WO2020057921A1 - Antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug, insbesondere für einen kraftwagen, sowie kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen antriebseinrichtung - Google Patents

Antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug, insbesondere für einen kraftwagen, sowie kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen antriebseinrichtung Download PDF

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air
electrical
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Holger Fröhlich
Isao Fukumoto
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Definitions

  • Drive device for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, and motor vehicle with at least one such drive device
  • the invention relates to a drive device for a
  • Motor vehicle in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle, in particular a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 13.
  • DE 10 2010 026 682 A1 discloses an electrical machine with a rotor and with a stator with a stator winding arranged circumferentially made of an electrically conductive material.
  • a housing is provided with a first and a second opening extending in the circumferential direction, a fan being arranged on the end face of the rotor.
  • a fan for a rotating electrical machine is known from EP 0 418 027 B1.
  • the fan includes a rotatable shaft and a rotor connected to the shaft.
  • a ventilated housing for receiving the shaft and the rotor is provided.
  • a rotating electrical machine is known from EP 1 627 458 B1.
  • the electrical machine comprises a housing which is provided with at least one front bearing and with a rear bearing.
  • a stator on which at least one stator winding is seated, is arranged in the interior of the housing.
  • EP 1 929 611 B1 discloses a ventilation system for an electric lathe.
  • the object of the present invention is to develop a drive device for a motor vehicle and a motor vehicle of the type mentioned in such a way that a particular high performance can be realized in a particularly space-saving manner.
  • a first aspect of the invention relates to a drive device for a motor vehicle, which can preferably be designed as a motor vehicle and in particular as a passenger car.
  • the drive device comprises at least one electrical machine, by means of which the
  • Motor vehicle in particular electrically, can be driven.
  • the motor vehicle is thus designed, for example, as a hybrid vehicle or as an electric vehicle, in particular as a battery-electric vehicle (BEV).
  • BEV battery-electric vehicle
  • the electrical machine has at least one stator and at least one rotor which can be driven by the stator and is therefore rotatable about a machine axis of rotation relative to the stator.
  • the electrical machine can provide, for example, torques for, in particular electrical, driving of the motor vehicle via the rotor.
  • the torques can be used, for example, to drive at least one wheel or a plurality of wheels of the motor vehicle.
  • the electrical machine also has at least one fan wheel which can be driven by the rotor and by means of which the fan wheel can be used to drive air to cool at least a portion of the electrical machine.
  • the fan wheel can be rotated relative to the stator, for example, by driving the fan wheel about a fan wheel axis of rotation.
  • the fan wheel axis of rotation coincides, for example, in the machine axis of rotation, so that, for example, the fan wheel is arranged coaxially with the rotor.
  • the fan wheel is non-rotatably connected to the rotor, in particular non-rotatably to a rotor shaft of the rotor, so that when the rotor is driven by the stator and thereby rotated about the machine axis of rotation, the fan wheel is rotated about the fan wheel axis of rotation relative to the stator.
  • air is conveyed by means of the fan wheel.
  • At least the partial area of the electrical machine is cooled by means of the air.
  • the drive device has at least one electrical component via which the electrical machine can be supplied with electrical energy or electrical current.
  • the electrical component is thus a power electronics or part of a power electronics via which the electrical machine can be supplied with electrical energy.
  • the drive device comprises at least one heat exchanger which can be flowed around by the air conveyed by means of the fan wheel.
  • the air flows, for example, through the partial area or the air flows around the partial area, whereby at least the partial area of the electrical machine is cooled by means of the air.
  • the air which is conveyed by means of the fan wheel flows around the heat exchanger, so that, for example, heat transfer from the heat exchanger to the air flowing around the heat exchanger can take place.
  • a cooling liquid can also flow through the heat exchanger, the cooling liquid being able to be cooled, ie cooled, via the heat exchanger by means of the air flowing around the heat exchanger. For this purpose, for example, heat is transferred from the one flowing through the heat exchanger
  • Coolant to the heat exchanger and it is done before Transition described from the heat exchanger to the air flowing around the heat exchanger, whereby the cooling liquid is cooled or can be cooled via the heat exchanger by means of the air flowing around the heat exchanger.
  • the electrical component is to be cooled by means of the cooling liquid.
  • heat can be transferred from the electrical component to the cooling liquid, as a result of which the electrical component is cooled by means of the cooling liquid and finally by means of the air.
  • a particularly efficient, effective and space-saving cooling of the electrical machine can be realized, so that a particularly high performance of the electrical machine and thus the drive device as a whole can be represented in a space-saving manner.
  • the coolant can flow directly to and / or flow around at least a part of the component and thus touch it directly, so that an efficient and advantageous heat transfer from the component to the coolant can be achieved.
  • a heat exchanger is provided, through which the cooling liquid can flow.
  • the heat exchanger is, for example, a component designed separately from the component and / or separately from the heat exchanger, in addition to the heat exchanger and / or in addition to the component, the component being able to be cooled by means of the cooling liquid via the heat exchanger.
  • there is a heat transfer from the heat exchanger to the coolant there is a heat transfer from the heat exchanger to the coolant.
  • the drive device in particular the electrical machine, has, for example, at least or exactly one air path through which the air conveyed or conveyed by means of the fan wheel can flow. This means that the air flows through the air path when the air is conveyed by means of the fan wheel.
  • At least the partial area and the heat exchanger are arranged in the air path. Relative to a flow direction of the air flowing through the air path
  • the partial area is arranged upstream or downstream of the heat exchanger.
  • the heat exchanger is preferably arranged upstream of the partial region in order to be able to realize a particularly effective and efficient cooling of the electrical component.
  • Modern vehicles in particular electric vehicles, are equipped with electric motors or electric motor arrangements and can be driven by means of the electric motor arrangements.
  • the respective electric motor arrangement comprises, for example, at least or exactly one electric machine for driving, in particular electrically, the respective vehicle.
  • the respective electric motor arrangement usually comprises power electronics for providing electrical phase currents for the respective electrical machine.
  • the respective electrical machine can thus be supplied with the electrical phase currents via the respective power electronics. Due to the physical properties of the respective electrical machine and the power electronics, power losses occur in the operation of the respective electric motor arrangement in the electrical machine and in the power electronics, the power losses in the form of waste heat can lead to an increase in temperature in the electric motor arrangement. A high inherent temperature of the respective electric motor arrangement can lead to a loss of power of the electrical machine and in extreme cases even lead to a failure of the power electronics.
  • the waste heat must be dissipated during operation of the electric motor arrangement before the waste heat can cause damage to the electric motor arrangement.
  • Such, be particularly advantageous heat dissipation can be realized in the drive device according to the invention in a particularly space-saving manner and in a particularly efficient and effective manner.
  • the combination of air cooling and cooling liquid cooling described above enables effective and efficient removal of waste heat.
  • Cooling liquid is cooled. This ensures efficient cooling of both the electrical machine and the
  • the electrical machine is preferably designed as an electrical asynchronous machine or as an electrical synchronous machine.
  • the heat exchanger is arranged in a closed cooling circuit through which the cooling liquid can flow. This allows particularly effective and efficient cooling to be ensured in a space-saving manner.
  • the drive device has at least one conveying element for conveying the cooling liquid.
  • the conveying element is preferably in the aforementioned cooling arranged in a cycle.
  • the conveying element in particular at least partially or preferably at least predominantly or particularly preferably completely, is arranged within the heat exchanger.
  • the conveying element is conveyed by the rotor without contact by means of magnetic forces to convey the cooling liquid is drivable and thereby also rotatable about an axis of rotation of the conveying element, referred to the heat exchanger.
  • the axis of rotation of the conveyor element preferably coincides with the axis of rotation of the machine and / or with the axis of rotation of the fan wheel, so that the conveyor element is arranged, for example, coaxially with the rotor and / or coaxially with the fan wheel.
  • the drive device has at least one or exactly one magnet connected to the rotor, in particular the rotor shaft, by means of which the magnetic forces for driving the conveying element can be provided or provided.
  • the magnet is preferably designed as a permanent magnet.
  • the magnet is designed as a ring magnet.
  • the magnet is non-rotatably connected to the rotor, in particular to the rotor shaft.
  • the magnet is designed as a ring magnet, the magnet is arranged, for example, on the rotor shaft, as a result of which the space requirement can be kept particularly small, in particular in the axial direction of the electrical machine.
  • the magnet is designed to provide the magnetic forces.
  • the conveying element is designed to interact with the magnetic forces provided by the magnet, so that when the rotor, in particular the rotor shaft, and thus the magnet is driven and thus, in particular about the machine axis of rotation, is rotated relative to the stator, the Conveyor element is driven by the magnetic forces.
  • the conveying element is thus magnetically driven in the manner of a stirring fish known from chemistry, without a mechanical connection between the conveying element and the rotor being provided.
  • the feature that the conveying element can be driven by the rotor in a contactless manner by means of the magnetic forces is to be understood to mean that the conveying element can be driven in a contactless manner, at least in relation to the conveying element and to the rotor.
  • the conveyor element can be driven by the rotor by means of the magnetic forces without the rotor touching the conveyor element, that is to say without the conveyor element being mechanically coupled to the rotor.
  • the conveying element Due to the contactless driveability of the conveying element, it can be arranged within the heat exchanger in a particularly simple, space-saving and cost-effective manner and driven by the rotor arranged outside the heat exchanger without the need for space-saving and cost-intensive sealing measures.
  • the heat exchanger directly contacts a housing of the electrical component. This allows, for example, a particularly effective and efficient heat dissipation from the electrical component, since, for example, heat can pass directly from the housing to the heat exchanger by conduction.
  • the drive device is designed at least one separately from the electrical component and separately from the heat exchanger, in addition to the heat exchanger and in addition to the
  • the heat exchanger is thus coupled to the housing in a heat-transferring manner by means of the contact element, for example in the form of a contact plate, so that the heat exchanger does not directly touch the housing.
  • the heat exchanger touches the housing of the component directly, so the heat exchanger is directly, that is to say without mediating an additional element, coupled to the housing in a heat-transferring manner, so that the installation space requirement and the number of parts can be kept particularly low.
  • the thermal coupling of the heat exchanger to the housing via the contact element additionally provided enables a particularly large and thus particularly advantageous, heat-transmitting coupling of the heat exchanger via the contact element to the housing, so that a particularly high amount of heat can be removed from the component in a short time .
  • the heat exchanger or the contact element preferably touches at least a predominant part of a surface of the housing facing the heat exchanger or the contact element, wherein it is preferably provided that the heat exchanger or the contact element touches the entire surface of the housing facing the heat exchanger or the contact element.
  • the contact element touches at least a predominant part of a surface of the heat exchanger facing the contact element.
  • the contact element preferably touches the entire surface of the heat exchanger facing the contact element.
  • Another embodiment is characterized in that the heat exchanger directly contacts a bearing plate on which the rotor is rotatably mounted.
  • an advantageous heat transfer from the heat exchanger to the end shield can take place, for example, by conduction, so that particularly effective and efficient cooling can be represented in a space-saving manner.
  • the fan wheel is designed as a radial fan wheel.
  • the fan wheel forms a pump formed as a radial pump, by means of which the air can be conveyed. If the fan wheel is designed as a radial fan wheel, the air flows from the fan wheel in the radial direction of the fan wheel when the air is conveyed by means of the fan wheel.
  • the air when the air is conveyed by means of the fan wheel, the air flows onto the fan wheel in the axial direction of the fan wheel, is then deflected, for example, so that the air then flows out of the fan wheel in the radial direction of the fan wheel.
  • the space requirement can be kept particularly low.
  • the cooling liquid has at least water, in particular distilled water.
  • the cooling liquid comprises at least one oil and / or at least one alcohol, in particular glycol.
  • the cooling liquid is at least almost completely formed from water or oil.
  • the abovementioned alcohol, in particular the glycol, is an additive which, for example at low ambient temperatures, can prevent the coolant from freezing undesirably early.
  • the electrical component is designed as a converter, in particular as an inverter. This embodiment is based on the knowledge that, in particular, electrical construction elements such as converters during operation of
  • a second aspect of the invention relates to a motor vehicle, which is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a personal motor vehicle.
  • the motor vehicle has at least or exactly one drive device, in particular at least or exactly one drive device according to the invention according to the first aspect of the invention.
  • the Antriebsein direction has at least one electrical machine for, in particular electrical, driving the motor vehicle.
  • the electrical machine comprises a stator and a rotor that can be driven by the stator and thus rotatable relative to the stator.
  • the drive device comprises at least one fan wheel that can be driven by the rotor, by means of which air for cooling at least a partial area of the electrical machine can be conveyed by driving the fan wheel.
  • the second aspect of the invention provides that the drive device has at least one electrical component, in particular associated with the electrical machine , via which the electrical machine can be supplied with electrical energy. Furthermore, in the second aspect of the invention, at least one heat exchanger is provided, through which the air conveyed by means of the fan wheel can flow and through which a cooling liquid to be cooled can be flowed through the heat exchanger by means of the air flowing around the heat exchanger is, by means of which the electrical component is to be cooled.
  • Advantages and advantageous configurations of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
  • the electrical machine is preferably a high
  • volt component whose electrical voltage, in particular electrical operating voltage, is preferably greater than 12 volts (V) and is, for example, at least 48 V or greater than 48 V, in particular greater than 50 V.
  • the electrical voltage, in particular the electrical operating voltage is preferably several hundred volts in order to be able to realize particularly large electrical outputs for electrically driving the motor vehicle.
  • a simple principle can be used in air cooling.
  • a heat sink formed, for example, from a metallic material touches a surface to be cooled, for example a surface of an electronic component of a converter, in particular designed as an inverter. Heat that develops in the electronic component is largely absorbed by the heat sink so that the components do not overheat. It can thus be provided that the electrical component is designed as an electronic component.
  • the heat is then distributed in the material of the cooling body, also known as the cooler.
  • the heat can then be given off to the surrounding air on the side surfaces.
  • a fan is then used to set the air in motion so that the warm air can migrate and new, cooler air can be brought in.
  • cooling fins By using cooling fins, a large area can be created that is in contact with the air without changing the basic dimensions of the heat sink. The more space there is, the more heat can potentially be released into the air.
  • air cooling can be implemented inexpensively.
  • the principle of a cooling liquid cooling system which is also referred to as water cooling, is based on the fact that the heat is removed, for example, via a cooling circuit which is also referred to as a cooling liquid circuit, in particular via a water circuit.
  • a pump can ensure that the cooling liquid, for example in the form of water or at least or exclusively comprising water, reaches at least one heat sink which is attached to the component to be cooled.
  • the water absorbs heat from the component or from the heat sink and then flows on to the heat exchanger.
  • the heat exchanger absorbs the heat of the cooling liquid, for example water, which has previously collected the heat from the component that is actually to be cooled. Then the water flows back towards the pump and reaches the heat sink again. The cycle is then complete or closed. The heat exchanger in turn releases the heat that it has extracted from the water into air, in particular ambient air. He is usually supported by one or more fans, because the heat around the heat exchanger must ultimately be removed.
  • the combination of air cooling with cooling liquid cooling which is provided according to the invention, enables effective and efficient cooling of the drive device to be represented in a space-saving and cost-effective manner.
  • the electronic components in particular a converter, heat a sufficiently dimensioned cooling body with a large surface area in the form of cooling fins.
  • a fan blows an air stream over these in order to dissipate the heat as quickly as possible.
  • Air is unlimited in everyday environments and can be easily fed and removed using the fan.
  • a cooling liquid such as water is particularly advantageous because it has a particularly high heat capacity and can therefore absorb more thermal energy than the same amount of air. For example, to heat 1 liter of water by 1 ° C, 4180 J are required. In order to absorb the same energy with air, 1.18 m 3 of air are required, which must be conveyed by means of a fan or by means of a fan.
  • the heat exchanger is, for example, well ventilated outside the Ge housing of the component in the air path, also referred to as air flow, through which the air conveyed by the fan wheel can flow.
  • air flow also referred to as air flow
  • heat can particularly advantageously pass from the cooling liquid to the heat exchanger and from the heat exchanger to the air.
  • the coolant flows, for example, at least through part of the electrical component, so that heat can pass from the electrical component to the coolant.
  • at least one heat exchanger through which the cooling liquid flows is provided, which is connected at least indirectly, in particular directly, to the electrical component, in particular the housing, in a heat-transmitting manner and through which the cooling liquid can flow.
  • heat from the electrical component, in particular from the housing of the electrical component can pass to the heat exchanger from the heat exchanger to the cooling liquid, as a result of which the electrical component is cooled and the cooling liquid is heated.
  • the heated coolant can then flow to and through the heat exchanger. Then heat can be transferred from the cooling liquid to the heat exchanger and from the heat exchanger to the air flowing around the heat exchanger pass, whereby the coolant can be cooled.
  • heat can be transferred from the cooling liquid to the heat exchanger and from the heat exchanger to the air flowing around the heat exchanger pass, whereby the coolant can be cooled.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an inventive
  • Fig. 2 is a schematic exploded view of the drive device
  • Fig. 3 is a schematic and sectional side view of the
  • Fig. 4 is a partial schematic and cut
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of a heat exchanger of the drive device
  • Fig. 6 is a schematic plan view of a contact element of the drive device.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a drive device 10 for a motor vehicle, which can preferably be designed as a motor vehicle and in particular as a passenger car.
  • the motor vehicle can be driven electrically by means of the drive device 10, so that the motor vehicle is designed, for example, as a hybrid or electric vehicle.
  • the drive device 10 has at least or exactly one electrical machine 12 which can be operated in a motor mode and thus as an electric motor.
  • the electrical machine 12 is supplied with electrical energy.
  • the motor vehicle has an energy store for storing electrical energy, wherein the electrical machine 12 can be supplied with electrical energy that is stored in the energy store.
  • the energy storage and the electrical machine 12 are high
  • the respective electrical voltage in particular electrical operating voltage, is greater than 50 V and is preferably several 100 V.
  • the electrical machine 12 has a housing, also referred to as a machine housing 14, in which a stator 16 and a rotor 18 of the electrical machine 12 are accommodated.
  • the rotor 18 can be driven by the stator 16 and can therefore be rotated about a machine axis of rotation 20 relative to the stator 16 and relative to the machine housing 14.
  • the rotor 18 has a rotor shaft 22 which is rotatable about the machine axis of rotation 20 relative to the stator 16 and relative to the machine housing 14.
  • the electrical machine 12 can provide at least one torque in its motor operation via the rotor 18, in particular via the rotor shaft 22, by means of which the motor vehicle, in particular electrically, can be driven.
  • the electrical machine 12 also has at least one end plate 24.
  • the end shield 24 can be formed in one piece with the machine housing 14, or else the end shield 24 is a component which is separate from the machine housing 14 and, for example, at least indirectly, in particular directly, is connected to the machine housing 14 and which is at least partially, in particular at least predominantly and completely, can be arranged in the machine housing 14.
  • the rotor 18 is rotatably mounted on the bearing plate 24 and rotatably on the machine housing 14 via the bearing plate 24.
  • the drive device 10 also has fan wheels 26, which in the present case are designed as radial fan wheels, the respective fan wheel 26 can be driven by the rotor 18 and, in particular, is non-rotatably connected to the rotor 18 so that the respective fan wheel 26 about the machine axis of rotation 20 relative to the stator 16 and is rotatable or rotated relative to the machine housing 14 when the rotor 18 is driven by the stator 16. Air is to be conveyed by driving the respective fan wheel 26. In other words, if the respective fan wheel 26 is driven and thereby rotated about the machine axis of rotation 20 relative to the machine housing 14, air is conveyed by means of the respective fan wheel 26. In Fig. 1, arrows 28 ver the air that is conveyed by means of the fan wheels 26.
  • the arrows 28 illustrate a respective air flow which is conveyed, that is to say brought about, for example by means of the respective fan wheel 26.
  • the respective fan wheel 26 draws in the air or the air flow, in particular via a respective suction mouth of the drive device 10.
  • the respective fan wheel 26 thus functions as a fan or as a pump, by means of which the air is conveyed. Since the respective fan wheel 26 is designed, for example, as a radial fan wheel, the fan is a radial fan or the pump is a radial pump. The air conveyed by means of the respective fan wheel 26 flows radially in the respective fan wheel 26 Direction of the fan wheel 26, which is illustrated in FIG. 1 by arrows 30.
  • the drive device 10 has at least one electrical component, in the present case designed as a converter 32, which is preferably designed as an electronic component.
  • the electrical machine 12 can be supplied or supplied with electrical energy or electrical current, for example as an inverter, in particular during motor operation of the electrical machine 12.
  • a housing 34 of the converter 32 also referred to as a component housing represents particularly schematically Darge, wherein at least one or more electrical or electronic components of the converter 32 can be accommodated in the housing 34.
  • the drive device 10 has at least or exactly one heat exchanger 36 shown particularly schematically in FIG. 1, which can be flowed around by the air conveyed by means of at least one of the fan wheels 26 and by a cooling liquid to be cooled via the heat exchanger 36 by means of the air flowing around the heat exchanger 36 can be flowed through, by means of which the converter 32 is to be cooled or is cooled.
  • the cooling liquid flows through the converter 32 and / or through a heat exchanger which is coupled to the converter 32 in a heat-transferring manner.
  • heat from the converter 32 to the cooling liquid, in particular via the heat exchanger pass over, as a result of which the converter 32 is cooled and the cooling liquid is heated. Then the cooling liquid can flow to and through the heat exchanger 36. Via the heat exchanger 36, heat can pass from the cooling liquid to the air flowing around the heat exchanger 36 and conveyed by means of at least one of the fan wheels 26, as a result of which the cooling liquid is cooled again.
  • a respective partial area TI or T2 of the electrical machine 12 can be cooled by means of the respective air flow.
  • the air flowing around the heat exchanger 36 flows to and around and / or through the partial region T2 after the air flowing around the heat exchanger 36 has flowed around the heat exchanger 36. Then, for example, heat can be transferred from the partial area T2 to the air flowing around the heat exchanger 36, as a result of which the partial area T2 is cooled.
  • the heat exchanger 36 is arranged in a closed cooling circuit 38 through which the cooling liquid can flow.
  • the drive device 10 comprises at least or exactly one conveying element 40 arranged in particular in the cooling circuit 38, by means of which the cooling liquid can be conveyed through the cooling circuit 38 or is conveyed.
  • the conveying element 40 is arranged inside the heat exchanger 36.
  • the conveying element 40 is driven by the rotor 18 by means of magnetic forces and thereby rotated about the machine axis of rotation 20 relative to the heat exchanger 36 and relative to the machine housing 14.
  • at least or exactly one magnet 42 for example in the form of a permanent magnet, is provided, which is non-rotatably connected to the rotor 18, in particular to the rotor shaft 22.
  • the magnet 42 is arranged for example on the ro torwelle 22.
  • the aforementioned magnetic forces for driving the conveying element 40 are provided by means of the magnet 42.
  • the magnetic forces provided by the magnet 42 can interact with the conveying element 40 or the conveying element 40 can interact with the magnetic forces provided by the magnet 42, so that when the magnet 42 is rotated together with the rotor shaft 22 about the machine axis of rotation 20 is, the conveying element 40 is rotated via the magnetic forces with the magnet 42, the conveying element 40 is thereby Machine axis of rotation 20 rotated, whereby the coolant is conveyed through the cooling circuit 38.
  • the electrical machine 12 is air-cooled per se, that is to say it is designed as an air-cooled electrical machine.
  • FIG. 2 shows the drive device 10 in a schematic exploded view.
  • the heat exchanger 36 can be seen particularly well from FIG. 2.
  • the conveying element 40 can also be seen particularly well from FIG. 2, which is designed, for example, as a tilator in magnetic radial valves.
  • the conveying element 40 is, for example, a radial conveying element which forms a Ra dial pump for conveying the cooling liquid. This means that the cooling liquid, when it is conveyed by means of the conveyor element 40, flows away from the conveyor element 40 in the radial direction thereof.
  • the respective radial direction is at least substantially perpendicular to the respective axial direction and thus perpendicular to the machine axis of rotation 20.
  • a contact element 44 designed as a contact plate 44 and an annular channel element 46 are recognizable from FIG. 2, the annular channel element 46 being at least partially, in particular, for example together with the contact plate 44, an annular channel through which the coolant can flow forms or be limited.
  • Fig. 3 shows the drive device 10 in a schematic and sectional side view.
  • the electrical machine 12 not only has the end plate 24, but also a second end plate 48, on which the rotor 18 is rotatably mounted.
  • bearings 50 are provided, for example, which in the present case are designed as roller bearings.
  • the rotor 18 is rotatably mounted on the end plates 24 and 48 via the bearings 50.
  • the magnet 42 is designed, for example, as a ring magnet which arranged at least indirectly on the rotor shaft 22 and, for example, at least indirectly connected to the rotor shaft 22 in a rotationally fixed manner.
  • 5 shows the heat exchanger 36 in a schematic sectional view.
  • the heat exchanger 36 has at least one cooling channel through which the cooling liquid can flow and at least one distribution channel 54 through which the cooling liquid can flow, which, for example, are at least fluidly connected to one another via respective heat exchanger tubes 56 through which the cooling liquid can flow.
  • the ring channel designated 58 in FIG. 5 and at least partially, in particular at least predominantly, delimited by the ring channel element 46 and through which the cooling liquid can flow can be seen. While arrows 60 in FIG. 5 illustrate the conveyed air or its flow, in FIG. 5 arrows 62 illustrate the coolant flowing through the heat exchanger 36 and thereby through the cooling circuit 38.
  • FIG. 6 shows the contact plate 44, which has at least two contact surfaces facing away from one another in the axial direction. Of these contact areas, a contact area designated by 64 and facing the heat exchanger 36 can be seen in FIG. 6.
  • the other contact surface faces the converter 32, in particular the housing 34. While the contact surface 64, for example, directly contacts the heat exchanger 36, the other contact surface of the contact plate 44, which can be seen, for example, from FIG. 2 and there is 66, directly contacts the converter 32, in particular the housing 34.
  • This allows, for example, a particularly advantageous heat transfer, in particular by conduction, from the converter 32, in particular from the housing 34, to the heat exchanger 36, which is cooled by means of the conveyed air, via the contact plate 44. A particularly effective and efficient cooling of the converter 32 can thereby be ensured.
  • the cooling liquid preferably comprises at least or finally an oil or water, in particular distilled water, so that the cooling liquid can also be used, for example Water or cooling water is called. Furthermore, the cooling liquid preferably comprises at least or finally an oil or water, in particular distilled water, so that the cooling liquid can also be used, for example Water or cooling water is called. Furthermore, the
  • Cooling liquid have at least one additive.
  • additives for water cooling not only the chemical properties are important, but also the environmental compatibility. Suitable for this is ethylene glycol, which is also called glycol.
  • Ethylene glycol is a dihydric alcohol with the chemical name 1, 2-ethanediol.
  • Glycol is advantageous as corrosion protection and has a di-electrical effect, which leads to a particularly advantageous heat transfer. It is therefore preferably provided that the cooling liquid has at least water and glycol as an additive.
  • the heat exchanger 36 is designed as an air-liquid heat exchanger. As a result, the heat exchanger 36 can be used in particularly extreme ambient temperatures. High amounts of heat or heat loads can be removed in a very small space. A high degree of efficiency is achieved by a large surface area of the heat exchanger 36 and a powerful fan technology formed by the fan wheels 26.
  • a first of the consumer circuits is the closed cooling circuit 38.
  • the second consumer circuit is an air circuit through which air can flow, which is preferably an open circuit before.
  • the housing 34 also referred to as the converter housing, is integrated, for example, in the machine housing 14, also referred to as the motor housing, and / or in the end shield 24.
  • the converter 32 is a power, control and regulation electronics or part of such power, control and regulating electronics for operating, in particular for controlling or regulating, the electrical machine 12.
  • the respective fan wheel 26 is an engine-specific fan system, since the respective fan wheel 26 can be driven by the rotor 18. Efficient cooling is of particular importance for the electrical machine 12 and its components as well as for the components of the converter 32. With good cooling, the life of the electrical machine 12 and the electronic components can be extended, for example. This can be realized in the drive device 10.
  • the För derelement 40 which is preferably designed as a magnetic fan, enables advantageous mixing and conveying of the cooling liquid in the closed cooling circuit 38, whereby the fact that the conveying element 40 can be driven by means of the magnetic forces means that the conveying element 40 is not mechanically coupled to the rotor 18. In this way, sealing measures and their problems can be avoided.
  • the magnet 42 which rotates and thus rotates with the rotor shaft 22, moves the conveying element 40 located in the heat exchanger 36 in its magnetic field.
  • the cooling liquid should have a low viscosity in order not to excessively impair an advantageous connection of the conveying element 40 to the magnet 42 via the magnetic forces due to the resistance of the cooling liquid.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer einen Stator (16) und einen von dem Stator (16) antreibbaren und dadurch relativ zu dem Stator (16) drehbaren Rotor (18) aufweisenden elektrischen Maschine (12) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, und mit wenigstens einem von dem Rotor (18) antreibbaren Lüfterrad (26), mittels welchem durch Antreiben des Lüfterrads (26) Luft zum Kühlen zumindest eines Teilbereiches (T1, T2) der elektrischen Maschine (12) zu fördern ist, umfassend: wenigstens ein elektrisches Bauelement (32), über welches die elektrische Maschine (12) mit elektrischer Energie versorgbar ist;und wenigstens einen Wärmetauscher (36), welcher von der mittels des Lüfterrads (26) geförderten Luft umströmbar und von einer über den Wärmetauscher (36) mittels der den Wärmetauscher (36) umströmenden Luft zu kühlenden Kühlflüssigkeit durchströmbar ist, mittels welcher das elektrische Bauelement (32) zu kühlen ist.

Description

Beschreibung
Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, sowie Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen Antriebseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für ein
Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 13.
Die DE 10 2010 026 682 Al offenbart eine elektrische Maschine, mit einem Rotor und mit einem Stator mit umfänglich angeordneter Statorwicklung aus einem elektrisch leitenden Material . Außerdem ist ein Gehäuse mit einer ersten und einer zweiten sich in Umfangsrichtung erstreckenden Öffnung vorgesehen, wobei stirnseitig am Rotor ein Lüfter angeordnet ist.
Aus der EP 0 418 027 Bl ist ein Ventilator für eine rotierende elektrische Maschine bekannt. Zu dem Ventilator gehört eine drehbare Welle sowie ein mit der Welle verbundener Rotor.
Außerdem ist ein belüftetes Gehäuse zur Aufnahme der Welle und des Rotors vorgesehen.
Der EP 1 627 458 Bl ist eine drehende elektrische Maschine als bekannt zu entnehmen. Die elektrische Maschine umfasst ein Gehäuse, das mit mindestens einem vorderen Lager und mit einem hinteren Lager versehen ist. Im Inneren des Gehäuses ist ein Stator angeordnet, auf dem mindestens eine Statorwicklung sitzt.
Des Weiteren offenbart die EP 1 929 611 Bl ein Lüftungssystem für eine elektrische Drehmaschine.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebsein richtung für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders hohe Leistungsfähigkeit auf besonders bauraumgünstige Weise realisiert werden kann können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebsein richtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Antriebsein richtung für ein Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen und dabei insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet sein kann. Die Antriebseinrichtung umfasst we nigstens eine elektrische Maschine, mittels welcher das
Kraftfahrzeug, insbesondere elektrisch, angetrieben werden kann. Das Kraftfahrzeug ist somit beispielsweise als Hybrid fahrzeug oder aber als Elektrofahrzeug, insbesondere als batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) , ausgebildet. Die elekt rische Maschine weist wenigstens einen Stator und wenigstens einen Rotor auf, welcher von dem Stator antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Über den Rotor kann die elektrische Maschine beispielsweise Drehmomente zum, insbesondere elektrischen, Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen . Mittels der Drehmomente kann beispielsweise wenigstens ein Rad oder können mehrere Räder des Kraftfahrzeugs angetrieben werden.
Die elektrische Maschine weist darüber hinaus wenigstens ein von dem Rotor antreibbares Lüfterrad auf, mittels welchem durch Antreiben des Lüfterrads Luft zum Kühlen zumindest eines Teilbereiches der elektrischen Maschine zu fördern ist, das heißt gefördert werden kann. Das Lüfterrad ist beispielsweise durch Antreiben des Lüfterrads um eine Lüfterraddrehachse relativ zu dem Stator drehbar. Die Lüfterraddrehachse fällt beispielsweise in der Maschinendrehachse zusammen, sodass beispielsweise das Lüfterrad koaxial zum Rotor angeordnet ist. Insbesondere ist es denkbar, dass das Lüfterrad drehfest mit dem Rotor, insbesondere drehfest mit einer Rotorwelle des Rotors, verbunden ist, sodass dann, wenn der Rotor von dem Stator angetrieben und dadurch um die Maschinendrehachse gedreht wird, das Lüfterrad um die Lüfterraddrehachse relativ zu dem Stator gedreht wird. Hierdurch wird mittels des Lüfterrads Luft gefördert. Mittels der Luft wird zumindest der Teilbereich der elektrischen Maschine gekühlt.
Um nun eine besonders große Leistungsfähigkeit auf besonders bauraumgünstige Weise realisieren zu können, weist die An triebseinrichtung erfindungsgemäß wenigstens ein elektrisches Bauelement auf, über welches die elektrische Maschine mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom ver sorgbar ist. Das elektrische Bauelement ist somit eine Leis tungselektronik oder Bestandteil einer Leistungselektronik, über welche die elektrische Maschine mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Durch Versorgen der elektrischen Maschine mit elektrischer Energie ist die elektrische Maschine bei spielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar, mittels welchem das Kraftfahrzeug angetrieben werden kann. Bei dem Motorbetrieb wird der Rotor von dem Stator an getrieben .
Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung wenigstens einen Wärmetauscher, welcher von der mittels des Lüfterrads geförderten Luft umströmbar ist. Mit anderen Worten, wird mittels des Lüfterrads die Luft gefördert, so strömt die Luft beispielsweise durch den Teilbereich beziehungsweise die Luft umströmt den Teilbereich, wodurch zumindest der Teilbereich der elektrischen Maschine mittels der Luft gekühlt wird. Außerdem umströmt die Luft, welche mittels des Lüfterrads gefördert wird, den Wärmetauscher, sodass beispielsweise ein Wärmeübergang von dem Wärmetauscher an die den Wärmetauscher umströmende Luft erfolgen kann beziehungsweise erfolgt.
Der Wärmetauscher ist außerdem von einer Kühlflüssigkeit durchströmbar, wobei die Kühlflüssigkeit über den Wärmetauscher mittels der den Wärmetauscher umströmenden Luft zu kühlen ist, das heißt gekühlt werden kann. Hierzu erfolgt beispielsweise ein Wärmeübergang von der den Wärmetauscher durchströmenden
Kühlflüssigkeit an den Wärmetauscher, und es erfolgt der zuvor beschriebene Übergang von dem Wärmetauscher an die den Wär metauscher umströmende Luft, wodurch die Kühlflüssigkeit über den Wärmetauscher mittels der den Wärmetauscher umströmenden Luft gekühlt wird beziehungsweise gekühlt werden kann. Mittels der Kühlflüssigkeit ist das elektrische Bauelement zu kühlen. Somit kann beispielsweise ein Wärmeübergang von dem elektrischen Bauelement an die Kühlflüssigkeit erfolgen, wodurch das elektrische Bauelement mittels der Kühlflüssigkeit und schließlich mittels der Luft gekühlt wird. Auf diese Weise kann eine besonders effiziente, effektive und bauraumgünstige Kühlung der elektrischen Maschine realisiert werden, sodass eine be sonders große Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine und somit der Antriebseinrichtung insgesamt auf bauraumgünstige Weise dargestellt werden kann.
Die Kühlflüssigkeit kann beispielsweise zumindest einen Teil des Bauelements direkt an- und/oder umströmen und somit direkt berühren, sodass ein effizienter und vorteilhafter Wärmeübergang von dem Bauelement an die Kühlflüssigkeit realisierbar ist. Ferner ist es denkbar, dass ein Wärmeübertrager vorgesehen ist, welcher von der Kühlflüssigkeit durchströmbar ist. Der Wär meübertrager ist beispielsweise eine separat von dem Bauelement und/oder separat von dem Wärmetauscher ausgebildete, zusätzlich zu dem Wärmetauscher und/oder zusätzlich zu dem Bauelement vorgesehene Komponente, wobei das Bauelement über den Wärme übertrager mittels der Kühlflüssigkeit gekühlt werden kann. Hierzu erfolgt beispielsweise, insbesondere konduktiv, ein Wärmeübergang von dem Bauelement an den Wärmeübertrager. Au ßerdem erfolgt ein Wärmeübergang von dem Wärmeübertrager an die Kühlflüssigkeit .
Die Antriebseinrichtung, insbesondere die elektrische Maschine, weist beispielsweise wenigstens oder genau einen Luftpfad auf, welcher von der mittels des Lüfterrads geförderten bezie hungsweise zu fördernden Luft durchströmbar ist. Dies bedeutet, dass die Luft den Luftpfad durchströmt, wenn die Luft mittels des Lüfterrads gefördert wird. Dabei sind zumindest der Teilbereich und der Wärmetauscher in dem Luftpfad angeordnet. Bezogen auf eine Strömungsrichtung der den Luftpfad durchströmenden Luft ist beispielsweise der Teilbereich stromauf oder aber stromab des Wärmetauschers angeordnet. Vorzugsweise ist der Wärmetauscher stromauf des Teilbereichs angeordnet, um eine besonders ef fektive und effiziente Kühlung des elektrischen Bauelements realisieren zu können.
Insgesamt ist erkennbar, dass bei der erfindungsgemäßen An triebseinrichtung eine Luftkühlung der elektrischen Maschine mit einer Flüssigkeitskühlung des elektrischen Bauelements kom biniert ist. Einerseits können dadurch die Teileanzahl, die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf der Antriebsein richtung besonders gering gehalten werden. Andererseits können übermäßige Temperaturen sowohl des Teilbereichs beziehungsweise der elektrischen Maschine als auch des elektrischen Bauelements vermieden werden, sodass eine besonders hohe Leistungsfähigkeit darstellbar ist. Der Erfindung liegt dabei insbesondere die folgende Erkenntnis zugrunde:
Moderne Fahrzeuge, insbesondere Elektrofahrzeuge, werden mit Elektromotoren oder Elektromotoranordnungen ausgestattet und sind mittels der Elektromotoranordnungen antreibbar. Die je weilige Elektromotoranordnung umfasst beispielsweise wenigstens oder genau eine elektrische Maschine zum, insbesondere elektrischen, Antreiben des jeweiligen Fahrzeugs. Außerdem umfasst die jeweilige Elektromotoranordnung üblicherweise eine Leistungselektronik zum Bereitstellen von elektrischen Pha senströmen für die jeweilige elektrische Maschine. Somit ist die jeweilige elektrische Maschine über die jeweilige Leistungs elektronik mit den elektrischen Phasenströmen versorgbar. Bedingt durch die physikalischen Eigenschaften der jeweiligen elektrischen Maschine und der Leistungselektronik entstehen beim Betrieb der jeweiligen Elektromotoranordnung Verlustleistungen in der elektrischen Maschine und in der Leistungselektronik, wobei die Verlustleistungen in Form von Abwärme zur Tempera turerhöhung in der Elektromotoranordnung führen können. Eine hohe Eigentemperatur der jeweiligen Elektromotoranordnung kann zu einem Leistungsverlust der elektrischen Maschine und in extremen Fällen sogar zu einem Ausfall der Leistungselektronik führen .
Um dies zu vermeiden, ist die Abwärme während des Betriebs der Elektromotoranordnung abzuführen, bevor die Abwärme Schäden in der Elektromotoranordnung verursachen kann. Eine solche, be sonders vorteilhafte Wärmeabfuhr kann bei der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung auf besonders bauraumgünstige Weise sowie auf besonders effiziente und effektive Weise realisiert werden. Mit anderen Worten ermöglicht die zuvor beschriebene Kombination aus Luftkühlung und Kühlflüssigkeitskühlung eine effektive und effiziente Abfuhr von Abwärme.
Üblicherweise ist entweder eine reine Luftkühlung oder entweder eine reine Kühlflüssigkeitskühlung vorgesehen. Im Gegensatz dazu ist bei der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung eine Kom bination aus Luftkühlung und Kühlflüssigkeitskühlung vorge sehen, da zumindest der Teilbereich der elektrischen Maschine mittels Luft und das elektrische Bauelement mittels der
Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Hierdurch ist eine effiziente Kühlung sowohl der elektrischen Maschine als auch des
elektrischen Bauelements bei gleichzeitig besonders geringem Platzbedarf realisierbar. Die elektrische Maschine ist vor zugsweise als eine elektrische Asynchronmaschine oder aber als eine elektrische Synchronmaschine ausgebildet.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Wärmetauscher in einem geschlossenen, von der Kühlflüssigkeit durchströmbaren Kühlkreislauf angeordnet. Hierdurch kann auf bauraumgünstige Weise eine besonders effektive und effiziente Kühlung gewährleistet werden.
Um in kurzer Zeit eine besonders hohe Wärmemenge von dem Wärmetauscher und somit von dem elektrischen Bauelement abführen zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung wenigstens ein För derelement zum Fördern der Kühlflüssigkeit aufweist. Somit ist das Förderelement vorzugsweise in dem zuvor genannten Kühl- kreislauf angeordnet. Durch Antreiben des Förderelements kann mittels des Förderelements die Kühlflüssigkeit durch den Kühlkreislauf und somit durch den Wärmetauscher gefördert werden .
Um eine besonders effektive und effiziente Wärmeabfuhr ge währleisten zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Förderelement, insbesondere zumindest teilweise oder vor zugsweise zumindest überwiegend oder besonders vorzugsweise vollständig, innerhalb des Wärmetauschers angeordnet ist.
Um dabei auf besonders einfache, bauraum- und kostengünstige Weise das Förderelement antreiben und in der Folge eine effektive und effiziente Kühlung gewährleisten zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass zum Fördern der Kühlflüssigkeit das Förderelement von dem Rotor berührungslos mittels magnetischer Kräfte antreibbar und dadurch auch um eine Förderelementdrehachse bezeichnete Drehachse relativ zu dem Wärmetauscher drehbar ist. Vorzugsweise fällt die Förderele mentdrehachse mit der Maschinendrehachse und/oder mit der Lüfterraddrehachse zusammen, sodass das Förderelement bei spielsweise koaxial zu dem Rotor und/oder koaxial zu dem Lüfterrad angeordnet ist.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die An triebseinrichtung wenigstens oder genau einen drehfest mit dem Rotor, insbesondere mit der Rotorwelle, verbundenen Magneten aufweist, mittels welchem die magnetischen Kräfte zum Antreiben des Förderelements bereitstellbar sind beziehungsweise be reitgestellt werden. Vorzugsweise ist der Magnet als ein Permanentmagnet ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist der Magnet als ein Ringmagnet ausgebildet. Der Magnet ist bei spielsweise drehfest mit dem Rotor, insbesondere mit der Ro torwelle, verbunden. Insbesondere dann, wenn der Magnet als Ringmagnet ausgebildet ist, ist der Magnet beispielsweise auf der Rotorwelle angeordnet, wodurch der Bauraumbedarf insbesondere in axialer Richtung der elektrischen Maschine besonders gering gehalten werden kann. Der Magnet ist dazu ausgebildet, die magnetischen Kräfte be reitzustellen. Das Förderelement ist dazu ausgebildet, mit den von dem Magneten bereitgestellten magnetischen Kräfte wech selzuwirken, wodurch dann, wenn der Rotor, insbesondere die Rotorwelle, und somit der Magnet angetrieben und somit, ins besondere um die Maschinendrehachse, relativ zu dem Stator gedreht werden, das Förderelement mittels der magnetischen Kräfte angetrieben wird. Das Förderelement wird somit nach Art eines aus der Chemie bekannten Rührfisches magnetisch ange trieben, ohne dass eine mechanische Verbindung zwischen dem Förderelement und dem Rotor vorgesehen ist. Unter dem Merkmal, dass das Förderelement berührungslos mittels der magnetischen Kräfte von dem Rotor antreibbar ist, ist zu verstehen, dass das Förderelement zumindest bezogen auf das Förderelement und auf den Rotor berührungslos angetrieben werden kann. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt kann das Förderelement von dem Rotor mittels der magnetischen Kräfte angetrieben werden, ohne dass der Rotor das Förderelement berührt, das heißt ohne dass das Förderelement mechanisch mit dem Rotor gekoppelt ist.
Durch die berührungslose Antreibbarkeit des Förderelements kann dieses auf besonders einfache, bauraum- und kostengünstige Weise innerhalb des Wärmetauschers angeordnet und von dem außerhalb des Wärmetauschers angeordneten Rotor angetrieben werden, ohne dass bauraum- und kostenintensive Abdichtmaßnahmen erforderlich sind .
Um eine besonders effektive und effiziente Kühlung auf bau raumgünstige Weise zu realisieren, ist es in weiterer Ausge staltung der Erfindung vorgesehen, dass der Wärmetauscher ein Gehäuse des elektrischen Bauelements direkt berührt. Hierdurch kann beispielsweise eine besonders effektive und effiziente Wärmeabfuhr von dem elektrischen Bauelement realisiert werden, da beispielsweise Wärme durch Konduktion von dem Gehäuse direkt an den Wärmetauscher übergehen kann. Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Antriebseinrichtung wenigstens ein separat von dem elektrischen Bauelement und separat von dem Wärmetauscher ausgebildetes, zusätzlich zu dem Wärmetauscher und zusätzlich zu dem
elektrischen Bauelement vorgesehenes Kontaktelement umfasst, welches einerseits den Wärmetauscher und andererseits das Gehäuse des elektrischen Bauelements direkt berührt. Somit ist der Wärmetauscher unter Vermittlung des beispielsweise als Kontaktplatte ausgebildeten Kontaktelements wärmeübertragend mit dem Gehäuse gekoppelt, sodass der Wärmetauscher das Gehäuse nicht direkt berührt.
Berührt bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Wär metauscher das Gehäuse des Bauelements direkt, so ist der Wärmetauscher direkt, das heißt ohne Vermittlung eines zu sätzlichen Elements, wärmeübertragend mit dem Gehäuse gekoppelt, sodass der Bauraumbedarf und die Teileanzahl besonders gering gehalten werden können. Die thermische Kopplung des Wärme tauschers mit dem Gehäuse über das zusätzlich dazu vorgesehene Kontaktelement ermöglicht jedoch eine besonders großflächige und somit besonders vorteilhafte, wärmeübertragende Kopplung des Wärmetauschers über das Kontaktelement mit dem Gehäuse, sodass in kurzer Zeit eine besonders hohe Wärmemenge von dem Bauelement abtransportiert werden kann.
Vorzugsweise berührt der Wärmetauscher beziehungsweise das Kontaktelement zumindest einen überwiegenden Teil einer dem Wärmetauscher beziehungsweise dem Kontaktelement zugewandten Fläche des Gehäuses, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass der Wärmetauscher beziehungsweise das Kontaktelement die ge samte, dem Wärmetauscher beziehungsweise dem Kontaktelement zugewandte Fläche des Gehäuses berührt.
Alternativ oder zusätzlich ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Kontaktelement zumindest einen überwiegenden Teil einer dem Kontaktelement zugewandten Fläche des Wärmetauschers berührt. Vorzugsweise berührt das Kontaktelement die gesamte, dem Kontaktelement zugewandte Fläche des Wärmetauschers. Dadurch kann eine besonders effiziente und effektive Kühlung gewähr leistet werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Wärmetauscher ein Lagerschild, an welchem der Rotor drehbar gelagert ist, direkt berührt. Dadurch kann beispielsweise durch Konduktion ein vorteilhafter Wärmeübergang von dem Wärmetauscher an das Lagerschild erfolgen, sodass sich eine besonders effektive und effiziente Kühlung auf platzsparende Weis darstellen lässt.
Um den Bauraumbedarf besonders gering halten zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Lüfterrad als ein Radiallüfterrad ausgebildet ist. Mit anderen Worten bildet dabei das Lüfterrad eine als Radialpumpe aus gebildete Pumpe, mittels welcher die Luft gefördert werden kann. Ist das Lüfterrad als ein Radiallüfterrad ausgebildet, so strömt die Luft in radialer Richtung des Lüfterrads von dem Lüfterrad ab, wenn die Luft mittels des Lüfterrads gefördert wird.
Beispielsweise strömt die Luft, wenn sie mittels des Lüfterrads gefördert wird, das Lüfterrad in axialer Richtung des Lüfterrads an, wird dann beispielsweise umgelenkt, sodass dann die Luft das Lüfterrad in radialer Richtung des Lüfterrads abströmt. Dadurch kann der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Kühlflüssigkeit zumindest Wasser, insbesondere destilliertes Wasser, aufweist. Dadurch kann in kurzer Zeit eine besonders große Wärmemenge abtransportiert werden. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Kühlflüssigkeit zumindest ein Öl und/oder zumindest einen Alkohol, insbesondere Glykol. Insbesondere ist es denkbar, dass die Kühlflüssigkeit zumindest nahezu vollständig aus Wasser beziehungsweise Öl gebildet ist. Durch die Ausgestaltung der Kühlflüssigkeit als ein Öl kann eine unerwünschte elektrische Leitfähigkeit der
Kühlflüssigkeit vermieden werden. Der zuvor genannte Alkohol, insbesondere das Glykol, ist ein Additiv, welches beispielsweise bei geringen Umgebungstemperaturen ein unerwünscht frühes Einfrieren der Kühlflüssigkeit verhindern kann. Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn das elektrische Bauelement als ein Stromrichter, insbesondere als ein Inverter, ausgebildet ist. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass insbesondere elektrische Bau elemente wie Stromrichter während eines Betriebs von
elektrischen Maschinen besonders heiß werden können, sodass eine Kühlflüssigkeitskühlung eines solchen Stromrichters besonders vorteilhaft ist, um auf bauraumgünstige Weise eine besonders hohe Leistungsfähigkeit gewährleisten zu können.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Perso nenkraftwagen, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug weist we nigstens oder genau eine Antriebseinrichtung, insbesondere wenigstens oder genau eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, auf. Die Antriebsein richtung weist wenigstens eine elektrische Maschine zum, insbesondere elektrischen, Antreiben des Kraftfahrzeugs auf. Die elektrische Maschine umfasst einen Stator und einen von dem Stator antreibbaren und dadurch relativ zu dem Stator drehbaren Rotor. Außerdem umfasst die Antriebseinrichtung wenigstens ein von dem Rotor antreibbares Lüfterrad, mittels welchem durch Antreiben des Lüfterrads Luft zum Kühlen zumindest eines Teilbereichs der elektrischen Maschine zu fördern ist.
Um nun eine besonders effektive und effiziente Kühlung auf besonders bauraumgünstige Weise und somit eine besonders hohe Leistungsfähigkeit auf bauraumgünstige Weise realisieren zu können, ist es bei dem zweiten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung wenigstens ein, insbesondere der elektrischen Maschine zugeordnetes, elektrisches Bauelement aufweist, über welches die elektrische Maschine mit elektrischer Energie versorgbar ist. Des Weiteren ist bei dem zweiten Aspekt der Erfindung wenigstens ein Wärmetauscher vorgesehen, welcher von der mittels des Lüfterrads geförderten Luft umströmbar und von einer über den Wärmetauscher mittels der den Wärmetauscher umströmenden Luft zu kühlenden Kühlflüssigkeit durchströmbar ist, mittels welcher das elektrische Bauelement zu kühlen ist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Die elektrische Maschine ist vorzugsweise eine Hoch
volt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebsspannung, vorzugsweise größer als 12 Volt (V) ist und beispielsweise mindestens 48 V beträgt oder größer als 48 V, insbesondere größer als 50 V, ist. Vorzugsweise beträgt die elektrische Spannung, insbesondere die elektrische Be triebsspannung, mehrere hundert Volt um besonders große elektrische Leistungen zum elektrischen Antreiben des Kraft fahrzeugs realisieren zu können.
Weitere, der Erfindung zugrundeliegende Erkenntnisse sind: Bei einer Luftkühlung kann ein simples Prinzip genutzt werden. Ein beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildeter Kühlkörper berührt eine zu kühlende Fläche, zum Beispiel eine Oberfläche eines elektronischen Bauteils eines insbesondere als Inverter ausgebildeten Stromrichters. Hitze, die sich in dem elektronischen Bauteil entwickelt, wird dabei zum Großteil von dem Kühlkörper aufgenommen, damit die Bauteile nicht überhitzen. Somit kann vorgesehen sein, dass das elektrische Bauelement als ein elektronisches Bauteil ausgebildet ist. Die Wärme verteilt sich dann im Material des auch als Kühler bezeichneten Kühl körpers. An seitlichen Flächen kann die Wärme dann an die umgebende Luft abgegeben werden. In der Regel wird dann noch ein Lüfter genutzt, der die Luft in Bewegung versetzt, sodass die warme Luft abwandern und neue, kühlere Luft herangeschafft werden kann. Um die Kühlleistung zu steigern, nutzt man in der Regel eine Art Sockel, der einen direkten Kontakt mit den zu kühlenden Bauteilen hat, und darauf aufgesetzt den eigentlichen Kühl körper, der beispielsweise zahlreiche Lamellen und/oder
Kühlrippen aufweisen kann.
Auf diese Weise kann auf relativ kleinem Raum eine extrem große Kühlkörper-Fläche erzeugt werden. Dies ist insbesondere ge- genüber der Verwendung eines massiven Klotzes effizienter. Durch den Einsatz von Kühlrippen kann eine große Fläche geschaffen werden, die Kontakt zur Luft hat, ohne die grundlegenden Di mensionen des Kühlkörpers zu verändern. Je mehr Fläche vorhanden ist, desto mehr Wärme kann potenziell an die Luft abgegeben werden. Eine solche Luftkühlung kann kostengünstig verwirklicht werden. Das Prinzip einer auch als Wasserkühlung bezeichneten Kühlflüssigkeitskühlung basiert darauf, dass die Wärme bei spielsweise über einen auch als Kühlflüssigkeitskreislauf bezeichneten Kühlkreislauf, insbesondere über einen Wasser kreislauf, abtransportiert wird. Eine Pumpe kann dafür sorgen, dass die beispielsweise als Wasser ausgebildete oder zumindest oder ausschließlich Wasser umfassende Kühlflüssigkeit zu we nigstens einem Kühlkörper gelangt, der am zu kühlenden Bauteil befestigt ist. Das Wasser nimmt Wärme von dem Bauteil bezie hungsweise von dem Kühlkörper auf und fließt dann weiter zu dem Wärmetauscher .
Der Wärmetauscher nimmt die Wärme der beispielsweise als Wasser ausgebildeten Kühlflüssigkeit auf, das die Wärme vorher vom eigentlich zu kühlenden Bauteil abgeholt hat. Danach strömt das Wasser wieder zurück in Richtung Pumpe und gelangt erneut zum Kühlkörper. Der Kreislauf ist dann vollendet beziehungsweise geschlossen. Der Wärmetauscher gibt die Wärme, die er dem Wasser entnommen hat, wiederum an Luft, insbesondere Umgebungsluft, ab. Dabei wird er meist von einem oder mehreren Lüftern unterstützt, denn die Wärme um den Wärmetauscher herum muss schließlich weggefördert werden. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Kombination einer Luftkühlung mit eine Kühlflüssigkeitskühlung kann eine effektive und effiziente Kühlung der Antriebsein richtung auf bauraum- und kostengünstige Weise dargestellt werden .
Bei konventioneller Luftkühlung erhitzen die elektronischen Bauelemente, insbesondere eines Stromrichters, einen ausrei chend dimensionierten Kühlkörper mit großer Oberfläche in der Form von Kühlrippen. Über diese bläst ein Ventilator einen Luftstrom, um die Wärme möglichst schnell abzuführen. Luft ist in alltäglichen Umgebungen unbegrenzt vorhanden und lässt sich mittels des Ventilators unkompliziert zuführen und abtrans portieren. Gegenüber Luft ist eine Kühlflüssigkeit wie bei spielsweise Wasser besonders vorteilhaft, da eine besonders hohe Wärmekapazität hat und somit mehr thermische Energie aufnehmen kann als die gleiche Menge an Luft. Um beispielsweise 1 Liter Wasser um 1°C zu erwärmen, sind 4180 J erforderlich. Um die gleiche Energie mit Luft aufzunehmen, sind schon 1,18 m3 Luft erforderlich, die mittels eines Lüfters beziehungsweise mittels eines Ventilators gefördert werden muss.
Der Wärmetauscher stellt eine besonders vorteilhafte
Schnittstelle zu dem elektrischen Bauelement dar. Der Wärme tauscher liegt beispielsweise gut belüftet außerhalb des Ge häuses des Bauelements in dem auch als Luftstrom bezeichneten Luftpfad, welcher von der mittels des Lüfterrads geförderten Luft durchströmbar ist. Dadurch kann besonders vorteilhaft Wärme von der Kühlflüssigkeit an den Wärmetauscher und von dem Wärme tauscher an die Luft übergehen.
Um beispielsweise das elektrische Bauelement besonders vor teilhaft mittels der Kühlflüssigkeit kühlen zu können, strömt die Kühlflüssigkeit beispielsweise zumindest durch einen Teil des elektrischen Bauelements, sodass Wärme von dem elektrischen Bauelement an die Kühlflüssigkeit übergehen kann. Alternativ dazu ist es denkbar, dass wenigstens ein von der Kühlflüssigkeit durchströmbarer Wärmeübertrager vorgesehen ist, welcher zu mindest mittelbar, insbesondere direkt, wärmeübertragend mit dem elektrischen Bauelement , insbesondere mit dem Gehäuse, verbunden und von der Kühlflüssigkeit durchströmbar ist. Somit kann beispielsweise Wärme von dem elektrischen Bauelement, insbe sondere von dem Gehäuse des elektrischen Bauelements, an den Wärmeübertrager von dem Wärmeübertrager an die Kühlflüssigkeit übergehen, wodurch das elektrische Bauelement gekühlt und die Kühlflüssigkeit erwärmt wird. Daraufhin kann die erwärmte Kühlflüssigkeit zu dem und durch den Wärmetauscher strömen. Dann kann Wärme von der Kühlflüssigkeit an den Wärmetauscher und von dem Wärmetauscher an die den Wärmetauscher umströmende Luft übergehen, wodurch die Kühlflüssigkeit gekühlt werden kann. In der Folge lässt sich eine besonders effektive, effiziente, bauraum- und kostengünstige Kühlung des Bauelements gewähr leisten .
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevor zugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merk malskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbe schreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug;
Fig. 2 eine schematische Explosionsansicht der Antriebs einrichtung;
Fig. 3 eine schematische und geschnittene Seitenansicht der
Antriebseinrichtung;
Fig. 4 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene
Seitenansicht der Antriebseinrichtung;
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht eines Wärmetauschers der Antriebseinrichtung; und
Fig. 6 eine schematische Draufsicht eines Kontaktelements der Antriebseinrichtung.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine An triebseinrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen und dabei insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet sein kann. Das Kraftfahrzeug kann mittels der Antriebseinrichtung 10 elektrisch angetrieben werden, sodass das Kraftfahrzeug beispielsweise als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildet ist. Die Antriebseinrichtung 10 weist wenigstens oder genau eine elektrische Maschine 12 auf, welche in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar ist. Um die elektrische Maschine 12 in dem Motorbetrieb zu betreiben, wird die elektrische Maschine 12 mit elektrischer Energie bezie hungsweise mit elektrischem Strom versorgt. Hierzu weist beispielsweise das Kraftfahrzeug einen Energiespeicher zum Speicher von elektrischer Energie auf, wobei die elektrische Maschine 12 mit elektrischer Energie, die in dem Energiespeicher gespeichert ist, versorgt werden kann. Dabei sind der Ener giespeicher und die elektrische Maschine 12 als Hoch
volt-Komponenten ausgebildet, deren jeweilige elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebsspannung, größer als 50 V ist und vorzugsweise mehrere 100 V beträgt. Dadurch können besonders große elektrische Leistungen zum elektrischen An treiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden.
Die elektrische Maschine 12 weist ein auch als Maschinengehäuse 14 bezeichnetes Gehäuse auf, in welchem ein Stator 16 und ein Rotor 18 der elektrischen Maschine 12 aufgenommen sind. Der Rotor 18 ist von dem Stator 16 antreibbar und dadurch relativ zu dem Stator 16 und relativ zu dem Maschinengehäuse 14 um eine Ma schinendrehachse 20 drehbar. Der Rotor 18 weist eine Rotorwelle 22 auf, die um die Maschinendrehachse 20 relativ zu dem Stator 16 und relativ zu dem Maschinengehäuse 14 drehbar ist. Über den Rotor 18, insbesondere über die Rotorwelle 22, kann die elektrische Maschine 12 in ihrem Motorbetrieb wenigstens ein Drehmoment bereitstellen, mittels welchem das Kraftfahrzeug, insbesondere elektrisch, angetrieben werden kann. Die elektrische Maschine 12 weist darüber hinaus wenigstens ein Lagerschild 24 auf. Der Lagerschild 24 kann einstückig mit dem Maschinengehäuse 14 ausgebildet sein, oder aber der Lagerschild 24 ist eine separat von dem Maschinengehäuse 14 und bei spielsweise zumindest mittelbar, insbesondere direkt, mit dem Maschinengehäuse 14 verbundene Komponente, welche zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend und vollständig, in dem Maschinengehäuse 14 angeordnet sein kann. Der Rotor 18 ist dabei drehbar an dem Lagerschild 24 und über den Lagerschild 24 drehbar an dem Maschinengehäuse 14 gelagert.
Die Antriebseinrichtung 10 weist darüber hinaus Lüfterräder 26 auf, welche vorliegend als Radiallüfterräder ausgebildet sind, das jeweilige Lüfterrad 26 ist von dem Rotor 18 antreibbar und hierzu insbesondre drehfest mit dem Rotor 18 verbunden, sodass das jeweilige Lüfterrad 26 um die Maschinendrehachse 20 relativ zu dem Stator 16 und relativ zu dem Maschinengehäuse 14 drehbar ist beziehungsweise gedreht wird, wenn der Rotor 18 von dem Stator 16 angetrieben wird. Durch Antreiben des jeweiligen Lüfterrads 26 ist Luft zu fördern. Mit anderen Worten, wird das jeweilige Lüfterrad 26 angetrieben und hierdurch um die Maschinendrehachse 20 relativ zu dem Maschinengehäuse 14 gedreht, so wird mittels des jeweiligen Lüfterrads 26 Luft gefördert. In Fig. 1 ver anschaulichen Pfeile 28 die Luft, die mittels der Lüfterräder 26 gefördert wird. Mit anderen Worten veranschaulichen die Pfeile 28 einen jeweiligen Luftstrom, welcher beispielsweise mittels des jeweiligen Lüfterrads 26 gefördert, das heißt bewirkt wird. Das jeweilige Lüfterrad 26 saugt die Luft beziehungsweise den Luftstrom an, insbesondere über einen jeweiligen Ansaugmund der Antriebseinrichtung 10.
Das jeweilige Lüfterrad 26 fungiert somit als ein Ventilator oder als eine Pumpe, mittels welchem beziehungsweis mittels welcher die Luft gefördert wird. Da das jeweilige Lüfterrad 26 bei spielsweise als ein Radiallüfterrad ausgebildet ist, ist der Ventilator ein Radialventilator beziehungsweise die Pumpe ist eine Radialpumpe. Die mittels des jeweiligen Lüfterrads 26 geförderte Luft strömt das jeweilige Lüfterrad 26 in radialer Richtung des Lüfterrads 26 ab, was in Fig. 1 durch Pfeile 30 veranschaulicht ist.
Um nun auf besonders bauraumgünstige Weise eine besonders hohe Leistungsfähigkeit der Antriebseinrichtung 10 realisieren zu können, weist die Antriebseinrichtung 10 wenigstens ein, vorliegend als ein Stromrichter 32 ausgebildetes elektrisches Bauelement auf, welches vorzugsweise als ein elektronisches Bauelement ausgebildet ist. Über den beispielsweise als Inverter ausgebildeten Stromrichter 32 ist beziehungsweise wird die elektrische Maschine 12 mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgbar beziehungsweise versorgt, ins besondere während des Motorbetriebs der elektrischen Maschine 12. In Fig. 1 ist ein auch als Bauelementgehäuse bezeichnetes Gehäuse 34 des Stromrichters 32 besonders schematisch darge stellt, wobei in dem Gehäuse 34 wenigstens ein oder mehrere elektrische oder elektronische Bauteile des Stromrichters 32 aufgenommen sein können.
Außerdem weist die Antriebseinrichtung 10 wenigstens oder genau einen in Fig. 1 besonders schematisch dargestellten Wärme tauscher 36 auf, welcher von der mittels zumindest eines der Lüfterräder 26 geförderten Luft umströmbar und von einer über den Wärmetauscher 36 mittels der den Wärmetauscher 36 umströmenden Luft zu kühlenden Kühlflüssigkeit durchströmbar ist, mittels welcher der Stromrichter 32 zu kühlen ist beziehungsweise gekühlt wird. Beispielsweise strömt die Kühlflüssigkeit durch den Stromrichter 32 und/oder durch einen Wärmeübertrager, welcher wäremübertragend mit dem Stromrichter 32 gekoppelt ist.
Hierdurch kann Wärme von dem Stromrichter 32 an die Kühl flüssigkeit, insbesondere über den Wärmeübertrager, übergehen, wodurch der Stromrichter 32 gekühlt und die Kühlflüssigkeit erwärmt wird. Dann kann die Kühlflüssigkeit zu dem und durch den Wärmetauscher 36 strömen. Über den Wärmetauscher 36 kann Wärme von der Kühlflüssigkeit an die den Wärmetauscher 36 umströmende und mittels wenigstens eines der Lüfterräder 26 geförderte Luft übergehen, wodurch die Kühlflüssigkeit wieder gekühlt wird. Mittels des jeweiligen Luftstroms kann beispielsweise ein jeweiliger Teilbereich TI beziehungsweise T2 der elektrischen Maschine 12 gekühlt werden. Beispielsweise strömt die den Wärmetauscher 36 umströmende Luft zu dem und um den und/oder durch den Teilbereich T2, nachdem die den Wärmetauscher 36 umströmende Luft den Wärmetauscher 36 umströmt hat. Dann kann beispielsweise ein Wärmeübergang von dem Teilbereich T2 an die den Wärmetauscher 36 umströmende Luft erfolgen, wodurch der Teilbereich T2 gekühlt wird .
Besonders gut aus Fig. 1 ist erkennbar, dass der Wärmetauscher 36 in einem geschlossenen, von der Kühlflüssigkeit durch- strömbaren Kühlkreislauf 38 angeordnet ist. Des Weiteren umfasst die Antriebseinrichtung 10 wenigstens oder genau ein insbe sondere in dem Kühlkreislauf 38 angeordnetes Förderelement 40, mittels welchem die Kühlflüssigkeit durch den Kühlkreislauf 38 gefördert werden kann beziehungsweise gefördert wird. Dabei ist das Förderelement 40 innerhalb des Wärmetauschers 36 angeordnet.
Zum Fördern der Kühlflüssigkeit durch den auch als Kühlflüs sigkeitskreislauf bezeichneten Kühlkreislauf 38 wird das Förderelement 40 von dem Rotor 18 mittels magnetischer Kräfte angetrieben und dadurch um die Maschinendrehachse 20 relativ zu dem Wärmetauscher 36 und relativ zu dem Maschinengehäuse 14 gedreht. Hierzu ist wenigstens oder genau ein beispielsweise als Permanentmanget ausgebildeter Magnet 42 vorgesehen, welcher drehfest mit dem Rotor 18, insbesondere mit der Rotorwelle 22, verbunden ist. Der Magnet 42 ist beispielsweise auf der Ro torwelle 22 angeordnet. Mittels des Magneten 42 werden die zuvor genannten magnetischen Kräfte zum Antreiben des Förderelements 40 bereitgestellt. Die von dem Magneten 42 bereitgestellten magnetischen Kräfte können mit dem Förderelement 40 wechsel wirken beziehungsweise das Förderelement 40 kann mit den von dem Magneten 42 bereitgestellten magnetischen Kräften wechsel wirken, sodass dann, wenn der Magnet 42 zusammen mit der Ro torwelle 22 um die Maschinendrehachse 20 gedreht wird, das Förderelement 40 über die magnetischen Kräfte mit dem Magneten 42 mitgedreht wird, Hierdurch wird das Förderelement 40 um die Maschinendrehachse 20 gedreht, wodurch die Kühlflüssigkeit durch den Kühlkreislauf 38 gefördert wird.
Da die Teilbereiche TI und T2 mittels der geförderten Luft zu kühlen sind beziehungsweise gekühlt werden, ist die elektrische Maschine 12 an sich luftgekühlt, das heißt als eine luftgekühlte elektrische Maschine ausgebildet.
Fig. 2 zeigt die Antriebseinrichtung 10 in einer schematischen Explosionsansicht. Besonders gut aus Fig. 2 ist der Wärmetauscher 36 erkennbar. Auch besonders gut aus Fig. 2 ist das Förderelement 40 erkennbar, welches beispielsweise als in Magnetradialven tilator ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist das Förderelement 40 beispielsweise ein Radialförderelement, welches eine Ra dialpumpe zum Fördern der Kühlflüssigkeit bildet. Dies bedeutet, dass die Kühlflüssigkeit dann, wenn sie mittels des För derelements 40 gefördert wird, in radialer Richtung des För derelements 40 von diesem abströmt. Die jeweilige radiale Richtung verläuft dabei zumindest im Wesentlichen senkrecht zur jeweiligen axialen Richtung und somit senkrecht zur Maschi nendrehachse 20. Ferner sind aus Fig. 2 ein als Kontaktplatte 44 ausgebildetes Kontaktelement und ein Ringkanalelement 46 er kennbar, wobei das Ringkanalelement 46 beispielsweise zumindest teilweise, insbesondere zusammen mit der Kontaktplatte 44, einen von der Kühlflüssigkeit durchströmbaren Ringkanal bildet be ziehungsweise begrenzt.
Fig. 3 zeigt die Antriebseinrichtung 10 in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht. Dabei weist die elektrische Maschine 12 nicht nur den Lagerschild 24, sondern auch einen zweiten Lagerschild 48 auf, an welchem der Rotor 18 drehbar gelagert wird. Hierzu sind beispielsweise Lager 50 vorgesehen, welche vorliegend als Wälzlager ausgebildet sind. Über die Lager 50 ist der Rotor 18 drehbar an den Lagerschilden 24 und 48 gelagert .
Besonders gut aus Fig. 3 und 4 ist erkennbar, dass der Magnet 42 beispielsweise als ein Ringmagnet ausgebildet ist, welcher zumindest mittelbar auf der Rotorwelle 22 angeordnet und beispielsweise zumindest mittelbar drehfest mit der Rotorwelle 22 verbunden ist. Fig. 5 zeigt den Wärmetauscher 36 in einer schematischen Schnittansicht. Der Wärmetauscher 36 weist we nigstens einen von der Kühlflüssigkeit durchströmbaren Sam melkanal 52 und wenigstens einen von der Kühlflüssigkeit durchströmbaren Verteilerkanal 54 auf, welche beispielsweise zumindest über jeweilige, von der Kühlflüssigkeit durchströmbare Wärmetauscherröhrchen 56 fluidisch miteinander verbunden sind. Außerdem ist der in Fig. 5 mit 58 bezeichnete und zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, durch das Ringkanalelement 46 begrenzte und von der Kühlflüssigkeit durchströmbare Ringkanal erkennbar. Während in Fig. 5 Pfeile 60 die geförderte Luft beziehungsweise deren Strömung veran schaulichen, veranschaulichen in Fig. 5 Pfeile 62 die durch den Wärmetauscher 36 und dabei durch den Kühlkreislauf 38 strömende Kühlflüssigkeit .
Aus Fig. 6 ist besonders gut die Kontaktplatte 44 erkennbar, welche wenigstens zwei in axialer Richtung einander abgewandte Kontaktflächen aufweist. Von diesen Kontaktflächen ist in Fig. 6 eine mit 64 bezeichnete und dem Wärmetauscher 36 zugewandte Kontaktfläche erkennbar. Die andere Kontaktfläche ist dem Stromrichter 32, insbesondere dem Gehäuse 34, zugewandt. Während die Kontaktfläche 64 beispielsweise den Wärmetauscher 36 direkt berührt, berührt die beispielsweise aus Fig. 2 erkennbare und dort mit 66 bezeichnete andere Kontaktfläche der Kontaktplatte 44 den Stromrichter 32, insbesondere das Gehäuse 34, direkt. Dadurch kann beispielsweise über die Kontaktplatte 44 ein besonders vorteilhafter Wärmeübergang, insbesondere durch Konduktion, von dem Stromrichter 32 , insbesondere von dem Gehäuse 34, an den Wärmetauscher 36 übergehen, welcher mittels der geförderten Luft gekühlt wird. Dadurch kann eine besonders effektive und effiziente Kühlung des Stromrichters 32 ge währleistet werden.
Die Kühlflüssigkeit umfasst vorzugsweise zumindest oder aus schließlich ein Öl oder Wasser, insbesondere destilliertes Wasser, sodass die Kühlflüssigkeit beispielsweise auch als Wasser oder Kühlwasser bezeichnet wird. Ferner kann die
Kühlflüssigkeit wenigstens ein Additiv aufweisen. Bei Additiven für Wasserkühlungen sind nicht nur die chemischen Eigenschaften wichtig, sondern auch die Umweltverträglichkeit. Geeignet hierfür ist Ethylenglykol, welches auch als Glykol bezeichnet wird. Ethylenglykol ist ein zweiwertiger Alkohol mit der chemischen Bezeichnung 1 , 2-Ethandiol . Glykol wird vorteilhaft als Korrosionsschutz und hat eine di-elektrische Wirkung, welche zu einem besonders vorteilhaften Wärmetransport führt. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Kühlflüssigkeit zumindest Wasser und Glykol als Additiv aufweist.
Da der Wärmetauscher 36 von der Kühlflüssigkeit durchströmbar und von der Luft umströmbar ist, ist der Wärmetauscher 36 als Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher ausgebildet. Hierdurch ist der Wärmetauscher 36 auch bei besonders extremen Umgebungstempe raturen verwendbar. Dabei können hohe Wärmemengen bezie hungsweise Wärmelasten auf engstem Raum abtransportiert werden. Ein hoher Wirkungsgrad wird durch eine große Oberfläche des Wärmetauschers 36 und eine leistungsstarke, durch die Lüf terräder 26 gebildete Lüftertechnologie erreicht.
Insgesamt ist erkennbar, dass bei der Antriebseinrichtung 10 eine Luftkühlung der Teilbereiche TI und T2 mit einer Flüssig keitskühlung des Stromrichters 32 kombiniert ist. Daraus re sultiert ein effizientes Kühlkonzept für die Antriebseinrichtung 10 in ihrer Gesamtheit sowie ein kompaktes Gehäusekonzept. Dies ist platzsparend und erfordert einen nur geringen Wartungs aufwand. Insbesondere können zwei unabhängige Verbraucherkreise realisiert werden. Ein erster der Verbraucherkreise ist der geschlossene Kühlkreislauf 38. Der zweite Verbraucherkreis ist ein von der Luft durchströmbarer Luftkreislauf, welcher vor zugsweise ein offener Kreislauf ist.
Das auch als Stromrichtergehäuse bezeichnete Gehäuse 34 ist beispielsweise in das auch als Motorgehäuse bezeichnete Ma schinengehäuse 14 und/oder in den Lagerschild 24 integriert. Der Stromrichter 32 ist eine Leistungs-, Ansteuer- und Regel- elektronik oder Bestandteil einer solchen Leistungs-, Ansteuer- und Regelelektronik zum Betreiben, insbesondere zum Steuern oder Regeln, der elektrischen Maschine 12.
Das jeweilige Lüfterrad 26 ist ein motoreigenes Lüftersystem, da das jeweilige Lüfterrad 26 von dem Rotor 18 angetrieben werden kann. Für die elektrische Maschine 12 und deren Bauelemente sowie für die Bauteile des Stromrichters 32 ist eine effiziente Kühlung von besonderer Bedeutung. Bei guter Kühlung ist beispielsweise die Lebensdauer der elektrischen Maschine 12 und der elekt ronischen Bauteile verlängerbar. Dies kann bei der Antriebs einrichtung 10 realisiert werden.
Das vorzugsweise als Magnetventilator ausgebildete För derelement 40 ermöglicht ein vorteilhaftes Durchmischen und Fördern der Kühlflüssigkeit in dem geschlossenen Kühlkreislauf 38, wobei dadurch, dass das Förderelement 40 mittels der magnetischen Kräfte antreibbar ist, eine mechanische Kopplung des Förderelements 40 mit dem Rotor 18 nicht vorgesehen ist. Hierdurch können Abdichtmaßnahmen und deren Probleme vermieden werden .
Zum Antreiben des Förderelements 40 bewegt beispielsweise der sich mit der Rotorwelle 22 mitdrehende und somit rotierende Magnet 42 in seinem Magnetfeld das Förderelement 40, das sich in dem Wärmetauscher 36 befindet. Die Kühlflüssigkeit sollte eine geringe Viskosität haben, um eine vorteilhafte Anbindung des Förderelements 40 an den Magneten 42 über die magnetischen Kräfte nicht durch den Widerstand der Kühlflüssigkeit übermäßig zu beeinträchtigen . Bezugszeichenliste
10 Antriebseinrichtung
12 elektrische Maschine
14 Maschinengehäuse
16 Stator
18 Rotor
20 Maschinendrehachse
22 Rotorwelle
24 Lagerschild
26 Lüfterrad
28 Pfeil
30 Pfeil
32 Stromrichter
34 Gehäuse
36 Wärmetauscher
38 Kühlkreislauf
40 Förderelement
42 Magnet
44 Kontaktplatte
46 Ringkanalelement
48 Lagerschild
50 Lager
52 Sammelkanal
54 Verteilerkanal
56 Wärmetauscherröhrchen
58 Ringkanal
60 Pfeil
62 Pfeil
64 Kontaktfläche
66 Kontaktfläche
TI Teilbereich
T2 Teilbereich

Claims

Patentansprüche
1. Antriebseinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit we nigstens einer einen Stator (16) und einen von dem Stator (16) antreibbaren und dadurch relativ zu dem Stator (16) drehbaren Rotor (18) aufweisenden elektrischen Maschine (12) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, und mit wenigstens einem von dem Rotor (18) antreibbaren Lüfterrad (26) , mittels welchem durch Antreiben des Lüfterrads (26) Luft zum Kühlen zumindest eines Teilbereiches (TI, T2) der elektrischen Maschine (12) zu fördern ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
- wenigstens ein elektrisches Bauelement (32), über welches die elektrische Maschine (12) mit elektrischer Energie versorgbar ist; und
- wenigstens einen Wärmetauscher (36) , welcher von der mittels des Lüfterrads (26) geförderten Luft umströmbar und von einer über den Wärmetauscher (36) mittels der den Wärmetauscher (36) umströmenden Luft zu kühlenden Kühlflüssigkeit durchströmbar ist, mittels welcher das elektrische Bauelement (32) zu kühlen ist .
2. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Wärmetauscher (36) in einem geschlossenen, von der Kühl flüssigkeit durchströmbaren Kühlkreislauf (38) angeordnet ist.
3. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
wenigstens ein Förderelement (40) zum Fördern der Kühlflüs sigkeit .
4. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Förderelement (40) innerhalb des Wärmetauschers (36) an geordnet ist.
5. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 3 oder 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s zum Fördern der Kühlflüssigkeit das Förderelement (40) von dem Rotor (18) berührungslos mittels magnetischer Kräfte antreibbar und dadurch um eine Drehachse (20) relativ zu dem Wärmetauscher (36) drehbar ist.
6. Antriebseinrichtung (10) nach Anspruch 5,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
wenigstens einen drehfest mit dem Rotor (18) verbundenen Magneten (42), insbesondere Permanentmagneten, mittels welchem die magnetischen Kräfte zum Antreiben des Förderelements (40) bereitstellbar sind.
7. Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Wärmetauscher (36) ein Gehäuse (34) des Bauelements (32) direkt berührt.
8. Antriebseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
wenigstens ein separat von dem elektrischen Bauelement (32) und separat von dem Wärmetauscher (36) ausgebildetes, zusätzlich zu dem Wärmetauscher (36) und zusätzlich zu dem elektrischen Bauelement (32) vorgesehenes Kontaktelement (44), welches einerseits den Wärmetauscher (36) und andererseits ein Gehäuse (34) des elektrischen Bauelements (32) direkt berührt.
9. Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s der Wärmetauscher (36) ein Lagerschild (24), an welchem der Rotor (18) drehbar gelagert ist, direkt berührt.
10. Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Lüfterrad (26) als ein Radiallüfterrad ausgebildet ist.
11. Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Kühlflüssigkeit zumindest Wasser, insbesondere destil liertes Wasser, und/oder zumindest ein Öl und/oder zumindest einen Alkohol, insbesondere Glykol, aufweist.
12. Antriebseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das elektrische Bauelement (32) als ein Stromrichter (32) ausgebildet ist.
13. Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Antriebseinrichtung (10), welche aufweist:
- wenigstens eine einen Stator (16) und einen von dem Stator (16) antreibbaren und dadurch relativ zu dem Stator (16) drehbaren Rotor (18) aufweisende elektrische Maschine (12) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs; und
- wenigstens ein von dem Rotor (18) antreibbares Lüfterrad (26) , mittels welchem durch Antreiben des Lüfterrads (26) Luft zum Kühlen zumindest eines Teilbereiches (TI, T2) der elektrischen Maschine (12) zu fördern ist,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
- wenigstens ein elektrisches Bauelement (32), über welches die elektrische Maschine (12) mit elektrischer Energie versorgbar ist; und
- wenigstens einen Wärmetauscher (36) , welcher von der mittels des Lüfterrads (26) geförderten Luft umströmbar und von einer über den Wärmetauscher (36) mittels der den Wärmetauscher (36) umströmenden Luft zu kühlenden Kühlflüssigkeit durchströmbar ist, mittels welcher das elektrische Bauelement (32) zu kühlen ist .
PCT/EP2019/072978 2018-09-20 2019-08-28 Antriebseinrichtung für ein kraftfahrzeug, insbesondere für einen kraftwagen, sowie kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen antriebseinrichtung WO2020057921A1 (de)

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019218098A1 (de) * 2019-11-22 2021-05-27 Robert Bosch Gmbh Elektrischer Antrieb mit einer Kühlfunktion

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0418027A1 (de) 1989-09-14 1991-03-20 Ford Motor Company Limited Ein Kühlgebläse für eine drehende elektrische Maschine
EP0847128A1 (de) * 1996-12-09 1998-06-10 Magnet-Motor Gesellschaft für magnetmotorische Technik mbH Elektrische Maschine mit integriertem Wärmetauscher
DE10332096A1 (de) * 2003-07-15 2005-02-24 Fujitsu Siemens Computers Gmbh Kühlanordnung zur Kühlung eines wärmeerzeugenden Bauteils
EP1627458A2 (de) 2003-05-26 2006-02-22 Valeo Equipements Electriques Moteur Elektrische drehmaschine, zum beispiel eine lichtmaschine, insbesondere für ein automobil
EP1929611A1 (de) 2005-09-29 2008-06-11 Valeo Equipements Electriques Moteur Lüftungssystem für elektrische drehmaschinen mit einer kühlvorrichtung mit erzwungenem flüssigkeitsfluss und elektrische drehmaschine damit
DE102008007414A1 (de) * 2007-02-05 2008-08-07 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn System und Verfahren zum Steuern von Temperatur eines Drehstromgenerators und/oder Motors in einem Fahrzeug
DE102010026682A1 (de) 2010-07-09 2012-01-12 Schabmüller Gmbh Elektrische Maschine
DE102011087602A1 (de) * 2011-12-01 2013-06-06 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine
DE102015219669A1 (de) * 2015-10-12 2017-04-13 Continental Automotive Gmbh Elektrische Maschine mit einer Kühleinrichtung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10004239A1 (de) * 2000-02-01 2001-08-02 Bosch Gmbh Robert Elektrische Maschine, insbesondere Drehstromgenerator
ATE295014T1 (de) * 2002-08-01 2005-05-15 Ebm Papst Mulfingen Gmbh & Co Elektromotor mit hoher ip-schutzart
DE102004031399B4 (de) * 2004-06-29 2007-04-12 Siemens Ag Umrichtermotor
JP6621491B2 (ja) * 2018-03-15 2019-12-18 三菱電機株式会社 回転電機
EP3719970A1 (de) * 2019-04-04 2020-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Antriebseinheit mit einer innenkühlung eines elektronischen anbauteils

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0418027A1 (de) 1989-09-14 1991-03-20 Ford Motor Company Limited Ein Kühlgebläse für eine drehende elektrische Maschine
EP0847128A1 (de) * 1996-12-09 1998-06-10 Magnet-Motor Gesellschaft für magnetmotorische Technik mbH Elektrische Maschine mit integriertem Wärmetauscher
EP1627458A2 (de) 2003-05-26 2006-02-22 Valeo Equipements Electriques Moteur Elektrische drehmaschine, zum beispiel eine lichtmaschine, insbesondere für ein automobil
DE10332096A1 (de) * 2003-07-15 2005-02-24 Fujitsu Siemens Computers Gmbh Kühlanordnung zur Kühlung eines wärmeerzeugenden Bauteils
EP1929611A1 (de) 2005-09-29 2008-06-11 Valeo Equipements Electriques Moteur Lüftungssystem für elektrische drehmaschinen mit einer kühlvorrichtung mit erzwungenem flüssigkeitsfluss und elektrische drehmaschine damit
DE102008007414A1 (de) * 2007-02-05 2008-08-07 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn System und Verfahren zum Steuern von Temperatur eines Drehstromgenerators und/oder Motors in einem Fahrzeug
DE102010026682A1 (de) 2010-07-09 2012-01-12 Schabmüller Gmbh Elektrische Maschine
DE102011087602A1 (de) * 2011-12-01 2013-06-06 Robert Bosch Gmbh Elektrische Maschine
DE102015219669A1 (de) * 2015-10-12 2017-04-13 Continental Automotive Gmbh Elektrische Maschine mit einer Kühleinrichtung

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