DE-102024132347-A1 - Antriebssystem mit einem Elektromotor mit reduzierter Abhängigkeit von Kühlsystemen und Fahrzeug und Betriebsverfahren dazu

Abstract

Es wird ein Antriebssystem (1) offenbart, das einen Elektromotor (2), einen Inverter (12) und ein Kühlsystem (13) umfasst, wobei der Elektromotor (2) einen Stator (5) und einen im Verhältnis zum Stator (5) drehbar angeordneten Rotor (6) aufweist und wobei der Inverter (12) mit dem Elektromotor (2) elektrisch verbunden ist und zum Speisen und Steuern des Elektromotors (2) ausgelegt ist. Das Kühlsystem (13) basiert auf einem flüssigen Kühlmittel und umfasst ein Statorkühlsystem (14) zum Kühlen des Stators (5), ein Rotorkühlsystem (15) zum Kühlen des Rotors (6) und ein Inverterkühlsystem (16) zum Kühlen des Inverters (12) und ist dazu ausgelegt, einen parallelen Strom (F) durch die Kühlteilsysteme (14..16) bereitzustellen. Darüber hinaus werden ein Fahrzeug (22) mit einem solchen Antriebssystem (1) und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebssystems (1) offenbart.

Inventors

• Alessandro Cerioli

Assignees

• VALEO EAUTOMOTIVE GERMANY GMBH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241106

Claims (8)

1. Antriebssystem (1), das Folgendes umfasst: - einen Elektromotor (2), der einen Stator (5) und einen im Verhältnis zum Stator (5) drehbar angeordneten Rotor (6) aufweist, - einen Inverter (12), der mit dem Elektromotor (2) elektrisch verbunden ist und der zum Speisen und Steuern des Elektromotors (2) ausgelegt ist, und - ein Kühlsystem (13), das auf einem flüssigen Kühlmittel basiert und das ein Statorkühlsystem (14) zum Kühlen des Stators (5), ein Rotorkühlsystem (15) zum Kühlen des Rotors (6) und ein Inverterkühlsystem (16) zum Kühlen des Inverters (12) umfasst, dadurch gekennzeichnet , dass - das Kühlsystem (13) dazu ausgelegt ist, einen parallelen Strom (F) des Kühlmittels durch das Statorkühlsystem (14), das Rotorkühlsystem (15) und das Inverterkühlsystem (16) bereitzustellen.
2. Antriebssystem (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Antriebssystem (1) außerdem ein mit dem Elektromotor (2) gekoppeltes Getriebe (3) umfasst, wobei das Kühlsystem (13) außerdem ein Getriebekühlsystem (17) zum Kühlen des Getriebes (3) umfasst, wobei das Kühlsystem (13) dazu ausgelegt ist, einen parallelen Strom (F) des Kühlmittels durch das Statorkühlsystem (14), das Rotorkühlsystem (15), das Inverterkühlsystem (16) und das Getriebekühlsystem (17) bereitzustellen.
3. Antriebssystem (1) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass das Kühlsystem (13) außerdem eine Pumpe (18) und/oder einen Wärmetauscher (19) umfasst.
4. Antriebssystem (1) nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die Pumpe (18) und/oder der Wärmetauscher (19) in eine gemeinsame Leitung (20, 21) des Kühlsystems (13) geschaltet sind.
5. Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass das Kühlmittel wasserbasiert oder ölbasiert ist.
6. Fahrzeug (22) mit einem Antriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , wobei das Antriebssystem (1) zum Vortrieb des Fahrzeugs (22) vorgesehen ist.
7. Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , wobei das Kühlmittel parallel durch das Statorkühlsystem (14), das Rotorkühlsystem (15) und das Inverterkühlsystem (16) strömt.
8. Verfahren nach Anspruch 7 zum Betreiben eines Antriebssystems (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5 , wobei das Kühlmittel parallel durch das Statorkühlsystem (14), das Rotorkühlsystem (15), das Inverterkühlsystem (16) und das Getriebekühlsystem (17) strömt.

Description

GEBIET DER TECHNIK Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem, das einen Elektromotor, einen Inverter und ein Kühlsystem umfasst. Der Elektromotor weist einen Stator und einen im Verhältnis zum Stator drehbar angeordneten Rotor auf. Der Inverter ist mit dem Elektromotor elektrisch verbunden und zum Speisen und Steuern des Elektromotors ausgelegt. Das Kühlsystem basiert auf einem flüssigen Kühlmittel und umfasst ein Statorkühlsystem zum Kühlen des Stators, ein Rotorkühlsystem zum Kühlen des Rotors und ein Inverterkühlsystem zum Kühlen des Inverters. Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem solchen Antriebssystem, wobei das Antriebssystem zum Vortrieb des Fahrzeugs vorgesehen ist, und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Antriebssystems. STAND DER TECHNIK Ein Antriebssystem, ein Fahrzeug und ein Betriebsverfahren der vorstehend genannten Art sind allgemein bekannt. Im Stand der Technik sind das Statorkühlsystem, das Rotorkühlsystem und das Inverterkühlsystem in Reihe geschaltet, so dass ein Kühlmittel zum Beispiel durch das Statorkühlsystem, dann durch das Rotorkühlsystem und dann durch das Inverterkühlsystem strömt, allerdings in Abhängigkeit von gewünschten Temperaturen in den Komponenten. Diese Reihenschaltung führt zu einem ständigen Anstieg der Temperatur des Kühlmittels auf seinem Weg durch das Kühlsystem, was für die obigen Beispiele bedeutet, dass der Stator die niedrigste Temperatur aufweist, der Rotor in einem mittleren Temperaturbereich gehalten werden kann und der Inverter die höchste Temperatur aufweist. Das gilt natürlich gleichermaßen für eine anders gelagerte Reihenschaltung der vorstehend genannten Komponenten, zum Beispiel wenn das Kühlmittel durch das Inverterkühlsystem, dann durch das Statorkühlsystem und dann durch das Rotorkühlsystem strömt. In diesem Fall ist der Inverter am heißesten, dann kommt der Stator und dann der Rotor und so weiter. Daneben gibt es im Kühlsystem eine natürliche Temperaturabstufung für die genannten Komponenten, während des Betriebs der elektrischen Maschine besteht eine Lastabhängigkeit. Wenn zum Beispiel der Rotor im ersten Beispiel eine außergewöhnliche Wärmemenge ableitet, bedeutet das, dass sich auch der Inverter nur basierend auf der Rotorleistung erhitzt. Diese statische und dynamische Abhängigkeit zwischen den Kühlsystemen kann in einigen Anwendungen als Nachteil gesehen werden, und die Steuerung der Temperatur im Stator, Rotor und Inverter ist in einem solchen System kompliziert. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG Dementsprechend besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines verbesserten Antriebssystems, eines verbesserten Fahrzeugs und eines verbesserten Betriebsverfahrens. Insbesondere soll eine (statische und dynamische) Abhängigkeit zwischen den Kühlsystemen beseitigt oder zumindest reduziert werden. Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Antriebssystem gemäß der Offenbarung im Eröffnungsabsatz gelöst, wobei das Kühlsystem dazu ausgelegt ist, einen parallelen Strom des Kühlmittels durch das Statorkühlsystem, das Rotorkühlsystem und das Inverterkühlsystem bereitzustellen. Des Weiteren wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Fahrzeug gemäß der Offenbarung im Eröffnungsabsatz gelöst, wobei das Fahrzeug ein Antriebssystem der vorstehend genannten Art umfasst, wobei das Antriebssystem für den Vortrieb des Fahrzeugs vorgesehen ist. Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Verfahren zum Betreiben eines Antriebssystems der offenbarten Art gelöst, wobei das Kühlmittel parallel durch das Statorkühlsystem, das Rotorkühlsystem und das Inverterkühlsystem strömt. Durch die Verwendung der vorgeschlagenen Maßnahmen wird eine Abhängigkeit zwischen den Kühlsystemen beseitigt oder zumindest reduziert, da das Kühlmittel mit der gleichen Temperatur in das Statorkühlsystem, das Rotorkühlsystem und das Inverterkühlsystem eintritt, so dass der Stator, der Rotor und der Inverter unabhängig in einem gewünschten Temperaturbereich gehalten werden können. Es besteht also keine oder nur eine geringfügige Abhängigkeit zwischen den Kühlsystemen. Im vorgenannten Beispiel führt eine außergewöhnliche Wärmeableitung im Rotor nicht zu einer sofortigen Temperaturerhöhung im Inverter (oder anderen nachgeschalteten Komponenten). Insgesamt wird die Steuerung der Temperatur im Stator, Rotor und Inverter durch die vorgeschlagenen Maßnahmen im Vergleich zum Stand der Technik vereinfacht. In einer Ausführungsform kann das Antriebssystem außerdem ein mit dem Elektromotor gekoppeltes Getriebe umfassen, wobei das Kühlsystem außerdem ein Getriebekühlsystem zum Kühlen des Getriebes umfasst, wobei das Kühlsystem dazu ausgelegt ist, einen parallelen Strom des Kühlmittels durch das Statorkühlsystem, das Rotorkühlsystem, das Inverterkühlsystem und das Getriebekühlsystem bereitzustellen. In einer solchen Ausführungsform strömt das Kühlmittel parallel durch das Statorkühlsystem, das Rotorkühlsystem, das Inverterkühlsystem und das Getriebekühlsystem. Dementsprechend