DE102023200684A1

DE102023200684A1 - Supply system

Info

Publication number: DE102023200684A1
Application number: DE102023200684.7A
Authority: DE
Inventors: Christian Michel; Florian Staetter; Florian Langenbacher
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2023-01-27
Filing date: 2023-01-27
Publication date: 2024-08-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Versorgungssystem (14), umfassend eine Förderpumpe (15), welcher eine Hauptversorgungsleitung (18) nachgeschaltet und über welche ein flüssiges Kühlmittel in die Hauptversorgungsleitung (18) förderbar ist, wobei die Hauptversorgungsleitung (18) in eine erste Teilversorgungsleitung (28) und eine zweite Teilversorgungsleitung (33) aufzweigt, von welchen die erste Teilversorgungsleitung (28) mit einem Statorkühlkreis (23) verbunden und für eine Zuführung des Kühlmittels zu dem Statorkühlkreis (23) vorgesehen ist, wohingegen die zweite Teilversorgungsleitung (33) mit einem Rotorkühlkreis (24) in Verbindung steht und einer Zuführung des Kühlmittels zu dem Rotorkühlkreis (24) dient. Der ersten Teilversorgungsleitung (28) und/oder der zweiten Teilversorgungsleitung (33) ist je ein Ventil (45) zugeordnet, über welches ein jeweiliger über die jeweilige Teilversorgungsleitung (28) geführter Volumenstrom an Kühlmittel beeinflussbar ist. Zudem ist mindestens eine zu der ersten Teilversorgungsleitung (28) und der zweiten Teilversorgungsleitung (33) separate, weitere Teilversorgungsleitung (29, 32) vorgesehen, die jeweils die Hauptversorgungsleitung (18) mit je einem Mechanikversorgungskreis (25, 26) verbindet, welcher für eine Versorgung je einer Mechanik (40, 41) mit dem Kühlmittel zur Schmierung und/oder Kühlung vorgesehen ist.The invention relates to a supply system (14) comprising a feed pump (15) downstream of which a main supply line (18) is arranged and via which a liquid coolant can be fed into the main supply line (18), wherein the main supply line (18) branches into a first partial supply line (28) and a second partial supply line (33), of which the first partial supply line (28) is connected to a stator cooling circuit (23) and is provided for supplying the coolant to the stator cooling circuit (23), whereas the second partial supply line (33) is connected to a rotor cooling circuit (24) and serves to supply the coolant to the rotor cooling circuit (24). The first partial supply line (28) and/or the second partial supply line (33) are each assigned a valve (45), via which a respective volume flow of coolant guided via the respective partial supply line (28) can be influenced. In addition, at least one further partial supply line (29, 32) is provided, which is separate from the first partial supply line (28) and the second partial supply line (33), and which connects the main supply line (18) to a respective mechanical supply circuit (25, 26) which is provided for supplying a respective mechanical system (40, 41) with the coolant for lubrication and/or cooling.

Description

Die Erfindung betrifft ein Versorgungssystem für eine eine elektrische Maschine aufweisende Vorrichtung, insbesondere für eine elektrisch antreibbare Fahrzeugachse, umfassend eine Förderpumpe, welcher eine Hauptversorgungsleitung nachgeschaltet und über welche ein flüssiges Kühlmittel in die Hauptversorgungsleitung förderbar ist, wobei die Hauptversorgungsleitung in eine erste Teilversorgungsleitung und eine zweite Teilversorgungsleitung aufzweigt, von welchen die erste Teilversorgungsleitung mit einem Statorkühlkreis für einen Stator der elektrischen Maschine verbunden und für eine Zuführung des Kühlmittels zu dem Statorkühlkreis vorgesehen ist, wohingegen die zweite Teilversorgungsleitung mit einem Rotorkühlkreis für einen Rotor der elektrischen Maschine in Verbindung steht und einer Zuführung des Kühlmittels zu dem Rotorkühlkreis dient, und wobei der ersten Teilversorgungsleitung und/oder der zweiten Teilversorgungsleitung je ein Ventil zugeordnet ist, über welches ein jeweiliger über die jeweilige Teilversorgungsleitung geführter Volumenstrom an Kühlmittel beeinflussbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine elektrisch antreibbare Fahrzeugachse mit einem vorgenannten Versorgungssystem.The invention relates to a supply system for a device having an electric machine, in particular for an electrically driven vehicle axle, comprising a feed pump, which is followed by a main supply line and via which a liquid coolant can be fed into the main supply line, wherein the main supply line branches into a first partial supply line and a second partial supply line, of which the first partial supply line is connected to a stator cooling circuit for a stator of the electric machine and is provided for supplying the coolant to the stator cooling circuit, whereas the second partial supply line is connected to a rotor cooling circuit for a rotor of the electric machine and serves to supply the coolant to the rotor cooling circuit, and wherein the first partial supply line and/or the second partial supply line are each assigned a valve via which a respective volume flow of coolant guided via the respective partial supply line can be influenced. Furthermore, the invention relates to an electrically driven vehicle axle with an aforementioned supply system.

Bei elektrisch antreibbaren Fahrzeugachsen ist neben einer Schmierung und Kühlung von mechanischen Komponenten üblicherweise auch eine Kühlung der jeweils vorgesehenen elektrischen Maschine vorzunehmen. Dazu ist die jeweilige elektrische Maschine der jeweiligen Fahrzeugachse zumeist in ein Versorgungssystem eingebunden, in welchem flüssiges Kühlmittel, üblicherweise in Form von Öl, zu einem Stator und zu einem Rotor der elektrischen Maschine geführt werden kann, um hier jeweils eine Kühlung zu realisieren und dadurch einen effektiven Betrieb der elektrischen Maschine zu ermöglichen. Allgemein sind Versorgungssysteme bekannt, bei welchen für eine Versorgung einer elektrischen Maschine ein jeweils zugeführter Volumenstrom an Kühlmittel gesteuert werden kann.In the case of electrically driven vehicle axles, in addition to lubricating and cooling the mechanical components, the respective electrical machine must also be cooled. For this purpose, the respective electrical machine of the respective vehicle axle is usually integrated into a supply system in which liquid coolant, usually in the form of oil, can be fed to a stator and a rotor of the electrical machine in order to achieve cooling in each case and thus enable the electrical machine to operate effectively. Supply systems are generally known in which a volume flow of coolant supplied to an electrical machine can be controlled.

So offenbart die DE 11 2015 007 075 T5 ein Versorgungssystem für eine elektrische Maschine, wobei dieses Versorgungssystem eine Förderpumpe aufweist, über welche flüssiges Kühlmittel aus einem Kühlmittelreservoir angesaugt und einer Hauptversorgungsleitung zugeführt werden kann. Die Hauptversorgungsleitung zweigt im Folgenden in zwei Teilversorgungsleitungen auf, von denen eine einem Statorkühlkreis und eine einem Rotorkühlkreis zugeordnet ist. Innerhalb des Statorkühlkreises wird das Kühlmittel von oben an den Stator der elektrischen Maschine herangeführt und strömt anschließend in das Kühlmittelreservoir, während innerhalb des Rotorkühlkreises über Kanäle in einer Rotorwelle und aufgrund einer Rotation der Rotorwelle eine Zuführung zum Rotor der elektrischen Maschine stattfindet, wobei das Kühlmittel auch hier anschließend in das Kühlmittelreservat zurückgelangt. In der einzelnen Teilversorgungsleitung kann dabei jeweils je ein Ventil vorgesehen sein, über welches ein über die jeweilige Teilversorgungsleitung geführter Volumenstrom an Kühlmittel beeinflusst werden kann.The EN 11 2015 007 075 T5 a supply system for an electrical machine, this supply system having a feed pump, via which liquid coolant can be sucked in from a coolant reservoir and fed to a main supply line. The main supply line then branches off into two partial supply lines, one of which is assigned to a stator cooling circuit and one to a rotor cooling circuit. Within the stator cooling circuit, the coolant is fed to the stator of the electrical machine from above and then flows into the coolant reservoir, while within the rotor cooling circuit, a supply to the rotor of the electrical machine takes place via channels in a rotor shaft and due to a rotation of the rotor shaft, with the coolant also then returning to the coolant reserve. In each individual partial supply line, a valve can be provided via which a volume flow of coolant guided via the respective partial supply line can be influenced.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Versorgungssystem zu schaffen, in welchem einerseits eine Kühlung einer elektrischen Maschine sowie andererseits eine Schmierung und/oder Kühlung von mechanischen Komponenten möglichst flexibel realisierbar sein soll.Based on the prior art described above, the object of the present invention is to create a supply system in which, on the one hand, cooling of an electrical machine and, on the other hand, lubrication and/or cooling of mechanical components can be implemented as flexibly as possible.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Eine elektrisch antreibbare Fahrzeugachse, welche ein erfindungsgemäßes Versorgungssystem umfasst, ist ferner Gegenstand der Ansprüche 13 und 14.This object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The dependent claims that follow thereon each give advantageous further developments of the invention. An electrically driven vehicle axle, which comprises a supply system according to the invention, is also the subject of claims 13 and 14.

Gemäß der Erfindung umfasst ein Versorgungssystem für eine eine elektrische Maschine aufweisende Vorrichtung eine Förderpumpe, welcher eine Hauptversorgungsleitung nachgeschaltet ist und über welche ein flüssiges Kühlmittel in die Hauptversorgungsleitung gefördert werden kann. Die Hauptversorgungsleitung zweigt in eine erste Teilversorgungsleitung und eine zweite Teilversorgungsleitung auf, von welchen die erste Teilversorgungsleitung mit einem Statorkühlkreis für einen Stator der elektrischen Maschine verbunden und für eine Zuführung des Kühlmittels zu dem Statorkühlkreis vorgesehen ist, wohingegen die zweite Teilversorgungsleitung mit einem Rotorkühlkreis für einen Rotor der elektrischen Maschine in Verbindung steht und einer Zuführung des Kühlmittels zu dem Rotorkühlkreis dient. Dabei ist der ersten Teilversorgungsleitung und/oder der zweiten Teilversorgungsleitung je ein Ventil zugeordnet, über welches ein jeweiliger über die jeweilige Teilversorgungsleitung geführter Volumenstrom an Kühlmittel beeinflusst werden kann.According to the invention, a supply system for a device having an electrical machine comprises a feed pump, which is followed by a main supply line and via which a liquid coolant can be fed into the main supply line. The main supply line branches into a first partial supply line and a second partial supply line, of which the first partial supply line is connected to a stator cooling circuit for a stator of the electrical machine and is intended for supplying the coolant to the stator cooling circuit, whereas the second partial supply line is connected to a rotor cooling circuit for a rotor of the electrical machine and is used to supply the coolant to the rotor cooling circuit. The first partial supply line and/or the second partial supply line are each assigned a valve, via which a respective volume flow of coolant guided via the respective partial supply line can be influenced.

Innerhalb des erfindungsgemäßen Versorgungssystems kann also eine Versorgung einer elektrischen Maschine mit einem flüssigen Kühlmittel vorgenommen werden, wobei es sich bei diesem flüssigen Kühlmittel hierbei insbesondere um Öl handelt. Dazu weist das Versorgungssystem eine Hauptversorgungsleitung auf, welche über eine vorgeschaltete Förderpumpe mit dem Kühlmittel gespeist werden kann, wobei die Förderpumpe hierbei bevorzugt das Kühlmittel aus einem Reservoir ansaugt und in die Hauptversorgungsleitung fördert. Dabei sind in der Hauptversorgungsleitung insbesondere noch mindestens ein Filter und/oder ein Wärmetauscher vorgesehen, an welchem eine Temperatur des Kühlmittels durch Wärmeaustausch gesenkt werden kann. Zu Letzterem kann dabei auch ein Bypass vorgesehen sein, in welchem ein Bypassventil angeordnet ist, wobei das Bypassventil ein Strömen von Kühlmittel über den Bypass und damit ein Umgehen des Wärmetauschers in Abhängigkeit einer Temperatur des Kühlmittels insbesondere stufenlos ermöglicht.Within the supply system according to the invention, an electrical machine can be supplied with a liquid coolant, whereby this liquid coolant is in particular oil. For this purpose, the supply system has a main supply line which can be fed with the coolant via an upstream feed pump, whereby the feed pump preferably sucks the coolant from a reservoir. and conveys it into the main supply line. In particular, at least one filter and/or one heat exchanger are provided in the main supply line, where a temperature of the coolant can be reduced by heat exchange. For the latter, a bypass can also be provided, in which a bypass valve is arranged, wherein the bypass valve enables coolant to flow via the bypass and thus bypass the heat exchanger, depending on a temperature of the coolant, in particular in a stepless manner.

Die Hauptversorgungsleitung des erfindungsgemäßen Versorgungssystems zweigt in eine erste Teilversorgungsleitung und eine zweite Teilversorgungsleitung auf, d.h. die Hauptversorgungsleitung geht in eine ersten Teilversorgungsleitung und eine zweiten Teilversorgungsleitung derartig über, dass der der Hauptversorgungsleitung zugeführte Volumenstrom an Kühlmittel anteilsweise diesen Teilversorgungsleitungen zugeführt werden kann.The main supply line of the supply system according to the invention branches into a first partial supply line and a second partial supply line, i.e. the main supply line merges into a first partial supply line and a second partial supply line in such a way that the volume flow of coolant supplied to the main supply line can be partially supplied to these partial supply lines.

Die erste Teilversorgungsleitung steht hierbei mit einem Statorkühlkreis in Verbindung, welcher für die Versorgung eines Bereichs eines Stators der elektrischen Maschine vorgesehen ist. Insbesondere kann dabei innerhalb des Statorkühlkreises neben einer Zuführung von Kühlmittel zum Stator auch eine Zuführung von Kühlmittel zu einem Wickelkopf der elektrischen Maschine und hier bevorzugt mindestens einer Wickelkopfdusche vorgenommen werden. Bei der zweiten Teilversorgungsleitung ist hingegen eine Verbindung mit einem Rotorkühlkreis hergestellt, um hier eine Versorgung eines Bereichs eines Rotors der elektrischen Maschine vorzunehmen. Innerhalb des Rotorkühlkreises findet dabei bevorzugt neben einer Zuführung von Kühlmittel zum Rotor auch eine Zuführung von Kühlmittel zu dem Wickelkopf der elektrischen Maschine und hierbei insbesondere zu einer Wickelkopfkühlung statt.The first partial supply line is connected to a stator cooling circuit, which is intended to supply an area of a stator of the electrical machine. In particular, within the stator cooling circuit, in addition to supplying coolant to the stator, coolant can also be supplied to a winding head of the electrical machine and here preferably at least one winding head shower. In the second partial supply line, on the other hand, a connection is made to a rotor cooling circuit in order to supply an area of a rotor of the electrical machine. Within the rotor cooling circuit, in addition to supplying coolant to the rotor, coolant is also preferably supplied to the winding head of the electrical machine and here in particular to a winding head cooling system.

Im Sinne der Erfindung ist unter einer „Versorgungsleitung“ eine Leitung für eine Führung von Kühlmittel zwischen jeweils zugehörigen Anschlusspunkten zu verstehen. Dabei kann sich die jeweilige Versorgungsleitung aus mehreren Teilabschnitten zusammensetzen. Zudem kann die jeweilige Versorgungsleitung vollständig durch ein Leitungsrohr, vollständig durch einen Kanal, welcher durch ein um liegendes Bauteil, wie ein Gehäuse, definiert ist, oder abschnittsweise durch ein oder mehrere Leitungsrohre sowie abschnittsweise durch ein oder mehrere Kanäle gebildet sein.In the sense of the invention, a "supply line" is understood to mean a line for guiding coolant between respective associated connection points. The respective supply line can be made up of several sections. In addition, the respective supply line can be formed entirely by a line pipe, entirely by a channel which is defined by a surrounding component, such as a housing, or in sections by one or more line pipes and in sections by one or more channels.

Bei dem erfindungsgemäßen Versorgungssystem ist der ersten Teilversorgungsleitung oder der zweiten Teilversorgungsleitung oder sowohl der ersten Teilversorgungsleitung, als auch der zweiten Teilversorgungsleitung je ein Ventil zugeordnet, wobei das je eine Ventil dabei dazu ausgestaltet ist, bei der jeweiligen Teilversorgungsleitung einen hierüber geführten Volumenstrom an Kühlmittel zu beeinflussen. Besonders bevorzugt ist dabei zumindest in der ersten Teilversorgungsleitung ein derartiges Ventil vorgesehen, um eine Beeinflussung des über die erste Teilversorgungsleitung und damit auch über den Statorkühlkreis geführten Volumenstroms an Kühlmittel vorzunehmen.In the supply system according to the invention, a valve is assigned to each of the first partial supply line or the second partial supply line or to both the first partial supply line and the second partial supply line, wherein each valve is designed to influence a volume flow of coolant guided via the respective partial supply line. Particularly preferably, such a valve is provided at least in the first partial supply line in order to influence the volume flow of coolant guided via the first partial supply line and thus also via the stator cooling circuit.

Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass zudem mindestens eine von der ersten Teilversorgungsleitung und der zweiten Teilversorgungsleitung separate, weitere Teilversorgungsleitung vorgesehen ist, die jeweils die Hauptversorgungsleitung mit je einem Mechanikversorgungskreis verbindet, welcher für eine Versorgung mechanischer Komponenten mit dem Kühlmittel zur Schmierung und/oder Kühlung vorgesehen ist. Mit anderen Worten ist also bei dem erfindungsgemäßen Versorgungssystem neben der ersten Teilversorgungsleitung und der zweiten Teilversorgungsleitung noch mindestens eine weitere Teilversorgungsleitung vorgesehen, die jeweils eine Verbindung der Hauptversorgungsleitung zu je einem Mechanikversorgungskreis herstellt. Dabei ist die mindestens eine weitere Teilversorgungsleitung jeweils getrennt zu der ersten Teilversorgungsleitung und der zweiten Teilversorgungsleitung ausgestaltet. Der je eine Mechanikversorgungskreis ist hierbei so ausgebildet, dass innerhalb des Versorgungskreises mechanische Komponenten zur Schmierung oder zur Kühlung oder sowohl zur Schmierung, als auch zur Kühlung mit dem Schmiermittel versorgt werden.The invention now includes the technical teaching that at least one additional partial supply line is provided, separate from the first partial supply line and the second partial supply line, which connects the main supply line to a mechanical supply circuit, which is provided for supplying mechanical components with the coolant for lubrication and/or cooling. In other words, in the supply system according to the invention, in addition to the first partial supply line and the second partial supply line, at least one additional partial supply line is provided, which connects the main supply line to a mechanical supply circuit. The at least one additional partial supply line is designed separately from the first partial supply line and the second partial supply line. The respective mechanical supply circuit is designed in such a way that mechanical components within the supply circuit are supplied with the lubricant for lubrication or cooling or both for lubrication and cooling.

Eine derartige Ausgestaltung eines Versorgungssystems hat dabei den Vorteil, dass durch das getrennte Vorsehen der mindestens einen weiteren Teilversorgungsleitung eine weitgehend unabhängige Versorgung der zugehörigen mechanischen Komponenten in dem je einen Mechanikversorgungskreis mit Kühlmittel vorgenommen werden kann. Dadurch besteht auch die Möglichkeit, bei einer niedrigen Auslastung der elektrischen Maschine eine Versorgung des Statorkühlkreises und/oder des Rotorkühlkreises zu reduzieren oder sogar vollständig zu unterbrechen und hierbei dennoch eine ausreichende Versorgung der mechanischen Komponenten zu realisieren. Dies alles lässt sich dabei mit einem niedrigen Herstellungsaufwand verwirklichen.Such a design of a supply system has the advantage that the separate provision of at least one additional partial supply line allows a largely independent supply of coolant to the associated mechanical components in each mechanical supply circuit. This also makes it possible to reduce or even completely interrupt the supply of the stator cooling circuit and/or the rotor cooling circuit when the electrical machine is under low utilization and still ensure that the mechanical components are adequately supplied. All of this can be achieved with low manufacturing costs.

Bei dem Versorgungssystem der DE 11 2015 007 075 T5 werden mechanische Komponenten in Form von Lagerstellen der Rotorwelle zur Schmierung und Kühlung gemeinsam mit dem Rotor im Rotorkühlkreis versorgt, was jedoch keine zum Rotor unabhängige Versorgung ermöglicht. Insbesondere dann, wenn in der Teilversorgungsleitung des Rotorkühlkreises ein Ventil vorgesehen ist, hat dies bei einer Verringerung des Volumenstroms an Kühlmittel in der Versorgungsleitung des Rotorkühlkreises auch eine verminderte Versorgung der mechanischen Komponenten zur Folge.The supply system of the EN 11 2015 007 075 T5 Mechanical components in the form of bearings on the rotor shaft are supplied for lubrication and cooling together with the rotor in the rotor cooling circuit, which, however, does not allow for a supply independent of the rotor. In particular, if the partial supply line of the rotor cooling circuit, a reduction in the volume flow of coolant in the supply line of the rotor cooling circuit also results in a reduced supply to the mechanical components.

Eine Aufteilung eines über die Hauptversorgungsleitung zugeführten Volumenstroms an Kühlmittel auf die Teilversorgungsleitungen wird abseits einer Betätigung des oder der vorgesehenen Ventile insbesondere über Blenden eingestellt, die durch die jeweils zu versorgenden Komponente selbst abgebildet sind und/oder als separate Elemente in der jeweiligen Versorgungsleitung vorgesehen sind. Beispielhaft kann eine Aufteilung des über die Hauptversorgungsleitung zugeführten Volumenstroms dabei abseits einer Betätigung des oder der vorgesehenen Ventile zu ungefähr 60% auf den Statorkühlkreis, zu ungefähr 19% auf den Rotorkühlkreis und zu ungefähr 21% auf den je einen Mechanikversorgungskreis stattfinden.A distribution of a volume flow of coolant supplied via the main supply line to the partial supply lines is set, apart from the actuation of the valve(s) provided, in particular via orifices that are represented by the respective component to be supplied and/or are provided as separate elements in the respective supply line. For example, a distribution of the volume flow supplied via the main supply line can take place, apart from the actuation of the valve(s) provided, to approximately 60% to the stator cooling circuit, approximately 19% to the rotor cooling circuit and approximately 21% to each of the mechanical supply circuits.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist das je eine Ventil dazu eingerichtet, bei Betätigung ein Strömen von Kühlmittel vollständig zu unterbinden, also einen über das je eine Ventil stattfindenden Volumenstrom zu Null zu setzen. In vorteilhafter Weise kann durch diese vollständige Unterbrechung der Bedarf an Kühlmittel im Versorgungssystem deutlich reduziert und damit entweder den anderen Teilversorgungsleitungen problemlos jeweils ein höherer Teilvolumenstrom zur Verfügung gestellt oder generell eine niedrigere Speisung der Hauptversorgungsleitung mit Kühlmittel vorgenommen werden.According to one embodiment of the invention, each valve is designed to completely stop the flow of coolant when actuated, i.e. to set the volume flow through each valve to zero. This complete interruption can advantageously significantly reduce the need for coolant in the supply system and thus either provide the other partial supply lines with a higher partial volume flow without any problem or generally supply the main supply line with less coolant.

In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist das je eine Ventil als je ein druckgesteuertes Sitzventil ausgeführt, wobei es sich hierbei insbesondere um ein federbelastetes Sitzventil und besonders bevorzugt um ein Tellerventil handelt. Hierdurch kann das je eine Ventil mit niedrigem Fertigungsaufwand vorgesehen werden, wobei eine Betätigung des jeweiligen Ventils dabei über den in der jeweiligen Teilversorgungsleitung vorherrschenden Druck erfolgt, so dass eine zusätzliche Aktuatorik entfallen kann. Insbesondere ist das je eine druckgesteuertes Sitzventil vollständig in die jeweils zugehörige Teilversorgungsleitung integriert, wodurch sich ein kompakter Aufbau verwirklichen lässt.In a further development of the aforementioned embodiment, each valve is designed as a pressure-controlled seat valve, which is in particular a spring-loaded seat valve and particularly preferably a disk valve. This means that each valve can be provided with low manufacturing costs, with the respective valve being actuated via the pressure prevailing in the respective partial supply line, so that additional actuators can be omitted. In particular, each pressure-controlled seat valve is fully integrated into the respective associated partial supply line, which allows a compact structure to be achieved.

Alternativ dazu ist das je eine Ventil als je ein druckgesteuertes Schieberventil ausgeführt, wodurch sich ebenfalls eine geeignete Anordnung eines Ventils im Bereich der jeweiligen Teilversorgungsleitung verwirklichen lässt. Weiter alternativ dazu kann das je eine Ventil auch als je ein Magnetventil ausgestaltet sein, was den Vorteil mit sich bringt, dass über einen zugehörigen Aktuator eine Betätigung des jeweiligen Ventils unabhängig vorgenommen werden kann.Alternatively, each valve is designed as a pressure-controlled slide valve, which also allows a suitable arrangement of a valve in the area of the respective partial supply line. Alternatively, each valve can also be designed as a solenoid valve, which has the advantage that the respective valve can be operated independently via an associated actuator.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist im Bereich des je einen Ventils eine Einrichtung vorgesehen, über welche ein an dem je einen Ventil auftretender Druckabfall zumindest weitestgehend kompensiert werden kann. Dadurch kann abseits einer Betätigung des Ventils ein Einfluss des Ventils auf den über die zugehörige Teilversorgungsleitung geführten Volumenstrom möglichst weit reduziert werden.According to an advantageous embodiment of the invention, a device is provided in the area of each valve, by means of which a pressure drop occurring at each valve can be compensated at least to the greatest extent possible. As a result, the influence of the valve on the volume flow guided via the associated partial supply line can be reduced as much as possible, apart from actuation of the valve.

Es ist eine Ausführungsform der Erfindung, dass sowohl in der in der ersten Teilversorgungsleitung, als auch in der zweiten Teilversorgungsleitung jeweils ein Ventil vorgesehen ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, bei beiden Teilversorgungsleitungen jeweils den hierüber geführten Volumenstrom an Kühlmittel und damit auch die Versorgung des je zugehörigen Versorgungskreises zu beeinflussen.One embodiment of the invention provides a valve in both the first partial supply line and the second partial supply line. This makes it possible to influence the volume flow of coolant carried through both partial supply lines and thus also the supply of the respective associated supply circuit.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Förderpumpe als regelbare Pumpe ausgeführt, bei welcher ein aktueller Fördervolumenstrom in Abhängigkeit eines aktuellen Bedarfs an Kühlmittel eingestellt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass somit ein Überschuss an Kühlmittel im Versorgungssystem möglichst niedrig gehalten werden kann. Aufgrund des in der ersten Teilversorgungsleitung und/oder in der zweiten Teilversorgungsleitung vorgesehenen Ventils bzw. der vorgesehenen Ventile kann dadurch dann, wenn im Bereich der elektrischen Maschine aufgrund des aktuellen Betriebs eine niedrige oder gar keine Versorgung mit Kühlmittel notwendig ist, ein niedrigerer Fördervolumenstrom eingestellt und dieser im Folgenden zumindest weitestgehend dem mindestens einen Mechanikversorgungskreis zugeführt werden.In a further development of the invention, the feed pump is designed as a controllable pump in which a current delivery volume flow can be set depending on a current need for coolant. This has the advantage that an excess of coolant in the supply system can be kept as low as possible. Due to the valve or valves provided in the first partial supply line and/or in the second partial supply line, a lower delivery volume flow can be set when a low or no supply of coolant is required in the area of the electrical machine due to current operation, and this can then be fed at least largely to the at least one mechanical supply circuit.

Bei Kombination der beiden vorgenannten Varianten der Erfindung gemeinsam mit der Ausführungsform der Erfindung, nach welcher das je eine Ventil dazu eingerichtet ist, bei Betätigung ein Strömen von Kühlmittel vollständig zu unterbrechen, kann dann in Abhängigkeit des aktuellen Fördervolumenstroms eine Aufteilung auf die Teilversorgungsleitungen variiert werden. So sind bei einem aktuellen Fördervolumenstrom im Bereich von 0 bis 15% eines maximalen Fördervolumenstroms der Förderpumpe der Statorkühlkreis und der Rotorkühlkreis von der Hauptversorgungsleitung getrennt, so dass weder der Statorkühlkreis, noch der Rotorkühlkreis mit Kühlmittel versorgt werden. Bei einem aktuellen Fördervolumenstrom im Bereich von 15% bis 30% des maximalen Fördervolumenstroms der Förderpumpe ist der Statorkühlkreis von der Hauptversorgungsleitung getrennt, wodurch lediglich bei dem Statorkühlkreis eine Versorgung mit Kühlmittel unterbrochen ist, während der Rotorkühlkreis versorgt wird. Dagegen ist bei einem aktuellen Fördervolumenstrom im Bereich von über 30% des maximalen Fördervolumenstroms der Förderpumpe weder der Statorkühlkreis, noch der Rotorkühlkreis von der Hauptversorgungsleitung getrennt, so dass in diesem Fall sowohl der Statorkühlkreis, als auch der Rotorkühlkreis mit Kühlmittel versorgt werden.When combining the two aforementioned variants of the invention together with the embodiment of the invention, according to which each valve is designed to completely interrupt the flow of coolant when actuated, a distribution to the partial supply lines can then be varied depending on the current delivery volume flow. Thus, with a current delivery volume flow in the range of 0 to 15% of a maximum delivery volume flow of the feed pump, the stator cooling circuit and the rotor cooling circuit are separated from the main supply line, so that neither the stator cooling circuit nor the rotor cooling circuit are supplied with coolant. With a current delivery volume flow in the range of 15% to 30% of the maximum delivery volume flow of the feed pump, the stator cooling circuit is separated from the main supply line, whereby only the stator cooling circuit is interrupted by the supply of coolant, while the rotor cooling circuit supplies In contrast, with a current delivery volume flow in the range of more than 30% of the maximum delivery volume flow of the feed pump, neither the stator cooling circuit nor the rotor cooling circuit are separated from the main supply line, so that in this case both the stator cooling circuit and the rotor cooling circuit are supplied with coolant.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist eine dritte Teilversorgungsleitung mit einem ersten Mechanikversorgungskreis verbunden und zweigt von der Hauptversorgungsleitung an einer Stelle ab, an welcher auch die erste Teilversorgungsleitung und eine Versorgungsleitung abzweigen. Dabei zweigt die Versorgungsleitung im Folgenden in die zweite Teilversorgungsleitung und eine vierte Teilversorgungsleitung auf, die mit einem zweiten Mechanikversorgungskreis verbunden ist. Hierdurch kann innerhalb des Versorgungssystems eine geeignete Versorgung unterschiedlicher mechanischer Komponenten erreicht werden. Insbesondere werden dabei im ersten Mechanikversorgungskreis mechanische Komponenten, wie Verzahnungen, Lager, Dichtungen, und Ähnliches zur Schmierung und Kühlung mit Kühlmittel versorgt, während im zweiten Mechanikversorgungskreis eine Versorgung weiterer mechanischer Komponenten, wie beispielsweise Trennkupplungen, eine Parksperre, und Ähnliches vollzogen werden kann.According to one embodiment of the invention, a third partial supply line is connected to a first mechanical supply circuit and branches off from the main supply line at a point where the first partial supply line and a supply line also branch off. The supply line then branches off into the second partial supply line and a fourth partial supply line, which is connected to a second mechanical supply circuit. This makes it possible to achieve a suitable supply of different mechanical components within the supply system. In particular, in the first mechanical supply circuit, mechanical components such as gears, bearings, seals, and the like are supplied with coolant for lubrication and cooling, while in the second mechanical supply circuit, other mechanical components such as separating clutches, a parking lock, and the like can be supplied.

Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass jeweils parallel zu dem je einen Ventil jeweils ein Bypass vorgesehen ist. Dadurch kann in der jeweiligen Teilversorgungsleitung auch im betätigten Zustand des jeweiligen Ventils über diesen Bypass eine gewisse Grundversorgung mit Kühlmittel aufrechterhalten werden.A further possible embodiment of the invention is that a bypass is provided parallel to each valve. This means that a certain basic supply of coolant can be maintained in the respective partial supply line via this bypass even when the respective valve is actuated.

Gegenstand der Erfindung ist zudem eine elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse, welche neben einem Versorgungssystem gemäß einer oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Varianten eine elektrische Maschine umfasst. Ein Stator der elektrischen Maschine steht dabei mit dem Statorkühlkreis des Versorgungssystems in Verbindung, während ein Rotor der elektrischen Maschine mit dem Rotorkühlkreis des Versorgungssystems verbunden ist. Entsprechend einer Weiterbildung dieser Fahrzeugachse handelt es sich bei der Fahrzeugachse dann um eine Hilfsachse, die dafür vorgesehen ist, in einem Fahrzeugantriebsstrang bedarfsweise als Antriebsachse zuschaltbar zu sein. Da eine derartige Hilfsachse somit nur in bestimmten Fahrsituationen zugeschaltet und dementsprechend dann auch nur ein Betrieb der zugehörigen elektrischen Maschine vollzogen wird, können dann über das erfindungsgemäße Versorgungssystem Verluste niedrig gehalten werden, die ihre Ursache in einer übermäßigen Förderung von Kühlmittel und auch in Schleppverlusten aufgrund eines Laufens von rotierenden Komponenten in Kühlmittel haben können. Dabei wird bei Verwendung des erfindungsgemäßen Versorgungssystems stets dennoch eine ausreichende Versorgung mechanischer Komponenten sichergestellt.The invention also relates to an electrically driven vehicle axle which, in addition to a supply system according to one or more of the variants described above, comprises an electric machine. A stator of the electric machine is connected to the stator cooling circuit of the supply system, while a rotor of the electric machine is connected to the rotor cooling circuit of the supply system. According to a further development of this vehicle axle, the vehicle axle is then an auxiliary axle which is intended to be switched on as a drive axle in a vehicle drive train as required. Since such an auxiliary axle is thus only switched on in certain driving situations and accordingly only the associated electric machine is operated, losses can be kept low via the supply system according to the invention, which can be caused by excessive delivery of coolant and also by drag losses due to rotating components running in coolant. When using the supply system according to the invention, a sufficient supply of mechanical components is always ensured.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer elektrisch antreibbaren Fahrzeugachse entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
2 ein Versorgungssystem der Fahrzeugachse aus 1, entsprechend einer ersten Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung; und
3 ein Versorgungssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Advantageous embodiments of the invention, which are explained below, are shown in the drawings. It shows:

1 a schematic view of a motor vehicle with an electrically driven vehicle axle according to a preferred embodiment of the invention;
2 a supply system for the vehicle axle 1 , according to a first embodiment of the invention; and
3 a supply system according to a second embodiment of the invention.

Aus 1 geht eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs 1 hervor, in dessen Kraftfahrzeugantriebsstrang 2 zwei Antriebsachsen 3 und 4 vorgesehen sind. Während die Antriebsachse 3 hierbei als lenkbare Vorderachse des Kraftfahrzeugs 1 konzipiert ist, handelt es sich bei der Antriebsachse 4 um eine ungelenkte Hinterachse. Der Antriebsachse 3 ist eine Antriebsmaschine 5 zugeordnet, bei welcher es sich um eine Brennkraftmaschine oder auch eine elektrische Maschine handeln kann und die über ein - vorliegend nicht weiter gezeigtes - Querdifferential mit Antriebsrädern der Antriebsachse 3 gekoppelt werden kann oder gekoppelt ist.Out of 1 shows a schematic view of a motor vehicle 1 in whose motor vehicle drive train 2 two drive axles 3 and 4 are provided. While the drive axle 3 is designed as a steerable front axle of the motor vehicle 1, the drive axle 4 is an unsteered rear axle. The drive axle 3 is assigned a drive machine 5, which can be an internal combustion engine or an electric machine and which can be or is coupled to drive wheels of the drive axle 3 via a transverse differential (not shown here).

Auch der Antriebsachse 4 ist eine Antriebsmaschine in Form einer elektrischen Maschine 6 angeordnet, welche sich aus einem Stator 7 und einem Rotor 8 zusammensetzt. Der Rotor 8 ist hierbei mit einer Rotorwelle 9 verbunden, die über eine zwischenliegende Trennkupplung 10 mit einer Eingangsseiten eines nachgeschalteten Querdifferentials 11 gekoppelt werden kann. Über das Querdifferential 11 findet dabei auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise eine Verteilung einer in das Querdifferential 11 eingeleiteten Antriebsbewegung auf Antriebsräder 12 und 13 der Antriebsachse 4 statt.The drive axle 4 is also provided with a drive machine in the form of an electric machine 6, which is composed of a stator 7 and a rotor 8. The rotor 8 is connected to a rotor shaft 9, which can be coupled to an input side of a downstream transverse differential 11 via an intermediate separating clutch 10. A drive movement introduced into the transverse differential 11 is distributed to drive wheels 12 and 13 of the drive axle 4 via the transverse differential 11 in a manner known in principle to those skilled in the art.

Aufgrund der Zuschaltbarkeit der elektrischen Maschine 6 über die zwischenliegende Trennkupplung 10 ist die Antriebsachse 4 im Kraftfahrzeugantriebsstrang 2 des Kraftfahrzeuges 1 als Hilfsachse vorgesehen, welche nur bedarfsweise für einen Antrieb des Kraftfahrzeuges 1 genutzt und dann gezielt zugeschaltet wird. Hingegen handelt es sich bei der Antriebsachse 3 um eine permanent angetriebene Achse des Kraftfahrzeuges 1.Due to the ability to connect the electric machine 6 via the intermediate separating clutch 10, the drive axle 4 in the motor vehicle drive train 2 of the motor vehicle 1 is provided as an auxiliary axle, which is only used when required to drive the motor vehicle 1 and is then connected specifically. The drive axle 3, on the other hand, is a permanently driven axle of the motor vehicle 1.

Zur Kühlung der elektrischen Maschine 6 und auch zur Schmierung und Kühlung von mechanischen Komponenten der Antriebsachse 4 ist die Antriebsachse 4 mit einem Versorgungssystem 14 ausgestattet, welches in 2 schematisch dargestellt und entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung ausgestaltet ist. Dieses Versorgungssystem 14 umfasst eine regelbare Förderpumpe 15, über welche Kühlmittel in Form von Öl aus einem Reservoir 16 über einen saugseitig sitzenden Saugfilter 17 angesaugt und in eine Hauptversorgungsleitung 18 gefördert werden kann. Hierbei kann bei der Förderpumpe 15 ein aktueller Fördervolumenstrom an Kühlmittel stufenlos eingestellt werden.For cooling the electrical machine 6 and also for lubrication and cooling of mechanical ical components of the drive axle 4, the drive axle 4 is equipped with a supply system 14, which in 2 shown schematically and designed according to a first embodiment of the invention. This supply system 14 comprises a controllable feed pump 15, via which coolant in the form of oil can be sucked in from a reservoir 16 via a suction filter 17 on the suction side and fed into a main supply line 18. In this case, a current delivery volume flow of coolant can be continuously adjusted in the feed pump 15.

Der Förderpumpe 15 nachgeschaltet ist in der Hauptversorgungsleitung 18 dann zudem ein Druckfilter 19 vorgesehen, im Anschluss an welchem das in die Hauptversorgungsleitung 18 geförderte Kühlmittel über einen Wärmetauscher 20 geführt und hierüber durch Wärmeaustausch mit der Umgebung gekühlt werden kann. Vorgeschaltet zu diesem Wärmetauscher 20 ist in der Hauptversorgungsleitung 18 ferner ein Bypassventil 21 angeordnet, über welches das Kühlmittel über den Wärmetauscher 20 geleitet und auch unter Umgehung des Wärmetauschers 20 über einen Bypass 22 geführt werden kann. Das Bypassventil 21 ist hierbei als Proportionalventil gestaltet, so dass neben absoluten Schaltstellungen, in welchen eine reine Zuführung zum Wärmetauscher 20 und eine reine Umgehung des Wärmetauschers 20 stattfindet, in Zwischenstellungen des Bypassventils 21 auch ein Teil des Kühlmittels über den Wärmetauscher und ein Teil des Kühlmittels über den Bypass 22 geleitet werden kann. Eine Stellung des Bypassventils 21 wird dabei in Abhängigkeit einer aktuellen Temperatur des Kühlmittels eingestellt.Downstream of the feed pump 15, a pressure filter 19 is also provided in the main supply line 18, after which the coolant fed into the main supply line 18 is led through a heat exchanger 20 and can be cooled by heat exchange with the environment. Upstream of this heat exchanger 20, a bypass valve 21 is also arranged in the main supply line 18, via which the coolant can be led through the heat exchanger 20 and also through a bypass 22, bypassing the heat exchanger 20. The bypass valve 21 is designed as a proportional valve, so that in addition to absolute switching positions, in which there is pure supply to the heat exchanger 20 and pure bypassing of the heat exchanger 20, in intermediate positions of the bypass valve 21, part of the coolant can also be led through the heat exchanger and part of the coolant through the bypass 22. A position of the bypass valve 21 is adjusted depending on the current temperature of the coolant.

Über die Hauptversorgungsleitung 18 kann das Kühlmittel einem Statorkühlkreis 23, einem Rotorkühlkreis 24 und zwei Mechanikversorgungskreisen 25 und 26 zugeführt werden. Dazu zweigt die Hauptversorgungsleitung 18 an eine Aufzweigung 27 in eine Teilversorgungsleitung 28, eine Teilversorgungsleitung 29 und eine Versorgungsleitung 30 auf, welche sich zudem an einer weiteren Aufzweigung 31 in zwei Teilversorgungsleitungen 32 und 33 gabelt.The coolant can be supplied to a stator cooling circuit 23, a rotor cooling circuit 24 and two mechanical supply circuits 25 and 26 via the main supply line 18. For this purpose, the main supply line 18 branches off at a branch 27 into a partial supply line 28, a partial supply line 29 and a supply line 30, which also branches off at a further branch 31 into two partial supply lines 32 and 33.

Im Bereich der Aufzweigung 27 ist die dem Statorkühlkreis 23 zugeordnete Teilversorgungsleitung 28 mit einer Blende 34 versehen, über welche ein dem Statorkühlkreis 23 zugeführter Volumenstrom an Kühlmittel eingestellt ist. Innerhalb des Statorkühlkreises 23 werden dabei zur Kühlung des Stators 7 der elektrischen Maschine 6 parallel eine Statorkühlung 35, Wickelkopfduschen 36 und 37 sowie eine weitere Blende 38 mit Kühlmittel versorgt, bevor dieses über eine Rückführleitung 39 zurück in das Reservoir 16 geführt wird.In the area of the branch 27, the partial supply line 28 assigned to the stator cooling circuit 23 is provided with an orifice 34, via which a volume flow of coolant supplied to the stator cooling circuit 23 is set. Within the stator cooling circuit 23, a stator cooling system 35, winding head showers 36 and 37 and a further orifice 38 are supplied with coolant in parallel to cool the stator 7 of the electrical machine 6, before this is led back into the reservoir 16 via a return line 39.

Hingegen wird der Mechanikversorgungskreis 25 über die Teilversorgungsleitung 29 mit Kühlmittel versorgt, was dabei aufgrund der Aufzweigung 27 separat zu der Teilversorgungsleitung 28 und auch der Versorgungsleitung 30 stattfindet. Innerhalb des Mechanikversorgungskreises 25 wird dabei eine Mechanik 40 zur Schmierung und/oder Kühlung mit dem Kühlmittel versorgt, wobei es sich dabei bei der Mechanik 40 um Zahneingriffe insbesondere des Querdifferentials 11, Lagerstellen, Dichtungen, etc. der Antriebsachse 4 handelt. Im Anschluss an eine Versorgung der Mechanik 40 wird das Kühlmittel dann ebenfalls wieder in das Reservoir 16 zurückgeleitet.In contrast, the mechanical supply circuit 25 is supplied with coolant via the partial supply line 29, which takes place separately from the partial supply line 28 and also the supply line 30 due to the branch 27. Within the mechanical supply circuit 25, a mechanism 40 is supplied with the coolant for lubrication and/or cooling, whereby the mechanism 40 involves tooth engagements, in particular of the transverse differential 11, bearings, seals, etc. of the drive axle 4. After supplying the mechanism 40, the coolant is then also returned to the reservoir 16.

Auch innerhalb des Mechanikversorgungskreis 26 findet eine Versorgung mit Kühlmittel statt, was dabei über die Teilversorgungsleitung 32 separat zu den sonstigen Teilversorgungsleitungen 28, 29 und 33 vollzogen ist. In dem Mechanikversorgungskreis 26 wird dabei ebenfalls eine Mechanik 41 zur Schmierung und Kühlung mit dem Kühlmittel versorgt, wobei es sich bei dieser Mechanik 41 um weitere mechanische Komponenten, wie insbesondere die Trennkupplung 10, eine Parksperre, etc. der Fahrzeugachse 4 handelt. Auf die Versorgung folgend wird das dem Mechanikversorgungskreis 26 zugeführte Kühlmittel dann erneut in das Reservoir 16 zurückgeführt.A supply of coolant also takes place within the mechanical supply circuit 26, which is carried out via the partial supply line 32 separately from the other partial supply lines 28, 29 and 33. In the mechanical supply circuit 26, a mechanism 41 for lubrication and cooling is also supplied with coolant, whereby this mechanism 41 is further mechanical components, such as in particular the separating clutch 10, a parking lock, etc. of the vehicle axle 4. Following the supply, the coolant supplied to the mechanical supply circuit 26 is then returned to the reservoir 16.

Innerhalb des Rotorkühlkreises 24 wird eine Rotor- und Wickelkopfkühlung 42 mit dem Kühlmittel versorgt, bevor das Kühlmittel an einer Zusammenführung 43 gemeinsam mit dem aus dem Statorkühlkreis 23 zurückgeführten Kühlmittel über die Rückführleitung 39 in das Reservoir 16 zurückgeleitet wird. In der Rückführleitung 39 ist dabei zudem ein Temperatursensor 44 vorgesehen.Within the rotor cooling circuit 24, a rotor and winding head cooling system 42 is supplied with the coolant before the coolant is returned to the reservoir 16 via the return line 39 at a junction 43 together with the coolant returned from the stator cooling circuit 23. A temperature sensor 44 is also provided in the return line 39.

In der Teilversorgungsleitung 28 ist ferner ein Ventil 45 vorgesehen, welches dabei als druckgesteuertes Sitzventil ausgeführt ist, wobei diese Drucksteuerung dabei durch eine entsprechende Federbelastung eines Ventilkörpers des Ventils 45 realisiert ist. Das Ventil 45, welches bevorzugt als Tellerventil vorliegt, ist dabei vollständig in die Teilversorgungsleitung 28 integriert und sorgt bei Unterschreitung einer über die Federbelastung definierten Druckschwelle und damit auch einer Schwelle an in die Teilversorgungsleitung 28 geführtem Volumenstrom dafür, dass der Statorkühlkreis 23 vollständig von der Hauptversorgungsleitung 18 getrennt ist. Dies hat dementsprechend eine Steigerung der den Teilversorgungsleitungen 29, 32 und 33 zugeführten Volumenströme an Kühlmittel zur Folge.A valve 45 is also provided in the partial supply line 28, which is designed as a pressure-controlled seat valve, wherein this pressure control is implemented by a corresponding spring load on a valve body of the valve 45. The valve 45, which is preferably a disk valve, is fully integrated into the partial supply line 28 and ensures that the stator cooling circuit 23 is completely separated from the main supply line 18 when a pressure threshold defined by the spring load and thus also a threshold of volume flow fed into the partial supply line 28 is undershot. This accordingly results in an increase in the volume flows of coolant supplied to the partial supply lines 29, 32 and 33.

Das druckbedingte Schließen des Ventils 45 wird bei einem entsprechend niedrigem Druck in der Teilversorgungsleitung 28 hervorgerufen, welcher dort bei Einstellung eines entsprechend niedrigen Fördervolumenstroms der Förderpumpe 15 vorherrscht. Ist also eine Versorgung des Statorkühlkreises 23 aufgrund eines aktuell niedrigen Lastbereichs der elektrischen Maschine 6 nicht notwendig, so kann durch Einstellung eines niedrigen Fördervolumenstroms der Förderpumpe 15 ein Abtrennen des Statorkühlkreises 23 herbeigeführt werden. Daraufhin wird zwar nach wie vor eine ausreichende Schmierung und Kühlung der Mechaniken 40 und 41 auch des Rotors 8 vorgenommen, aufgrund der Abtrennung des Statorkühlkreises 23 ist dabei aber eine geringere Förderung über die Förderpumpe 15 zu realisieren.The pressure-related closing of the valve 45 is caused by a correspondingly low pressure in the partial supply line 28, which is there when setting a correspondingly low delivery volume flow of the feed pump 15 prevails. If a supply of the stator cooling circuit 23 is therefore not necessary due to a currently low load range of the electrical machine 6, the stator cooling circuit 23 can be disconnected by setting a low delivery volume flow of the feed pump 15. Adequate lubrication and cooling of the mechanics 40 and 41 and also of the rotor 8 is then still carried out, but due to the separation of the stator cooling circuit 23, a lower delivery via the feed pump 15 can be achieved.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines Versorgungssystems 46, welches entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung realisiert ist und ebenfalls bei der Antriebsachse 4 aus 1 Anwendung finden kann. Dabei entspricht das Versorgungssystem 46 weitestgehend dem Versorgungssystem 14 aus 1, mit dem Unterschied, dass nun auch in der Teilversorgungsleitung 33 ein Ventil 47 vorgesehen ist, welches als druckgesteuertes Sitzventil und hierbei insbesondere als Tellerventil ausgestaltet ist. Auch hier wird die Drucksteuerung des Ventils 47 bevorzugt durch eine Federbelastung eines Ventilkörpers des Ventils 47 erreicht. Das Ventil 47 ist vollständig in die Teilversorgungsleitung 33 integriert und sorgt ab Unterschreiten einer Druckschwelle in der Teilversorgungsleitung 33 für eine Abtrennung des Rotorkühlkreises 24 von der Hauptversorgungsleitung 18. Insofern kann bei dem Versorgungssystem 46 jeweils druckabhängig sowohl eine Abtrennung des Statorkühlkreises 23 über das Ventil 45, als auch eine Abtrennung des Rotorkühlkreises 24 über das Ventil 47 erreicht werden. 3 shows a schematic representation of a supply system 46, which is realized according to a second embodiment of the invention and also in the drive axle 4 of 1 The supply system 46 largely corresponds to the supply system 14 from 1 , with the difference that a valve 47 is now also provided in the partial supply line 33, which is designed as a pressure-controlled seat valve and in particular as a disk valve. Here, too, the pressure control of the valve 47 is preferably achieved by spring loading a valve body of the valve 47. The valve 47 is fully integrated into the partial supply line 33 and ensures that the rotor cooling circuit 24 is separated from the main supply line 18 when the pressure in the partial supply line 33 falls below a threshold. In this respect, in the supply system 46, both a separation of the stator cooling circuit 23 via the valve 45 and a separation of the rotor cooling circuit 24 via the valve 47 can be achieved depending on the pressure.

Die beiden Ventile 45 und 47 sind dabei jeweils von ihrer Federbelastung her so konzipiert, dass bei einem aktuellen Fördervolumenstrom der Förderpumpe 17 im Bereich von 0 bis 15% eines maximalen Fördervolumenstroms der Förderpumpe 17 sowohl der Statorkühlkreis 23, als auch der Rotorkühlkreis 24 jeweils von der Hauptversorgungsleitung 18 getrennt sind, wodurch lediglich die Mechaniken 40 und 41 über die Teilversorgungsleitungen 29 und 32 zur Schmierung und/oder Kühlung mit Kühlmittel versorgt werden. Bei einem aktuellen Fördervolumenstrom im Bereich von 15% bis 30% des maximalen Fördervolumenstroms der Förderpumpe 17 ist dann nur noch der Statorkühlkreis 23 über das Ventil 45 von der Hauptversorgungsleitung 18 getrennt, so dass in diesem Bereich neben den Mechaniken 40 und 41 nun auch Rotor- und Winkelkopfkühlung 42 versorgt wird. Ab einem aktuellen Fördervolumenstrom über 30% des maximalen Fördervolumenstroms der Förderpumpe 17 werden dann alle Komponenten in dem Versorgungssystem 46 versorgt.The two valves 45 and 47 are each designed in terms of their spring load so that when the current delivery volume flow of the feed pump 17 is in the range of 0 to 15% of a maximum delivery volume flow of the feed pump 17, both the stator cooling circuit 23 and the rotor cooling circuit 24 are each separated from the main supply line 18, whereby only the mechanics 40 and 41 are supplied with coolant for lubrication and/or cooling via the partial supply lines 29 and 32. When the current delivery volume flow is in the range of 15% to 30% of the maximum delivery volume flow of the feed pump 17, only the stator cooling circuit 23 is then separated from the main supply line 18 via the valve 45, so that in this area, in addition to the mechanics 40 and 41, the rotor and angle head cooling 42 are now also supplied. From a current delivery volume flow of more than 30% of the maximum delivery volume flow of the feed pump 17, all components in the supply system 46 are then supplied.

Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen eines Versorgungssystems kann eine Kühlung einer elektrischen Maschine sowie eine Schmierung und/oder Kühlung von mechanischen Komponenten auf flexible Art und Weise verwirklicht werden.By means of the inventive embodiments of a supply system, cooling of an electrical machine as well as lubrication and/or cooling of mechanical components can be realized in a flexible manner.

BezugszeichenReference symbols

11: KraftfahrzeugMotor vehicle
22: KraftfahrzeugantriebsstrangAutomotive powertrain
33: AntriebsachseDrive axle
44: AntriebsachseDrive axle
55: AntriebsmaschineDrive machine
66: elektrische Maschineelectric machine
77: Statorstator
88th: Rotorrotor
99: RotorwelleRotor shaft
1010: TrennkupplungSeparating clutch
1111: QuerdifferentialCross differential
1212: Antriebsraddrive wheel
1313: Antriebsraddrive wheel
1414: VersorgungssystemSupply system
1515: FörderpumpeFeed pump
1616: Reservoirreservoir
1717: SaugfilterSuction filter
1818: HauptversorgungsleitungMain supply line
1919: DruckfilterPressure filter
2020: WärmetauscherHeat exchanger
2121: BypassventilBypass valve
2222: Bypassbypass
2323: StatorkühlkreisStator cooling circuit
2424: RotorkühlkreisRotor cooling circuit
2525: MechanikversorgungskreisMechanical supply circuit
2626: MechanikversorgungskreisMechanical supply circuit
2727: AufzweigungBranching
2828: TeilversorgungsleitungPartial supply line
2929: TeilversorgungsleitungPartial supply line
3030: Versorgungsleitungsupply line
3131: AufzweigungBranching
3232: TeilversorgungsleitungPartial supply line
3333: TeilversorgungsleitungPartial supply line
3434: Blendecover
3535: StatorkühlungStator cooling
3636: WickelkopfduscheWrap-head shower
3737: WickelkopfduscheWrap-head shower
3838: Blendecover
3939: RückführleitungReturn line
4040: Mechanikmechanics
4141: Mechanikmechanics
4242: Rotor- und WinkelkopfkühlungRotor and angle head cooling
4343: ZusammenführungMerger
4444: TemperatursensorTemperature sensor
4545: VentilValve
4646: VersorgungssystemSupply system
4747: VentilValve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 112015007075 T5 [0003, 0014]

Claims

Supply system (14; 46) for a device having an electric machine (6), in particular for an electrically driven vehicle axle (4), comprising a feed pump (15) downstream of which a main supply line (18) is connected and via which a liquid coolant can be fed into the main supply line (18), wherein the main supply line (18) branches into a first partial supply line (28) and a second partial supply line (33), of which the first partial supply line (28) is connected to a stator cooling circuit (23) for a stator (7) of the electric machine (6) and is provided for supplying the coolant to the stator cooling circuit (23), whereas the second partial supply line (33) is connected to a rotor cooling circuit (24) for a rotor (8) of the electric machine (6) and is used to supply the coolant to the rotor cooling circuit (24), and wherein the first partial supply line (28) and/or the second Each partial supply line (33) is assigned a valve (45, 47), via which a respective volume flow of coolant guided via the respective partial supply line (28, 33) can be influenced, characterized in that at least one further partial supply line (29, 32) is provided which is separate from the first partial supply line (28) and the second partial supply line (33), each of which connects the main supply line (18) to a respective mechanical supply circuit (25, 26), which is provided for supplying a respective mechanical system (40, 41) with the coolant for lubrication and/or cooling.

Supply system (14; 46) according to Claim 1 , characterized in that each valve (45, 47) is designed to completely prevent the flow of coolant when actuated.

Supply system (14; 46) according to Claim 2 , characterized in that each valve (45, 47) is designed as a pressure-controlled seat valve, in particular as a spring-loaded seat valve and particularly preferably as a disk valve.

Supply system (14; 46) according to Claim 3 , characterized in that each pressure-controlled seat valve (45, 47) is completely integrated into the respective associated partial supply line (28, 33).

Supply system according to Claim 1 or Claim 2 , characterized in that each valve is designed as a pressure-controlled slide valve.

Supply system according to Claim 1 or Claim 2 , characterized in that each valve is designed as a solenoid valve.

Supply system according to one of the preceding claims, characterized in that a device is provided in the region of each valve, by means of which a pressure drop occurring at each valve can be compensated at least to the greatest possible extent.

Supply system (46) according to one of the preceding claims, characterized in that a valve (45, 45) is provided in both the first partial supply line (28) and the second partial supply line (33).

Supply system (14; 46) according to one of the preceding claims, characterized in that the feed pump (15) is designed as a controllable pump in which a current delivery volume flow can be adjusted depending on a current requirement for coolant.

Supply system (46) according to Claim 2 and according to the Claims 8 and 9 , characterized in that with a current delivery volume flow in the range of 0 to 15% of a maximum delivery volume flow of the feed pump, the stator cooling circuit (23) and the rotor cooling circuit (24) are each separated from the main supply line (18), with a current delivery volume flow in the range of 15% to 30% of the maximum delivery volume flow of the feed pump, the stator cooling circuit (23) is separated from the main supply line (18) and with a current delivery volume flow in the range of over 30% of the maximum delivery volume flow of the feed pump, neither the stator cooling circuit (23) nor the rotor cooling circuit (24) are separated from the main supply line (18).

Supply system (14; 46) according to one of the preceding claims, characterized in that a third partial supply line (29) is connected to a first mechanical supply circuit (25) and branches off from the main supply line (18) at a point at which the first partial supply line (28) and a supply line (30) also branch off, wherein the supply line (30) subsequently branches off into the second partial supply line (33) and a fourth partial supply line (32) which is connected to a second mechanical supply circuit (26).

Supply system according to one of the preceding claims, characterized in that a bypass is provided parallel to each valve.

Electrically driven vehicle axle (4), comprising an electric machine (6) and a supply system (14; 46) according to one or more of the Claims 1 until 12 , wherein a stator (7) of the electrical machine (6) is connected to the stator cooling circuit (23) and a rotor (8) of the electrical machine (6) is connected to the rotor cooling circuit (24).

Vehicle axle (4) to Claim 13 , characterized by a design as an electrically driven auxiliary axle.