1.本发明涉及一种用于电动车辆的驱动系统。
背景技术：2.de 10 2019 205 466 a1公开了多个电车辆驱动部件的布置，这些电车辆驱动部件包括电池、电机、逆变器和大电流电缆，该大电流电缆具有用于传导大电流的电缆芯和在电缆套与电缆芯之间的冷却剂通道。这些车辆驱动部件连接到多个为了冷却而必须被运行的冷却回路上。
3.de 10 2019 103 735 a1公开了一种用于电动车辆的驱动系统，该驱动系统具有电池、变流器和电机。还设置有冷却装置，借助于该冷却装置可以对变流器和电机进行冷却。其他部件不被冷却。
技术实现要素：4.本发明的目的在于：提供一种相对于此经改进的驱动系统。
5.该目的通过本发明的驱动系统来实现。
6.用于电动车辆的驱动系统具有动力电池、逆变器和电机来作为驱动部件。动力电池经由逆变器与电机电连接。在此，动力电池与逆变器(直流电压侧)以及逆变器与电机(交流电压侧)分别借助于高压连接元件来电连接。该驱动系统具有冷却回路，用于借助于优选液态的冷却介质来冷却驱动部件，其中这些驱动部件和这些高压连接元件分别设计成引导冷却介质并且(整体上)至少形成该冷却回路的一部分。
7.换言之，这些驱动部件和这些高压连接元件分别被设计成使得这些驱动部件和这些高压连接元件可以引导冷却介质。具体来说，这些驱动部件和这些高压连接元件可以分别具有用于引导冷却介质的通道区段。在组装好的状态下(驱动部件和高压连接元件彼此耦合)，这些通道区段形成冷却介质通道并且因此形成冷却回路的部分。因此，导电并且传导功率的驱动部件和高压连接元件也引导冷却介质。
8.换言之，这些驱动部件和这些高压连接元件的导电线芯并排地、例如以平行的布置方式与用于冷却介质的通道区段一起从动力电池延伸经过在动力电池与逆变器之间的电气高压连接元件、逆变器、在逆变器与电机之间的其他高压连接元件，并且延伸经过电机。因此，冷却路径与电流或功率路径一起延伸。这有助于以设计简单的方式对这些驱动部件进行经优化且均匀的冷却。
9.这些高压连接元件不仅应能够传输高电压(例如在400伏特与800伏特之间)，而且应能够传输高电流(例如在250安培至600安培或900安培之间)。因而，也可以将高压连接元件称为大电流连接元件。
10.电动车辆尤其是机动车辆，如电力驱动的乘用车辆(pkw)或载重车辆(lkw)。驱动系统用作电动车辆的牵引驱动装置。逆变器尤其可以是脉冲逆变器。优选地，可以使用液态的冷却介质、例如水或油来作为冷却介质。
11.充电线可以连接到动力电池上，该充电线使动力电池与充电插座(在电动车辆上设置的充电插座)电连接。充电线可以接到冷却回路上，以便相对应地被冷却。
12.优选地，这些高压连接元件可以分别被设计成高压导线(单芯或多芯高压电缆)、插接连接器、汇流排或者螺纹连接件。由此，可以传输与相应的要求相对应地足够高的电流。
13.优选地，这些高压连接元件分别具有包覆物，该包覆物向外包围相应的高压连接元件，其中在包覆物与高压连接元件之间的中间空间中形成通道区段，在该通道区段中引导冷却介质。由此，可以在结构方式紧凑的情况下传递大量热量。
14.优选地，这些驱动部件和这些高压连接元件分别具有连接接口，用于使驱动部件与高压连接元件彼此耦合，其中连接接口分别具有电接头(传导功率或导电)和流体接头(引导冷却介质)。因此，电接头和流体接头整合在连接接口中。通过这些连接接口的连接，相关的驱动部件和高压连接元件彼此电连接以及流体连接。
15.优选地，这些驱动部件和这些高压连接元件的一部分或者所有驱动部件和高压连接元件可以被设计成使得这些驱动部件和这些高压连接元件通过冷却介质借助于直接冷却是可冷却的或能够被冷却的。因此，这些驱动部件和这些高压连接元件的具有特别高的冷却需求的部分或区域可以直接被冷却介质环流。为此，这些部分或区域可以与冷却回路或冷却介质通道流体连接。
16.优选地，在冷却回路中，用于对冷却介质进行调温的热交换器或冷却器可以(在冷却回路或冷却介质的循环方向上)连接在动力电池的上游。由此，可以在冷却回路的冷却介质与驱动系统的周围环境之间进行热传递。这样，例如可以借助于热交换器将被冷却介质吸收的热能释放到周围环境。
17.优选地，驱动系统可具有与电机耦合的、尤其是连接在电机下游的传动机构来作为另外的驱动部件，其中该传动机构具有传动机构-热交换器并且该传动机构-热交换器纳入冷却回路中。传动机构-热交换器可以在冷却回路或冷却介质的循环方向上连接在电机的下游。由于冷却回路的冷却介质流经传动机构-热交换器，可以使用加热过的冷却介质来对传动机构油进行调温。整个驱动系统的冷却介质都可以将热量藉由传动机构-热交换器释放给传动机构油。由此，可以提高传动机构的效率。替代性地或补充地，传动机构或传动机构油可以借助于冷却回路来被冷却。
18.优选地，驱动系统可以具有至少两个逆变器、至少两个电机和至少两个具有传动机构-热交换器的传动机构，其中逆变器、电机和具有传动机构-热交换器的传动机构相应地组合成驱动模块。因此，驱动系统具有两个或更多个驱动模块，通过该两个或更多个驱动模块例如可以实现独轮驱动。例如，可以存在一个到两个驱动模块来驱动第一车桥(例如前车桥)和/或一个到两个驱动模块来驱动第二车桥(例如后车桥)。接着，冷却回路可以例如在流经动力电池之后分成两股或更多股分流，这些分流中的每股分流流经各一个驱动模块。在此，分流相应地流经逆变器、电机和相关传动机构的传动机构-热交换器。在经过传动机构-热交换器之后，冷却回路的这两股或更多股分流可以再次汇聚形成一股流。这些驱动模块可以由共同的动力电池来供应能量或者分别具有自己的电池。
19.优选地，在冷却回路中，用于输送冷却介质的泵可以连接在动力电池的上游。因此，可以确保冷却介质的输送，例如其方式为在冷却介质进入动力电池之前提高冷却介质
的压力水平。泵尤其紧接在动力电池的上游。
20.优选地，在冷却回路中，用于输送冷却介质的(另外的)泵可以连接在电机的上游。这也有助于例如通过在冷却介质进入电机之前提高冷却介质的压力水平来确保冷却介质的输送。该另外的泵尤其紧接在电机的上游。
21.优选地，冷却回路可以是驱动系统的唯一的冷却回路。换言之，这些驱动部件和这些电高压连接元件全部都纳入冷却回路中并且通过该冷却回路相对应地被调温或冷却。由于该驱动系统仅具有一个冷却回路，因此构件数量减少且复杂性降低。
22.优选地，冷却回路可以只具有唯一一种冷却介质。这有助于简化冷却回路的结构并且有助于降低冷却回路的复杂性，原因在于只须提供一种冷却介质并且在冷却回路中引导该冷却介质。
23.优选地，一个、多个或所有驱动部件可以分别经由能操控的切换阀来与冷却回路流体连接。因此，相应的驱动部件可以根据冷却需求而被接到冷却回路上(例如打开切换阀)或者与冷却回路分开(例如关闭切换阀)。因此，可以实现针对驱动系统和整个车辆的最佳且符合需求的热管理。在这些驱动部件处可以分别设置旁路管线，这些旁路管线能够与冷却回路流体连接。这样，当在这些驱动部件之一处的切换阀例如关闭时，冷却回路可以绕开该驱动部件并且例如流经沿流动方向后续的驱动部件。
24.优选地，可以设置一个或多个热交换装置(热交换器或附加技术系统)，其中相应地，热交换装置的第一侧纳入冷却回路中并且热交换装置的第二侧具有用于释放热能、尤其是向车辆内部空间或电动车辆的内部空间释放热能的放热接头。因此，可以实现有利地将车辆内部空间空调纳入或整合到冷却回路中。例如，驱动系统或者一个或多个驱动部件的废热可以被用于加热车辆内部空间。
25.开头提到的目的还通过一种使用具有上述方面中的一个或多个方面的驱动系统的电动车辆来实现。关于优点，参阅关于该驱动系统的相关实施方式。
26.结合该驱动系统所描述的和/或随后还被阐述的措施可以用于该电动车辆的进一步的设计方案。
附图说明
27.其他有利的设计方案从以下描述和附图中得出。在附图中分别示意性地：
28.图1示出了驱动系统的原理电路图；
29.图2示出了驱动系统的一部分的部分剖开的侧视图；
30.图3示出了具有多个驱动模块的驱动系统的设计方案。
具体实施方式
31.在图1中示意性示出了用于电动车辆100的驱动系统10的原理电路图。在图1中，还简示出电动车辆100，该电动车辆具有这样的驱动系统10。随后描述驱动系统10。
32.驱动系统10具有动力电池12、逆变器14和电机16来作为驱动部件。动力电池12经由逆变器14与电机16电连接。逆变器14具有直流电压侧18和交流电压侧20。动力电池12与逆变器14以及逆变器14与电机16分别借助于高压连接元件22、24电连接。
33.驱动系统10具有冷却回路26，用于借助于优选液态的冷却介质28来冷却驱动部
件，其中这些驱动部件(动力电池12、逆变器14和电机16)和这些高压连接元件22、24分别设计成引导冷却介质并且整体上形成冷却回路26的一部分30。
34.这些驱动部件(动力电池12、逆变器14和电机16)和这些高压连接元件22、24分别具有传导功率或导电的线芯l以及用于引导冷却介质28的通道区段k。线芯l和通道区段k一起并排地、尤其是彼此平行地延伸经过动力电池12、高压连接元件22、逆变器14、高压连接元件24并且延伸经过电机16。
35.在该示例中，高压连接元件22被设计成多芯高压导线(未示出)。高压连接元件24可以被设计成多芯高压导线、插接连接器、汇流排或者螺纹连接件(未示出)。
36.如已经示出的那样，高压连接元件22、24分别具有传导功率或导电的线芯l以及用于引导冷却介质28的通道区段k。为了形成通道区段k，高压连接元件22、24可以分别具有包覆物，该包覆物向外包围相应的高压连接元件22、24，其中在包覆物与高压连接元件22、24或线芯l之间的中间空间中形成用于冷却介质28的通道区段k(未示出)。
37.这些驱动部件和这些高压连接元件22、24分别具有连接接口32、34，用于使驱动部件与高压连接元件22、24耦合(为了清楚而在图1中仅绘制一次)，其中连接接口32、34分别具有电接头(传导功率或导电)和流体接头(引导冷却介质28)(未示出)。
38.这些驱动部件和这些高压连接元件22、24的一部分或者所有驱动部件(动力电池12、逆变器14和电机16)和高压连接元件22、24可以被设计成使得这些驱动部件和这些高压连接元件通过冷却介质28借助于直接冷却是可冷却的或能够被冷却的。具有特别高的冷却需求的部分或区域可以直接被冷却介质28环流。
39.在该示例中，在冷却回路26中，用于对冷却介质28进行调温的冷却器或热交换器36在冷却回路26或冷却介质28的循环方向u上连接在动力电池12的上游。
40.在该示例中，驱动系统10具有与电机16耦合的、连接在电机16下游的传动机构40来作为另外的驱动部件(参见图2)，其中传动机构40具有传动机构-热交换器42并且传动机构-热交换器42纳入冷却回路26中(参见图1)。在该示例中，传动机构-热交换器42在冷却回路26或冷却介质28的循环方向上连接在电机16的下游。
41.在该示例中，在冷却回路26中，用于输送冷却介质28的泵44连接在动力电池12的上游、尤其是紧接在该动力电池的上游。在该示例中，在冷却回路26中，用于输送冷却介质28的另外的泵46连接在电机16的上游。
42.在该示例中，所示出的冷却回路26是驱动系统10的唯一的冷却回路。这些驱动部件(动力电池12、逆变器14、电机16和传动机构40)和电高压连接元件22、24全部都纳入冷却回路26中并且通过冷却回路26相对应地被调温或冷却。在该示例中，冷却回路26只具有唯一一种冷却介质28。
43.图2示出了驱动系统10的部分剖开的侧视图，其中为了更清楚起见，仅示出了逆变器14、电机16、传动机构40以及冷却回路26的一部分。
44.连接接口34位于逆变器14的直流电压侧18，其中连接接口34分别具有电接头50或l(传导功率或导电)和流体接头52或k(引导冷却介质28)。在交流电压侧20形成另外的连接接口34'，该另外的连接接口具有电接头50'和流体接头52'。高压连接元件24例如借助于汇流排形成于电接头50'处。在流体接头52'处，将冷却介质28移交给电机16。
45.逆变器14具有壳体54，该壳体具有上端盖56。在壳体54内布置有冷却几何结构58，
例如用于载体板和/或逆变器14的有源部件60的电气部件，该冷却几何结构借助于冷却介质28来被流经。
46.电机16同样借助于冷却介质28来被流经，该冷却介质在入口端62处进入电机16并且在出口端64处离开电机16。电机16可以具有定子冷却装置、例如定子直接冷却装置。冷却介质28在离开出口64之后流经传动机构-热交换器42。
47.图3示出了驱动系统10的设计方案，其中驱动系统10具有：两个逆变器14、14'，两个电机16、16'和两个具有传动机构-热交换器42、42'的传动机构40、40'，其中逆变器14、14'，电机16、16'和具有传动机构-热交换器42、42'的传动机构40、40'相应地组合成驱动模块70、70'。因此，驱动系统10具有两个驱动模块70、70'，通过这两个驱动模块可以实现独轮驱动。
48.在该示例中，两个驱动模块70、70'通过动力电池12来被供应电能。在该示例中，充电线80连接到动力电池12上，该充电线使动力电池12与在电动车辆100处的充电插座电连接(未示出)。充电线80连接到冷却回路26上，以便被冷却。充电线80具有导电或传导功率的线芯l以及用于冷却介质28的通道区段k。
49.冷却介质28在入口82处(例如来自热交换器36)进入动力电池12，流经该动力电池并且接着被分成两股分流84、86，其中对驱动模块70、70'各自输送一股分流84、86。
50.分别具有导电或传导功率的线芯l以及用于冷却介质28的通道区段k的高压连接元件22、22'使动力电池12与逆变器14、14'电连接以及流体连接(直流电压侧18)。
51.每股分流84、86分别流经驱动模块70、70'，其中冷却介质28分别经过逆变器14、14'，电机16、16'和传动机构-热交换器42、42'。在逆变器14、14'中，冷却介质28相应地流经冷却几何结构58、58'。
52.高压连接元件24、24'借助于汇流排形成于交流电压侧20，这些高压连接元件分别使逆变器14、14’与电机16、16'电连接。在那里，还将冷却介质28移交给电机16，在该电机中，冷却介质28用于定子17、17'的冷却。
53.然后，冷却介质28相应地离开电机16、16'并且相应地被输送给传动机构40、40'的传动机构-热交换器42、42'。在经过传动机构-热交换器42、42'之后，冷却回路26的这两股分流84、86必要时可以汇聚形成一股流并且被引导回到热交换器36。
54.如上所述，一个、多个或所有驱动部件可以分别经由能操控的切换阀与冷却回路26相连接(未示出)。因此，相应的驱动部件可以根据冷却需求而被接到冷却回路上或者与冷却回路分开。
55.可选地，可以设置一个或多个热交换装置，其中相应地，热交换装置的第一侧纳入冷却回路26中并且热交换装置的第二侧具有用于释放热能的放热接头(未示出)。因此，一个或多个驱动部件的废热可以被用于加热车辆内部空间。
技术特征：1.一种用于电动车辆(100)的驱动系统(10)，所述驱动系统具有动力电池(12)、逆变器(14，14')和电机(16，16')作为驱动部件，其中所述动力电池(12，12')经由所述逆变器(14，14')与所述电机(16，16')电连接，其中所述动力电池(12)与所述逆变器(14，14')以及所述逆变器(14，14')与所述电机(16，16')分别借助于高压连接元件(22，22'；24，24')电连接，其特征在于，所述驱动系统(10)具有冷却回路(26)，所述冷却回路用于借助于冷却介质(28)来冷却所述驱动部件，其中所述驱动部件和所述高压连接元件(22，22'；24，24')分别设计成引导冷却介质并且形成所述冷却回路(26)的一部分(30)。2.根据权利要求1所述的驱动系统(10)，其特征在于，所述高压连接元件(22，22'；24，24')被分别设计成高压导线、插接连接器、汇流排或者螺纹连接件；和/或所述高压连接元件(22，22'；24，24')分别具有包覆物，所述包覆物向外包围相应的高压连接元件(22，22'；24，24')，其中在包覆物与高压连接元件(22，22'；24，24')之间的中间空间中形成通道区段(k)，所述冷却介质(28)在所述通道区段中引导。3.根据权利要求1或2所述的驱动系统(10)，其特征在于，所述驱动部件和所述高压连接元件(22，22'；24，24')分别具有连接接口(32，34)，所述连接接口用于将所述驱动部件与所述高压连接元件(22，22'；24，24')彼此耦合，其中所述连接接口(32，34)分别具有电接头(50，50')和流体接头(52，52')。4.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(10)，其特征在于，所述驱动部件的和所述高压连接元件(22，22'；24，24')中的一部分或者所有驱动部件和高压连接元件(22，22'；24，24')被设计为使得其能够通过所述冷却介质(28)借助于直接冷却来冷却。5.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(10)，其特征在于，在所述冷却回路(26)中，用于对所述冷却介质(28)进行调温的热交换器(36)连接在所述动力电池(12)的上游。6.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(10)，其特征在于，所述驱动系统(10)具有至少一个与所述电机(16，16')耦合的传动机构(40，40')作为另外的驱动部件，其中所述传动机构(40，40')具有传动机构-热交换器(42，42')并且所述传动机构-热交换器(42，42')纳入所述冷却回路(26)中。7.根据权利要求6所述的驱动系统(10)，其特征在于，所述驱动系统(10)具有：至少两个逆变器(14，14')；至少两个电机(16，16')；和至少两个具有传动机构-热交换器(42，42')的传动机构(40，40')，其中一个逆变器(14，14')、一个电机(16，16')和一个具有传动机构-热交换器(42，42')的传动机构(40，40')组合成驱动模块(70，70')。8.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(10)，其特征在于，在所述冷却回路(26)中，用于输送所述冷却介质(28)的泵(44)连接在所述动力电池(12)的上游；和/或在所述冷却回路(26)中，用于输送所述冷却介质(28)的泵(46)连接在所述电机(16，16')的上游。9.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(10)，其特征在于，所述冷却回路(26)是所述驱动系统(10)的唯一的冷却回路；和/或所述冷却回路(26)只具有唯一一种冷却介质(28)。10.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(10)，其特征在于，一个、多个或所有驱动部件分别经由能操控的切换阀与所述冷却回路(26)连接。
11.根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(10)，其特征在于，设置有一个或多个热交换装置，其中相应地，所述热交换装置的第一侧纳入所述冷却回路(26)中，并且所述热交换装置的第二侧具有用于释放热能的放热接头。12.一种电动车辆(100)，其具有根据前述权利要求中任一项所述的驱动系统(10)。
技术总结本发明涉及一种用于电动车辆(100)的驱动系统(10)，该驱动系统具有动力电池(12)、逆变器(14，14')和电机(16，16')来作为驱动部件，其中动力电池(12，12')经由逆变器(14，14')与电机(16，16')电连接，其中动力电池(12)与逆变器(14，14')以及逆变器(14，14')与电机(16，16')分别借助于高压连接元件(22，22'；24，24')来电连接，其中该驱动系统(10)具有冷却回路(26)，用于借助于冷却介质(28)来冷却驱动部件，而且其中这些驱动部件和这些高压连接元件(22，22'；24，24')分别设计成引导冷却介质并且形成冷却回路(26)的一部分(30)。本发明还涉及一种相应的电动车辆。相应的电动车辆。相应的电动车辆。
技术研发人员：M
受保护的技术使用者：保时捷股份公司
技术研发日：2022.04.29
技术公布日：2022/11/1
