本發明涉及一種用于對機動車、尤其是汽車的電驅動單元進行調溫、即冷卻和/或加熱的方法。

背景技術：

1、us2011/0214627a1公開了一種用于發動機冷卻系統的控制裝置，在該發動機冷卻系統中這樣控制電泵，使得其循環冷卻劑。此外，cn102815222b公開了一種車輛的熱管理系統。

技術實現思路

1、本發明的任務在于提供一種方法，借助于該方法可以特別有效且特別高效地對機動車、尤其是汽車的電驅動單元進行調溫、即冷卻和/或加熱。

2、根據本發明，該任務通過具有權利要求1的特征的方法來解決。本發明的有利實施方式是從屬權利要求的技術方案。

3、本發明涉及一種用于對機動車的具有至少一個電機的電驅動單元進行調溫、即冷卻和/或加熱的方法，該機動車也被稱為車輛并且優選構造為汽車、尤其是轎車。這意味著，機動車具有電驅動單元（也稱為驅動裝置）并且因此具有所述至少一個電機，機動車可借助于電機以電方式、尤其是以純電方式驅動。尤其是可以想到，在所述方法中，電機以電方式、尤其是以純電方式驅動機動車。優選電機是高壓部件，其電壓、尤其是電工作電壓和額定電壓優選大于50伏特、尤其是大于60伏特并且非常優選為幾百伏特。

4、在所述方法中借助于泵將調溫介質輸送通過流動路徑。為此運行泵。泵尤其是電泵，即可電驅動的泵。借助于調溫介質對驅動單元的、尤其是電機的至少一個局部區域進行調溫、即加熱和/或冷卻。如果調溫介質具有比局部區域更高的溫度，則調溫介質是或用作加熱介質，借助于該加熱介質至少加熱驅動單元的局部區域，尤其是通過從調溫介質向局部區域進行熱傳遞。如果例如調溫介質具有比局部區域更低的溫度，則調溫介質是或用作冷卻劑，借助于該冷卻劑至少冷卻局部區域，使得實現從局部區域到調溫介質的熱傳遞。

5、驅動單元的局部區域可以是或包括電機。換言之，局部區域可以是電機的至少一部分或包括電機的至少一部分。例如局部區域可以是或包括電機的定子和/或轉子（尤其是轉子軸）的至少一部分或局部區域。電機也被稱為電動機或電動馬達。替代地或附加地，局部區域例如可以包括驅動單元的附加于電機設置的、尤其是與電機不同的部件的至少一部分或局部區域，或者替代地或附加地，局部區域例如可以是驅動單元的附加于電機設置的、尤其是與電機不同的部件的至少一部分或局部區域。所述部件例如可以具有或包括至少一個逆變器和/或變速器。

6、泵可以在不同工作點中以調溫介質的不同體積流量運行。換言之，泵構造用于在所述不同的工作點中以不同的體積流量運行。又換言之，泵可以在不同的工作點中運行，這些工作點在其各自的調溫介質體積流量方面彼此不同，所述體積流量通過泵引起或者說通過調溫介質的借助于泵引起或可引起的輸送引起。這尤其是可以理解如下：如果泵在第一工作點中運行，則泵這樣輸送調溫介質，使得調溫介質具有第一體積流量，即以第一體積流量穿流流動路徑。如果例如泵在第二工作點中運行，則泵這樣輸送調溫介質，使得調溫介質具有與第一體積流量不同的第二體積流量，即以與第一體積流量不同的第二體積流量穿流流動路徑。相應的體積流量與調溫介質的相應質量流量尤其是通過如下方式相對應，即相應質量流量由相應體積流量乘以調溫介質的密度得出。因此，相應體積流量可以理解為調溫介質的相應質量流量或者說相應體積流量可以等同于調溫介質的相應質量流量。

7、在所述方法中，在流動路徑中設置有熱交換器，該熱交換器在通過泵輸送且由此沿流動方向穿流流動路徑和因此穿流熱交換器的調溫介質的流動方向上設置在局部區域上游、尤其是電機上游。尤其是熱交換器設置在泵下游的流動路徑中。在所述方法中，熱交換器被通過泵輸送并且因此穿流流動路徑的調溫介質和尤其是與調溫介質不同的另一流體穿流。尤其是調溫介質是第一流體，所述另一流體尤其是與第一流體不同的第二流體。

8、通過所述熱交換器在調溫介質與所述流體之間交換熱量，由此尤其是在驅動單元的局部區域上游對調溫介質進行調溫，即冷卻和/或加熱。換言之，由于通過熱交換器在調溫介質和所述流體之間交換熱量，調溫介質在其穿過流動路徑并且因此從泵到驅動單元局部區域的路徑上被調溫。當調溫介質和所述另一流體穿流熱交換器時，例如如果所述另一流體具有比調溫介質更高的溫度，則例如熱量通過熱交換器從所述另一流體傳遞到調溫介質上，從而加熱調溫介質。當調溫介質和所述另一流體穿流熱交換器時，例如如果所述另一流體具有比調溫介質更低的溫度，則例如熱量通過熱交換器從調溫介質傳遞到所述另一流體上，從而冷卻調溫介質。因此，例如可以借助通過熱交換器加熱的調溫介質加熱局部區域。還可以想到，借助通過熱交換器冷卻的調溫介質冷卻驅動單元的局部區域。

9、現在為了能夠特別有效且特別高效地對驅動單元的局部區域進行調溫，在所述方法中借助于電子計算裝置尤其是根據計算模型（也稱為溫度模型）對于泵的相應工作點計算至少一個相應所屬的、即屬于相應工作點的冷卻值。相應的冷卻值表征驅動單元局部區域的相應溫度、尤其是溫度變化和因此調溫，其可通過泵的相應屬于相應冷卻值的工作點引起。換言之，通過泵（尤其是理論上）在相應工作點中的運行，可以實現驅動單元局部區域的相應溫度、尤其是溫度變化，因為如果泵在相應工作點中運行，則泵（將）輸送調溫介質到局部區域并且尤其是輸送通過局部區域。由此，在相應工作點中（將）借助于調溫介質對驅動單元的局部區域進行調溫、即冷卻或加熱，這（將）導致局部區域或驅動單元的相應溫度、尤其是溫度變化或者說這（將）伴隨或等同于或對應于局部區域的溫度或溫度變化。因此，尤其是在所述方法中規定，借助于泵將調溫介質輸送通過流動路徑并且由此輸送到局部區域，在此尤其是規定，借助于泵將調溫介質輸送通過局部區域。因此，在穿流局部區域的調溫介質和局部區域之間可以進行熱交換，由此至少驅動單元的局部區域被調溫。當調溫介質穿流局部區域時，如果例如調溫介質具有比局部區域更低的溫度，則局部區域的溫度可以保持得低，因此可以保護局部區域免受不希望的加熱，并且局部區域的溫度變化在此情況下是局部區域的冷卻。當調溫介質穿流局部區域時，如果例如調溫介質具有比局部區域更高的溫度，則局部區域的溫度可以保持得高，因此可以避免局部區域的不希望的冷卻或不希望的低溫，并且溫度變化在此情況下是局部區域的加熱。因此，借助于調溫介質可以將局部區域保持在有利的溫度上或有利的溫度范圍內，從而能夠實現驅動單元、尤其是電機的特別高效的運行。“局部區域的溫度變化”尤其是應理解為局部區域的第一溫度與第二溫度之間的差異或差值，例如驅動單元的局部區域在第一時間點和/或第一工作點中具有第一溫度并且在第二時間點和/或第二運行點中具有第二溫度，從而例如溫度變化由泵的工作點的變化引起，即由此引起，泵首先在第一工作點中并且然后在第二工作點中運行或反過來。尤其是“溫度變化”應理解為局部區域的通過相應工作點或通過調溫介質引起或可引起的調溫的程度或強度。

10、在根據本發明的方法中，借助于電子計算裝置根據計算出的冷卻值選擇所述工作點之一，并且借助于電子計算裝置在所選工作點中運行、尤其是調節泵。例如選擇計算出的冷卻值之一并借助于電子計算裝置在屬于所選冷卻值的工作點中運行泵。可以看出，冷卻值的計算是一種預計算，其目的是在進行預計算后并且因此基于預計算選擇工作點之一并在所選工作點中運行泵。由此可以避免過度頻繁地改變泵的工作點，從而可以特別高效的方式實現有效調溫。

11、例如流動路徑是可被調溫介質穿流的回路的組成部分，在該回路中還設置有熱交換器、泵和驅動單元的至少局部區域、尤其是電機的至少一個局部區域。在回路中還可以設置儲箱或容器，在其中容納或可容納調溫介質。

12、為了能夠特別有效且特別高效地對局部區域和因此驅動單元進行調溫，在本發明的一種實施方式中規定，借助于電子計算裝置根據冷卻值創建優化問題的目標函數，該優化問題的目標函數包括泵在工作點中的轉速作為目標函數的參數或變量。借助于電子計算裝置確定、尤其是計算目標函數的至少一個或優選正好一個極值，并且借助于電子計算裝置選擇屬于所確定的極值的工作點。由此，一方面可以特別有效地、即尤其是強地對局部區域進行調溫，并且另一方面可以盡可能高效地、尤其是節能地運行泵。“泵的轉速”尤其是應理解為：泵例如具有泵殼體和設置在泵殼體中的輸送元件。此外，泵例如具有驅動器、尤其電動機。輸送元件尤其是可借助于驅動器驅動并且由此可圍繞轉動軸線相對于泵殼體旋轉。通過輸送元件圍繞轉動軸線相對于泵殼體旋轉，即通過驅動輸送元件，可以利用輸送元件和泵來輸送調溫介質。例如在第一工作點中輸送元件圍繞轉動軸線相對于泵殼體以第一轉速旋轉，由此例如產生調溫介質的第一體積流量。在第二工作點中，例如輸送元件圍繞轉動軸線相對于泵殼體以第二轉速旋轉，第二轉速不同于第一轉速。由此例如產生調溫介質的第二體積流量。因此，不同工作點中的不同體積流量由輸送元件（即泵）的不同轉速引起。與此相關的背景尤其是，隨著泵的轉速增加，泵的損失也增加。因此，希望泵的轉速保持盡可能低。驅動單元（也稱為傳動系或驅動裝置）中的其它元件也會因油流動增加而增加其損失，這例如包括電動馬達間隙中的剪切損失和變速器的攪油損失。另一方面，例如穿流局部區域的調溫介質的體積流量越高，局部區域就會被更強地調溫（即更強地冷卻或更強地加熱），在此泵的轉速越高，調溫介質的體積流量就越大。“確定、尤其是計算目標函數的極值”應理解為借助于電子計算裝置最小化或最大化目標函數。由此可以在局部區域的調溫方面確定目標函數的最優值，即確定局部區域的最佳調溫，從而尤其是一方面泵的轉速可以保持盡可能低并且另一方面可以盡可能強地對驅動單元的局部區域進行調溫。

13、在此已經表明特別有利的是，目標函數是局部區域的可通過工作點引起的溫度變化，極值是由泵的最小可能轉速和局部區域的最大可能溫度變化得出的最優值。因此，可以實現對局部區域盡可能強的調溫、尤其是冷卻，并且將泵的轉速保持得盡可能低，從而一方面能實現對驅動單元特別有效的調溫并且另一方面能實現泵和因此整個機動車的盡可能高效的運行。

14、例如借助于電子計算裝置尤其是根據計算模型對于相應工作點計算至少一個相應所屬的溫度值，該溫度值表征相應的供應溫度（也稱為出口溫度或設計為出口溫度），在相應工作點中由熱交換器以該供應溫度提供調溫流體，該調溫流體尤其是例如經由熱交換器的出口從熱交換器流出，并且借助于電子計算裝置根據相應屬于相應工作點的溫度值計算相應屬于相應工作點的冷卻值。由此，可以特別精確地確定冷卻值，從而一方面可以有效地冷卻電機并且另一方面可以特別高效地運行泵。

15、為了能夠特別有效地對驅動單元進行調溫，在本發明的另一種實施方式中規定，電機包括具有所述轉子軸的所述轉子。例如電機也具有所述定子，轉子可借助于定子驅動并且由此可圍繞電機轉動軸線相對于定子旋轉。通過驅動轉子，轉子軸可圍繞電機轉動軸線相對于定子旋轉。尤其是電機可以通過其轉子提供驅動扭矩，用于尤其是以純電方式驅動機動車。

16、在此為了實現對驅動單元、尤其是電機的特別有效的調溫，已表明特別有利的是，將轉子軸的至少一個長度區域用作局部區域。尤其是可以想到，泵通過輸送調溫介質而將調溫介質輸送通過局部區域和因此長度區域、尤其是整個轉子軸，由此可以有效地對電機進行調溫。

17、另一種實施方式的特征在于，借助于電子計算裝置尤其是根據計算模型對于相應工作點計算至少一個相應所屬的第二冷卻值，該第二冷卻值表征驅動單元、尤其是電機的第二局部區域的相應溫度變化，該溫度變化可通過泵的相應屬于相應第二冷卻值的工作點引起。上文和下文對第一局部區域的說明也可以簡單地轉用到第二局部區域并且反之亦然。借助于電子計算裝置在此根據計算出的第一冷卻值和計算出的第二冷卻值選擇工作點之一并且借助于電子計算裝置在所選工作點中運行泵。該實施方式的背景是，將驅動單元、尤其是電機劃分為各局部區域并且確定相應局部區域的相應調溫，即溫度變化，其可通過調溫介質和因此相應工作點引起。由此，例如驅動單元不僅可以在第一局部區域中而且可以在第二局部區域中有利地被調溫，從而可以實現對驅動單元的有效調溫。

18、在此已表明特別有利的是，轉子軸的第一長度區域用作第一局部區域并且轉子軸的第二長度區域用作第二局部區域。由此，可以特別有利地對驅動單元、尤其是電機進行調溫。

19、例如通過輸送調溫介質，將調溫介質輸送通過第一局部區域和第二局部區域，從而可在調溫介質和局部區域之間實現特別有利的熱交換。

20、在本發明的另一種特別有利的實施方式中，作為調溫介質使用一種液體、尤其是油，由此可以特別有利地對驅動單元進行調溫。

21、最后，為了實現對調溫介質的特別有利的調溫，特別有利的是，作為所述另一流體使用一種液體。例如所述液體至少部分、尤其是至少大部分是水或包括水，從而可在調溫介質和所述另一流體之間實現特別有利的熱交換。

22、尤其是可以想到，尤其是可借助于電子計算裝置至少幾乎自由地控制或調節泵（例如構造為油泵）和因此回路（例如構造為油回路）。調溫介質的體積流量和因此借助于泵輸送且穿流流動路徑和尤其是回路的調溫介質量（也稱為流量或油流量）近似等效于泵的轉速（也稱為泵轉速）。尤其是例如泵、尤其是其驅動器可以借助于電子計算裝置（也稱為控制器或構造為控制器）進行調節或控制。例如電子計算裝置包括熱模型（計算模型），其例如存儲在電子計算裝置的尤其是電或電子的存儲器、尤其是數據存儲器中。例如設置有至少一個或多個溫度傳感器，借助于相應溫度傳感器檢測或可檢測調溫介質的相應溫度。替代地或附加地，可以對相應溫度進行建模，即借助于計算模型進行計算。調溫介質的相應溫度例如作為輸入參數用于熱模型中，從而例如電子計算裝置借助熱模型根據相應檢測到的調溫介質的溫度計算相應冷卻值和/或相應溫度值。

23、通常規定，電子計算裝置借助計算模型并且根據相應檢測到的調溫介質的溫度以及例如根據至少一個或多個另外的模型參量來計算待借助于泵輸送的調溫介質量并且根據計算出的待借助于泵輸送的調溫介質量來操控泵并且由此例如這樣設定泵的轉速，使得泵輸送、即供應計算出的調溫介質量。例如如果現在局部區域（尤其是電機和完全尤其是轉子）的溫度上升，則尤其是大多從某個極值溫度起這樣操控泵，使得泵的轉速和因此調溫介質量或其體積流量增大，從而隨后局部區域可以將熱量輸出給調溫介質。轉子軸可以與管類似地構造或被視為管，例如通過泵將調溫介質經由入口輸送到轉子軸中并且經由出口輸送出轉子軸。因此，調溫介質可以經由入口流入轉子軸中并且經由出口從轉子軸流出。例如入口設置在轉子軸的第一軸向端面上。例如出口設置在轉子軸的第二軸向端面上，該轉子軸的第二軸向端面沿轉子軸的軸向方向背離第一軸向端面。還可以想到，調溫介質沿轉子軸的軸向方向或沿轉子軸的徑向方向流入轉子軸中和/或調溫介質可以沿轉子軸的軸向方向或沿轉子軸的徑向方向從轉子軸流出。基于調溫介質與轉子軸或局部區域之間可能的溫度差，在穿流局部區域的調溫介質與局部區域之間發生熱交換，由此局部區域被調溫，即被冷卻或加熱。溫度差也稱為dt。穿流局部區域的調溫介質與局部區域（轉子軸）之間的熱交換例如根據尤其是強制對流原理進行。

24、下述說明尤其是涉及借助于調溫介質對局部區域的冷卻：當調溫介質設置用于冷卻局部區域（即設計為或用作冷卻劑）時，調溫介質穿流局部區域的速度（也稱為流速）越高，則調溫介質尤其是每時間單位可以從局部區域吸收的熱量就越多。在此情況下例如規定，調溫介質借助于熱交換器冷卻。然而，當應借助于調溫介質冷卻或冷卻局部區域時，在調溫介質的較高速度下調溫介質從局部區域流出的出口溫度低于調溫介質以與此相對較低的速度穿流局部區域時的出口溫度。例如假設穿流局部區域的調溫介質的速度恒定并且假設調溫介質流入局部區域時的入口溫度恒定（調溫介質以該入口溫度流入局部區域中），則穿流局部區域的調溫介質和局部區域之間的熱交換根據調溫介質穿流局部區域的速度并且根據交換表面（通過該交換表面可以實現穿流局部區域的調溫介質和局部區域之間的熱交換）進行。調溫介質穿流局部區域的速度越低，則調溫介質從局部區域流出的出口溫度就越高（調溫介質流入局部區域時所具有的入口溫度與出口溫度之間的溫度差越大）。調溫介質穿流局部區域的速度（也稱為流速）越高，調溫介質從局部區域流出的出口速度就越高。調溫介質穿流局部區域的速度越高，則調溫介質從局部區域流出的出口溫度就越低（出口溫度與入口溫度之間的溫度差越小）。

25、在傳統解決方案中存在的問題是，在局部區域的、尤其是電機的調溫需求、尤其是冷卻需求升高時或隨著調溫需求、尤其是冷卻需求升高，這樣運行、尤其是調節泵，使得在流動路徑中并且在此尤其是在回路中和在局部區域中產生高的或更高的體積流量，由此局部區域可以有利地將熱量輸出到調溫介質或被調溫介質吸收熱量。調溫介質的高流速例如在假定容器中溫度恒定的情況下在熱交換器入口溫度和熱交換器出口溫度之間產生小的溫度差，調溫介質以所述熱交換器入口溫度流入熱交換器中，調溫介質以所述熱交換器出口溫度從熱交換器中流出。尤其是如果調溫介質是或包括油或所述另一流體是或包括水，則熱交換器是所謂的油水熱交換器。熱交換器入口溫度和熱交換器出口溫度之間的小溫度差導致調溫介質以相對高的溫度流入局部區域中、尤其是轉子軸中，由此與較低的熱交換器出口溫度相比或與熱交換器出口溫度和熱交換器入口溫度之間的較大差異相比，這導致局部區域中的調溫功率、尤其是冷卻功率相對較低。換言之，調溫介質穿流局部區域的速度越高，則每時間單位借助于調溫介質從局部區域中運走的熱量就越多（在冷卻局部區域時），或者每時間單位借助于調溫介質向局部區域傳遞的熱量就越多（在加熱局部區域時），但調溫介質穿流局部區域并且因此穿流流動路徑和熱交換器的速度越高，則調溫介質的熱交換器出口溫度就越高，調溫介質例如以熱交換器出口溫度從熱交換器流出（當通過熱交換器冷卻調溫介質時），例如調溫介質以熱交換器出口溫度流入局部區域中。換言之，熱交換器出口溫度（調溫介質以該溫度從熱交換器中流出）越高，則調溫介質流入局部區域時所具有的溫度、如上述入口溫度就越高。因此，在希望將調溫介質以較小的體積流量或以較低的速度輸送通過流動路徑并且因此通過熱交換器和局部區域以實現較低的熱交換器出口溫度和希望將調溫介質以較大的體積流量或以較高的速度輸送通過局部區域以便每時間單位從局部區域運走高熱量或將高熱量輸入到局部區域中之間存在目標沖突。因此，在希望以低轉速運行泵和希望以高轉速運行泵之間存在目標沖突，因為通過泵的高轉速可以產生調溫介質的高體積流量或高速度并且通過泵的相對較低的或低的轉速可以產生調溫介質的低體積流量或低速度。尤其是希望調溫介質穿流熱交換器的速度較低，因為在此情況下調溫介質在其穿過熱交換器的路徑上能夠借助于所述另一流體強烈地調溫、尤其是冷卻。

26、上述目標沖突現在可以通過根據本發明的方法解決。根據本發明的方法能實現對局部區域的盡可能大或盡可能強的調溫（尤其是冷卻）與泵的盡可能小或盡可能低的轉速、即調溫介質的盡可能小或盡可能低的速度之間的最佳組合。由此，例如為了冷卻局部區域，可以由熱交換器提供具有特別有利的低熱交換器出口溫度的調溫介質，從而隨后調溫介質可以以有利的低溫流入局部區域中，并且另一方面調溫介質可以有利地快速、即以有利高的速度被輸送通過局部區域，從而例如在冷卻局部區域時或為了冷卻局部區域每時間單位可以通過冷卻介質將大量熱量從局部區域中運走。