机动车和用于运行冷却装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种机动车(1)，其具有动力传动系(2)，所述动力传动系具有电机(3)，该电机配设有动力电池(8)和包括至少一个脉冲逆变器(6)的电力电子装置(5)，所述机动车还具有用于冷却电机(3)、电力电子装置(5)和动力电池(8)的冷却装置(9)，其中，电机(3)在第一冷却循环系统(10)中借助于供送管路(12)中的第一最大温度的冷却剂被冷却，其中，电力电子装置(5)在与第一冷却循环系统(10)分开的第二冷却循环系统(13)中借助于供送管路(17)中的第二最大温度的冷却剂被冷却，该第二最大温度比第一最大温度低。大温度低。大温度低。

【技术实现步骤摘要】
机动车和用于运行冷却装置的方法


[0001]本专利技术涉及一种机动车，其具有动力传动系，所述动力传动系具有电机，为该电机分配有动力电池和包括至少一个脉冲逆变器的电力电子装置，所述机动车还具有用于冷却电机、电力电子装置和动力电池的冷却装置，其中，电机在第一冷却循环系统中借助于供送管路中的具有第一最大温度的冷却剂被冷却。本专利技术还涉及一种用于运行这种机动车中的冷却装置的方法。

技术介绍

[0002]混合动力车辆和电动车辆在动力传动系中使用电机(电动马达)作为驱动设备。在此，电机可以由被为其配设的动力电池馈电。在此，通常使用例如在60V至1.5kV的范围内的高压。相应地，动力电池也可以被称为高压电池。在电动车辆和所谓的插电式混合动力车辆的情况下，该插电式混合动力车辆除了电机之外在动力传动系中还具有内燃机，动力电池可以通过充电装置从外部、例如在充电桩或类似设施上被充电。
[0003]为了能够由牵引能量运行电机，需要电力电子装置，所述电力电子装置通常具有至少一个脉冲逆变器(PWR)。脉冲逆变器又通常具有多个半导体开关、特别是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，所述半导体开关如电机和动力电池那样在运行中需被冷却，由此可以允许在脉冲逆变器内、特别是在IGBT内的确定的电流。流过脉冲逆变器的电流越大，电机中的转矩就越大。由于脉冲逆变器中的热质量/与热相关的质量、即特别是IGBT与电机相比较小、例如小于一千克，所以在现有技术中已知的是，在冷却循环系统中首先在冷却部段中冷却电力电子装置，此后，来自电力电子装置的回流管路被输送到电机的另一冷却部，使得来自电力电子装置的回流管路形成通向电机的供送管路。然后，由电机将在该冷却循环系统中循环的冷却装置冷却剂再次输送到冷却部段，在该冷却部段中如原则上已知的那样耗散热量。对于插电式混合动力车辆来说，在现有技术中例如已知的是，向电力电子装置、即在冷却剂供送管路中向电力电子装置提供最大温度设置为75℃的冷却剂、例如水。然后将稍微加热的冷却剂输送至电机。在这样的冷却剂供送温度为75℃的情况下，对于脉冲逆变器的部件、特别是IGBT可保持10秒的最大电流限定为480A。对于电动车辆，在另一个示例中，在用于电力电子装置的冷却剂供送管路中的最大温度为65℃，这在脉冲逆变器中允许的可保持10秒的最大电流为530A。在此，电机通常不应在较低的冷却剂温度下运行，以便例如实现尽可能低的摩擦。
[0004]文献DE 10 2016 100 861A1涉及对整流器/逆变器模块(PIM)的功率降低的控制。在此，一系统包括DC电池组、变流器冷却剂循环系统、第一温度传感器和第二温度传感器、多相电机以及与电池组并与电机连接的PIM。控制器可以被运行用于选择性地降低PIM的功率并由此减小电机上的命令转矩。为此，控制器在使用冷却剂的温度、PIM的温度和一组电数值的情况下估计PIM的半导体开关的结温。当PIM的温度超过标定的最大温度时，功率降低。
[0005]文献CN 108705956 A公开了一种用于电动车辆的电机控制器温度控制系统和相
应的方法。当IGBT的温度超过第一温度阈值时，控制空气冷却装置以冷却电机控制器。当IGBT温度低于第二温度阈值时，将液体冷却装置用于冷却电机控制器，其中，第二温度阈值高于第一温度阈值。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是，提出一种冷却装置的相对于此改进的、特别是允许更高功率的设计方案。
[0007]为了实现该目的，在开头所述类型的机动车中根据本专利技术提出，电力电子装置在与第一冷却剂循环系统分开的第二冷却剂循环系统中借助于供送管路中的比第一最大温度低的第二最大温度的冷却剂被冷却。
[0008]根据本专利技术已经认识到，较低的冷却剂温度允许在脉冲逆变器中、特别是在脉冲逆变器的IGBT或其它半导体开关中有较高的电流，其又能够实现在电机中的较高转矩，因此实现较高的驱动功率。因此，为了确保能够在脉冲逆变器处达到低温，根据本专利技术，电力电子装置从第一冷却回路中移除并且在第二冷却剂循环系统中被冷却，所述第一冷却回路将较高的第一最大温度用于作为驱动电机的电动马达、即电机，在所述第二冷却剂循环系统中具有较低的最大温度的冷却剂可以冷却脉冲逆变器、特别是其半导体开关。因此，对于第二冷却循环系统而言，在通向电力电子装置的供送管路中的第二最大温度低于对于第一冷却循环系统而言在通向电机的供送管路中的第一最大温度。
[0009]如果例如将在现有技术中已知的插电式混合动力车辆(PHEV)与在现有技术中已知的电动车辆(BEV)进行比较，那么已经在针对电机的冷却剂供送温度方面存在区别，即在PHEV的情况下为75℃的冷却剂供送温度，相应地在BEV的情况下为65℃的冷却剂供送温度，从如果冷却连接在电机上游的电力电子装置，则对于流过半导体开关、特别是IGBT的最大电流存在例如50A的区别。如果现在例如也对于PHEV从75℃的第一最大温度下降到65℃或更低的第二最大温度，那么相应地允许在脉冲逆变器中的更高的最大电流。因为在插电式混合动力车辆中通常在用于电机的冷却循环系统中本来就存在较高的温度，所以得到较高的、可实现的积极效果，从而机动车优选可以是插电式混合动力车辆。在一个具体示例中，对于电动车辆而言，第一最大温度可以是65℃(或更高)，或者对于插电式混合动力车辆而言，第一最大温度可以是75℃(或更高)，而第二最大温度例如可以在50℃
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55℃的范围内。一般而言，有利的是，在考虑到可维持/可流动持续10秒的最大电流限值的情况下运行至少一个脉冲逆变器和/或运行脉冲逆变器的至少一个半导体开关、特别是IGBT，其中，电流限值被选择为大于在第一最大温度下冷却时可能的电流限值和/或大于或等于500A、特别是大于或等于530A。对于示例性的设计方案，从75℃的第一温度出发到降低到65℃的第二温度，就可以将电流限值从480A提高到530A，其中，进一步的下降例如可能导致高达580A或更大可能的电流限值，所述电流限值在没有损坏危险的情况下是可能的。
[0010]在本专利技术的一个特别有利的改进方案中，可以规定第二冷却循环系统也用于冷却动力电池。换句话说，也可以使用动力电池的本来已经存在的第二冷却循环系统来添加用于电力电子装置的冷却部段。在此，动力电池通常本来就以在供送管路中的较低的温度被冷却，从而将电池冷却剂循环系统一同使用为冷却电力电子装置的第二冷却循环系统，这被证实是特别有利的。以这种方式避免了提供附加的冷却循环系统。在此，如也在已知的机
动车中通常已经给出的那样，也可以规定，动力电池和电力电子装置相邻地安装在机动车中，特别是甚至安装在共同的组件中，从而仅需要短的、附加的冷却剂路径。
[0011]在本专利技术的特别优选的设计方案中，第二冷却循环系统的用于冷却电力电子装置的冷却部段可以布置在用于动力电池的冷却部段的回流管路中。以这种方式，由于在动力电池上游不存在冷却活动，所以对于动力电池的供送温度不必改变。另一方面已经表明，从用于动力电池的冷却部段中流出的冷却剂大多情况下仅非常少地变热，因此通向电力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机动车(1)，其具有动力传动系(2)，所述动力传动系具有电机(3)，该电机配设有动力电池(8)和包括至少一个脉冲逆变器(6)的电力电子装置(5)，所述机动车还具有用于冷却电机(3)、电力电子装置(5)和动力电池(8)的冷却装置(9)，其中，电机(3)在第一冷却循环系统(10)中借助于供送管路(12)中的第一最大温度的冷却剂被冷却，其特征在于，电力电子装置(5)在与第一冷却循环系统(10)分开的第二冷却循环系统(13)中借助于供送管路(17)中的第二最大温度的冷却剂被冷却，该第二最大温度比第一最大温度低。2.根据权利要求1所述的机动车(1)，其特征在于，在考虑到可维持10秒的最大电流限值的情况下运行所述至少一个脉冲逆变器(6)和/或运行脉冲逆变器(6)的至少一个半导体开关、特别是IGBT(7)，其中，所述电流限值被选择为大于在第一温度下冷却时可能的电流限值和/或大于或等于500A、特别是530A。3.根据权利要求1或2所述的机动车(1)，其特征在于，第二冷却循环系统(13)也用于冷却动力电池(8)。4.根据权利要求3所述的机动车(1)，其特征在于，第二冷却循环系统(13)的用于冷却电力电...

【专利技术属性】
技术研发人员：U，
申请(专利权)人：奥迪股份公司，
类型：发明
国别省市：