Teilbereich durchströmenden Temperiermittel und dem Teilbereich erfolgen, wodurch zumindest der Teilbereich der Antriebseinheit temperiert wird. Weist beispielsweise das Temperiermittel eine geringere Temperatur als der Teilbereich auf, wenn das Temperiermittel durch den Teilbereich hindurchströmt, so kann die Temperatur des Teilbereiches gering gehalten werden, mithin kann der Teilbereich vor einer unerwünschten Erwärmung geschützt werden, und die Temperaturänderung des Teilbereiches ist dann eine Kühlung des Teilbereiches. Weist beispielsweise das Temperiermittel eine höhere Temperatur als der Teilbereich auf, wenn das Temperiermittel durch den Teilbereich hindurchströmt, so kann die Temperatur des Teilbereiches hoch gehalten werden, mithin kann eine unerwünschte Abkühlung oder eine unerwünscht geringe Temperatur des Teilbereiches vermieden werden, und die Temperaturänderung ist dann eine Erwärmung des Teilbereiches. Somit kann mittels des Temperiermittels der Teilbereich auf einer vorteilhaften Temperatur oder in einem vorteilhaften Temperaturbereich gehalten werden, sodass ein besonders leistungsfähiger Betrieb der Antriebseinheit, insbesondere der elektrischen Maschine, realisiert werden kann. Insbesondere ist unter der Temperaturänderung des Teilbereiches ein Unterschied oder eine Differenz zwischen einer ersten Temperatur und einer zweiten Temperatur des Teilbereichs zu verstehen, wobei beispielsweise der Teilbereich der Antriebseinheit die erste Temperatur zu einem ersten Zeitpunkt und/oder in einem ersten der Betriebspunkte und die zweite Temperatur zu einem zweiten Zeitpunkt und/oder in einem zweiten der Betriebspunkte aufweist, sodass beispielsweise die Temperaturänderung aus einer Änderung des Betriebspunkts der Pumpe, das heißt daraus resultiert, dass die Pumpe zunächst in dem ersten Betriebspunkt und dann in dem zweiten Betriebspunkt oder umgekehrt betrieben wird. Insbesondere ist unter der Temperaturänderung ein Maß oder eine Stärke der durch den jeweiligen Betriebspunkt beziehungsweise durch das Temperiermittel bewirkten oder bewirkbaren Temperierung des Teilbereiches zu verstehen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in Abhängigkeit von den berechneten Kühlwerten mittels der elektronischen Recheneinrichtung einer der Betriebspunkte ausgewählt, und die Pumpe wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung in dem ausgewählten Betriebspunkt betrieben, insbesondere geregelt. Beispielsweise wird einer der berechneten Kühlwerte ausgewählt, und mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird die Pumpe in dem Betriebspunkt betrieben, der zu dem ausgewählten Kühlwert gehört. Es ist erkennbar, dass die Berechnung der Kühlwerte eine Vorausberechnung ist, welche durchgeführt wird, um nach dem Durchführen der Vorausberechnung und somit auf Basis der Vorausberechnung einen der Betriebspunkte auszuwählen und die Pumpe in dem ausgewählten Betriebspunkt zu betreiben. Dadurch kann ein übermäßig häufiges Ändern des Betriebspunkts der Pumpe vermieden werden, sodass eine effektive Temperierung auf besonders effiziente Weise darstellbar ist.
Beispielsweise ist der Strömungspfad Bestandteil eines von dem Temperiermittel durchströmbaren Kreislaufs, in welchem auch der Wärmetauscher, die Pumpe und zumindest der Teilbereich der Antriebseinheit, insbesondere zumindest ein Teilbereich der elektrischen Maschine, angeordnet sind. In dem Kreislauf kann auch ein Tank oder Reservoir angeordnet sein, in welchem das Temperiermittel aufnehmbar oder aufgenommen ist.
Um den Teilbereich und somit die Antriebseinheit besonders effektiv und besonders effizient temperieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung in Abhängigkeit von den Kühlwerten eine Zielfunktion eines Optimierungsproblems erstellt wird, dessen Zielfunktion Drehzahlen der Pumpe in den Betriebspunkten als Parameter oder Variablen der Zielfunktion umfasst. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird wenigstens oder vorzugsweise genau ein Extremum der Zielfunktion ermittelt, insbesondere berechnet, und mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird der zu dem ermittelten Extremum gehörende Betriebspunkt ausgewählt. Hierdurch ist es möglich, einerseits den Teilbereich besonders effektiv, das heißt insbesondere stark, temperieren zu können und andererseits die Pumpe möglichst effizient, insbesondere energieeffizient, zu betreiben. Unter den Drehzahlen der Pumpe ist insbesondere Folgendes zu verstehen: Die Pumpe weist beispielsweise ein Pumpengehäuse und ein in dem Pumpengehäuse angeordnetes Förderelement auf. Ferner weist die Pumpe beispielsweise einen Antrieb, insbesondere einen Elektromotor auf. Das Förderelement ist, insbesondere mittels des Antriebs, antreibbar und dadurch um eine Drehachse relativ zu dem Pumpengehäuse drehbar. Durch um die Drehachse relativ zu dem Pumpengehäuse erfolgendes Drehen des Förderelements, mithin durch Antreiben des Förderelements, kann mittels des Förderelements und mittels der Pumpe das Temperiermittel gefördert werden. Beispielsweise wird in dem ersten Betriebspunkt das Förderelement um die Drehachse relativ zu dem Pumpengehäuse mit einer ersten der Drehzahlen gedreht, woraus beispielsweise der erste Volumenstrom des Temperiermittels resultiert. In dem zweiten Betriebspunkt wird beispielsweise das Förderelement um die Drehachse relativ zu dem Pumpengehäuse mit einer zweiten der Drehzahlen gedreht, wobei sich die zweite Drehzahl von der ersten Drehzahl unterscheidet. Hieraus resultiert beispielsweise der zweite Volumenstrom des Temperiermittels. Somit resultieren die unterschiedlichen Volumenströme in den unterschiedlichen Betriebspunkten aus den unterschiedlichen Drehzahlen des Förderelements, mithin der Pumpe. Diesbezüglicher Hintergrund ist insbesondere, dass mit steigender Drehzahl der Pumpe Verluste der Pumpe zunehmen. Wünschenswert ist es daher, die Drehzahl der Pumpe möglichst gering zu halten. Andere Elemente in der auch als Antriebsstrang oder Antriebseinrichtung bezeichneten Antriebseinheit erhöhen ihre Verluste durch erhöhte Ölströmung ebenso; hierzu gehören beispielsweise Scherverluste in dem E-Motor-Spalt und Getriebe-Planschverluste. Andererseits kann beispielsweise der Teilbereich desto stärker temperiert, das heißt desto stärker gekühlt oder desto stärker erwärmt werden, je höher der Volumenstrom ist, mit welchem das Temperiermittel durch den Teilbereich hindurchströmt, wobei der Volumenstrom des Temperiermittels desto höher ist, je höher die Drehzahl der Pumpe ist. Unter dem Ermitteln, insbesondere Berechnen, des Extremums der Zielfunktion ist zu verstehen, dass die Zielfunktion mittels der elektronischen Recheneinrichtung minimiert oder maximiert wird. Hierdurch ist es möglich, ein oder das Optimum der Zielfunktion im Hinblick auf das Temperieren des Teilbereichs, mithin die optimale Temperierung des Teilbereichs zu ermitteln, sodass insbesondere einerseits die Drehzahl der Pumpe möglichst gering gehalten und andererseits der Teilbereich der Antriebseinheit möglichst stark temperiert werden kann.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Zielfunktion die durch die Betriebspunkte bewirkbare Temperaturänderung des Teilbereichs ist, wobei das Extremum ein oder das Optimum aus kleinstmöglicher Drehzahl der Pumpe und größtmöglicher Temperaturänderung des Teilbereichs ist. Somit ist es möglich, den Teilbereich so stark wie möglich zu temperieren, insbesondere zu kühlen, und die Drehzahl der Pumpe so klein wie möglich zu halten, sodass einerseits eine besonders effektive Temperierung der Antriebseinheit und andererseits ein möglichst effizienter Betrieb der Pumpe und somit des Kraftfahrzeugs insgesamt darstellbar sind.
Beispielsweise wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung insbesondere anhand des Rechenmodells für den jeweiligen Betriebspunkt wenigstens ein jeweiliger, zugehöriger Temperaturwert berechnet, welcher eine jeweilige, auch als Austrittstemperatur bezeichnete oder als Austrittstemperatur ausgebildete Bereitstellungstemperatur charakterisiert, mit welcher das Temperierfluid in dem jeweiligen Betriebspunkt von dem Wärmetauscher bereitgestellt wird, insbesondere aus dem Wärmetauscher beispielsweise über einen Austritt des Wärmetauschers ausströmt, wobei mittels der elektronischen Recheneinrichtung der jeweilige, zu dem jeweiligen Betriebspunkt gehörende Kühlwert in Abhängigkeit von dem jeweiligen, zu dem jeweiligen Betriebspunkt gehörenden Temperaturwert berechnet wird. Dadurch können die Kühlwerte besonders präzise ermittelt werden, sodass einerseits die elektrische Maschine effektiv gekühlt und andererseits die Pumpe besonders effizient betrieben werden kann.
Um die Antriebseinheit besonders effektiv temperieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die elektrische Maschine den genannten Rotor mit der genannten Rotorwelle aufweist. Beispielsweise weist die elektrische Maschine auch den genannten Stator auf, mittels welchem der Rotor antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Dadurch, dass durch Antreiben des Rotors die Rotorwelle um die Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Insbesondere kann die elektrische Maschine über ihren Rotor Antriebsdrehmomente zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen.
Dabei hat es sich zur Realisierung einer besonders effektiven Temperierung der Antriebseinheit, insbesondere der elektrischen Maschine, als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn als der Teilbereich zumindest ein Längenbereich der Rotorwelle verwendet wird. Insbesondere ist es denkbar, dass die Pumpe durch das Fördern des Temperiermittels das Temperiermittel durch den Teilbereich und somit durch den Längenbereich, insbesondere durch die gesamte Rotorwelle, hindurchfördert, wodurch die elektrische Maschine effektiv temperiert werden kann.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung, insbesondere anhand des Rechenmodells für den jeweiligen Betriebspunkt wenigstens ein jeweiliger, zugehöriger zweiter Kühlwert berechnet wird, welcher eine jeweilige, durch den jeweiligen, zu dem jeweiligen zweiten Kühlwert gehörenden Betriebspunkt der Pumpe bewirkbare Temperaturänderung eines zweiten Teilbereichs der Antriebseinheit, insbesondere der elektrischen Maschine, charakterisiert. Die vorigen und folgenden Ausführungen zum ersten Teilbereich sind ohne Weiteres auch auf den zweiten Teilbereich übertragbar und umgekehrt. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung wird dabei in Abhängigkeit von den berechneten ersten Kühlwerten und in Abhängigkeit von den berechneten, zweiten Kühlwerten einer der Betriebspunkte ausgewählt, und die Pumpe wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung in dem ausgewählten Betriebspunkt betrieben. Hintergrund dieser Ausführungsform ist, die Antriebseinheit, insbesondere die elektrische Maschine, in die Teilbereiche zu unterteilen, und die jeweilige, durch das Temperiermittel und somit durch den jeweiligen Betriebspunkt bewirkbare Temperierung, mithin Temperaturänderung des jeweiligen Teilbereichs zu ermitteln. Dadurch kann beispielsweise die Antriebseinheit sowohl in dem ersten Teilbereich als auch in dem zweiten Teilbereich vorteilhaft temperiert werden, sodass eine effektive Temperierung der Antriebseinheit darstellbar ist.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn als der erste Teilbereich ein erster Längenbereich der Rotorwelle und als der zweite Teilbereich ein zweiter Längenbereich der Rotorwelle verwendet wird. Hierdurch kann die Antriebseinheit , insbesondere die elektrische Maschine, besonders vorteilhaft temperiert werden.
Beispielsweise wird durch das Fördern des Temperiermittels das Temperiermittel durch den ersten Teilbereich und durch den zweiten Teilbereich hindurchgefördert, sodass ein besonders vorteilhafter Wärmeaustausch zwischen dem Temperiermittel und dem Teilbereich darstellbar ist.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird als das Temperiermittel eine Flüssigkeit, insbesondere ein Öl, verwendet, wodurch die Antriebseinheit besonders vorteilhaft temperiert werden kann.
Schließlich hat es sich zur Realisierung einer besonders vorteilhaften Temperierung des Temperiermittels als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn als das weitere Fluid eine Flüssigkeit verwendet wird. Beispielsweise ist oder umfasst die Flüssigkeit zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, Wasser, sodass ein besonders vorteilhafter Wärmeaustausch zwischen dem Temperiermittel und dem weiteren Fluid darstellbar ist.
Insbesondere ist es denkbar, dass die beispielsweise als Ölpumpe ausgebildete Pumpe und somit der beispielsweise als Ölkreislauf ausgebildete Kreislauf insbesondere mittels der elektronischen Recheneinrichtung zumindest nahezu frei steuerbar oder regelbar ist. Der Volumenstrom und somit eine mittels der Pumpe geförderte und den Strömungspfad, und insbesondere den Kreislauf, durchströmende, auch als Flussmenge oder Ölflussmenge bezeichnete Menge des Temperiermittels ist quasi äquivalent zur auch als Pumpendrehzahl bezeichneten Drehzahl der Pumpe. Insbesondere kann beispielsweise die Pumpe, insbesondere deren Antrieb, mittels der auch als Steuergerät bezeichneten oder aus Steuergerät ausgebildeten, elektronischen Recheneinrichtung geregelt oder gesteuert werden. Beispielsweise umfasst die elektronische Recheneinrichtung das Thermomodell (Rechenmodell), welches beispielsweise in einem insbesondere elektrischen oder elektronischen Speicher, insbesondere Datenspeicher, der elektronischen Recheneinrichtung gespeichert ist. Beispielsweise ist wenigstens ein oder mehrere Temperatursensoren vorgesehen, wobei mittels des jeweiligen Temperatursensors eine jeweilige Temperatur des Temperiermittels erfassbar ist oder erfasst wird. Alternativ oder zusätzlich kann die jeweilige Temperatur modelliert, das heißt mittels eines Rechenmodells berechnet werden. Die jeweilige Temperatur des Temperiermittels wird beispielsweise als Eingangsgröße in das oder für das Thermomodell verwendet, sodass beispielsweise die elektronische Recheneinrichtung anhand des Thermomodells in Abhängigkeit von der jeweiligen, erfassten Temperatur des Temperiermittels den jeweiligen Kühlwert und/oder den jeweiligen Temperaturwert berechnet.
Üblicherweise ist es vorgesehen, dass die elektronische Recheneinrichtung anhand des Rechenmodells und in Abhängigkeit von der jeweiligen, erfassten Temperatur des Temperiermittels sowie beispielsweise in Abhängigkeit von wenigstens einer oder mehreren, weiteren Modellgrößen eine mittels der Pumpe zu fördernde Menge des Temperiermittels berechnet und in Abhängigkeit von der berechneten, mittels der Pumpe zu fördernden Menge des Temperiermittels die Pumpe ansteuert und dadurch die Drehzahl der Pumpe beispielsweise derart einstellt, dass die Pumpe die berechnete Menge des Temperiermittels fördert, das heißt bereitstellt. Steigt nun beispielsweise die Temperatur des Teilbereiches, insbesondere der elektrischen Maschine und ganz insbesondere des Rotors, an, wird, insbesondere meist ab einer Grenztemperatur, die Pumpe derart angesteuert, dass die Drehzahl der Pumpe und somit die Menge des Temperiermittels beziehungsweise dessen Volumenstrom ansteigen, sodass in der Folge der Teilbereich Wärme an das Temperiermittel abgeben kann. Die Rotorwelle kann ähnlich einem Rohr ausgebildet sein oder als Rohr angesehen werden, wobei das Temperiermittel beispielsweise mittels der Pumpe über eine Eintrittsöffnung in die Rotorwelle hineingefördert und über eine Austrittsöffnung aus der Rotorwelle hinausgefördert wird. Mithin kann das Temperiermittel über die Eintrittsöffnung in die Rotorwelle einströmen und über die Austrittsöffnung über die Rotorwelle ausströmen. Beispielsweise ist die Eintrittsöffnung an einer ersten axialen Stirnseite der Rotorwelle angeordnet. Beispielsweise ist die Austrittsöffnung an einer zweiten axialen Stirnseite der Rotorwelle angeordnet, deren zweite axiale Stirnseite in axialer Richtung der Rotorwelle von der ersten axialen Stirnseite abgewandt ist. Ferner ist es denkbar, dass das Temperiermittel in axialer Richtung der Rotorwelle oder in radialer Richtung der Rotorwelle in die Rotorwelle einströmt und/oder das Temperiermittel kann in axialer Richtung der Rotorwelle oder in radialer Richtung der Rotorwelle aus der Rotorwelle ausströmen. Aufgrund eines etwaigen Temperaturunterschieds zwischen dem Temperiermittel und der Rotorwelle beziehungsweise dem Teilbereich kommt es zu einem Wärmeaustausch zwischen dem den Teilbereich durchströmenden Temperiermittel und dem Teilbereich, wodurch der Teilbereich temperiert, das heißt gekühlt oder erwärmt wird. Der Temperaturunterschied wird auch als dT bezeichnet. Der Wärmeaustausch zwischen dem den Teilbereich durchströmenden Temperiermittel und dem Teilbereich (Rotorwelle) erfolgt beispielsweise nach dem Prinzip der insbesondere erzwungenen Konvektion.
Die folgenden Ausführungen beziehen sich insbesondere auf eine Kühlung des Teilbereiches mittels des Temperiermittels: Je höher die auch als Flussgeschwindigkeit bezeichnete Geschwindigkeit, mit welcher das Temperiermittel durch den Teilbereich hindurchströmt, ist, desto mehr Wärme kann das Temperiermittel insbesondere pro Zeiteinheit von dem Teilbereich aufnehmen, wenn das Temperiermittel zum Kühlen des Teilbereiches vorgesehen ist, mithin als Kühlmittel ausgebildet ist oder fungiert. Dann ist es beispielsweise vorgesehen, dass das Temperiermittel mittels des Wärmetauschers gekühlt wird. Eine Austrittstemperatur, mit welcher das Temperiermittel aus dem Teilbereich ausströmt, ist jedoch bei höheren Geschwindigkeiten des Temperiermittels geringer als bei demgegenüber geringeren Geschwindigkeiten, mit welcher das Temperiermittel durch den Teilbereich hindurchströmt, wenn mittels des Temperiermittels der Teilberiech zu kühlen ist oder gekühlt wird. Beispielsweise bei angenommener, konstanter Geschwindigkeit des den Teilbereich durchströmenden Temperiermittels und bei angenommener, konstanter Eintrittstemperatur, mit der das Temperiermittel in den Teilbereich einströmt, erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen dem den Teilbereich durchströmenden Temperiermittel und dem Teilbereich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit welcher das Temperiermittel durch den Teilbereich hindurchströmt, und in Abhängigkeit von einer Austauschfläche, über welche der Wärmeaustausch zwischen dem den Teilbereich hindurchströmenden Temperiermittel und dem Teilbereich erfolgen kann. Je geringer die Geschwindigkeit, mit welcher das Temperiermittel durch den Teilbereich hindurchströmt, ist, desto höher ist die Austrittstemperatur, mit welcher das Temperiermittel aus dem Teilbereich ausströmt (großer Temperaturunterschied zwischen einer Eintrittstemperatur, mit welcher das Temperiermittel in den Teilbereich einströmt, und der Austrittstemperatur). Je höher die auch als Fluss- oder Fließgeschwindigkeit bezeichnete Geschwindigkeit, mit welcher das Temperiermittel durch den Teilbereich hindurchströmt, ist, desto höher ist eine Austrittsgeschwindigkeit, mit welcher das Temperiermittel aus dem Teilbereich ausströmt. Je höher die Geschwindigkeit, mit welcher das Temperiermittel durch den Teilbereich hindurchströmt, ist, desto geringer ist die Austrittstemperatur, mit welcher das Temperiermittel aus dem Teilbereich ausströmt (kleiner Temperaturunterschied zwischen der Austrittstemperatur und der Eintrittstemperatur).
Bei herkömmlichen Lösungen besteht das Problem, dass bei oder mit steigendem Temperierbedarf, insbesondere Kühlbedarf, des Teilbereiches, insbesondere der elektrischen Maschine, die Pumpe so betrieben, insbesondere eingeregelt, wird, dass ein hoher oder ein höherer Volumenstrom in dem Strömungspfad und dabei insbesondere in dem Kreislauf und in dem Teilbereich entsteht, wodurch der Teilbereich vorteilhaft Wärme an das Temperiermittel abgeben oder von dem Temperiermittel aufnehmen kann. Die hohe Flussgeschwindigkeit des Temperiermittels erzeugt beispielsweise bei angenommen konstanter Temperatur im Reservoir einen geringen Temperaturunterschied zwischen einer Wärmetauschereintrittstemperatur, mit welcher das Temperiermittel in den Wärmetauscher einströmt, und einer Wärmetauscheraustrittstemperatur, mit welcher das Temperiermittel aus dem Wärmetauscher ausströmt. Insbesondere dann, wenn das Temperiermittel ein Öl oder das weitere Fluid Wasser ist oder umfasst, ist der Wärmetauscher ein sogenannter ÖI-Wasser-Wärmetauscher (ÖWWT). Ein geringer Temperaturunterschied zwischen der Wärmetauschereintrittstemperatur und der Wärmetauscheraustrittstemperatur führt zu einer relativ hohen Temperatur, mit welcher das Temperiermittel in den Teilbereich, insbesondere in die Rotorwelle, einströmt, woraus eine nur geringe Temperierleistung, insbesondere Kühlleistung, in den Teilbereich resultieren kann im Vergleich zu einer geringeren Wärmetauscheraustrittstemperatur beziehungsweise im Vergleich zu einem größeren Unterschied zwischen der Wärmetauscheraustrittstemperatur und der Wärmetauschereintrittstemperatur. Mit anderen Worten, je höher die Geschwindigkeit ist, mit welcher das Temperiermittel durch den Teilbereich hindurchströmt, desto mehr Wärme wird pro Zeiteinheit mittels des Temperiermittels aus dem Teilbereich abtransportiert (bei einer Kühlung des Teilbereiches) beziehungsweise desto mehr Wärme wird pro Zeiteinheit mittels des Temperiermittels an den Teilbereich übertragen (bei einer Erwärmung des Teilbereiches), aber je höher die Geschwindigkeit ist, mit welcher das Temperiermittel durch den Teilbereich und somit durch den Strömungspfad und durch den Wärmetauscher hindurchströmt, desto höher ist die Wärmetauscheraustrittstemperatur des Temperiermittels, welches beispielsweise mit der Wärmetauscheraustrittstemperatur aus dem Wärmetauscher ausströmt (bei einer Kühlung des Temperiermittels durch den Wärmetauscher), wobei beispielsweise das Temperiermittel mit der Wärmetauscheraustrittstemperatur in den Teilbereich einströmt. Mit anderen Worten ist eine Temperatur wie beispielsweise die zuvor genannte Eintrittstemperatur, mit welcher das Temperiermittel in den Teilbereich einströmt, desto höher, je höher die Wärmetauscheraustrittstemperatur ist, mit welcher das Temperiermittel aus dem Wärmetauscher ausströmt. Es besteht somit ein Zielkonflikt zwischen dem Wunsch, das Temperiermittel mit einem geringeren Volumenstrom beziehungsweise mit einer geringeren Geschwindigkeit durch den Strömungspfad und somit durch den Wärmetauscher und den Teilbereich hindurchzufördern, um eine geringe Wärmetauscheraustrittstemperatur zu realisieren, und dem Wunsch, das Temperiermittel mit einem hohen Volumenstrom beziehungsweise mit einer hohen Geschwindigkeit durch den Teilbereich hindurchzufördern, um pro Zeiteinheit eine hohe Wärmemenge aus dem Teilbereich abzuführen oder in den Teilbereich einzuspeisen. Somit besteht ein Zielkonflikt zwischen dem Wunsch, die Pumpe mit einer geringen Drehzahl zu betreiben, und dem Wunsch, die Pumpe mit einer hohen Drehzahl zu betreiben, da durch eine hohe Drehzahl der Pumpe ein hoher Volumenstrom beziehungsweise eine hohe Geschwindigkeit des Temperiermittels und durch eine demgegenüber geringere oder geringe Drehzahl der Pumpe ein geringer Volumenstrom beziehungsweise eine geringe Geschwindigkeit des Temperiermittels bewirkt werden kann. Eine geringere Geschwindigkeit, mit welcher das Temperiermittel durch den Wärmetauscher hindurchströmt, ist insbesondere deswegen wünschenswert, da dann das Temperiermittel auf seinem Weg durch den Wärmetauscher mittels des weiteren Fluids stark temperiert, insbesondere gekühlt, werden kann.
Der zuvor beschriebene Zielkonflikt kann nun durch das erfindungsgemäße Verfahren aufgelöst werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es nämlich, ein Optimum aus größtmöglicher beziehungsweise stärkstmöglicher Temperierung, insbesondere Kühlung, des Teilbereichs und kleinstmöglicher oder geringstmöglicher Drehzahl der Pumpe, mithin kleinstmöglich oder geringstmöglicher Geschwindigkeit des Temperiermittels zu realisieren. Dadurch kann beispielsweise zum Kühlen des Teilbereichs das Temperiermittel mit einer besonders vorteilhaft geringen Wärmetauscheraustrittstemperatur von dem Wärmetauscher bereitgestellt werden, sodass in der Folge das Temperiermittel mit einer vorteilhaft geringeren Temperatur in den Teilbereich einströmen kann, und andererseits kann das Temperiermittel vorteilhaft schnell, das heißt mit einer vorteilhaft hohen Geschwindigkeit durch den Teilbereich hindurchgefördert werden, sodass beispielsweise beim oder zum Kühlen des Teilbereichs pro Zeiteinheit eine hohe Wärmemenge mittels des Kühlmittels aus dem Teilbereich abtransportiert werden kann.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit der zugehörigen Zeichnung. Dabei zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Maschine einer Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, dessen elektrische Maschine temperiert, das heißt gekühlt oder erwärmt wird; und
2 eine schematische Längsschnittansicht einer Rotorwelle der elektrischen Maschine.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Im Folgenden wird anhand von 1 und 2 ein Verfahren zum Temperieren, das heißt zum Kühlen und/oder Erwärmen zumindest eines Teilbereiches einer elektrischen Antriebseinheit eines auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs erläutert. Die Antriebseinheit weist dabei wenigstens eine elektrische Maschine 1 auf. Das Kraftfahrzeug ist mittels der elektrischen Maschine 1, insbesondere rein, elektrisch antreibbar. Dabei ist es denkbar, dass bei dem Verfahren das Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine 1, insbesondere rein, elektrisch angetrieben wird. Die elektrische Maschine 1 weist einen Stator 2 und einen Rotor 3 auf, welcher mittels des Stators 2 antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse 4 relativ zu dem Stator 2 drehbar ist. Der Rotor 3 weist eine Rotorwelle 5 auf, die durch das beschriebene Antreiben des Rotors 3 antreibbar und dadurch um die Maschinendrehachse 4 relativ zu dem Stator 2 drehbar ist. Die elektrische Maschine 1 kann über ihre Rotorwelle 5 Antriebsdrehmomente zum, insbesondere rein, elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen.
Der genannte, zu temperierende Teilbereich der Antriebseinheit ist oder umfasst zumindest einen Teil oder Teilbereich der elektrischen Maschine 1, sodass bei dem Verfahren die elektrische Maschine 1, das heißt zumindest der Teilbereich der elektrischen temperiert wird. Bei dem Verfahren wird die elektrische Maschine 1 mittels einer Temperiereinrichtung 6 temperiert. Die Temperiereinrichtung 6 umfasst einen Kreislauf 7, welcher von einem Temperiermittel durchströmbar ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Temperiermittel bei dem Verfahren durch den Kreislauf 7 hindurchströmt. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Temperiermittel eine Flüssigkeit, insbesondere ein Öl, sodass, wenn im Folgenden von dem Öl die Rede ist, unter dem Öl das Temperiermittel zu verstehen ist. Im Folgenden wird das Verfahren anhand einer als Kühlung ausgebildeten Temperierung der elektrischen Maschine 1 beschrieben, sodass bei dem Verfahren gemäß dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel die elektrische Maschine 1 mittels des Öls gekühlt wird. Insbesondere wird bei dem Verfahren zumindest die Rotorwelle 5 der elektrischen Maschine 1 mittels des Öls gekühlt, was beispielsweise aus 2 erkennbar ist. Die Rotorwelle 5 weist in ihrem Inneren einen, insbesondere zentralen, vorliegend als Kühlkanal ausgebildeten oder als Kühlkanal fungierenden Temperierkanal 8 auf, welcher auch einfach als Kanal bezeichnet wird und von dem Temperiermittel durchströmbar ist beziehungsweise durchströmt wird. Somit ist beispielsweise der Kanal und somit die Rotorwelle 5 in dem Kreislauf angeordnet. In 2 veranschaulichen Pfeile 9, 10 und 11 das den Kreislauf 7 und somit die Rotorwelle 5 durchströmende Temperiermittel, mittels welchem die Rotorwelle 5 temperiert, vorliegend gekühlt, wird. Insbesondere veranschaulicht der Pfeil 9, dass das Temperiermittel beispielsweise mit einer auch als Welleneintrittstemperatur bezeichneten Eintrittstemperatur in den Kanal und somit in die Rotorwelle 5, insbesondere über eine Eintrittsöffnung des Kanals beziehungsweise der Rotorwelle 5, einströmt. Der Pfeil 11 veranschaulicht beispielsweise, dass das Temperiermittel insbesondere mit einer auch als Wellenaustrittstemperatur bezeichneten Austrittstemperatur, insbesondere über eine Austrittsöffnung des Kanals beziehungsweise der Rotorwelle 5, aus der Rotorwelle 5 beziehungsweise aus dem Kanal ausströmt. Der Pfeil 11 veranschaulicht, dass das Temperiermittel durch den Kanal und somit durch die Rotorwelle 5 hindurchströmt, insbesondere von der Eintrittsöffnung zu der Austrittsöffnung. Bei dem zuvor beschriebenen Kühlen der Rotorwelle 5 erwärmt sich das Temperiermittel auf seinen Weg durch den Kanal von der Eintrittsöffnung zu der Austrittsöffnung, sodass bei dem auch als Kühlfall bezeichneten Kühlen der Rotorwelle 5 die Wellenaustrittstemperatur größer als die Welleneintrittstemperatur ist, mithin das Temperiermittel auf seinem Weg durch den Kanal von der Eintrittsöffnung zu der Austrittsöffnung erwärmt wird. Hierdurch wird die Rotorwelle 5 gekühlt. Ein auch als Differenz, Temperaturdifferenz oder Temperaturunterschied bezeichneter Unterschied zwischen der Wellenaustrittstemperatur und der Welleneintrittstemperatur des Temperiermittels charakterisiert beispielsweise eine Stärke, ein Maß oder einen Grad der Temperierung der Rotorwelle 5, deren Temperierung bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel als ein auch als Kühlung bezeichnetes Kühlen der Rotorwelle 5 und somit der elektrischen Maschine 1 ausgebildet ist. Insbesondere charakterisiert oder beschreibt beispielsweise der Unterschied zwischen der Wellenaustrittstemperatur und der Welleneintrittstemperatur eine durch die Kühlung der Rotorwelle 5 und somit durch das die Rotorwelle 5 durchströmende Temperiermittel bewirkte Temperaturänderung der Rotorwelle 5, wobei dadurch, dass die Rotorwelle 5 bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel gekühlt wird, die Temperaturänderung eine Temperaturverringerung der Rotorwelle 5 ist.
In 2 sind Längenbereiche der Rotorwelle 5 mit I, II und III bezeichnet. Es ist erkennbar, dass die Längenbereiche I und III Teilbereiche der Rotorwelle 5 und somit der elektrischen Maschine 1 sind, wobei die Längenbereiche I, II und III in axialer Richtung der Rotorwelle 5, deren axiale Richtung mit der Maschinendrehachse 4 zusammenfällt, aufeinanderfolgen, mithin aufeinanderfolgend angeordnet sind. Beispielsweise ist der zuvor genannte Teilbereich der elektrischen Maschine 1 der Längenbereich I, wobei die Längenbereiche II und III weitere Teilbereiche der elektrischen Maschine 1 sind.
Aus 1 ist erkennbar, dass der Kanal (Temperierkanal 8) und somit die Rotorwelle 5 und die elektrische Maschine 1 in dem Kreislauf 7 angeordnet sind. Da die Rotorwelle 5 bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel gekühlt wird, ist der Kreislauf 7 ein Kühlkreislauf oder der Kreislauf 7 fungiert oder arbeitet als Kühlkreislauf. Der Kreislauf 7 umfasst eine Zulaufleitung 12 und eine Rücklaufleitung 13. In dem Kreislauf 7 ist auch ein Tank 19 angeordnet, welcher auch als Reservoir bezeichnet wird. In dem Tank 19 kann das vorliegend als Öl ausgebildete und als Kühlmittel fungierende Öl zumindest vorübergehend aufgenommen, mithin gespeichert werden, insbesondere unter Ausbildung eines auch als Sumpf bezeichneten Getriebe- oder Ölsumpfs. Über die Zulaufleitung 12 kann das Öl aus dem Tank 19 zu der Rotorwelle 5 und zu dem Kanal (Temperierkanal 8) geführt werden. Somit kann das Öl aus dem Temperierkanal 8 über die Austrittsöffnung ausströmen und in der Folge in die Rücklaufleitung 13 einströmen und wird mittels der Rücklaufleitung 13 zurück zu dem und in den Tank 19 geführt. Das Öl, welches durch die Zulaufleitung 12 hindurchströmt, kann aus der Zulaufleitung 12 ausströmen und in der Folge die Eintrittsöffnung durchströmen und somit über die Eintrittsöffnung in den Kanal einströmen und in der Folge den Kanal durchströmen und dabei von der Eintrittsöffnung zu der Austrittsöffnung strömen. Ein Teil der Zulaufleitung 12 ist ein Strömungspfad 14, welcher von dem Öl durchströmbar ist beziehungsweise von dem Öl durchströmt wird. Dabei strömt das Öl auf seinem Weg von dem Tank 19 zu dem Kanal durch den Strömungspfad 14.
Die Temperiereinrichtung 6 umfasst auch eine in dem Kreislauf 7, insbesondere in der Zulaufleitung 12, angeordnete Pumpe 15, mittels welcher bei dem Verfahren das Öl durch den Kreislauf 7 und somit durch den Temperierkanal 8, die Zulaufleitung 12 und die Rücklaufleitung 13 hindurchgefördert wird. Da bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel das Temperiermittel ein Öl ist, wird die Pumpe 15 auch als Ölpumpe bezeichnet. Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Pumpe 15 als eine elektrische Pumpe ausgebildet. Die Pumpe 15 weist ein in 1 besonders schematisch dargestelltes Förderelement 16 und ein Pumpengehäuse 17 auf. Außerdem weist die Pumpe 15 einen vorliegend als Elektromotor ausgebildeten und auch als Motor bezeichneten Antrieb 18 auf, mittels welchem das Förderelement 16 antreibbar und dadurch um eine Drehachse relativ zu dem Pumpengehäuse 17 drehbar ist beziehungsweise gedreht wird. Durch Drehen des Förderelements 16 wird mittels des Förderelements 16 und somit mittels der Pumpe 15 das Öl gefördert, und zwar durch den Kreislauf 7.
Die Pumpe 15 kann in unterschiedlichen Betriebspunkten betrieben werden, wobei sich die Betriebspunkte hinsichtlich einer jeweiligen Drehzahl voneinander unterscheiden, mit welcher das Förderelement 16 mittels des Antriebs 18 um die Drehachse relativ zu dem Pumpengehäuse 17 gedreht wird. Mit anderen Worten kann das Förderelement 16 mittels des Antriebs 18 mit unterschiedlichen Drehzahlen um die Drehachse relativ zu dem Pumpengehäuse 17 gedreht werden. Dies bedeutet beispielsweise, dass in einem ersten der Betriebspunkte der Antrieb 18 das Förderelement 16 derart antreibt, dass das Förderelement 16 um die Drehachse relativ zu dem Pumpengehäuse 17 mit einer ersten der Drehzahlen gedreht wird, sodass sich in dem ersten Betriebspunkt das Förderelement 16 mit der ersten Drehzahl um die Drehachse relativ zu dem Pumpengehäuse 17 beziehungsweise dass in dem ersten Betriebspunkt das Förderelement 16 die erste Drehzahl aufweist. In einem zweiten der Betriebspunkte treibt beispielsweise der Antrieb 18 das Förderelement 16 derart an, dass das Förderelement 16 um die Drehachse relativ zu dem Pumpengehäuse 17 mit einer zweiten Drehzahl gedreht wird. Somit dreht sich in dem zweiten Betriebspunkt das Förderelement 16 um die Drehachse relativ zu dem Pumpengehäuse 17 mit der zweiten Drehzahl beziehungsweise in dem zweiten Betriebspunkt weist das Förderelement 16 die zweite Drehzahl auf. Dabei unterscheiden sich die erste Drehzahl und die zweite Drehzahl voneinander, sodass beispielsweise die zweite Drehzahl größer oder kleiner als die erste Drehzahl ist. Durch die jeweilige Drehzahl des Förderelements 16 wird ein jeweiliger Volumenstrom des Öls bewirkt, welches mit dem Volumenstrom durch den Kreislauf 7 und somit durch den Temperierkanal 8, das heißt die Rotorwelle 5, hindurchströmt. Dies bedeutet beispielsweise, dass in dem ersten Betriebspunkt das Öl mit einem ersten der Volumenströme durch den Kreislauf 7 und somit durch den Temperierkanal 8 hindurchströmt, wobei in dem zweiten Betriebspunkt das Öl mit einem zweiten der Volumenströme durch den Kreislauf 7 und somit durch den Temperierkanal 8 hindurchströmt, wobei sich der erste Volumenstrom und der zweite Volumenstrom voneinander unterscheiden. Mit anderen Worten ist der zweite Volumenstrom größer oder kleiner als der erste Volumenstrom. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt strömt in den ersten Betriebspunkt der erste Volumenstrom des Öls und in dem zweiten Betriebspunkt der von dem ersten Volumenstrom unterschiedliche, zweite Volumenstrom des Öls durch den Kreislauf 7 und somit durch den Temperierkanal 8. Dabei ist der Volumenstrom des Öls desto größer, je größer die Drehzahl des Förderelements 16 ist. Ist somit beispielsweise die zweite Drehzahl größer als die erste Drehzahl, so ist der durch die zweite Drehzahl bewirkte, zweite Volumenstrom des Öls größer als der durch die erste Drehzahl bewirkte, erste Volumenstrom des Öls. Es ist erkennbar, dass die Pumpe 15 somit in den unterschiedlichen Betriebspunkten mit unterschiedlichen Volumenströmen des Öls betreibbar ist.
Die Temperiereinrichtung 6 weist außerdem einen in dem Strömungspfad 14 stromauf der elektrischen Maschine 1, insbesondere stromauf der Rotorwelle 5 und ganz insbesondere stromauf des Temperierkanals 8, und stromab der Pumpe 15 angeordneten Wärmetauscher 20 auf, welcher somit von dem Öl durchströmbar ist. Dies bedeutet, dass das Öl auf seinem Weg durch den Strömungspfad 14 von der Pumpe 15 zu der Rotorwelle 5, das heißt zu dem Temperierkanal 8 durch den Wärmetauscher 20 hindurchströmt. Außerdem ist der Wärmetauscher 20 in einem in 1 besonders schematisch dargestellten, zusätzlich zu dem Kreislauf 7 vorgesehenen Fluidkreislauf 21 angeordnet, welcher von einem weiteren Fluid durchströmbar ist oder durchströmt wird. Das Öl ist eine erste Flüssigkeit, wobei das Fluid vorzugsweise eine zweite Flüssigkeit ist. Beispielsweise ist oder umfasst das weitere Fluid zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, Wasser. Da der Wärmetauscher 20 sowohl in dem Kreislauf 7 als auch in dem Fluidkreislauf 21 angeordnet ist, ist der Wärmetauscher 20 sowohl von dem Öl als auch von dem weiteren Fluid durchströmbar. Insbesondere ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass sowohl das Öl als auch das weitere Fluid durch den Wärmetauscher 20 hindurchströmen. Über den Wärmetauscher 20 kann Wärme zwischen dem den Wärmetauscher 20 durchströmenden Öl und dem den Wärmetauscher 20 durchströmenden, weiteren Fluid ausgetauscht werden, sodass über den Wärmetauscher 20 das den Wärmetauscher 20 durchströmende Öl mittels des den Wärmetauscher 20 durchströmenden, weiteren Fluids temperierbar, das heißt zu kühlen oder zu erwärmen ist, insbesondere temperiert wird. Da bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel die Rotorwelle 5 mittels des Öls gekühlt wird, wird bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel das den Wärmetauscher 20 durchströmende Öl über den Wärmetauscher 20 mittels des den Wärmetauscher 20 durchströmenden, weiteren Fluids gekühlt. Dies erfolgt derart, dass Wärme von dem den Wärmetauscher 20 durchströmenden Öl über den Wärmetauscher 20 an das den Wärmetauscher 20 durchströmende, weitere Fluid übergeht. Da sowohl das Öl als auch das weitere Fluid eine jeweilige Flüssigkeit ist, wobei das zweite Fluid vorzugsweise Wasser ist oder umfasst, wird der Wärmetauscher 20 auch als ÖI-Wasser-Wärmetauscher (ÖWWT) bezeichnet. Nachdem das Öl den Temperierkanal 8 durchströmt und somit die Rotorwelle 5 temperiert, vorliegend gekühlt hat, wird das Öl mittels der Rücklaufleitung 13 von dem Temperierkanal 8 und somit von der Rotorwelle 5 zurück in den Tank 19 geführt.
Die Temperiereinrichtung 6 umfasst einen ersten Sensor 22, welcher als ein erster Temperatursensor ausgebildet ist. Mittels des Sensors 22 wird eine Temperatur des den Strömungspfad 14 durchströmenden Öls insbesondere stromab des Wärmetauschers 20 und stromauf des Temperierkanals 8 beziehungsweise der Rotorwelle 5 erfasst. Die Temperatur, die mittels des Sensors 22 erfasst wird, wird auch als erste Temperatur bezeichnet. Beispielsweise handelt es sich bei der ersten Temperatur um die Welleneintrittstemperatur. Es ist erkennbar, dass das Öl die erste Temperatur in dem Kreislauf 7, insbesondere dem Strömungspfad 14, stromabwärts des Wärmetauschers 20 und beispielsweise stromaufwärts des Temperierkanals 8 aufweist. Die Temperiereinrichtung 6 weist alternativ oder zusätzlich einen zweiten Sensor 23 auf, welcher beispielsweise als zweiter Temperatursensor ausgebildet ist. Mittels des Sensors 23 wird eine zweite Temperatur des Öls beispielsweise in dem Tank 19 erfasst, sodass beispielsweise das Öl die zweite Temperatur in dem Tank 19 aufweist. Ferner ist es denkbar, wenigstens eine der Temperaturen zu modellieren, das heißt mittels eines Rechenmodells zu berechnen.
Die Temperiereinrichtung 6 umfasst des Weiteren eine in 1 besonders schematisch dargestellte, elektronische Recheneinrichtung 24, welche auch als Steuergerät bezeichnet wird. Bei dem Verfahren steuert die elektronische Recheneinrichtung 24 die Pumpe 15, insbesondere den Antrieb 18, an, wodurch beispielsweise die Pumpe 15 gesteuert oder aber geregelt wird. Mit anderen Worten ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass die Pumpe 15, insbesondere der Antrieb 18, mittels des Steuergeräts betrieben, das heißt gesteuert oder geregelt wird. Insbesondere ist es bei dem Betreiben der Pumpe 15 vorgesehen, dass das Steuergerät die unterschiedlichen Betriebspunkte und somit die unterschiedlichen Drehzahlen der Pumpe 15 einstellen kann oder einstellt.
Üblicherweise besteht nun folgender Zielkonflikt: Zum einen ist es wünschenswert, dass das Öl möglichst schnell und somit mit einem möglichst hohen Volumenstrom durch den Temperierkanal 8 und somit durch die Rotorwelle 5 hindurchströmt, sodass zum Kühlen der Rotorwelle 5 pro Zeiteinheit eine große Wärmemenge mittels des Öls von der Rotorwelle abtransportiert werden kann. Andererseits ist es wünschenswert, dass das Öl möglichst langsam und somit mit einem möglichst geringen Volumenstrom durch den Wärmetauscher 20 hindurchströmt, sodass das Öl mittels des Wärmetauschers 20 möglichst stark gekühlt wird. Beispielsweise strömt das Öl mit einer Wärmetauschereintrittstemperatur in den Wärmetauscher 20, insbesondere über einen Eintritt des Wärmetauschers 20, ein, und beispielsweise strömt das Öl aus dem Wärmetauscher 20 mit einer Wärmetauscheraustrittstemperatur, insbesondere über einen Austritt des Wärmetauschers 20, aus. Beispielsweise ist die erste Temperatur des Öls die Wärmetauscheraustrittstemperatur, oder die erste Temperatur resultiert aus der Wärmetauscheraustrittstemperatur. Somit weist beispielsweise das Öl die Wärmetauschereintrittstemperatur stromauf des Wärmetauschers 20 und insbesondere stromab der Pumpe 15 auf, und beispielsweise weist das Öl die Wärmetauscheraustrittstemperatur stromab des Wärmetauschers 20 und insbesondere stromauf des Temperierkanals 8 auf, sodass beispielsweise der Wärmetauscher 20 das Öl mit der Wärmetauscheraustrittstemperatur bereitstellt. Daher wird die Wärmetauscheraustrittstemperatur auch als Bereitstellungstemperatur bezeichnet. Da bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel das Öl mittels des Wärmetauschers 20 gekühlt wird, wird die Wärmetauscheraustrittstemperatur geringer als die Wärmetauschereintrittstemperatur des Öls. Ein auch als Differenz, Temperaturunterschied oder Temperaturdifferenz bezeichneter Unterschied zwischen der Wärmetauscheraustrittstemperatur und der Wärmetauschereintrittstemperatur des Öls ist, charakterisiert oder beschreibt eine Stärke, ein Maß oder einen Grad einer mittels des Wärmetauschers 20 bewirkten oder bewirkbaren Temperierung des Öls, wobei dadurch, dass bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel das Öl mittels des Wärmetauschers 20 gekühlt wird, die mittels des Wärmetauschers 20 bewirkte oder bewirkbare Temperierung des Öls ein auch als Kühlung bezeichnetes Kühlen des Öls ist. Je geringer die Wärmetauscheraustrittstemperatur beziehungsweise der Unterschied zwischen der Wärmetauscheraustrittstemperatur und der Wärmetauschereintrittstemperatur ist, desto stärker wird mittels des Wärmetauschers 20 das Öl gekühlt. Je größer der Unterschied zwischen der Wellenaustrittstemperatur und der Welleneintrittstemperatur ist beziehungsweise je höher die Wellenaustrittstemperatur ist, desto stärker wird die Rotorwelle 5 mittels des Öls gekühlt. Im Hinblick auf die mittels des Wärmetauschers 20 bewirkte oder bewirkbare Kühlung des Öls ist es wünschenswert, dass das Öl möglichst langsam, das heißt mit einem möglichst geringen Volumenstrom durch den Wärmetauscher 20 hindurchströmt, um dadurch eine möglichst kleine Wärmetauscheraustrittstemperatur beziehungsweise einen möglichst großen Unterschied zwischen der Wärmetauscheraustrittstemperatur und der Wärmetauschereintrittstemperatur des Öls zu erreichen. Somit besteht der Zielkonflikt insbesondere darin, einerseits eine möglichst große Drehzahl des Förderelements 16 anzustreben, um einen möglichst großen Volumenstrom des Öls durch die Rotorwelle 5 zu bewirken und andererseits eine möglichst geringe Drehzahl des Förderelements 16 einzustellen, um dadurch einen möglichst geringen Volumenstrom des Öls durch den Wärmetauscher 20 zu bewirken beziehungsweise einzustellen. Ein weiterer Vorteil einer möglichst geringen Drehzahl des Förderelements 16 und somit der Pumpe 15 ist, dass mit steigender Drehzahl der Pumpe 15 Verluste der Pumpe 15 und andere Elemente im Ölstrom zunehmen, sodass durch eine geringe Drehzahl der Pumpe 15 Verluste der Pumpe 15 vorteilhaft gering gehalten werden können.
Das zuvor genannte Verfahren kann den Zielkonflikt lösen beziehungsweise dem Zielkonflikt begegnen, sodass mittels des Verfahrens die elektrische Maschine 1 besonders effektiv sowie besonders effizient temperiert, vorliegend gekühlt werden kann. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 24 wird anhand eines auch als Thermomodell bezeichneten und beispielsweise in einem Datenspeicher der elektronischen Recheneinrichtung 24 gespeicherten Rechenmodells für den jeweiligen, einstellbaren Betriebspunkt der Pumpe 15 wenigstens ein jeweiliger, zugehöriger Kühlwert berechnet, welcher eine jeweilige, durch den jeweiligen, zu dem jeweiligen Kühlwert gehörenden Betriebspunkt der Pumpe 15 bewirkbare Temperatur der Rotorwelle 5 charakterisiert, das heißt beschreibt oder angibt. Da bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel die Rotorwelle 5 in die auch als Abschnitte bezeichneten Längenbereiche I, II und III unterteilt wird und somit längenbereichsweise beziehungsweise abschnittsweise betrachtet wird, wird beispielsweise mittels der elektronischen Recheneinrichtung 24 anhand des Rechenmodells für den jeweiligen Betriebspunkt und für den jeweiligen Längenbereich I, II, III wenigstens ein jeweiliger, zugehöriger Kühlwert berechnet, welcher eine jeweilige, durch den jeweiligen, zu dem jeweiligen Kühlwert gehörenden Betriebspunkt der Pumpe 15 bewirkbare Temperatur des jeweiligen Längenbereichs I, II, III charakterisiert. Somit charakterisieren beispielsweise erste der Kühlwerte erste Temperaturen des ersten Längenbereichs I, wobei die ersten Temperaturen durch die Betriebspunkte und somit die zugehörigen Volumenströme bewirkt, das heißt eingestellt werden können. Demzufolge charakterisieren beispielsweise zweite der Kühlwerte zweite Temperaturen des zweiten Längenbereichs II, wobei beispielsweise die zweiten Temperaturen durch die Betriebspunkte der Pumpe 15 und somit die zugehörigen Volumenströme bewirkt, das heißt eingestellt werden können. Demzufolge charakterisieren beispielsweise dritte der Kühlwerte dritte Temperaturen des dritten Längenbereichs III, wobei die dritten Temperaturen durch die Betriebspunkte der Pumpe 15 und somit durch die zugehörigen Volumenströme eingestellt, das heißt bewirkt werden können. Die Berechnung der Kühlwerte ist eine Vorausberechnung, da die Vorausberechnung durchgeführt, mithin die Kühlwerte berechnet werden, bevor einer der Betriebspunkte eingestellt wird, das heißt bevor beispielsweise die Pumpe 15 von einem der Betriebspunkte in einen anderen der Betriebspunkte überführt wird. Dadurch kann eine Vorregelung oder Vorsteuerung realisiert werden.
Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 24 wird in Abhängigkeit von den berechneten Kühlwerten einer der Betriebspunkte ausgewählt. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 24 wird dann die Pumpe 15 angesteuert, wodurch die Pumpe 15 in dem ausgewählten Betriebspunkt betrieben wird.
Beispielsweise charakterisiert oder beschreibt der jeweilige Kühlwert eine jeweilige, durch den jeweiligen, zugehörigen Betriebspunkt und somit den jeweiligen, zugehörigen Volumenstrom bewirkbare Temperaturänderung des jeweiligen Längenbereichs I, II, III. Da bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel die Rotorwelle 5 gekühlt wird, handelt es sich bei der Temperaturänderung um eine Temperaturverringerung, mithin um eine Kühlung des jeweiligen Längenbereichs I, II, III. Beispielsweise wird mittels der elektronischen Recheneinrichtung 24 in Abhängigkeit von den Kühlwerten eine Zielfunktion eines Optimierungsproblems erstellt, dessen Zielfunktion die zu den Betriebspunkten gehörenden Drehzahlen der Pumpe 15 als Parameter umfasst. Dies bedeutet, dass die Drehzahlen der Pumpe 15 Parameter, das heißt Variablen der Zielfunktion sind. Mittels der elektronischen Recheneinrichtung 24 wird wenigstens oder genau ein Extremum der Zielfunktion ermittelt, und mittels der elektronischen Recheneinrichtung 24 wird der zu dem ermittelten Extremum gehörende Betriebspunkt ausgewählt. Insbesondere ist die Zielfunktion die durch die Betriebspunkte bewirkbare Temperatur des jeweiligen Längenbereichs I, II, III, wobei das Extremum ein Optimum aus kleinstmöglicher Drehzahl und kleinstmöglicher oder größtmöglicher Temperatur des jeweiligen Längenbereichs I, II, III ist. Da bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel die Temperierung der Rotorwelle 5 eine Kühlung der Rotorwelle 5, ist das Extremum ein Optimum aus kleinstmöglicher Drehzahl und kleinstmöglicher Temperatur des jeweiligen Längenbereichs I, II, III, sodass bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel die Zielfunktion minimiert wird. Dadurch kann die stärkstmögliche Kühlung der Rotorwelle 5 mit kleinstmöglicher Drehzahl der Pumpe 15, mithin mit kleinstmöglichen Verlusten der Pumpe 15 und mit größtmöglichem Unterschied zwischen der Wärmetauscheraustrittstemperatur und der Wärmetauschereintrittstemperatur realisiert werden, sodass im Hinblick auf das Optimierungsproblem eine oder die optimale Kühlung der Rotorwelle 5 realisiert werden kann.
Handelt es sich beispielsweise bei der Temperierung der Rotorwelle 5 um eine auch als Erwärmen bezeichnete Erwärmung der Rotorwelle 5, welche insbesondere dadurch erwärmbar ist, dass das die Rotorwelle 5 durchströmende Öl eine höhere Temperatur als die Rotorwelle 5 aufweist, so ist das Extremum beispielsweise ein oder das Optimum aus kleinstmöglicher Drehzahl und größtmöglicher Temperatur des jeweiligen Längenbereichs I, II, III. Wird die Rotorwelle 5 mittels des Öls erwärmt, so ist es beispielsweise vorgesehen, dass mittels des Wärmetauschers 20 das Öl erwärmt wird. Wünschenswert dabei ist, dass die Wärmetauscheraustrittstemperatur, die dann größer als die Wärmetauschereintrittstemperatur ist, möglichst groß ist, sodass auch dann ein möglichst großer Unterschied zwischen der Wärmetauscheraustrittstemperatur und der Wärmetauschereintrittstemperatur wünschenswert ist. Dann wird beispielsweise die Zielfunktion maximiert, sodass im Hinblick auf das Optimierungsproblem eine oder die optimale Erwärmung der Rotorwelle 5 darstellbar ist. Einerseits kann das Öl mittels des Wärmetauschers 20 vorteilhaft stark erwärmt werden, sodass das Öl mit einer vorteilhaft hohen Welleneintrittstemperatur in die Rotorwelle 5 einströmt. Andererseits kann das Öl vorteilhaft schnell, das heißt mit einem vorteilhaft hohen Volumenstrom durch die Rotorwelle 5 hindurchgefördert werden, sodass pro Zeiteinheit eine große Wärmemenge in die Rotorwelle 5 mittels des Öls eingespeist, das heißt auf die Rotorwelle 5 übertragen werden kann.
Es ist erkennbar, dass das Verfahren eine besonders effektive und besonders effiziente Temperierung der Rotorwelle 5 ermöglicht.
Beispielsweise sind die unterschiedlichen Längenbereiche I, II und III der Rotorwelle 5 in dem oder durch das Rechenmodell abgebildet, sodass es möglich ist, wahlweise für die Längenbereiche I, II und III eine optimale Temperierung, insbesondere Kühlung, des jeweiligen Längenbereichs I, II, III einzustellen. Dabei kann eine Gewichtung oder Priorisierung der Längenbereiche I, II, III vorgesehen sein, beispielsweise derart, dass beispielsweise durch Auswählen eines zu den ersten Kühlwerten gehörenden Betriebspunkts der erste Längenbereich I durch Auswählen eines der zu den zweiten Kühlwerten gehörenden Betriebspunkts der Längenbereich II und durch Auswählen eines der zu den dritten Kühlwerten gehörenden Betriebspunkts der Längenbereich III im Hinblick auf das Optimierungsproblem optimal temperiert, insbesondere gekühlt, werden kann.
Das Verfahren kann beispielsweise alternativ oder zusätzlich verwendet werden, das Öl und somit den Teilbereich gezielt zu erwärmen und mittels der gezielten Erwärmung des Öls, beispielsweise bei einem Kaltstart, den Zielkonflikt (langsam durch die Rotorwelle und schnell durch den Wärmetauscher 20) aufzulösen. So kann z.B. das Öl schnell temperiert werden, um z.B. die Planschverluste zu minimieren.
Bezugszeichenliste

1: elektrische Maschine
2: Stator
3: Rotor
4: Maschinendrehachse
5: Rotorwelle
6: Temperiereinrichtung
7: Kreislauf
8: Temperierkanal
9: Pfeil
10: Pfeil
11: Pfeil
12: Zulaufleitung
13: Rücklaufleitung
14: Strömungspfad
15: Pumpe
16: Förderelement
17: Pumpengehäuse
18: Antrieb
19: Tank
20: Wärmetauscher
21: Fluidkreislauf
22: erster Sensor
23: zweiter Sensor
24: elektronische Recheneinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 20110214627 A1 [0002]
CN 102815222 B [0002]

Claims

Verfahren zum Temperieren einer wenigstens eine elektrische Maschine (5) aufweisenden, elektrischen Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs, bei welchem: - mittels einer Pumpe (15) ein Temperiermittel durch einen Strömungspfad (14) hindurchgefördert gefördert wird, wobei mittels des Temperiermittels zumindest ein Teilbereich (I) der Antriebseinheit temperiert wird, und wobei die Pumpe (15) in unterschiedlichen Betriebspunkten mit unterschiedlichen Volumenströmen des Temperiermittels betreibbar ist; - in dem Strömungspfad (14) stromauf des Teilbereiches (I) der Antriebseinheit ein Wärmetauscher (20) angeordnet ist, welcher von dem mittels der Pumpe (15) geförderten und den Strömungspfad (14) durchströmenden Temperiermittel und von einem weiteren Fluid durchströmt wird; - über den Wärmetauscher (20) Wärme zwischen dem Temperiermittel und dem weiteren Fluid ausgetauscht wird, wodurch das Temperiermittel temperiert wird; - mittels einer elektronischen Recheneinrichtung (24) für den jeweiligen Betriebspunkt wenigstens ein jeweiliger, zugehöriger Kühlwert berechnet wird, welcher eine jeweilige, durch den jeweiligen, zu dem jeweiligen Kühlwert gehörenden Betriebspunkt der Pumpe (15) bewirkbare Temperatur des Teilbereiches (I) der Antriebseinheit charakterisiert; - mittels der elektronischen Recheneinrichtung (24) in Abhängigkeit von den berechneten Kühlwerten einer der Betriebspunkte ausgewählt wird; und - die Pumpe (15) mittels der elektronischen Recheneinrichtung (24) in dem ausgewählten Betriebspunkt betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: - mittels der elektronischen Recheneinrichtung (24) in Abhängigkeit von den Kühlwerten eine Zielfunktion eines Optimierungsproblems erstellt wird, dessen Zielfunktion Drehzahlen der Pumpe (15) in den Betriebspunkten als Parameter der Zielfunktion umfasst; - mittels der elektronischen Recheneinrichtung (24) wenigstens oder genau ein Extremum der Zielfunktion ermittelt wird; und - mittels der elektronischen Recheneinrichtung (24) der zu dem ermittelten Extremum gehörende Betriebspunkt ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielfunktion die durch die Betriebspunkte bewirkbare Temperatur des Teilbereiches (I) ist, wobei das Extremum ein Optimum aus kleinstmöglicher Drehzahl und kleinstmöglicher oder größtmöglicher Temperatur ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der elektronischen Recheneinrichtung (24) für den jeweiligen Betriebspunkt wenigstens ein jeweiliger, zugehöriger Temperaturwert berechnet wird, welcher eine jeweilige Bereitstellungstemperatur charakterisiert, mit welcher das Temperierfluid in dem jeweiligen Betriebspunkt von dem Wärmetauscher (20) bereitgestellt wird, wobei mittels der elektronischen Recheneinrichtung (24) der jeweilige, zu dem jeweiligen Betriebspunkt gehörende Kühlwert in Abhängigkeit von dem jeweiligen, zu dem jeweiligen Betriebspunkt gehörenden Temperaturwert berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (1) einen Rotor (3) mit einer Rotorwelle (5) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als der Teilbereich (I) zumindest ein Längenbereich (I) der Rotorwelle (5) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: - mittels der elektronischen Recheneinrichtung (24) für den jeweiligen Betriebspunkt wenigstens ein jeweiliger, zugehöriger zweiter Kühlwert berechnet wird, welcher eine jeweilige, durch den jeweiligen, zu dem jeweiligen zweiten Kühlwert gehörenden Betriebspunkt der Pumpe (15) bewirkbare Temperaturänderung eines zweiten Teilbereiches (II) der Antriebseinheit charakterisiert; - mittels der elektronischen Recheneinrichtung (24) in Abhängigkeit von den berechneten ersten Kühlwerten und in Abhängigkeit von den berechneten zweiten Kühlwerten einer der Betriebspunkte ausgewählt wird; und - die Pumpe (15) mittels der elektronischen Recheneinrichtung (24) in dem ausgewählten Betriebspunkt betrieben wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass als der erste Teilbereich (I) ein erster Längenbereich (I) der Rotorwelle (5) und als der zweite Teilbereich (II) ein zweiter Längenbereich (II) der Rotorwelle (5) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als das Temperiermittel eine Flüssigkeit verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als das weitere Fluid eine Flüssigkeit verwendet wird.