Die Erfindung betrifft eine Temperiervorrichtung zur Temperierung einer elektrischen Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Zulaufabschnitt und einen Rücklaufabschnitt und wenigstens eine Ventileinrichtung, die dazu ausgebildet ist, einen Temperiermittelpfad zwischen dem Zulaufabschnitt und dem Rücklaufabschnitt zu verändern.

Temperiervorrichtungen zur Temperierung von elektrischen Antriebsachsen von Kraftfahrzeugen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Temperiervorrichtungen definieren üblicherweise einen Temperiermittelpfad zwischen einem Zulaufabschnitt und einem Rücklaufabschnitt, durch den Temperiermittel, insbesondere Kühlmittel, geführt werden kann, wobei der Temperiermittelpfad das Temperiermittel durch verschiedene Einrichtungen oder entlang verschiedener Einrichtungen der elektrischen Antriebsachse des Kraftfahrzeugs führt, um mittels des Temperiermittels Wärme von den Einrichtungen abzuführen. Das Temperiermittel kann durch den Rücklaufabschnitt in eine Temperierungseinrichtung, beispielsweise eine Kühleinrichtung, zum Beispiel einen Wärmetauscher, geführt werden und anschließend durch die Temperierungseinrichtung temperiert wieder dem Zulauf zugeführt werden. Mit anderen Worten beschreibt der Temperiermittelpfad üblicherweise einen Kreislauf.

Zum Beispiel ist es möglich, dass das Temperiermittel in einer definierten Reihenfolge verschiedene Einrichtung der elektrischen Antriebsachse durchläuft, insbesondere zuerst eine Steuerungseinrichtung, zum Beispiel eine Leistungselektronik, und anschließend eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor. Hierbei ist zu beachten, dass das Temperiermittel bei Durchlaufen der einzelnen Einrichtungen hinsichtlich seiner Temperatur verändert wird. Soll das Temperiermittel zur Kühlung verwendet werden, erwärmt sich das Temperiermittel bei Durchlaufen der einzelnen Einrichtungen um eine bestimmte Differenztemperatur, beispielsweise um 5°C. Dies kann dazu führen, dass eine erste Einrichtung, die nach dem Zulaufabschnitt von dem Temperiermittel zuerst durchströmt wird, besser temperiert werden kann als eine im Temperiermittelpfad in Strömungsrichtung nachfolgende Einrichtung, da sich die Temperatur des Temperiermittels durch Durchlaufen der ersten Einrichtung bereits verändert hat. Aus dem Stand der Technik ist eine Ventileinrichtung bekannt, die den grundsätzlichen Umfang des Temperiermittelpfads zwischen Zulaufabschnitt und Rücklaufabschnitt verändern kann. Insbesondere kann die Ventileinrichtung steuern, ob sämtliche Einrichtungen im Temperiermittelpfad durchströmt werden sollen, oder ob nur eine Einrichtung durchströmt und die andere nicht durchströmt werden soll. Im Speziellen kann eine Steuerungseinrichtung temperiert werden und eine elektrische Maschine nicht temperiert werden, insbesondere um einen Startbetrieb zu realisieren, um der elektrischen Maschine zu erlauben zügiger auf Betriebstemperatur zu kommen.

Ist der Dauerbetrieb erreicht, werden sowohl Steuerungseinrichtung als auch die elektrische Maschine bzw. weitere in dem Temperiermittelpfad eingebundene Einrichtungen entsprechend ihrer Anordnung im Temperiermittelpfad durchströmt und somit die Effizienz der Temperierung letztlich von der Anordnung im Temperiermittelpfad festgelegt. Eine Veränderung der Temperierung ist dabei nicht möglich, da die Einrichtungen fest im Temperiermittelpfad eingebunden sind und in Durchflussrichtung stromaufwärts angeordnete Einrichtungen stets vor der jeweiligen Einrichtung temperiert werden. Da die einzelnen Einrichtungen verschiedenen Betriebssituationen unterschiedliche Anforderungen an die Temperierung stellen, ist die ausreichende Kühlung sämtlicher Einrichtungen aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine demgegenüber verbesserte Temperiervorrichtung zur Temperierung einer elektrischen Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs anzugeben.

Die Aufgabe wird durch eine Temperiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Wie beschrieben, betrifft die Erfindung eine Temperiervorrichtung zur Temperierung einer elektrischen Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, die einen Zulaufabschnitt und einen Rücklaufabschnitt umfasst und eine Ventileinrichtung, durch die der Temperiermittelpfad zwischen Zulaufabschnitt und Rücklaufabschnitt verändert werden kann. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Ventileinrichtung dazu ausgebildet ist, die Durchströmungsreihenfolge wenigstens zweier Einrichtungen, insbesondere einer Steuerungseinrichtung und einer elektrischen Maschine, in dem Temperiermittelpfad zu verändern. Grundsätzlich kann der Temperiermittelpfad somit wenigstens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweisen, die wahlweise der elektrischen Maschine und der Steuerungseinrichtung zugeordnet werden können. Die Ventileinrichtung ist dazu ausgebildet, das Temperiermittel von dem Zulaufabschnitt wahlweise zuerst in den ersten Abschnitt oder wahlweise zuerst in den zweiten Abschnitt zu führen.

Mit anderen Worten können die wenigstens zwei Einrichtungen in beliebiger Reihenfolge von dem Temperiermittel durchströmt bzw. temperiert werden. Beispielsweise eine erste Einrichtung, die dem ersten Abschnitt zugeordnet ist, vor einer zweiten Einrichtung, die dem zweiten Abschnitt zugeordnet ist, durchströmt, kann die Effizienz in der Temperierung der ersten Einrichtung gegenüber der Temperierung der zweiten Einrichtung verbessert werden. Erfordert eine Temperierung der zweiten Einrichtung eine höhere Effizienz bzw. Temperierleistung gegenüber der Temperierung der ersten Einrichtung, kann durch die Ventileinrichtung die Durchströmungsreihenfolge verändert werden. In diesem Fall wird der zweite Abschnitt und somit die zweite Einrichtung vor dem ersten Abschnitt durchströmt, sodass das Temperiermittel bei der Durchströmung des zweiten Abschnitts eine geeignetere Temperatur aufweist.

In einem konkreten Beispiel kann der erste Abschnitt der elektrischen Maschine zugeordnet sein und der zweite Abschnitt einer Steuerungseinrichtung, insbesondere einer Leistungselektronik. Erfordert der aktuelle Betriebszustand eine höhere Kühlleistung in der elektrischen Maschine als in der Steuerungseinrichtung, kann die Ventileinrichtung derart gestellt werden, dass das Temperiermittel bzw. das Kühlmittel, zuerst den ersten Abschnitt durchströmt und somit zuerst die elektrische Maschine temperiert. Das aus dem Zulaufabschnitt kommende Temperiermittel ist daher kühler, wenn es den ersten Abschnitt durchströmt, sodass verbessert Wärme von der elektrischen Maschine abgeführt werden kann. Anschließend durchströmt das Temperiermittel den zweiten Abschnitt und temperiert die Steuerungseinrichtung.

Ist in einer abweichenden Betriebssituation eine verstärkte Temperierung der Steuerungseinrichtung erforderlich, kann die Ventileinrichtung die Durchströmungsreihenfolge entsprechend umkehren, sodass zuerst der zweite Abschnitt durchströmt und somit die Steuerungseinrichtung gekühlt werden kann und anschließend der erste Abschnitt durchströmt und die elektrische Maschine gekühlt werden kann. In dieser Situation strömt vergleichsweise kühleres Temperiermittel zuerst durch den zweiten Abschnitt, um die erhöhte Kühlleistung seitens der Steuerungseinrichtung zu erbringen.

Neben der seriellen Durchströmung zweier Einrichtungen ist auch, wie noch untenstehend weiter ausgeführt, eine parallelisierte Durchströmung möglich, indem die Ventileinrichtung in den Temperiermittelpfad derart verändert, dass eine erste Einrichtung und eine zweite Einrichtung bzw. der erste und der zweite Abschnitt parallel durchströmt werden. Obwohl der Einfachheit halber in der vorliegenden Anmeldung der Temperiermittelpfad mit einer ersten Einrichtung und einer zweiten Einrichtung beschrieben wird, kann grundsätzlich eine beliebige Anzahl von Einrichtungen vorgesehen sein, deren Durchströmungsreihenfolge durch die Ventileinrichtung oder durch mehrere Ventileinrichtungen verändert werden kann. Grundsätzlich kann somit die Effizienz der Temperierung auf diejenige Einrichtung im Temperiermittelpfad konzentriert werden, bei der die Temperierung, insbesondere aktuell, am wichtigsten ist.

Der Begriff „Temperierung“ kann im Rahmen dieser Anmeldung sowohl als Kühlung als auch als Erwärmung verstanden bzw. verwendet werden. Hierbei kann, je nach Temperatur des Temperiermittels und Relativtemperatur der zu temperierenden Einrichtung wahlweise eine Kühlung oder eine Erwärmung erzielt werden. Im Betrieb wird die elektrische Antriebsachse des Kraftfahrzeugs üblicherweise zur Abfuhr von erzeugter Wärme gekühlt, sodass die Temperiervorrichtung zur Kühlung der elektrischen Antriebsachse verwendet werden kann. Als Temperiermittel kann in diesem Fall ein Kühlmittel verwendet werden, wobei der Temperiermittelpfad und die Temperierungseinrichtung entsprechend als Kühlmittelpfad und Kühleinrichtung verstanden werden können.

Nach einer Ausgestaltung der Temperiervorrichtung kann vorgesehen sein, dass die Ventileinrichtung dazu ausgebildet ist, die Durchströmungsreihenfolge in Abhängigkeit einer Leistungsanforderung zu verändern. Die Durchströmungsreihenfolge kann nach dieser Ausgestaltung so gewählt bzw. festgelegt werden, dass eine aktuelle Leistungsanforderung der einzelnen Einrichtungen berücksichtigt werden kann. Mit anderen Worten kann dasjenige Aggregat, das aktuell mehr Kühlleistung erfordert, stärker gekühlt werden. Die Leistungsanforderung der einzelnen Einrichtungen kann beispielsweise über eine zentrale Steuerungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs abgerufen bzw. empfangen werden. Die zentrale Steuerungseinrichtung kann von der zuvor beschriebenen Steuerungseinrichtung bzw. Leistungselektronik verschieden sein oder die zuvor beschriebene Steuerungseinrichtung kann die entsprechenden Leistungsanforderungen erzeugen.

Entsprechend der Leistungsanforderung kann die Ventileinrichtung durch geeignete Schaltsignale angesteuert werden, um die Durchströmungsreihenfolge festzu legen bzw. zu verändern. Im einfachsten Fall ist die Ventileinrichtung als steuerbares bzw. regelbares Ventil ausgeführt, das den Zulaufabschnitt und den Rücklaufabschnitt wahlweise mit dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt verbinden kann, sodass entweder aus dem Zulaufabschnitt Temperiermittel in den ersten Abschnitt und von dem ersten Abschnitt in den zweiten Abschnitt und von dem zweiten Abschnitt in den Rücklaufabschnitt strömen kann oder Temperiermittel von dem Zulaufabschnitt in den zweiten Abschnitt und von dem zweiten Abschnitt in den ersten Abschnitt und von dem ersten Abschnitt in den Rücklaufabschnitt strömen kann.

Wie beschrieben, kann bei der Festlegung der Durchströmungsreihenfolge eine Leistungsanforderung berücksichtigt werden. Die Leistungsanforderung kann insbesondere eine Spitzenleistungsanforderung sein, wobei die Ventileinrichtung dazu ausgebildet ist, einen Steuerungseinrichtungsabschnitt in dem Temperiermittelpfad vor einem Maschinenabschnitt zu durchströmen. Wie beschrieben, kann wahlweise der erste Abschnitt oder der zweite Abschnitt der Steuerungseinrichtung oder der elektrischen Maschine zugeordnet sein.

Als „Steuerungseinrichtungsabschnitt“ wird derjenige Abschnitt des Temperiermittelpfads bezeichnet, der der Steuerungseinrichtung zugeordnet ist, wobei dieser wahlweise der erste Abschnitt oder der zweite Abschnitt sein kann. Als Spitzenleistungsanforderung wird eine über ein vergleichsweise kurzes Zeitintervall anliegende Leistungsanforderung verstanden, die zu einer vergleichsweise starken Erwärmung der Steuerungseinrichtung, insbesondere der Leistungselektronik führt. Die Komponenten der Leistungselektronik haben gegenüber denen der elektrischen Maschine eine vergleichsweise niedrigere thermische Zeitkonstante, sodass diese sich gegenüber denen der elektrischen Maschine deutlich schneller aufheizt. Hierbei ist insbesondere zu vermeiden, dass sich empfindliche elektrische oder elektronische Bauteile, insbesondere Halbleiter, überhitzen.

Da die elektrische Maschine in derartigen Spitzenleistungsanforderungen thermisch träger ist, ist es vorteilhaft, verstärkt die Steuerungseinrichtung zu kühlen. In der Spitzenleistungsanforderung verändert die Ventileinrichtung die Durchströmungsreihenfolge somit zugunsten der Steuerungseinrichtung, indem der Steuerungseinrichtungsabschnitt vor dem Maschinenabschnitt durchströmt wird und die Steuerungseinrichtung somit durch vergleichsweise kühleres Temperiermittel verbessert gekühlt werden kann. Die Spitzenleistungsanforderung kann beispielsweise in der aktuell abgerufenen Leistung und/oder dem Temperaturgradienten und/oder der Temperatur der Steuerungseinrichtung definiert werden. Alternativ kann die Spitzenleistungsanforderung strombasiert erfasst werden. Übersteigt der Strom einen bestimmten Stromgrenzwert, kann eine Spitzenleistungsanforderung erfasst und die Ventileinrichtung entsprechend angesteuert werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Leistungsanforderung eine Dauerleis- tungsanforderung sein, wobei die Ventileinrichtung dazu ausgebildet ist, einen Steuerungseinrichtungsabschnitt in dem Temperiermittelpfad nach einem Maschinenabschnitt zu durchströmen. Gegenüber der zuvor beschriebenen Spitzenleistungsanforderung ist die Dauerleistungsanforderung durch eine angeforderte Leistung gekennzeichnet, die über einen vergleichsweise langen Zeitraum anliegt bzw. abgerufen wird. Als Dauerleistungsanforderung kann insbesondere ein Dauerbetrieb der elektrischen Antriebsachse verstanden werden, beispielsweise ein Fährbetrieb bei vergleichsweise konstanter Geschwindigkeit. Die Dauerleistungsanforderung kann wiederum über den Strom definiert werden, wobei die Spitzenleistungsanforderung, wie beschrieben, durch einen oberhalb eines Stromgrenzwerts liegenden Strom gekennzeichnet ist. Demgegenüber ist die Dauerleistungsanforderung durch einen unterhalb eines Stromgrenzwerts liegenden Strom gekennzeichnet. Ebenso kann die Dauer der Leistungsanforderungen zur Definition herangezogen werden, wobei die Spitzenleistungsanforderung üblicherweise weniger als 1 Minute anliegt, wohingegen die Dauerleistungsanforderung über einen Zeitraum von mehr als 1 Minute anliegt. Gleichfalls können die Temperaturgradienten und/oder die Temperaturen der Einrichtungen zur Erfassung der Leistungsanforderung erfasst werden.

Da bei der Dauerleistungsanforderung üblicherweise in der elektrischen Maschine mehr Wärme erzeugt wird, die durch den Temperiermittelpfad abgeführt werden muss, bietet es sich an, die Ventileinrichtung zur Festlegung der Durchströmungsreihenfolge derart zu verwenden, dass zuerst der Maschinenabschnitt durchströmt wird und anschließend der Steuerungseinrichtungsabschnitt durchströmt wird. Dies führt dazu, dass vergleichsweise kühleres Temperiermittel zuerst die elektrische Maschine durchströmt und diese effizient kühlt, da die erforderliche Kühlleistung in der elektrischen Maschine in der Dauerleistungsanforderung größer ist als seitens der Steuerungseinrichtung.

Die Temperiervorrichtung kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass die Leistungsanforderung eine thermische Kapazität wenigstens einer Einrichtung in dem Temperiermittelpfad ist, wobei die Ventileinrichtung dazu ausgebildet ist, die Durchströmungsreihenfolge basierend auf einer aktuellen oder zukünftigen thermischen Kapazität der Einrichtung festzulegen. Der Begriff „thermische Kapazität“ soll in dieser Ausgestaltung insbesondere die Fähigkeit der jeweiligen Einrichtung charakterisieren, weiter erwärmt zu werden bzw. durch den Betrieb weiter Wärme zu erzeugen, wobei gegebenenfalls die Temperatur wenigstens einer Komponente der Einrichtung weiter ansteigt. Mit anderen Worten kann über die thermische Kapazität angegeben werden, ob oder wie nah die entsprechende Einrichtung an ihrer thermischen Belastungsgrenze ist. Dadurch kann unterschieden werden, ob beispielsweise eine erste Einrichtung noch weiter erwärmt werden kann, ohne dass dies negative Einflüsse auf ihre Betriebsfähigkeit besitzt und ebenso, ob eine zweite Einrichtung noch weiter erwärmt werden kann, ohne dass dies negative Einflüsse auf ihre Betriebsfähigkeit besitzt.

Dementsprechend kann entschieden werden, welche der Einrichtungen eine möglichst effiziente Temperierung am nötigsten hat, beispielsweise diejenige Einrichtung, die am nächsten an ihrer thermischen Kapazitätsgrenze betrieben wird. Zur Bestimmung der thermischen Kapazität können insbesondere die aktuellen Temperaturen bzw. Temperaturgradienten der einzelnen Einrichtungen betrachtet werden. Je nachdem, welche Temperatur die einzelnen Einrichtungen innerhalb ihrer Betriebsgrenzen annehmen können und wie sich diese aktuell verändern, kann, insbesondere mittels einer Steuerungseinrichtung, entschieden werden, welche der Einrichtungen verstärkt temperiert werden soll. Hierbei kann die Steuerungseinrichtung insbesondere auf wenigstens ein Wärmemodell zurückgreifen und die Temperaturen bzw. Temperaturentwicklungen entsprechen modellieren. Dadurch kann die Betriebsfähigkeit der gesamten elektrischen Antriebsachse erhöht werden, da stets diejenige Einrichtung, die kurz vor ihrer thermischen Kapazitätsgrenze steht, verbessert gekühlt werden kann, sodass zum Beispiel eine Reduzierung der Leistungsfähigkeit verhindert oder zumindest hinausgezögert werden kann.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Temperiervorrichtung kann vorgesehen sein, dass in Durchströmungsrichtung zwischen zwei Einrichtungen, insbesondere zwischen einer Steuerungseinrichtung und einer elektrischen Maschine, wenigstens ein Bypass vorgesehen ist, der dazu ausgebildet ist, eine Verbindung zu dem Rücklaufabschnitt herzustellen. Durch die Verbindung des Zwischenabschnitts, der in Durchströmungsrichtung zwischen den wenigstens zwei Einrichtungen in dem Temperiermittelpfad liegt, mit dem Rücklaufabschnitt, ist zum einen eine Parallelisierung der Temperierung der beiden Einrichtungen möglich, indem der Zulaufabschnitt durch die Ventileinrichtung gleichzeitig mit der ersten Einrichtung und der zweiten Einrichtung bzw. dem ersten und zweiten Abschnitt verbunden ist und der entsprechende Zwischenabschnitt mit dem Rücklaufabschnitt über den Bypass verbunden wird. Ebenso ist es möglich, den zuvor beschriebenen ersten Abschnitt und zweiten Abschnitt isoliert zu temperieren, indem der Zulaufabschnitt durch die Ventileinrichtung wahlweise mit dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt verbunden wird und durch den Bypass das Temperiermittel zu dem Rücklaufabschnitt geführt wird, ohne jeweils den anderen Abschnitt durchströmen zu müssen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Temperiervorrichtung kann vorgesehen sein, dass ein Bypassventil vorgesehen ist, das dazu ausgebildet ist, einen Volumenstrom durch den Bypass einzustellen. Das Bypassventil kann einstellbar, also insbesondere steuerbar oder regelbar sein und sowohl die Richtung als auch den Volumenstrom durch den Bypass einstellen. Wie zuvor beschrieben, sind damit sowohl eine Parallelisierung der Temperierung der wenigstens zwei Einrichtungen als auch grundsätzlich eine Festlegung der Strömungsrichtung und eine Isolierung der einzelnen Einrichtungen hinsichtlich ihrer Temperierung möglich.

Die Temperiervorrichtung kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass die Temperiervorrichtung dazu ausgebildet ist, einen Gesamtdruckabfall zu reduzieren. Wie beschrieben, kann durch das Bypassventil letztlich der Volumenstrom durch den Bypass geregelt werden. Dadurch kann der Gesamtdruckabfall in dem Temperiermittelpfad beeinflusst werden. Zum Beispiel kann Temperiermittel, statt durch die einzelnen Abschnitte zu strömen, stattdessen durch den Bypass geführt werden, der gegenüber den Abschnitten des Temperiermittelpfads, in denen die einzelnen Einrichtungen angeordnet sind, einen deutlich niedrigeren Strömungswiderstand aufweist. Letztlich ist durch die Reduzierung des Druckabfalls in dem Temperiermittelpfad eine Erhöhung der Einzeldruckabfälle in dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt möglich, ohne den Gesamtdruckabfall in Summe erhöhen zu müssen. Dadurch kann die Temperierung in den einzelnen Einrichtungen aufgrund der Erhöhung der Einzeldruckabfälle verbessert werden.

Neben der Temperiervorrichtung betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine zuvor beschriebene Temperiervorrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Temperierung einer elektrischen Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Zulaufabschnitt und einen Rücklaufabschnitt und wenigstens eine Ventileinrichtung, die dazu ausgebildet ist, einen Temperiermittelpfad zwischen dem Zulaufabschnitt und dem Rücklaufabschnitt zu verändern, wobei die Durchströmungsreihenfolge wenigstens zweier Einrichtungen, insbesondere einer Steuerungseinrichtung und einer elektrischen Maschine, in dem Temperiermittelpfad mittels der Ventileinrichtung verändert wird.

Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die Temperiervorrichtung beschrieben wurden, sind vollständig auf das Kraftfahrzeug und das Verfahren übertragbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer elektrischen Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Temperiervorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 2 einen Ausschnitt einer elektrischen Antriebsachse eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Temperiervorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Ausschnitt einer elektrischen Antriebsachse 1 eines Kraftfahrzeugs mit einer Temperiervorrichtung 2, die einen Temperiermittelpfad 3 definiert, der einen Zulaufabschnitt 4 und einen Rücklaufabschnitt 5 aufweist. In dem Temperiermittelpfad 3 können beliebige Einrichtungen bzw. Komponenten der elektrischen Antriebsachse 1 eingebunden sein. Lediglich beispielhaft sind eine Steuerungseinrichtung 6, zum Beispiel eine Leistungselektronik, und eine elektrische Maschine 7, zum Beispiel ein Elektromotor, dargestellt, die in einem ersten Abschnitt 8 und einem zweiten Abschnitt 9 des Temperiermittelpfads 3 angeordnet sind. Die Begriffe „erster Abschnitt 8“ und „zweiter Abschnitt 9“ sind lediglich beispielhaft gewählt und entsprechend austauschbar bzw. übertragbar. Ebenso ist es möglich, eine weitere beliebige Anzahl von Einrichtungen oder Komponenten zusätzlich zu der Steuerungseinrichtung 6 und der elektrischen Maschine 7 zu integrieren und entsprechend weitere Abschnitte in dem Temperiermittelpfad 3 anzuordnen. Die Abschnitte 8, 9 sind mit den jeweiligen Einrichtungen thermisch so gekoppelt, dass eine Abfuhr von Wärme bzw. ein Eintrag von Wärme zur Temperierung der Einrichtungen möglich ist. Hierbei ist es möglich, jedoch nicht erforderlich, dass die Einrichtungen direkt von dem Temperiermittelpfad durchströmt werden, es ist ebenso möglich, dass das Temperiermittel in thermischem Kontakt entlang der Einrichtungen geführt wird, um Wärme aufzunehmen bzw. Wärme abzugeben.

Die Temperiervorrichtung 2 weist ferner eine Ventileinrichtung 10 auf, die grundsätzlich dazu ausgebildet ist, den Temperiermittelpfad 3 zwischen dem Zulaufabschnitt 4 und dem Rücklaufabschnitt 5 zu verändern. Insbesondere kann die Ventileinrichtung 10 die Durchströmungsreihenfolge der Abschnitte 8, 9 in dem Temperiermittelpfad 3 verändern. Dadurch lässt sich die Durchströmungsreihenfolge der Steuerungseinrichtung 6 und der elektrischen Maschine 7 auf die aktuelle Betriebssituation anpassen.

Zum Beispiel kann die Ventileinrichtung 10 die Durchströmungsreihenfolge derart festlegen, dass von dem Zulaufabschnitt 4 Temperiermittel zuerst in den ersten Abschnitt 8, in dem die Steuerungseinrichtung 6 angebunden ist, geführt wird, sodass das Temperiermittel nach Durchströmen des ersten Abschnitts 8 in den zweiten Abschnitt 9 gelangt, um dort die elektrische Maschine 7 zu temperieren. Anschließend kann das Temperiermittel durch den Rücklaufabschnitt 5 in eine Temperierungseinrichtung 11 , beispielsweise eine Kühleinrichtung, strömen und anschließend wieder dem Zulaufabschnitt 4 zugeführt werden. Der Temperiermittelpfad 3 bildet ersichtlich einen Kreislauf aus.

Die Ventileinrichtung 10 kann die Durchströmungsreihenfolge auch derart festlegen, dass das Temperiermittel von dem Zulaufabschnitt 4 zuerst in den zweiten Abschnitt 9, in dem die elektrische Maschine 7 angebunden ist, geführt wird. Ersichtlich wird das Temperiermittel nach Durchströmen des zweiten Abschnitts 9 in den ersten Abschnitt 8 geführt. Mit anderen Worten wird in diesem Zustand zuerst die elektrische Maschine 7 temperiert und anschließend die Steuerungseinrichtung 6. Je nach gewählter Durchströmungsreihenfolge besitzt das Temperiermittel bei Erreichen der jeweiligen Einrichtung eine andere Temperatur. Soll beispielsweise gekühlt werden, ist der Kühlvorgang in der weiter vorne in der Durchströmungsreihenfolge angeordneten Einrichtung verbessert, da das Temperiermittel dann noch kühler ist. Bei Temperierung der ersten Einrichtung in dem Temperiermittelpfad 3 wird Wärme von dem Temperiermittel von der ersten Einrichtung aufgenommen, sodass sich die Temperatur des Temperiermittels erhöht. Die Temperierung der ersten Einrichtung ist daher effizienter als die Temperierung der zweiten Einrichtung in der Durchströmungsreihenfolge.

Die Ventileinrichtung 10 kann insbesondere mit einer Steuerungseinrichtung gekoppelt sein, beispielsweise der Steuerungseinrichtung 6 oder einer separat dazu ausgeführten zweiten Steuerungseinrichtung, die nicht näher dargestellt ist. Entsprechend können der Ventileinrichtung 10 Steuersignale zugeführt werden, dass diese den Zulaufabschnitt 4 und den Rücklaufabschnitt 5 wahlweise mit dem ersten Abschnitt 8 oder dem zweiten Abschnitt 9 verbindet. Die Festlegung bzw. Veränderung der Durchströmungsreihenfolge kann insbesondere basierend auf einer Leistungsanforderung vorgenommen werden.

Ergibt die Leistungsanforderung, dass aktuell eine Spitzenleistungsanforderung vorliegt, in der Wärme verstärkt in der Steuerungseinrichtung 6 erzeugt wird, kann die Ventileinrichtung 10 die Durchströmungsreihenfolge derart festlegen, dass eine verbesserte Kühlung der Steuerungseinrichtung 6 erfolgt, d.h., dass zuerst der erste Abschnitt 8 vor dem zweiten Abschnitt 9 von dem Temperiermittel durchströmt wird. Bei Vorliegen einer Dauerleistungsanforderung kann die Ventileinrichtung 10 die Durchströmungsreihenfolge verändern, sodass zuerst die elektrische Maschine 7 temperiert wird, d.h., dass der zweite Abschnitt 9 vor dem ersten Abschnitt 8 von dem Temperiermittel durchflossen wird, sodass die elektrische Maschine 7 gegenüber der Strömungseinrichtung 6 kühleres Temperiermittel erhalten kann.

Ebenso ist es möglich, dass die thermische Kapazität der einzelnen Einrichtungen, insbesondere der Steuerungseinrichtung 6 und der elektrischen Maschine 7 herangezogen werden kann und die Ventileinrichtung 10 basierend auf der thermischen Kapazität gesteuert werden kann. Hierzu können Wärmemodelle verwendet werden bzw. können die thermischen Kapazitätsgrenzen der einzelnen Einrichtungen berücksichtigt werden. Gibt die aktuelle thermische Kapazität der Einrichtungen beispielsweise an, dass eine der beiden Einrichtungen kurz vor ihrer thermischen Kapazitätsgrenze betrieben wird, kann die Temperierung gezielt auf diese Einrichtung ausgerichtet werden.

Erlaubt beispielsweise die aktuelle Temperatur der Steuerungseinrichtung 6 keine weitere Temperaturerhöhung, sodass eine Reduzierung der Leistungsanforderung erforderlich wäre, kann die Durchströmungsreihenfolge verändert werden, sodass zuerst der erste Abschnitt 8 und somit die Steuerungseinrichtung 6 in der Durchströmungsreihenfolge vor dem zweiten Abschnitt 9 und somit vor der elektrischen Maschine 7 durchströmt wird. Dadurch kann die aktuelle Temperatur der Steuerungseinrichtung 6 abgesenkt werden, sodass diese weiter entfernt von ihrer thermischen Kapazitätsgrenzen betrieben wird bzw. ein Temperaturgradient gesenkt werden kann. Dies führt dazu, dass ein weiterer Betrieb der Antriebsachse 1 möglich ist, ohne die Leistungsanforderung zu reduzieren. Die vorangegangene Beschreibung ist auf einen umgekehrten Anwendungsfall, in der die thermische Kapazitätsgrenze der elektrischen Maschine 7 vor der thermischen Kapazitätsgrenze der Steuerungseinrichtung 6 erreicht ist, übertragbar.

Fig. 2 zeigt eine elektrische Antriebsachse 1 eines Kraftfahrzeugs nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die vorangegangene Beschreibung, insbesondere hinsichtlich der Funktionsweise der Temperiervorrichtung 2, ist vollständig auf die Ausgestaltung nach Fig. 2 übertragbar. Gleiche Bezugszeichen werden daher für gleiche Bauteile verwendet. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel weist die elektrische Antriebsachse 1 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel, insbesondere deren Temperiervorrichtung 2, einen Bypass 12 mit einem Bypassventil 13 auf. Der Bypass 12 verbindet einen Zwischenabschnitt 14, der in Durchströmungsrichtung zwischen dem ersten Abschnitt 8 und dem zweiten Abschnitt 9 angeordnet ist, mit dem Rücklaufabschnitt 5. Durch den Bypass 12 ist zum einen eine Parallelisierung der beiden Abschnitte 8, 9 möglich, bei der die Ventileinrichtung 10 den Zulaufabschnitt 4 sowohl mit dem ersten Abschnitt 8 als auch mit dem zweiten Abschnitt 9 verbindet, sodass der Rücklaufabschnitt 5 mit dem Zwischenabschnitt 14 verbunden wird. Die Ventileinrichtung 10 kann dabei einstellbar, d.h. steuerbar oder regelbar ausgebildet sein, sodass der Volumenstrom in den ersten Abschnitt 8 und den zweiten Abschnitt 9 bedarfsweise gleich oder unterschiedlich eingestellt werden kann. Ebenso ist es möglich, dass das Bypassventil 13 einstellbar, d.h. steuerbar oder regelbar ausgeführt ist, sodass, insbesondere bei einem seriellen Betrieb der beiden Abschnitte 8, 9 der Gesamtdruckabfall in dem Temperiermittelpfad 3 reduziert werden kann. Dadurch können in den Abschnitten 8, 9 höhere Einzeldruckabfälle realisiert werden, beispielsweise durch eine verstärkte Nutzung von Strömungsleitelementen, Wärmeleitblechen und dergleichen, ohne den Gesamtdruckabfall in dem gesamten Temperiermittelpfad 3 zu erhöhen.

Der Bypass 12 bzw. das Bypassventil 13 ermöglicht auch eine isolierte Temperierung der Abschnitte 8, 9. Beispielsweise kann die Ventileinrichtung 10 den Zulaufabschnitt 4 mit dem ersten Abschnitt 8 verbinden, wobei das Bypassventil 13 den Zwischenabschnitt 14 in Durchströmungsrichtung hinter dem ersten Abschnitt 8 vollständig mit dem Rücklaufabschnitt 5 verbindet. Eine Durchströmung des zweiten Abschnitts 9 findet in diesem Fall nicht statt. Ebenso ist es möglich, den Zulaufabschnitt 4 durch die Ventileinrichtung 10 mit dem zweiten Abschnitt 9 zu verbinden, wobei das Bypassventil 13 den Zwischenabschnitt 14 in der Strömungsrichtung hinter dem zweiten Abschnitt 9 vollständig mit dem Rücklaufabschnitt 5 verbindet. Eine Durchströmung des ersten Abschnitts 8 findet in diesem Fall nicht statt. Hierbei kann ferner eine Regelung des Volumenstroms in die einzelnen Abschnitte 8, 9 getroffen werden, sodass eine bedarfsgerechte Temperierung in jeder Betriebssituation realisiert werden kann. Alternativ kann an Stelle des Bypassventils 13 auch ein einfacher Bypassabzweig mit einer festen Volumenstromaufteilung eingesetzt und mit dem Bypass 12 verbunden sein.

Die vorstehende Beschreibung ist vollständig auf ein Kraftfahrzeug übertragbar, das die Antriebsachse 1 und die Temperiervorrichtung 2 umfasst. Das zuvor beschriebene Verfahren zur Temperierung der elektrischen Antriebsachse 1 ist mit der Temperiervorrichtung 2 ausführbar. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die Temperiervorrichtung 2 beschrieben wurden, sind daher auf ein solches Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Temperierung übertragbar. Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebenen Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind untereinander austauschbar, miteinander kombinierbar und aufeinander übertragbar.

Bezugszeichen

Antriebsachse Temperiervorrichtung Temperiermittelpfad Zulaufabschnitt Rücklaufabschnitt Steuerungseinrichtung elektrische Maschine , 9 Abschnitt 0 Ventileinrichtung 1 Temperierungseinrichtung 2 Bypass 3 Bypassventil 4 Zwischenabschnitt