DE102024108704A1 - Electrical machine for a motor vehicle and motor vehicle - Google Patents
Electrical machine for a motor vehicle and motor vehicleInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (1), mit einem Gehäuse (2), mit einem Stator (3), welcher ein Blechpaket (4) und eine einen Wickelkopf (10, 11) aufweisende Wicklung (9) aufweist, und mit einer von einem Temperiermittel durchströmbaren Kanalanordnung (12), wobei die Kanalanordnung (12) wenigstens zwei zumindest teilweise voneinander getrennte, von dem Temperiermittel durchströmbare Temperierkanäle (13, 14) aufweist, welche in radialer Richtung der elektrischen Maschine (1) nach außen hin durch das Gehäuse (2) und in radialer Richtung der elektrischen Maschine (1) nach innen hin durch das Blechpaket (4) begrenzt sind- Vorgesehen ist ein den Temperierkanälen (13, 14) gemeinsamer, von dem Temperiermittel durchströmbarer und in radialer Richtung der elektrischen Maschine (1) nach außen hin durch das Gehäuse (2) und in radialer Richtung der elektrischen Maschine (1) nach innen hin durch das Blechpaket (4) begrenzter Versorgungskanal (15), über welchen die Temperierkanäle (13, 14) mit dem Temperiermittel versorgbar sind. The invention relates to an electrical machine (1), comprising a housing (2), a stator (3) which has a laminated core (4) and a winding (9) having a winding head (10, 11), and a channel arrangement (12) through which a temperature control medium can flow, wherein the channel arrangement (12) has at least two at least partially separate temperature control channels (13, 14) through which the temperature control medium can flow, which are delimited outwards in the radial direction of the electrical machine (1) by the housing (2) and inwards in the radial direction of the electrical machine (1) by the laminated core (4). A supply channel (15) is provided which is common to the temperature control channels (13, 14), through which the temperature control medium can flow, and which is delimited outwards in the radial direction of the electrical machine (1) by the housing (2) and inwards in the radial direction of the electrical machine (1) by the laminated core (4), via which supply channel the temperature control channels (13, 14) can be supplied with the tempering medium.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen elektrischen Maschine.The invention relates to an electrical machine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with at least one such electrical machine.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer solchen elektrischen Maschine zu schaffen, so dass eine besonders vorteilhafte Temperierung, das heißt Kühlung und/oder Erwärmung der elektrischen Maschine realisiert werden kann.The object of the present invention is to provide an electric machine for a motor vehicle and a motor vehicle with at least one such electric machine, so that a particularly advantageous temperature control, i.e. cooling and/or heating of the electric machine, can be realized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by an electric machine having the features of patent claim 1 and by a motor vehicle having the features of patent claim 10. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine elektrische Maschine für ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildete Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die elektrische Maschine aufweist und mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein elektrisch, antreibbar ist. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist, und ganz vorzugsweise mehrere hundert Volt beträgt. Die elektrische Maschine weist ein Gehäuse und einen Stator auf. Beispielsweise weist die elektrische Maschine auch einen Rotor auf, welcher mittels des Stators antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Beispielsweise kann die elektrische Maschine, deren axiale Richtung mit der Maschinendrehachse zusammenfällt, über den Rotor Antriebsdrehmomente zum, insbesondere rein elektrischen, Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Der Stator weist ein in dem Gehäuse angeordnetes und separat von dem Gehäuse ausgebildetes Blechpaket auf. Vorzugsweise ist das Blechpaket drehfest mit dem Gehäuse verbunden, so dass zumindest um die Maschinendrehachse erfolgende Relativdrehungen zwischen dem Gehäuse und dem Blechpaket unterbunden sind. Vorzugsweise ist das Blechpaket auch derart mit dem Gehäuse verbunden, dass in axialer Richtung der elektrischen Maschine und somit in einer Maschinendrehachse verlaufende Relativbewegungen zwischen dem Blechpaket und dem Gehäuse unterbunden sind. Des Weiteren weist der Stator wenigstens eine Wicklung auf. Die Wicklung ist separat von dem Blechpaket ausgebildet und mit dem Blechpaket verbunden und dadurch durch das Blechpaket getragen. Insbesondere ist die Wicklung derart oder dadurch mit dem Blechpaket verbunden, dass zumindest ein Teilbereich der Wicklung um das Blechpaket herumgewickelt ist. Die Wicklung weist wenigstens einen Wickelkopf auf. Beispielsweise weist die Wicklung Teilbereiche auf, die in axialer Richtung der elektrischen Maschine und somit entlang der Maschinendrehachse betrachtet von dem Blechpaket, insbesondere von einer axialen Stirnseite des Blechpakets abstehen, wodurch die von dem Blechpaket, insbesondere von der axialen Stirnseite des Blechpakets, in axialer Richtung der elektrischen Maschine abstehenden Teilbereiche der Wicklung den Wickelkopf bilden. Beispielsweise verläuft die axiale Stirnseite des Blechpakets in einer Ebene, welche senkrecht zur axialen Richtung der elektrischen Maschine verläuft, deren radiale Richtung senkrecht zur axialen Richtung der elektrischen Maschine verläuft.A first aspect of the invention relates to an electric machine for a motor vehicle, also simply referred to as a vehicle. This means that the motor vehicle, preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, in its fully manufactured state, has the electric machine and can be driven by the electric machine, in particular purely electrically. The electric machine is preferably a high-voltage component whose electrical voltage, in particular operating or rated voltage, is preferably greater than 50 volts, in particular greater than 60 volts, and very preferably several hundred volts. The electric machine has a housing and a stator. For example, the electric machine also has a rotor, which can be driven by the stator and is thus rotatable about a machine axis of rotation relative to the stator. For example, the electric machine, whose axial direction coincides with the machine axis of rotation, can provide drive torques via the rotor for driving the motor vehicle, in particular purely electrically. The stator has a laminated core arranged in the housing and formed separately from the housing. The laminated core is preferably connected to the housing in a rotationally fixed manner, so that relative rotations between the housing and the laminated core, at least around the machine's axis of rotation, are prevented. The laminated core is preferably also connected to the housing in such a way that relative movements between the laminated core and the housing in the axial direction of the electric machine and thus in a machine's axis of rotation are prevented. Furthermore, the stator has at least one winding. The winding is formed separately from the laminated core and is connected to the laminated core and is thereby supported by the laminated core. In particular, the winding is connected to the laminated core in such a way or by the fact that at least a partial region of the winding is wound around the laminated core. The winding has at least one winding head. For example, the winding has partial regions that protrude from the laminated core, in particular from an axial end face of the laminated core, viewed in the axial direction of the electric machine and thus along the machine's axis of rotation. As a result, the partial regions of the winding that protrude from the laminated core, in particular from the axial end face of the laminated core, in the axial direction of the electric machine form the winding head. For example, the axial end face of the laminated core runs in a plane which is perpendicular to the axial direction of the electrical machine, the radial direction of which is perpendicular to the axial direction of the electrical machine.
Die elektrische Maschine, deren Umfangsrichtung um die Maschinendrehachse und somit um die axiale Richtung der elektrischen Maschine herum verläuft und sich beispielsweise in der zuvor genannten Ebene erstreckt, weist außerdem eine Kanalanordnung auf, die von einem vorzugsweise flüssigen Temperiermittel zum Temperieren, das heißt zum Kühlen und/oder Erwärmen des Stators durchströmbar ist. Vorzugsweise ist das Temperiermittel ein Bestandteil der elektrischen Maschine. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Temperiermittel um eine Flüssigkeit, insbesondere um ein Öl.The electric machine, whose circumferential direction runs around the machine's rotational axis and thus around the axial direction of the electric machine and extends, for example, in the aforementioned plane, also has a channel arrangement through which a preferably liquid temperature control medium can flow for temperature control, i.e., for cooling and/or heating the stator. The temperature control medium is preferably a component of the electric machine. The temperature control medium is preferably a liquid, in particular an oil.
Um nun eine besonders vorteilhafte Temperierung, das heißt Kühlung und/oder Erwärmung des Stators und somit der elektrischen Maschine realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kanalanordnung wenigstens zwei zumindest teilweise voneinander getrennte und von dem Temperiermittel durchströmbare Temperierkanäle aufweist. Unter dem Merkmal, dass die Temperierkanäle zumindest teilweise voneinander getrennt sind, ist zu verstehen, dass beispielsweise ein erster Massenstrom des Temperiermittels durch einen ersten der Temperierkanäle und ein zweiter Massenstrom des Temperiermittels durch einen zweiten der Temperierkanäle hindurchströmen kann, insbesondere ohne dass sich die Massenströme miteinander vermischen. Insbesondere ist es denkbar, dass die Temperierkanäle über ihre jeweilige, zumindest überwiegende Erstreckung beziehungsweise Länge hinweg voneinander getrennt sind. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, kann über die Temperierkanäle der Stator mittels des Temperiermittels temperiert, das heißt gekühlt und/oder erwärmt werden.In order to be able to realize a particularly advantageous temperature control, i.e. cooling and/or heating of the stator and thus of the electrical machine, it is provided according to the invention that the channel arrangement has at least two temperature control channels that are at least partially separated from one another and through which the temperature control medium can flow. The feature that the temperature control channels are at least partially separated from one another is to be understood that, for example, a first mass flow of the temperature control medium can flow through a first of the temperature control channels and a second mass flow of the temperature control medium can flow through a second of the temperature control channels, in particular without the mass flows mixing with one another. In particular, it is conceivable that the tem The cooling channels are separated from each other over at least the majority of their respective extent or length. As explained in more detail below, the stator can be tempered, i.e., cooled and/or heated, using the tempering medium via the cooling channels.
Die Temperierkanäle sind in radialer Richtung der elektrischen Maschine nach außen hin, insbesondere direkt, durch das auch als Zentralgehäuse bezeichnete oder als Zentralgehäuse ausgebildete Gehäuse begrenzt, so dass beispielsweise das Temperiermittel auf seinem Weg durch den jeweiligen Temperierkanal das Gehäuse, insbesondere eine innenumfangsseitige Mantelfläche des Gehäuses, direkt berührt. Beispielsweise weist die innenumfangsseitige Mantelfläche des Gehäuses in radialer Richtung der elektrischen Maschine nach innen, wobei durch die innenumfangsseitige Mantelfläche des Gehäuses beispielsweise der jeweilige Temperierkanal in radialer Richtung der elektrischen Maschine nach außen hin, insbesondere direkt, begrenzt ist. In radialer Richtung der elektrischen Maschine nach innen hin sind die Temperierkanäle, insbesondere direkt, durch das Blechpaket, insbesondere durch eine außenumfangsseitige Mantelfläche des Blechpakets, begrenzt. Somit berührt beispielsweise das Temperiermittel auf seinem Weg durch den jeweiligen Temperierkanal das Blechpaket, insbesondere die außenumfangsseitige Mantelfläche des Blechpakets, direkt. Beispielsweise weist die außenumfangsseitige Mantelfläche des Blechpakets in radialer Richtung der elektrischen Maschine nach außen. Beispielsweise kann zwischen dem Temperiermittel auf dessen Weg durch den Temperierkanal und dem Blechpaket Wärme ausgetauscht werden, mithin ein Wärmeaustausch erfolgen. Um beispielsweise den Stator und somit die elektrische Maschine mittels des Temperiermittels zu kühlen, weist beispielsweise das Temperiermittel insbesondere auf seinem Weg durch den jeweiligen Temperierkanal eine geringere Temperatur als der Stator auf, so dass Wärme von dem Stator an das Temperiermittel übergehen kann. Um beispielsweise den Stator mittels des Temperiermittels zu erwärmen, weist das Temperiermittel, insbesondere auf seinem Weg durch den jeweiligen Temperierkanal, eine höhere Temperatur als der Stator auf, so dass Wärme von dem Temperiermittel an den Stator übergehen kann. Hierdurch kann der Stator erwärmt werden.The temperature control channels are delimited outwards in the radial direction of the electrical machine, in particular directly, by the housing, also referred to as the central housing or designed as a central housing, so that, for example, the temperature control medium directly contacts the housing, in particular an inner circumferential surface of the housing, on its way through the respective temperature control channel. For example, the inner circumferential surface of the housing points inwards in the radial direction of the electrical machine, wherein, for example, the respective temperature control channel is delimited outwards in the radial direction of the electrical machine, in particular directly, by the inner circumferential surface of the housing. In the radial direction inwards of the electrical machine, the temperature control channels are delimited, in particular directly, by the laminated core, in particular by an outer circumferential surface of the laminated core. Thus, for example, the temperature control medium directly contacts the laminated core, in particular the outer circumferential surface of the laminated core, on its way through the respective temperature control channel. For example, the outer circumferential surface of the laminated core points outwards in the radial direction of the electrical machine. For example, heat can be exchanged between the temperature control medium on its path through the temperature control channel and the laminated core, thus a heat exchange can take place. In order to cool the stator and thus the electrical machine using the temperature control medium, the temperature control medium has a lower temperature than the stator, particularly on its path through the respective temperature control channel, so that heat can be transferred from the stator to the temperature control medium. In order to heat the stator using the temperature control medium, the temperature control medium has a higher temperature than the stator, particularly on its path through the respective temperature control channel, so that heat can be transferred from the temperature control medium to the stator. This can heat the stator.
Die Kanalanordnung weist außerdem einen den Temperierkanälen gemeinsamen, von dem Temperiermittel durchströmbaren und in radialer Richtung der elektrischen Maschine nach außen hin, insbesondere direkt, durch das Gehäuse, insbesondere die innenumfangsseitige Mantelfläche des Gehäuses, und in radialer Richtung der elektrischen Maschine nach innen hin, insbesondere direkt, durch das Blechpaket, insbesondere durch die außenumfangsseitige Mantelfläche des Blechpakets, begrenzten Versorgungskanal auf, über welchen die Temperierkanäle mit dem Temperiermittel versorgbar sind. Somit ist der Versorgungskanal in Strömungsrichtung des den Versorgungskanal und den jeweiligen Temperierkanal durchströmenden Temperiermittels, welches beispielsweise während eines Betriebs der elektrischen Maschine den Versorgungskanal und den jeweiligen Temperierkanal in die genannte Strömungsrichtung durchströmt, stromauf des jeweiligen Temperierkanals, das heißt stromauf beider Temperierkanäle angeordnet. Insbesondere sind somit die Temperierkanäle strömungstechnisch parallel zueinander geschaltet. Ferner ist somit beispielsweise der jeweilige Temperierkanal strömungstechnisch seriell zu dem Versorgungskanal geschaltet. Insbesondere ist es vorgesehen, dass sich der jeweilige Temperierkanal direkt an den Versorgungskanal anschließt, so dass in Strömungsrichtung des den Versorgungskanal und den jeweiligen Temperierkanal durchströmenden Temperiermittels zwischen dem Versorgungskanal und dem jeweiligen Temperierkanal kein anderer, weiterer Kanal der Kanalanordnung beziehungsweise der elektrischen Maschine insgesamt verläuft. Der jeweilige Temperierkanal ist fluidisch mit dem Versorgungskanal verbunden, so dass das zunächst den Versorgungskanal durchströmende Temperiermittel aus dem Versorgungskanal ausströmen und in der Folge in den jeweiligen Temperierkanal einströmen und in der Folge den jeweiligen Temperierkanal durchströmen kann. Insbesondere dann, wenn sich der jeweilige Temperierkanal direkt an den Versorgungskanal anschließt, zweigt sozusagen der jeweilige Temperierkanal direkt von dem Versorgungskanal ab.The channel arrangement also has a supply channel common to the temperature control channels, through which the temperature control medium can flow, and which is delimited outwards in the radial direction of the electrical machine, in particular directly, by the housing, in particular the inner circumferential surface of the housing, and inwards in the radial direction of the electrical machine, in particular directly, by the laminated core, in particular by the outer circumferential surface of the laminated core, via which supply channel the temperature control channels can be supplied with the temperature control medium. Thus, the supply channel is arranged upstream of the respective temperature control channel, i.e. upstream of both temperature control channels, in the flow direction of the temperature control medium flowing through the supply channel and the respective temperature control channel, which, for example, flows through the supply channel and the respective temperature control channel in the said flow direction during operation of the electrical machine. In particular, the temperature control channels are thus connected in parallel to one another in terms of flow technology. Furthermore, the respective temperature control channel is thus, for example, connected in series with the supply channel in terms of flow technology. In particular, it is provided that the respective temperature control channel is directly connected to the supply channel, so that in the flow direction of the temperature control medium flowing through the supply channel and the respective temperature control channel, no other, further channel of the channel arrangement or of the electrical machine as a whole runs between the supply channel and the respective temperature control channel. The respective temperature control channel is fluidically connected to the supply channel, so that the temperature control medium initially flowing through the supply channel can flow out of the supply channel and subsequently into the respective temperature control channel and subsequently flow through the respective temperature control channel. In particular, when the respective temperature control channel is directly connected to the supply channel, the respective temperature control channel branches off directly from the supply channel, so to speak.
Der jeweilige Temperierkanal verläuft schräg oder senkrecht zu dem Versorgungskanal, so dass beispielsweise das Temperiermittel auf seinem Weg durch den Versorgungskanal in eine erste Richtung strömt, und das Temperiermittel strömt auf seinem Weg durch den jeweiligen Temperierkanal in eine zweite Richtung, wobei die zweite Richtung schräg oder senkrecht zur ersten Richtung verläuft. Außerdem weist der jeweilige Temperierkanal, insbesondere genau, eine jeweilige Austrittsöffnung auf, über welche das den jeweiligen Temperierkanal durchströmende Temperiermittel aus dem jeweiligen Temperierkanal abführbar und direkt gegen den Wickelkopf zu spritzen ist. Mit anderen Worten, beispielsweise bei dem zuvor genannten Betrieb der elektrischen Maschine strömt das Temperiermittel zunächst in die erste Richtung durch den Versorgungskanal hindurch, woraufhin das Temperiermittel den jeweiligen Temperierkanal in die jeweilige zweie Richtung durchströmt. Das Temperiermittel strömt dabei durch die jeweilige Austrittsöffnung hindurch und strömt dadurch aus dem jeweiligen Temperierkanal heraus und wird hierdurch direkt gegen den Wickelkopf gespritzt, wodurch der Wickelkopf mit dem Temperiermittel versorgbar ist oder versorgt wird. Unter dem Merkmal, dass das Temperiermittel über die Austrittsöffnung aus dem jeweiligen Temperierkanal ausspritzbar und hierdurch direkt gegen den jeweiligen Wickelkopf spritzbar ist, ist zu verstehen, dass das Temperiermittel auf seinem Weg von der jeweiligen Austrittsöffnung zu dem Wickelkopf kein anderes, weiteres Element der elektrischen Maschine berührt, sondern, nachdem es aus der Austrittsöffnung und somit aus dem Temperierkanal ausgespritzt wurde, daraufhin direkt den Wickelkopf direkt berührt. Hierdurch kann ein vorteilhafter Wärmeaustausch zwischen dem Temperiermittel und dem Wickelkopf realisiert werden. Weist beispielsweise das Temperiermittel eine höhere Temperatur als der Wickelkopf auf, so kann Wärme von dem Temperiermittel an den Wickelkopf übergehen, wodurch der Wickelkopf erwärmt wird. Weist beispielsweise das Temperiermittel eine geringere Temperatur als der Wickelkopf auf, so kann Wärme von dem Wickelkopf an das Temperiermittel übergehen, wodurch der Wickelkopf gekühlt werden kann.The respective temperature control channel runs obliquely or perpendicularly to the supply channel, so that, for example, the temperature control medium flows in a first direction on its way through the supply channel, and the temperature control medium flows in a second direction on its way through the respective temperature control channel, wherein the second direction runs obliquely or perpendicularly to the first direction. In addition, the respective temperature control channel has, in particular precisely, a respective outlet opening, via which the temperature control medium flowing through the respective temperature control channel can be discharged from the respective temperature control channel and sprayed directly against the winding head. In other words, for example, during the aforementioned operation of the electrical machine, the temperature control medium initially flows in the first direction through the supply channel, whereupon the temperature control medium flows through the respective temperature control channel in the respective second direction. The temperature control medium flows through the respective outlet opening and thereby flows out of the respective temperature control channel. channel and is thereby sprayed directly against the winding head, whereby the winding head can be or is supplied with the temperature control medium. The feature that the temperature control medium can be sprayed out of the respective temperature control channel via the outlet opening and thus sprayed directly against the respective winding head means that the temperature control medium does not touch any other element of the electrical machine on its way from the respective outlet opening to the winding head, but rather, after it has been sprayed out of the outlet opening and thus out of the temperature control channel, it then directly touches the winding head. This allows for advantageous heat exchange between the temperature control medium and the winding head. If, for example, the temperature control medium has a higher temperature than the winding head, heat can be transferred from the temperature control medium to the winding head, whereby the winding head is heated. For example, if the temperature control medium has a lower temperature than the winding head, heat can be transferred from the winding head to the temperature control medium, whereby the winding head can be cooled.
Der jeweilige Temperierkanal weist wenigstens oder genau zwei Längenbereiche auf, nämlich einen jeweiligen ersten Längenbereich und einen jeweiligen zweiten Längenbereich. In Strömungsrichtung des den jeweiligen Temperierkanal durchströmenden Temperiermittels ist der jeweilige zweite Längenbereich stromab des jeweiligen ersten Längenbereichs angeordnet. Vorzugsweise schließen die jeweiligen Längenbereiche des jeweiligen Temperierkanals direkt aneinander an. Hierunter ist zu verstehen, dass in Strömungsrichtung des den jeweiligen Temperierkanal durchströmenden Temperiermittels zwischen den jeweiligen Längenbereichen des jeweiligen Temperierkanals kein anderer, weiterer Längenbereich des jeweiligen Temperierkanals verläuft. Da der jeweilige zweite Längenbereich stromab des jeweiligen ersten Längenbereichs des jeweiligen Temperierkanals angeordnet ist, ist der jeweilige zweite Längenbereich über den jeweiligen ersten Längenbereich des jeweiligen Temperierkanals mit dem Temperiermittel versorgbar. Grundsätzlich wäre es denkbar, dass der jeweilige erste Längenbereich in axialer Richtung der elektrischen Maschine, das heißt parallel zur axialen Richtung und somit parallel zur Maschinendrehachse verläuft, so dass beispielsweise der jeweilige erste Längenbereich des jeweiligen Temperierkanals senkrecht zu einer Erstreckungsebene verläuft, welche beispielsweise senkrecht zur axialen Richtung der elektrischen Maschine und somit senkrecht zur Maschinendrehachse verläuft. Ferner wäre es denkbar, dass die Erstreckungsebene schräg zur axialen Richtung der elektrischen Maschine verläuft. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der axialen Richtung ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die axiale Richtung der elektrischen Maschine zu verstehen. Wenn zuvor und im Folgenden die Rede von der radialen Richtung ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die radiale Richtung der elektrischen Maschine zu verstehen.The respective temperature control channel has at least or exactly two length ranges, namely a respective first length range and a respective second length range. In the flow direction of the temperature control medium flowing through the respective temperature control channel, the respective second length range is arranged downstream of the respective first length range. Preferably, the respective length ranges of the respective temperature control channel directly adjoin one another. This means that in the flow direction of the temperature control medium flowing through the respective temperature control channel, no other, further length range of the respective temperature control channel runs between the respective length ranges of the respective temperature control channel. Since the respective second length range is arranged downstream of the respective first length range of the respective temperature control channel, the respective second length range can be supplied with the temperature control medium via the respective first length range of the respective temperature control channel. In principle, it would be conceivable for the respective first length range to run in the axial direction of the electrical machine, i.e. parallel to the axial direction and thus parallel to the machine's axis of rotation, so that, for example, the respective first length range of the respective temperature control channel runs perpendicular to a plane of extension which, for example, runs perpendicular to the axial direction of the electrical machine and thus perpendicular to the machine's axis of rotation. Furthermore, it would be conceivable for the plane of extension to run obliquely to the axial direction of the electrical machine. When reference is made above and below to the axial direction, this means, unless otherwise stated, the axial direction of the electrical machine. When reference is made above and below to the radial direction, this means, unless otherwise stated, the radial direction of the electrical machine.
Der jeweilige zweite Längenbereich des jeweiligen Temperierkanals weist die jeweilige Austrittsöffnung des jeweiligen Temperierkanals auf. Somit endet in Strömungsrichtung des den jeweiligen Temperierkanal durchströmenden Temperiermittels betrachtet der jeweilige zweite Längenbereich des jeweiligen Temperierkanals und somit der jeweilige Temperierkanal insgesamt an der jeweiligen Austrittsöffnung des jeweiligen Temperierkanals. Mittels des jeweiligen zweiten Längenbereichs des jeweiligen Temperierkanals ist das den jeweiligen Temperierkanal durchströmende Temperiermittel im Vergleich zu dem jeweiligen ersten Längenbereich des jeweiligen Temperierkanals umlenkbar und dadurch auf den Wickelkopf auszurichten. Mit anderen Worten strömt beispielsweise insbesondere bei dem zuvor genannten Betrieb der elektrischen Maschine das Temperiermittel auf seinem Weg durch den jeweiligen ersten Längenbereich in eine jeweilige erste Fließrichtung durch den jeweiligen ersten Längenbereich hindurch. Mittels des jeweiligen zweiten Längenbereichs wird das jeweilige, den jeweiligen Temperierkanal durchströmende Temperiermittel umgelenkt, so dass beispielsweise insbesondere bei dem zuvor genannten Betrieb der elektrischen Maschine das Temperiermittel auf seinem Weg durch den jeweiligen zweiten Längenbereich die jeweilige Austrittsöffnung des jeweiligen Längenbereichs in eine zweite Fließrichtung durchströmt, welche schräg oder senkrecht zur ersten Fließrichtung verläuft. Außerdem verläuft beispielsweise die zweite Fließrichtung entlang einer gedachten Geraden, die beispielsweise durch den Wickelkopf hindurchverläuft, mithin den Wickelkopf schneidet. Dadurch wird das Temperiermittel, welches aus der Austrittsöffnung ausgespritzt und somit über die Austrittsöffnung aus dem jeweiligen Temperierkanal ausgespritzt wird, direkt gegen den Wickelkopf gespritzt. Dadurch kann eine besonders effektive und effiziente Temperierung des Wickelkopfs und somit des Stators und der elektrischen Maschine realisiert werden. Da das Temperiermittel beziehungsweise dessen Strömung mittels des jeweiligen zweiten Längenbereichs im Vergleich zu dem jeweiligen ersten Längenbereich umgelenkt und dadurch auf den Wickelkopf ausgerichtet wird, so dass das die jeweilige Austrittsöffnung durchströmende Temperiermittel direkt gegen den Wickelkopf gespritzt wird, können zusätzliche, separate und bauraum- und kostenintensive Bauelemente zum Umlenken und Führen des Temperiermittels vermieden werden, so dass sich auf besonders gewichts-, bauraum- und kostengünstige Weise eine vorteilhafte Temperierung des Wickelkopfes darstellen lässt. Mit anderen Worten kann durch die Erfindung eine besonders vorteilhafte, auch als Wickelkopftemperierung bezeichnete Temperierung, das heißt Kühlung und/oder Erwärmung des Wickelkopfes realisiert werden. Insgesamt kann mittels der Kanalanordnung das Temperiermittel ohne zusätzliche, separate Elemente und somit bauraum-, gewichts- und kostengünstig geführt oder geleitet werden. Mittels des zweiten Längenbereichs kann ein vorteilhafter, auch als Fluidstrahl bezeichneter Strahl des Temperiermittels erzeugt werden, derart, dass der die jeweilige Austrittsöffnung durchströmende Strahl mittels des zweiten Längenbereichs auf den Wickelkopf ausgerichtet ist und somit vorteilhaft gegen den Wickelkopf direkt gespritzt werden kann. Dadurch kann eine effektive und effiziente Temperierung des Wickelkopfes und somit der elektrischen Maschine gewährleistet werden.The respective second length range of the respective temperature control channel has the respective outlet opening of the respective temperature control channel. Thus, viewed in the flow direction of the temperature control medium flowing through the respective temperature control channel, the respective second length range of the respective temperature control channel and thus the respective temperature control channel as a whole ends at the respective outlet opening of the respective temperature control channel. By means of the respective second length range of the respective temperature control channel, the temperature control medium flowing through the respective temperature control channel can be deflected compared to the respective first length range of the respective temperature control channel and can thus be aligned with the winding head. In other words, for example, in particular during the aforementioned operation of the electrical machine, the temperature control medium flows through the respective first length range in a respective first flow direction on its way through the respective first length range. By means of the respective second longitudinal region, the respective temperature control medium flowing through the respective temperature control channel is deflected so that, for example, particularly during the aforementioned operation of the electrical machine, the temperature control medium, on its way through the respective second longitudinal region, flows through the respective outlet opening of the respective longitudinal region in a second flow direction, which runs obliquely or perpendicular to the first flow direction. In addition, the second flow direction, for example, runs along an imaginary straight line which, for example, runs through the winding overhang, thus intersecting the winding overhang. As a result, the temperature control medium, which is sprayed out of the outlet opening and thus sprayed out of the respective temperature control channel via the outlet opening, is sprayed directly against the winding overhang. This enables particularly effective and efficient temperature control of the winding overhang and thus of the stator and the electrical machine. Since the tempering medium or its flow is deflected by means of the respective second length range in comparison to the respective first length range and is thereby directed towards the winding head, so that the tempering medium flowing through the respective outlet opening is sprayed directly against the winding head, additional, separate and space- and cost-intensive components for deflecting and guiding the tempering medium can be avoided, so that an advantageous tempering of the winding head. In other words, the invention can be used to realize particularly advantageous temperature control, also referred to as winding head temperature control, i.e. cooling and/or heating of the winding head. Overall, the channel arrangement allows the temperature control medium to be guided or directed without additional, separate elements and thus in a space-saving, weight-saving and cost-effective manner. By means of the second longitudinal region, an advantageous jet of the temperature control medium, also referred to as a fluid jet, can be generated in such a way that the jet flowing through the respective outlet opening is directed onto the winding head by means of the second longitudinal region and can thus advantageously be sprayed directly against the winding head. This ensures effective and efficient temperature control of the winding head and thus of the electrical machine.
Um das Temperiermittel mittels des jeweiligen zweiten Längenbereichs besonders vorteilhaft auf den Wickelkopf ausrichten zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der jeweilige zweite Längenbereich spanend, insbesondere durch Fräsen, bearbeitet ist. Dies bedeutet beispielsweise, dass bei einem Verfahren zum Herstellen der elektrischen Maschine der jeweilige zweite Längenbereich mittels eines Werkzeugs, insbesondere mittels eines Fräskopfes, spanend bearbeitet und dabei beispielsweise durch Fräsen bearbeitet wird. Vorzugsweise wird als der Fräskopf ein Scheibenfräser oder ein Kugelfräser verwendet, so dass beispielsweise bei dem Verfahren zum Herstellen der elektrischen Maschine der jeweilige zweite Längenbereich mittels eines Scheibenfräsers und/oder mittels eines Kugelfräsers bearbeitet und dadurch spanend bearbeitet wird. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Form des jeweiligen zweiten Längenbereichs auf einfache, kostengünstige Weise hergestellt werden, so dass mittels des jeweiligen zweiten Längenbereichs das Temperiermittel gezielt auf den Wickelkopf ausgerichtet werden kann. Zusätzliche Leit- oder Umlenkelemente können somit vermieden werden.In order to be able to align the temperature control medium particularly advantageously with the winding head by means of the respective second length range, one embodiment of the invention provides for the respective second length range to be machined by cutting, in particular by milling. This means, for example, that in a method for manufacturing the electrical machine, the respective second length range is machined by means of a tool, in particular by means of a milling head, and in the process is machined, for example, by milling. Preferably, a disk milling cutter or a ball milling cutter is used as the milling head, so that, for example, in the method for manufacturing the electrical machine, the respective second length range is machined by means of a disk milling cutter and/or by means of a ball milling cutter and is thereby machined. This allows a particularly advantageous shape of the respective second length range to be produced in a simple, cost-effective manner, so that the temperature control medium can be specifically aligned with the winding head by means of the respective second length range. Additional guide or deflection elements can thus be avoided.
Beispielsweise ist zumindest ein jeweiliger Teilbereich des Versorgungskanals und/oder des jeweiligen Temperierkanals durch eine jeweilige erste Ausnehmung des Gehäuses, insbesondere direkt, begrenzt. Alternativ oder zusätzlich ist beispielsweise zumindest ein jeweiliger Teilbereich des Versorgungskanals und/oder des jeweiligen Temperierkanals durch eine jeweilige zweite Ausnehmung des Blechpakets gebildet. Die jeweilige erste Ausnehmung und/oder die jeweilige zweite Ausnehmung kann beispielsweise durch spanendes, insbesondere fräsendes, Bearbeiten des Gehäuses und/oder des Wickelpakets hergestellt sein oder beispielsweise bei dem zuvor genannten Verfahren hergestellt werden, so dass beispielsweise die Kanalanordnung zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann. Dadurch kann das Temperiermittel vorteilhaft und ohne zusätzliche, separate Leitelemente geführt werden. Beispielsweise kann die jeweilige Ausnehmung durch das spanende Bearbeiten derart hergestellt werden, dass beispielsweise die jeweilige Ausnehmung mittels eines jeweiligen Scheibenfräsers und/oder mittels eines jeweiligen Kugelfräsers hergestellt wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist beispielsweise die jeweilige Ausnehmung in das Gehäuse beziehungsweise in das Blechpaket eingefräst, wodurch die Kanalanordnung kostengünstig hergestellt werden kann.For example, at least one respective partial area of the supply channel and/or the respective temperature control channel is delimited, in particular directly, by a respective first recess in the housing. Alternatively or additionally, for example, at least one respective partial area of the supply channel and/or the respective temperature control channel is formed by a respective second recess in the laminated core. The respective first recess and/or the respective second recess can be produced, for example, by machining, in particular milling, the housing and/or the winding core or, for example, can be produced using the aforementioned method, so that, for example, the channel arrangement can be manufactured in a time- and cost-effective manner. This allows the temperature control medium to be guided advantageously and without additional, separate guide elements. For example, the respective recess can be produced by machining in such a way that, for example, the respective recess is produced using a respective disc milling cutter and/or a respective ball milling cutter. In other words, the respective recess is, for example, milled into the housing or the laminated core, whereby the channel arrangement can be manufactured cost-effectively.
Um das Temperiermittel besonders vorteilhaft gegen den Wickelkopf spritzen und somit den Wickelkopf besonders vorteilhaft temperieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der jeweilige zweite Längenbereich einen kleineren von dem Temperiermittel durchströmbaren Strömungsquerschnitt aufweist als der jeweilige erste Längenbereich. Mit anderen Worten, der jeweilige erste Längenbereich weist einen jeweiligen, von dem Temperiermittel durchströmbaren ersten Strömungsquerschnitt auf, und der jeweilige zweite Längenbereich weist einen jeweiligen, von dem Temperiermittel durchströmbaren zweiten Strömungsquerschnitt auf, wobei der zweite Strömungsquerschnitt kleiner als der erste Strömungsquerschnitt ist. Dadurch ist oder fungiert der jeweilige zweite Längenbereich als eine jeweilige Düse, da sich beispielsweise der jeweilige Temperierkanal von dem jeweiligen ersten Längenbereich hin zu dem jeweiligen zweiten Längenbereich betrachtet verjüngt. Hierdurch kann das Temperiermittel besonders vorteilhaft gegen den Wickelkopf gespritzt werden.In order to be able to spray the temperature control medium particularly advantageously against the winding head and thus temperature control the winding head particularly advantageously, a further embodiment of the invention provides that the respective second longitudinal region has a smaller flow cross-section through which the temperature control medium can flow than the respective first longitudinal region. In other words, the respective first longitudinal region has a respective first flow cross-section through which the temperature control medium can flow, and the respective second longitudinal region has a respective second flow cross-section through which the temperature control medium can flow, wherein the second flow cross-section is smaller than the first flow cross-section. As a result, the respective second longitudinal region is or functions as a respective nozzle, since, for example, the respective temperature control channel tapers from the respective first longitudinal region towards the respective second longitudinal region. As a result, the temperature control medium can be sprayed particularly advantageously against the winding head.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der jeweilige zweite Längenbereich in radialer Richtung der elektrischen Maschine nach innen hin gekrümmt und dabei insbesondere bogenförmig verläuft. Dadurch kann das Temperiermittel auf seinem Weg durch den jeweiligen Temperierkanal besonders vorteilhaft, insbesondere besonders strömungsgünstig, umgelenkt und in der Folge vorteilhaft gegen den Wickelkopf gespritzt beziehungsweise auf den Wickelkopf ausgerichtet werden, wodurch eine besonders vorteilhafte Temperierung des Wickelkopfes darstellbar ist.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, the respective second longitudinal region is curved inward in the radial direction of the electric machine, particularly in an arcuate manner. This allows the temperature control medium to be deflected particularly advantageously, particularly in a particularly streamlined manner, on its path through the respective temperature control channel and subsequently advantageously sprayed against the winding head or aligned with the winding head, thereby achieving particularly advantageous temperature control of the winding head.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass sich der jeweilige zweite Längenbereich zu der jeweiligen Austrittsöffnung hin, insbesondere kontinuierlich, verjüngt. Dadurch kann mittels des jeweiligen zweiten Längenbereichs ein besonders vorteilhafter, durch das Temperiermittel gebildeter Strahl gebildet werden, welcher vorteilhaft gegen den Wickelkopf gespritzt werden kann. Somit kann der Wickelkopf vorteilhaft temperiert werden.A further embodiment is characterized in that the respective second length region tapers, in particular continuously, towards the respective outlet opening. As a result, a particularly advantageous jet formed by the tempering medium can be formed by means of the respective second length region, which advantageously can be sprayed against the winding head. This allows the winding head to be advantageously tempered.
Um das Temperiermittel besonders vorteilhaft gegen den Wickelkopf spritzen und somit den Wickelkopf besonders vorteilhaft temperieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die jeweilige Austrittsöffnung des jeweiligen Temperierkanals die jeweilige engste von dem jeweiligen Temperiermittel durchströmbare Stelle des jeweiligen Temperierkanals ist.In order to be able to spray the tempering medium particularly advantageously against the winding head and thus to temper the winding head particularly advantageously, it is provided in a further embodiment of the invention that the respective outlet opening of the respective tempering channel is the respective narrowest point of the respective tempering channel through which the respective tempering medium can flow.
In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Temperierkanäle in Umfangsrichtung der elektrischen Maschine ungleichmäßig verteilt und somit nicht äquidistant zueinander angeordnet sind. Dadurch kann beispielsweise eine zumindest im Wesentlichen homogene Temperaturverteilung des Stators realisiert werden.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention, the temperature control channels are unevenly distributed in the circumferential direction of the electric machine and thus not arranged equidistant from one another. This allows, for example, an at least substantially homogeneous temperature distribution of the stator to be achieved.
Alternativ wäre es natürlich denkbar, dass die Temperierkanäle in Umfangsrichtung der elektrischen Maschine gleichmäßig verteilt und somit äquidistant zueinander angeordnet sind.Alternatively, it would of course be conceivable for the temperature control channels to be evenly distributed in the circumferential direction of the electrical machine and thus arranged equidistant from one another.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der jeweilige erste Längenbereich senkrecht zu einer jeweiligen Ebene verläuft, welche schräg oder senkrecht zur axialen Richtung der elektrischen Maschine verläuft. Dadurch kann das Temperiermittel besonders vorteilhaft aus oder von dem Versorgungskanal abgezweigt und zu dem Wickelkopf geführt werden, so dass eine vorteilhafte Temperierung der elektrischen Maschine darstellbar ist.A further embodiment is characterized in that the respective first longitudinal region runs perpendicular to a respective plane, which runs obliquely or perpendicularly to the axial direction of the electrical machine. This allows the temperature control medium to be branched off from or to the supply channel and guided to the winding head in a particularly advantageous manner, thus enabling advantageous temperature control of the electrical machine.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn sich der Versorgungskanal in Umfangsrichtung der elektrischen Maschine vollständig umlaufend und somit geschlossen über 360 Grad erstreckt, wodurch der Versorgungskanal ringförmig, mithin als ein Ringkanal ausgebildet ist. Dadurch können die Temperierkanäle besonders vorteilhaft, insbesondere besonders strömungsgünstig, mit dem Temperiermittel versorgt werden, so dass eine besonders vorteilhafte Temperierung darstellbar ist. Beispielsweise ist der Versorgungskanal in axialer Richtung der elektrischen Maschine betrachtet in der Mitte des Stators, insbesondere eines Statorsitzes, angeordnet. Der Versorgungskanal ist ein Füllkanal, über welchen die beispielsweise als axial verlaufende Spuren ausgebildeten Temperierkanäle mit dem Temperiermittel vorteilhaft versorgt werden können. Insbesondere mittels Scheibenfräser- und/oder Kugelfräserbearbeitungen können der Versorgungskanal und die Temperierkanäle vorteilhaft hergestellt werden, wobei zusätzliche, separate Elemente zum Leiten des Temperiermittels vermieden werden können. Dadurch kann ein besonders bauraum-, gewichts- und kostengünstiger Aufbau der elektrischen Maschine dargestellt werden.Finally, it has proven particularly advantageous if the supply channel extends completely circumferentially of the electrical machine and is thus closed over 360 degrees, whereby the supply channel is designed as a ring channel. This allows the temperature control channels to be supplied with the temperature control medium in a particularly advantageous, particularly flow-optimized manner, so that particularly advantageous temperature control can be achieved. For example, the supply channel is arranged in the center of the stator, in particular a stator seat, viewed in the axial direction of the electrical machine. The supply channel is a filling channel, via which the temperature control channels, which are designed, for example, as axially extending tracks, can be advantageously supplied with the temperature control medium. The supply channel and the temperature control channels can be advantageously manufactured in particular by means of disc milling and/or ball milling, whereby additional, separate elements for conducting the temperature control medium can be avoided. This makes it possible to achieve a particularly space-saving, weight-efficient, and cost-effective design of the electrical machine.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein einfach auch als Fahrzeug bezeichnetes und vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches wenigstens eine elektrische Maschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.A second aspect of the invention relates to a motor vehicle, also referred to simply as a vehicle, and preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car, which has at least one electric machine according to the first aspect of the invention. Advantages and advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantages and advantageous embodiments of the second aspect of the invention, and vice versa.
Das Kraftfahrzeug ist mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch antreibbar, so dass vorzugsweise das Kraftfahrzeug als ein Hybrid-Fahrzeug oder aber als ein Elektrofahrzeug, insbesondere als ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) ausgebildet ist.The motor vehicle can be driven by means of the electric machine, in particular purely electrically, so that the motor vehicle is preferably designed as a hybrid vehicle or as an electric vehicle, in particular as a battery electric vehicle (BEV).
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:
-
1 eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer elektrischen Maschine für ein Kraftfahrzeug; -
2 ausschnittsweise eine weitere schematische und geschnittene Seitenansicht der elektrischen Maschine; -
3 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Vorderansicht der elektrischen Maschine; und -
4 eine schematische Perspektivansicht eines Gehäuses der elektrischen Maschine; und -
5 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Perspektivansicht der elektrischen Maschine.
-
1 a schematic and sectional side view of an electrical machine for a motor vehicle; -
2 a further schematic and sectional side view of the electrical machine; -
3 a partial schematic and sectional front view of the electrical machine; and -
4 a schematic perspective view of a housing of the electrical machine; and -
5 A partial schematic and sectioned perspective view of the electrical machine.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols.
Das Blechpaket 4 ist separat von dem Gehäuse 2 ausgebildet und drehfest, das heißt zumindest derart mit dem Gehäuse 2 verbunden, dass um die Maschinendrehachse 5 verlaufende Relativdrehungen zwischen dem Blechpaket 4 und dem Gehäuse 2 unterbunden sind.The laminated core 4 is formed separately from the housing 2 and is non-rotatably connected to the housing 2, i.e. at least in such a way that relative rotations between the laminated core 4 and the housing 2 about the machine rotation axis 5 are prevented.
Der Stator 3 weist wenigstens eine Wicklung 9 auf, welche separat von dem Blechpaket 4 ausgebildet und mit dem Blechpaket 4 verbunden und dadurch durch das Blechpaket 4 getragen ist. Die Wicklung 9 weist wenigstens oder genau zwei Wickelköpfe auf, nämlich einen ersten Wickelkopf 10 und einen zweiten Wickelkopf 11. Erkennbar ist, dass die Wickelköpfe 10 und 11 auf in axialer Richtung voneinander wegweisenden axialen Stirnseiten AS1 und AS2 des Blechpakets 4 angeordnet sind, derart, dass der Wickelkopf 10 auf der axialen Stirnseite AS1 und der Wickelkopf 11 auf der axialen Stirnseite AS2 angeordnet ist. Beispielsweise ist der Wickelkopf 10 durch erste Teilbereiche der Wicklung 9 gebildet, deren erste Teilbereiche in axialer Richtung von der axialen Stirnseite AS1 abstehen. Der Wickelkopf 11 ist beispielsweise dadurch gebildet, dass zweite Teilbereiche der Wicklung 9 in axialer Richtung von der axialen Stirnseite AS2 abstehen.The stator 3 has at least one winding 9, which is formed separately from the laminated core 4 and connected to the laminated core 4 and is thus supported by the laminated core 4. The winding 9 has at least or exactly two winding overhangs, namely a first winding overhang 10 and a second winding overhang 11. It can be seen that the winding overhangs 10 and 11 are arranged on axial end faces AS1 and AS2 of the laminated core 4, which axial end faces point away from one another in the axial direction, such that the winding overhang 10 is arranged on the axial end face AS1 and the winding overhang 11 is arranged on the axial end face AS2. For example, the winding overhang 10 is formed by first partial regions of the winding 9, the first partial regions of which protrude in the axial direction from the axial end face AS1. The winding overhang 11 is formed, for example, by second partial regions of the winding 9 protruding in the axial direction from the axial end face AS2.
Die elektrische Maschine 1 weist außerdem eine Kanalanordnung 12 auf, welche von einem vorzugsweise flüssigen Temperiermittel zum Temperieren, das heißt Kühlen und/oder Erwärmen des Stators 3 durchströmbar ist. Vorzugsweise ist das Temperiermittel ein Bestandteil der elektrischen Maschine 1. Vorzugsweise ist das Temperiermittel ein Öl. Ferner ist es denkbar, dass das Temperiermittel zumindest Wasser aufweist.The electric machine 1 also has a channel arrangement 12 through which a preferably liquid temperature control medium can flow for temperature control, i.e., cooling and/or heating, of the stator 3. The temperature control medium is preferably a component of the electric machine 1. The temperature control medium is preferably an oil. Furthermore, it is conceivable that the temperature control medium comprises at least water.
Um nun eine besonders vorteilhafte Temperierung des Stators 3 und somit der elektrischen Maschine 1 insgesamt realisieren zu können, weist die Kanalanordnung 12, wie besonders gut aus einer Zusammenschau von
Die Kanalanordnung 12 weist außerdem einen den Temperierkanälen 13 und 14 gemeinsamen und von dem Temperiermittel durchströmbaren Versorgungskanal 15 auf, welcher in axialer Richtung zwischen den jeweiligen Temperierkanälen 13 und 14 des jeweiligen Kanalpaares angeordnet ist. Der Versorgungskanal 15 ist von dem Temperiermittel durchströmbar und fluidisch mit den Temperierkanälen 13 und 14 verbunden, so dass die Temperierkanäle 13 und 14 über den Versorgungskanal 15 mit dem Temperiermittel versorgbar sind. In Strömungsrichtung des die Kanalanordnung 12 durchströmenden Temperiermittels, welches beispielsweise bei einem Betrieb der elektrischen Maschine 1 in die Strömungsrichtung durch die Kanalanordnung 12 hindurchströmt, ist der jeweilige Temperierkanal 13, 14 stromab des Versorgungskanals 15 angeordnet, so dass das Temperiermittel auf seinem Weg durch die Kanalanordnung 12 zunächst durch den Versorgungskanal 15 und daraufhin durch den jeweiligen Temperierkanal 13, 14 hindurchströmt. Erkennbar ist auch, dass die Temperierkanäle 13 strömungstechnisch parallel zueinander und jeweils strömungstechnisch seriell zu dem Versorgungskanal 15 geschaltet sind. Erkennbar ist auch, dass die Temperierkanäle 14 strömungstechnisch parallel zueinander und jeweils strömungstechnisch seriell zu dem Versorgungskanal 15 angeordnet sind. Außerdem sind die jeweiligen Temperierkanäle 13 und 14 des jeweiligen Kanalpaares strömungstechnisch parallel zueinander geschaltet. Erkennbar ist auch, dass die Temperierkanäle 13 von dem Versorgungskanal 15 zu dem Wickelkopf 10 hin abzweigen, so dass mittels der Temperierkanäle 13 das Temperiermittel aus dem Versorgungskanal 15 zu dem Wickelkopf 10 führbar ist. Die Temperierkanäle 14 zweigen von dem Versorgungskanal 15 hin zu dem Wickelkopf 11 ab, so dass der Wickelkopf 11 über die Temperierkanäle 14 mit dem Temperiermittel aus dem Versorgungskanal 15 versorgbar ist.The channel arrangement 12 also has a supply channel 15 which is common to the temperature control channels 13 and 14 and through which the temperature control medium can flow, which is arranged in the axial direction between the respective temperature control channels 13 and 14 of the respective channel pair. The supply channel 15 can be flowed through by the temperature control medium and is fluidically connected to the temperature control channels 13 and 14, so that the temperature control channels 13 and 14 can be supplied with the temperature control medium via the supply channel 15. In the flow direction of the temperature control medium flowing through the channel arrangement 12, which, for example, during operation of the electrical machine 1, flows through, the respective temperature control channel 13, 14 is arranged downstream of the supply channel 15, so that the temperature control medium flows on its way through the channel arrangement 12 first through the supply channel 15 and then through the respective temperature control channel 13, 14. It can also be seen that the temperature control channels 13 are fluidically parallel to one another and each fluidically serial to the supply channel 15. It can also be seen that the temperature control channels 14 are fluidically parallel to one another and each fluidically serial to the supply channel 15. Furthermore, the respective temperature control channels 13 and 14 of the respective channel pair are fluidically parallel to one another. It can also be seen that the temperature control channels 13 branch off from the supply channel 15 to the winding head 10, so that the temperature control medium can be guided from the supply channel 15 to the winding head 10 via the temperature control channels 13. The temperature control channels 14 branch off from the supply channel 15 to the winding head 11, so that the winding head 11 can be supplied with the temperature control medium from the supply channel 15 via the temperature control channels 14.
Der Versorgungskanal 15 ist in radialer Richtung nach außen hin direkt durch das Gehäuse 2, insbesondere die Mantelfläche M1, begrenzt. Der Versorgungskanal 15 ist in radialer Richtung nach innen hin direkt durch das Blechpaket 4, insbesondere die Mantelfläche M2, begrenzt.The supply channel 15 is bounded radially outwardly by the housing 2, in particular by the lateral surface M1. The supply channel 15 is bounded radially inwardly by the laminated core 4, in particular by the lateral surface M2.
Aus
Aus
Wie in
Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel verläuft der jeweilige erste Längenbereich L1 in axialer Richtung der elektrischen Maschine 1 und somit parallel zur axialen Richtung der elektrischen Maschine 1, mithin parallel zur Maschinendrehachse 5. Dies bedeutet, dass der jeweiligen Längenbereich L1 senkrecht zu einer Erstreckungsebene verläuft, welche senkrecht zur axialen Richtung verläuft. Mit anderen Worten verläuft die erste Richtung parallel zur axialen Richtung und dabei senkrecht zur Erstreckungsrichtung, welche senkrecht zur axialen Richtung verläuft. Die zweite Richtung verläuft senkrecht zu einer zweiten Erstreckungsebene, welche schräg zur ersten Erstreckungsebene und vorliegend schräg zur axialen Richtung verläuft.In the embodiment shown in the figures, the respective first length range L1 runs in the axial direction of the electric machine 1 and thus parallel to the axial direction of the electric machine 1, thus parallel to the machine's rotational axis 5. This means that the respective length range L1 runs perpendicular to a plane of extension that runs perpendicular to the axial direction. In other words, the first direction runs parallel to the axial direction and perpendicular to the direction of extension, which runs perpendicular to the axial direction. The second direction runs perpendicular to a second plane of extension, which runs obliquely to the first plane of extension and, in this case, obliquely to the axial direction.
Aus
Besonders gut aus
Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass zumindest ein erster Teilbereich des Versorgungskanals 15 durch eine erste Ausnehmung 20 des Gehäuses 2 gebildet ist. Erkennbar ist auch, dass zumindest ein jeweiliger zweiter Teilbereich des jeweiligen Temperierkanals 13 durch eine jeweilige zweite Ausnehmung 21 des Gehäuses 2 gebildet ist. Auch erkennbar ist, dass zumindest ein jeweiliger dritter Teilbereich des jeweiligen Temperierkanals 14 durch eine jeweilige dritte Ausnehmung 22 des Gehäuses 2 gebildet ist. Die jeweilige Ausnehmung 20, 21, 22 ist beispielsweise durch spanendes Bearbeiten und dabei beispielsweise durch Fräsen des Gehäuses 2 gebildet, das heißt hergestellt. Mittels der Kanalanordnung 12 kann somit das Temperiermittel besonders bedarfsgerecht geführt werden, ohne dass hierfür separate, zusätzliche Leitelemente verwendet werden. Dadurch kann ein besonders bauraum-, gewichts- und kostengünstiger Aufbau der elektrischen Maschine 1 dargestellt werden.In the exemplary embodiment shown in the figures, it is provided that at least a first partial region of the supply channel 15 is formed by a first recess 20 in the housing 2. It can also be seen that at least a respective second partial region of the respective temperature control channel 13 is formed by a respective second recess 21 in the housing 2. It can also be seen that at least a respective third partial region of the respective temperature control channel 14 is formed by a respective third recess 22 in the housing 2. The respective recess 20, 21, 22 is formed, i.e. manufactured, for example, by machining and, in this case, for example, by milling the housing 2. By means of the channel arrangement 12, the temperature control medium can thus be guided particularly as needed, without the need for separate, additional guide elements. This makes it possible to achieve a particularly space-saving, weight-saving, and cost-effective design of the electrical machine 1.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- elektrische Maschineelectric machine
- 22
- GehäuseHousing
- 33
- Statorstator
- 44
- BlechpaketSheet metal package
- 55
- MaschinendrehachseMachine rotation axis
- 66
- Doppelpfeildouble arrow
- 77
- Doppelpfeildouble arrow
- 88
- Doppelpfeildouble arrow
- 99
- Wicklungwinding
- 1010
- erster Wickelkopffirst winding head
- 1111
- zweiter Wickelkopfsecond winding head
- 1212
- KanalanordnungChannel arrangement
- 1313
- TemperierkanalTempering channel
- 1414
- TemperierkanalTempering channel
- 1515
- Versorgungskanalsupply channel
- 1616
- AustrittsöffnungExit opening
- 1717
- UmgebungVicinity
- 1818
- PfeilArrow
- 1919
- PfeilArrow
- 2020
- Ausnehmungrecess
- 2121
- Ausnehmungrecess
- 2222
- Ausnehmungrecess
- AS1AS1
- axiale Stirnseiteaxial end face
- AS2AS2
- axiale Stirnseiteaxial end face
- L1L1
- erster Längenbereichfirst length range
- L2L2
- zweiter Längenbereichsecond length range
- M1M1
- innenumfangsseitige Mantelflächeinner circumferential surface
- M2M2
- außenumfangsseitige Mantelflächeouter peripheral surface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- JP 5121833 B2 [0002]JP 5121833 B2 [0002]
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