DE102014205380A1

DE102014205380A1 - Kühlvorrichtung und -verfahren für eine rotorintegrierte Kupplung für Hybridmodule

Info

Publication number: DE102014205380A1
Application number: DE102014205380.3A
Authority: DE
Inventors: Willi Ruder
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-04-19
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2014-10-23
Also published as: DE112014002014B4; US20160082825A1; WO2014169913A3; CN105102250A; US9770970B2; CN105102250B; WO2014169913A2; DE112014002014A5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung, wobei die Kühlvorrichtung eine Kühlvorrichtung für eine in einem Rotor eines Hybridmoduls für Kraftfahrzeug integrierte Kupplung ist und die Kühlvorrichtung umfasst: mindestens eine Fluidtransporteinrichtung, welche eingerichtet ist, ein Fluid zu der Kupplung zu transportieren. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug, wobei das Hybridmodul eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung aufweist. Ein solches Hybridmodul weist gegenüber anderen z. B. einen geringeren Verschleiß der integrierten Kupplung auf. Außerdem betrifft die Erfindung ein Kühlverfahren, bei dem eine in einem Rotor eines Hybridmoduls für ein Kraftfahrzeug integrierte Kupplung gekühlt wird, wobei folgender Schritt durchgeführt wird: Transportieren eines Fluids zu der Kupplung mittels mindestens einer Fluidtransporteinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung und ein Kühlverfahren zur Kühlung einer in einem Rotor einer E-Maschine eines Hybridmoduls für ein Kraftfahrzeug integrierten Kupplung sowie ein Hybridmodul mit einer solchen Kühlvorrichtung.
Ein sog. Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug ist in dem wertvollen Beitrag zum Stand der Technik DE 100 36 504 B4 gezeigt. Es weist eine Kupplung auf, die zur Verringerung des axialen Bauraums radial innerhalb des Rotors einer elektrischen Maschine untergebracht ist.
Ein Nachteil dieser rotorintegrierten Anordnung der Kupplung ist, dass die Qualität der Betriebseigenschaften der Kupplung bzw. die Kupplungsfunktion ggü. konventionell angeordneten Kupplungen vermindert ist.
Aufgabe der Erfindung ist, den Stand der Technik bezüglich dieser Nachteile zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kühlvorrichtung, wobei die Kühlvorrichtung eine Kühlvorrichtung für eine in einem Rotor eines Hybridmoduls für Kraftfahrzeug integrierte Kupplung ist und die Kühlvorrichtung umfasst:

– mindestens eine Fluidtransporteinrichtung, welche eingerichtet ist, ein Fluid zu der Kupplung zu transportieren.

Die Erfindung ermöglicht, die Kupplung mittels Fluid zu kühlen, indem das Fluid in der Kupplung entstehende Wärme aufnimmt und bevorzugt abtransportiert. Durch die Fluidtransporteinrichtung ist eine Fluidbewegung erzeugbar, welche einen Hitzestau im Bereich der Kupplung abbaut oder unterbindet. Im Rahmen der Erfindung wurde herausgefunden, dass thermische Bedingungen innerhalb des Rotors der E-Maschine vorliegen, die sich insgesamt negativ auf die Kupplungsfunktion auswirken, da die Kupplung thermisch höher belastet wird. Es liegt eine der integrierten Bauform geschuldete, schlechtere Wärmeabfuhr vor und aufgrund ihrer rotorintegrierten Anordnung wird die Kupplung mit zusätzlichen thermischen Einflüssen der E-Maschine beaufschlagt. Weiterhin erfolgt in bestimmten Betriebsformen des Hybridmoduls ein im Vergleich zu einem Antriebsstrang ohne Modul höherer Reibenergieeintrag in die Kupplung, der zusätzlich zu einer höheren Wärmeentwicklung führt. Durch die Erfindung wird die Kupplungsfunktion insgesamt verbessert. Bspw. wird mittels der Erfindung ein erhöhter Verschleiß der Reibbeläge, über den herausgefunden wurde, dass dieser auf überhöhte Temperaturen der Kupplung zurückzuführen ist, verhindert oder zumindest abgemildert.
Das Hybridmodul ist bevorzugt ein Modul, mittels welchem elektrische Energie als Moment auf eine Antriebswelle übertragbar ist, wobei die Welle außerdem von einer Brennkraftmaschine mit einem Moment beaufschlagbar ist. Das Hybridmodul weist bevorzugt eine elektrische Maschine mit einem Rotor, bevorzugt ein Innenläufer, und einem Stator auf. Rotor und Stator weisen bevorzugt magnetische Komponenten auf, z. B. Elektro- und/oder Permanentmagnete und/oder Spulen, mittels welchen eine elektrische Energie in ein Moment umwandelbar ist. Das Hybridmodul weist bevorzugt eine Kupplung auf, die in dem Rotor integriert ist.
Die Kupplung ist bevorzugt eine Trennkupplung bzw. lösbare Kupplung, insbesondere Freilauftrennkupplung. Bevorzugt verbindet sie trennbar den Verbrennungsmotor und die elektrische Maschine. Sie weist bevorzugt eine Druckplatte und eine Kupplungsscheibe auf, wobei eine dieser beiden mit dem Rotor drehfest verbunden ist, während die andere im geöffneten Zustand der Kupplung gegenüber dem Rotor drehbar ist. Druckplatte und/oder Kupplungsscheibe weisen bevorzugt Reibbeläge auf. Die Kupplung ist bevorzugt radial und/oder axial bezüglich der Rotationsachse des Rotors innerhalb des Rotors angeordnet, besonders bevorzugt innerhalb der magnetischen Komponenten des Rotors. Sie weist bevorzugt ein Kupplungsgehäuse, bevorzugt Glockengehäuse, auf, welches bevorzugt drehfest mit dem Rotor verbunden ist.
Die Fluidtransporteinrichtung ist bevorzugt eingerichtet, eine Energie (z. B. kinetisch und/oder elektrisch) in eine Bewegung eines Fluids umzuwandeln. Besonders bevorzugt ist sie eingerichtet, Fluid zu der Kupplung zu transportieren, so dass das Fluid die Kupplung, bevorzugt das Kupplungsgehäuse, umströmt und/oder durchströmt und/oder das Fluid an der Kupplung vorbeiströmt. Sie ist bevorzugt eingerichtet das Fluid von der Kupplung auch wegzutransportieren. Bevorzugt ist Fluid mittels der Fluidtransporteinrichtung in/mit direkten/m Kontakt mit/an der Druckplatte und/oder der Kupplungsscheibe und/oder den Reibbelägen bringbar/vorbeiführbar. Die Fluidtransporteinrichtung weist bevorzugt eine Unterdruckseite auf, an der durch die Fluidtransporteinrichtung ein Unterdruck erzeugt wird, und/oder eine Überdruckseite, an der durch die Fluidtransporteinrichtung ein Überdruck erzeugt wird. Fluid ist mittels der Fluidtransporteinrichtung bevorzugt von einem Punkt zwischen ihr und der Kupplung zu der Kupplung mittels Überdruck transportierbar. Besonders bevorzugt ist Fluid von einem Punkt, zwischen welchem und der Fluidtransporteinrichtung die Kupplung angeordnet ist, in Richtung der Kupplung mittels Unterdruck transportierbar. Die Fluidtransporteinrichtung ist z. B. eine oder eine Kombination folgender Möglichkeiten: Pumpe, Lüfter(rad), Radiallüfter, Axiallüfter, Anordnung von einem oder mehreren Fluidleitelementen bzw. Strömungselementen. Als Fluidtransporteinrichtung ist bevorzugt auch ein statisches Leit-/Einströmelement zu verstehen, welches z. B. den Fahrtwind nutzt und somit Luft während der Fahrt von außerhalb des Fahrzeugs zur Kupplung umleitet. Die Fluidtransporteinrichtung ist z. B. aus Kunststoff und/oder Alu-Druckguss. Die Fluidtransporteinrichtung ist bevorzugt am Hybridmodul, bevorzugt an einem Bauteil, insbesondere dem Rotor des Hybridmoduls anordenbar oder angeordnet, derart, dass ein Fluid zu der Kupplung transportierbar ist. Bevorzugt weist die Kühlvorrichtung mehrere Fluidtransporteinrichtungen auf.
Das Fluid ist z. B. Kühlgas, besonders bevorzugt Luft.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ist die Fluidtransporteinrichtung drehfest mit dem Rotor verbunden. Alternativ ist sie über ein Getriebe mit dem Rotor verbunden. In beiden Fällen ist die Rotationsenergie des Rotors auf die Fluidtransporteinrichtung übertragbar. Diese kommt somit ohne separate Stromzufuhr oder Motor aus. Sie kann damit auch platzsparend angeordnet werden. Z. B. ist sie auf eine Rotorwelle steckbar, z. B. ist sie ein steckbares Lüfterrad.
Eine weitere erfindungsgemäße Kühlvorrichtung umfasst mindestens einen Kanal, welcher eingerichtet ist, das Fluid zu der Kupplung führen. Auf diese Weise ist Fluid gezielt an die zur Überhitzung neigenden Kupplungskomponenten heranführbar. Ferner kann mittels eines Kanals der Strömungswiderstand möglichst niedrig gehalten werden. Bevorzugt steht der Kanal mit der Fluidtransporteinrichtung in fluidischer Verbindung. Bevorzugt befindet sich die Fluidtransportrichtung in dem Kanal. Der Kanal weist bevorzugt radiale und/oder axiale Bereiche bzgl. der Rotationsachse auf, in denen die Fluidströmung radial (radialer Bereich) bzw. axial (axialer Bereich) ist. Bevorzugt besteht der Kanal zumindest teilweise aus Freiräumen, z. B. Bohrungen, welche in dem Gehäuse des Hybridmoduls und/oder dem Rotor eingebracht sind oder werden. Insbesondere weist das Kupplungsgehäuse Öffnungen, bevorzugt Bohrungen und/oder ausgestanzte Bereiche auf, welche als Kanal dienen und Fluid in das Kupplungsgehäuse hinein und/oder herausführen. Bevorzugt weist die Kühlvorrichtung ein zusammenhängendes System aus mehreren Kanälen auf.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung definiert der Kanal mindestens einen Kreislauf innerhalb des Hybridmoduls. Auf diese Weise ist Fluid mittels einer Fluidtransporteinrichtung zugleich zu der Kupplung hinführbar und wegführbar. Bevorzugt definiert der Kanal einen geschlossenen Kreislauf, so dass Fluid nicht unkontrolliert aus dem Kreislauf entweichen kann und neues, evtl. verschmutztes Fluid nicht unkontrolliert von außen in den Kreislauf gelangen kann.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung weist der Kanal eine von außen in das Hybridmodul führende Fluidzufuhr und/oder eine nach außen aus dem Hybridmodul führende Fluidabfuhr auf. Auf diese Weise ist Fluid, das z. B. anderweitig zur Kühlung vorhanden ist, z. B. aus einem anderen Kühlkreislauf, verwendbar oder es ist ein Frischluftdurchzug realisierbar, wobei Frischluft bevorzugt vorgefiltert wird. Hierfür ist bevorzugt ein Filter an der Fluidzufuhr angeordnet. Bevorzugt ist die Fluidzufuhr und/oder die Fluidabfuhr an die Klimaanlage und/oder Heizanlage des Fahrzeugs gekoppelt. Z. B. wird durch die Klimaanlage gekühlte Luft über die Fluidzufuhr in den Kanal geleitet und/oder durch die Kupplung erwärmte Luft wird über die Fluidabfuhr bei Heizbedarf in den Fahrzeuginnenraum geleitet. Bevorzugt wird das Fluid über einen bzgl. des Hybridmoduls externen Kühlers temperiert.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung grenzt der Kanal zumindest teilweise an eine Wand eines anderen, für die Führung eines Zweitfluids eingerichteten Zweitkanals des Hybridmoduls an. Auf diese Weise ist das Fluid über die Wand kühlbar, zudem ist die Wärmetransportkapazität eines bereits vorhandenen Kühlkreislaufs im Hybridmodul für den Abtransport von Wärme nutzbar. Somit wird das Fluid bevorzugt über dem Zweitkanal der elektrischen Maschine gekühlt. Die bevorzugt wärmeleitende Wand ist bevorzugt eine gemeinsame Wand des Kanals und des Zweitkanals. Bevorzugt weist der Stator des Hybridmoduls den Zweitkanal auf. Letzterer enthält bevorzugt ein Zweitfluid, mittels welchem der Stator z. B. dessen magnetische Komponenten, insbesondere dessen Elektromagnete kühlbar sind. Bevorzugt befindet sich eine durchgehende, wärmeleitende Wand zwischen dem Kanal und dem Zweitkanal. Bevorzugt sind das Fluid und das Zweitfluid räumlich voneinander getrennt, so dass sie sich nicht vermischen. Bevorzugt wird eine Luftströmung in dem Glockengehäuse der Kupplung ermöglicht, bei der die strömende Luft durch vorbeiführen am Kühlkanal der E-Maschine gekühlt wird.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung sind an der Wand Kühlrippen angeordnet, welche in den Kanal ragen. Auf diese Weise wird der Wärmeaustausch zu der Wand und somit die Kühlung des Fluids erhöht. Bevorzugt sind die Kühlrippen längs der Strömungsrichtung des Fluids angeordnet. Dies vermindert den Strömungswiderstand.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ist die Fluidtransporteinrichtung zusätzlich eingerichtet, das Fluid zu elektrischen und/oder magnetischen Komponenten des Rotors zu transportieren und/oder der Kanal führt zumindest teilweise an solchen Komponenten des Rotors vorbei. Somit sind in einfacher Weise auch die evtl. sich überhitzenden Bauteile eines Rotors kühlbar. Elektrische Komponenten sind bevorzugt solche, die von Strom durchflossen werden, magnetische Komponenten solche, welche ein Magnetfeld erzeugen können oder besitzen. Bevorzugt ist der Spalt oder sind vorhandene Spalten zwischen Rotor und Stator ein Teil des Kanals oder Kanalsystems.
Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug, wobei das Hybridmodul eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung aufweist. Ein solches Hybridmodul weist gegenüber anderen für die Kupplung verbesserte thermische Bedingungen auf.
Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein Kühlverfahren, bei dem eine in einem Rotor (50) eines Hybridmoduls (40) für ein Kraftfahrzeug integrierte Kupplung (60) gekühlt wird, wobei folgender Schritt durchgeführt wird:

– Transportieren eines Fluids zu der Kupplung (60) mittels mindestens einer Fluidtransporteinrichtung (10).

Die nachfolgenden Verfahren sind jeweils auf eines oder mehrere der Verfahren, die vor dem jeweiligen Verfahren genannt sind, rückbezogen. Merkmale der bereits beschriebenen Kühlvorrichtung und des Hybridmoduls sind analog auch in dem Verfahren bevorzugt vorhanden.
In einem zweiten Kühlverfahren wird die Fluidtransporteinrichtung (10) durch den Rotor (50) angetrieben. In einem dritten Kühlverfahren wird Fluid über mindestens einen Kanal (20, 20.1, 20.2) zu der Kupplung (60) geführt. In einem vierten Kühlverfahren wird das Fluid in einem Kanalkreislauf innerhalb des Hybridmoduls (40), welchen der Kanal (20, 20.1, 20.2) definiert, transportiert. In einem fünften Kühlverfahren wird Fluid über eine Fluidzufuhr in den Kanal (20) zur Kupplung (60) transportiert und/oder von der Kupplung (60) weg und über eine Fluidabfuhr aus dem Kanal (20, 20.1, 20.2) transportiert. In einem sechsten Kühlverfahren wird das Fluid über eine Wand (72) eines anderen, für die Führung eines Zweitfluids eingerichteten Zweitkanals (71) des Hybridmoduls (40) abgekühlt. In einem siebten Kühlverfahren wird das Fluid an Kühlrippen vorbeitransportiert, welche an der Wand (72) angeordnet sind. In einem achten Kühlverfahren wird das Fluid zusätzlich zu elektrischen und/oder magnetischen Komponenten des Rotors (50) transportiert und/oder das Fluid wird über einen Kanal (20, 20.1, 20.2) zumindest teilweise an solchen Komponenten des Rotors (50) vorbeiführt.
Beispielhaft für mögliche Ausführungsformen zeigen die 1–3 Kühlvorrichtungen 1 und erfindungsgemäße Hybridmodule 40, 4 eine Fluidtransporteinrichtung 10, wobei in
1 eine schematische Darstellung gewählt ist,
2 die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung 1 zusätzlich einen Kanal 20 aufweist,
3 ein Fluidstrom der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 1 gezeigt ist,
4 eine leicht perspektivische Darstellung einer Fluidtransporteinrichtung 10 gezeigt ist.
In 1 weist die Kühlvorrichtung 1 eine Fluidtransporteinrichtung 10 auf. Ein Hybridmodul 40 weist einen Stator 70 auf und einen Rotor 50, in den eine Kupplung 60 integriert ist. Die Fluidtransporteinrichtung 10 ist an einer Seite der Kupplung 60, z. B. der Getriebeseite, am Rotor 50 angeordnet. Gestrichelt gezeigt ist eine Alternative, bei der die Fluidtransporteinrichtung 10 an der anderen Seite, der Kupplung 60, z. B. der Verbrennungsmotorseite, angeordnet ist. Bevorzugt ist die Fluidtransporteinrichtung 10 drehfest mit dem Rotor 50 verbunden. In der alternativen Anordnung (gestrichelt) ist sie drehfest mit der durch den Verbrennungsmotor angetriebenen Welle verbunden.
Im Betrieb der Erfindung wird mittels der Fluidtransporteinrichtung 10 Fluid in Richtung der Kupplung 60 transportiert, was durch Ansaugen von Fluid aus dem Bereich der Kupplung 60 erfolgt, so dass neues, kühleres Fluid von weiter entfernt zur Kupplung 60 nachströmt, und/oder durch Hinführen von Fluid von der Fluidtransporteinrichtung 10 zur Kupplung 60 mittels eines durch die Fluidtransporteinrichtung 10 erzeugten Überdrucks. Bevorzugt wird die Fluidtransporteinrichtung 10 durch die Drehung des Rotors 50 oder der verbrennungsmotorseitigen Kupplungswelle (links in der Zeichnung, gestrichelte Variante) angetrieben.
Auf diese Weise wird Hitze, welche bspw. durch Reibung in der Kupplung 60 entsteht und aufgrund der die Kupplung 60 umschließenden Bauweise nicht ausreichend abgeleitet wird, mittels des Fluids von der Kupplung 60 aufgenommen und sie kann weitertransportiert werden.
In 2 weist die Kühlvorrichtung 1 einen Kanal 20 und eine Fluidtransporteinrichtung 10 auf, die ein Strömungselement 11 aufweist. Der Kanal 20 weist mindestens einen radialen Abschnitt 20.2 und mindestens einen axialen Abschnitt 20.1 auf. In dem Kanal befindet sich Luft als Fluid. Das Hybridmodul 40 weist im Vergleich zu 1 zusätzlich ein Hybridmodulgehäuse 41 auf, welches das Hybridmodul 40 umschließt, bevorzugt im Wesentlichen luftdicht abdichtet. Der Kanal 20, z. B. der obere axiale Abschnitt 20.1 des Kanals 20 bzw. axiale Kanal 20.1, ist eine axiale Bohrung durch das Hybridmodulgehäuse 41. Alternativ oder zusätzlich ist ein axialer Abschnitt 20.1 des Kanals 20 durch eine zusätzliche äußere, einen Freiraum zwischen ihr und dem Hybridmodulgehäuse 41 bildende Verblendung gebildet. Analog ist auch ein radialer Abschnitt 20.2 des Kanals 20 bzw. radialer Kanal 20.2 bildbar. Bevorzugt wird zur Bildung eines (z. B. radialen oder axialen) Kanals 20 eine bereits vorhandene Verrippung (z. B. Radialverrippung oder Axialverripppung), welche z. B. üblicherweise zur Förderung der Steifigkeit am Hybridmodulgehäuse 41 eingebracht ist, ausgenutzt. Der Zwischenraum einer solchen (Steifigkeits-)Verrippung bildet bevorzugt einen Kanal (z. B. radial oder axial). Der Stator 70 weist außerdem eine Statorkühlung in Form aneinander liegender Zweitkanäle 71 auf, welche ein Zweitfluid, z. B. Kühlflüssigkeit, zur Kühlung des Stators 70 enthält. Eine wärmeleitende Wand 72, die bevorzugt auf einer Seite (wie gezeigt) Rippen aufweist, besonders bevorzugt auf beiden Seiten, trennt den Kanal 20 von dem Zweitfluid der Statorkühlung. Die parallel angeordneten Rechtecke, welche sich an Stator 70 und Rotor 50 gegenüberliegen, stellen magnetische Komponenten jeweils des Stators 70 und jeweils Rotors 50 dar. Die Kupplung 60 weist im Vergleich zu 1 zusätzlich Reibbeläge 61 auf und ein Kupplungsgehäuse 62, das bevorzugt ein Glockengehäuse ist. Es weist Löcher auf, die einen Teil des Kanals 20 darstellen und eingerichtet sind, Fluid in das Kupplungsgehäuse 62 heraus- und hereinzuführen. Zwischen dem Rotor 50 und dem Stator 70, insbesondere zwischen den magnetischen Komponenten, besteht ein Spalt 42. In einer Variante ist der Spalt 42 ein Teil des Kanals 20.
Der Betrieb der Erfindung wird anhand von 3 erläutert, welche dieselbe Kühlvorrichtung 1 und dasselbe Hybridmodul 40 wie 2 zeigen, jedoch zur besseren Übersicht ohne Bezugszeichen. Außerdem ist eine beispielhafte Bewegung des Fluids durch Pfeile veranschaulicht. Die Fluidtransporteinrichtung 10 transportiert durch Bewegung des Strömungselements 11 Fluid in axialer Richtung. Es wird in einen radialen Kanal 20.2, dann in einen axialen Kanal 20.1 umgeleitet. Dort wird es entlang der Wand 72 transportiert. Die Wand 72 ist gekühlt durch das Zweitfluid, welches im Zweitkanal 71 zirkuliert, um den Stator 70 zu kühlen. An der Wand 72 wird das Fluid im axialen Kanal 20.1 gekühlt. Das nun gekühlte Fluid wird weiter in einen weiteren radialen Kanalabschnitt 20.2 transportiert und strömt dort radial nach innen. Es wird dann wieder in Axialrichtung zur Kupplung 60 abgelenkt und strömt durch eine oder mehrere Öffnungen des Kupplungsgehäuses 62. Es durchsetzt das Innere des Kupplungsgehäuses 62 und umströmt insbesondere die Reibbeläge 61 der Kupplung 60, deren abgegebene Wärme das Fluid aufnimmt bevor es durch eine oder mehrere weitere Öffnungen des Kupplungsgehäuses 62 wieder aus dem Kupplungsgehäuse 62 austritt und zur Fluidtransporteinrichtung 10 strömt. Von dort bewegt sich das Fluid erneut in dem gezeigten Kreislauf. In einer (nicht gezeigten) Variante wird das Fluid außerdem durch den Spalt 42 transportiert und kühlt auf diese Weise die magnetischen Komponenten des Stators 70 und Rotors 50, bevorzugt auch evtl. vorhandene elektrische Komponenten.
Auf diese Weise wird das Fluid in einem Kreislauf transportiert, der einerseits eine Kühlung des Fluids an einem in dem Hybridmodul bevorzugt bereits vorhandenen Kühlkreislauf ermöglicht und andererseits eine Wärmeaufnahme durch das Fluid im Bereich der Kupplung 60, insbesondere im Bereich der Reibbeläge 61 der Kupplung, bevorzugt innerhalb des Kupplungsgehäuses 62, ermöglicht.
In 4 ist die Fluidtransporteinrichtung 10 ein Lüfterrad, welches Strömungselemente 11 aufweist. An der Nabe des Lüfterrads 10 ist mindestens ein Vorsprung 12 angeordnet. Auf diese weise ist das Lüfterrad 10 auf eine Welle drehfest steckbar, insbesondere auf die getriebeseitige Rotorwelle des Hybridmoduls 40. Eine Welle des Hybridmoduls 40, auf welche die Fluidtransporteinrichtung 10 steckbar ist, weist bevorzugt mindestens eine entsprechende Vernutung auf.
Mit dieser Erfindung ist erstmals erkannt worden, dass die Funktion einer rotorintegrierten Kupplung des Hybridmoduls unter erhöhten thermischen Bedingungen leidet und wie dem begegnet werden kann. Bspw. ist auf diese Bedingungen ein höherer Verschleiß der Kupplung zurückzuführen. Es wurde erkannt, wie die Kupplungsfunktion verbessert werden kann. Mittels einer Kühlvorrichtung bzw. eines Kühlverfahrens ist erstmals eine rotorintegrierte Kupplung eines Hybridmoduls kühlbar, wodurch die Gesamtfunktion der Kupplung verbessert wird, bspw. Verschleiß unterbunden oder zumindest vermindert wird. Mittels einer Transporteinrichtung ist eine Fluidbewegung erzwingbar, wobei das Fluid Wärme bevorzugt aus der direkten Umgebung der Kupplung 60 aufnimmt, z. B. indem das Fluid in direkten Kontakt zum Glockengehäuse der Kupplung oder den Reibbelägen gebracht wird. Das Fluid ist bevorzugt mittels der Kühlvorrichtung und einem dafür eingerichteten Kanalsystem innerhalb des Hybridmoduls zirkulierbar. Auf diese Weise wird die Wärme effektiv abtransportiert und Fluid ist nicht der Gefahr ausgesetzt zu verschmutzen. Besonders bevorzugt wird das im Hybridmodul zirkulierende Fluid an einer Stelle des Hybridmoduls gekühlt, z. B. durch eine Statorkühlung. Die Kühlung der motorseitigen Trennkupplung eines Hybridmoduls bzw. der Glockenluft im gesamten Hybridmodul wird ermöglicht. Die Kühlung der Glockenluft bzw. im speziellen der Reibkomponenten der Trennkupplung wird bevorzugt dadurch erreicht, dass durch verschiedene rotierende Elemente eine gezielte Luftströmung im Hybridmodul erfolgt. Die Luftströmung wird bevorzugt explizit über den Kühlkanal der E-Maschine geleitet, welcher mit einem Kühlmedium durchströmt wird. Dadurch wird die umströmende Luft besonders gekühlt wodurch eine Kühlung der gesamten Luft in dem Glockengehäuse und im Speziellen der Reibelemente der Kupplung erreicht wird. Es wird, insbesondere auch durch eine (zusätzlich gezielte) Vorbeiführung des Fluids am Rotor und/oder Stator, eine weitere Verbesserung des thermischen Zustands im Hybridmodul erreicht.
Bezugszeichenliste

1: Kühlvorrichtung
10: Fluidtransporteinrichtung
11: Strömungselement
12: Vorsprung
20: Kanal
20.1: axialer Kanal
20.2: radialer Kanal
40: Hybridmodul
41: Hybridmodulgehäuse
42: Spalt zwischen Rotor und Stator im Hybridmodul
50: Rotor
60: Kupplung
61: Reibbeläge
62: Kupplungsgehäuse
70: Stator
71: Zweitkanal
72: Wand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10036504 B4 [0002]

Claims

Kühlvorrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (1) eine Kühlvorrichtung (1) für eine in einem Rotor (50) eines Hybridmoduls (40) für ein Kraftfahrzeug integrierte Kupplung (60) ist und die Kühlvorrichtung umfasst: – mindestens eine Fluidtransporteinrichtung (10), welche eingerichtet ist, ein Fluid zu der Kupplung (60) zu transportieren.
Kühlvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Fluidtransporteinrichtung (10) drehfest mit dem Rotor (50) verbunden ist.
Kühlvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlvorrichtung (1) mindestens einen Kanal (20, 20.1, 20.2) umfasst, welcher eingerichtet ist, das Fluid zu der Kupplung (60) führen.
Kühlvorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei der Kanal (20, 20.1, 20.2) mindestens einen Kreislauf innerhalb des Hybridmoduls (40) definiert.
Kühlvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei der Kanal (20, 20.1, 20.2) eine von außen in das Hybridmodul (40) führende Fluidzufuhr und/oder eine nach außen aus dem Hybridmodul (40) führende Fluidabfuhr aufweist.
Kühlvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Kanal (20, 20.1, 20.2) zumindest teilweise an eine Wand (72) eines anderen, für die Führung eines Zweitfluids eingerichteten Zweitkanals (71) des Hybridmoduls (40) angrenzt.
Kühlvorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei an der Wand (72) Kühlrippen angeordnet sind, welche in den Kanal (20, 20.1, 20.2) ragen.
Kühlvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fluidtransporteinrichtung (10) zusätzlich eingerichtet ist, das Fluid zu elektrischen und/oder magnetischen Komponenten des Rotors (50) zu transportieren, und/oder der Kanal (20, 20.1, 20.2) zumindest teilweise an solchen Komponenten des Rotors vorbeiführt.
Hybridmodul (40) für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass, das Hybridmodul (40) eine Kühlvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
Kühlverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass eine in einem Rotor (50) eines Hybridmoduls (40) für ein Kraftfahrzeug integrierte Kupplung (60) gekühlt wird, wobei folgender Schritt durchgeführt wird: – Transportieren eines Fluids zu der Kupplung (60) mittels mindestens einer Fluidtransporteinrichtung (10).