冷却系统、电动车辆、电驱动单元和用于冷却其的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种冷却系统(1)，特别是用于电动车辆(F)中的驱动电机(M)的冷却系统，冷却系统具有带有纵轴线(3)的冷却套筒(2)和导热结构(4)，冷却套筒(2)在沿纵轴线(3)在一个区域内包围导热结构(4)，由此在冷却套筒(2)与导热结构(4)之间形成冷却通道(5)，以便在冷却通道中引导冷却流体(6)，导热结构(4)构造成并限定为用于在区域内容纳第一热源(7)，对于电动车辆(F)来说第一热源特别是驱动电机(M)的定子。导热结构(4)构造成用于导热地接触第二热源(8)，第二热源(8)特别是电动车辆(F)中的用于驱动电机(M)的电力电子器件，第二热源沿纵轴线(3)与第一热源(7)轴向地相对设置。轴线(3)与第一热源(7)轴向地相对设置。轴线(3)与第一热源(7)轴向地相对设置。

【技术实现步骤摘要】
冷却系统、电动车辆、电驱动单元和用于冷却其的方法


[0001]本专利技术涉及一种权利要求1的前序部分所述的冷却系统，特别是用于电动车辆的驱动电机的冷却系统，所述冷却系统具有带有纵轴线的冷却套筒和导热结构，所述冷却套筒在沿纵轴线的区域内包围导热结构，由此，在冷却套筒和导热结构之间形成冷却通道，以便在其中引导冷却流体，所述导热结构构造和确定为用于在所述区域容纳第一热源、特别是在电动车辆中容纳驱动电机的定子。
[0002]本专利技术此外还涉及一种根据权利要求33的电驱动单元、根据权利要求34的电动车辆以及根据权利要求35的用于冷却电驱动单元的方法。

技术介绍

[0003]所述类型的冷却系统在现有技术中是已知的，并且用于导出在确定的装置的运行中形成的热量，特别是在电机或其周边的导流的部件中形成的热量，并且防止要冷却的装置发生损坏。
[0004]特别是能够用作电动车辆的驱动电机的电机可能具有多个热源。这种第一热源可以是电机的定子，所述定子基本上构造成空心圆柱形的并沿电机的纵轴线设置。所述定子通常包括定子叠片组和电导体，所述电导体构造成用于在产生电流时产生运动的磁场。所述运动的磁场又使得转子运动，所述转子设置在定子的内部区域中。由于所述电流的流动，所述电导体和定子会自身发热，这可能导致效率降低。此外，定子的过热可能导致不可逆的损坏，甚至导致电机完全失效。
[0005]如果第一热源由导热结构、特别是如在已知的电机中通常使用的套筒状的定子支座包围，则由第一热源释放的热量可以通过前面所述的导热结构导出。通过附加地在导热结构的周边上设置冷却套筒，可以构成冷却通道，所述冷却通道适于在导热结构上引导冷却流体并由此强化冷却效果。这种冷却套筒由DE 10 2018 109 420 A1已知。
[0006]如果要冷却的装置具有另外的热源，特别是逆变器或其它电力电子器件，还必须将由所述另外的热源释放的热量导出。如果已经在第一热源的区域内设置了具有导热结构和冷却套筒的第一冷却系统，在已知的装置中这用于将第二热源设置在冷却套筒的外侧，从而有两个热流被传递到冷却流体中。这种布置形式同样由DE 10 2018 109 420 A1已知。
[0007]但将第二热源设置在冷却套筒的外周上会导致所需的安装空间在径向增大，这种结构空间特别是在车辆中通常是受到限制的。这会导致，在这种布置形式中，冷却套筒不允许超过允许的最大外径。由此，可以在冷却通道中引导的可供使用的冷却流体的量也受到限制。由于可传递的热流直接与冷却流体的量相关，因此，可供使用的径向结构空间是影响冷却系统可实现的冷却效果的决定性因素。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的目的是，改进特别是用于冷却电机的冷却系统的冷却效果。此外，本专利技术的目的还在于设计一种具有冷却系统的电驱动单元以及电动车辆，所述冷却系统具
有改进的冷却效果。最后，本专利技术的目的是提供一种用于冷却电驱动单元的方法，利用所述方法能够实现改善的冷却效果。
[0009]根据本专利技术，所述目的通过具有权利要求1的特征的冷却系统、通过具有权利要求33的特征的电驱动单元、通过具有权利要求34的特征的电动车辆以及通过具有权利要求35的特征的方法来实现。有利的设计方案是相应从属权利要求的主题。
[0010]本专利技术提供了一种冷却系统，特别是用于电动车辆中的驱动电机的冷却系统，所述冷却系统具有带有纵轴线的冷却套筒和导热结构，所述冷却套筒沿纵轴线的在一个区域内包围导热结构，由此在所述冷却套筒与所述导热结构之间形成有冷却通道，以便在所述冷却通道中引导冷却流体，所述导热结构构造成并限定为用于在所述区域内容纳第一热源，所述第一热源特别是电动车辆中的驱动电机的定子。所述导热结构构造成用于导热地接触第二热源，所述第二热源特别是电动车辆中的用于驱动电机的电力电子器件，所述第二热源沿所述纵轴线与所述第一热源轴向地相对设置。
[0011]此外，本专利技术提供了一种电驱动单元，特别是用于电动车辆的电驱动单元。这种车辆相应地具有电机，所述电机包括转子、定子、定子支座、电力电子器件和根据本专利技术的冷却系统，其中，所述定子支座构造成所述导热结构。
[0012]此外，本专利技术还提供了一种电动车辆，所述电动车辆具有电驱动单元，所述电驱动单元包括根据本专利技术的冷却系统。
[0013]此外，本专利技术提供了一种用于冷却电驱动单元的方法，所述方法提供了根据本专利技术的冷却系统，在所述方法中：将冷却流体调温到入口温度并将冷却流体输送到冷却通道中。第一热源和第二热源分别将热量传递给导热结构，所述导热结构再将热量传递给所述冷却流体。接着，将所述冷却流体从所述冷却通道中输送出来。
[0014]根据本专利技术的冷却系统相对于已知的冷却系统实现了改进的冷却效果。这是通过以下方式实现的，即：在已知的冷却系统中，相对于冷却套筒沿径向设置的第二热源所占据的结构空间现在可以用于构成冷却套筒本身。第二热源，特别是电力电子器件，这里沿冷却套筒的纵轴线相对于第一热源轴向地布置，第一热源特别是定子。导热结构构造成用于导热地接触第一热源以及第二热源并且由此用于导出热量。
[0015]冷却通道优选通过设置在冷却套筒和导热结构之间的空腔形成。冷却通道的几何结构这里至少部分地通过冷却套筒的内轮廓确定，由此所述冷却套筒可以设计成用于沿确定的路径引导冷却流体。特别是，冷却套筒的内轮廓可以具有凹部(波谷或波峰)、沟或槽，所述凹部、沟或槽构造成沿着和/或横向于冷却套筒的纵轴线构成，以便由此与导热结构的表面配合作用地形成冷却通道，所述冷却通道相应地同样沿着和/或横向于纵轴线延伸，优选螺旋形地延伸。
[0016]在本专利技术的范围内，所述冷却通道沿其纵轴线具有与导热结构不同的、特别是更短的结构长度。特别是可以仅将第一热源设置在沿冷却套筒的纵轴线的区域中，而第二热源不是直接由冷却套筒包围。在这种情况下，第二热源的热流首先沿导热结构流入设置有冷却套筒的区域，并在这里由冷却流体吸收并带走。
[0017]通过沿轴向设置第一和第二热源，可以特别是沿径向方向(即横向于纵轴线)加大冷却通道本身的尺寸并由此获得冷却流体更大的体积流量。备选或附加地，在冷却套筒大小相同时或冷却通道大小相同时，可以减小必要的径向结构空间，这特别是在车辆制造中
是有利的。由于导热结构至少部分地还用于与第一热源导热地接触，因此实现了高度的功能集成。由此，特别是可以降低根据本专利技术的冷却系统的制造成本。
[0018]在优选的设计方案中，冷却系统包括构造成并限定为用于至少部分地容纳第二热源的导热结构
[0019]由于设置了既能够容纳第一热源也能够容纳第二热源的导热结构，实现了功能集成度特别高的优点。导热结构可以设计成电机的定子支座，优选构造成仅需要一个部件就可以容纳第一热源和第二热源并导出第一热源和第二热源的热量。由此，特别是不再需要附加的用于包围第二热源的壳体。因此，在冷却系统的制造中省去了一些耗时且高成本的制造和装配步骤。
[0020]在另一个优选的设计方案中，所述导热结构包括用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.冷却系统(1)，特别是用于电动车辆(F)中的驱动电机(M)的冷却系统，所述冷却系统(1)具有带有纵轴线(3)的冷却套筒(2)和导热结构(4)，所述冷却套筒(2)沿所述纵轴线(3)在一个区域内包围导热结构(4)，由此在所述冷却套筒(2)与所述导热结构(4)之间形成冷却通道(5)，以便在所述冷却通道(5)中引导冷却流体(6)，所述导热结构(4)构造成并限定为用于在所述区域内容纳第一热源(7)，对于电动车辆(F)来说所述第一热源特别是驱动电机(M)的定子，其特征在于，所述导热结构(4)构造成用于导热地接触第二热源(8)，所述第二热源(8)特别是电动车辆(F)中的用于驱动电机(M)的电力电子器件，所述第二热源(8)沿所述纵轴线(3)与所述第一热源(7)轴向地相对设置。2.根据权利要求1所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述导热结构(4)至少部分地构造成并限定为用于容纳第二热源(8)。3.根据上述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述导热结构(4)包括用于驱动电机(M)的定子支座，所述定子支座特别是套筒状的定子支座。4.根据上述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述冷却套筒(2)至少部分地构造成波状的，所述冷却套筒(2)优选是由金属材料制成的，并且所述冷却通道(5)至少部分地具有对应于所述冷却套筒(2)的波状几何形状的冷却通道几何形状(9)。5.根据上述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述冷却通道(5)沿所述纵轴线(3)和/或绕所述纵轴线(3)至少部分地构造成螺线状或螺纹状的。6.根据上述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述冷却套筒(2)材料锁合地与所述导热结构(4)连接，特别是连接为在至少一个连接区域(10)中密封所述冷却通道(5)。7.根据上述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述导热结构(4)包括轴承护罩(12)，特别是用于电动车辆(F)中的驱动电机(M)的轴承护罩(12)，所述轴承护罩(12)在所述纵轴线(3)上设置在所述第一热源(7)和所述第二热源(8)之间。8.根据权利要求7所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述轴承护罩具有至少一个轴向通孔(14、15)，所述轴向通孔设置和构造成用于接触所述第一热源和/或所述第二热源，特别是用于电接触所述第一热源和/或所述第二热源。9.根据权利要求7或8所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述轴承护罩(12)至少部分地通过成型的方式构造而成，特别是通过深冲成型和/或通过原形成型的方式构造而成，特别是通过铸型成型或通过生成式制造的方式构造而成。10.根据权利要求7至9中任一项所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述轴承护罩(12)构造成用于导热地接触所述第二热源(8)，其方式是，所述轴承护罩(12)构造成至少部分地与所述第二热源(8)的几何形状相对应。11.根据权利要求7至10中任一项所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述第二热源(8)通过导热的中间层(16)与所述轴承护罩连接，特别是所述第二热源(8)通过导热膏与所述轴承护罩连接。12.根据权利要求7至11中任一项所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述第二热源设置在支承板(17)上，所述支承板(17)机械地与所述轴承护罩(12)连接，特别是可拆卸地与所
述轴承护罩(12)连接，优选通过螺栓与所述轴承护罩(12)连接，最为优选地所述第二热源设置在所述轴承护罩(12)背向于所述第一热源(7)的侧面上。13.根据上述权利要求中任一项所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述导热结构(4)具有径向通孔(18)，所述冷却通道(5)与所述径向通孔(18)导流地连接。14.根据权利要求7至12中任一项所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述轴承护罩(12)包括导流的冷却通道延续部(19)，所述冷却通道延续部(19)直接地或间接地与所述冷却通道(5)导流地连接。15.根据权利要求14所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述冷却通道延续部(19)整体地构成在所述轴承护罩内部。16.根据权利要求14或15所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述冷却通道延续部(19)包括第一部分延续部(20)和第二部分延伸部(21)，以便分别引导冷却流体的第一分流或第二分流，所述第一分流和所述第二分流优选分别具有第一流体温度或第二流体温度。17.根据权利要求14至16中任一项所述的冷却系统(1)，其特征在于，所述轴承护罩(12)设计成组件，所述组件包括第一轴承护罩部件(23)和第二轴承护罩部件(24)，所述第一轴承护罩部件(23)和所述第二轴承护罩部件(24)设置成相互配合以...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：威茨曼有限公司，
类型：发明
国别省市：