專利名稱：用于汽車、尤其是履帶式汽車或者具有輪側(cè)轉(zhuǎn)向裝置的汽車的驅(qū)動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)權利要求1的特征的汽車、尤其是履帶式汽車或 者具有輪側(cè)轉(zhuǎn)向裝置的汽車的驅(qū)動體。
技術背景在DE3728171C2中公開了一種用于全履帶式汽車的、電子機械的驅(qū)動裝 置。內(nèi)燃機的功率通過發(fā)生器來轉(zhuǎn)化為電能，并且通過電馬達又用作機械驅(qū)動 功率。因此提供了一種電行駛馬達，該馬達驅(qū)動中心軸，該每個中心軸通過差 速傳動裝置與兩個履帶驅(qū)動輪相連。為了使履帶式汽車進行轉(zhuǎn)向，因此設置了 電轉(zhuǎn)向馬達，該電轉(zhuǎn)向馬達沿著相反方向通過標準軸(Nullwelle)嵌入到差速 傳動裝置中。在DE102004009030中公開了一種用于履帶式汽車的平行混合驅(qū)動裝置， 在該裝置中，例如形成為起動器/發(fā)生器的電馬達還可以在需要用艦行行駛驅(qū) 動。常常地，在這種裝置中，電馬達的功率基本上小于內(nèi)燃機的功率。它們也 稱為"軟混合布置"(Mild Hybrid Layout)。在一個沒有提前公開的申請DE102005035824中公開了一種用于履帶式汽 車的、功率分支的混合驅(qū)動裝置。因此，初始能量發(fā)生器(柴油機或者燃氣輪 機)和兩個電mM過行星齒輪傳動裝置連接起來，使初始能量發(fā)生器的,與 傳動裝置的,相分開，盡管如此，但仍保留了機械連接，從而可以實現(xiàn)較高 的效率。兩個電機的集成允許一個電機作為發(fā)電mS行工作而另一個作為電動 豐腿行工作。因此可取消牽弓間蓄電池一蓄能器在汽車中的安裝，該牽引用蓄 電池—蓄能器被布置來特別地提供驅(qū)動能量。在汽車處于靜止狀態(tài)的時間期 間，初始能量發(fā)生器可以被關掉。為了快速起動，可以釆用電的方法來起動， 其中可以借助一個也安裝在汽車中的APU (輔助電流裝置(Zusatzstromag gregat))來^j共電能。一般的公知功率電子器件(功率電子裝置)安裝在一個冷卻水通過的板中，
從而帶走廢熱，該器i^天安裝在履帶式汽車的功率單元(驅(qū)動裝置包括馬達和傳動裝置)中?？諝饫@著器件的上側(cè)流動，該空氣通aa風設備來循環(huán)，從 而可以消除熱點。由于從許多殼體壁上的冷卻水到器件中的廢熱的產(chǎn)生具有許 多熱過渡，因此在冷卻水和器件之間需要相對較大的溫差。 一般地，需要最大70度的冷卻水始流i^。在g9309428u1中公開了一種通過沸騰 ^卩方^ 行冷卻的電子器件。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是改善用在汽車中、尤其用在履帶式汽車或者具有輪側(cè)轉(zhuǎn)向 裝置的汽車中的功率電子裝置的冷卻。根據(jù)本發(fā)明，這個目的M權利要求1的特征來實現(xiàn)。用于(混合)驅(qū)動裝置電馬達的功率和控帝盹子裝置、傳動控制裝置、初始能量發(fā)生器控制裝置和用于apu的發(fā)電機的控制^a有利地成一體地集成在由初始能量發(fā)生器、負荷控制變速器和轉(zhuǎn)向傳動機構和冷卻裝置所形成的功 率單元中。根據(jù)本發(fā)明，功率電子器件(功率電子裝置)設置在^^:的、密封封閉的 殼體中，該殼體有利地成一體形成在變速器外殼內(nèi)。功率電子裝置特別有利地通過沸騰冷卻鄉(xiāng)行冷卻，如在g9309428.0中所公開的那樣。沒有殼體的電 子器件浸入在具有這樣的沸點的流體中，即該沸點低于器件的臨界工作溫度。 在沸騰過程期間，流體溫度保持不變。蒸汽在殼體壁內(nèi)進行冷凝，及因lt隨過 液化又供沸騰過程使用。蒸汽可以有選擇地被引導到冷凝器中，該冷凝器被大 氣流過并且因此被冷卻。大氣可以帶走冷卻裝置的空氣質(zhì)量流，并且可以同時 用來給馬達室謝預風。由于根據(jù)本發(fā)明不依賴于冷卻水來冷卻功率電子器件(功率電子裝置)， 因此沒有冷卻水溫度柳蹄U。在高外部溫度(>50度)時也可以確保，該電子 裝置不0熱。因此，根據(jù)本發(fā)明所布置的功率電子裝置可以有利地集i^E馬 達室或者變速器外殼內(nèi)，在那里，^it^^lioo度。汽車的總驅(qū)動功率根據(jù)汽車的需要以相應比率分配在初始能量發(fā)生器和 apu中。然后，apu有利地可以集成在功率單元中，因為混合驅(qū)動裝置的初 始能量發(fā)生器設計得相應較小。apu的電功率M31混合單元還供給至鵬動裝置 中(助力)，以用于短時間的最大功率需要量。在apu持久ite轉(zhuǎn)期間，初始 能量發(fā)生器可以在較長的靜止狀態(tài)時間有利地關掉。


下面借助實施例來詳細地解釋本發(fā)明。圖1是本發(fā)明的汽車的驅(qū)動元件的示意性布置；及圖2示出了本發(fā)明汽車馬達室內(nèi)的驅(qū)動元件的示意性布置。
具體實施方式
在圖1中示意性所示出的、例如車輛的驅(qū)動裝置具有混合動力裝置，該混合動力裝置由主能量發(fā)生器7、優(yōu)選為柴油機或者燃氣輪機構成，該主能量發(fā) 生器7 Mil混合單元12與兩個電機8、 9連接起來。電機8、 9不僅可以作為 發(fā)電機進行工作，而且還可以作為電動機皿行工作。戶腿一個電機9直接與一個示例性的負荷控制變速器10相連，差速機構 3禾蹄慟器4各自布置在負荷控制變速器的輸出器2、 5中。借助轉(zhuǎn)向馬達ll， 可以通過該差速機構3把驅(qū)動功率從一個輸出器2輸送到另一^Mr出器5中。 因此，在輸出器中產(chǎn)生了不同的旋轉(zhuǎn)速度，該不同旋,度可以導致車輛進行 轉(zhuǎn)彎。如果輸出器2、 5與履帶輪相連，那么不同的行駛速度通過滑動履帶傳 遞到路面上。但是，驅(qū)動汽車的輪也是可能的，該汽車通過輪側(cè)轉(zhuǎn)向裝置來進 行轉(zhuǎn)向?；旌向?qū)動力裝置及履帶式汽車或者具有輪側(cè)轉(zhuǎn)向裝置的汽車的轉(zhuǎn)向的 更加詳細的細節(jié)從DE102005035824.1中可以得知。此外，在圖1中清楚ite出了輔助電源裝置1，該輔助電流裝置1通過另 一個原始能量發(fā)生器和一個發(fā)電機來產(chǎn)生電流。該輔助電^K置1也可以被稱 為輔助電源裝置APU。由APU所產(chǎn)生的電流也可以用作行駛動力，并且因此 供給到電動機8、 9中。此外，可以設置蓄電池6，在電機以發(fā)電機方式工作時，該蓄電池可借助 電機8、 9來充電。如果它作為行駛馬達進行工作時，在需要時，來自蓄電池6 的電能可以又返回到電機8、 9中。需要電子器件來變換、控制和接通電流和電壓，這些電子器件被稱為功率 電子器件或者功率電子裝置。在圖2中示出了一種為示例性的、所描述的汽車所設置的功率電子裝置。 在圖2中，示出了一種汽車27的馬達室20的示意性偵艦圖。原始能量發(fā)生器 7和傳動機構10緊湊地、直接地、并排地被布置。在傳動機構10上方設置冷
卻裝置23，該冷卻裝置用于冷卻傳動機構10和原始肖遣發(fā)生器7。通過沒有 示出的麵葉輪，從汽車27的環(huán)境中抽吸空氣22，并M過冷卻體23。該 空氣的一部分也被用來給馬達室20通風。該加熱過的空氣部分地作為來自馬 達室的廢氣21和來自冷卻體的廢氣24被排出。功率電子裝置特別有利地布置在電機8、 9附近的傳動機構10中，這些電 機8、 9也j腿地安裝在'魏器外殼10內(nèi)。由于tt電機8、 9，因此較大的電 驅(qū)動功率一定得只通過一個較短的線被弓I導到一個電的高壓中間電路中。負荷電子器件26 ,地布置在獨立的、密封封閉的殼體內(nèi)，并且以沸騰 冷卻的方法通過流體來冷卻。因此，功率電子器件26直接^A在優(yōu)選為高絕 緣性的流體中，并且被加熱直到沸騰。在沸騰過程期間，該流體保持它的沸點 不變，并且使該流體中的一部分被汽化。該蒸汽可以在殼體壁內(nèi)進行冷凝，并 且因此又準備好通過液化 行冷卻。雌地，選擇流體，從而與空氣相比它能夠更好i艦行絕緣，并且電子器 件因此可以布置成相互更加緊湊。沸騰冷卻的功率電子裝置因此需要結構空間 更小，并且例如可以有利地集成在汽車、尤其是履帶式汽車或者具有輪側(cè)轉(zhuǎn)向 裝置的汽車的變速器外殼中。流體/空氣熱交換器或者冷凝器被設置用來再冷卻和/或冷凝蒸汽。流體/空 氣熱交換器/冷凝器M—個或者多個連接管與功率電子裝置的殼體相連，并且 優(yōu)選地從環(huán)境空氣來流過并且進行冷卻，該環(huán)境空氣i^地采用 轉(zhuǎn)卩裝置的空 氣質(zhì)量流。該空氣同時被用來給馬達室通風。通過相應的方法，可以實現(xiàn)冷凝器或者流體/空氣熱交換器內(nèi)的壓力不同 于功率電子裝置的殼體內(nèi)的壓力。由于沸點與壓力有關，因此冷凝器和功率電 子裝置的殼體各自可以選擇相應的溫度水平。沸騰冷卻方法的詳細描述例如記載在DE—G9309428U1中。由于功率電子裝置的冷卻與汽車冷卻系統(tǒng)23的y轉(zhuǎn)卩水無關，因此沒有冷 卻7j^鵬的限制。例如如果電子器件最多可以承受100度到120度，那么7賴卩 7K溫度由于多重熱交換而一定被限制在70度到80度的范圍內(nèi)。由于在沸騰冷 卻時沒有該限制，因此，在 鵬較高時汽車冷卻系統(tǒng)23進行工作并且因lt瀏 于馬達、傳動機構等等具有一個有利的較高冷卻效率，因為冷卻空氣和水的初 始溫度之間的溫差AT增大了。通過沸騰冷卻，即使在環(huán)i竟溫度較高時也可以
確保，功率電子裝置不效熱。因此，使功率電子裝置例如集成在馬達剪功率 單元內(nèi)或者在汽車的^I器外殼內(nèi)是有利的。它在履帶式汽車或者具有輪側(cè)轉(zhuǎn) 向裝置的汽車中尉寺別有利的，在那里，在馬達剪功率單元或者在z魏器外殼內(nèi)，最高溫度可以遠高于ioo度。在功率電子器件的一個示例性溫度極限為80度時，選擇具有相應沸點的 糊流體。在除了主驅(qū)動裝置之外還需要輔助電流裝置來給電消耗裝置供電的汽車 中，在混合式主傳動裝置的情況下有利的是，所需要的總驅(qū)動率通過混合驅(qū)動 裝置的原始能量發(fā)生器和輔助電流裝置一起來施加。在這種情況下，原始能量 發(fā)生器設計成小得多，因此被定尺寸成相應較大的輔助電流裝置可以安裝在汽 車的馬達敏功率單元的乘l涂結構空間內(nèi)。因此，對于其它(l頓)目的，輔助 電^^置的以前的安裝地點變得自由了 ?？梢蕴峁┯脕礞鵡種汽車進行加速的最大行駛驅(qū)動功率，方式是混合驅(qū)動 裝置的原始能量發(fā)生器(柴油機、燃氣渦輪或者其它熱力機)直接驅(qū)動汽車， 電行駛輸出器(一個或者多個電機) 一通過輔助電流裝置來供給電能一同樣有 助于汽車的加速。有利的是，在混合驅(qū)動裝置的初始能量發(fā)生器和輔助電流裝置之間的總傳 動功率被分開，使輔助電流裝置的電能或者功率就足以在預定的時間內(nèi)使汽車 加速到預定皿及同時起動混合驅(qū)動裝置的初始能量發(fā)生器。總傳動功率的一種分配是特別有利的，其中混合驅(qū)動裝置的初始能量發(fā)生 器施加2/3的功率及輔助電流^B施加1/3的功率。從具有500kW功率的初始能量發(fā)生器(V8柴油機)和40KW功率的APU (V2柴油機)的示例性傳統(tǒng)汽車開始，可以給相應混合動力汽車配備具有 375KW功率的初始能量發(fā)生器(V6柴油機)和125kW功率的APU (如V4 柴油機)。輔助電流裝置集成在履帶式汽車或者具有輪側(cè)轉(zhuǎn)向裝置的汽車的馬達室 (功率單元)內(nèi)是特別有利的。沸騰冷卻的功率電子裝置26集j^E^^器外殼10內(nèi)，可以實現(xiàn)特別有利的驅(qū)動，裝置。除了初始能量發(fā)生器、電機(可發(fā)生器或者電動機式工作)、 輔助電、麟置及具有魏箱控審U器的負荷控制魏器/轉(zhuǎn)向劉專動機構之外，也 可以把功率電子裝置安裝在馬達室內(nèi)。該結構組一起形成了成一體的緊湊型的 驅(qū)動單^/功率單元。如果放棄傳動機構，那么功率電子裝置可以不依賴于變速 器外慰也布置在馬達室內(nèi)的另一個《體上。
1輔助電、織置，Auxilliaiy Power Unit 2輸出器3轉(zhuǎn)向體差速器4 制動器5輸出器6蓄電池7初始能量發(fā)生器柴油機或者燃氣輪機8電機電動#1/發(fā)電機9電機電動^l/發(fā)電機10負荷控制變速器11轉(zhuǎn)向馬達12混合單元20馬達室21廢氣，馬達室22大氣23冷卻裝置24 冷卻裝置的廢氣25流術空氣熱交換器/冷凝器26功率電子裝置27汽車
權利要求
1.用于汽車、尤其是履帶式汽車或者具有輪側(cè)轉(zhuǎn)向裝置的汽車的驅(qū)動裝置，它具有至少一個消耗電能的器件(8、9)和至少一個用于相應地提供電能的功率電子器件(功率電子裝置)，其特征在于，所述功率電子裝置(26)可以以沸騰冷卻的方法通過流體來冷卻。
2. 根據(jù)權利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，戶;M功率電子器件(26) 布置在汽車(27)的馬達室(20)內(nèi)。
3. 根據(jù)前述權禾頓求中任一戶腿的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述功率電子 器件(26)布置在汽車(27)的變速器外殼(10)內(nèi)。
4. 根據(jù)前述權利要求中任一所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述功率電子 器件(26)布置在獨立的、密封封閉的殼體內(nèi)，并且直接^fA到冷卻流體中。
5. 根據(jù)前述權利要求中任一所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，設置有流#/空 氣熱交換器或者冷凝器(25)，用于循環(huán)y賴口和冷凝在冷卻時戶萬產(chǎn)生的蒸汽。
6. 根據(jù)權利要求5所述的驅(qū)動體，其特征在于，所述流體/空氣熱交換器 或者冷凝器(25)可以通過汽車的環(huán)境空氣 行冷卻。
7. 根據(jù)權利要求5或者6所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述功率電子裝 置(26)的殼體禾,來交換流體或者蒸汽的流彬空氣熱交換器或者冷凝器(25) 相互連通并皿取相應的措施，使得流彬空氣熱交換器或者冷凝器(25)內(nèi)的 壓力和功率電子裝置(26)的殼體內(nèi)的壓力具有不同的水平。
8. 用于汽車的驅(qū)動裝置，尤其是根據(jù)前述權利要求中^f壬一所述的驅(qū)動裝 置，它具有初始能量發(fā)生器(7)，它與電機共同作用，該電機作為發(fā)電機或 者行駛馬達進行工作；所述驅(qū)動裝置還具有相應的功率和控制電子裝置和輔助 電流裝置(1)，其特征在于，所述輔助電流裝置(O布置在汽車的馬達敏功 率單元(20)內(nèi)。
9. 根據(jù)權利要求8所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，還設置了負載控制變速 器和轉(zhuǎn)向傳動機構(10)以及傳動，制裝置。
10. 根據(jù)權禾腰求8或者9戶腿的驅(qū)動體，其特征在于，該汽車是履帶 式汽車或者具有輪頂囀向裝置的汽車。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車、尤其是履帶式汽車或者具有輪側(cè)轉(zhuǎn)向裝置的汽車的驅(qū)動裝置，它具有至少一個消耗電能的器件(8、9)和至少一個用于相應地提供電能的功率電子器件(功率電子裝置)，功率電子裝置(26)可以以沸騰冷卻的方法通過流體來冷卻。
文檔編號H05K7/20GK101119626SQ20071014216
公開日2008年2月6日 申請日期2007年6月26日 優(yōu)先權日2006年6月26日
發(fā)明者N·米勒, R·多貝賴納 申請人:倫克股份有限公司