[发明专利]电动驱动单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的电动驱动单元，尤其涉及一种电动轴驱动单元，具有电机且具有用于电机的润滑冷却回路。

本发明涉及德国优先权DE102011015623.2，其在此作为参考并入。

背景技术

这样的电动驱动单元可以用作机动车辆的自动驱动源(在一个轴上的纯电动驱动)。可替换地，这样的驱动单元可以试图辅助主驱动单元，特别是辅助内燃机(混合驱动)。典型地，例如，电机以多相异步电机或永磁同步机的形式存在。作为例子，电机的转子可驱动轴差动齿轮箱(differential gearbox)的输入元件，其中，如果有需要，可额外在电机和轴差动齿轮箱之间提供变速齿轮箱，以便降低电机转子的旋转速度。

高动力密度对于这样的电动驱动单元是理想的，以便允许在给定物理区域产生尽可能高的驱动动力。在操作中，电机产生越来越多的热，其应尽可能有效地被散开。在这种情况下，电机的有效冷却是极其重要的，因为有效的冷却可以使得有效地增加电机的动力输出成为可能(也就是效率)。相反，这意味着电动部件需要较小的物理空间来达到特定的驱动动力。

如果电机后接着是齿轮箱，例如在具有轴差动齿轮箱的轴驱动单元的情况下，这也需要冷却。然而，特别地，齿轮箱必须被润滑，其中用于齿轮箱的润滑回路与用于电机的冷却回路承受不同的需求。在这种情形中，不可否认地可能通过共用的润滑油回路来润滑并冷却电机和齿轮箱，其中电机配有特定线圈，例如为了扩大表面面积并以这种方式改善散热。然而，这种设计复杂不合需要，且最后润滑油的低热容量仍然限制了可完成的散热。

本发明的一个目标是提供一种用于所述类型电动驱动单元的改进的润滑冷却系统，其允许电机具有较高的动力密度，特别是相对于轴驱动单元所能获得的小的物理空间。

这一目标通过具有权利要求1的特征的电动驱动单元来实现，并且特别地，其中润滑冷却回路包括水基润滑剂(aqueous lubricant)，其至少穿过电机的内部区域，以便在内部区域冷却电机的部件。

因此，电动驱动单元包括具有水基润滑剂(即水和至少一种其它物质(例如酒精)的混合物)的润滑冷却回路。特别地，水基润滑剂可具有水-乙二醇混合物。润滑剂的水成分用于电机内部区域的特定有效的冷却。为了这个目的，水基润滑剂在电机内部区域沿着内部区域的部件经过。来自电机的废热因此可以被特定有效地吸收和扩散-特别是与电机外表面的冷却结合-，因为废热主要在电机内部区域内产生。此外，水基润滑剂可以润滑电机的内部区域(例如电机的轴承)。

与典型的润滑剂比较，水具有高的热容量、高的热传导率和相应高的热传递系数。水基润滑剂因此可以吸收和扩散相当大量的来自电机的热动力。为了这个目的对于热传递表面没有特定的需求，因此利用简单和紧凑设计的电动驱动单元在电机内达到高动力密度(即高效率)是可能的。

发明内容

本发明的有利实施例在从属权利要求中论及，并将在下文中进行说明。

为了电机内部区域特定有效地冷却，优选水基润滑剂沿电机定子的内层表面经过。特别地，水基润滑剂可以经过电机线圈端部，以便吸收和扩散大量的热动力。

可选地或另外，水基润滑剂可以沿电机转子的外层表面经过，该电机转子贮藏在定子内。可选地或另外，水基润滑剂还可以经由转子内轴向和/或径向冷却通道穿过(相对于电机的转轴)以便在废热的吸收和扩散方面达到尽可能高的效率。

根据一个优选实施例，驱动单元还包括电连接到电机上游的逆变器和用于该逆变器的专用冷却回路。在这个实施例中，一方面用于电机的润滑冷却回路和另一方面用于逆变器的冷却回路通过热交换器彼此热连接。这允许电动部件冷却到两个不同的温度级别，即在用于逆变器的冷却回路中具有比在用于电机的润滑冷却回路中较低的温度级别。这允许电机高效运转，而相关联的逆变器仍然可靠地避免过热。由于它们之间的热交换连接，该冷却回路还可以用来冷却润滑冷却回路中的水基润滑剂。

用于逆变器的所述冷却回路优选包括冷却水，其沿逆变器的部件经过。由于高热容量和热传导率，冷却水的使用导致逆变器特别有效的冷却-通过所述热交换器-在润滑冷却回路中的水基润滑剂同样如此。

在用于逆变器的所述冷却回路中的冷却水可能在一个有利的实施例中还沿电机部件经过，以便辅助冷却那里，特别是电机的外表面，例如沿电机定子的外层表面。所述冷却回路可以以这种方式额外地形成用于电机的外部冷却套管。