Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine

elektrische Maschine mit einem Stator sowie einem Rotor, eine Kupplungseinrichtung und eine Kühlvorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einem erfindungsgemäßen Hybridmodul.

Zurzeit erhältliche Hybridmodule, die durch Ankopplung eines Verbrennungsmotors an einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs einen Elektromotorbetrieb mit einem

Verbrennungsmotorbetrieb kombinieren können, weisen meist einen Elektromotor, eine Trennkupplung, deren Betätigungssystem, Lager und Gehäusekomponenten auf, die die drei Hauptkomponenten zu einer funktionstüchtigen Einheit verbinden.

Der Elektromotor ermöglicht das elektrische Fahren, Leistungszuwachs zum

Verbrennungsmotorbetrieb und Rekuperieren. Die Trennkupplung und deren

Betätigungssystem sorgen für das Ankuppeln oder Abkuppeln des

Verbrennungsmotors. Wenn ein Hybridmodul mit einer Doppelkupplung derart kombiniert wird, dass sich das Hybridmodul in Drehmomentübertragungsrichtung zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe befindet, müssen im Fahrzeug der Verbrennungsmotor, das Hybridmodul, die Doppelkupplung mit ihren

Betätigungssystemen und das Getriebe hinter- oder nebeneinander angeordnet werden.

Es ist bekannt, dass sich zu hohe Temperaturen nachteilig auf die Effizienz der elektrischen Maschine eines Hybridmoduls auswirken.

Ein Hybridmodul mit Kühlung ist aus der DE 10 2014 205 380 A1 bekannt. Es weist eine Kühlvorrichtung auf, wobei die Kühlvorrichtung zur Kühlung einer in einem Rotor eines Hybridmoduls eines Kraftfahrzeugs integrierten Kupplung eingerichtet ist. Die Kühlvorrichtung weist dabei einen Kühlkreislauf auf, in welchem das Kühlmittel zirkuliert. Die Zirkulation wird durch eine Fluidumlenkeinrichtung realisiert. Allerding weist die Kühlvorrichtung selbst ein Volumen auf, welches sich auf den gesamten Bauraumbedarf des Hybridmoduls auswirkt.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Hybridmodul zur Verfügung zu stellen, welches ein geringes Volumen mit hoher Effizienz und Lebensdauer verbindet.

Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Hybridmoduls sind in den Unteransprüchen 2-9 angegeben. Ergänzend wird ein Antriebsstrang gemäß

Anspruch 10 für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Getriebe zur Verfügung gestellt, welcher ein erfindungsgemäßes Hybridmodul aufweist.

Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.

Die Begriffe„radial“ und„axial“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Drehachse des Hybridmoduls.

Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für ein Kraftfahrzeug zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine sowie eines Getriebes. Das Hybridmodul umfasst eine elektrische Maschine, eine Kupplungseinrichtung und eine Kühlvorrichtung.

Das Hybridmodul ist ein Modul, mittels welchem elektrische Energie in ein

Drehmoment umgewandelt auf eine Antriebswelle übertragbar ist, wobei die

Antriebswelle außerdem von einer Brennkraftmaschine mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist. Das Hybridmodul weist eine elektrische Maschine mit einem Rotor, bevorzugt ein Innenläufer, und einen Stator auf.

Die Kupplungseinrichtung ist bevorzugt eine Reibkupplungseinrichtung. Die Kühlvorrichtung ist zur Kühlung eingerichtet, indem das Kühlmittel Wärme aufnimmt. Dabei umfasst die Kühlvorrichtung eine Kühlmittelleitung, in welcher das Kühlmittel geführt wird.

Die Kühlvorrichtung umfasst weiterhin mit wenigstens einer Erstreckungskomponente sich radial erstreckende Schaufelelemente, welche zumindest mittelbar rotationsfest mechanisch mit dem Rotorträger verbunden sind oder von diesem als integrale Bestandteile ausgebildet sind. Weiterhin umfasst die Kühlvorrichtung einen Auslass der Kühlmittelleitung, welcher derart positioniert ist, dass aus dem Auslass

austretendes Kühlmittel den Schaufelelementen zuführbar ist. Das Kühlmittel wird den Schaufelelementen dabei derart zugeführt, dass die Richtung, die Geschwindigkeit und/oder die Größe des Volumenstroms des austretenden Kühlmittels von den rotierenden Schaufelelementen derart änderbar ist, dass zumindest ein Teil des austretenden Kühlmittels auf den Stator der elektrischen Maschine gelangt.

Das bedeutet, dass austretendes Kühlmittel von den Schaufelelementen bei deren Rotation nach radial außen und/oder mit axialer Komponente umgelenkt bzw.

verspritzt wird. Die Drehgeschwindigkeit der Rotation entspricht dabei der

Drehgeschwindigkeit, welche das Bauteil, auf dem die Schaufelelemente angeordnet sind, aufweist. Die Schaufelelemente weisen dabei eine Funktion äquivalent der eines Strahlenbrechers eines Impulsregners auf. Dadurch kann ein Sprühnebel des

Kühlmittels erzeugt werden, dessen flüssige Partikel sich auf dem Stator absetzen können, um diesen zu kühlen.

Derart lässt sich effizient eine Verteilung des Kühlmittels und demzufolge eine

Kühlung umliegender thermisch belasteter Bauteile gewährleisten.

Vorzugsweise ist das verwendete Kühlmittel ein Fluid.

Erfindungsgemäß dienen die Schaufelelemente dazu, das Kühlmittel umzulenken und zu verteilen. Durch eine Reflexion des auf die Schaufelelemente auftreffenden

Kühlmittels wird dessen Volumenstrom mit radialer Komponente umgelenkt. Die Ablenkung des Volumenstroms durch die Schaufelelemente liegt dabei vorzugweise in einem Winkelbereich zwischen 30° und 120° in Bezug zur Austrittsrichtung aus dem Auslass. Insbesondere beträgt der Winkel zwischen 70° und 110°, am meisten bevorzugt jedoch zwischen 85° und 95°.

Ein jeweiliges Schaufelelement erstreckt sich dabei im Wesentlichen in einer Ebene, die keine Parallelität zur Rotationsachse aufweist. Vielmehr weist die

Erstreckungsebene eines jeweiligen Schaufelelements einen Winkel zur

Rotationsachse auf. Bevorzugt weist die Erstreckungsebene eines jeweiligen

Schaufelelements einen Winkel zur Rotationsachse auf, wobei der Winkel ungleich 0° und 90° ist und bevorzugt zwischen 30° und 60° beträgt.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Hybridmoduls umfasst die Kühlvorrichtung einen Ring. Mit diesem Ring sind die Schaufelelemente mechanisch verbunden oder sie werden von diesem als integrale Bestandteile ausgebildet. Der Ring ist dabei mechanisch mit dem Rotorträger verbunden.

Ergänzend ist der erfindungsgemäße Gegenstand derart ausgebildet, dass die mechanische Verbindung des Rings mit dem Rotorträger über eine Welle-Nabe- Verbindung realisiert ist. Alternativ ist eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Ring und Rotorträger vorgesehen.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die Kühlmittelleitung innerhalb eines Gehäuses des Hybridmoduls, insbesondere zumindest bereichsweise in einer Zwischenwand des Gehäuses, ausgebildet. Die Kühlmittelleitung ist dazu eingerichtet, ein Fluid zur Kühlung zu führen. Weiterhin kann die Kühlmittelleitung eine von außen in das Hybridmodul führende Fluidzufuhr und/oder eine nach außen aus dem

Hybridmodul führende Fluidabfuhr aufweisen.

Vorzugsweise weist das Hybridmodul weiterhin einen Auslass auf, welcher durch eine Öffnung im Gehäuse, insbesondere in der Zwischenwand, ausgebildet ist.

Ergänzend zum Auslass kann das Hybridmodul einen Bypass aufweisen. Der Bypass ist dabei ein Bypass eines Leitungssystems der Kühlvorrichtung des Hybridmoduls. Der Bypass bildet endseitig den Auslass aus. In einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Hybridmoduls ist die Kühlvorrichtung axial an der Seite der elektrischen Maschine angeordnet, welche der Seite zum Ankoppeln einer Verbrennungskraftmaschine zugewandt ist. Alternativ oder zusätzlich soll jedoch auch nicht ausgeschlossen sein, dass die Kühlvorrichtung auf der dem Anschluss eines Getriebes zugewandten Seite angeordnet ist.

In einer einfachen und stabilen Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Hybridmoduls weist die Kühlvorrichtung vorzugsweise mindestens fünfzig

Schaufelelemente auf. Vorzugsweise alle Schaufelelemente sind auf einem Umfang verteilt angeordnet. Die Schaufelelemente sind dabei bevorzugt gleich beabstandet angeordnet. Der Umfang, auf dem die Schaufelelemente angeordnet sind, kann von der radial äußeren Seite des Rotorträgers ausgebildet sein und sich radial innerhalb der elektrischen Maschine befinden. Durch die Anordnung von mindestens fünfzig Schaufelelementen wird auf eine einfache Weise die Erzeugung eines feinen

Sprühnebels gewährleistet.

Die Aufgabe wird zudem erfindungsgemäß durch einen Antriebsstrang für ein

Kraftfahrzeug gelöst. Der Antriebsstrang umfasst dabei eine

Verbrennungskraftmaschine und ein erfindungsgemäßes Hybridmodul sowie ein Getriebe. Das Hybridmodul ist dabei mit der Verbrennungskraftmaschine und dem Getriebe mechanisch über Kupplungen des Hybridmoduls verbindbar oder verbunden.

Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Im Folgenden zeigen mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung in den Figuren 1 und 3 das Hybridmodul und den Kühlmittelpfad und erfindungsgemäß in Figur 2 einen Ring, welcher Schaufelelemente ausbildet, wobei in

Fig. 1 ein Querschnitt des Aufbaus des Hybridmoduls dargestellt ist,

Fig. 2 einen Ring in perspektivischer Ansicht darstellt, an welchem Schaufelelemente ausgebildet sind und

Fig. 3 den Querschnitt des Hybridmoduls mit dem Kühlmittelpfad zeigt.

Es folgt die Erläuterung der Erfindung anhand der Zeichnungen nach Aufbau und ggf. auch nach Wirkungsweise der dargestellten Erfindung.

Zunächst wird der allgemeine Aufbau des erfindungsgemäßen Hybridmoduls 1 anhand der Figur 1 beschrieben.

Das dargestellte Hybridmodul 1 weist eine elektrische Maschine, umfassend einen Stator 15 und einen Rotor 16, auf, der auf einem rotierbaren Rotorträger 17 befestigt ist. Radial innerhalb des Rotorträgers 17 sind eine Trennkupplung 21 sowie eine Doppelkupplungsvorrichtung mit zwei Teilkupplungen 22 und 23 integriert.

Die Eingangsseite der Trennkupplung 21 ist mit einer Hybridmoduleingangswelle 24 gekoppelt, mit der ein Schwingungsdämpfer 20 zur Minderung von Schwingungen, welche von einer (hier nicht dargestellten) angeschlossenen

Verbrennungskraftmaschine eingetragen werden, mechanisch verbunden ist.

Weiterhin ist die Ausgangsseite der Trennkupplung 21 drehfest mit dem Rotorträger 17 gekoppelt.

Die beiden Teilkupplungen 22 und 23 sind dazu eingerichtet, mit jeweiligen

Profilverzahnungen mit jeweils einer (hier nicht dargestellten) Getriebeeingangswelle gekoppelt zu werden.

Die Schaufelelemente 31 sind an einer axialen Seite des Rotorträgers 17, hier an der Seite des Anschlusses einer Verbrennungskraftmaschine M, angeordnet. Möglich ist auch eine Alternative, in welcher die Schaufelelemente 31 auf der Seite des

Anschlusses eines Getriebes G des Rotorträgers 17 angeordnet sind. Das

Hybridmodul 1 weist ein Gehäuse 5 auf. Das Gehäuse 5 bildet eine Kühlmittelleitung 1 1 zumindest bereichsweise in einer Zwischenwand 6 aus. Die Kühlmittelleitung 1 1 ist dabei derart im Gehäuse 5 angeordnet, dass sie auf einem Kühlmittelpfad 10 einen Transport eines Kühlmittels von außen in das Hybridmodul 1 realisiert. Die

Kühlmittelleitung 1 1 leitet weiterhin das Kühlmittel durch das Gehäuse 5 in die

Zwischenwand 6. Der Transport des Kühlmittels in den Innenraum der elektrischen Maschine findet über einen Bypass 12 statt, welcher in der Kühlmittelleitung 1 1 ausgebildet ist. Der Bypass 12 endet dabei an einem Auslass 13, aus dem das Kühlmittel mit einer im Wesentlichen definierten Richtung in den vom Rotorträger 17 radial begrenzten Raum austritt. Die Zwischenwand 6 ist dabei in axialer Richtung zwischen der elektrischen Maschine und dem Schwingungsdämpfer 20 ausgebildet, wobei der Schwingungsdämpfer 20 auf der Seite des Anschlusses einer

Verbrennungskraftmaschine M des Hybridmoduls 1 ausgebildet ist.

In Figur 2 ist ein Ring 30 dargestellt, an welchem die Schaufelelemente 31

ausgebildet sind. Der Ring 30 weist dabei einen inneren Radius auf, welcher im Wesentlichen dem Radius der radial äußeren Seite des Rotorträgers 17 entspricht, so dass der Ring 30 auf dem Rotorträger 17 mechanisch derart form- und/oder kraftschlüssig angeordnet werden kann, dass Drehmoment vom Rotorträger 17 auf den Ring 30 übertragbar ist. Auf der radial äußeren Seite des Rings 30 sind die Schaufelelemente 31 ausgebildet. Die Schaufelelemente 31 sind dabei rotationsfest mit dem Ring 30 verbunden oder werden von diesem als integrale Bestandteile ausgebildet. Ein jeweiliges Schaufelelement 31 erstreckt sich dabei im Wesentlichen in einer Ebene, wobei die Ebene keine Parallelität zur Rotationsachse des Rings 30 aufweist. Vielmehr weist die Erstreckungsebene eines jeweiligen Schaufelelements 31 einen Winkel zur Rotationsachse des Hybridmoduls auf. Insbesondere beträgt der Winkel zwischen 0° und 90°, bevorzugt zwischen 30° und 60°.

In Figur 3 zeigt der Querschnitt des Hybridmoduls, welches in Figur 1 beschrieben wurde, nun weiterhin einen Kühlmittelpfad 10. Der Kühlmittelpfad 10 stellt dabei den Weg der Bewegung des Kühlmittels durch das Hybridmodul 1 dar. Erfindungsgemäß verläuft ein Teil des Kühlmittelpfades 10 als Bypass 12 bis zum Auslass 13 und an die Schaufelelemente 31 , von wo das Kühlmittelt über die Schaufelelemente 31 auf den Stator 15 abgelenkt wird.

Im Betrieb der Erfindung wird also ein Kühlmittel in der Kühlmittelleitung 11 geführt und bewegt sich dort entlang des Kühlmittelpfads 10. Das Kühlmittel strömt durch das Gehäuse 5 bzw. durch dessen Zwischenwand 6, wo der Volumenstrom des

Kühlmittels geteilt wird. Anteilig fließt das Kühlmittel durch die Zwischenwand 6 weiter und anschließend zur Trennkupplung 21 , um diese zu kühlen. Eine zweite Teilmenge des Kühlmittels fließt über den Bypass 12 und dessen Auslass 13 in den Innenraum der elektrischen Maschine, nämlich auf die Schaufelelemente 31. Durch die zumindest mittelbare mechanische Verbindung, welche auch ein Drehmoment überträgt, zwischen den Schaufelelementen 31 und dem Rotorträger 17 rotieren die

Schaufelelemente 31 bei Betrieb der elektrischen Maschine um die Rotationsachse des Rotorträgers 17. Das auf die rotierenden Schaufelelemente 31 auftreffende Kühlmittel wird auf den Stator 15 nach radial außen abgelenkt.

Mit dem hier vorgeschlagenen Hybridmodul wird eine Einrichtung zur Verfügung gestellt, die eine aktive Kühlung des Stators der elektrischen Maschine mit

minimiertem Volumenbedarf ermöglicht.

Bezuqszeichenliste

1 Hybridmodul

5 Gehäuse

6 Zwischenwand

10 Kühlmittelpfad

1 1 Kühlmittelleitung

12 Bypass

13 Auslass

15 Stator

16 Rotor

17 Rotorträger

20 Schwingungsdämpfer

21 Trennkupplung

22 erste Teilkupplung

23 zweite Teilkupplung

24 Hybridmodul-Eingangswelle

30 Ring

31 Schaufelelement

M Seite des Anschlusses einer Verbrennungskraftmaschine

G Seite des Anschlusses eines Getriebes