作业机械的驱动系、驱动系的运行方法和作业机械与流程

1.本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于作业机械的驱动系，根据权利要求12的前序部分的用于运行作业机械的驱动系的方法以及相应的作业机械。


背景技术：

2.在现有技术中已知诸如轮式装载机、紧凑型装载机、伸缩式装载机、自卸车或挖掘机之类的电驱动的作业机械。这些电驱动的作业机械要么是纯电驱动的，也就是说它们仅经由电池或蓄电池供能，要么是柴电驱动的，这意味着，所需的能量由柴油驱动的发电机通常结合电的缓冲存储器、如相应规格的电容器提供。在所有情况下，行驶驱动和作业驱动所需的机械功率由一个或多个电动马达产生。此外，混合电动的作业机械也是已知的，在混合电动的作业机械中，运行所需的机械功率主要由内燃机、通常是柴油机产生。附加设置的电动马达由电池或蓄电池馈能并且在此典型地承担起所谓的动力增强功能。
3.在这方面，de 20 2014 000 738 u1说明了一种纯电动马达驱动的轮式装载机，其具有用于行驶驱动的第一电动马达和用于作业驱动的第二电动马达。
4.电池通常被构造为锂离子电池，这是因为这种电池可以提供相对较大的能量含量而重量却相对较轻。这些电池的优选的运行温度大约在20℃至30℃之间。尤其是在环境温度低于冰点时，有必要先将电池预加温到运行温度，以防止电池损坏。
5.因此，例如由de 10 2011 076 737 a1已知的是，将电池与传热组件耦合，并在电池投入运行之前向电池输送无损运行所需的热量。
6.de 10 2009 022 300 a1描述了一种具有电驱动装置的车辆，该电驱动装置包括电能储存器和储热器。在此，在驱动装置运行中或在能量储存器充电时所产生的废热可以被输送给储热器以进行储存。之后，这些热可以被再次提取，以便根据需要来对与储热器耦合的部件，例如乘客舱或驱动部件加温。
7.同样已知的是，机动车的驱动系中的换挡变速器、尤其是多级的换挡变速器必须借助适当的润滑剂和冷却剂(如变速器油)进行润滑和冷却，以便避免过热和由此造成的损坏或破坏。
8.申请人的尚未公布的de 10 2019 217 494.9描述了一种可换挡的同步变速器的液压控制单元，该控制单元在低环境温度中在投入运行前经由一个或多个加热筒进行预加温，从而使同步变速器从一开始就可以可靠地进行换挡。
9.所已知的电驱动的作业机械的缺点如下，即，与电驱动的乘用车辆相比(尽管电动马达的转速范围相对较宽)它们仍需要相对复杂且性能卓越的分级变速器，以便满足所有作业要求。然而，尤其是在分级变速器之内的离合器或阀只有当用于操纵它们的流体达到所要求的最低粘度时才完全发挥作用。该流体通常是变速器油，其也被用于冷却和润滑变速器。然而，由于内燃机缺乏废热并且电驱动装置的效率很高，并且分级变速器中的机械摩擦损失也同样很低，使得往往只有在一定的运行持续时间后才会提供为此所需的热量。在此之前，作业机械只能受限地发挥作用。


技术实现要素：

10.本发明的任务是提出一种改进的用于作业机械的驱动系。
11.根据本发明，该任务通过根据权利要求1的用于作业机械的驱动系来解决。本发明的有利的构造方案和改进方案由从属权利要求得知。
12.本发明涉及一种用于作业机械的驱动系，该驱动系包括至少一个电动马达、电能储存器、多级的换挡变速器、加热回路和冷却回路，其中，至少一个电动马达被构造成用于提供机械输入功率，其中，换挡变速器被构造成用于转换机械输入功率并作为机械输出功率提供，其中，能量储存器被构造成用于向至少一个电动马达和加热回路供应电功率，其中，加热回路被构造成用于提供用于加热能量储存器的加热流体，并且其中，冷却回路被构造成用于提供用于冷却和润滑换挡变速器的冷却流体。根据本发明的驱动系的特征在于，加热回路和冷却回路经由热交换器耦合并且只具有唯一的共同的冷却设备。
13.因此，本发明描述了一种适用于驱动作业机械的驱动系。由于作业机械通常大部分时间必须在高的驱动负荷下工作，并且从绝对值上来看尤其还必须带来相对较高的工作功率，所以根据本发明的驱动系在其构造上例如与乘用车辆的驱动系不同，乘用车辆典型地在最大功率的5％至10％的负荷范围内运行，以及尤其是带来在绝对值上较低的工作功率。
14.根据本发明的驱动系包括至少一个电动马达。由于作业机械除了行驶驱动装置外，通常还需要至少一个作业驱动装置，所以至少一个电动马达可以平均地配属给行驶驱动装置和至少一个作业驱动装置。
15.然而，优选地，该驱动系包括两个或更多个电动马达，其中至少一个电动马达分别被配属给行驶驱动装置，而其中至少一个另外的电动马达被配属给作业驱动装置。
16.至少一个电动马达优选是所谓的异步马达。
17.在此可以设置根据控制输入向至少一个电动马达进行电流加载，其中，电流加载依赖于至少一个电动马达的能预给定的电压加载，并代表了对输送给至少一个电动马达的电功率的衡量。至少一个电动马达对驱动系或行驶驱动装置或作业驱动装置进行驱动。
18.针对驱动系或行驶驱动装置或作业驱动装置的控制输入例如可以被理解为对作业机械的所期望的加速或对装载的铲斗的所期望的提升。这种控制输入所导致的是，驱动系必须提供实现该控制输入所要求的机械功率。在此，控制输入是否是通过作业机械的操作者的输入、例如通过操纵行驶踏板或工作操纵杆来实现，还是通过作业机械的辅助系统的自动化的控制干预来实现，是无关紧要的。
19.驱动系还包括多级的换挡变速器，尤其是同步变速器，它根据所选择的挡级来转换由至少一个电动马达所提供的关于其转速和扭矩方面的机械输入功率。尽管与内燃机相比，电动马达拥有相对较大的从零到大约20,000u/min的转速范围，但通过使用换挡变速器和相应的转速变换比尤其可以产生相对较高的总扭矩，这对于作业机械的运行具有很大的优势，这是因为因此也可以完成相对较重的工作。
20.有利地，该多级的换挡变速器是可动力换挡的换挡变速器。
21.此外，驱动系还包括具有用于冷却和润滑换挡变速器的冷却流体的冷却回路。由此一方面减少了换挡变速器的磨损，并且另一方面提高了换挡变速器的效率。例如，冷却流体可以是变速器油，它被储备在作为油底壳的油池中，并通过泵运送到换挡变速器的润滑
位置处。泵可以是电运行的，或者由换挡变速器的或至少一个电动马达的轴驱动。有利地，冷却流体也被用来操纵换挡变速器的离合器。
22.有利地，冷却回路还包括补偿容器，以便确保在冷却流体因温度原因引起的体积变化时进行体积补偿。特别优选地，换挡变速器的油底壳被考虑用作补偿容器。
23.此外，驱动系还包括具有用于对同样是由驱动系所包括的能量储存器加温的加热流体的加热回路。在驱动系投入运行之前，将能量储存器加温到有利的至少10℃、尤其是至少15℃的温度保护了能量储存器不受损坏。用于通过加热回路加温能量储存器的能量虽然同样来自能量储存器，但为此只需要相对较低的电功率或电流，这些电功率或电流可以无危险地或在不对能量储存器造成不可修复的损坏的情况下从该能量储存器中提取出来。而运行至少一个电动马达所需的电功率或电流则大得多，并且如果能量储存器仍低于适当的运行温度，就不应从能量储存器中提取该电功率或电流。因此，尤其是在作业机械在低环境温度中长时间停机后加热回路显得意义重大。
24.加热流体有利地是水混合物，尤其是乙二醇-水混合物。
25.优选地，加热回路包括加热设备，该加热设备可以对加热流体进行加热。加热设备有利地被构造为加热线圈，它与加热流体处于物理接触，尤其是浸泡到加热流体中。加热线圈相对廉价且坚固。
26.在驱动系的连续运行中并且尤其是在能量储存器被高程度持久地耗用电流的情况下，可能会发生能量储存器达到很高的温度，使得(与过低的温度类似)由于高温而出现能量储存器损坏的风险。在这种情况下，可以有利地停用加热设备，从而使用于能量储存器的加热回路承担冷却功能，即从能量储存器中排出热。
27.此外，优选地，加热回路还包括补偿容器，以便确保在加热流体因温度原因引起的体积变化的情况下进行体积补偿。
28.此外，如所述，驱动系还包括电能储存器，该电能储存器优选被构造为可再充电的锂离子电池。锂离子电池对温度比较敏感，也就是说它们只在约20℃至约30℃的相对狭窄的温度范围内具有最大的性能。尤其是在低于冰点的温度时，它们在能吸收或能提供的最大功率方面受到严重的限制。在温度明显越过其理想运行温度的情况下，当所吸收或输送的电流超过在正常情况下并不重要且是相对较低的电流阈限时，也会对锂离子电池造成不可逆的损坏。尽管如此，根据目前的现有技术，锂离子电池由于其相对较高的能量密度和其相对较低的重量也最适合用于运行该驱动系。
29.能量储存器所储备的电能可以被提供用于至少一个电动马达和加热回路的运行。尤其地，电能也可以被提供用于另外的耗电器的运行，如泵、阀、计算单元、驾驶舱的空调设备、显示器、照明灯或头灯的运行。在提取电能时和在输送电能时，即在对能量储存器充电时，根据能量储存器的内阻和对能量储存器的电流加载都产生损耗热，长期的话，这将导致能量储存器被加温。然而，由于内阻相对较低，使得损耗热也相对较低。
30.根据本发明，现在设置的是，加热回路和冷却回路经由热交换器耦合。因此意味着，加热回路和冷却回路是热耦合的。在本发明的意义下，术语“热耦合”被理解为加热回路和冷却回路彼此处于物理接触，从而两者之间可以进行热交换，而没有加热流体与冷却流体发生在混合意义下的物理接触。热交换器在此优选金属地构成，并具有相对较大的表面。
31.例如，加热流体可以通过金属管线运送，该管线在油底壳之内延伸，油底壳储备有
被构造为变速器油的冷却流体。因此，两种流体之间可以经由金属的管线建立有效的热耦合，而不发生物理混合。优选地，管线也可以具有冷却肋。在这种情况下，热交换器因此被构造为换挡变速器的具有引导加热流体的管线的油底壳。
32.然而，也能想到的是，热交换器作为远离油底壳的独立的设备来设置。在这种情况下，加热流体也优选通过金属管线、尤其是具有冷却肋的管线，运送通过冷却流体的位于热交换器中的储备器，或者反之亦然。通过储备器和管线，在此都有利地运送加热流体或冷却流体的能根据需要调节的体积流量。在此，体积流量越大，发生的热交换也就越大。
33.由加热回路与冷却回路的热耦合得出的优点是，(至少在作业机械在寒冷环境中被停机较长时间的情况下)能量储存器投入运行所需的热可以转引给冷却回路，以便也对用于换挡变速器的冷却流体进行预暖。冷却流体的粘度通常决定性地依赖于冷却流体的温度，从而换挡变速器的阀和离合器往往最初只能困难地被操纵或根本不能被操纵，这是因为它们被冷的冷却流体及其过高的粘度所阻挡。因此，本发明有利地能够实现作业机械即使在寒冷环境中长时间停机后，也迅速恢复运行并具有全部功能。所需的热在此可以随时根据需要产生。有利的是不需要在作业机械中安装相对较重的储热器。
34.本发明在此利用以下认知：尽管将冷却功能配属给冷却回路，但通过冷却回路所进行的冷却并不导致变速器或冷却流体被冷却到环境温度以下。相反，冷却回路应当防止超过换挡变速器或冷却流体的能被预给定的最高温度，其中，该最高温度明显高于环境温度。在这方面，本发明已经认识到，只要在此所产生的温度低于能被预给定的最高温度，就在一定范围内对冷却回路加热或加温是有利的。
35.此外，根据本发明设置的是，加热回路和冷却回路只具有唯一的共同的冷却设备。由于加热回路和冷却回路经由热交换器热耦合，即热从分别较热的回路散入分别较冷的回路中，因此可以有利地省去用于每个单独的回路、即加热回路或冷却回路的单独的冷却设备。因此，与现有技术相比，可以有利地节省掉一个冷却设备，这就减少了用于根据本发明的驱动系的材料耗费和成本耗费。
36.冷却设备尤其被构造为具有冷却肋以及有利地具有一个或多个鼓风机的金属冷却体，这些鼓风机沿着冷却肋产生层状气流。因此，要排出的热可以有效地排放到环境。
37.根据本发明的优选的实施方案设置的是，将共同的冷却设备配属给加热回路。本发明在此利用了如下认知：尽管加热回路主要用于加热能量储存器，但它在持续运行中仍具有低于被用于冷却换挡变速器的冷却回路的额定温度。因此，在达到各自的额定温度后，热可以经由热交换器从冷却回路排出到加热回路，并经由冷却设备从加热回路排放到环境。因此，对冷却流体的冷却经由热交换器进行。
38.根据本发明的另外的优选实施方式设置的是，至少一个电动马达与加热回路联接。由此得到的优点是，至少一个电动马达的废热可以被用于对加热回路进行加热。尽管至少一个电动马达通常具有超过95％的效率，但它仍然要依靠主动冷却来避免由于过热而造成的损坏。尤其地，在持续运行中，至少一个电动马达会被大幅加热，由此又提高了其电阻，并因此使其被加热得更强烈。对电动马达的冷却可以防止或至少减少这种负面效应。现在通过考虑使用由至少一个电动马达所排出的热来加温加热流体，可以有利地减少由加热设备所提供的加热功率。这就减少了根据本发明的驱动系的总能量消耗并提高了其效率。
39.如果设置有一个以上的电动马达，例如用于行驶驱动装置的电动马达和用于作业
驱动装置的电动马达，则所有的电动马达都有利地与加热回路热耦合。
40.根据本发明的另外的优选实施方式设置的是，至少一个电动马达的功率电子器件与加热回路联接。与至少一个电动马达一样，功率电子器件也会依赖于由其所切换出的电流强度并根据其内阻地产生必须被排出以避免使功率电子器件受热损伤的废热。通过将这些废热输送给加热回路，使得要由加热设备提供的加热功率可以有利地更进一步减少。这同样有助于减少总能量消耗以及提高根据本发明的驱动系的效率。
41.根据本发明的另外的优选实施方式设置的是，加热流体在被输送给至少一个电动马达之前在从加热设备出发的流动方向上首先被输送给能量储存器并随后被输送给功率电子器件。通过首先向能量储存器输送加热流体，使得可以在那里将其绝大部分热能排放到能量储存器并将该能量储存器加热到所要求的运行温度。在加热流体将其绝大部分热能排放到能量储存器后，即被能量储存器冷却后，现在被输送给不依靠特别的最低温度来实现无故障运行的功率电子器件。正相反，通常由半导体开关元件组成的功率电子器件在其具有的温度较低时通常更有效且更加无故障地工作。在这方面，被能量储存器冷却后的加热流体可以确保针对功率电子器件具有冷却功能。当加热流体在进一步的进程中被输送给至少一个电动马达时，该加热流体也可以承担针对至少一个电动马达的冷却功能。由功率电子器件输入到加热流体中的热相对较低，从而使得加热流体通常具有比至少一个电动马达尤其是该至少一个电动马达持续运行中的温度明显更低的温度。冷却至少一个电动马达不仅可以改善其效率，而且最终也防止了由于至少一个电动马达过热而造成的损坏。在此，加热流体在被输送给能量储存器之前可以从至少一个电动马达首先引导经过冷却设备。因此考虑到以下事实，即，能量储存器一方面虽然需要特定的最低温度来安全且无损坏地运行，但另一方面它也不应超过最高温度地运行，这是因为否则也会引发对能量储存器的损害。
42.替选地，优选设置的是，加热流体在被输送给至少一个电动马达之前在从加热设备出发的流动方向上首先被输送给功率电子器件并随后被输送给能量储存器。由此可以使功率电子器件的额外的热能被吸收到加热流体中并直接输送给能量储存器。
43.优选地设置是，加热流体在被引导到至少一个电动马达之后被输送给共同的冷却设备。尤其是在驱动系的持续运行中，至少一个电动马达代表了加热回路中的最大热源。因此，加热流体的温度(如果该温度高于适用于运行能量储存器的温度)可以通过向环境排放热而再次被冷却。
44.根据本发明的特别优选的实施方式设置的是，加热回路包括至少一个液压换向阀，经由该至少一个液压换向阀能调节从加热设备出发的流动方向，使得根据至少一个液压流动阀的状态使加热流体首先被输送给能量储存器并随后被输送给功率电子器件，或者首先被输送给功率电子器件并随后被输送给能量储存器。根据能量储存器还需要被加热多少以达到的额定温度而定地，加热流体因此可以直接被引导给能量储存器或经由功率电子器件被引导至能量储存器。
45.根据本发明的另外的优选实施方式设置的是，加热回路和/或冷却回路包括至少一个液压分离阀，热交换器经由该至少一个液压分离阀能与加热回路和/或冷却回路液压分离，从而使加热回路与冷却回路之间不再发生热交换。由此得到的优点是，例如在作业机械的固定不动的作业运行中，冷却回路可以与加热回路分离。由于换挡变速器只需用于行
驶并且在固定不动的作业运行中可以保持在息止状态中，所以在这种情况下冷却回路可以经由分离阀与加热回路分离。因此也避免了冷却回路经由加热回路被冷却并在重新投入运行时不再有最佳的运行温度。
46.根据本发明的另外的优选实施方式设置的是，加热回路包括至少一个液压跨接阀，经由该至少一个液压跨接阀能液压跨接共同的冷却设备。因此，恰恰在作业机械停机较长时间后投入运行时，尤其是在相对较冷的环境中，可以相对较快地为能量储存器以及换挡变速器提供所要求的热输送，这是因为可以通过跨接冷却设备避免经由冷却设备向环境进行热排放。取而代之地，所有输送给加热回路的热都被保持在加热回路或冷却回路中，直到驱动系的所有部件都达到所要求的运行温度。
47.根据本发明的另外的优选实施方式设置的是，加热回路和/或冷却回路分别包括运送泵。加热回路的运送泵以及冷却回路的运送泵在此分别确保加热流体在加热回路中的流动或冷却流体在冷却回路中的流动。由于热分别经由加热流体或冷却流体运输，所以热运输最终能够经由运送泵实现。
48.优选地，加热回路的运送泵或冷却回路的运送泵能被调节。因此，加热回路或冷却回路中的体积流强度可以被调节，并因此也可以调节加热回路或冷却回路中的热运输。
49.此外优选的是，加热回路的运送泵或冷却回路的运送泵被构造为电动泵，即它们分别具有针对其运行而设置的电动马达。
50.替选地，加热回路的运送泵或冷却回路的运送泵优选经由机械轴并且必要时经由传动比级地由至少一个电动马达来驱动。
51.本发明还涉及一种用于运行作业机械的驱动系的方法，其中，驱动系包括至少一个电动马达、电能储存器、多级的换挡变速器、加热回路和冷却回路，其中，由至少一个电动马达提供机械输入功率，其中，机械输入功率由换挡变速器转换成机械输出功率，其中，至少一个电动马达和加热回路由能量储存器供应电功率，其中，由加热回路对用于加温能量储存器的加热流体进行加温，并且其中，由冷却回路对用于冷却和润滑换挡变速器的冷却流体进行冷却。根据本发明的方法的特征在于，冷却回路依赖于状况地由加热回路经由加热设备加热或经由冷却设备冷却。由此得到了已经结合根据本发明的驱动系描述的优点。
52.根据本发明的优选实施方式设置的是，当功率电子器件的温度低于能量储存器的温度时，加热流体在从加热回路的加热设备出发的流动方向上首先被输送给能量储存器并随后被输送给功率电子器件，并且当功率电子器件的温度高于能量储存器的温度时，加热流体在从加热回路的加热设备出发的流动方向上首先被输送给功率电子器件并随后被输送给能量储存器。由此得到的优点是，根据状况，如果需要进一步对能量储存器加温，可以将功率电子器件的废热用来加热该能量储存器，或者如果能量储存器已经达到其运行温度并且甚至必要时需要冷却，则可以将功率电子器件的废热输送给冷却设备。
53.根据本发明的另外的优选实施方式设置的是，当能量储存器被充电时，运送加热流体和冷却流体通过热交换器。当能量储存器被充电时，作业机械通常不处于运行中，这是因为它通过所需的充电电缆与充电位置连接以进行供电并因此不可以运动。由此，至少一个电动马达以及分级变速器也处于息止状态，即不产生废热，从而冷却流体逐渐向环境排放其热并冷却下来。然而，由于充电过程同时在能量储存器处生成了废热形式的电损耗，所以加热回路和冷却回路经由热交换器的热耦合使得在充电期间通过充电产生的废热被传
递给加热流体并经由热交换器从加热流体传递给冷却流体，从而使得冷却流体不会完全冷却，并且在充电过程后作业机械可以立即投入运行，而不需要否则就对冷却流体进行必要的加热。通过这种对能量储存器的主动冷却还可以使其以相对较高的电流进行充电，这有利地缩短了充电过程。
54.本发明还涉及一种作业机械，该作业机械包括根据本发明的驱动系。由此得到了已经结合根据本发明的驱动系描述的优点也适用于根据本发明的作业机械。
55.优选地设置的是，作业机械被构造为轮式装载机、自卸车、挖掘机、伸缩式装载机、市政车辆、垃圾收集车辆、采矿车辆、紧凑型装载机、飞机牵引车或拖拉机。
附图说明
56.接下来借助附图中所示的实施方式示例性地阐释本发明。
57.其中：
58.图1示例性且示意性地示出根据本发明的用于在图1中未示出的作业机械的驱动系的可能的构造形式。
59.相同的主题、功能单元和相似的部件跨越附图地标以相同的附图标记。这些主题、功能单元和相似的部件在它们的技术特征方面一致地实施，除非说明书明确或隐晦地另行说明。
具体实施方式
60.图1示例性且示意性地示出了根据本发明的用于图1中未示出的作业机械的驱动系10的可能的构造形式。驱动系10例如包括两个电动马达11、12，其中，电动马达11被配属给行驶驱动装置，并且电动马达12被配属给作业驱动装置。此外，驱动系10包括被构造为可再充电的锂离子电池13的电能储存器13，该电能储存器被构造成用于向电动马达11、12供应电功率。电动马达11、12其本身被构造成用于经由其马达轴分别提供机械输入功率。配属给行驶驱动装置的电动马达11的输入功率被输送给多级的换挡变速器14，该多级的换挡变速器被构造为可动力换挡的同步变速器。换挡变速器14转换机械输入功率并提供机械输出功率，该机械输出功率可以被考虑用于驱动作业机械的能被驱动的车轮或能被驱动的车桥。而与作业驱动装置相配属的电动马达13的输入功率被输送给液压的作业驱动装置，并由该液压的作业驱动装置转换成液压体积流和液压压力，并因此作为液压输出功率再次输出。
61.此外，驱动系10包括加热回路15，该加热回路被构造成提供用于对能量储存器13加温的加热流体，驱动系还包括冷却回路16，该冷却回路被构造成提供用于冷却和润滑换挡变速器14的冷却流体。此外，加热回路15还包括加热设备16，该加热设备例如被构造为加热线圈16，并在加热流体的流动方向上直接布置在能量储存器13前面。此外，加热回路16包括两个分别与电动马达11和12之一相配属的功率电子器件17和18。电动马达11和12也与加热回路16热连接。加热流体从电动马达11和12被进一步引导到热交换器31，该热交换器例如被构造为针对加热流体的储备器，该储备器被具有冷却肋的金属管线穿过，其中，冷却流体被引导穿过管线。因此，热交换器31代表了加热回路15与冷却回路16之间的热耦合。在加热流体的流动方向上，跟随在热交换器31之后的是具有冷却肋和风扇的金属的冷却设备
19。冷却设备19在此可以通过跨接阀20被跨接，从而使得加热回路不向环境排放热。此外，加热回路15包括补偿容器21，以便补偿加热回路中因温度原因引起的加热流体的体积变化，加热回路还包括电驱动的运送泵22。
62.冷却回路16同样包括运送泵23，然而，该运送泵例如由电动马达12机械地经由轴24驱动。运送泵23从换挡变速器14的油底壳25运送例如被构造为变速器油的冷却流体并将其输送给换挡变速器14的液压离合器控制部26。经由冷却回路16中的分路，运送泵23还将冷却流体运送到系统限压阀27。冷却流体从系统限压阀27到达热交换器31，在那里与加热流体发生热交换。从热交换器31出来，冷却流体被输送给换挡变速器14的待润滑且待冷却的元件28。例如，待润滑和待冷却的元件28是多个齿轮。输送给待润滑和待冷却的元件28的冷却流体的体积流量可以经由控制阀29控制。
63.在驱动系10在冷的环境中长时间停机后投入运行时，能量储存器13和变速器油都具有环境温度。这导致，能量储存器13在不受损的情况下最初只能提供低电流。此外，变速器油仍然过于粘稠，使得离合器控制部26无法操纵。现在可以经由加热设备30对加热流体进行预加温，并通过运送泵22运输到能量储存器13，以便快速地将能量储存器加温到所要求的运行温度。同时，加热流体经由热交换器31与冷却流体热接触，从而冷却流体也被加温并且被快速加温。通过冷却流体被加温，其粘度降低并能够实现离合器控制部26无故障的运行。
64.在一定的运行持续时间后，冷却流体达到其例如为90℃的额定温度。同样，能量储存器也达到其例如为30℃的额定温度。由于驱动系10的持续运行不可避免地在能量储存器13中生成电损耗以及在换挡变速器14中生成机械损耗(这些损耗分别导致进一步的加温)，所以从现在开始所生成的热必须经由共同的冷却设备19排出到环境。为此，冷却流体现在经由热交换器31将热排放给加热流体。同样地，加热流体现在针对能量储存器13、功率电子器件17和18以及电动马达11和12履行冷却功能。加热设备16现在被停用。然后，加热流体将从能量储存器13吸收的热以及从冷却流体吸收的热经由冷却设备19排放到环境。
65.附图标记列表
66.10驱动系
67.11电动马达
68.12电动马达
69.13电能储存器
70.14换挡变速器
71.15加热回路
72.16冷却回路
73.17功率电子器件
74.18功率电子器件
75.19冷却设备
76.20跨接阀
77.21补偿容器
78.22运送泵
79.23运送泵
80.24轴
81.25油底壳
82.26离合器控制部
83.27系统限压阀
84.28待润滑和待冷却的元件
85.29控制阀
86.30加热设备
87.31热交换器

技术特征：
1.用于作业机械的驱动系(10)，所述驱动系包括至少一个电动马达(11、12)、电能储存器(13)、多级的换挡变速器(14)、加热回路(15)和冷却回路(16)，其中，所述至少一个电动马达(11、12)被构造成用于提供机械输入功率，其中，所述换挡变速器(14)被构造成用于转换所述机械输入功率并作为机械输出功率提供，其中，所述能量储存器(13)被构造成用于向所述至少一个电动马达(11、12)和所述加热回路(15)供应电功率，其中，所述加热回路(15)被构造成用于提供用以对所述能量储存器(13)加温的加热流体，并且其中，所述冷却回路(16)被构造成用于提供用以冷却和润滑所述换挡变速器(14)的冷却流体，其特征在于，所述加热回路(15)和所述冷却回路(16)经由热交换器(31)耦合并且仅具有唯一的共同的冷却设备(19)。2.根据权利要求1所述的驱动系(10)，其特征在于，所述加热回路(15)配属有所述共同的冷却设备(19)。3.根据权利要求1和2中至少一项所述的驱动系(10)，其特征在于，所述至少一个电动马达(11、12)与所述加热回路(15)联接。4.根据权利要求1至3中至少一项所述的驱动系(10)，其特征在于，所述至少一个电动马达(11、12)的功率电子器件(17、18)与所述加热回路(15)联接。5.根据权利要求1至4中至少一项所述的驱动系(10)，其特征在于，所述加热回路(15)配属有加热设备(30)。6.根据权利要求1至5中至少一项所述的驱动系(10)，其特征在于，在所述加热流体被输送给所述至少一个电动马达(11、12)之前，所述加热流体在从所述加热设备(30)出发的流动方向上首先被输送给所述能量储存器(13)并随后被输送给所述功率电子器件(17、18)。7.根据权利要求6所述的驱动系(10)，其特征在于，所述加热回路(15)包括至少一个液压换向阀，经由所述至少一个液压换向阀能调节从所述加热设备(31)出发的流动方向，使得根据所述至少一个液压流动阀的状态来使加热流体首先被输送给所述能量储存器(13)并随后被输送给所述功率电子器件(17、18)，或者首先被输送给所述功率电子器件(17、18)并随后被输送给所述能量储存器(13)。8.根据权利要求1至7中至少一项所述的驱动系(10)，其特征在于，所述加热回路(15)和/或所述冷却回路(16)包括至少一个液压分离阀，所述热交换器(31)经由所述至少一个液压分离阀能与所述加热回路(15)和/或所述冷却回路(16)液压分离，从而在所述加热回路(15)与所述冷却回路(16)之间不再发生热交换。9.根据权利要求1至8中至少一项所述的驱动系(10)，其特征在于，所述加热回路(15)包括至少一个液压跨接阀(20)，经由所述至少一个液
压跨接阀能液压跨接所述共同的冷却设备(19)。10.根据权利要求1至9中至少一项所述的驱动系(10)，其特征在于，所述加热流体是水混合物，并且所述冷却流体是变速器油。11.根据权利要求1至10中至少一项所述的驱动系(10)，其特征在于，所述加热回路(15)和/或所述冷却回路(26)分别包括运送泵(22、23)。12.用于运行作业机械的驱动系(10)的方法，其中，所述驱动系(10)包括至少一个电动马达(11、12)、电能储存器(13)、多级的换挡变速器(14)、加热回路(15)和冷却回路(16)，其中，由所述至少一个电动马达(11、12)提供机械输入功率，其中，由所述换挡变速器(14)将所述机械输入功率转换成机械输出功率，其中，所述至少一个电动马达(11、12)和所述加热回路(15)由所述能量储存器(13)供应电功率，其中，由所述加热回路(15)对用于加温所述能量储存器(13)的加热流体进行加温，并且其中，由所述冷却回路(16)对用于冷却和润滑所述换挡变速器(14)的冷却流体(54)进行冷却，其特征在于，所述冷却回路(16)由所述加热回路(15)依赖状况地经由加热设备(30)加热或经由冷却设备(19)冷却。13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，当所述功率电子器件(17、18)的温度低于所述能量储存器(13)的温度时，所述加热流体在从所述加热回路(15)的加热设备(31)出发的流动方向上首先被输送给所述能量储存器(13)并随后被输送给所述功率电子器件(17、18)，并且当所述功率电子器件(17、18)的温度高于所述能量储存器(13)的温度时，所述加热流体在从所述加热回路的加热设备(31)出发的流动方向上首先被输送给所述功率电子器件(17、18)并随后被输送给所述能量储存器(13)。14.根据权利要求9和10中至少一项所述的方法，其特征在于，当所述能量储存器(13)被充电时，加热流体和冷却流体被运送通过所述热交换器(31)(51、52)。15.作业机械，所述作业机械包括根据权利要求1至11中至少一项所述的驱动系(10)。

技术总结
本发明涉及用于作业机械的驱动系(10)，驱动系包括至少一个电动马达(11、12)、电能储存器(13)、多级的换挡变速器(14)、加热回路(15)和冷却回路(16)，其中，至少一个电动马达(11、12)被构造成用于提供机械输入功率，其中，换挡变速器(14)被构造成用于转换机械输入功率并作为机械输出功率提供，其中，能量储存器(13)被构造成用于向至少一个电动马达(11、12)和加热回路(15)供应电功率，其中，加热回路(15)被构造成用于提供用于对能量储存器(13)加温的加热流体，并且其中，冷却回路(16)被构造成用于提供用以冷却和润滑换挡变速器(14)的冷却流体，根据本发明的驱动系(10)的特征在于，加热回路(15)和冷却回路(16)经由热交换器(18)耦合并且只具有唯一的共同的冷却设备(19)。本发明还涉及相应的方法和作业机械。发明还涉及相应的方法和作业机械。发明还涉及相应的方法和作业机械。


技术研发人员：于尔根
受保护的技术使用者：采埃孚股份公司
技术研发日：2021.12.08
技术公布日：2023/8/21