用于冷却电力单元电机和至少一另外部件的冷却装置及包括该冷却装置的车辆制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于电力单元的电机(2)和至少一个另外部件(4、5)的冷却装置：该冷却装置包括油路(16)、循环油到电机(2)的油泵(46)、配置为冷却电力单元的另外部件(5)的第一冷却剂回路(6)和冷却剂散热器装置(8a、8b)，其中第一冷却剂回路中的冷却剂(6)由空气冷却，油回路(16)包括油散热器(46)、油散热器风扇(47)，其配置成可通过该油散热器(46)提供可调节的空气流，和热交换器(15)，其中热量在第一冷却剂回路(6)中的冷却剂和油回路(16)中的油之间传递。

Cooling device for cooling electric unit motor and at least one other component and vehicle including the cooling device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于冷却电力单元电机和至少一另外部件的冷却装置及包括该冷却装置的车辆
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于冷却电力单元的电机和至少一个另外部件的冷却装置。本专利技术还涉及一种包括这种冷却装置的车辆。
技术介绍
混合动力车辆可以由与一些其他形式的动力单元(例如内燃机)结合的动力单元提供动力。电力单元可包括部件，所述部件诸如交替地用作马达和发电机的电机、存储电能的电能存储件以及控制电能存储件和电机之间的电能流动的电力电子器件。电力电子器件可包括DC转换器和逆变器，用于在电能存储件和电机之间传导电能。电机、电能存储件和电力电子器件在操作过程中会被加热并且需要被冷却。电能存储件设计为在特定温度范围内操作。电能存储件的最佳有效工作温度可以在20-40℃的温度范围内。电力电子器件经常可以承受大约60-70℃的温度。因此，适合用不同温度的冷却剂冷却电能存储件和电力电子器件。此外，当温度太低时，电能存储的效率降低。因此，在温度太低的操作条件下，加热电能存储件也是合适的。不允许将电机加热到高于最大可接受温度的温度。已知在车辆中使用冷却装置，该冷却装置包括用于冷却电力电子器件的第一冷却剂回路和用于冷却电能存储件的第二冷却剂回路。第一冷却剂回路中的冷却剂在冷却剂散热器中被冷却。当环境空气温度较低时，第二冷却剂回路中的冷却剂在单独的冷却剂散热器中冷却；当环境空气温度较高时，通过制冷系统进行冷却。可以通过在油路中循环的油来冷却电机。油可以喷在电机的定子绕组上。DE102008015897示出了一种油流回路，其被设置用于润滑和冷却混合动力车辆的第一动力单元和第二动力单元。第一动力单元包括电马达。在油被引导到电马达之前，油在第一热交换器中被冷却剂冷却，在第二热交换器中被空气冷却。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种冷却装置，其提供对电力电子单元的电机和至少一个另外部件的有效冷却。上述目的是通过根据权利要求1的冷却装置来实现的。该冷却装置包括：具有循环油的油回路，其配置为冷却电力单元的电机，以及第一冷却剂回路，其配置为冷却该电力单元的另外部件。油回路包括：油散热器，其中油被空气冷却；和热交换器，其中热量在第一冷却剂回路中的冷却剂与油之间传递。油散热器和热交换器的存在使得可以在将油引导至电机之前，分两步将油回路中的油温度变化到所需温度。由于第一冷却剂回路不需要提供油回路中的油的全部冷却，因此可以为第一冷却剂回路配备相对小的冷却剂散热器装置。第一冷却剂回路的热惯性使得当电机的冷却需求迅速变化时，第一冷却剂回路可提供电机的稳定冷却。此外，热交换器的存在使得可以改变第一冷却剂回路中的冷却剂的温度。在当油的温度低于第一冷却剂回路中的冷却剂时的操作条件下，可以由热交换器中的油冷却第一冷却剂回路中的冷却剂。根据本专利技术的实施方式，油散热器可布置在热交换器上游的位置，该热交换器又布置在油回路中的电机上游的位置。在这种情况下，在将油引导至电机之前，在油冷却器中的第一步中对其进行冷却，并在热交换器中的第二步骤中对其进行加热或冷却。在大多数操作条件下，在将油导入电机之前，首先要在油散热器中冷却油，然后在第二步中要在热交换器中冷却油。然而，也可以将热交换器布置在油回路中的油散热器和电机上游的位置。根据本专利技术的实施方式，冷却装置包括控制单元，该控制单元配置为控制油散热器中的油的冷却。控制单元可以接收关于热交换器中的油的冷却的信息，随后冷却单元控制油散热器中的油的冷却，使得油在被引导至电机之前被冷却至合适的温度。根据本专利技术的实施方式，控制单元配置为控制油散热器风扇的速度。油散热器风扇可以由电马达驱动。在这种情况下，很容易调节油散热器风扇的速度，以改变通过油散热器的空气流，从而改变油散热器中油的冷却效果。控制单元还可配置为控制循环油通过油回路的油泵的速度。油散热器风扇可以由电马达驱动。在这种情况下，容易调节油泵的速度和通过油冷却器循环的油流动，从而调节油散热器中油的冷却效果。根据本专利技术的实施方式，控制单元配置为从温度传感器接收关于与电机的温度相关的温度的信息，并且控制单元配置为根据此信息，控制油散热器中的油的冷却。温度传感器可以感测电机的下游位置中的油的温度，在该下游位置，油具有与电机的温度有关的温度。可替代地，温度传感器布置在电机的合适的部分上，在该合适的部分上感测电机的所述部分的温度。根据本专利技术的实施方式，油散热器布置在油被环境温度的空气冷却的位置中。在这种情况下，可以将油散热器中的油的温度冷却至接近在油散热器风扇的高速下的环境温度。根据本专利技术的实施方式，电力单元的另外部件配置为在第一冷却剂回路中热交换器的上游位置中被冷却。在这种情况下，在冷却剂进入热交换器之前，可以冷却所述另外部件。所述另外部件可以为电力单元的电力电子器件，其控制电机与电能存储件之间的电能流动。可替代地，电力单元的另外部件配置成在第一冷却剂回路中在热交换器下游的位置中被冷却。根据本专利技术的实施方式，冷却装置包括冷却剂散热器风扇，该冷却剂散热器风扇配置成提供通过冷却剂散热器装置的变速空气流。冷却剂散热器风扇可以由电马达驱动，从而可以无级地调节风扇的速度和通过冷却剂散热器装置的空气流。控制单元可配置为控制冷却剂散热器风扇的速度，以便调节引导至热交换器的冷却剂的温度。在这种情况下，可以控制引导至热交换器的冷却剂的温度，并因此在热交换器中控制冷却剂与油之间的热传递。冷却剂散热器装置可布置在冷却剂被环境温度的空气冷却的位置中。在这种情况下，可以在当冷却剂散热器风扇被高速驱动时操作条件期间，将冷却剂散热器装置中的冷却剂冷却至接近环境温度的温度。根据本专利技术的实施方式，控制单元配置为控制冷却剂散热器风扇的速度和油散热器风扇的速度，使得油被冷却至其提供电机所需的冷却的温度而能耗最低。控制单元可以访问所存储的关于油散热器风扇和冷却剂散热器风扇的速度组合的信息，在该组合处以最小的能量消耗来驱动风扇，以提供所需的油冷却效果。可替代地，控制单元可以以最小的噪声来操作风扇。根据本专利技术的实施方式，冷却装置包括第二冷却剂回路，该第二冷却剂回路配置成冷却电力单元的电能存储件。电能存储件需要被冷却到比电力电子器件更低的温度。鉴于这一事实，第二冷却剂回路设计成将冷却剂以与第一冷却剂回路中引导到电力电子器件相比更低的温度引导至电能存储件。根据本专利技术的实施方式，冷却装置配置为，在当环境空气温度低于特定温度的情况下，将第一冷却剂回路中的冷却剂引导到冷却剂散热器装置的第一冷却剂散热器和冷却剂散热器装置的第二冷却剂散热器，并且在在当环境空气温度低于特定温度的情况下，将第一冷却剂回路中的冷却剂引导至第一冷却剂散热器和第二冷却剂散热器，并借助于制冷回路冷却第二冷却剂回路中的冷却剂。使用具有不同冷却剂温度的两个冷却剂回路使得可以将电能存储件和电力电子器件单独冷却到所需温度。在环境空气温度低的情况下，可以在第一冷却剂散热器中将第一冷却剂回路中的冷却剂冷却到提供电力电子器件所需冷却的温度。此外，可以在第二冷却剂散热器中将第二冷却剂回路中的冷却剂冷却至提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电力单元的电机(2)和至少一个另外部件(4、5)的冷却装置，其中，所述冷却装置包括：油回路(16)、使油循环到电机(2)的油泵(46)、配置成冷却电力单元的另外部件(5)的第一冷却剂回路(6)以及冷却剂散热器装置(8a、8b)，在所述冷却剂散热器装置中第一冷却剂回路(6)中的冷却剂通过空气冷却，其特征在于，油回路(16)包括：油散热器(46)、油散热器风扇(47)和热交换器(15)，该油散热器风扇配置为提供通过油散热器(46)的可调节的空气流，并且在所述热交换器中热量在第一冷却剂回路(6)中的冷却剂和油回路(16)中的油之间传递。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170510 SE 1750574-41.一种用于电力单元的电机(2)和至少一个另外部件(4、5)的冷却装置，其中，所述冷却装置包括：油回路(16)、使油循环到电机(2)的油泵(46)、配置成冷却电力单元的另外部件(5)的第一冷却剂回路(6)以及冷却剂散热器装置(8a、8b)，在所述冷却剂散热器装置中第一冷却剂回路(6)中的冷却剂通过空气冷却，其特征在于，油回路(16)包括：油散热器(46)、油散热器风扇(47)和热交换器(15)，该油散热器风扇配置为提供通过油散热器(46)的可调节的空气流，并且在所述热交换器中热量在第一冷却剂回路(6)中的冷却剂和油回路(16)中的油之间传递。


2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，油散热器(46)布置在热交换器(15)上游的位置中，所述热交换器又布置在油回路(16)中电机(2)上游的位置中。


3.根据权利要求1或2所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括控制单元(42)，所述控制单元配置为控制油散热器(47)中的油的冷却。


4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，控制单元(42)配置为控制油散热器风扇(47)的速度。


5.根据权利要求3或4所述的冷却装置，其特征在于，控制单元(42)配置为控制油泵(49)的速度。


6.根据权利要求3-5中任一项所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括温度传感器(50)，所述温度传感器感测与所述电机(2)的温度有关的温度，并且控制单元(42)配置成根据该温度控制油散热器(47)中的油冷却。


7.根据前述权利要求中任一项所述的冷却装置，其特征在于，油散热器(46)布置在通过环境温度的空气对其进行冷却的位置中。


8.根据前述权利要求中任一项所述的冷却装置，其特征在于，第一冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·哈尔，
申请(专利权)人：斯堪尼亚商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE