DE-102024132345-A1 - Getriebemotor mit verbesserter Verteilung eines Kühlmittelstroms

Abstract

Es wird ein Getriebemotor (1) offenbart, der einen Elektromotor (2) und ein mit dem Elektromotor (2) gekoppeltes Getriebe (3) umfasst, wobei der Getriebemotor (1) außerdem ein Kühlsystem (23, 23a..23e) umfasst, das ein wasserbasiertes erstes Kühlmittel und ein ölbasiertes zweites Kühlmittel enthält. Das Kühlsystem (23, 23a..23e) umfasst ein Statorkühlsystem (24), ein Rotorkühlsystem (25), ein Getriebekühlsystem (26) und einen Wärmetauscher (27) für das erste und das zweite Kühlmittel. Der Getriebemotor (1) umfasst darüber hinaus eine Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) mit einem ersten Einlass (19, 19a..19d) für das erste Kühlmittel und/oder einen zweiten Einlass (20) für das zweite Kühlmittel, die dazu ausgelegt ist, einen Kühlmittelstrom (F, F') auf das Statorkühlsystem (24), das Rotorkühlsystem (25), das Getriebekühlsystem (26) und den Wärmetauscher (27) zu verteilen. Darüber hinaus werden ein Fahrzeug (41) mit einem solchen Getriebemotor (1) und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Getriebemotors (1) offenbart.

Inventors

• Alessandro Cerioli

Assignees

• VALEO EAUTOMOTIVE GERMANY GMBH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241106

Claims (14)

1. Getriebemotor (1), der einen Elektromotor (2) mit einem Stator (5) und einem in Bezug auf den Stator (5) drehbar angeordneten Rotor (6) und ein mit dem Elektromotor (2) gekoppeltes Getriebe (3) umfasst, wobei der Getriebemotor (1) außerdem umfasst: - ein Kühlsystem (23, 23a..23d), das ein wasserbasiertes erstes Kühlmittel und ein ölbasiertes zweites Kühlmittel enthält, wobei das Kühlsystem (23, 23a..23d) ein Statorkühlsystem (24) zum Kühlen des Stators (5), ein Rotorkühlsystem (25) zum Kühlen des Rotors (6), ein Getriebekühlsystem (26) zum Kühlen des Getriebes (3) und einen Wärmetauscher (27) zur Übertragung von Wärme zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlmittel umfasst, gekennzeichnet durch - eine Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h), die einen ersten Einlass (19, 19a..19d) für das erste Kühlmittel und/oder einen zweiten Einlass (20) für das zweite Kühlmittel umfasst und die dazu ausgelegt ist, einen Kühlmittelstrom (F, F') auf das Statorkühlsystem (24), das Rotorkühlsystem (25), das Getriebekühlsystem (26) und den Wärmetauscher (27) zu verteilen.
2. Getriebemotor (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) hydraulisch mit dem Statorkühlsystem (24) und/oder dem Wärmetauscher (27) verbunden ist.
3. Getriebemotor (1) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass - der Getriebemotor (1) außerdem einen Inverter (12) umfasst, der mit dem Elektromotor (2) elektrisch verbunden ist und der zum Speisen und Steuern des Elektromotors (2) ausgelegt ist, - das Kühlsystem (23, 23a..23e) außerdem ein Inverterkühlsystem (28) zum Kühlen des Inverters (12) umfasst, und - die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) dazu ausgelegt ist, einen Kühlmittelstrom (F, F') außerdem an das Inverterkühlsystem (28) zu verteilen.
4. Getriebemotor (1) nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) hydraulisch mit dem Inverterkühlsystem (28) verbunden ist.
5. Getriebemotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass a) die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) hydraulisch mit dem Statorkühlsystem (24), dem Wärmetauscher (27) und dem Inverterkühlsystem (28) verbunden ist und dazu vorgesehen ist, einen Kühlmittelstrom (F) des wasserbasierten ersten Kühlmittels auf das Statorkühlsystem (24), den Wärmetauscher (27) und das Inverterkühlsystem (28) zu verteilen, und der Wärmetauscher (27) hydraulisch mit dem Rotorkühlsystem (25) und dem Getriebekühlsystem (26) verbunden ist und dazu ausgelegt ist, einen Kühlmittelstrom (F') des ölbasierten zweiten Kühlmittels an das Rotorkühlsystem (25) und das Getriebekühlsystem (26) bereitzustellen, b) die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) hydraulisch mit dem Statorkühlsystem (24), dem Rotorkühlsystem (25), dem Getriebekühlsystem (26), dem Wärmetauscher (27) und dem Inverterkühlsystem (28) verbunden ist und dazu vorgesehen ist, einen Kühlmittelstrom (F') des ölbasierten zweiten Kühlmittels auf das Statorkühlsystem (24), das Rotorkühlsystem (25), das Getriebekühlsystem (26), den Wärmetauscher (27) und das Inverterkühlsystem (28) zu verteilen, und der Wärmetauscher (27) hydraulisch mit einem externen Kühlsystem verbunden ist und dazu ausgelegt ist, einen Kühlmittelstrom (F) des wasserbasierten ersten Kühlmittels an das externe Kühlsystem bereitzustellen, oder c) die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) hydraulisch mit dem Wärmetauscher (27) und dem Inverterkühlsystem (28) verbunden ist und dazu vorgesehen ist, einen Kühlmittelstrom (F) des wasserbasierten ersten Kühlmittels auf den Wärmetauscher (27) und das Inverterkühlsystem (28) zu verteilen, und die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) hydraulisch mit dem Statorkühlsystem (24), dem Rotorkühlsystem (25) und dem Getriebekühlsystem (26) verbunden ist und dazu ausgelegt ist, einen Kühlmittelstrom (F') des ölbasierten zweiten Kühlmittels an das Statorkühlsystem (24), das Rotorkühlsystem (25) und das Getriebekühlsystem (26) bereitzustellen.
6. Getriebemotor (1) nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) - in Fall a) den ersten Einlass (19, 19a..19d) umfasst, - in Fall b) den zweiten Einlass (20) umfasst und - in Fall c) den ersten Einlass (19, 19a..19d) und den zweiten Einlass (20) umfasst.
7. Getriebemotor (1) nach Anspruch 5 oder 6 , dadurch gekennzeichnet , dass die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) in Fall c) außerdem dazu vorgesehen ist, einen Kühlmittelstrom (F') des ölbasierten zweiten Kühlmittels an den Wärmetauscher (27) zu verteilen.
8. Getriebemotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , dass die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) Ventile (35a..35c) zur Verteilung des Kühlmittelstroms (F, F') umfasst.
9. Getriebemotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet , dass die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) i) Temperatursensoren (36a..36c) umfasst, um einen Kühlbedarf des Statorkühlsystems (24), des Rotorkühlsystems (25), des Getriebekühlsystems (26) und des Wärmetauschers (27) auf Grundlage einer Temperatur des am ersten Einlass (19, 19a..19d) in die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) einströmenden ersten Kühlmittels und/oder auf Grundlage einer Temperatur des am zweiten Einlass (20) in die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) einströmenden zweiten Kühlmittels zu bestimmen, oder ii) elektrische Eingangsleitungen (38a..38c) für Temperatursensoren (35a..35c) umfasst, wobei die Temperatursensoren (36a..36c) im Statorkühlsystem (24), Rotorkühlsystem (25), Getriebekühlsystem (26) und Wärmetauscher (27) installiert und zur Bestimmung von deren Kühlbedarf vorgesehen sind.
10. Getriebemotor (1) nach Anspruch 8 oder 9 , dadurch gekennzeichnet , dass die Temperatursensoren (36a..36c) direkt mit den Ventilen (35a..35c) verbunden sind oder mit einer Ventilsteuerung (37) verbunden sind, die mit den Ventilen (35a..35c) verbunden ist.
11. Getriebemotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 , gekennzeichnet durch eine erste Kühlmittelpumpe (32) für das wasserbasierte erste Kühlmittel und/oder eine zweite Kühlmittelpumpe (33) für das ölbasierte zweite Kühlmittel.
12. Getriebemotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet , dass eine erste Kühlmittelrücklaufleitung (17) und/oder eine zweite Kühlmittelrücklaufleitung (18) ausgehend vom Statorkühlsystem (24), vom Rotorkühlsystem (25), vom Getriebekühlsystem (26) und/oder vom Wärmetauscher (27) I) über die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) verlaufen oder II) außerhalb der Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) verlaufen.
13. Fahrzeug (41) mit einem Getriebemotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 , wobei der Getriebemotor (1) zum Vortrieb des Fahrzeugs (41) vorgesehen ist.
14. Verfahren zum Betreiben eines Getriebemotors (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 , wobei die Temperaturmanagementeinheit (14, 14a..14h) einen Kühlmittelstrom (F, F') auf das Statorkühlsystem (24), das Rotorkühlsystem (25), das Getriebekühlsystem (26) und den Wärmetauscher (27) verteilt.

Description

GEBIET DER TECHNIK Die Erfindung betrifft einen Getriebemotor, der einen Elektromotor mit einem Stator und einem in Bezug auf den Stator drehbar angeordneten Rotor und ein mit dem Elektromotor gekoppeltes Getriebe umfasst. Der Getriebemotor umfasst außerdem ein Kühlsystem, das ein wasserbasiertes erstes Kühlmittel und ein ölbasiertes zweites Kühlmittel enthält, wobei das Kühlsystem ein Statorkühlsystem zum Kühlen des Stators, ein Rotorkühlsystem zum Kühlen des Rotors, ein Getriebekühlsystem zum Kühlen des Getriebes und einen Wärmetauscher zur Übertragung von Wärme zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlmittel umfasst. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem solchen Getriebemotor, wobei der Getriebemotor zum Vortrieb des Fahrzeugs vorgesehen ist, und ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebemotors. STAND DER TECHNIK Ein Getriebemotor, ein Fahrzeug und ein Betriebsverfahren der vorstehend genannten Art sind allgemein bekannt. Im Stand der Technik werden das Statorkühlsystem, das Rotorkühlsystem, das Getriebekühlsystem und der Wärmetauscher vom ersten und zweiten Kühlmittel mehr oder weniger unkontrolliert durchströmt. Die gewählte Kühlleistung muss sich nach dem höchsten Bedarf richten, woraus folgt, dass Einheiten mit einem geringeren Kühlleistungsbedarf stärker gekühlt werden als eigentlich notwendig. Dementsprechend ist der Energieverbrauch eines solchen Kühlsystem vergleichsweise hoch und seine Effizienz vergleichsweise gering. Das ist eine sehr schlechte Situation für batteriebetriebene Fahrzeuge, da die geringe Effizienz des Kühlsystems eine bereits geringe Reichweite des Fahrzeugs noch mehr reduziert. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG Dementsprechend besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines verbesserten Getriebemotors, eines verbesserten Fahrzeugs und eines verbesserten Betriebsverfahrens. Insbesondere soll die Effizienz des Kühlsystems verbessert werden. Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Getriebemotor gemäß der Offenbarung im Eröffnungsabsatz mit einer zusätzlichen Temperaturmanagementeinheit gelöst, der einen ersten Einlass für das erste Kühlmittel und/oder einen zweiten Einlass für das zweite Kühlmittel umfasst und der dazu ausgelegt ist, einen Kühlmittelstrom auf das Statorkühlsystem, das Rotorkühlsystem, das Getriebekühlsystem und den Wärmetauscher zu verteilen. Des Weiteren wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Fahrzeug gemäß der Offenbarung im Eröffnungsabsatz gelöst, wobei das Fahrzeug einen Getriebemotor der vorstehend genannten Art umfasst und wobei der Getriebemotor für den Vortrieb des Fahrzeugs vorgesehen ist. Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zum Betreiben eines Getriebemotors der vorstehend genannten Art gelöst, wobei die Temperaturmanagementeinheit einen Kühlmittelstrom auf das Statorkühlsystem, das Rotorkühlsystem, das Getriebekühlsystem und den Wärmetauscher verteilt. Durch Verwendung der vorgeschlagenen Maßnahmen können das Statorkühlsystem, das Rotorkühlsystem, das Getriebekühlsystem und der Wärmetauscher vom ersten und zweiten Kühlmittel kontrolliert durchströmt werden. Dementsprechend kann jede der obigen Einheiten mit einer gut gewählten Kühlleistung gekühlt werden. Somit wird eine übermäßige Kühlung vermieden, und der Gesamtenergieverbrauch eines solchen Kühlsystems ist vergleichsweise gering und seine Effizienz vergleichsweise gut. Dies unterstützt auch eine große Reichweite von batteriebetriebenen Fahrzeugen. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen werden in den Ansprüchen und in der Beschreibung sowie in den Figuren offenbart. In einer Ausführungsform ist die Temperaturmanagementeinheit mit dem Statorkühlsystem und/oder dem Wärmetauscher hydraulisch verbunden. Auf diese Weise steuert die Temperaturmanagementeinheit das Statorkühlsystem direkt und mit dem Wärmetauscher verbundene Einheiten auch indirekt. Dementsprechend reagiert eine Temperatur des Stators schnell auf einen sich ändernden, von der Temperaturmanagementeinheit gesteuerten Kühlmittelstrom. Die Formulierung, dass die Temperaturmanagementeinheit (hydraulisch) mit einer Komponente (Statorkühlsystem, Rotorkühlsystem, Getriebekühlsystem, Inverterkühlsystem, Wärmetauscher) verbunden ist, lässt sich als eine direkte hydraulische Verbindung zwischen der Temperaturmanagementeinheit und der Komponente verstehen, ohne dass eine andere der Komponenten zwischengeschaltet ist. Die Formulierung, dass der Wärmetauscher (hydraulisch) mit einer Komponente (Statorkühlsystem, Rotorkühlsystem, Getriebekühlsystem, Inverterkühlsystem) verbunden ist, lässt sich als eine direkte hydraulische Verbindung zwischen dem Wärmetauscher und der Komponente verstehen, ohne dass eine andere der Komponenten zwischengeschaltet ist. Vorteilhafterweise- umfasst der Getriebemotor außerdem einen Inverter, der mit dem Elektromotor elektrisch verbunden ist und der zum Speisen und Steuern des Elektromotors ausgelegt ist,- kann das Kühlsystem außerdem ein Inverterkühlsystem zum Kühlen