电动机通过热管的冷却的制作方法
【专利摘要】在此披露了用于对带有混合动力装置的车辆的电动机(12)进行冷却的系统(10)，该混合动力装置包括一个电力机动系统(12)和一个内燃机动系统(11)，该内燃机动系统(11)包括至少一个流体循环回路，其特征在于，该系统包括一个热量储箱(14)，并且在于所述热量储箱是被连接到该流体循环回路上并且通过多个热管(20)连接到该电力驱动系统上。
【专利说明】电动机通过热管的冷却
[0001]发明【技术领域】
[0002]本发明涉及一种用于对配备有混合驱动系的机动车辆的发动机进行冷却的系统，该混合驱动系包括一个电动机和一个内燃发动机。
[0003]本发明涉及一种配备有混合驱动系的机动车辆和一种冷却系统，该混合驱动系包括一个电动机和一个内燃发动机。
现有技术
[0004]带有配备电力驱动系统和内燃驱动系统的混合驱动系的机动车辆配备有多个冷却系统，这些冷却系统是特定用于每个驱动系的，因为不同的驱动系并非经常同时起作用。该电力驱动系统通常是在该车辆的起动阶段以及该车辆在几公里内行驶的阶段起作用的。该内燃发动机通常是在这个起动阶段以及行驶几公里的阶段之后被点火，与该电动机相交替。然而，当行驶时，这两个驱动系可以同时起作用，例如在要求高水平功率的阶段中。
[0005]如DE102009054873或W02006010487的这些专利申请传授了一种用于带有混合驱动系的车辆的冷却系统的实施方式，该混合驱动系包括一个内燃发动机和一个电动机，该系统包括两个冷却回路，其中一个被指定给该电动机。
[0006]由该电力驱动系统排放的热量通常被从该车辆排走的。
[0007]因此，一个缺陷在于安装一个冷却回路，该冷却回路是被指定给该电力驱动系统。
[0008]另一个缺陷在于大量的热量作为纯损耗消散而不能够在别处利用。
[0009]本发明的一个目的是要弥补这些缺陷。
[0010]发明的简要概述
[0011]本发明的主题是一种用于对带有混合驱动系的机动车辆的电力驱动系统进行冷却的系统，该混合驱动系包括一个电力驱动系统和一个内燃驱动系统，该内燃驱动系统
[11]包括一个流体循环回路，
[0012]其特征在于，该系统包括一个热量储箱，该热量储箱是被连接到该流体循环回路上并且通过多个热管连接到该电力驱动系统上。
[0013]根据本发明的多个具体特征:
[0014]-该流体回路包括一个冷却剂回路部分，该冷却剂回路部分是在该储箱的方向上并且是被连接到该热力发动机的一个冷却剂回路上，
[0015]-该系统包括安装在该冷却剂回路部分中的一个流体循环装置，
[0016]-该流体回路包括一个润滑油回路部分，该润滑油回路部分是在该储箱的方向上并且是被连接到该热力发动机的一个润滑油回路上，
[0017]-该系统包括安装在该冷却回路部分和该润滑油回路部分中的一个油循环装置，
[0018]-安装在该冷却剂回路部分中的循环装置包括一个电动泵，并且安装在该润滑油回路部分中的循环装置包括一个电动泵，
[0019]-安装在该冷却剂回路部分中的循环装置以及安装在该润滑油回路部分中的循环装置是由一个电子控制单元根据该电力驱动系统的和该内燃驱动系统的运行条件以及该储箱的温度的变化来控制的，
[0020]-该热量储箱包括一个冷却剂交换回路，该冷却剂交换回路是被连接到该冷却剂回路部分上，
[0021]-该储箱包括一个油交换回路，该油交换回路是被连接到该内燃发动机的油润滑回路上，
[0022]-该定子包括多个纵向孔口，这些孔口的轴线平行于该定子的轴线并且这些孔口被设计成用于接纳这些热管的一个末端部分，
[0023]-该定子是由一个包括多个孔口的元件围绕的，这些孔口是被设计成用于接纳这些热管的一个末端部分，
[0024]-该控制块包括多个孔口，这些孔口是被设计成用于接纳这些热管的一个末端部分，
[0025]-该热量储箱包括多个孔口，这些孔口是被设计成用于接纳这些热管的一个末端部分，
[0026]-该储箱和该液体回路以及油回路各自包括与一个电子控制单元协作的至少一个温度传感器。
[0027]在以下说明中将通过参照出于清楚地理解本发明以及如何可以实施本发明的目的、以非限制性实例的方式给出的附图来说明本发明的进一步的特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是配备有一个电动机和一个内燃发动机的一台机动车辆的示意性截面俯视图。
[0029]图2是该电动机的示意性截面视图。
[0030]附图的i羊细i兑明
[0031 ] 这些附图中相同的元件是由相同的参考数字标示的。
[0032]图1中，带有一个混合驱动系的一台车辆(未示出)配备有安装在该车辆的后部的一个电力驱动系统12以及朝向该车辆的前部安装的一个内燃发动机驱动系统或热力驱动系统11。本发明并不取决于该内燃发动机驱动系统和该电力驱动系统的定位，这种定位单独用于说明一个示例性实施例。
[0033]内燃发动机驱动系统11包括一个流体回路以维持该热力驱动系统的部件的正确运行。该流体回路包括一个油回路16a和一个冷却剂回路15a。该油回路被设计成用于润滑和冷却该热力发动机的这些部件,例如一个燃烧室中的活塞或者安装在该发动机的一个汽缸曲柄箱中的一个曲柄室中的一个曲轴。冷却剂回路15a被设计成用于冷却该热力发动机结构的多个元件，例如该汽缸曲柄箱或者覆盖该汽缸曲柄箱的一个汽缸盖(未示出)。油回路16a在一个油/冷却剂交换器(未示出)的区域中与冷却剂回路15a交换热量。冷却剂回路15a在一个散热器19的区域中与外部环境交换热量。
[0034]该电力驱动系统包括一个电动机12、该电动机的一个控制块13以及一个电池(未示出)。电动机12包括固定到该车辆的一个车身元件(未示出)上的一个定子21 (所述定子包括围绕一条轴线呈圆柱形的一个腔室)、在该圆柱形腔室中可旋转移动的一个转子22以及该电动机的一个控制块13。[0035]冷却剂回路15a包括一个额外的旁通支路15b以用于循环从该车辆的前部处的内燃发动机朝向该车辆的后部处的电力驱动系统的液体。这个额外支路或该冷却剂回路部分15b于是在一个更下游的一个点处联接该冷却剂回路15a。一个循环装置17是被安装在回路部分15b中，所述装置是由一个电子控制单元25控制的。冷却剂能够在该车辆的前部围绕该内燃发动机循环并且还能够朝向该电力驱动系统循环。该循环装置可以例如包括一个阀门，该阀门与用于打开/关闭该阀门的致动装置相关联。
[0036]润滑油回路16a包括一个额外的旁通支路以用于循环从该车辆的前部处的内燃发动机朝向该车辆的后部处的电力驱动系统的油。这个额外支路或润滑油回路部分16b于是在该油回路的更下游的一个点处联接该油回路。一个循环装置18是被安装在所述油回路部分中，所述装置也是由该电子控制单元25控制。油能够在该内燃发动机的润滑回路中循环并且还能够朝向该电力驱动系统循环。该循环装置可以例如包括一个阀门，该阀门与用于打开/关闭该阀门的致动装置相关联。
[0037]一个热量储箱14是被安装在该车辆的一个车身元件上、安装到该车辆的后部并且优选是被附接到电动机12上。这个热量储箱可以例如是一个容器，该容器包含一种液体或一种具有储存热量的热特性的材料。该热量储箱的容积可以是数升，例如五至二十升。
[0038]该储箱的内部包括连接到冷却剂回路部分15b上的一个第一热量交换回路23以及连接到该油回路部分16b上的一个第二热量交换回路24，这两个交换回路是被浸没在该液体或热量储存材料中。在该储箱中形成了多个孔口，所述孔口被设计成用于接纳具有圆柱形管状形状的多个热管20的一个末端部分从而使得这个末端部分与该液体或该热量储存材料相接触。
[0039]根据一个实施例，在该定子中形成了多个孔口，所述孔口是被设计成用于接纳这些热管的一个末端部分。一种接触膏剂被分布在这些孔口的壁上，如图2中示出的，所述接触膏剂是被设计成用于确保紧密的热接触。
[0040]这些热管20的一个末端是被引入热量储箱14的这些孔口中并且这些热管的另一个末端是被引入定子21的这些孔口中。该储箱14优选是被放置在该电动机和该定子21的附近地区中从而使得该热管的未由该储箱14和该定子21覆盖的一个区段被最大程度地减少或者可能涂覆有例如一种纤维涂层的隔热材料。
[0041]还可以将多个热管20引入形成在该电动机的控制块13中的多个孔口中。
[0042]温度传感器(未示出)被安装在以下各项中:
[0043]-热量储箱14，
[0044]-冷却剂回路15a，
[0045]-润滑油回路16a，
[0046]并且与电子控制单元25协作。
[0047]在起动阶段以及短程行驶阶段中，总体上是电力驱动系统12起作用。该电力驱动系统的运行伴随有相对大的热量排放。这些热量是从由定子21和控制块13代表的“热”点朝向“冷”点转移的，该“冷”点为储箱14。
[0048]热力发动机11在开始的几千米中被起动但不起作用。该热力发动机的这些部件、并且特别是该润滑油仍然是“冷”的。电子控制单元25被安排成控制循环装置18的运行并且允许油通过油回路部分16b循环而朝向该热量储箱的一种循环。[0049]该油然后进入热量储箱14，在该热量储箱中该油吸收油交换回路24中的热量并且该油从热量储箱中排出以便朝向该内燃发动机返回。这些交换的热量使之有可能更迅速地升高该润滑油的温度，这允许该发动机的这些部件的温度上升。该油还变得较不黏稠，这减少了这些摩擦零件之间的摩擦并且因此减少了能量的消耗。
[0050]当该油的温度达到一个运行温度阈值时，该油回路18的循环装置可以被再次停止，从而防止油在油回路部分16b中的循环。
[0051]如果该储箱中的温度低于一个阈值温度的话，则这两个循环装置17、18被停止并且没有流体可以朝向冷却剂回路部分15b和油回路部分16b循环。作为结果，该热力发动机与该电动机之间不进行热量交换。
[0052]如果该储箱14中的温度高于一个阈值的话，则该控制单元控制该冷却剂回路部分15b的循环装置17运行。该冷却剂于是能够朝向该储箱14循环到该车辆的后部。该冷却剂穿过冷却剂回路部分15b、进入储箱14、在冷却交换回路23中循环，在该交换回路中该冷却剂吸收热量并且从该储箱排出以便优选是在热量交换散热器19的上游处返回至该内燃发动机。
[0053]该系统因此允许通过该热力发动机11的冷却回路15a来冷却电力驱动系统12并且使用该电力驱动系统起作用时排放的热量，以便减少能量消耗。
[0054]本发明不限于以上列出的这些实施例。本领域技术人员可以提出例如通过安装泵来代替阀门以改善流体在这些回路部分中的循环、或者通过用一个包括用于接纳这些热管的末端部分的多个孔口的元件围绕这些热点(定子、控制块)的另外的实施例。
[0055]如果这些循环装置包括多个优选是电动的循环泵的话，储箱14的并且因此该电力驱动系统的冷却就可以由冷却回路15a并且还可以由该热力发动机的油润滑回路16a来实施(甚至当该热力发动机停止时也是如此)，这允许了额外的能量节约。
[0056]这些热管的形状还可以被改变以改善与该电动机和该热量储箱的交换表面。
【权利要求】
1.一种用于对带有混合驱动系的机动车辆的电力驱动系统进行冷却的系统(10)，该混合驱动系包括一个电力驱动系统(12,13)和一个热力驱动系统(11)，该热力驱动系统(11)包括至少一个流体循环回路， 其特征在于，该冷却系统包括一个热量储箱(14)并且所述热量储箱是被连接到该流体循环回路上并且通过多个热管(20)连接到该电力驱动系统上。
2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，该流体循环回路包括一个冷却剂回路部分(15b)，该冷却剂回路部分是被连接到该热力驱动系统的一个冷却回路(15a)上。
3.根据权利要求2所述的冷却系统，其特征在于，该冷却系统包括一个流体循环装置(17)，该流体循环装置是被安装在该冷却剂回路部分(15b)中。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的冷却系统，其特征在于，该流体循环回路包括一个润滑油回路部分(16b)，该润滑油回路部分是被连接到该热力驱动系统的一个润滑油回路(16a)上。
5.根据权利要求4所述的冷却系统，其特征在于，该冷却系统包括一个油循环装置(18)，该流体循环装置是被安装在该冷却回路部分和该润滑油回路部分(16b)中。
6.根据权利要求3和5所述的冷却系统，其特征在于，安装在该冷却剂回路部分(15b)中的循环装置(17)以及安装在该润滑油回路部分(16b)中的循环装置(18)是由一个电子控制单元(25)根据该电力驱动系统(12，13)的和该热力驱动系统(11)的运行条件或者该储箱(14)的温度的变化来控制的。
7.根据权利要求6所述的冷却系统，其特征在于，安装在该冷却剂回路部分(15b)中的循环装置(17)包括一个电动泵，并且安装在该润滑油回路部分(16b)中的循环装置(18)包括一个电动泵。
8.根据权利要求2至7中任意一项所述的冷却系统，其特征在于，该热量储箱(14)包括一个冷却剂交换回路(23)，该冷却剂交换回路是被连接到该冷却剂回路部分(15b)上。
9.根据权利要求4至8中任意一项所述的冷却系统，其特征在于，该热量储箱(14)包括一个油交换回路(24)，该油交换回路是被连接到该润滑油回路部分(16b)上。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的冷却系统，其特征在于，该电力驱动系统包括一个定子(21)，该定子包括多个孔口，这些孔口被设计成用于接纳这些热管(20)的一个末端部分。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的冷却系统，其特征在于，该电力驱动系统包括一个控制块(13)，该控制块包括多个孔口，这些孔口被设计成用于接纳这些热管(20)的一个末端部分。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的冷却系统，其特征在于，该热量储箱(14)包括多个孔口，这些孔口被设计成用于接纳这些热管的一个末端部分。
13.根据权利要求1至12中任意一项所述的冷却系统，其特征在于，该热量储箱(14)和该液体回路(15a)和油回路(16a)各自包括与该电子控制单元(25)协作的一个温度传感器。
【文档编号】F01P3/20GK103917758SQ201280053534
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年7月2日 优先权日:2011年9月13日
【发明者】S·鲁比, J-P·勒拉加代克 申请人:雷诺股份公司