WO2023284912A1 - Verfahren zur temperatursteuerung eines elektromotors und fluidversorgungsvorrichtung - Google Patents
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Definitions
- the object of the present invention is to set an engine operating temperature of the electric motor more adaptively and to operate the electric motor more efficiently. Furthermore, the temperature control of the electric motor should be carried out in a more reliable and energy-saving manner.
- a preferred embodiment of the invention is advantageous in which, when the electric motor is in operation, a first loss characteristic that characterizes electrical power loss of the electric motor and a second loss characteristic that characterizes mechanical power loss are recorded, and if the second loss characteristic is below the first loss characteristic, in each case in the first operating state the fluid flow is calculated as a function of the specified operating parameter of the electric motor and otherwise as a function of a fluid operating temperature of the fluid supply device.
- the first characteristic loss value can characterize the thermal power generated by mechanical movements during operation of the electric motor as mechanical power loss.
- the electrical loss characteristic can characterize the heat output resulting from the electrical operation of the electric motor as electrical power loss.
- a preferred embodiment of the invention is advantageous in which the second safety parameter is a fluid operating temperature of the fluid.
- the first safety parameter can be an engine operating temperature of the electric motor and/or an engine speed of the electric motor.
- FIG. 1 A schematic functional circuit diagram of a fluid supply device in a special embodiment of the invention.
- FIG. 2 A block diagram of a method in a special embodiment of the invention.
- Figure 3 A look-up table of an operating characteristic for use in a method in a specific embodiment of the invention.
- the fluid supply device 10 has a closed fluid circuit 14, here a cooling oil circuit, which includes a fluid pump 16, here a cooling oil pump, which provides a fluid flow Vs, here a cooling oil flow, for supplying the electric motor 12 with the fluid, here the cooling oil.
- the engine operating temperature Tm of the electric motor 12 is thereby changed by the fluid flow Vs present at the electric motor 12, here in particular reduced by the fluid flow Vs acting as cooling oil flow.
- the fluid pump 16 can be rotated in a first direction of rotation or in a second direction of rotation.
- the fluid pump 16 can be a reversible pump that is actuated by an electric pump actuator 33 .
- the fluid flow Vs can be provided for cooling the electric motor 12 and a clutch 34 arranged in the vehicle drive train, for example a K0 clutch.
- a fluid pressure 36 for actuating the clutch 34 can be built up via a clutch actuating device 38 .
- the fluid pressure 36 can be maintained as an actuating pressure via a check valve 40 between the fluid pump 16 and a fluid reservoir 42 .
- a subsequent step 106 the optimum engine operating temperature Tm is converted as a specified operating parameter Km into a fluid flow Vs to be set, which is set by operating the fluid pump.
- the motor operating temperature present at the electric motor is regulated via the fluid flow Vs as a function of at least one measured input operating parameter E.
- the input operating index E is, for example, a measured engine operating temperature.
- the actual fluid flow Vr for controlling the temperature of the electric motor can be present in the fluid supply device as a result of the regulation.
- Calculation step 104 is preceded by a check 108 in which an electrical power loss is checked using a first characteristic loss value L1 that characterizes it, and a mechanical power loss is checked using a second characteristic loss value L2 that characterizes it.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zur Temperatursteuerung wenigstens eines Elektromotors (12) eines Fahrzeugantriebsstrangs durch eine Fluidversorgungsvorrichtung (10), aufweisend einen geschlossenen Fluidkreislauf (14) mit einer Fluidpumpe (16) zur Förderung eines den Elektromotor (12) versorgenden und dabei dessen Motorbetriebstemperatur (Tm) verändernden Fluidstroms (Vs), wobei der Fluidstrom durch Umschaltung der Fluidversorgungsvorrichtung (10) zwischen einem ersten Betriebszustand (B1), bei dem der Fluidstrom (Vs) abhängig von einem vorgegebenen Betriebskennwert (Km) des Elektromotors (12) eingestellt wird und einem zweiten Betriebszustand (B2), bei dem ein gegenüber dem ersten Betriebszustand (B1) höherer Fluidstrom (Vs) eingestellt wird, gesteuert wird und die Umschaltung wenigstens abhängig von einem Istwert eines Sicherheitskennwerts (Ks) des Elektromotors (12) in Bezug auf einen vorgegebenen Grenzwert des Sicherheitskennwerts (Gs) erfolgt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Fluidversorgungsvorrichtung (10).
Description
Verfahren zur Temperatursteuerung eines Elektromotors und Fluidversorgungsvorrichtung
Beschreibungseinleitung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperatursteuerung eines Elektromotors nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Fluidversorgungsvorrichtung.
In WO 2015/067259 A1 ist ein Verfahren zum Kühlen einer Kraftfahrzeugkomponente beschrieben, bei dem eine in der Drehrichtung umkehrbare Fluidpumpe einen Fluidstrom zur Kühlung der Kraftfahrzeugkomponente bereitstellt.
In WO 2021/073681 A1 ist beschrieben, dass der Fluidstrom zur Kühlung abhängig von der Drehzahl der Pumpe und deren Wirkungsgrad eingestellt wird.
In einem Fahrzeugantriebsstrang kann ein Elektromotor ein Antriebsdrehmoment zur Fortbewegung des Fahrzeugs bereitstellen. Dabei kann durch den Betrieb des Elektromotors und der dabei entstehenden elektrischen Verlustleistung und weiterhin durch die Bewegungen in dem Fahrzeugantriebsstrang und der dabei entstehenden mechanischen Verlustleistung Wärme entstehen, die zur Vermeidung einer übermäßigen thermischen Belastung abgeführt werden muss.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Motorbetriebstemperatur des Elektromotors adaptiver einzustellen und den Elektromotor effizienter zu betreiben. Weiterhin soll die Temperatursteuerung des Elektromotors zuverlässiger und energiesparender durchgeführt werden.
Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Verfahren zur Temperatursteuerung wenigstens eines Elektromotors mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann der Elektromotor effizienter betrieben werden. Die Motorbetriebstemperatur des Elektromotors kann genauer und energiesparender eingestellt werden. Die mechanischen und elektrischen Verluste des Fahrzeugantriebsstrangs im Betrieb des Elektromotors können verringert werden.
Der Fahrzeugantriebsstrang kann in einem Fahrzeug, bevorzugt in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug, angeordnet sein.
Der Elektromotor kann ein Antriebsdrehmoment zur Fortbewegung des Fahrzeugs bereitstellen. Der Elektromotor kann einen gehäusefesten Stator und einen gegenüber diesem drehbaren Rotor aufweisen. Die Motorbetriebstemperatur kann eine Statortemperatur sein.
Der Fahrzeugantriebsstrang kann neben dem Elektromotor als erster Elektromotor einen weiteren zweiten Elektromotor aufweisen. Der zweite Elektromotor kann ein Antriebsdrehmoment zur Fortbewegung des Fahrzeugs bereitstellen.
Das Fluid kann ein Kühlmittel, beispielsweise ein Kühlöl, sein. Der Fluidkreislauf kann ein Kühlmittelkreislauf sein. Der Fluidstrom kann ein Kühlmittelstrom sein. Der Kühlmittelstrom kann den Elektromotor kühlen.
Eine Temperatursteuerung kann eine Temperaturregelung einbeziehen.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der vorgegebene Betriebskennwert eine vorgegebene Motorbetriebstemperatur des Elektromotors ist, bei der dieser bei an dem Elektromotor im Betrieb vorhandener Motordrehzahl und/oder vorhandenem Motordrehmoment eine maximale Effizienz aufweist. Der Betriebskennwert kann während des Betriebs des Elektromotors abhängig von der vorhandenen Motordrehzahl und/oder dem vorhandenen Motordrehmoment verändert werden.
Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Motorbetriebstemperatur des Elektromotors abhängig von an dem Elektromotor im Betrieb vorhandener Motordrehzahl und/oder vorhandenem Motordrehmoment berechnet und als vorgegebener Betriebskennwert bereitgestellt wird. Der Betriebskennwert kann über eine Lookup-Tabelle abhängig von der im Betrieb des Elektromotors vorhandenen Motordrehzahl und/oder dem vorhandenen Motordrehmoment berechnet werden. Der Fluidstrom wiederum kann abhängig von dem Betriebskennwert, beispielsweise über eine weitere Lookup-Tabelle, berechnet werden, insbesondere mit dem Betriebskennwert als Regelparameter geregelt werden.
Die berechnete Motorbetriebstemperatur, bei der der Elektromotor eine maximale Effizienz aufweist, kann mitzunehmendem Motordrehmoment abnehmen und mitzunehmender Motordrehzahl zunehmen.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn bei dem ersten Betriebszustand der Fluidstrom oder die Motorbetriebstemperatur über den Fluidstrom abhängig von wenigstens einem gemessenen Eingabebetriebskennwert geregelt wird. Der Eingabebetriebskennwert kann ein gemessener Betriebskennwert, beispielsweise eine
gemessene Motorbetriebstemperatur, eine gemessene Motordrehzahl und/oder ein gemessenes Motordrehmoment des Elektromotors sein.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der jeweils bei einem Betrieb des Elektromotors ein eine elektrische Verlustleistung des Elektromotors kennzeichnender erster Verlustkennwert und ein eine mechanische Verlustleistung kennzeichnenderzweiter Verlustkennwert erfasst wird und wenn der zweite Verlustkennwert unterhalb des ersten Verlustkennwerts liegt, jeweils bei dem ersten Betriebszustand der Fluidstrom abhängig von dem vorgegebenen Betriebskennwert des Elektromotors und ansonsten abhängig von einer Fluidbetriebstemperatur der Fluidversorgungsvorrichtung berechnet wird. Dadurch kann eine Begrenzung der elektrischen und mechanischen Verlustleistung bei dem Betrieb des Elektromotors umgesetzt werden. Der erste Verlustkennwert kann die durch mechanische Bewegungen beim Betrieb des Elektromotors entstehende Wärmeleistung als mechanische Verlustleistung kennzeichnen. Der elektrische Verlustkennwert kann die durch den elektrischen Betrieb des Elektromotors entstehende Wärmeleistung als elektrische Verlustleistung kennzeichnen.
Mit der Einstellung des Fluidstroms abhängig von der Fluidbetriebstemperatur kann eine Schmierleistung zur Schmierung der die Wärmeenergie bewirkenden mechanischen Bauteile erhöht werden. Abhängig von dem ersten und zweiten Verlustkennwert kann der Fluidstrom wechselweise angepasst werden, um die mechanische und elektrische Verlustleistung zu verringern.
Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Sicherheitskennwert eine Motorbetriebstemperatur des Elektromotors, eine Fluidbetriebstemperatur des Fluids in der Fluidversorgungsvorrichtung und/oder eine Motordrehzahl des Elektromotors ist. Der Grenzwert des jeweiligen Sicherheitskennwerts kann entsprechend eine maximale Motorbetriebstemperatur, eine maximale Fluidbetriebstemperatur und/oder eine maximale Motordrehzahl sein. Die Fluidbetriebstemperatur kann die Temperatur des Fluids in einem Fluidspeicher sein.
Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Betriebszustand eingestellt wird, wenn der Sicherheitskennwert den Grenzwert überschreitet. Der erste Betriebszustand kann ausschließlich dann eingestellt sein, wenn der Sicherheitskennwert den Grenzwert unterschreitet oder erreicht.
Liegt der Istwert des Sicherheitskennwerts unterhalb des Grenzwerts, kann ein gefahrloser und zuverlässiger Betrieb des Elektromotors erfolgen. Bei Überschreiten des
Sicherheitskennwerts kann der Elektromotor oder damit verbundene Bauteile, insbesondere abhängig von der Dauer und/oder der Höhe der Überschreitung, beschädigt werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der die Umschaltung abhängig von dem Istwert des Sicherheitskennwerts des Elektromotors als erster Sicherheitskennwert in Bezug auf einen vorgegebenen Grenzwert des ersten Sicherheitskennwerts und weiterhin abhängig von einem Istwert eines zweiten Sicherheitskennwerts der Fluidversorgungsvorrichtung in Bezug auf einen vorgegebenen Grenzwert des zweiten Sicherheitskennwerts eingestellt wird. Sobald der erste Sicherheitskennwert den vorgegebenen Grenzwert des ersten Sicherheitskennwerts oder der zweite Sicherheitskennwert den vorgegebenen Grenzwert des zweiten Sicherheitskennwert überschreitet, kann der zweite Betriebszustand ausgelöst werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der der zweite Sicherheitskennwert eine Fluidbetriebstemperatur des Fluids ist. Der erste Sicherheitskennwert kann eine Motorbetriebstemperatur des Elektromotors und/oder eine Motordrehzahl des Elektromotors sein.
Weiterhin wird wenigstens eine der zuvor angegebenen Aufgaben durch eine Fluidversorgungsvorrichtung zur Temperatursteuerung wenigstens eines Elektromotors eines Fahrzeugantriebsstrangs gelöst, die eine Fluidpumpe zur Förderung eines den Elektromotor versorgenden Fluidstroms aufweist, der abhängig von einem mit einem Verfahren mit wenigstens einem der zuvor beschriebenen Merkmale geschalteten Betriebszustand eingestellt ist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
Figurenbeschreibung
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
Figur 1: Ein schematisches Funktionsschaltbild einer Fluidversorgungsvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
Figur 2: Ein Blockschaltbild eines Verfahrens in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
Figur 3: Eine Lookup-Tabelle eines Betriebskennwerts zur Anwendung bei einem Verfahren in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
Figur 1 zeigt ein schematisches Funktionsschaltbild einer Fluidversorgungsvorrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Fluidversorgungsvorrichtung 10 ist in einem Fahrzeugantriebsstrang eines Fahrzeugs angeordnet, der einen Elektromotor 12 zur Bereitstellung eines Antriebsdrehmoments zur Fortbewegung des Fahrzeugs aufweist. Der Elektromotor 12 weist einen gehäusefesten Stator und einen gegenüber diesem um eine Drehachse drehbaren Rotor auf. Im Betrieb des Elektromotors 12 kann eine Motorbetriebstemperatur Tm vorliegen, die beispielsweise eine Statortemperatur des Stators ist.
Die Fluidversorgungsvorrichtung 10 weist einen geschlossenen Fluidkreislauf 14, hier einen Kühlölkreislauf auf, der eine Fluidpumpe 16, hier eine Kühlölpumpe umfasst, die einen Fluidstrom Vs, hier einen Kühlölstrom, zur Versorgung des Elektromotors 12 mit dem Fluid, hier dem Kühlöl, bereitstellt. Die Motorbetriebstemperatur Tm des Elektromotors 12 wird dabei durch den an dem Elektromotor 12 anliegenden Fluidstrom Vs verändert, hier insbesondere durch den als Kühlölstrom wirkenden Fluidstrom Vs verringert.
Das Fluid nimmt Wärmeenergie von dem Elektromotor 12 auf und gibt diese über einen Wärmetauscher 20 an einen geschlossenen Wasserkreislauf 22 ab. Der Wasserkreislauf 22 weist eine Wasserpumpe 24 zur Förderung eines Wasserstroms 26 innerhalb des Wasserkreislaufs 22 auf. Eine Kühlung des Wassers erfolgt über einen Wasserkühler 28, der Wärmeenergie von dem Wasser an die umgebende Luft abgibt. Der Wasserstrom 26 kann eine Leistungselektronik 30 und einen Umrichter 32 des Elektromotors 12 kühlen.
Die Fluidpumpe 16 kann in eine erste Drehrichtung oder in eine zweite Drehrichtung drehbar sein. Die Fluidpumpe 16 kann eine Reversierpumpe sein, die durch einen elektrischen Pumpenaktor 33 betätigt wird. Bei einer Drehbewegung in die erste Drehrichtung kann der Fluidstrom Vs zur Kühlung des Elektromotors 12 und einer in dem Fahrzeugantriebsstrang angeordneten Kupplung 34, beispielsweise einer K0-Kupplung, bereitgestellt werden. Bei einer Drehbewegung in die entgegengesetzte zweite Drehrichtung kann ein Fluiddruck 36 zur Betätigung der Kupplung 34 über eine Kupplungsbetätigungsvorrichtung 38 aufgebaut werden. Dabei kann der Fluiddruck 36 als Betätigungsdruck über ein Rückschlagventil 40 zwischen der Fluidpumpe 16 und einem Fluidspeicher 42 aufrecht erhalten werden.
Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Verfahrens in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren 100 zur Temperatursteuerung des Elektromotors kann während
eines Betriebs des Elektromotors ausgeführt werden. Der Fluidstrom der Fluidversorgungsvorrichtung wird abhängig von einer Abfrage 102 gesteuert. Bei der Abfrage 102 wird geprüft, ob ein Istwert eines Sicherheitskennwerts Ks des Elektromotors einen vorgegebenen Grenzwert Gs des Sicherheitskennwerts unterschreitet oder maximal erreicht. Ist dies der Fall, wird die Fluidversorgungsvorrichtung in einen ersten Betriebszustand B1 geschaltet, bei dem der Fluidstrom abhängig von einem vorgegebenen Betriebskennwert Km des Elektromotors eingestellt wird. Der Betriebskennwert Km ist bevorzugt eine Motorbetriebstemperatur Tm des Elektromotors, die in einem Berechnungsschritt 104 abhängig von einer im Betrieb des Elektromotors vorhandenen Motordrehzahl Nm und einem vorhandenen Motordrehmoment Mm berechnet und als vorgegebener Betriebskennwert Km bereitgestellt wird. Die Motorbetriebstemperatur Tm wird beispielsweise mit einer Lookup- Tabelle berechnet, bei der abhängig von der Motordrehzahl Nm und dem Motordrehmoment Mm eine Motorbetriebstemperatur Tm als optimale Motorbetriebstemperatur Tm vorgegeben ist, bei der der Elektromotor eine maximale Effizienz und damit eine minimale Verlustleistung aufweist.
In Figur 3 ist eine Zuordnung der optimalen Motorbetriebstemperatur Tm abhängig von der Motordrehzahl Nm und dem Motordrehmoment Mm des Elektromotors aufgeführt. Jedes der Kästchen entspricht dabei einem Wert der optimalen Motorbetriebstemperatur Tm. Wie aus Figur 3 hervorgeht, werden für die optimale Motorbetriebstemperatur Tm insgesamt drei verschiedene Werte angenommen, die abhängig von der Motordrehzahl Nm und dem Motordrehmoment Mm verteilt sind. Die ersten Werte Tm1 der Motor können 30°C, die zweiten Werte Tm2 der Motorbetriebstemperatur können 85° und die dritten Werte der Motorbetriebstemperatur können 150°C sein. Wie aus der Verteilung der ersten, zweiten und dritten Werte Tm 1 , Tm2, Tm3 ersichtlich ist, nimmt die optimale Motorbetriebstemperatur T m mit zunehmendem Motordrehmoment Mm ab und mit zunehmender Motordrehzahl Nm zu.
Zurückkommend auf Figur 2 wird die optimale Motorbetriebstemperatur Tm als vorgegebener Betriebskennwert Km in einem nachfolgenden Schritt 106 in einen einzustellenden Fluidstrom Vs umgerechnet, der durch einen Betrieb der Fluidpumpe eingestellt wird. Dabei wird die an dem Elektromotor vorhandene Motorbetriebstemperatur über den Fluidstrom Vs abhängig von wenigstens einem gemessenen Eingabebetriebskennwert E geregelt. Der Eingabebetriebskennwert E ist beispielsweise eine gemessene Motorbetriebstemperatur. Durch die Regelung kann in der Fluidversorgungsvorrichtung der tatsächliche Fluidstrom Vr zur Temperatursteuerung des Elektromotors anliegen.
Dem Berechnungsschritt 104 ist eine Überprüfung 108 vorgeschaltet, bei der eine elektrische Verlustleistung über einen diese kennzeichnenden ersten Verlustkennwert L1 und eine mechanische Verlustleistung über einen diese kennzeichnenden zweiten Verlustkennwert L2 überprüft wird. Wird bei der Überprüfung 108 festgestellt, dass der erste Verlustkennwert L1 über dem zweiten Verlustkennwert L2 liegt, also die elektrische Verlustleistung größer als die mechanische Verlustleistung ist, dann wird jeweils bei dem ersten Betriebszustand der Fluidstrom Vs abhängig von dem vorgegebenen Betriebskennwert des Elektromotors über den Berechnungsschritt 104 und den Schritt 106 und ansonsten abhängig von einer Fluidbetriebstemperatur Tf des Fluids beispielsweise in einem Fluidspeicher in einem nachfolgenden Schritt 109 als einzustellender Fluidstrom Vs berechnet, der durch einen Betrieb der Fluidpumpe eingestellt wird. Dabei wird der tatsächliche Fluidstrom Vr abhängig von wenigstens einem gemessenen weiteren Eingabebetriebskennwert Ew geregelt. Der weitere Eingabebetriebskennwert Ew ist beispielsweise eine gemessene Fluidbetriebstemperatur des Fluids in dem Fluidspeicher. Damit kann in der Fluidversorgungsvorrichtung der tatsächliche Fluidstrom Vr zur Einstellung der Fluidbetriebstemperatur anliegen.
Bei der Abfrage 102 zu dem Istwert des Sicherheitskennwerts Ks wird überprüft, ob ein vorhandener Sicherheitskennwert Ks einen vorgegebenen Grenzwert Gs des Sicherheitskennwerts überschreitet. Ist dies der Fall, dann wird anstelle des ersten Betriebszustands B die Fluidversorgungsvorrichtung in einen zweiten Betriebszustand B2 umgeschaltet, bei dem in einem Berechnungsschritt 110 ein gegenüber dem ersten Betriebszustand B1 höherer Fluidstrom Vs eingestellt wird. Liegt der Istwert des Sicherheitskennwerts Ks unterhalb des Grenzwerts Gs, kann ein gefahrloser und zuverlässiger Betrieb des Elektromotors erfolgen und die Steuerung des Fluidstroms Vs zur Verringerung der elektrischen und mechanischen Verluste mit dem ersten Betriebszustand B1 durchgeführt werden.
Bei Überschreiten des Sicherheitskennwerts Ks kann der Elektromotor oder damit verbundene Bauteile, insbesondere abhängig von der Dauer und/oder der Höhe der Überschreitung, beschädigt werden. Durch den erhöhten Fluidstrom Vs mit dem zweiten Betriebszustand B2 kann eine maximale Kühlleistung und/oder Schmierleistung bereitgestellt und damit die elektrische und mechanische Verlustleistung verringert werden.
Bevorzugt wird bei der Abfrage 102 neben dem Sicherheitskennwert Ks als erster Sicherheitskennwert Ks1, der beispielsweise eine Motorbetriebstemperatur Tm des Elektromotors ist, auch ein zweiter Sicherheitskennwert Ks2, der beispielsweise eine Fluidbetriebstemperatur Tf des Fluids beispielsweise in einem Fluidspeicher ist, einbezogen.
Die Umschaltung zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand B1, B2 erfolgt abhängig von dem Istwert des ersten Sicherheitskennwerts Ks1, beispielsweise der Motorbetriebstemperatur Tm in Bezug auf einen vorgegebenen Grenzwert Gs1 des ersten Sicherheitskennwerts, beispielsweise einer maximalen Motorbetriebstemperatur und weiterhin abhängig von einem Istwert des zweiten Sicherheitskennwerts Ks2 der Fluidversorgungsvorrichtung, beispielsweise einer Fluidbetriebstemperatur in Bezug auf einen vorgegebenen Grenzwert Gs2 des zweiten Sicherheitskennwerts, beispielsweise einer maximalen Fluidbetriebstemperatur. Sobald der erste Sicherheitskennwert Ks1 den vorgegebenen Grenzwert Gs1 des ersten Sicherheitskennwerts oder der zweite Sicherheitskennwert Ks2 den vorgegebenen Grenzwert Gs2 des zweiten Sicherheitskennwert überschreitet, kann der zweite Betriebszustand B2 ausgelöst werden. Damit kann die Sicherheit des elektrischen und mechanischen Teils des Fahrzeugantriebsstrangs aufrecht erhalten werden.
Bezugszeichenliste
10 Fluidversorgungsvorrichtung
12 Elektromotor
14 Fluidkreislauf
16 Fluidpumpe
20 Wärmetauscher
22 Wasserkreislauf
24 Wasserpumpe
26 Wasserstrom
28 Wasserkühler
30 Leistungselektronik
32 Umrichter
33 elektrischer Pumpenaktor
34 Kupplung
36 Fluiddruck
38 Kupplungsbetätigungsvorrichtung
40 Rückschlagventil
42 Fluidspeicher
100 Verfahren
102 Abfrage
104 Berechnungsschritt
106 Schritt
108 Überprüfung
109 Schritt
110 Berechnungsschritt
Ks Sicherheitskennwert
Gs Grenzwert des Sicherheitskennwerts
B1 erster Betriebszustand
B2 zweiter Betriebszustand
Tm Motorbetriebstemperatur
Tf Fluidbetriebstemperatur
Nm Motordrehzahl
Mm Motordrehmoment
Km Betriebskennwert
Vs Fluidstrom
Vr tatsächlicher Fluidstrom
E Eingabebetriebskennwert
Ew Eingabebetriebskennwert
L1 erster Verlustkennwert
L2 zweiter Verlustkennwert
Ks1 erster Sicherheitskennwert
Ks2 zweiter Sicherheitskennwert
Gs1 Grenzwert des ersten Sicherheitskennwerts
Gs2 Grenzwert des zweiten Sicherheitskennwerts
Claims
1. Verfahren (100) zur Temperatursteuerung wenigstens eines Elektromotors (12) eines Fahrzeugantriebsstrangs durch eine Fluidversorgungsvorrichtung (10), aufweisend einen geschlossenen Fluidkreislauf (14) mit einer Fluidpumpe (16) zur Förderung eines den Elektromotor (12) versorgenden und dabei dessen Motorbetriebstemperatur (Tm) verändernden Fluidstroms (Vs), dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidstrom durch Umschaltung der Fluidversorgungsvorrichtung (10) zwischen einem ersten Betriebszustand (B1), bei dem der Fluidstrom (Vs) abhängig von einem vorgegebenen Betriebskennwert (Km) des Elektromotors (12) eingestellt wird und einem zweiten Betriebszustand (B2), bei dem ein gegenüber dem ersten Betriebszustand (B1) höherer Fluidstrom (Vs) eingestellt wird, gesteuert wird und die Umschaltung wenigstens abhängig von einem Istwert eines Sicherheitskennwerts (Ks) des Elektromotors (12) in Bezug auf einen vorgegebenen Grenzwert (Gs) des Sicherheitskennwerts erfolgt.
2. Verfahren (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Betriebskennwert (Km) eine vorgegebene Motorbetriebstemperatur (Tm) des Elektromotors (12) ist, bei der dieser bei an dem Elektromotor (12) im Betrieb vorhandener Motordrehzahl (Nm) und/oder vorhandenem Motordrehmoment (Mm) eine maximale Effizienz aufweist.
3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motorbetriebstemperatur (Tm) des Elektromotors (12) abhängig von an dem Elektromotor (12) im Betrieb vorhandener Motordrehzahl (Nm) und/oder vorhandenem Motordrehmoment (Mm) berechnet und als vorgegebener Betriebskennwert (Km) bereitgestellt wird.
4. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem ersten Betriebszustand (B1) der Fluidstrom (Vs) oder die Motorbetriebstemperatur (Tm) über den Fluidstrom (Vs) abhängig von wenigstens einem gemessenen Eingabebetriebskennwert (E) geregelt wird.
5. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils bei einem Betrieb des Elektromotors (12) ein eine
elektrische Verlustleistung des Elektromotors (12) kennzeichnender erster Verlustkennwert (L1) und ein eine mechanische Verlustleistung kennzeichnender zweiter Verlustkennwert (L2) erfasst wird und wenn der zweite Verlustkennwert (L2) unterhalb des ersten Verlustkennwerts (L1) liegt, jeweils bei dem ersten Betriebszustand (B1) der Fluidstrom (Vs) abhängig von dem vorgegebenen Betriebskennwert (Km) des Elektromotors (12) und ansonsten abhängig von einer Fluidbetriebstemperatur (Tf) der Fluidversorgungsvorrichtung (10) berechnet wird.
6. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitskennwert (Ks) eine Motorbetriebstemperatur (Tm) des Elektromotors (12), eine Fluidbetriebstemperatur (Tf) des Fluids in der Fluidversorgungsvorrichtung (10) und/odereine Motordrehzahl (Nm) des Elektromotors (12) ist.
7. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Betriebszustand (B2) eingestellt wird, wenn der Sicherheitskennwert (Ks) den Grenzwert (Gs) überschreitet.
8. Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltung abhängig von dem Istwert des Sicherheitskennwerts (Ks) des Elektromotors (12) als erster Sicherheitskennwert (Ks1) in Bezug auf einen vorgegebenen Grenzwert (Gs1) des ersten Sicherheitskennwerts und weiterhin abhängig von einem Istwert eines zweiten Sicherheitskennwerts (Ks2) der Fluidversorgungsvorrichtung (10) in Bezug auf einen vorgegebenen Grenzwert (Gs2) des zweiten Sicherheitskennwerts eingestellt wird.
9. Verfahren (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sicherheitskennwert (Ks2) eine Fluidbetriebstemperatur (Tf) des Fluids ist.
10. Fluidversorgungsvorrichtung (10) zur T emperatursteuerung wenigstens eines Elektromotors (12) eines Fahrzeugantriebsstrangs und aufweisend eine Fluidpumpe (16) zur Förderung eines den Elektromotor (12) versorgenden Fluidstroms (Vs), der abhängig von einem mit einem Verfahren (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche geschalteten Betriebszustand (B1, B2) eingestellt ist.
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| WO2024120730A1 (de) * | 2022-12-06 | 2024-06-13 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum temperieren einer elektrischen antriebseinheit eines kraftfahrzeugs, insbesondere eines kraftwagens |
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