用于运行机动车的驱动装置的方法以及相应的驱动装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于运行机动车的驱动装置(1)的方法，其中，该驱动装置(1)至少具有借助于功率电子设备(2)控制的电机(3)以及用于冷却功率电子设备(2)的冷却循环回路(5)。在此规定，为了更好地冷却功率电子设备(2)而不时地有针对性地降低冷却循环回路(5)的冷却介质的温度。本发明还涉及一种用于机动车的驱动装置(1)。
【专利说明】
用于运行机动车的驱动装置的方法以及相应的驱动装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于运行机动车的驱动装置的方法，其中，该驱动装置至少具有借助于功率电子设备/电力电子设备控制的电机以及用于冷却功率电子设备的冷却循环回路。本发明还涉及一种用于机动车的驱动装置。
【背景技术】
[0002]所述驱动装置优选用于驱动机动车、即提供针对机动车的驱动装置的扭矩。因此驱动装置可以是机动车的组成部分。驱动装置至少具有驱动单元，但是优选具有多个驱动单元。该驱动单元或者多个驱动单元中的至少一驱动单元以电机的形式存在。而另一驱动单元可以不同于电机并且例如作为内燃发动机存在。在这种情况下驱动装置设计为混合驱动装置。
[0003]如果设有多个驱动单元，则它们优选可以至少不时用于共同提供扭矩。如果仅仅设有设计为电机的驱动单元，则电机至少不时用于提供扭矩。借助于功率电子设备控制电机。例如功率电子设备设计为逆变器，或者至少包括这种逆变器。该逆变器用于将直流电转换成交流电，通常为了电机运行而需要交流电。一般来说，功率电子设备也就是用于电能转换。为此，设有至少一电子元器件。
[0004]该元器件例如可以是晶体管，优选是功率晶体管或者双极晶体管，尤其是具有绝缘栅极电极的双极晶体管(IGBT)。但是该元器件也可以设计为MOSFET，二极管，DIAC，TRIAC，晶闸管或类似元器件。功率电子设备一般具有多个至少一上述元器件，例如多个晶体管或者MOSFET。功率电子设备与电机、优选与电机的至少一线圈电连接。在此，线圈可以附属于电机的定子或转子。
[0005]因为在功率电子设备中由于电能转换而产生热量，因此必需冷却功率电子设备。为此设有冷却循环回路。在冷却循环回路中存在冷却介质，该冷却介质例如通流过附属于功率电子设备的传热器或者热交换器。在功率电子设备中产生的热量借助于传热器输入冷却介质并且由冷却介质从功率电子设备中排出。与事实上的实施例无关地，在下面总是谈至IJ，即使当事实上冷却介质不是通流过功率电子设备、而是传热器时，仍将冷却介质输入功率电子设备。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是，提出一种用于运行机动车的驱动装置的方法，该方法能够实现机动车的特别有效的运行。
[0007]这个目的按照本发明通过具有权利要求1特征的方法实现。在此规定，为了更好地冷却功率电子设备而不时地有针对性地降低冷却循环回路的冷却介质的温度。因此，被输入功率电子设备或者功率电子设备的传热器的冷却介质不应该具有总是同一温度或者基本上同一温度，而是不时处于更低的温度并且以这个温度被输入功率电子设备或者传热器。
[0008]因此，例如被输入功率电子设备的冷却介质在第一运行方式中以第一温度输入，而在第二运行方式中以第二温度输入，其中，第二温度低于第一温度。相应地规定，只不时有针对性地降低冷却介质的温度。为了降低温度，从第一运行方式变换到第二运行方式。接着再从第二运行方式切换到第一运行方式，由此相应地使温度重新对应于第一温度。
[0009]也可以规定，所述冷却介质在第一运行方式中具有第一温度，该第一温度位于第一温度范围中，而在第二运行方式中存在第二温度，该第二温度位于第二温度范围中。在此，第二温度范围至少局部地、尤其完全地位于第一温度范围以下。也可以出现在温度范围之间的叠加，但是优选不是这种情况。在此所述温度范围可以直接相邻。但是所述温度范围优选相互间隔。例如，所述温度范围具有相同范围，例如至少5K，1K，15K，20K或25K。
[0010]当要借助于电机产生大的扭矩并且相应地在功率电子设备中产生大的热量的时候，例如执行所述的用于降低冷却介质温度的方法。例如，当借助于电机或者驱动装置要进行机动车加速的时候，有针对性地降低冷却介质的温度。所述冷却介质的温度尤其同时随着加速的开始而降低。但是也可以备选地规定，已经在开始加速之前、尤其以确定的时间间隔在开始加速之前进行温度降低。
[0011]本发明的另一设计方案规定，为了降低温度，在功率电子设备的上游将冷却剂输入冷却循环回路，该冷却剂至少在这个位置上具有比所述冷却介质低的温度。例如，在入口位置上实现输入冷却剂。直接在这个入口位置的上游，所述冷却介质可以具有第一温度，而冷却剂的温度更低。优选这样选择冷却剂的温度，使冷却剂的温度降低到第二温度。为此，冷却剂温度直接在入口位置的上游比第二温度低。
[0012]例如只在第二运行方式中输入冷却剂。而在第一运行方式中只将冷却介质输入功率电子设备。所述冷却剂例如可以在另一冷却循环回路中出现，优选在机动车的空调设备冷却循环回路中。也可以规定，所述冷却介质和冷却剂被共同输入功率电子设备或传热器。因此冷却介质与冷却剂相互混合。至少不时地也可以规定，将所述冷却剂输入冷却循环回路并且以冷却介质的形式输入功率电子设备或传热器。在这种情况下仅仅冷却剂用作冷却介质。
[0013]当然可以备选地规定，仅仅当冷却剂通过传热器导引的时候，传热器同时被冷却循环回路的冷却介质通流，才将冷却剂输入冷却循环回路。在这种情况下也可以相应地借助于冷却剂降低冷却介质的温度，尤其直到第二温度。在这种情况下所述冷却介质和冷却剂相互独立地持久地以流体技术出现。
[0014]本发明的优选设计方案规定，借助于混合阀将所述冷却剂输入冷却循环回路。通过混合阀可以建立该冷却循环回路与另一冷却循环回路之间的流体连接。这个流体连接优选仅仅在第二运行方式中出现，而这种流体连接在第一运行方式中中断。例如所述混合阀作为不连续可控的混合阀出现，该混合阀可以不连续地在仅仅两个通流横截面之间转换，即在完全堵住的通流横截面与完全开通的通流横截面之间转换。
[0015]当然所述混合阀可以备选地设计为连续阀，借助于该连续阀在两个上述的通流横截面之间可以调节至少一另外的通流横截面、优选多个另外的通流横截面。相应地借助于这种连续阀可以调节被输入冷却循环回路的冷却剂的体积流。在这种情况下，所述混合阀优选根据冷却介质在混合阀下游和/或在功率电子设备上游的温度和/或根据功率电子设备的温度被调节。
[0016]本发明的另一设计方案规定，温度的降低超过确定的时间段地逐步地或者持续地进行。因此没有突然地降低冷却介质温度，用于避免功率电子设备突然的温度跃变。而是要超过确定的时间段降低温度，其中，确定的时间段具有大于零的长度。在时间段以内可以逐步地、即以不连续的步骤或者基本上持续地降低温度。
[0017]在本发明的有利设计方案中规定，所述冷却剂从另一冷却循环回路输入并且在功率电子设备的下游从冷却循环回路排出到所述另一冷却循环回路。如同上面已经解释过的，将冷却剂输入冷却循环回路，用于降低冷却介质温度。在功率电子设备或者传热器的上游执行输入。这例如意味着，冷却剂与冷却介质一起或者以冷却介质的形式通流过功率电子设备或者传热器。
[0018]在功率电子设备或者传热器的下游再从冷却循环回路取出冷却剂并且排出到另一冷却循环回路。如上所述，另一冷却循环回路可以设计为机动车的空调设备冷却循环回路。这个空调设备冷却循环回路用于给机动车内室调节温度，但是在这种情况下附加地用于更好地冷却功率电子设备。
[0019]在本发明的有利设计方案中规定，使用相同的流体作为冷却介质并且作为冷却流体。所述流体优选是制冷剂。备选地当然也可以使用冷却剂。
[0020]本发明的改进方案规定，所述冷却流体在输入前借助于制冷机冷却。优选这样实现冷却流体的冷却，使冷却流体接着具有低于第二温度的温度。在此优选这样选择温度，在冷却介质通流过功率电子设备或者传热器之前，借助于冷却剂或者通过将冷却剂输入冷却循环回路而使得冷却介质处于第二温度。所述制冷机例如是机动车空调设备、尤其是内室空调设备的组成部分。所述制冷机优选是压缩制冷机并且相应地具有空调压缩机。
[0021]在本发明的优选设计方案中规定，当电机的功率提高、尤其超过限值的时候，执行降低温度。电机的功率越大，在功率电子设备中出现的且借助于冷却循环回路要排出的热量越大。相应地在电机的功率提高时冷却介质的温度降低，优选当功率超过限值的时候。如上所述，这在机动车借助于驱动装置加速时是这种情况。当然可以规定，已经在功率提高之前降低温度，尤其在功率提高之前的确定时间段内。此外可以规定，根据电机的瞬时功率确定冷却介质降低的温度。
[0022]最后在本发明的另一设计方案中可以规定，当电机的功率降低、尤其低于该限值的时候，结束降低温度。只有当在功率电子设备中产生大的热量时，才必需降低温度。当电机的功率又下降、尤其下降到限值以下的时候，可以相应地再提高温度，或者结束降低温度。因此，优选仅当电机功率位于限值以上时才应该进行温度降低。只有在这种情况下才切换到第二运行方式，而当电机功率小于或等于限值时，才出现第一运行方式。
[0023]本发明还涉及一种用于机动车的驱动装置，尤其用于执行根据前述实施方式所述的方法，其中，所述驱动装置至少具有能够借助于功率电子设备控制的电机以及用于冷却功率电子设备的冷却循环回路。在此规定，所述驱动装置设计为用于，为了更好地冷却功率电子设备而不时地有针对性地降低冷却循环回路的冷却介质的温度。
[0024]已经验证了所述驱动装置以及本方法的这种设计方案的优点。不仅所述驱动装置而且所述方法都可以按照上述的实施例改进，因此参照这些实施例。
【附图说明】
[0025]下面借助于在附图中所示的实施例详细解释本发明，本发明不受此局限。在此唯一的附图示出
[0026]机动车的驱动装置的区域的示意图。
【具体实施方式】
[0027]附图示出机动车的驱动装置I的区域的示意图。同时尤其示出功率电子设备2，它是未详细示出的电机3的组成部分，或者至少用于控制电机。功率电子设备2至少具有元器件4，该元器件在这里所示的实施例中设计为具有绝缘栅极电极的双极晶体管(IGBT)。
[0028]对功率电子设备2或者至少一元器件4附设用于冷却的冷却循环回路5。冷却循环回路5包括在这里未详细示出的传热器，该传热器传热地附属于功率电子设备2或元器件4。传热器被在冷却循环回路5中存在的冷却介质通流，由此实现功率电子设备的冷却。在传热器的上游设有冷却循环回路5的引流段6并且在传热器的下游设有回流段7。此外，输入口 8是冷却循环回路5的组成部分。
[0029]除了冷却循环回路5之外还设有另一冷却循环回路9，其中，在这里仅仅示出输入口 10。输入口 8和10以及引流段6连接在混合阀11上。借助于混合阀11，要么仅输入口 8、仅输入口 10要么两个输入口都流体技术地和引流段6连接。例如也可以规定，仅仅将通过输入口8输入的冷却介质输入引流段6。同样可以规定，不仅冷却介质而且通过输入口 10提供的冷却剂都输入引流段6。最后也可以规定，仅仅冷却剂输入引流段6。在这种情况下冷却剂以冷却介质的形式通流过传热器。
[0030]冷却剂优选具有比冷却介质低的温度，其中，直接在混合阀10的上游，例如在冷却介质与冷却剂之间存在至少5K，至少10K，至少15K，至少20K或者至少25K的温度差。
[0031]总体上规定，冷却循环回路5的冷却介质温度为了更好地冷却功率电子设备2而不时有针对性地被降低。在第一运行方式中这样规定，仅仅将在输入口 8上提供的冷却介质输入功率电子设备2。而在第二运行方式中可以向冷却介质添加在输入口 10上提供的冷却剂，用于降低冷却介质的温度。如果期望特别明显地降低温度，则也可以这样调整混合阀11，使得仅仅将冷却剂输入引流段6并因此以冷却介质的形式到达功率电子设备2。
[0032]如果将冷却剂输入冷却循环回路，则特别优选地规定，将所输入的冷却剂在功率电子设备2的下游再从冷却循环回路5取出并且重新输入另一冷却循环回路9或者排出到另一冷却循环回路9中。
[0033]另一冷却循环回路9例如是优选用于机动车内室空气调节的空调设备冷却循环回路。尤其当电机3的功率提高或者超过限值的时候，执行降低冷却循环回路5的冷却介质的温度。例如只在这种情况下降低温度。
[0034]借助于这种驱动装置I或者这种方法不时可以明显地提高借助于电机3提供的功率或者提供的扭矩，因为在这种情况下在功率电子设备2中产生的增加的热量可以容易地借助于冷却循环回路5排出。
【主权项】
1.一种用于运行机动车的驱动装置(I)的方法，其中，该驱动装置(I)至少具有借助于功率电子设备(2)控制的电机(3)以及用于冷却功率电子设备(2)的冷却循环回路(5)，其特征在于，为了更好地冷却功率电子设备(2)而不时地有针对性地降低冷却循环回路(5)的冷却介质的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了降低温度，在功率电子设备(2)的上游将冷却剂输入冷却循环回路(5)，该冷却剂至少在这个位置上具有比所述冷却介质低的温度。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于混合阀(11)将所述冷却剂输入冷却循环回路(5)。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，温度的降低超过确定的时间段地逐步地或者持续地进行。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述冷却剂从另一冷却循环回路(9)输入并且在功率电子设备(2)的下游从冷却循环回路(5)排出到所述另一冷却循环回路(9)。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用相同的流体作为冷却介质并且作为冷却流体。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述冷却流体在输入前借助于制冷机冷却。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当电机(3)的功率提高、尤其超过限值的时候，执行降低温度。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当电机(3)的功率降低、尤其低于该限值的时候，结束降低温度。10.—种用于机动车的驱动装置(I)，尤其用于执行根据前述权利要求中任一项或多项所述的方法，其中，所述驱动装置(I)至少具有能够借助于功率电子设备(2)控制的电机(3)以及用于冷却功率电子设备(2)的冷却循环回路(5)，其特征在于，所述驱动装置(I)设计为用于，为了更好地冷却功率电子设备(2)而不时地有针对性地降低冷却循环回路(5)的冷却介质的温度。
【文档编号】F01P3/12GK105840290SQ201610055381
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】U·费尔德曼
【申请人】奥迪股份公司