用于电气化驱动系的冷却循环系统的制作方法

1.本发明涉及用于冷却机动车的电气化驱动系、尤其应用在机动车的驱动系中的p2混合动力模块的冷却循环系统。


背景技术：

2.混合动力模块理解为这样的组件，其包括机动车的混合动力驱动装置的多个部分，所述多个部分构造成模块，因此能灵活地安装到多种驱动系中。尤其这种混合动力模块还包括电动机，电动机在混合动力驱动系中(除内燃机外)用作扭矩源，即为机动车的驱动装置提供扭矩。例如，在同轴线的p2混合动力模块中，至少必须使用两个电动泵(e-pump)为以下组件提供冷却介质，尤其冷却油：电动机(e-motor)(尤其电动机的定子)；离合器k0(用于使内燃机与驱动系其余部分分离的分离离合器)/k1(双离合器的第一离合器)，其中，k0和k1尤其径向套接；离合器k2(双离合器的第二离合器)以及具有轴承和/或齿部的传动机构或变速箱，例如包括能轴向移动的两个锥形盘副和在锥形盘副之间运转的牵引件。各个部件被划分到两个冷却回路。
3.原理上，两个电动泵一起提供足够的冷却油体积流，以便分别在起动时充分地冷却离合器k1或离合器k2，但是每个电动泵单独无法为当前激活的离合器提供足够的冷却效率。


技术实现要素：

4.在此基础上，本发明的目的是至少部分地克服现有技术中已知的问题。
5.该目的通过独立权利要求1的特征实现。本发明的其他有利的设计方案在从属权利要求中给出。在从属权利要求中单独列出的特征在技术方案能彼此组合并且可限定本发明的其他设计方案。另外在权利要求中给出的特征在说明书中进行了详细描述和解释，其中示出了本发明的其他优选的设计方案。
6.本发明提出，两个电动泵借助被动的、即非电磁操作的止回阀如此关联，使得电动泵中的其中一个能够辅助其中另外的电动泵对冷却回路的当前激活的离合器(k1或k2)或待冷却的部件进行冷却，其中至少一个电动泵是可逆式的。最大的冷却体积用于离合器k1和离合器k2(在起动时)。此外，还优选有具有节流部的用于冷却轴承和电动机的定子的分支。离合器k0可与离合器k1串联布置，使得冷却油首先流过离合器k0，然后流至离合器k1，因此供给冷却油。替代地，只有可预设的部分、例如三分之一经由旁路分流至离合器k0，然后再次输送至k1，以降低离合器k0打开时的拖曳扭矩。
7.尤其应用在机动车中的用于电气化的驱动系的根据本发明的冷却循环系统包括至少两个冷却回路，冷却循环系统包括
[0008]-分配至两个冷却回路的待冷却的部件，
[0009]-两个电动泵，其中至少一个是可逆式的，和
[0010]-止回阀，止回阀布置成，使得每个电动泵可以与至少一个冷却回路连接，
[0011]
其特征在于，止回阀如此关联，使得其中至少一个电动泵可以辅助相应的另外的电动泵向冷却回路供给冷却剂。
[0012]
在此，术语电气化的驱动系理解为：该电气化的驱动系包括用于为机动车的驱动装置提供扭矩的至少一个电动机。特别地，电气化的驱动系包括混合动力驱动系和电气驱动系，该混合动力驱动系包括内燃机和用于提供扭矩的至少一个电动机，电气驱动系仅包括至少一个电动机以提供扭矩。特别地，电气化的驱动系也可以包括混合动力模块，该混合动力模块可以通过根据本发明的冷却循环系统冷却。
[0013]
混合动力模块理解为这样的组件，其包括用于机动车的混合动力驱动装置的元件、尤其用于为机动车的驱动装置提供扭矩的电动机。p2混合动力模块理解为：电动机安装在变速器单元中并且混合动力模块尤其包括至少一个离合器、尤其用于将内燃机与机动车的驱动系分离和连接的至少一个分离离合器。
[0014]
电气驱动系理解为这样的驱动系，其包括至少一个用于提供扭矩的电动机并且可选地包括以下部件中的至少一个：变速器，尤其用于操作驻车锁和/或分离元件的执行器，和/或用于操控至少一个电动机的电力电子设备。
[0015]
术语冷却回路理解为这样的管路和冷却元件，其能够被冷却剂流过并且能够从待冷却的部件中排走热量，该管路和冷却元件与冷却回路热连接。术语电动泵理解为这样的泵，其具有电动机作为驱动器。术语可逆的理解为：泵的输送方向能够反转，即泵可以在两个相反的输送方向上运行。
[0016]
止回阀理解为一种受压阀，其在一个方向上通过例如由弹簧施加的力而闭合并且在另一方向上通过流动的流体的压力释放。如果在止回阀的通过方向上有压力，该压力可克服该力释放经由止回阀的通流。在止回阀中可取消例如通过致动器的致动。此处使用的止回阀是被动的，即没有用于操作止回阀的致动器。
[0017]
根据本发明的冷却循环系统具有两个电动泵。每个泵被分配至一冷却回路并且通过提供冷却剂为冷却回路提供冷却功率。在非可逆式的电动泵中，这相应于仅具有一个输送方向的电动泵的运行。在可逆式的电动泵中，这相应于在两个可能的输送方向的其中一个上的运行。若可逆式的电动泵在与第一输送方向相反的第二输送方向上运行，则将冷却剂输送到另一冷却回路中，因此辅助另外的电动泵。由此，通过根据本发明的冷却循环系统，例如在分配至该冷却回路的离合器开始起动时，一个冷却回路中的更高的冷却循环可以通过另外的泵同时覆盖。
[0018]
优选地，两个电动泵构造成可逆式的。这实现了冷却循环系统的有效设计，因为在两个冷却回路中产生的冷却需求的峰值可以通过两个电动泵来覆盖，而一个冷却回路的基本需求可以通过单个泵来覆盖。尤其在k1和k2离合器被分配至不同的冷却回路时，此时冷却循环系统能够实现泵的高效且节能的设计。
[0019]
优选地，至少一个可逆式的电动泵与一冷却回路直接连接并且与另一冷却回路经由旁路管路连接。这使得冷却循环系统能够在设备方面以简单的方式设计。
[0020]
优选地，待冷却的部件选自以下部件：
[0021]-用于可逆地分离内燃机与驱动系的分离离合器；
[0022]-双离合器的第一离合器，
[0023]-双离合器的第二离合器，
[0024]-变速器；
[0025]-尤其电动机的至少一个轴承；
[0026]-用于为机动车的驱动装置提供扭矩的电动机；以及
[0027]-至少一个电力电子设备。
[0028]
优选选出其中至少两个部件。尤其至少选出分离离合器、第一离合器和第二离合器。优选地，第一分离离合器被分配至第一冷却回路并且第二离合器被分配至第二冷却回路。第一离合器和第二离合器在起动时具有最大的冷却需求，由此有利的是将其中的每个离合器分配至自身的冷却回路，以便可经由至少一个可逆式的电动泵覆盖冷却需求中的峰值。这是尤其有利的，因为只有第一离合器和第二离合器中的其中一个可以具有冷却需求的峰值，这是因为只有两个离合器中的其中一个在特定时间点用于起动。优选地，分离离合器也被分配至第一冷却回路。优选地，分离离合器和第一离合器串联地布置在第一冷却回路中，使得冷却剂首先流过分离离合器，然后流过第一离合器。这使得能够有效地冷却分离离合器和第一离合器。
[0029]
优选地构造有节流部，通过节流部可以为部件预设冷却剂的体积流。如果将多个部件分配至一个冷却回路，则通过构造节流部可以有利地预设冷却剂在冷却回路中的分布。例如，轴承的冷却需求很小，而尤其在离合器闭合时、例如在机动车起动时离合器具有高的冷却需求。通过在轴承之前形成在流动技术方面的节流部，可以为轴承限定冷却剂的体积流。优选地，在部件的并联布置中使用节流部，使得仅对这些部件节流体积流。
[0030]
优选地，能够为机动车的驱动装置产生扭矩的电动机被分配至两个冷却回路。因此可以在电动机处于高负载范围中运行时通过两个冷却回路满足高的冷却需求。这简化了冷却循环系统的设计，其中电动泵如此设计，使得能高效地提供待冷却的部件的最大冷却功率和待冷却的部件的基本冷却功率。
[0031]
作为预防措施需要注意的是，此处使用的序数(“第一”、“第二”、......)主要(仅)用于区分多个同类的对象、变量或过程，即尤其没有强制性地预设这些对象、变量或过程彼此的相关性和/或顺序。若需要相关性和/或顺序，则会在此明确说明或对于本领域技术人员在研究具体描述的实施方式时是显而易见的。
附图说明
[0032]
下面根据附图详细地解释本发明以及技术领域。需要指出的是，本发明不应被示出的实施例限制。尤其如果没有明确相反指示的情况下也可提炼附图描述的事实的部分方面并且与本说明书和/或附图中的其他组成部分和认识组合。尤其需要指出的是，附图以及尤其示出的尺寸比例仅是示意性的。相同的附图标记表示相同的对象，使得必要时可使用其他附图中的解释作为补充。其中示出：
[0033]
图1示出了冷却循环系统的第一实施例的示意图；
[0034]
图2示出了冷却循环系统的第二实施例的示意图；
[0035]
图3示出了冷却循环系统的第二实施例的细节图；以及
[0036]
图4示出了具有待冷却的部件的混合动力模块的示意图。
具体实施方式
[0037]
图1示出了冷却循环系统1的第一实施例的示意图，冷却循环系统用于未示出的作为机动车的电气化驱动系的实施例的p2混合动力模块。冷却循环系统1包括第一电动泵2，第一电动泵具有用于驱动泵2的第一电动机3。第一电动泵2经由第一输入管路4与用于冷却剂、尤其用于润滑剂、尤其用于油的储藏器5连接。第一电动泵2是非可逆式的，即第一电动泵仅能够在输送方向9上运行，从而冷却剂从储藏器5输送至第一冷却回路6。
[0038]
此外，冷却循环系统1也包括第二电动泵7，第二电动泵具有用于驱动泵7的第二电动机8。第二电动泵7是可逆式的，即第二电动泵能在第一输送方向12和第二输送方向13上运行，第二输送方向与第一输送方向12相反。第二电动泵7经由第二输入管路10与储藏器5连接。经由第二电动泵7可以向第二冷却回路11供给冷却剂。
[0039]
第二输入管路10与第一管路线路14和第二管路线路15连接。在此，储藏器5经由第一管路线路14和第二输入管路10与第二冷却回路11连接，而储藏器5经由第二管路线路15和第二输入管路10与第一冷却回路6连接。
[0040]
在第一管路线路14中构造有第一止回阀16和第二止回阀17，第一止回阀和第二止回阀分别使得冷却剂能从储藏器5流至第二冷却回路11，但是不能以相反方向流动。在此，第二电动泵7在第一止回阀16和第二止回阀17之间与第一管路线路14连接。
[0041]
在第二管路线路15中构造有第三止回阀18和第四止回阀19，第三止回阀和第四止回阀分别使得冷却剂能从储藏器5向第一冷却回路6的方向流动，但是不能以相反方向流动。在此，第二电动泵7在第三止回阀18和第四止回阀19之间与第二管路线路15连接。同时，第三止回阀18使得不能够由第一电动泵2从储藏器5向第二电动泵7的方向流动。
[0042]
若第二电动泵7在第一输送方向12上运行，则冷却剂从储藏器5经由第二输入管路10、第二管路线路15、第四止回阀19、第一管路线路14中的第一止回阀16输送至第二冷却回路11。第三止回阀18同时防止冷却剂从第二输入管路10流至第一冷却回路6。第二止回阀17防止冷却剂向储藏器5的方向回流。
[0043]
若第二电动泵7在第二输送方向13上运行，则冷却剂从储藏器5经由第二输入管路10输送到第一管路线路14中并且通过第二止回阀17输送到第二管路线路15中并且在此处通过第三止回阀18经过第一旁通管路20输送至第一冷却回路6。若第一电动泵2同时运行，则第二电动泵7辅助第一电动泵2将冷却剂输送至第一冷却回路6。同时，第一止回阀16中断向第二冷却回路11的方向的流动并且第四止回阀19中断进入储藏器5的回流。
[0044]
图2示出了冷却循环系统1的第二实施例的示意图。为了避免重复，在此仅阐述与第一实施例的区别，在其他情况下参考对第一实施例的上述实施方式。与第一实施例不同，在第二实施例中第一电动泵2也构造成可逆式的，使得在此不仅能在第一输送方向12上输送也能在第二输送方向13上输送，第二输送方向与第一输送方向12反向地定向。
[0045]
第一输入管路4也分支成第三管路线路21和第四管路线路22。在第三管路线路14中构造有第五止回阀23和第六止回阀24，第五止回阀和第六止回阀分别使得冷却剂能从储藏器5经由第二旁通管路25流至第二冷却回路11，但是不能向相反的方向流动。在此，第一电动泵2在第五止回阀23和第六止回阀24之间与第三管路线路21连接。
[0046]
在第四管路线路22中构造有第七止回阀26和第八止回阀27，第七止回阀和第八止回阀分别使得冷却剂能从储藏器5流至第一冷却回路6，但是不能向相反的方向流动。在此，
第一电动泵2在第七止回阀26和第八止回阀27之间与第四管路线路22连接。
[0047]
若第一电动泵2在第一输送方向12上运行，则冷却剂从储藏器5经由第一输入管路4、第四管路线路22、第八止回阀27、第三管路线路21中的第五止回阀23通过第二旁路管路25输送至第二冷却回路11。第六止回阀24防止冷却剂向储藏器5的方向回流。
[0048]
若第一电动泵2在第二输送方向13上运行，则冷却剂从储藏器5经由第一输入管路4输送到第三管路线路21中并且通过第六止回阀24输送到第四管路线路22中并且在此处通过第七止回阀26输送至第一冷却回路6。
[0049]
因此，通过使第一电动泵2在第一输送方向12上运行可以使得冷却剂从储藏器5输送至第二冷却回路11，因此在第一冷却回路11的冷却中辅助第二电动泵7。同时，通过第一电动泵2的运行可以向第一冷却回路6提供冷却功率，并且允许通过第二电动泵7在第二输送方向13上的运行实现辅助。
[0050]
在第一实施例中，通过为第一电动泵2选择第一电动机3的转速并且为第二电动泵7选择第二电动机3的转速和用于第二电动泵7的输送方向12、13实现对第一冷却回路5和/或第二冷却回路11的冷却功率的控制。对于第二实施例，通过为第一电动泵2选择第一电动机3的转速和输送方向12、13并且为第二电动泵7选择第二电动机3的转速和输送方向12、13实现对第一冷却回路5和/或第二冷却回路11的冷却功率的控制。在两种实施例中，止回阀16、17、18、19、23、24、26、27允许通过被动阀控制，而无需从外部致动相应的阀。
[0051]
因此，图1和图2示出了一般用于通过第二电动泵7辅助第一电动泵2的原理性接线方案，其中利用电动泵2、7的换向来控制冷却油(冷却剂)应在哪些路径运行。
[0052]
图1示出了具有仅一个可逆式泵的变型方案，图2示出了具有两个结构相同的可逆式泵的变型方案。用附图标记6(也为“cool 1”)和11(也为“cool 2”)表示冷却回路，冷却回路包括多个待冷却的部件或多个待冷却的部件被分配至冷却回路。“cool 1”例如可以包括k0和k1、即分离离合器k0和双离合器变速器的第一离合器k1，“cool 2”可以包括k2(双离合器变速器的第二离合器k2)和变速器冷却装置以及机动车的混合动力驱动装置的电气驱动机(电动机)的定子。对冷却回路“cool1”(附图标记6)和“cool 2”(附图标记11)的分配可以根据需要进行调节。
[0053]
在图3中示出了图2的变型方案，其中，冷却循环系统6、11分解到待冷却的部件中，包括用于轴承和电机的经由节流部的分支。电机由两个冷却回路供给冷却剂。具体地，图3示出了冷却循环系统1，该冷却循环系统相应于根据图2的第二实施例。为了避免重复，在此仅阐释与图2的区别，其他方面参见图2的上述实施方式。除了至少一个另外的待冷却的部件28，第一冷却回路6尤其也包括电动机29(e-motor)，该电动机用作机动车的混合动力驱动系中的扭矩源。第二冷却回路11除了至少一个另外的待冷却的部件30还包括电动机29和轴承31，轴承同样在第二冷却回路11中被供给冷却剂。电动机29即为两个冷却回路6、11的一部分。在此，待冷却的部件28、30优选包括对应第一冷却回路6的k0离合器和k1离合器和对应第二冷却回路11的k2离合器。还构造有节流部32，经由节流部可以预设至各个部件的流动比例、尤其冷却剂的体积流。
[0054]
图4示意性地示出了具有分离离合器(k0)34、电动机29、双离合器36的第一离合器(k1)35的p2混合动力模块33，双离合器也具有第二离合器(k2)37。p2混合动力模块33的元件如上所述被分配至第一冷却回路6和/或第二冷却回路11。
[0055]
冷却循环系统1用于p2混合动力模块33，冷却循环系统1具有至少两个冷却回路6、11并且在没有待操作的致动器，冷却循环系统1包括两个电动泵2、7和止回阀16、17、18、19、23、24、26、27，其中至少一个电动泵是可逆式的，并且止回阀仅是被动式的、即非电磁操作的。本发明的特征在于，止回阀16、17、18、19、23、24、26、27如此互联，使得泵2、7中的其中一个泵可以通过输入冷却剂来辅助其中另外的泵向冷却回路6、11进行供给。
[0056]
附图标记列表
[0057]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
冷却循环系统
[0058]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
电气驱动的第一泵
[0059]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一电动机
[0060]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一输入管路
[0061]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
储藏器
[0062]6ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一冷却回路
[0063]7ꢀꢀꢀꢀꢀ
电气驱动的第二泵
[0064]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二电动机
[0065]9ꢀꢀꢀꢀꢀ
输送方向
[0066]
10
ꢀꢀꢀꢀ
第二输入管路
[0067]
11
ꢀꢀꢀꢀ
第二冷却回路
[0068]
12
ꢀꢀꢀꢀ
第一输送方向
[0069]
13
ꢀꢀꢀꢀ
第二输送方向
[0070]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一管路线路
[0071]
15
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二管路线路
[0072]
16
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一止回阀
[0073]
17
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二止回阀
[0074]
18
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第三止回阀
[0075]
19
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第四止回阀
[0076]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一旁通管路
[0077]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第三管路线路
[0078]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第四管路线路
[0079]
23
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第五止回阀
[0080]
24
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第六止回阀
[0081]
25
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二旁通管路
[0082]
26
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第七止回阀
[0083]
27
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第八止回阀
[0084]
28
ꢀꢀꢀꢀꢀ
待冷却的部件
[0085]
29
ꢀꢀꢀꢀꢀ
电动机
[0086]
30
ꢀꢀꢀꢀꢀ
待冷却的部件
[0087]
31
ꢀꢀꢀꢀꢀ
轴承
[0088]
32
ꢀꢀꢀꢀꢀ
节流部
[0089]
33
ꢀꢀꢀꢀꢀ
p2混合动力模块
[0090]
34
ꢀꢀꢀꢀꢀ
分离离合器(k0)
[0091]
35
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一离合器(k1)
[0092]
36
ꢀꢀꢀꢀꢀ
双离合器
[0093]
37
ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二离合器(k2)