Title:
PERISTALTISCHE PUMPE ZUM INDUKTOR-WÄRMEMANAGEMENT
Document Type and Number:
Kind Code:
A1

Abstract:

Eine Fahrzeuginduktor-Baugruppe beinhaltet einen Induktor, eine Wärmeplatte, einen Emitter und eine Steuerung. Der Induktor ist innerhalb eines Gehäuses befestigt. Die Wärmeplatte stützt den Induktor und beinhaltet einen Kanal, der eine flexible Wand mit beeinflussbaren Partikeln aufweist. Der Emitter befindet sich neben dem Kanal. Die Steuerung ist dazu programmiert, den Emitter zum Ausüben einer Kraft auf die Partikel zu aktivieren, um die Wand zu bewegen, sodass ein Querschnittsbereich des Kanals eingestellt wird, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit hindurch zu beeinflussen. Die Wand kann eine Membran sein, die teilweise an einem Inneren des Kanals befestigt ist, und die beeinflussbaren Partikel beinhalten. Die beeinflussbaren Partikel können eines von dielektrischen und magnetischen Partikeln sein, und der Emitter kann selektiv eines einer Spannung, eines elektrischen Feldes oder eines magnetischen Feldes ausgeben, um die dielektrischen oder magnetischen Partikel so zu bewegen, dass sich die Membran bewegt, um den Querschnittsbereich des Kanals einzustellen, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit hindurch zu beeinflussen. embedded image





Inventors:
Robert, Brian Joseph, Mich. (Saint Clair Shores, US)
Masias, Alvaro, Mich. (Ann Arbor, US)
Skalski, Vincent, Mich. (Plymouth, US)
Yonak, Serdar Hakki, Mich. (Ann Arbor, US)
Application Number:
DE102017125598A
Publication Date:
05/09/2018
Filing Date:
11/02/2017
Assignee:
Ford Global Technologies, LLC (Mich., Dearborn, US)
International Classes:
F04B43/12; H01F27/08
Attorney, Agent or Firm:
PATERIS Theobald Elbel Fischer, Patentanwälte, PartmbB, 10117, Berlin, DE
Claims:
Fahrzeuginduktor-Baugruppe, umfassend:
einen innerhalb eines Gehäuses angebrachten Induktor;
einen Kühlmittelkanal, der unter dem Induktor angeordnet ist und einen Einlass und Auslass aufweist;
eine vertikal ausgerichtete erste peristaltische Pumpe, die sich neben einer ersten Seite des Gehäuses befinde und einen ersten Kanal in Fließkommunikation mit dem Einlass beinhaltet;
eine vertikal ausgerichtete zweite peristaltische Pumpe, die sich neben einer zweiten Seite des Gehäuses befindet und einen zweiten Kanal in Fließkommunikation mit dem Auslass beinhaltet; und
eine Steuerung, die dazu programmiert ist, den Betrieb der ersten peristaltischen Pumpe und der zweiten peristaltischen Pumpe anzuweisen, um eine Strömungsgeschwindigkeit durch die Kanäle einzustellen.

Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der erste Kanal der ersten peristaltischen Pumpe oder der zweite Kanal der zweiten peristaltischen Pumpe eine Wand mit magnetischen Partikeln und einen Elektromagnet beinhaltet, der sich neben der Wand befindet, und wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, den Elektromagneten zum Emittieren eines magnetischen Feldes zu aktivieren, um auf die magnetischen Partikel eine Kraft auszuüben, sodass sich die Wand bewegt und ein Querschnittsbereich des jeweiligen Kanals eingestellt wird, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit hindurch zu beeinflussen.

Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der erste Kanal der ersten peristaltischen Pumpe oder der zweite Kanal der zweiten peristaltischen Pumpe eine Wand mit piezoelektrischen Partikeln und einen Emitter, der sich nahe der Wand befindet, beinhaltet, und wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, den Emitter zur Ausgabe einer Spannung zu aktivieren, um die piezoelektrischen Partikel zu bewegen, um einen Querschnittsbereich des jeweiligen Kanals einzustellen, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit hindurch zu beeinflussen.

Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der erste Kanal der ersten peristaltischen Pumpe oder der zweite Kanal der zweiten peristaltischen Pumpe eine Wand mit Materialien, die Elektrostriktionseigenschaften aufweisen, und einen Emitter, der sich nahe der Wand befindet, beinhaltet, und wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, den Emitter zur Ausgabe eines elektrischen Felds zu aktivieren, um die Materialien zu bewegen, um einen Querschnittsbereich des jeweiligen Kanals einzustellen, um eine Kühlmittelströmung hindurch zu beeinflussen.

Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der Kühlmittelkanal ferner eine Wand mit einer Membran beinhaltet, die teilweise daran befestigt ist, einschließlich eines von dielektrischen Partikeln und magnetischen Partikeln, wobei die Baugruppe ferner einen Emitter beinhaltet, der sich nahe der Membran befindet, und wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, den Emitter zur Ausgabe einer Spannung, eines elektrischen Feldes oder eines magnetischen Feldes zu aktivieren, um auf die dielektrischen Partikel oder die magnetischen Partikel eine Kraft auszuüben, um die Membran zu bewegen, um einen Querschnittsbereich des Kühlmittelkanals einzustellen, um eine Kühlmittelströmung hindurch zu einzustellen.

Baugruppe nach Anspruch 1, wobei der Induktor Spulen umfasst, und wobei Induktor mit dem Kühlmittelkanal so angeordnet ist, dass ein Abschnitt der Spulen sich in den Kühlmittelkanal zum Kontakt mit dem Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkanal fließt, erstreckt.

Baugruppe nach Anspruch 1, wobei das Induktorgehäuse an einem Getriebegehäuse angebracht ist, einschließlich einer Anbringungsvorrichtung, die einen des ersten Kanals oder des zweiten Kanals darin definiert, wobei erste Kanal oder der zweite Kanal eine Wand mit beeinflussbaren Partikeln beinhaltet, und wobei die Anbringungsvorrichtung mit einer der vertikal ausgerichteten peristaltischen Pumpen einschließlich eines Emitters so angeordnet ist, dass die Aktivierung des Emitters eine Kraft auf die beeinflussbaren Partikel ausübt, um die Wand zu bewegen und einen Querschnittsbereich des ersten Kanals oder des zweiten Kanals einzustellen, um eine Kühlmittelströmung hindurch zu beeinflussen.

Fahrzeuginduktor-Baugruppe, umfassend:
einen Induktor, der innerhalb eines Gehäuses befestigt ist;
eine Wärmeplatte, die den Induktor stützt und einen Kanal beinhaltet, der eine flexible Wand mit beeinflussbaren Partikeln aufweist;
einen Emitter, der sich neben dem Kanal befindet; und
eine Steuerung, die dazu programmiert ist, den Emitter zum Ausüben einer Kraft auf die Partikel zu aktivieren, um die Wand zu bewegen, sodass ein Querschnittsbereich des Kanals eingestellt wird, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit hindurch zu beeinflussen.

Baugruppe nach Anspruch 8, wobei die Wand eine Membran ist, die teilweise an einem Inneren des Kanals befestigt ist, und die beeinflussbaren Partikel beinhaltet, wobei die beeinflussbaren Partikel eines von dielektrischen und magnetischen Partikeln sind, und wobei der Emitter selektiv eines einer Spannung, eines elektrischen Feldes oder eines magnetischen Feldes ausgibt, um die dielektrischen oder magnetischen Partikel so zu bewegen, dass sich die Membran bewegt, um den Querschnittsbereich des Kanals einzustellen, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit hindurch zu beeinflussen.

Baugruppe nach Anspruch 8, wobei die beeinflussbaren Partikel magnetische Partikel sind, wobei der Emitter ein Elektromagnet ist, und wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, den Elektromagneten zur Ausgabe einer magnetischen Kraft auf die magnetischen Partikel zu aktivieren, um die Wand zu bewegen, um einen Querschnittsbereich des Kanals einzustellen, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit hindurch einzustellen.

Baugruppe nach Anspruch 8, wobei die beeinflussbaren Partikel dielektrische Partikel sind, wobei der Emitter ein elektrisches Feld oder eine Spannung ausgibt, und wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, den Emitter zur Ausgabe des elektrischen Felds oder der Spannung auf die dielektrischen Partikel zu aktivieren, um die Wand zu bewegen, um einen Querschnittsbereich des Kanals einzustellen, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit hindurch einzustellen.

Baugruppe nach Anspruch 8, wobei der Induktor eine oder mehrere Spulen mit einem Abschnitt beinhaltet, der sich in eine Region erstreckt, die vom Kanal definiert wird, sodass das hindurch strömende Kühlmittel den Abschnitt der einen oder mehreren Spulen berührt.

Baugruppe nach Anspruch 8 ferner umfassend eine vertikal ausgerichtete peristaltische Pumpe, die in in Fließkommunikation mit dem Kanal steht und sich außerhalb des Gehäuses befindet.

Baugruppe nach Anspruch 8, wobei das Gehäuse ein oberes Gehäuse und ein unteres Gehäuse beinhaltet, und wobei das untere Gehäuse und der Induktor den Kanal dazwischen definieren, und wobei die Spulen des Induktors mit der Wärmeplatte so angeordnet sind, dass die Spulen sich zumindest teilweise innerhalb des Kanals erstrecken.

Fahrzeuginduktor-Baugruppe, umfassend:
einen Induktor, der innerhalb eines Gehäuses zwischen zwei Anlötteilen positioniert ist;
einen Kühlmittelkanal, der innerhalb des Gehäuses positioniert und mit dem Induktor zur Wärmekommunikation angeordnet ist;
eine vertikal ausgerichtete Leitung, die sich neben dem Gehäuse befindet und eine Öffnung, die zum Kühlmittelkanal geöffnet ist, beinhaltet;
einen Emitter, der mit der Leitung angeordnet ist, um eine peristaltische Pumpe zu formen;
einen ersten Sensor zur Überwachung der Wärmeverhältnisse des Induktors; und
eine Steuerung, dazu programmiert, die Pumpe basierend auf von dem ersten Sensor empfangenen Signalen zu aktivieren, sodass ein Querschnittsbereich eines Abschnitts der Leitung eingestellt wird, um eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels zu beeinflussen, das durch den Kühlmittelkanal strömt.

Description:
GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Offenbarung betrifft Wärmemanagementsysteme für Fahrzeug-Induktorsysteme.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Fahrzeuge wie batterieelektrische Fahrzeuge (BEV), Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEV), Mildhybridfahrzeuge (MHEV) oder Vollhybridfahrzeuge (FHEV) beinhalten eine Energiespeichervorrichtung, wie zum Beispiel eine Hochspannungs- (HV)-Batterie, die als Antriebsquelle des Fahrzeugs fungiert. Ein Induktorsystem beinhaltet einen Induktor und hilft der HV-Batterie beim Managen von Fahrzeugperformanz und -vorgängen. Das Induktorsystem kann ein Wärmemanagementsystem beinhalten, um beim Managen der Wärmeverhältnisse des Induktors zu helfen.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Eine Fahrzeuginduktor-Baugruppe beinhaltet einen Induktor, einen Kühlmittelkanal, eine vertikal ausgerichtete erste peristaltische Pumpe, eine vertikal ausgerichtete zweite peristaltische Pumpe und eine Steuerung. Der Induktor ist innerhalb eines Gehäuses angebracht. Der Kühlmittelkanal ist unter dem Induktor positioniert und weist einen Einlass und einen Auslass auf. Die vertikal ausgerichtete erste peristaltische Pumpe befindet sich neben einer ersten Seite des Gehäuses und beinhaltet einen ersten Kanal in Fließkommunikation mit dem Einlass. Die vertikal ausgerichtete zweite peristaltische Pumpe befindet sich neben einer zweiten Seite des Gehäuses und beinhaltet einen zweiten Kanal in Fließkommunikation mit dem Auslass. Die Steuerung ist dazu programmiert, den Betrieb der ersten peristaltischen Pumpe und der zweiten peristaltischen Pumpe anzuweisen, um eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels durch die Kanäle einzustellen. Der erste Kanal der ersten peristaltischen Pumpe oder der zweite Kanal der zweiten peristaltischen Pumpe kann eine Wand mit magnetischen Partikeln und einen Elektromagnet beinhalten, der sich neben der Wand befindet. Die Steuerung kann ferner dazu programmiert sein, den Elektromagneten zum Emittieren eines magnetischen Feldes zu aktivieren, um auf die Partikel eine Kraft auszuüben, sodass sich die Wand bewegt und einen Querschnittsbereich des jeweiligen Kanals eingestellt wird, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit hindurch zu beeinflussen. Der erste Kanal der ersten peristaltischen Pumpe oder der zweite Kanal der zweiten peristaltischen Pumpe kann eine Wand mit piezoelektrischen Partikeln und einen Emitter, der sich nahe der Wand befindet, beinhalten. Die Steuerung kann ferner dazu programmiert sein, den Emitter zur Ausgabe einer Spannung zu aktivieren, um die piezoelektrischen Partikel zu bewegen, um einen Querschnittsbereich des jeweiligen Kanals einzustellen, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit hindurch zu beeinflussen. Der erste Kanal der ersten peristaltischen Pumpe oder der zweite Kanal der zweiten peristaltischen Pumpe kann eine Wand mit Materialien, die Elektrostriktionseigenschaften aufweisen, und einen Emitter, der sich nahe der Wand befindet, beinhalten. Die Steuerung kann ferner dazu programmiert sein, den Emitter zur Ausgabe eines elektrischen Felds zu aktivieren, um die Materialien zu bewegen, um einen Querschnittsbereich des jeweiligen Kanals einzustellen, um eine Kühlmittelströmung hindurch zu beeinflussen. Der Kühlmittelkanal kann ferner eine Wand mit einer Membran beinhalten, die teilweise daran befestigt ist, einschließlich eines von dielektrischen Partikeln und magnetischen Partikeln. Die Baugruppe kann ferner einen Emitter beinhalten, der sich nahe der Membran befindet. Die Steuerung kann ferner dazu programmiert sein, den Emitter zur Ausgabe einer Spannung, eines elektrischen Feldes oder eines magnetischen Feldes zu aktivieren, um auf die dielektrischen Partikel oder die magnetischen Partikel eine Kraft auszuüben, um die Membran zu bewegen, um einen Querschnittsbereich des Kühlmittelkanals einzustellen, um eine Kühlmittelströmung hindurch zu einzustellen. Der Induktor kann Spulen beinhalten und der Induktor kann mit dem Kühlmittelkanal so angeordnet sein, dass ein Abschnitt der Spulen sich in den Kühlmittelkanal zum Kontakt mit dem Kühlmittel, das durch den Kühlmittelkanal fließt, erstreckt. Das Induktorgehäuse kann an einem Getriebegehäuse angebracht sein, einschließlich einer Anbringungsvorrichtung, die einen des ersten Kanals oder des zweiten Kanals darin definiert. Der erste Kanal oder der zweite Kanal können eine Wand mit beeinflussbaren Partikeln beinhalten, und die Anbringungsvorrichtung kann mit einer der vertikal ausgerichteten peristaltischen Pumpen einschließlich eines Emitters so angeordnet sein, dass die Aktivierung des Emitters eine Kraft auf die beeinflussbaren Partikel ausübt, um die Wand zu bewegen und einen Querschnittsbereich des ersten Kanals oder des zweiten Kanals einzustellen, um eine Kühlmittelströmung hindurch zu beeinflussen.

Eine Fahrzeuginduktor-Baugruppe beinhaltet einen Induktor, eine Wärmeplatte, einen Emitter und eine Steuerung. Der Induktor ist innerhalb eines Gehäuses befestigt. Die Wärmeplatte stützt den Induktor und beinhaltet einen Kanal, der eine flexible Wand mit beeinflussbaren Partikeln aufweist. Der Emitter befindet sich neben dem Kanal. Die Steuerung ist dazu programmiert, den Emitter zum Ausüben einer Kraft auf die Partikel zu aktivieren, um die Wand zu bewegen, sodass ein Querschnittsbereich des Kanals eingestellt wird, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit hindurch zu beeinflussen. Die Wand kann eine Membran sein, die teilweise an einem Inneren des Kanals befestigt ist, und die beeinflussbaren Partikel beinhalten. Die beeinflussbaren Partikel können eines von dielektrischen und magnetischen Partikeln sein, und der Emitter kann selektiv eines einer Spannung, eines elektrischen Feldes oder eines magnetischen Feldes ausgeben, um die dielektrischen oder magnetischen Partikel so zu bewegen, dass sich die Membran bewegt, um den Querschnittsbereich des Kanals einzustellen, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit hindurch zu beeinflussen. Die beeinflussbaren Partikel können magnetische Partikel sein und der Emitter kann ein Elektromagnet sein. Die Steuerung kann ferner dazu programmiert sein, den Elektromagneten zur Ausgabe einer magnetischen Kraft auf die magnetischen Partikel zu aktivieren, um die Wand zu bewegen, um einen Querschnittsbereich des Kanals einzustellen, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit hindurch einzustellen. Die beeinflussbaren Partikel können dielektrische Partikel sein, und der Emitter kann ein elektrisches Feld oder eine Spannung ausgeben. Die Steuerung kann ferner dazu programmiert sein, den Emitter zur Ausgabe des elektrischen Felds oder der Spannung auf die dielektrischen Partikel zu aktivieren, um die Wand zu bewegen, um einen Querschnittsbereich des Kanals einzustellen, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit hindurch einzustellen. Der Induktor kann eine oder mehrere Spulen mit einem Abschnitt beinhalten, der sich in eine Region erstreckt, die vom Kanal definiert wird, sodass das hindurch strömende Kühlmittel den Abschnitt der einen oder mehreren Spulen berührt. Eine vertikal ausgerichtete peristaltische Pumpe kann mit dem Kanal in Fließkommunikation stehen und sich außerhalb des Gehäuses befinden. Das Gehäuse kann ein oberes Gehäuse und ein unteres Gehäuse beinhalten. Das untere Gehäuse und der Induktor können den Kanal dazwischen definieren. Die Spulen des Induktors können mit der Wärmeplatte so angeordnet sein, dass die Spulen sich zumindest teilweise innerhalb des Kanals erstrecken.

Eine Fahrzeuginduktor-Baugruppe beinhaltet einen Induktor, einen Kühlmittelkanal, eine vertikal ausgerichtete Leitung, einen Emitter, einen ersten Sensor und eine Steuerung. Der Induktor ist innerhalb des Gehäuses zwischen zwei Anlötteilen positioniert. Der Kühlmittelkanal ist innerhalb des Gehäuses positioniert und mit dem Induktor zur Wärmekommunikation angeordnet. Die vertikal ausgerichtete Leitung befindet sich neben dem Gehäuse und beinhaltet eine Öffnung, die zum Kühlmittelkanal geöffnet ist. Der Emitter ist mit der Leitung angeordnet, um eine peristaltische Pumpe zu bilden. Der erste Sensor überwacht die Wärmeverhältnisse des Induktors. Die Steuerung ist dazu programmiert, die Pumpe basierend auf von dem ersten Sensor empfangenen Signalen zu aktivieren, sodass ein Querschnittsbereich eines Abschnitts der Leitung eingestellt wird, um eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels zu beeinflussen, das durch den Kühlmittelkanal strömt. Die Leitung kann innerhalb einer Anbringungsvorrichtung eines Getriebegehäuses neben dem Gehäuse definiert sein. Die Leitung kann eine Wand mit magnetischen Partikeln beinhalten. Der Emitter kann ein Elektromagnet sein, um selektiv ein magnetisches Feld auszugeben, um auf die magnetischen Partikeln eine Kraft auszuüben, um einen Querschnittsbereich der Leitung einzustellen, um eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels zu beeinflussen, das durch den Kühlmittelkanal strömt. Die Leitung kann eine Wand mit dielektrischen Partikeln beinhalten. Der Emitter kann eine Spannung oder ein elektrisches Feld ausgeben, um auf die dielektrischen Partikel eine Kraft auszuüben, um einen Querschnittsbereich der Leitung einzustellen, um eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels zu beeinflussen, das durch den Kühlmittelkanal strömt. Die Steuerung kann ferner dazu programmiert sein, den Emitter basierend auf einer von einem Sensor gemessenen Induktortemperatur relativ zu einem im Voraus festgelegten Temperaturschwellenwert zu aktivieren. Ein zweiter Sensor kann eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels messen, das durch den Kühlmittelkanal strömt. Die Steuerung kann ferner dazu programmiert sein, die Pumpe basierend auf von dem zweiten Sensor empfangenen Signalen zu aktivieren, um einen Querschnittsbereich eines Abschnitts des Kühlmittelkanals in Reaktion auf die Signale einzustellen, die eine Strömungsgeschwindigkeit außerhalb eines im Voraus festgelegten Schwellenwerts anzeigen.

Figurenliste

  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines batterieelektrischen Fahrzeugs veranschaulicht.
  • 2 ist eine veranschaulichende Draufsicht, im Querschnitt, eines Beispiels eines Abschnitts einer peristaltischen Pumpenbaugruppe, die in einer ersten Konfiguration gezeigt wird.
  • 3 ist eine veranschaulichende Draufsicht, im Querschnitt, des Abschnitts der peristaltischen Pumpenbaugruppe aus 2, die in einer zweiten Konfiguration gezeigt wird.
  • 4 ist eine veranschaulichende Draufsicht, im Querschnitt, des Abschnitts der peristaltischen Pumpenbaugruppe aus 2, die in einer dritten Konfiguration gezeigt wird..
  • 5 ist eine veranschaulichende Draufsicht, im Querschnitt, des Abschnitts der peristaltischen Pumpenbaugruppe aus 2, die in einer vierten Konfiguration gezeigt wird.
  • 6 ist eine veranschaulichende Draufsicht, im Querschnitt, eines Beispiels eines Abschnitts einer peristaltischen Pumpenbaugruppe, die in einer ersten Konfiguration gezeigt wird.
  • 7 ist eine veranschaulichende Draufsicht, im Querschnitt, des Abschnitts der peristaltischen Pumpenbaugruppe aus 6, die in einer zweiten Konfiguration gezeigt wird.
  • 8 ist eine veranschaulichende Draufsicht, im Querschnitt, des Abschnitts der peristaltischen Pumpenbaugruppe aus 6, die in einer dritten Konfiguration gezeigt wird.
  • 9 ist eine veranschaulichende Draufsicht, im Querschnitt, des Abschnitts der peristaltischen Pumpenbaugruppe aus 6, die in einer vierten Konfiguration gezeigt wird.
  • 10 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Induktors.
  • 11 ist ein veranschaulichendes schematisches Diagramm eines Beispiels eines Kühlmittelkreislaufes für einen Induktor.
  • 12 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Induktorbaugruppe.
  • 13 ist eine perspektivische Ansicht der Induktorbaugruppe aus 12, die teilweise auseinandergezogen gezeigt ist.
  • 14 ist eine perspektivische Ansicht, in teilweisem Querschnitt, eines Beispiels einer Induktorbaugruppe, die an einem Getriebegehäuse angebracht ist, und einem Abschnitt eines Kühlmittelkreislaufes.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hierin geschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen reine Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Deshalb sind spezifische strukturelle und funktionale Details hierin nicht als einschränkend auszulegen, sondern als repräsentative Basis, um Fachleute die unterschiedliche Verwendung von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu lehren. Es wird für Fachleute ersichtlich sein, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu produzieren, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereitzustellen. Verschiedene Kombinationen und Modifizierungen der Merkmale in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Offenlegung könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen erwünscht sein.

Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Getriebe 12 innerhalb eines PHEV 16 abgebildet, bei dem es sich um ein elektrisches Fahrzeug handelt, das von einer elektrischen Maschine 18 mit Unterstützung eines internen Verbrennungsmotors 20 angetrieben wird und mit einem externen Energieversorgungsnetz verbunden werden kann. Die elektrische Maschine 18 kann ein elektrischer Wechselstrommotor sein, der in 1 als „Motor“ 18 abgebildet ist. Die elektrische Maschine 18 empfängt elektrische Leistung und stellt Antriebsdrehmoment zum Fahrzeugantrieb bereit. Die elektrische Maschine 18 fungiert überdies als Generator zur Umwandlung mechanischer Leistung in elektrische Leistung durch regeneratives Bremsen.

Das Getriebe 12 kann eine Leistungsverzweigungskonfiguration aufweisen. Das Getriebe 12 beinhaltet die elektrische Maschine 18 und eine zweite elektrische Maschine 24. Die zweite elektrische Maschine 24 kann ein elektrischer Wechselstrommotor sein, der in 1 als „Generator“ 24 abgebildet ist. Wie die erste Maschine 18 empfängt die zweite Maschine 24 elektrische Leistung und stellt Antriebsdrehmoment zum Fahrzeugantrieb bereit. Die zweite elektrische Maschine 24 fungiert überdies als Generator zur Umwandlung mechanischer Leistung in elektrische Leistung und zur Optimierung des Leistungsflusses durch das Getriebe 12.

Das Getriebe 12 beinhaltet eine Planetengetriebeeinheit 26, die ein Sonnenrad 28, einen Planetenradträger 30 und ein Hohlrad 32 beinhaltet. Das Sonnenrad 28 ist mit einer Abgangswelle der zweiten elektrischen Maschine 24 zum Empfangen von Generatordrehmoment verbunden. Der Planetenradträger 30 ist mit einer Abtriebswelle des Verbrennungsmotors 20 zum Empfangen von Verbrennungsmotordrehmoment verbunden. Die Planetengetriebeeinheit 26 kombiniert das Generatordrehmoment und das Verbrennungsmotordrehmoment und stellt ein kombiniertes Abtriebsdrehmoment um das Hohlrad 32 bereit. Die Planetengetriebeeinheit 26 fungiert als kontinuierlich variables Getriebe, ohne Fest- bzw. „Stufen“-Übersetzungen.

Das Getriebe 12 kann auch eine Einwegkupplung (one-way clutch, O.W.C.) und eine Generatorbremse 33 beinhalten. Die O.W.C. ist an die Abtriebswelle des Motors 20 gekoppelt, um der Abtriebswelle zu ermöglichen, sich nur in eine Richtung zu drehen. Die O.W.C. hindert das Getriebe 12 an, den Verbrennungsmotor 20 rückwärts anzutreiben. Die Generatorbremse 33 ist an die Abtriebswelle der zweiten elektrischen Maschine 24 gekoppelt. Die Generatorbremse 33 kann dazu aktiviert werden, zu „bremsen“ oder die Drehung der Abtriebswelle der zweiten elektrischen Maschine 24 und des Sonnenrads 28 zu verhindern. Alternativ dazu kann die O.W.C. und die Generatorbremse 33 kann eliminiert und durch Steuerungsstrategien für den Verbrennungsmotor 20 und die zweite elektrische Maschine 24 ersetzt werden.

Das Getriebe 12 beinhaltet eine Vorlegewelle mit Zwischenrädern, einschließlich eines ersten Zahnrads 34, eines zweiten Zahnrads 36 und eines dritten Zahnrads 38. Ein Planetenausgangszahnrad 40 ist mit dem Hohlrad 32 verbunden. Das Planetenausgangszahnrad 40 greift in das erste Zahnrad 34 ein, um Drehmoment zwischen dem Planetengetriebeeinheit 26 und der Vorlegewelle zu übertragen. Ein Ausgangszahnrad 42 ist mit einer Abtriebswelle der ersten elektrischen Maschine 18 verbunden. Das Ausgangszahnrad 42 greift in das zweite Zahnrad 36 ein, um Drehmoment zwischen der ersten elektrischen Maschine 18 und der Vorlegewelle zu übertragen. Ein Getriebeausgangszahnrad 44 ist mit einer Antriebswelle 46 verbunden. Die Antriebswelle 46 ist durch ein Differenzialgetriebe 50 an ein Paar Antriebsräder 48 gekoppelt. Das Getriebeausgangszahnrad 44 greift das dritte Zahnrad 38 ein, um Drehmoment zwischen dem Getriebe 12 und den Antriebsrädern 48 zu übertragen. Das Getriebe beinhaltet überdies einen Wärmetauscher oder Automatikgetriebeflüssigkeitskühler 49 zum Kühlen der Getriebeflüssigkeit.

Das Fahrzeug 16 beinhaltet eine Energiespeichervorrichtung, wie zum Beispiel eine Batterie 52, zum Speichern elektrischer Energie. Die Batterie 52 ist eine Hochspannungsbatterie, die dazu in der Lage ist, elektrische Leistung auszugeben, um die erste elektrische Maschine 18 und die zweite elektrische Maschine 24 zu betreiben. Die Batterie 52 empfängt auch elektrische Leistung von der ersten elektrischen Maschine 18 und der zweiten elektrischen Maschine 24, wenn sie als Generatoren betrieben werden. Die Batterie 52 ist ein Batteriesatz, der aus mehreren Batteriemodulen (nicht gezeigt) besteht, wobei jedes Batteriemodul eine Vielzahl von Batteriezellen (nicht gezeigt) beinhaltet. Andere Ausführungsformen des Fahrzeugs 16 ziehen andere Arten von Energiespeichervorrichtungen in Betracht, wie zum Beispiel Kondensatoren und Brennstoffzellen (nicht gezeigt), welche die Batterie 52 ergänzen oder ersetzen. Ein Hochspannungsbus verbindet die Batterie 52 elektrisch mit der ersten elektrischen Maschine 18 und der zweiten elektrischen Maschine 24.

Das Fahrzeug beinhaltet ein Batterieenergie-Steuerungsmodul (BECM) 54 zum Steuern der Batterie 52. Das BECM 54 empfängt Eingaben, die Fahrzeugverhältnisse und Batterieverhältnisse anzeigen, wie zum Beispiel Batterietemperatur, Spannung und Stromstärke. Das BECM 54 kalkuliert und schätzt Batterieparameter, wie zum Beispiel Batterieladezustand und Batterieleistungskapazität. Das BECM 54 stellt anderen Fahrzeugsystemen und Steuerungen Ausgaben bereit (BSOC, Pcap), die einen Batterieladezustand (BSOC) und eine Batterieleistungskapazität anzeigen.

The Getriebe 12 beinhaltet einen Gleichspannungswandler oder variablen Spannungswandler (Variable Voltage Converter, WC) 10 und einen Wechselrichter 56. Der WC 10 und der Wechselrichter 56 sind elektrisch zwischen der Hauptbatterie 52 und der ersten elektrischen Maschine 18 verbunden; und zwischen der Batterie 52 und der zweiten elektrischen Maschine 24. Der WC 10 fungiert als „Hochsetzsteller“, d. h. erhöht das Spannungspotential der von Batterie 52 bereitgestellten elektrischen Leistung. Der WC 10 fungiert auch als „Tiefsetzsteller“, d. h. senkt das Spannungspotential der der Batterie 52 bereitgestellten elektrischen Leistung, nach einem oder mehreren Ausführungsformen. Der Wechselrichter 56 wanden den von der Hauptbatterie 52 (durch den WC 10) bereitgestellten Gleichstrom in Wechselstrom, um die elektrischen Maschinen 18, 24 zu betreiben. Der Wechselrichter 56 gleichrichtet überdies Wechselstrom, der von den elektrischen Maschinen 18, 24 bereitgestellt wird, zu Gleichstrom zum Laden der Hauptbatterie 52. Andere Ausführungsformen des Getriebes 12 beinhalten mehrere Wechselrichter (nicht gezeigt), wie zum Beispiel der elektrischen Maschine 18, 24 zugehörigen Wechselrichter. Der WC 10 beinhaltet eine Induktor-Baugruppe 14.

The Getriebe 12 beinhaltet ein Getriebesteuerungsmodul (Transmission Control Module, TCM) 58 zum Steuern der elektrischen Maschinen 18, 24, des WC 10 und des Wechselrichters 56. Das TCM 58 ist dazu konfiguriert, u. a. die Position, Geschwindigkeit und den Energieverbrauch der elektrischen Maschinen 18, 24 zu überwachen. Das TCM 58 überwacht auch elektrische Parameter (z. B. Spannung und Stromstärke) an verschiedenen Stellen innerhalb des WC 10 und des Wechselrichters 56. Das TCM 58 stellt anderen Fahrzeugsystemen diesen Informationen entsprechende Ausgangssignale bereit.

Das Fahrzeug 16 beinhaltet eine Fahrzeugsystemsteuerung (Vehicle System Controller, VSC) 60, die mit anderen Fahrzeugsystemen und Steuerungen zur Koordinierung deren Funktionen kommuniziert. Obwohl sie als Einzelsteuerung gezeigt wird, kann die VSC 60 mehrere Steuerungen beinhalten, die dazu benutzt werden können, verschiedene Fahrzeugsysteme gemäß einer Gesamtfahrzeugsteuerungslogik oder Software zu steuern.

Jede der Fahrzeugsteuerungen, einschließlich der VSC 60 und des TCM 58, beinhaltet im Allgemeinen eine beliebige Anzahl von Mikroprozessoren, ASICs, ICs, Speicher (z. B. FLASH, ROM, RAM, EPROM und/oder EEPROM) und Softwarecode, um zur Ausführung einer Reihe von Vorgängen zusammenzuwirken. Die Steuerungen beinhalten auch vorbestimmte Daten oder „Nachschlagetabellen“, die auf Berechnungen und Testdaten beruhen und innerhalb des Speichers gespeichert werden. Die VSC 60 kommuniziert mit anderen Fahrzeugsystemen und Steuerungen (z. B. dem BECM 54 und dem TCM 58) über eine oder mehrere verkabelte oder kabellose Fahrzeugverbindungen mithilfe geläufiger Busprotokolle (z. B. CAN und LIN). Die VSC 60 empfängt Eingaben (PRND), die eine aktuelle Position des Getriebes 12 darstellen (z. B. Parken, Rückwärtsgang, Leerlauf oder Dauerbetrieb) Die VSC 60 empfängt auch Eingaben (APP), die eine Gaspedalposition darstellen. Die VSC 60 stellt dem TCM 58 Ausgaben bereit, die ein gewünschtes Lenkraddrehmoment, eine gewünschte Verbrennungsmotorgeschwindigkeit und Generatorbremsenanweisung darstellen, sowie dem BECM 54 solche, die Schützsteuerung darstellen.

Das Fahrzeug 16 beinhaltet ein Bremssystem (nicht gezeigt), das ein Bremspedal, einen Verstärker, einen Hauptzylinder sowie mechanische Verbindungen zu den Antriebsrädern 48 beinhaltet, um einen Reibungsbremsvorgang auszuführen. Das Bremssystem beinhaltet überdies Positionssensoren, Drucksensoren oder einige Kombination derselben, um Informationen bereitzustellen, wie zum Beispiel eine Bremspedalposition (BPP) die einer Fahreranforderung auf Bremsdrehmoment entspricht. Das Bremssystem beinhaltet auch ein Bremssystemsteuerungsmodul (BSCM) 62, das mit der VSC 60 kommuniziert, um regeneratives und Reibungsbremsen zu koordinieren. Das BSCM 62 kann der VSC 60 eine regenerative Bremsanweisung bereitstellen.

Das Fahrzeug 16 beinhaltet ein Verbrennungsmotorsteuerungsmodul an (Engine Control Module, ECM) 64 zum Steuern des Verbrennungsmotors 20. Die VSC 60 stellt dem ECM 64 eine Ausgabe bereit (gewünschtes Verbrennungsmotordrehmoment), die auf einer Anzahl von Eingangssignalen basiert, einschließlich APP, und einer Fahreranforderung auf Fahrzeugantrieb entspricht.

Die Batterie 52 empfängt über einen Ladeport 66 periodisch Wechselstromenergie von einer externen Energieversorgung oder einem Versorgungsnetz. Das Fahrzeug 16 beinhaltet auch ein Bordladegerät 68, das Wechselstromenergie von dem Ladeport 66 empfängt. Das Ladegerät 68 ist ein Wechselstrom/Gleichstromwandler, der empfangene Wechselstromenergie in Gleichstromenergie wandelt, die zum Laden der Batterie 52 geeignet ist. Seinerseits versorgt das Ladegerät 68 die Batterie 52 während des Aufladens mit Gleichstromenergie.

Obwohl die WC im Zusammenhang mit einem PHEV 16 veranschaulicht und beschrieben ist, versteht es sich, dass die WC 10 auch in anderen elektrischen Fahrzeugarten umgesetzt werden kann, zum Beispiel einem HEV oder BEV.

Das Getriebe 12 kann innerhalb des Getriebegehäuses untergebracht sein. Wie oben beschrieben können der Verbrennungsmotor 20, der Motor 18 und der Generator 24 kann Ausgangszahnräder beinhalten, die in die entsprechenden Zahnräder der Planetengetriebeeinheit 26 greifen. Diese mechanischen Verbindungen können in einer internen Kammer des Getriebegehäuses auftreten. Ein Leistungselektronik-Gehäuse kann auf einer äußeren Fläche des Getriebes 12 angebracht sein. Der Wechselrichter 56 und das TCM 58 können innerhalb eines Leistungselektronik-Gehäuses angebracht sein.

Die WC 10 ist eine Baugruppe mit Komponenten, die innerhalb und/oder außerhalb des Getriebegehäuses des Getriebes 12 angebracht sein können. Die WC 10 beinhaltet eine Induktorbaugruppe 14. In einer Ausführungsform kann sich die Induktorbaugruppe 14 innerhalb des Getriebegehäuses befinden. In anderen Ausführungsformen kann sich die Induktorbaugruppe 14 außerhalb oder teilweise außerhalb des Getriebegehäuses befinden. Die VVC 10 kann auch eine Anzahl von Schaltern oder Dioden beinhalten, die in dem Leistungselektronik-Gehäuse angebracht sind, das sich außerhalb des Getriebes 12 befindet, und an die Induktorbaugruppe 14 wirkgekoppelt sind.

Vorgänge von elektrifizierten Fahrzeugsystemen, wie der Betrieb des Induktors, profitieren von einheitlichen Temperaturverhältnissen. Flüssige Kühlsysteme pumpen typischerweise mithilfe eines geschlossenen Kreiswegs mit einer Pumpe Kühlmittel durch das System. Wenn das Kühlmittel durch das System strömt und Wärme aufnimmt, kann ein Temperaturgradient über das System hinweg geschaffen werden. Ferner kann ein Kühlmittelstrommuster durch verschiedene Biegungen und/oder unregelmäßige Formen des Kühlmittelwegs innerhalb des Systems gestört werden, was ebenfalls zu Temperaturgradienten beitragen kann.

Eine peristaltische Pumpe ist ein Beispiel für eine positive Verdrängungspumpe, die mit einem Wärmemanagementsystem für einen Induktor benutzt werden kann, um einen Kühlmittelstrom innerhalb des Systems zu beeinflussen, um beim Managen von Induktor-Wärmeverhältnissen zu helfen und gegen einen Leistungsabfall des Induktors anzukämpfen. Beispielsweise kann die peristaltische Pumpe auf dem Abwechseln zwischen Kompression und Entspannung eines Kühlmittelkanals basieren, um Fluide darin zu bewegen, was Peristaltik genannt wird.

2 bis 5 zeigen ein Beispiel eines Abschnitts einer peristaltischen Pumpenbaugruppe, in der magnetische Feldausgaben dazu benutzt werden können, die Peristaltik eines Kühlmittelkanals oder einer Leitung eines Wärmemanagementsystems für ein Induktorsystem, das hierin allgemein als Kühlmittelkanal 100 bezeichnet wird, anzutreiben. In diesem Beispiel wird der Kühlmittelkanal 100 als zwischen einem ersten Satz Elektromagneten 120, einem zweiten Satz Elektromagneten 124 und einem dritten Satz Elektromagneten 128 angeordnet gezeigt. Der Kühlmittelkanal 100 kann verschiedene Formen haben, zum Beispiel eine Röhrenform. Der Kühlmittelkanal 100 wird in einer ersten Konfiguration oder einem natürlichen Zustand in 2 gezeigt. Abschnitte des Kühlmittelkanals 100 werden in komprimierten Zuständen in 3 bis 5 gezeigt. Der Kühlmittelkanal 100 kann eine Komponente eines Leitungssystems sein, um Kühlmittel zur Wärmekommunikation mit einem Induktor zu liefern, und kann einen Strömungsweg für Kühlmittel definieren. Beispiele für Kühlmittel, die zur Verwendung mit der peristaltischen Pumpenbaugruppe geeignet sind, beinhalten Glykol, Wasser, Mineralöl und synthetisches Öl. Der Kühlmittelkanal 100 kann magnetische Partikel beinhalten, die in einer Schicht 104 verteilt sind, in ausgewählten Abschnitten des Kühlmittelkanals 100 verteilt sind oder in einer Komponente enthalten sind, die am Kühlmittelkanal 100 befestigt sind. Die Schicht 104 kann eine flexible Schicht sein, die ein flexibles, harzbasiertes Material umfassen kann, wie zum Beispiel Polypropylen. Die in der Schicht 104 enthaltenen magnetischen Partikel werden in 2 bis 5 mit X dargestellt; doch mehrere Konfigurationen magnetischer Partikel werden in Betracht gezogen. Beispiele für Materialien mit magnetischen Partikeln, die für die Schicht 104 geeignet sein können, beinhalten magnetischen Stahl und Eisen.

Die Elektromagneten-Sätze können in einer gesteuerten Sequenz betrieben werden, um verschiedenen Abschnitten des Kühlmittelkanal 100 ein magnetisches Feld anzulegen. Eine Steuerung (nicht gezeigt) kann in elektrischer Kommunikation mit den Elektromagneten-Sätzen stehen und dazu programmiert sein, den Betrieb letzterer selektiv zu steuern. Die Steuerung kann die Elektromagneten-Sätze in einer Sequenz aktivieren, um eine peristaltische Pumpenbewegung zu ermöglichen, bei welcher sich der Querschnittsbereich des Kühlmittelkanals 100 entlang einer Länge oder eines Abschnitts des Kühlmittelkanals 100 komprimiert und erweitert.

Beispielsweise werden in 2 der erste Elektromagneten-Satz 120, der zweite Elektromagneten-Satz 124 und der dritte Elektromagneten-Satz 128 deaktiviert gezeigt, und der Kühlmittelkanal 100 wird in seinem normalen Zustand gezeigt. Abmessung 131 stellt eine Länge entlang des Kühlmittelkanals 100 im natürlichen Zustand dar und kann einen Durchmesser des Kühlmittelkanals 100 in einer Konfiguration darstellen, in welcher der Kühlmittelkanal 100 die Form eines zylindrischen Rohrs hat. Die Abmessung 131 kann eine Höhe oder Breite einer alternativ geformten Röhre darstellen. In 3 wird der erste Elektromagneten-Satz 120 aktiviert gezeigt, und ein in der Nähe liegender Abschnitt des Kühlmittelkanals 100 wird infolge des magnetischen Felds, das eine Kraft (durch Pfeile dargestellt) auf die magnetischen Partikel, die dem magnetischen Feld ausgesetzt sind, ausübt, komprimiert gezeigt. Abmessung 133 stellt eine Länge über den Kühlmittelkanal 100 hinweg auf einem komprimierten Abschnitt desselben dar. Die Abmessung 133 kann ein Durchmesser des Kühlmittelkanals 100 in einer Konfiguration darstellen, in welcher der Kühlmittelkanal 100 die Form eines zylindrischen Rohrs hat. Die Abmessung 133 kann eine Höhe oder Breite einer alternativ geformten Röhre darstellen. Die Abmessung 133 ist geringer als die Abmessung 131. Die magnetischen Felder von den Elektromagneten 120 beeinflussen die magnetischen Partikel, sich zu bewegen und die flexible Schicht 104 zu komprimieren, um einen Querschnittsbereich des Kühlmittelströmungswegs, der von dem Kühlmittelkanals 100 definiert wird, einzustellen.

In 4 wird der zweite Elektromagneten-Satz 124 aktiviert gezeigt, und ein in der Nähe liegender Abschnitt des Kühlmittelkanals 100 wird infolge des magnetischen Felds, das eine Kraft auf die magnetischen Partikel, die dem magnetischen Feld ausgesetzt sind, ausübt, komprimiert gezeigt. In 5 wird der dritte Elektromagneten-Satz 128 aktiviert gezeigt, und ein in der Nähe liegender Abschnitt des Kühlmittelkanals 100 wird infolge des magnetischen Felds, das eine Kraft auf die magnetischen Partikel, die dem magnetischen Feld ausgesetzt sind, ausübt, komprimiert gezeigt. Die anschließende Aktivierung der Elektromagneten-Sätze komprimiert und setzt dann Abschnitte des Kühlmittelkanals 100 frei, um Peristaltik entlang des Kühlmittelkanals 100 zu fördern. Strömungsgeschwindigkeiten von Kühlmitteln, die durch den Kühlmittelkanal 100 fließen, können daher mit verschiedenen Sequenzen des Aktivierens und Deaktivierens der Elektromagneten-Sätze gesteuert werden.

Die Steuerung kann auch dazu programmiert sein, mit einem oder mehreren Sensoren betrieben zu werden. Beispielsweise kann das peristaltische Pumpensystem einen Sensor 150 beinhalten. Der Sensor 150 kann ein Strömungsgeschwindigkeitssensor sein, der mit dem Kühlmittelkanal 100 positioniert ist, um die Strömungsverhältnisse desselben zu überwachen. In einem weiteren Beispiel kann ein Temperatursensor (nicht gezeigt) mit dem Induktor positioniert sein, um die Strömungsverhältnisse desselben zu überwachen. Die Steuerung kann in elektrischer Kommunikation mit dem Sensor 150 stehen, um selektiv die Elektromagneten-Sätze basierend auf den von diesem empfangenen Signalen zu aktivieren. In Reaktion auf das Empfangen von Signalen kann die Steuerung die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels innerhalb des Kühlmittelkanals 100 angemessen einstellen, indem sie den Betrieb der Elektromagneten-Sätze steuert, um beim Managen der Wärmeverhältnisse des Induktors zu helfen.

6 bis 9 zeigen ein weiteres Beispiel eines Abschnitts einer peristaltischen Pumpenbaugruppe, bei der Spannungs- oder elektrische Feldausgaben dazu benutzt werden können, Peristaltik eines Kühlmittelkanals mit piezoelektrischen Materialien anzutreiben. Ein Kühlmittelkanal 200 ist Teil eines Wärmemanagementsystems für ein Induktorsystem. In diesem Beispiel wird der Kühlmittelkanal 200 als zwischen einem ersten Satz Emitter 220, einem zweiten Satz Emitter 224 und einem dritten Satz Emitter 228 angeordnet gezeigt. Der Kühlmittelkanal 200 kann verschiedene Formen haben, zum Beispiel eine Röhrenform. Der Kühlmittelkanal 200 wird in einer ersten Konfiguration oder einem natürlichen Zustand in 6 gezeigt. Abschnitte des Kühlmittelkanals 200 werden in komprimierten Zuständen in 7 bis 9 gezeigt. Der Kühlmittelkanal 200 kann eine Komponente eines Leitungssystems sein, um Kühlmittel zur Wärmekommunikation mit einem Induktor zu liefern, und kann einen Strömungsweg für Kühlmittel definieren. Beispiele für Kühlmittel, die zur Verwendung mit der peristaltischen Pumpenbaugruppe geeignet sind, beinhalten Glykol, Wasser, Mineralöl und synthetisches Öl. Die Schicht 204 kann eine flexible Schicht sein, die ein flexibles, harzbasiertes Material umfassen kann, wie zum Beispiel Polypropylen. Beispiele piezoelektrischer Materialien für den Kühlmittelkanal 200 beinhalten Quarz, Bleizirkonat-Titanat und Bariumtitanat.

Die Emitter-Sätze können in einer gesteuerten Sequenz betrieben werden, um eine Spannung an verschiedenen Abschnitten des Kühlmittelkanals 200 auszuüben. Eine Steuerung (nicht gezeigt) kann in elektrischer Kommunikation mit den Emitter-Sätzen stehen und dazu programmiert sein, den Betrieb letzterer selektiv zu steuern. Die Steuerung kann die Emitter-Sätze in einer Sequenz aktivieren, um eine peristaltische Pumpenbewegung zu ermöglichen, bei welcher sich der Querschnittsbereich des Kühlmittelkanals 200 entlang einer Länge oder eines Abschnitts des Kühlmittelkanals 200 komprimiert und erweitert.

Beispielsweise werden in 6 der erste Emitter-Satz 220, der zweite Emitter-Satz 224 und der dritte Emitter-Satz 228 deaktiviert gezeigt, und der Kühlmittelkanal 200 wird in seinem normalen Zustand gezeigt. Abmessung 231 stellt eine Länge entlang des Kühlmittelkanals 200 im natürlichen Zustand dar und kann einen Durchmesser des Kühlmittelkanals 200 in einer Konfiguration darstellen, in welcher der Kühlmittelkanal 200 die Form eines zylindrischen Rohrs hat. Die Abmessung 231 kann eine Höhe oder Breite einer alternativ geformten Röhre darstellen. In 7 wird der erste Emitter-Satz 220 aktiviert gezeigt, und ein in der Nähe liegender Abschnitt des Kühlmittelkanals 200 wird infolge der Spannung, die eine Kraft (durch Pfeile dargestellt) auf die dielektrischen Partikel, die der Spannung ausgesetzt sind, ausübt, komprimiert gezeigt. Abmessung 233 stellt eine Länge über den Kühlmittelkanal 200 hinweg auf einem komprimierten Abschnitt desselben dar. Die Abmessung 233 kann ein Durchmesser des Kühlmittelkanals 200 in einer Konfiguration darstellen, in welcher der Kühlmittelkanal 200 die Form eines zylindrischen Rohrs hat. Als solche kann die Spannung von den Emittern 220 die piezoelektrischen Materialien beeinflussen, sich zu bewegen und die flexible Schicht 204 zu komprimieren, um einen Querschnittsbereich des Kühlmittelströmungswegs, der von dem Kühlmittelkanal 200 definiert wird, einzustellen.

In 8 wird der zweite Emitter-Satz 224 aktiviert gezeigt, und ein in der Nähe liegender Abschnitt des Kühlmittelkanals 200 wird infolge der Spannung, die eine Kraft auf die piezoelektrischen Materialien, die der Spannung ausgesetzt sind, ausübt, komprimiert gezeigt. In 9 wird der dritte Emitter-Satz 228 aktiviert gezeigt, und ein in der Nähe liegender Abschnitt des Kühlmittelkanals 200 wird infolge der Spannung, die eine Kraft auf die piezoelektrischen Materialien, die der Spannung ausgesetzt sind, ausübt, komprimiert gezeigt. Die anschließende Aktivierung der Emitter-Sätze komprimiert und setzt dann Abschnitte des Kühlmittelkanals 200 frei, um Peristaltik entlang des Kühlmittelkanals 200 zu fördern. Strömungsgeschwindigkeiten von Kühlmitteln, die durch den Kühlmittelkanal 200 fließen, können daher mit verschiedenen Sequenzen des Aktivierens und Deaktivierens der Emitter-Sätze gesteuert werden.

Die Steuerung kann auch dazu programmiert sein, mit einem oder mehreren Sensoren betrieben zu werden. Beispielsweise kann das peristaltische Pumpensystem einen Sensor 250 beinhalten. Der Sensor 250 kann ein Strömungsgeschwindigkeitssensor sein. In einem weiteren Beispiel kann ein Temperatursensor (nicht gezeigt) mit dem Induktor positioniert sein, um die Temperaturverhältnisse desselben zu überwachen. Die Steuerung kann in elektrischer Kommunikation mit dem Sensor 250 stehen, um selektiv die Emitter-Sätze basierend auf den von diesem empfangenen Signalen zu aktivieren. In Reaktion auf das Empfangen von Signalen kann die Steuerung die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels innerhalb des Kühlmittelkanals 200 angemessen einstellen, indem sie den Betrieb der Emitter-Sätze steuert, um beim Managen der Wärmeverhältnisse des Induktors zu helfen.

10 zeigt ein Beispiel eines Induktors, der hierin allgemein als ein Induktor 300 bezeichnet wird. Der Induktor 300 kann elektrische Energie in Form von magnetischer Energie speichern. Beispielsweise kann der Induktor 300 Spulen 304 beinhalten, die um einen Kern 306 gewickelt sind. Energie wird in einem magnetischen Feld in den Spulen 304 gespeichert, solange Strom durch sie hindurchfließt. Der Induktor 300 kann ferner eine erste Anschlusszunge 310 und eine zweite Anschlusszunge 312 beinhalten. Die Anschlusszungen können beim Übertragen und Empfangen elektrischer Signale mit anderen Fahrzeugkomponenten helfen. Die Spulen 304 können als Leiter fungieren, sodass ein magnetisches Feld geschaffen wird, wenn Elektrizität durch die Spulen 304 fließt.

11 zeigt ein schematisches Beispiel eines Abschnitts eines Induktor-Wärmemanagementsystems mit peristaltischen Pumpen. Dieses Beispiel beinhaltet eine erste peristaltische Pumpe 330, eine zweite peristaltische Pumpe 332 und eine dritte peristaltische Pumpe 334. Die peristaltischen Pumpen werden miteinander betrieben, um eine Kühlmittelströmung durch eine Leitung 338 zu steuern, um beim Managen der Wärmeverhältnisse eines Induktors 340 zu helfen. Beispielsweise können die peristaltischen Pumpen miteinander betrieben werden, um eine einheitliche Kühlmittelströmung durch das System zu fördern. Jede der peristaltischen Pumpen kann einen Kühlmittelkanal mit einer Wand beinhalten, die beeinflussbare Partikel wie oben und unten beschrieben aufweist. Beispielsweise kann eine zweite peristaltische Pumpe 332 eine Membran 341 aufweisen, die an einer Wand 343 eines Kühlmittelkanals 345 befestigt ist. Die Membran 341 kann beeinflussbare Partikel beinhalten, die sich bewegen, wenn eine Kraft auf sie ausgeübt wird, um einen Querschnittsbereich des Kühlmittelkanals 345 einzustellen, um eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittel hindurch zu beeinflussen, wie in 11 gezeigt. In einem entspannten Zustand kann die Membran 341 bündig oder im Wesentlichen bündig mit der Wand 343 sein.

12 und 13 zeigen ein Beispiel einer Induktorbaugruppe, die hierin allgemein als eine Induktorbaugruppe 350 bezeichnet wird. Die Induktorbaugruppe 350 beinhaltet einen Induktor 354, ein Paar Anlötteile 358, ein oberes Gehäuse 360 und ein unteres Gehäuse 362. Der Induktor 354 beinhaltet Spulen 368. Die Anlötteile 358 sind an dem oberen Gehäuse 360 und/oder dem unteren Gehäuse 362 befestigt. Die Anlötteile 358 helfen dabei, den Induktor 354 in Position zu halten. Beispielsweise kann ein Gewicht des Induktors 354 derart sein, dass die elektrische Verbindung mit anderen Fahrzeugkomponenten nicht ausreicht, um den Induktor 354 in Position zu halten. Der Induktor 354 wird innerhalb des äußeren Gehäuses 360 und des unteren Gehäuses 362 in Position gehalten. Das obere Gehäuse 360 und das untere Gehäuse 362 können aneinander befestigt sein, um Kühlmittel darin einzubehalten. Das untere Gehäuse 362 kann einen Kühlmittelkanal (in 14 gezeigt) definieren, der mit dem Induktor 354 so angeordnet ist, dass die Spulen 368 sich innerhalb des Kühlmittelkanals zum Kontakt mit dem hindurchströmenden Kühlmittel erstrecken. Die Gehäuse können mit dem Induktor 354 auch so angeordnet sein, dass ein oberer Abschnitt oder Kern des Induktors 354 mit dem Kühlmittel in Berührung kommt. Die Induktorbaugruppe 350 kann relativ zu einem Getriebe so positioniert sein, dass eine oder mehrere peristaltische Pumpen betrieben werden können, um eine Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit durch den Kühlmittelkanal zu steuern.

14 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts der Induktorbaugruppe 350, die an einer Getriebebox 372 angebracht gezeigt wird. Ein Kühlmittelkanal 376 ist zwischen dem unteren Gehäuse 362 und dem Induktor 354 definiert. Der Kühlmittelkanal 376 befindet sich unter den Spule 368, um beim Managen der Wärmeverhältnisse der Spulen 368 zu helfen. Der Kühlmittelkanal 376 kann Merkmale beinhalten, um die Wärmeübertragungsoberfläche während des Betriebs zu verbessern. Beispielsweise können Rippen, Sockel, Wirbelerzeuger oder ähnliche Merkmale innerhalb des Kühlmittelkanals 376 enthalten sein, um die Wärmeübertragungsoberfläche während des Betriebs zu verbessern. Die Spulen 368 können sich innerhalb des Kühlmittelkanals 376 zum direkten Kontakt mit dem hindurchfließenden Kühlmittel erstrecken. Der Kühlmittelkanal 376 steht in Fließkommunikation mit einem Eingangskanal 378 und einem Ausgangskanal 380. Der Ausgangskanal 380 steht via Rückführschleife (nicht gezeigt) in Fließkommunikation mit dem Eingangskanal 378. Beispielsweise können der Eingangskanal 378 und der Ausgangskanal 380 in Fließkommunikation mit einem Getriebegehäuse stehen, um ein Kühlmittel von letzterem zu empfangen und letzterem Kühlmittel zuzuführen. Der Eingangskanal 378, der Kühlmittelkanal 376, der Ausgangskanal 380 und die Rückführschleife bilden einen Kühlmittelkreislauf. Der Eingangskanal 378 wird durch eine erste Anbringungsvorrichtung 384 definiert. Der Ausgangskanal 380 wird durch eine zweite Anbringungsvorrichtung 386 definiert. Die erste Anbringungsvorrichtung 384 und die zweite Anbringungsvorrichtung 386 können durch die Getriebebox 372 und gegossene Komponenten definiert werden. Jede der Anbringungsvorrichtungen können gebohrt sein, um ein Gewindeloch zum mechanischen Anbringen des Induktors 354, des oberen Gehäuses 360 und des unteren Gehäuses 362 zu schaffen.

Der Kühlmittelkreislauf kann mit einer oder mehreren peristaltischen Pumpen angeordnet sein, um eine gesteuerte Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit durch den Kühlmittelkreislauf zu ermöglichen. Beispielsweise kann der Eingangskanal 378 eine erste Wand 390 mit beeinflussbaren Partikeln beinhalten. Die beeinflussbaren Partikel können magnetische oder dielektrische Eigenschaften aufweisen. Ein oder mehrere Emitter 392 können im Verhältnis zur ersten Wand 390 so positioniert sein, dass die Aktivierung des Emitters 392 eine Kraft auf die beeinflussbaren Partikel der ersten Wand 390 ausübt. Es wird in Betracht gezogen, dass der eine oder die mehreren Emitter 392 ähnlich wie in 2 bis 9 gezeigt ausgerichtet sein können. Die Bewegung der beeinflussbaren Partikel kann einen Querschnittsbereich des Eingangskanals 378 einstellen, um als peristaltische Pumpe zu wirken, um eine hindurch fließende Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit zu steuern.

In einem Beispiel, bei dem alle beeinflussbaren Partikel magnetische Partikel sind, kann der Emitter 392 ein Elektromagnet sein, der ein magnetisches Feld ausgibt, um eine Kraft auf die magnetischen Partikel auszuüben. In einem Beispiel, in dem die beeinflussbaren Partikel dielektrisch sind, kann der Emitter 392 ein Spannungsemitter oder ein Emitter eines elektrischen Felds sein. Der Spannungsemitter kann verwendet werden, wenn die beeinflussbaren Partikel der ersten Wand 390 Partikel mit piezoelektrischen Eigenschaften sind. Der Emitter eines elektrischen Felds kann verwendet werden, wenn die beeinflussbaren Partikel der ersten Wand 390 Partikel mit Elektrostriktionseigenschaften sind.

Ähnlich wie der Eingangskanal 378 kann der Ausgangskanal 380 eine zweite Wand 396 einschließlich beeinflussbarer Partikel beinhalten, die magnetische oder dielektrische Eigenschaften haben. Einer oder mehr Emitter 398 können im Verhältnis zur zweiten Wand 396 derart positioniert sein, dass die Aktivierung des Emitters 398 eine Kraft auf die beeinflussbaren Partikel der zweiten Wand 396 ausübt. Es wird in Betracht gezogen, dass der eine oder die mehreren Emitter 392 ähnlich wie in 2 bis 9 gezeigt ausgerichtet sein können. Die Bewegung der beeinflussbaren Partikel kann einen Querschnittsbereich des Ausgangskanals 380 einstellen, um als peristaltische Pumpe zu wirken, um eine hindurch fließende Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeit zu steuern.

In einem Beispiel, bei dem alle beeinflussbaren Partikel magnetische Partikel sind, kann der Emitter 398 ein Elektromagnet sein, der ein magnetisches Feld ausgibt, um eine Kraft auf die magnetischen Partikel auszuüben. In einem Beispiel, bei dem alle beeinflussbaren Partikel dielektrisch sind, kann der Emitter 398 ein Spannungsemitter oder ein Emitter eines elektrischen Felds sein. Der Spannungsemitter kann verwendet werden, wenn die beeinflussbaren Partikel der zweiten Wand 396 Partikel mit piezoelektrischen Eigenschaften sind. Der Emitter eines elektrischen Felds kann verwendet werden, wenn die beeinflussbaren Partikel der zweiten Wand 396 Partikel mit Elektrostriktionseigenschaften sind. Mehrere peristaltische Pumpen können helfen, eine einheitlichere Kühlmittelströmung durch das System zu gewährleisten. Die peristaltischen Pumpen können auch Optionen für zielgerichtetes und/oder ergänzendes Pumpen von Kühlmittel innerhalb des Systems bereitstellen. Beispielsweise kann die peristaltische Pumpe bei Positionierung nahe eines Einlasses dabei helfen, Kühlmittel zu drücken („push“). Als weiteres Beispiel kann die peristaltische Pumpe bei Positionierung nahe eines Auslasses dabei helfen, Kühlmittel zu ziehen („pull“). Zusätzlich kann eine Reduktion von Wärmegradienten und Hitzepunkten am Indikator 354 gemildert werden, wenn mehrere peristaltische Pumpen eingesetzt werden und in Kommunikation mit einem Temperatursensormechanismus und entsprechenden Steuerung sind. Ähnlich kann, wenn eine peristaltische Pumpe in der Nähe einer Wärmequelle positioniert ist, eine einzelne peristaltische Pumpe benutzt werden, um eine aktive und zielgerichtete Kühlmittelströmung zu induzieren.

Die beeinflussbaren Partikel des Eingangskanals 378 und des Ausgangskanals 380 können insgesamt verteilt sein oder in ausgewählten Abschnitten des jeweiligen Kühlmittelkanals verteilt sein oder können in einer Komponente enthalten sein, die am jeweiligen Kühlmittelkanal befestigt ist. Die Steuerung kann auch dazu programmiert sein, mit einem oder mehreren Sensoren betrieben zu werden, um eine Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels als Reaktion auf empfangene Signale angemessen einzustellen. Beispielsweise können Sensoren 400 sich innerhalb des Kühlmittelkreislaufes befinden, um Kühlmittel-Strömungsgeschwindigkeiten zu messen. Als Reaktion auf den Empfang eines Signals von einem der Sensoren 400, das eine Strömungsgeschwindigkeit außerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts anzeigt, kann die Steuerung den Betrieb einer oder mehrerer der peristaltischen Pumpen als Reaktion darauf anweisen. In einem weiteren Beispiel kann ein Temperatursensor (nicht gezeigt) Wärmeverhältnisse des Induktors 354 messen. Als Reaktion auf den Empfang eines Signals des Temperatursensors, das eine Strömungsgeschwindigkeit außerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts anzeigt, kann die Steuerung den Betrieb einer oder mehrerer der peristaltischen Pumpen als Reaktion darauf anweisen.

Das Eingliedern einer oder mehrerer dieser Typen peristaltischer Pumpbewegungen in den Eingangskanal 378, den Kühlmittelkanal 376 und/oder den Ausgangskanal 380 kann überdies zusätzliche Steuermöglichkeiten in Bezug auf die Kühlmittelströmung bereitstellen. Beispielsweise kann ein verteiltes Kühlmittelkanalsystem mit beweglichen Wänden die Kühlmittelbewegung durch lokales und dynamisches Manipulieren der Kühlmittelströmung an verschiedenen stellen innerhalb des Leitungssystems beeinflussen. Die beweglichen Wände können sich an Abschnitten des Kühlmittelströmungswegs befinden, wo die Geometrie sich negativ auf die Kühlmittelströmung auswirkt, wie zum Beispiel an Biegungen und Kurven in den Kühlmittelkanälen.

Obwohl vorstehend mehrere Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Ansprüche erfasst werden. Die in der Patentschrift verwendeten Begriffe sind beschreibend, nicht einschränkend, gewählt, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie bereits erwähnt, können die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Offenbarung zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Für Durchschnittsfachleute ist zu erkennen, dass, obwohl verschiedene Ausführungsformen so hätten beschrieben werden können, dass sie gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Charakteristika Vorteile bereitstellen oder bevorzugt werden, auf ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Charakteristika verzichtet werden kann, um gewünschte Gesamtsystemeigenschaften zu erreichen, welche von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Eigenschaften können Vermarktbarkeit, Erscheinung, Konsistenz, Robustheit, Verbraucherakzeptanz, Zuverlässigkeit, Genauigkeit usw. beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein. Entsprechend liegen Ausführungsformen, die als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehr Charakteristika beschrieben wurden, nicht außerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.