WO2024255961A1 - Elektrisch betreibbarer antriebsstrang - Google Patents

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WO2024255961A1
WO2024255961A1 PCT/DE2024/100509 DE2024100509W WO2024255961A1 WO 2024255961 A1 WO2024255961 A1 WO 2024255961A1 DE 2024100509 W DE2024100509 W DE 2024100509W WO 2024255961 A1 WO2024255961 A1 WO 2024255961A1
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cooling
cooling fluid
drive train
transmission
path
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Christoph Haschke
Peter BIEGERT
Marco Grethel
Johannes Bernhardt
Michael Zeitler
Torsten PIEPER
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
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Definitions

  • the present invention relates to an electrically operable drive train of a motor vehicle comprising an electric machine that can be cooled by means of a cooling fluid and a transmission arrangement that can be cooled by means of the cooling fluid, the transmission input of which is coupled to a rotor of the electric machine in a torque-transmitting manner, wherein the drive train has a cooling circuit for guiding the cooling fluid, by means of which the cooling fluid can be guided in its flow direction initially along a transmission cooling path through the transmission arrangement before it is guided along an engine cooling path through the electric machine, wherein the cooling circuit has a heat exchanger in the flow direction of the cooling fluid after it exits the engine cooling path and before it enters the transmission cooling path, by means of which thermal energy can be extracted from the cooling fluid and transferred to a coolant circuit.
  • Such drive units are also referred to as e-axles or electrically operated drive trains.
  • hybrid drive trains are also known.
  • Such drive trains in a hybrid vehicle usually comprise a combination of an internal combustion engine and an electric motor, and enable - for example in urban areas - purely electric operation while at the same time providing sufficient range and availability, especially for cross-country journeys. In certain operating situations, it is also possible to drive the vehicle simultaneously using the internal combustion engine and the electric motor.
  • gear arrangements in electric axles or hybrid modules require sufficiently good lubrication in order to provide not only cooling of the thermally stressed components but also sufficiently good lubrication for low friction losses in the gear arrangement.
  • Planetary gears for example also as differential gears, are often used in gear arrangements used in electric axles or hybrid modules.
  • the structure of a planetary drive in a motor vehicle transmission comprises at least one planetary set in which planetary gears are arranged to rotate on a planetary gear bolt in roller or plain bearings, which is accommodated in a planetary carrier.
  • An oil is supplied as a lubricant, particularly from the direction of a drive or output shaft arranged centrally in the planetary drive, preferably by centrifugal force via oil channels or bores of the planetary gear bearing.
  • DE 10 2010 054 868 A1 shows a planetary gear that can be used as a differential, preferably as an axle differential.
  • the planetary gear bolt encloses a lubricating oil channel designed as a stepped bore, from which the lubricating oil flows to the bearing of the planetary gear via radial bores.
  • a targeted application of lubricating oil is ensured by means of an oil collecting tray inserted into the lubricating oil channel on the inlet side.
  • the planet gear carrier of a planetary gear comprises an oil collecting ring that forms a groove profile and whose opening is aligned with the rotation axis of the planet gear carrier.
  • Several oil guide channels are provided on the groove profile on the side of the oil collecting ring facing the planet gear carrier, via which the oil is guided from the groove profile to the bearing of the planet gear.
  • DE 199 60 157 A1 discloses a lubricant supply using centrifugal force to lubricate the planetary gear bearing.
  • the oil is fed into a central bore in the planetary gear bolt via an oil collecting device and from there reaches the planetary gear bearing via radial openings.
  • the patent EP 178 5646 B1 shows a section of an automatic transmission intended for a motor vehicle, which comprises a planetary gear with a planet carrier. Planetary gears are rotatably mounted on planetary gear bolts fixed in the planet carrier.
  • An oil collecting tray has a radial, disk-shaped section that merges radially on the outside into a groove, from which a nozzle is connected that engages in a receptacle of the planetary gear bolt.
  • the oil entering the planetary gear bolt is guided via a transverse bore to the bearing point of the planetary gear on the respective planetary gear bolt.
  • an electrically operable drive train of a motor vehicle comprising an electric machine that can be cooled by means of a cooling fluid and a transmission arrangement that can be cooled by means of the cooling fluid, the transmission input of which is coupled to a rotor of the electric machine in a torque-transmitting manner
  • the drive train has a cooling circuit for guiding the cooling fluid, by means of which the cooling fluid can be guided in its flow direction first along a transmission cooling path through the transmission arrangement before it is guided along an engine cooling path through the electric machine
  • the cooling circuit has a heat exchanger in the flow direction of the cooling fluid after it exits the engine cooling path and before it enters the transmission cooling path, by means of which thermal energy can be extracted from the cooling fluid and transferred to a coolant circuit
  • a hydraulic control element is arranged in the flow direction of the cooling fluid after the heat exchanger and before the cooling fluid enters the transmission cooling path, by means of which the cooling fluid can be distributed between the transmission cooling path and a bypass line, wherein the bypass line and
  • the hydraulic control element can be used to adjust the flow of cooling fluid, which is also used to cool the electric machine, for the gear arrangement as required.
  • the cooling fluid requirement of the gear arrangement is many times lower than the volume flow of cooling fluid for transporting heat from the electric machine to the coolant circuit.
  • the cooling fluid flow not required in the gear arrangement is led past this via a bypass line and then reunited with the cooling fluid from the gear arrangement.
  • the cooling fluid is then fed to the electric machine for cooling, thus creating a closed cooling circuit.
  • the transmission arrangement can preferably be operated with a dry sump.
  • the amount of cooling fluid used can also advantageously be reduced to a technically necessary minimum in the fluid sump of the transmission arrangement.
  • the aim of these measures is to reduce splash losses as much as possible and to reduce the thermally circulating mass in the form of excess cooling fluid in the entire cooling circuit.
  • the transmission cooling path and/or the engine cooling path can be designed, for example, as an open or closed channel, as a pipe, hose and/or as a hydraulic flow path, spray path, splash path or the like.
  • An electric drive train of a motor vehicle can comprise at least one electric machine and at least one transmission arrangement, wherein the electric machine and the transmission arrangement preferably each form a structural unit.
  • an electric machine and a transmission arrangement are arranged in a common drive train housing.
  • the electric machine it would of course also be possible for the electric machine to have a motor housing and the transmission to have a transmission housing, wherein the structural unit can then be effected by fixing the transmission arrangement relative to the electric machine.
  • This structural unit is sometimes also referred to as an electric axle.
  • the electric machine and the transmission arrangement can also be accommodated individually or together in a drive train housing.
  • the drive train housing is provided at least to accommodate the electric machine and the transmission arrangement.
  • the drive train housing is preferably formed from a metallic material, particularly preferably from aluminum, gray cast iron or cast steel, in particular by means of a primary forming process such as casting or die casting. In principle, however, it would also be possible to form the drive train housing from a plastic.
  • the electric machine can be designed as a radial or axial flux machine.
  • axial flux machines are preferred.
  • the electric machine is intended in particular for use within an electrically operated drive train of a motor vehicle.
  • the rotor is the rotating part of the electrical machine.
  • the rotor comprises in particular a rotor shaft and one or more rotor bodies formed from rotor laminations arranged on the rotor shaft in a rotationally fixed manner.
  • the rotor shaft can be hollow, which on the one hand results in a weight saving and on the other hand allows the supply of lubricant or coolant to the rotor body.
  • the electric machine has an engine cooling path for dissipating or supplying heat from or to the electric machine, wherein the hydraulic control element distributes the cooling fluid between the transmission cooling path and the bypass line to influence the thermal energy content of the cooling fluid upon entry into the engine cooling circuit.
  • the electric machine is dimensioned such that vehicle speeds of more than 50 km/h, preferably more than 80 km/h and in particular more than 100 km/h can be achieved.
  • the electric motor particularly preferably has a power of more than 30 kW, preferably more than 50 kW and in particular more than 70 kW. It is also preferred that the electric machine provides speeds greater than 5,000 ll/min, particularly preferably greater than 10,000 ll/min, most preferably greater than 12,500 ll/min.
  • the transmission arrangement of the electric drive train can be coupled in particular to the electric machine, which is designed to generate a drive torque for the motor vehicle.
  • the drive torque is particularly preferably a main drive torque, so that the motor vehicle is driven exclusively by the drive torque.
  • the gear arrangement can comprise a gear reduction stage and/or a gear transmission stage.
  • the gear arrangement can also comprise a gear transmission, in particular a spur gear transmission, a bevel gear transmission and/or a crown gear transmission.
  • the gear arrangement can also comprise a planetary gear transmission.
  • the gear arrangement can also comprise a fixed transmission ratio or can be designed to be switchable in multiple stages.
  • the gear arrangement can have a differential gear.
  • a differential gear is a planetary gear with one input and two outputs. It usually has the function of driving two vehicle wheels of a motor vehicle so that they can turn at different speeds in curves but with the same propulsive force.
  • the drive train preferably has a control unit, in particular for electronic control and/or regulation of one or more technical systems of the drive train.
  • a control unit can be provided for controlling and/or regulating a hydraulic pump and/or one or more hydraulic control elements.
  • a control unit has in particular a wired or wireless signal input for receiving in particular electrical signals, such as sensor signals. Furthermore, a control unit also preferably has a wired or wireless signal output for transmitting of in particular electrical signals, for example to electrical actuators or electrical consumers of the drive train, in particular a hydraulic pump and/or a hydraulic switching element.
  • Control operations and/or regulation operations can be carried out within the control unit. It is particularly preferred that the control unit comprises hardware that is designed to execute software.
  • the control unit preferably comprises at least one electronic processor for executing program sequences defined in software.
  • the control unit can also have one or more electronic memories in which the data contained in the signals transmitted to the control unit can be stored and read out again.
  • the control unit can also have one or more electronic memories in which data can be stored in a changeable and/or unchangeable manner.
  • a control unit can comprise a plurality of control devices, which are arranged in particular spatially separated from one another in the motor vehicle.
  • Control devices are also referred to as electronic control units (ECUs) or electronic control modules (ECMs) and preferably have electronic microcontrollers for carrying out computing operations for processing data, particularly preferably using software.
  • the control devices can preferably be networked with one another, so that a wired and/or wireless data exchange between control devices is possible.
  • the drive train can preferably also have a thermal management system which controls the volume flows of cooling fluid and coolant within a thermal management system of the motor vehicle by means of switching elements which act hydraulically on a corresponding fluid, such as valves, slides, pumps and the like.
  • the hydraulic control system can, for example, completely or partially throttle a volume flow and/or direct it to the relevant heat sources and sinks in sub-circuits of the thermal management system. of a motor vehicle.
  • the hydraulic switching elements are preferably controlled and switched by an electronic control unit.
  • a hydraulic switching element can be a hydraulic pump, a switching valve, a controllable throttle valve and the like.
  • a hydraulic switching element can preferably be controlled electrically.
  • a hydraulic switching element preferably has at least two different, switchable operating states in which the hydraulic switching element acts in different ways on the corresponding fluid in a circuit.
  • the hydraulic switching element arranged in the cooling circuit, the hydraulic pump and the heat exchanger to form part of a thermal management system.
  • the hydraulic control element comprises at least one switchable directional valve and/or at least one thermocouple and/or at least one hydraulic orifice for controlling the hydraulic flow of the cooling fluid in the transmission cooling path and the bypass line.
  • a directional control valve can be particularly advantageous for different operating modes of the drive train, especially if these occur for a limited time. Different switching positions can be used for different operating modes. For example, for operation under full load, the lubrication/cooling of the gear arrangement can be increased accordingly and then immediately reduced again. This means that the amount of cooling fluid for the gear arrangement can be constantly adjusted, always with the aim of operating the gear arrangement with optimum efficiency.
  • the directional control valve could also be used as a variable throttle in order to be able to operate many different operating modes at an optimum. This can be achieved, for example, with a slide valve by using the control edge as a variable orifice.
  • thermocouple could be used to further divide the cooling fluid flow as needed. This would allow an automatically operating Thermocouple placed directly in the distribution point increases or reduces the oil flow for the gear assembly analogously to the oil temperature, which in turn represents a demand-based cooling capacity for the gear assembly.
  • a particularly simple and therefore robust and cost-effective solution is a division using orifices.
  • Such passively operating orifices determine the division between the gear arrangement and the bypass line using adapted cross-sections. This ensures that the gear arrangement is lubricated and cooled as required and enables optimized heat harvesting through the use of a bypass line.
  • the cooling circuit has exactly one hydraulic control element. This makes it possible to realize a particularly simple and cost-effective construction of the cooling system.
  • the heat exchanger is arranged in the immediate structural proximity to the outlet of the cooling fluid from the engine cooling path in order to enable a loss-free transfer of the thermal energy stored in the cooling fluid between the engine cooling path and the heat exchanger, which can also contribute to improved efficiency and thus range optimization of the drive train.
  • a hydraulic sump is arranged in the direction of gravity at the bottom of the gear arrangement, so that the cooling fluid guided at least partially by gravity through the gear arrangement can be collected in the hydraulic sump.
  • the hydraulic sump is designed as a dry sump in order to minimize splashing losses in the gear arrangement during its operation.
  • the hydraulic sump can also be used as a reservoir or compensation tank for the cooling circuit.
  • the invention can also be further developed in such a way that a hydraulic pump is arranged in the cooling circuit, by means of which the cooling fluid can be conveyed through the cooling circuit.
  • the hydraulic pump is arranged in the flow direction upstream of the engine cooling path.
  • a hydraulic filter is arranged in the flow direction upstream of the hydraulic pump and after the cooling fluid from the bypass line and the outlet from the gear arrangement is brought together, which can help to filter out, for example, abrasion from the gear arrangement from the cooling circuit.
  • the cooling fluid is a cooling oil.
  • the cooling fluid is an aqueous emulsion, for example a water-glycol mixture.
  • Figure 1 shows a motor vehicle with an electrically operable drive train in a schematic block diagram
  • Figure 2 shows a block diagram of the electrically operated drive train.
  • Figure 1 shows an electrically operable drive train 1 of a motor vehicle 2 comprising an electric machine 4 and a transmission arrangement 5 coupled to the electric machine 4.
  • the electric machine 4 which can be cooled by means of a cooling fluid 3
  • the gear arrangement 5, which can be cooled by means of the cooling fluid 3 form a structural unit.
  • the gear input 6 of the gear arrangement 5 is coupled to the rotor 7 of the electric machine 4 in a torque-transmitting manner.
  • the drive train 1 has a cooling circuit 8 for guiding the cooling fluid 3, by means of which the cooling fluid 3 can first be guided in its flow direction along a transmission cooling path 9 through the transmission arrangement 5 before it is guided along a motor cooling path 10 through the electric machine 4.
  • the cooling circuit 8 has a heat exchanger 11 in the flow direction of the cooling fluid 3 after its exit 15 from the engine cooling path 10 and before its entry 16 into the transmission cooling path 9, by means of which thermal energy can be extracted from the cooling fluid 3 and transferred to a coolant circuit 12.
  • the coolant circuit 12 can be used, for example, for air conditioning the vehicle interior or for thermal conditioning of the vehicle battery.
  • a hydraulic control element 13 is arranged in the flow direction of the cooling fluid 3 after the heat exchanger 11 and before the cooling fluid 3 enters the transmission cooling path 9, by means of which the cooling fluid 3 can be distributed between the transmission cooling path 9 and a bypass line 14, wherein the bypass line 14 and the transmission cooling path 9 are brought together again after its outlet 17 from the transmission arrangement 5. There, the cooling fluid 3 from the bypass line 14 then has less thermal energy than the cooling fluid 3 from the transmission cooling path 9.
  • the heat exchanger 11 is arranged in close structural proximity to the outlet 15 of the cooling fluid 3 from the engine cooling path 10 in order to enable a loss-free transfer of the thermal energy stored in the cooling fluid 3 between the engine cooling path 10 and the heat exchanger 11.
  • a hydraulic sump 19 is formed on the bottom 18 of the gear arrangement 5, so that the cooling fluid 3, which is guided at least partially by gravity through the gear arrangement 5, can be collected in the hydraulic sump 19.
  • a hydraulic pump 20 is arranged in the cooling circuit 8, by means of which the cooling fluid 3 can be conveyed through the cooling circuit 8.
  • the hydraulic pump 20 is arranged in the flow direction upstream of the engine cooling path 10.
  • a hydraulic filter 21 is positioned in the flow direction upstream of the hydraulic pump 20 and after the merging of the cooling fluid 3 from the bypass line 14 and the outlet 17 from the transmission arrangement 5.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang (1) eines Kraftfahrzeugs (2) umfassend eine mittels eines Kühlfluids (3) kühlbare elektrische Maschine (4) und eine mittels des Kühlfluids (3) kühlbare Getriebeanordnung (5), deren Getriebeeingang (6) drehmomentübertragend mit einem Rotor (7) der elektrischen Maschine (4) gekoppelt ist, wobei der Antriebsstrang (1) zur Führung des Kühlfluids (3) einen Kühlkreislauf (8) aufweist, mittels dessen das Kühlfluid (3) in dessen Flussrichtung zunächst entlang eines Getriebekühlpfads (9) durch die Getriebeanordnung (5) führbar ist, bevor es entlang eines Motorkühlpfads (10) durch die elektrische Maschine (4) geführt wird, wobei der Kühlkreislauf (8) in Flussrichtung des Kühlfluids (3) nach dessen Austritt (15) aus dem Motorkühlpfad (10) und vor dessen Eintritt (16) in den Getriebekühlpfad (9) einen Wärmetauscher (11) besitzt, mittels dessen dem Kühlfluid (3) thermische Energie entziehbar und an einen Kühlmittelkreislauf (12) übertragbar ist, wobei in Flussrichtung des Kühlfluids (3) nach dem Wärmetauscher (11) und vor dem Eintritt des Kühlfluids (3) in den Getriebekühlpfad (9) ein hydraulisches Steuerelement (13) angeordnet ist, mittels dessen das Kühlfluid (3) zwischen dem Getriebekühlpfad (9) und einer Bypass-Leitung (14) verteilbar ist, wobei die Bypass-Leitung (14) und der Getriebekühlpfad (9) nach dessen Ausgang (17) aus der Getriebeanordnung (5) wieder zusammengeführt werden.

Description

Elektrisch betreibbarer Antriebsstranq
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend eine mittels eines Kühlfluids kühlbaren elektrische Maschine und eine mittels des Kühlfluids kühlbaren Getriebeanordnung , deren Getriebeeingang drehmomentübertragend mit einem Rotor der elektrischen Maschine gekoppelt ist, wobei der Antriebsstrang zur Führung des Kühlfluids einen Kühlkreislauf aufweist, mittels dessen das Kühlfluid in dessen Flussrichtung zunächst entlang eines Getriebekühlpfads durch die Getriebeanordnung führbar ist bevor es entlang eines Motorkühlpfads durch die elektrische Maschine geführt wird, wobei der Kühlkreislauf in Flussrichtung des Kühlfluids nach dessen Austritt aus dem Motorkühlpfad und vor dessen Eintritt in den Getriebekühlpfad einen Wärmetauscher besitzt, mittels dessen dem Kühlfluid thermische Energie entziehbar und an einen Kühlmittelkreislauf übertragbar ist.
Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.
Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 113. Jahrgang, 05/2011 , Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist, wobei in dem Leistungsstrang zwischen Elektromotor und Kegelraddifferenzial ein schaltbarer 2-Gang-Planetenradsatz angeordnet ist, der ebenfalls koaxial zu dem E-Motor bzw. dem Kegel-raddifferenzial oder Stirnraddifferential positioniert ist. Die Antriebseinheit ist sehr kompakt aufgebaut und erlaubt aufgrund des schaltbaren 2- Gang-Planetenradsatzes einen guten Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Beschleunigung und Energieverbrauch. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen oder elektrisch betreibbarer Antriebsstrang bezeichnet. Neben den rein elektrisch betriebenen Antriebssträngen sind auch hybride Antriebsstränge bekannt. Derartige Antriebsstränge eines Hybridfahrzeuges umfassen üblicherweise eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, und ermöglichen - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben.
Bei der Entwicklung der für E-Achsen oder Hybridmodule vorgesehenen elektrischen Maschinen besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran, deren Leistungsdichten zu steigern, so dass der hierzu notwendigen Kühlung der elektrischen Maschinen wachsende Bedeutung zukommt. Aufgrund der notwenigen Kühlleistungen haben sich in den meisten Konzepten Hydraulikflüssigkeiten, wie Kühlöle, zum Abtransport von Wärme aus den thermisch beaufschlagten Bereichen einer elektrischen Maschine durchgesetzt.
Gleichzeitig benötigen Getriebeanordnung in E-Achsen oder Hybridmodulen eine hinreichend gute Schmierung, um neben einer Kühlung der thermisch beanspruchten Bauelementen auch eine hinreichend gute Schmierung für geringe Reibverluste der Getriebeanordnung bereitzustellen. Häufig kommen in E-Achsen oder Hybridmodulen verwendeten Getriebeanordnungen Planetengetriebe, beispielsweise auch als Differentialgetriebe, zum Einsatz.
Der Aufbau eines Planetentriebes in einem Kraftfahrzeuggetriebe umfasst wenigstens einen Planetensatz, bei dem Planetenräder auf einem Planetenradbolzen wälz- oder gleitgelagert drehbar angeordnet sind, der in einem Planetenträger aufgenommen ist. Für eine dauerhafte Funktion und zur Erzielung einer hohen Lebensdauer des Planetengetriebes ist eine wirkungsvolle Schmierung der Planetenradlagerung sowie das Abführen von Reibungswärme entscheidend. Als Schmiermittel wird ein Öl insbesondere aus Richtung einer zentral im Planetentrieb angeordneten An- oder Abtriebswelle bevorzugt durch Fliehkraft über Ölkanäle oder Bohrungen der Planetenradlagerung zugeleitet. Die DE 10 2010 054 868 A1 zeigt ein Planetengetriebe, das als ein Differential, bevorzugt als Achsdifferential einsetzbar ist. Zur Schmierung der Planetenradlagerung schließt der Planetenradbolzen einen als Stufenbohrung ausgebildeten Schmierölkanal ein, von dem ausgehend über radiale Bohrungen das Schmieröl zur Lagerung des Planetenrades strömt. Mittels einer einlassseitig in den Schmierölkanal eingesetzten Ölfangschale wird eine gezielte Schmierölbeaufschlagung sichergestellt.
Gemäß der DE 10 2005 054 084 A1 umfasst der Planetenradträger eines Planetengetriebes einen ein Rinnenprofil bildenden Ölfangring, dessen Öffnung zu der Umlaufachse des Planetenradträgers ausgerichtet ist. An das Rinnenprofil sind an der dem Planetenradträger zugewandten Seite des Ölfangringes mehrere Ölführungskanäle vorgesehen, über die das Öl von dem Rinnenprofil zu der Lagerung des Planetenrades geleitet wird.
Weiterhin ist aus der DE 199 60 157 A1 eine Schmiermittelzufuhr mittels Fliehkraftwirkung zur Schmierung der Planetenradlagerung bekannt. Über eine Ölfangeinrichtung wird dabei das Öl in eine zentrale Bohrung des Planetenradbolzens eingeleitet und gelangt von dort über Radialöffnungen zu der Lagerung des Planetenrades.
Das Patent EP 178 5646 B1 zeigt einen Ausschnitt eines für ein Kraftfahrzeug bestimmten Automatikgetriebes, das ein Planetengetriebe mit einem Planetenträger umfasst. Auf im Planetenträger fixierten Planetenradbolzen sind Planetenräder drehbar gelagert. Eine Ölfangschale weist einen radialen, scheibenförmigen Abschnitt auf, der radial außen in eine Rinne übergeht, von der ausgehend sich ein Stutzen anschließt, der in eine Aufnahme des Planetenradbolzens eingreift. Das in den Planetenradbolzens eintretende Öl wird über eine Querbohrung zur Lagerstelle des Planetenrades auf dem jeweiligen Planetenradbolzen geleitet.
Bei derartigen Antriebssträngen besteht ein Entwicklungsziel regelmäßig darin, deren Reichweite zu steigern, beispielsweise dadurch, dass bei kalten Temperaturen der Gesamtwirkungsgrad des Antriebsstrangs optimiert wird. Es besteht ferner ein anhaltendes Bedürfnis daran, die Kühlung und/oder Schmierung in einem elektrisch betreibbaren Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs so effizient und gleichzeitig kostengünstig wie möglich zu gestallten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs umfassend eine mittels eines Kühlfluids kühlbaren elektrische Maschine und eine mittels des Kühlfluids kühlbaren Getriebeanordnung , deren Getriebeeingang drehmomentübertragend mit einem Rotor der elektrischen Maschine gekoppelt ist, wobei der Antriebsstrang zur Führung des Kühlfluids einen Kühlkreislauf aufweist, mittels dessen das Kühlfluid in dessen Flussrichtung zunächst entlang eines Getriebekühlpfads durch die Getriebeanordnung führbar ist bevor es entlang eines Motorkühlpfads durch die elektrische Maschine geführt wird, Wobei der Kühlkreislauf in Flussrichtung des Kühlfluids nach dessen Austritt aus dem Motorkühlpfad und vor dessen Eintritt in den Getriebekühlpfad einen Wärmetauscher besitzt, mittels dessen dem Kühlfluid thermische Energie entziehbar und an einen Kühlmittelkreislauf übertragbar ist, wobei in Flussrichtung des Kühlfluids nach dem Wärmetauscher und vor dem Eintritt des Kühlfluids in den Getriebekühlpfad ein hydraulisches Steuerelement angeordnet ist, mittels dessen das Kühlfluid zwischen dem Getriebekühlpfad und einer Bypass-Leitung verteilbar ist, wobei die Bypass-Leitung und der Getriebekühlpfad nach dessen Ausgang aus der Getriebeanordnung wieder zusammengeführt werden, wobei dann dort das Kühlfluid aus der Bypass-Leitung weniger thermische Energie besitzt als das Kühlfluid aus dem Getriebekühlpfad.
Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass ein besonders einfaches und kostengünstiges Design eines Kühlkreislaufes in einem Antriebsstrang realisiert werden kann, der sich u.a. dadurch auszeichnet, dass für alle Betriebsmodi nur eine Hydraulikpumpe verbaut werden muss.
Ferner kann mittels des hydraulischen Steuerelements der Fluidstrom an Kühlfluid, dass auch zur Kühlung der elektrischen Maschine verwendet wird, für die Getriebeanordnung bedarfsgerecht angepasst werden. Dabei ist in der Regel der Bedarf an Kühlfluid der Getriebeanordnung um ein Vielfaches geringer als der Volumenstrom an Kühlfluid zum Wärmetransport von der elektrischen Maschine in den Kühlmittelkreis. Der nicht in der Getriebeanordnung benötigte Kühlfluidstrom wird dazu über eine Bypass-Leitung an diesem vorbeigeführt und anschließend wieder mit dem Kühlfluid aus der Getriebeanordnung zusammengeführt. Weiter wird das Kühlfluid dann der elektrischen Maschine zur Kühlung zugeführt und somit ein geschlossener Kühlkreislauf realisiert.
Zur weiteren Wirkungsgradoptimierung des Antriebsstrangs kann die Getriebeanordnung bevorzugt mit einen Trockensumpf betrieben werden. Auch die verwendete Menge an Kühlfluid kann vorteilhafterweise auf ein technisch notwendiges Minimum im Fluidsumpf der Getriebeanordnung reduziert werden. Ziel dieser Maßnahmen ist die eine möglichst große Reduzierung der Planschverluste und eine Reduzierung der thermisch umlaufenden Masse in Form von überschüssigen Kühlfluid im gesamten Kühlkreislauf.
Der Getriebekühlpfad und/oder der Motorkühlpfad können/kann beispielsweise als offener oder geschlossener Kanal, als eine Rohrleitung, Schlauch und/oder als eine hydraulische Fließstrecke, Sprühstrecke, Platschstrecke oder dergleichen ausgebildet sein.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Ein elektrischer Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs kann wenigstens eine elektrische Maschine und wenigstens eine Getriebeanordnung umfassen, wobei die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung bevorzugt jeweils eine bauliche Einheit bilden. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass jeweils eine elektrische Maschine und eine Getriebeanordnung in einem gemeinsamen Antriebsstranggehäuse angeordnet sind. Alternativ wäre es natürlich auch möglich, dass die elektrische Maschine ein Motorgehäuse und das Getriebe ein Getriebegehäuse besitzt, wobei die bauliche Einheit dann über eine Fixierung der Getriebeanordnung gegenüber der elektrischen Maschine bewirkbar ist. Diese bauliche Einheit wird gelegentlich auch als E-Achse bezeichnet. Die elektrische Maschine und die Getriebeanordnung können auch jeweils oder gemeinsam in einem Antriebsstranggehäuse aufgenommen sein. Das Antriebsstranggehäuse ist zumindest zur Aufnahme der elektrischen Maschine und der Getriebeanordnung vorgesehen. Das Antriebsstranggehäuse ist bevorzugt aus einem metallischen Material, insbesondere bevorzugt aus Aluminium, Grauguss oder Stahlguss, insbesondere mittels einem Urformverfahren wie Gießen oder Druckguss geformt. Grundsätzlich wäre es jedoch auch möglich, das Antriebsstranggehäuse aus einem Kunststoff zu bilden.
Im Zusammenhang mit der Erfindung kann die elektrische Maschine als Radialoder Axialflussmaschine ausgebildet sein. Um einen axial besonders kompakt bauende Achsantriebsstrang auszubilden, sind Axialflussmaschinen zu bevorzugen. Die elektrische Maschine ist insbesondere für die Verwendung innerhalb eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.
Der Rotor ist der sich drehende (rotierende) Teil der elektrischen Maschine. Der Rotor umfasst insbesondere eine Rotorwelle und einen oder mehrere drehfest auf der Rotorwelle angeordnete, aus Rotorblechpaketen gebildete Rotorkörper. Die Rotorwelle kann hohl ausgeführt sein, was zum einen eine Gewichtsersparnis zur Folge hat und was zum anderen die Zufuhr von Schmier- oder Kühlmittel zum Rotorkörper erlaubt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine einen Motorkühlpfad zu Abfuhr oder Zufuhr von Wärme aus oder zur elektrischen Maschine aufweist, wobei das hydraulische Steuerelement zur Beeinflussung des thermischen Energiegehalts des Kühlfluids beim Eintritt in dem Motorkühlkreislauf das Kühlfluid zwischen dem Getriebekühlpfad und der Bypass-Leitung verteilt.
Insbesondere ist die elektrische Maschine so dimensioniert, dass Fahrzeuggeschwindigkeiten größer als 50 km/h, vorzugsweise größer als 80 km/h und insbesondere größer als 100 km/h erreicht werden können. Besonders bevorzugt weist der Elektromotor eine Leistung größer als 30 kW, vorzugsweise größer als 50 kW und insbesondere größer als 70 kW auf. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass die elektrische Maschine Drehzahlen größer als 5.000 ll/min, besonders bevorzugt größer als 10.000 ll/min, ganz besonders bevorzugt größer als 12.500 ll/min bereitstellt.
Die Getriebeanordnung des elektrischen Antriebsstrangs ist insbesondere mit der elektrischen Maschine koppelbar, welche zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments für das Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Bei dem Antriebsdrehmoment handelt es sich besonders bevorzugt um ein Hauptantriebsdrehmoment, sodass das Kraftfahrzeug ausschließlich durch das Antriebsdrehmoment angetrieben wird.
Die Getriebeanordnung kann eine getriebliche Untersetzungsstufe und/oder eine getriebliche Übersetzungsstufe umfassen. Ferner kann die Getriebeanordnung ein Zahnradgetriebe, insbesondere ein Stirnradgetriebe, ein Kegelradgetriebe und/oder ein Kronenradgetriebe aufweisen. Ferner kann die Getriebeanordnung ein Planetengetriebe umfassen. Die Getriebeanordnung kann ferner ein festes Übersetzungsverhältnis aufweisen oder mehrstufig schaltbar ausgebildet sein.
Die Getriebeanordnung kann ein Differentialgetriebe aufweisen. Ein Differentialgetriebe ist ein Planetengetriebe mit einem Antrieb und zwei Abtrieben. Es hat üblicherweise die Funktion, zwei Fahrzeugräder eines Kraftfahrzeugs so anzutreiben, dass sie in Kurven unterschiedlich schnell, aber mit gleicher Vortriebskraft drehen können.
Der Antriebsstrang weist bevorzugt eine Steuereinheit auf, zur insbesondere elektronischen Steuerung und/oder Reglung eines oder mehrerer technischer Systeme des Antriebsstrangs. Insbesondere kann eine Steuereinheit zur Steuerung und/oder Reglung einer Hydraulikpumpe und/oder einem oder mehreren hydraulischen Steuerelementen vorgesehen sein.
Eine Steuereinheit weist insbesondere einen kabelgebundenen oder kabellosen Signaleingang zum Empfang von insbesondere elektrischen Signalen, wie beispielsweise Sensorsignalen, auf. Ferner besitzt eine Steuereinheit ebenfalls bevorzugt einen kabelgebundenen oder kabellosen Signalausgang zur Übermittlung von insbesondere elektrischen Signalen, beispielsweise an elektrische Aktuatoren oder elektrische Verbraucher des Antriebsstrangs, insbesondere einer Hydraulikpumpe und/oder einem hydraulischen Schaltelement.
Innerhalb der Steuereinheit können Steuerungsoperationen und/oder Reglungsoperationen durchgeführt werden. Ganz besonders bevorzugt ist es, dass die Steuereinheit eine Hardware umfasst, die ausgebildet ist, eine Software auszuführen. Bevorzugt umfasst die Steuereinheit wenigstens einen elektronischen Prozessor zur Ausführung von in einer Software definierten Programmabläufen. Die Steuereinheit kann ferner einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen die in den an die Steuereinheit übermittelten Signalen enthaltenen Daten gespeichert und wieder ausgelesen werden können. Ferner kann die Steuereinheit einen oder mehrere elektronische Speicher aufweisen, in denen Daten veränderbar und/oder unveränderbar gespeichert werden können.
Eine Steuereinheit kann eine Mehrzahl von Steuergeräten umfassen, welche insbesondere räumlich getrennt voneinander im Kraftfahrzeug angeordnet sind. Steuergeräte werden auch als Electronic Control Unit (ECU) oder Electronic Control Module (ECM) bezeichnet und besitzen bevorzugt elektronische Mikrocontroller zur Durchführung von Rechenoperationen zur Verarbeitung von Daten, besonders bevorzugt mittels einer Software. Die Steuergeräte können bevorzugt miteinander vernetzt sein, so dass ein kabelgebundener und/oder kabelloser Datenaustausch zwischen Steuergeräten ermöglicht ist. Insbesondere ist es auch möglich, die Steuergeräte über im Kraftfahrzeug oder im Antriebsstrang vorhandene Bus- Systeme, wie beispielsweise CAN-Bus oder LIN-Bus, miteinander zu vernetzen.
Des Weiteren kann der Antriebsstrang bevorzugt auch ein Thermomanagementsystem aufweisen, welches die Volumenströme an Kühlfluid und Kältemittel innerhalb eines Thermomanagementsystems des Kraftfahrzeugs mittels hydraulisch auf ein entsprechendes Fluid einwirkender Schaltelemente, wie beispielsweise Ventile, Schieber, Pumpen und dergleichen, steuert. Das hydraulische Steuersystem kann hierzu beispielsweise insbesondere einen Volumenstrom völlig oder teilweise abdrosseln und/oder an die relevanten Wärmequellen und -senken in Subkreisläufen des Thermomanagement-Systems eines Kraftfahrzeugs verteilen. Hierzu werden die hydraulischen Schaltelemente bevorzugt durch eine elektronische Steuereinheit gesteuert und geschaltet.
Ein hydraulisches Schaltelement kann eine Hydraulikpumpe, ein Schaltventil, ein steuerbares Drosselventil und dergleichen sein. Bevorzugt ist ein hydraulisches Schaltelement elektrisch ansteuerbar. Des Weiteren weist ein hydraulisches Schaltelement bevorzugt wenigstens zwei voneinander verschiedene, schaltbare Betriebszustände auf, in denen das hydraulische Schaltelement in unterschiedlicher Weise auf das entsprechende Fluid in einem Kreislauf einwirkt.
So wäre es beispielsweise auch möglich, dass das in dem Kühlkreislauf angeordnete hydraulische Schaltelement, die Hydraulikpumpe sowie der Wärmetauscher ein Teil eines Thermomanagementsystems bilden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das hydraulische Steuerelement wenigstens ein schaltbares Wegeventil und/oder wenigstens ein Thermoelement und/oder wenigstens eine hydraulische Blende zur Steuerung des Hydraulikflusses des Kühlfluids in den Getriebekühlpfad und der Bypass-Leitung umfasst.
Ein Wegeventil kann insbesondere bei verschiedenen Betriebsmodi des Antriebsstrangs von Vorteil sein, besonders wenn diese zeitlich begrenzt auftreten. So können für verschiedene Betriebsmodi verschiedene Schaltstellungen genutzt werden. So lässt sich z.B. für einen Betrieb unter Volllast die Schmierung/Kühlung der Getriebeanordnung entsprechend erhöhen und anschließend sofort wieder reduzieren. Dadurch kann die Kühlfluidmenge für die Getriebeanordnung ständig angepasst werden, immer mit dem Ziel die Getriebeanordnung mit optimalen Wirkungsgrad zu betreiben. Dabei könnte das Wegeventil auch als variable Drossel eingesetzt werden, um viele verschiedene Betriebsmodi im Optimum bedienen zu können. Dies lässt sich z.B. bei einem Schieberventil durch den Einsatz der Steuerkante als variable Blende darstellen.
Mit einem Thermoelement könnte eine weitere bedarfsgerechte Aufteilung des Kühlfluidstroms umgesetzt werden. So könnte ein selbsttätig arbeitendes Thermoelement das direkt in der Verteilstelle platziert ist, den Ölstrom für die Getriebeanordnung analog zur Öltemperatur erhöhen oder reduzieren, was wiederum eine bedarfsgerechte Kühlleistung für die Getriebeanordnung darstellt.
Eine technisch besonders einfache und somit auch robuste sowie kostengünstige Lösung ist eine Aufteilung mittels Blenden. Solch passiv arbeitende Blenden legen die Aufteilung zwischen Getriebeanordnung und Bypass-Leitung mittels angepasster Querschnitte fest. Dadurch wird sowohl die bedarfsgerechte Schmierung und Kühlung der Getriebeanordnung sichergestellt und durch die Verwendung einer Bypass-Leitung ein optimiertes „heat harvesting“ ermöglicht.
Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass der Kühlkreislauf genau ein hydraulisches Steuerelement aufweist. Es kann hierdurch ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau des Kühlsystems realisiert werden.
Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Wärmetauscher in unmittelbarer baulicher Nähe zum Austritt des Kühlfluids aus dem Motorkühlpfad angeordnet ist, um eine verlustfreie Übertragung der in dem Kühlfluid gespeicherten thermischen Energie zwischen dem Motorkühlpfad und dem Wärmetauscher zu ermöglichen, was ebenfalls zu einer verbesserten Effizienz und somit Reichweitenoptimierung des Antriebsstrangs beitragen kann.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass ein in Schwerkraftrichtung am Boden der Getriebeanordnung angeordneter Hydrauliksumpf ausgebildet ist, so dass das zumindest teilweise mittels Schwerkraft durch die Getriebeanordnung geführte Kühlfluid in dem Hydrauliksumpf sammelbar ist. Besonders bevorzugt ist es in diesem Zusammenhang, dass der Hydrauliksumpf als Trockensumpf ausgeführt ist, um Planschverluste in der Getriebeanordnung bei deren Betrieb zu minimieren. Ferner kann der Hydrauliksumpf auch als Reservoir bzw. Ausgleichsbehälter für den Kühlkreislauf dienen.
Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass in dem Kühlkreislauf eine Hydraulikpumpe angeordnet ist, mittels derer das Kühlfluid durch den Kühlkreislauf förderbar ist. In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann in diesem Zusammenhang auch vorgesehen sein, dass die Hydraulikpumpe in Flussrichtung vor dem Motorkühlpfad angeordnet ist. Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass in Flussrichtung vor der Hydraulikpumpe und nach dem Zusammenführen des Kühlfluids aus der Bypass-Leitung und dem Ausgang aus der Getriebeanordnung ein Hydraulikfilter angeordnet ist, was dazu beitragen kann, beispielsweise Abrieb aus der Getriebeanordnung aus dem Kühlkreislauf herauszufiltern.
Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass das Kühlfluid ein Kühlöl ist. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass das Kühlfluid eine wässrige Emulsion ist, beispielsweise eine Wasser-Glykol-Mischung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
Es zeigt:
Figur 1 ein Kraftfahrzeug mit einem elektrisch betreibbaren Antriebsstrang in einer schematischen Blockschaltdarstellung,
Figur 2 eine Blockschaltdarstellung des elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs.
Die Figur 1 zeigt einen elektrisch betreibbaren Antriebsstrang 1 eines Kraftfahrzeugs 2 umfassend eine elektrische Maschine 4 und eine mit der elektrischen Maschine 4 gekoppelten Getriebeanordnung 5. Wie aus der Figur 2 zu erkennen ist, bilden die mittels eines Kühlfluids 3 kühlbare elektrische Maschine 4 und die mittels des Kühlfluids 3 kühlbare Getriebeanordnung 5 eine bauliche Einheit. Der Getriebeeingang 6 der Getriebeanordnung 5 ist drehmomentübertragend mit dem Rotor 7 der elektrischen Maschine 4 gekoppelt.
Der Antriebsstrang 1 weist zur Führung des Kühlfluids 3 einen Kühlkreislauf 8 auf, mittels dessen das Kühlfluid 3 in dessen Flussrichtung zunächst entlang eines Getriebekühlpfads 9 durch die Getriebeanordnung 5 führbar ist, bevor es entlang eines Motorkühlpfads 10 durch die elektrische Maschine 4 geführt wird.
Der Kühlkreislauf 8 besitzt in Flussrichtung des Kühlfluids 3 nach dessen Austritt 15 aus dem Motorkühlpfad 10 und vor dessen Eintritt 16 in den Getriebekühlpfad 9 einen Wärmetauscher 11 , mittels dessen dem Kühlfluid 3 thermische Energie entziehbar und an einen Kühlmittelkreislauf 12 übertragbar ist. Der Kühlmittelkreislauf 12 kann beispielsweise zur Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums oder zu thermischen Konditionierung der Fahrzeugbatterie dienen.
In Flussrichtung des Kühlfluids 3 nach dem Wärmetauscher 11 und vor dem Eintritt des Kühlfluids 3 in den Getriebekühlpfad 9 ist ein hydraulisches Steuerelement 13 angeordnet, mittels dessen das Kühlfluid 3 zwischen dem Getriebekühlpfad 9 und einer die Bypass-Leitung 14 verteilbar ist, wobei die Bypass-Leitung 14 und der Getriebekühlpfad 9 nach dessen Ausgang 17 aus der Getriebeanordnung 5 wieder zusammengeführt werden. Dort besitzt dann das Kühlfluid 3 aus der Bypass- Leitung 14 weniger thermische Energie als das Kühlfluid 3 aus dem Getriebekühlpfad 9.
Das hydraulische Steuerelement 13 kann wenigstens ein schaltbares Wegeventil und/oder wenigstens ein Thermoelement und/oder wenigstens eine hydraulische Blende zur Steuerung des Hydraulikflusses des Kühlfluids 3 in den Getriebekühlpfad 9 und der Bypass-Leitung 14 umfassen. Der Figur 2 ist gut entnehmbar, dass der Kühlkreislauf 8 genau ein hydraulisches Steuerelement 13 aufweist.
Der Wärmetauscher 11 ist in unmittelbarer baulicher Nähe zum Austritt 15 des Kühlfluids 3 aus dem Motorkühlpfad 10 angeordnet, um eine verlustfreie Übertragung der in dem Kühlfluid 3 gespeicherten thermischen Energie zwischen dem Motorkühlpfad 10 und dem Wärmetauscher 11 zu ermöglichen.
In Schwerkraftrichtung ist am Boden 18 der Getriebeanordnung 5 ein Hydrauliksumpf 19 ausgebildet, so dass das zumindest teilweise mittels Schwerkraft durch die Getriebeanordnung 5 geführte Kühlfluid 3 in dem Hydrauliksumpf 19 sammelbar ist.
In dem Kühlkreislauf 8 ist des Weiteren eine Hydraulikpumpe 20 angeordnet, mittels derer das Kühlfluid 3 durch den Kühlkreislauf 8 förderbar ist. Die Hydraulikpumpe 20 ist in Flussrichtung vor dem Motorkühlpfad 10 angeordnet. In Flussrichtung vor der Hydraulikpumpe 20 und nach dem Zusammenführen des Kühlfluids 3 aus der Bypass-Leitung 14 und dem Ausgang 17 aus der Getriebeanordnung 5 ist ein Hydraulikfilter 21 positioniert.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen. Bezuqszeichenliste
1 Antriebsstrang
2 Kraftfahrzeug
3 Kühlfluid
4 elektrische Maschine
5 Getriebeanordnung
6 Getriebeeingang
7 Rotor
8 Kühlkreislauf
9 Getriebekühlpfad
10 Motorkühlpfad
11 Wärmetauscher
12 Kühlmittelkreislauf
13 Steuerelement
14 Bypass-Leitung
15 Austritt
16 Eintritt
17 Ausgang
18 Boden
19 Hydrauliksumpf
20 Hydraulikpumpe
21 Hydraulikfilter

Claims

Ansprüche
1 . Elektrisch betreibbarer Antriebsstrang (1 ) eines Kraftfahrzeugs (2) umfassend
• eine mittels eines Kühlfluids (3) kühlbare elektrische Maschine (4) und
• eine mittels des Kühlfluids (3) kühlbare Getriebeanordnung (5), deren Getriebeeingang (6) drehmomentübertragend mit einem Rotor (7) der elektrischen Maschine (4) gekoppelt ist,
• wobei der Antriebsstrang (1 ) zur Führung des Kühlfluids (3) einen Kühlkreislauf (8) aufweist, mittels dessen das Kühlfluid (3) in dessen Flussrichtung zunächst entlang eines Getriebekühlpfads (9) durch die Getriebeanordnung (5) führbar ist, bevor es entlang eines Motorkühlpfads (10) durch die elektrische Maschine (4) geführt wird,
• wobei der Kühlkreislauf (8) in Flussrichtung des Kühlfluids (3) nach dessen Austritt (15) aus dem Motorkühlpfad (10) und vor dessen Eintritt (16) in den Getriebekühlpfad (9) einen Wärmetauscher (11 ) besitzt, mittels dessen dem Kühlfluid (3) thermische Energie entziehbar und an einen Kühlmittelkreislauf (12) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Flussrichtung des Kühlfluids (3) nach dem Wärmetauscher (11 ) und vor dem Eintritt des Kühlfluids (3) in den Getriebekühlpfad (9) ein hydraulisches Steuerelement (13) angeordnet ist, mittels dessen das Kühlfluid (3) zwischen dem Getriebekühlpfad (9) und einer Bypass-Leitung (14) verteilbar ist, wobei die Bypass-Leitung (14) und der Getriebekühlpfad (9) nach dessen Ausgang (17) aus der Getriebeanordnung (5) wieder zusammengeführt werden, wobei dann dort das Kühlfluid (3) aus der Bypass-Leitung (14) weniger thermische Energie besitzt als das Kühlfluid (3) aus dem Getriebekühlpfad (9).
2. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Steuerelement (13) wenigstens ein schaltbares Wegeventil und/oder wenigstens ein Thermoelement und/oder wenigstens eine hydraulische Blende zur Steuerung des Hydraulikflusses des Kühlfluids (3) in den Getriebekühlpfad (9) und der Bypass-Leitung (14) umfasst.
3. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf (8) genau ein hydraulisches Steuerelement (13) aufweist.
4. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (11 ) in unmittelbarer baulicher Nähe zum Austritt (15) des Kühlfluids (3) aus dem Motorkühlpfad (10) angeordnet ist, um eine verlustfreie Übertragung der in dem Kühlfluid (3) gespeicherten thermischen Energie zwischen dem Motorkühlpfad (10) und dem Wärmetauscher (11 ) zu ermöglichen.
5. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Schwerkraftrichtung am Boden (18) der Getriebeanordnung (5) angeordneter Hydrauliksumpf (19) ausgebildet ist, so dass das zumindest teilweise mittels Schwerkraft durch die Getriebeanordnung (5) geführte Kühlfluid (3) in dem Hydrauliksumpf (19) sammelbar ist.
6. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kühlkreislauf (8) eine Hydraulikpumpe (20) angeordnet ist, mittels derer das Kühlfluid (3) durch den Kühlkreislauf (8) förderbar ist.
7. Antriebsstrang (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (20) in Flussrichtung vor dem Motorkühlpfad (10) angeordnet ist.
8. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Flussrichtung vor der Hydraulikpumpe (20) und nach dem Zusammenführen des Kühlfluids (3) aus der Bypass-Leitung (14) und dem Ausgang (17) aus der Getriebeanordnung (5) ein Hydraulikfilter (21 ) angeordnet ist.
9. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlfluid (3) ein Kühlöl ist.
10. Antriebsstrang (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (5) ein Planetengetriebe umfasst.
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