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用于机动车辆的牵引电机的冷却系统技术方案

技术编号:40907762 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-18 14:37
本发明专利技术涉及一种用于机动车辆的牵引电机的冷却系统,包括至少:用于输送循环的第一冷却流体的回路系统;用于在回路系统中输送第一冷却流体的第一循环泵;用于在输入侧将回路系统流体地连接到要进行温度控制的牵引电机的第一绕组头区的马达输入端接口;用于在输出侧将回路系统流体地连接到要进行温度控制的牵引电机的第二绕组头区的马达输出端接口;用于从在回路系统中循环的第一冷却流体散热和/或向所述第一冷却流体供热的第一热交换器。冷却系统的特征尤其在于,提供旁路管线,借助旁路管线,第一热交换器经由至少一个连接部并且第二绕组头区经由另一连接部彼此直接流体地连接。利用所提出的冷却系统,牵引电机可有效地调节到期望的操作温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于机动车辆的牵引电机的冷却系统、一种用于机动车辆的动力传动系的具有这种冷却系统的热管理模块、一种用于机动车辆的具有这种热管理模块的动力传动系以及一种具有这种动力传动系的机动车辆。


技术介绍

1、根据现有技术,已知用于牵引电机的冷却系统用于在动力需求的情况下耗散所产生的废热。为了增加冷却能力,想法是直接用冷却剂穿流至少牵引电机的定子,其中冷却剂被配置为电介质冷却剂。在这种电介质冷却系统中,冷却尽可能少的部件是合理的。动力传动系(其中集成有此类牵引电机)的其他部件诸如传动机构和脉冲逆变器优选地在至少一个单独的冷却回路中冷却。例如,传动机构借助于油回路冷却,使得该冷却剂(传动油/变速器油)同时用于润滑传动组件。例如,脉冲逆变器布置在水回路中,另外的车辆部件优选地可通过该水回路冷却。

2、如所提到的,如果直接冷却牵引电机,冷却流体(电介质)必须是尽可能好的电绝缘体。可用的电介质冷却流体的热容量低于水或例如传动机构中常用的冷却油。此外,沸点通常低于水的沸点。因此力求将电介质冷却流体的热吸收保持得尽可能低。


技术实现思路

1、由此出发,本专利技术解决的问题是至少部分地克服现有技术中已知的缺点。根据本专利技术的特征由独立权利要求产生,并且其有利的构造在从属权利要求中公开。权利要求的特征可以以任何技术上有意义的方式组合,其中来自以下描述的解释以及来自附图的特征(其包括本专利技术的补充构造)也可以用于该目的。

2、本专利技术涉及一种用于机动车辆的牵引电机的冷却系统,该冷却系统包括至少以下部件:

3、-回路系统,该回路系统用于输送循环的第一冷却流体;

4、-第一循环泵,该第一循环泵用于在回路系统中输送第一冷却流体;

5、-马达输入端接口,该马达输入端接口用于在输入侧将回路系统流体地连接到要进行温度控制的牵引电机的第一绕组头区;

6、-马达输出端接口,该马达输出端接口用于在输出侧将回路系统流体地连接到要进行温度控制的牵引电机的第二绕组头区;以及

7、-第一热交换器,该第一热交换器用于从在回路系统中循环的第一冷却流体散热和/或向该第一冷却流体供热。

8、该冷却系统的特征尤其在于,提供旁路管线,借助于该旁路管线,第一热交换器经由至少一个连接部并且第二绕组头区经由另一连接部彼此直接流体地连接。

9、下文在没有另外明确指示情况下参考指定的相应循环方向或输送方向使用上游、下游和对应术语。在上文和下文描述中使用的序数仅用于清楚区分,并且不反映指定部件的任何次序或等级,除非另外明确指示。大于1的序数并不意味着必须存在另一个此类部件。

10、首先应当注意,利用本文提出的冷却系统主要是将废热耗散,但是对由冷却系统进行温度控制的部件进行升温也是一种可能的操作状态,例如在冬季温度下,使得部件快速达到操作温度。然而,在大多数应用中,在机动车辆的牵引电机的操作中,废热在冬季温度下也要消散,即要以冷却为目标。还应当注意,在此提出的冷却系统不限于使用电介质冷却流体,并且还可例如用于以水和/或油作为冷却流体进行温度控制的情况。然后优选地在要进行温度控制的牵引电机的导电部件与(导电的或不充分电绝缘的)冷却流体之间设置绝缘件,例如套管。

11、还应当注意,为了在后面描述的部件和特性方面清楚起见,冷却系统的具有相同名称的部件或特性分别被指定为“第一”部件或特性,这在明确的上下文中并不总是被采用。

12、该冷却系统包括回路系统,该回路系统包括多个管线和/或管线区段,该多个管线或管线区段位于可借助于冷却系统进行温度控制的那些部件之间或之中。在回路系统内,第一冷却流体几乎完全或部分地被封装免受环境影响,并且因此在那里气体成分的损失最多以可忽略的量发生(例如,由于泄漏)。然而,气体(主要是来自环境的空气)经由泄漏处进入,或者由于组装或维护工作,回路系统中存在气体夹杂。

13、提供用于循环第一冷却流体的(第一)循环泵。循环泵产生压力梯度,从而导致回路系统中的(第一)循环方向。在一个实施方案中,循环泵可针对两个循环方向操作,但是第一循环方向是操作的主方向,至少在从所接合的牵引电机耗散废热时是如此。方向的逆转是可调节的,例如,通过逆转泵轮的旋转方向,但是优选地通过对应的换向阀。

14、在一个实施方案中,提供并设置平衡罐/膨胀箱以用于使回路系统与环境之间的压力平衡,在此重要地,在第一冷却流体中的气体夹杂能够由于(例如朝向环境开放的)压力梯度而被分离。

15、牵引电机被结合到冷却系统中用于温度控制,方式是牵引电机经由马达输入端接口被供应第一冷却流体,所输入的第一冷却流体经由马达输出端接口再次从牵引电机排出。马达输入端接口(优选地在两个绕组头中的至少一个绕组头的区域中,即例如由壳体包围的绕组头区)连接到牵引电机,并且马达输出端接口连接在(相对于牵引电机的转子轴的旋转轴线)与马达轴向相对的端部处(在两个绕组头中的一个、优选另一个绕组头的区域内)。应当注意,当(第一)循环方向逆转时,由马达输入端接口形成出口,并且由马达输出端接口形成入口。然而,优选地,经由牵引电机的流动方向保持不变;也就是说,马达输入端接口是用于第一冷却流体的入口,并且马达输出端接口是用于第一冷却流体的出口,其中这例如借助于适当的管线布线和/或至少一个可切换的方向控制阀来实现。

16、(第一)热交换器被构造成在两种流体之间,即第一冷却流体与另一种流体(例如水或环境空气)之间传递热量。例如,在空气冷却的一个实施方案中,包括风扇。

17、现在本文提出提供旁路管线。应当注意,指定为旁路管线并不一定需要提供第一和/或第二主管线。使用旁路管线,可以实现有利的温度分布或吸热分布,因为在第一循环方向上布置在第一绕组头区下游并且在牵引电机的定子叠片组下游的第二绕组头区借助于单独的冷却流体供应管线布置成更靠近热交换器。因此,第二绕组头区获得比没有旁路管线的情况下更冷的冷却流体,并且因此与之相比能够由冷却流体在第二绕组头区中吸收更高热量。应当注意,这与将第二绕组头段在冷却系统中在第一循环泵中连接在第一绕组头区段(和定子叠片组)下游的实施方案相比也适用于冷却系统中冷却流体的相同总体积或总质量的情况。因此,针对第一绕组头区的冷却能力方面的缺点是可补偿的,因为第一绕组头区经常被冷却得超过必要程度,以便将第二绕组头区或其中的冷却流体保持在允许的温度范围内。替代地,提供更大总体积或更大总质量的冷却流体。应当注意,牵引电机上的温度分布的更好均匀化也是可以实现的,使得其总体上可在较小的(并且因此最佳的)温度窗口内操作。

18、应当注意,在一个实施方案中,在热交换器与第二绕组头区之间插入另外的部件。在任何情况下,旁路管线与朝向第一绕组头区的供应管线分开地形成,并且被布置成直接朝向第二绕组头区传输,即不经由牵引电机的其他部件,尤其不经由第一绕组头区(或定子叠片组)。

19、在一个有利实施方案中,第一冷却流体是用于与要进行温度控制的牵引电机本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于机动车辆(3)的牵引电机(2)的冷却系统(1),所述冷却系统包括至少以下部件:

2.根据权利要求1所述的冷却系统(1),其中过滤器(26)设置在所述第一热交换器(12)的下游,并且经由所述旁路管线(18)的第三连接部(21),所述过滤器(26)与所述第二绕组头区(11),优选经由所述另一连接部(20),彼此直接流体地连接。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的冷却系统(1),所述冷却系统还包括至少以下部件:

4.根据前述权利要求中的一项所述的冷却系统(1),其中提供第二主管线(15),所述第一热交换器(12)和/或所述过滤器(26)借助于所述第二主管线流体地连接到所述第一绕组头区(10)。

5.根据权利要求3和权利要求4所述的冷却系统(1),其中所述第一主管线(14)优选在所述过滤器(26)下游从所述第二主管线(15)分支。

6.一种用于机动车辆(3)的动力传动系(29)的热管理模块(28),所述热管理模块包括至少以下部件:

7.根据权利要求6所述的热管理模块(28),其中所述水回路(35)连接到用于牵引电机(2)的所述冷却系统(1)的所述第一热交换器(12)以用于热传递,优选地作为所述冷却系统(1)到环境(39)的唯一流体结合的热传递,其中优选地在所述水回路(35)的所述第三循环方向(36)上,用于牵引电机(2)的脉冲逆变器(38)布置在所述第一热交换器(12)的上游。

8.根据权利要求7所述的热管理模块(28),其中所述水回路(35)还连接到所述油回路(31)的所述第二热交换器(34)以用于热传递,优选地作为所述冷却系统(1)到所述环境(39)的唯一的流体结合的热传递,其中优选地在所述水回路(35)的所述第三循环方向(36)上,所述第一热交换器(12)布置在所述第二热交换器(34)的上游。

9.一种用于机动车辆(3)的动力传动系(29),所述动力传动系包括至少以下部件:

10.一种机动车辆(3),所述机动车辆包括具有运输舱室(42)的底盘(41)和根据权利要求9所述的用于驱动所述机动车辆(3)的动力传动系(29)。

...

【技术特征摘要】

1.一种用于机动车辆(3)的牵引电机(2)的冷却系统(1),所述冷却系统包括至少以下部件:

2.根据权利要求1所述的冷却系统(1),其中过滤器(26)设置在所述第一热交换器(12)的下游,并且经由所述旁路管线(18)的第三连接部(21),所述过滤器(26)与所述第二绕组头区(11),优选经由所述另一连接部(20),彼此直接流体地连接。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的冷却系统(1),所述冷却系统还包括至少以下部件:

4.根据前述权利要求中的一项所述的冷却系统(1),其中提供第二主管线(15),所述第一热交换器(12)和/或所述过滤器(26)借助于所述第二主管线流体地连接到所述第一绕组头区(10)。

5.根据权利要求3和权利要求4所述的冷却系统(1),其中所述第一主管线(14)优选在所述过滤器(26)下游从所述第二主管线(15)分支。

6.一种用于机动车辆(3)的动力传动系(29)的热管理模块(28),所述热管理模块包括至少以下部件:

7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·奥克斯伦S·库布勒
申请(专利权)人:保时捷股份公司
类型:发明
国别省市:

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