DE202016001273U1

DE202016001273U1 - Electric machine for electric vehicle

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Publication number: DE202016001273U1
Application number: DE202016001273.9U
Authority: DE
Original assignee: Toroidion Oy
Current assignee: Toroidion Oy
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2016-03-15
Anticipated expiration: 2026-02-27

Abstract

Stator (101) für eine elektrische Außenrotor-Radialflussmaschine, wobei der Stator aufweist: – eine Statorkernstruktur (103), die einen Jochabschnitt aufweist, der sich 360 Grad in Umfangsrichtung erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator zumindest vier Mehrphasen-Statorwicklungen (104–108) aufweist, die an der Statorkernstruktur angebracht und dazu geeignet sind, ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen, wenn elektrische Wechselströme zugeführt werden, wobei die Mehrphasen-Statorwicklungen elektrisch voneinander isoliert sind und elektrische Anschlüsse zur Verbindung mit voneinander getrennten externen elektrischen Systemen aufweisen.Stator (101) for an electric external rotor radial flux machine, the stator comprising: a stator core structure (103) having a yoke portion extending 360 degrees in the circumferential direction, characterized in that the stator comprises at least four multi-phase stator windings (104- 108) mounted on the stator core structure and adapted to generate a rotating magnetic field when alternating electric currents are supplied, the multi-phase stator windings being electrically isolated from each other and having electrical terminals for connection to separate external electrical systems.

Description

Gebiet der OffenbarungArea of the revelation

Die Offenbarung betrifft allgemein rotierende elektrische Maschinen. Insbesondere betrifft die Offenbarung einen Stator einer elektrischen Maschine. Ferner betrifft die Offenbarung eine elektrische Maschine zum elektrischen Antreiben von zum Beispiel einem elektrischen Fahrzeug, wie etwa einem Elektroauto, sowie ein elektrisches Fahrzeug.The disclosure generally relates to rotary electric machines. In particular, the disclosure relates to a stator of an electric machine. Further, the disclosure relates to an electric machine for driving electrically, for example, an electric vehicle such as an electric car, and an electric vehicle.

Hintergrundbackground

Elektrische Fahrzeuge, wie zum Beispiel Elektroautos, haben viele Vorteile gegenüber traditionellen Fahrzeugen, die mit Verbrennungsmotoren versehen sind. In den meisten Fällen kann die von einem elektrischen Fahrzeug verwendete elektrische Energie mit geringeren Verschmutzungsemissionen und mit einem geringeren Verbrauch von nicht-erneuerbaren natürlichen Ressourcen erzeugt werden als in einem Fall, wo ein Verbrennungsmotor verwendet wird, um bordeigene Kraftstoffenergie in Vortrieb umzuwandeln. Ferner sind elektrische Fahrzeuge typischerweise in der Lage, Bremsenergie wiederzugewinnen, wohingegen in traditionellen Fahrzeugen, die mit Verbrennungsmotoren versehen sind, die Bremsenergie als Wärme verschwendet wird. Ein elektrisches Fahrzeug weist typischerweise einen oder mehrere elektrische Antriebe auf, um einen oder mehrere Vortriebsaktuatoren des elektrischen Fahrzeugs anzutreiben. Ein Vortriebsaktuator kann zum Beispiel, aber nicht notwendigerweise, ein Rad eines Elektroautos, ein Rad eines elektrischen Motorrads oder ein Propeller eines elektrischen Boots oder Unterseeboots sein. Ein elektrischer Antrieb umfasst eine elektrische Maschine, die direkt oder über ein Getriebe mit einem oder mehreren Vortriebsaktuatoren verbunden ist, ein Batterieelement zum Speichern von elektrischer Energie, sowie einen elektrischen Wandler zum Umwandeln der Gleichspannung des Batterieelements in Spannungen, die für die elektrische Maschine geeignet sind. Der elektrische Wandler ist vorteilhaft bidirektional, um zu erlauben, dass die elektrische Maschine nicht nur als Motor zum Bereitstellen des Vortriebs arbeitet, sondern auch als Generator zum Laden des Batterieelements während Bremsung.Electric vehicles, such as electric cars, have many advantages over traditional vehicles equipped with internal combustion engines. In most cases, the electrical energy used by an electric vehicle may be produced with lower emissions of pollution and with less consumption of non-renewable natural resources than in a case where an internal combustion engine is used to convert onboard fuel energy into propulsion. Further, electric vehicles are typically able to recover braking energy, whereas in traditional vehicles equipped with internal combustion engines, the braking energy is wasted as heat. An electric vehicle typically includes one or more electric drives to drive one or more propulsion actuators of the electric vehicle. For example, but not necessarily, a propulsion actuator may be an electric car wheel, an electric motorcycle wheel, or a propeller of an electric boat or submarine. An electric drive includes an electric machine connected directly or via a transmission to one or more propulsion actuators, a battery element for storing electrical energy, and an electrical converter for converting the DC voltage of the battery element into voltages suitable for the electric machine , The electrical converter is advantageously bidirectional to allow the electric machine to function not only as a motor to provide propulsion, but also as a generator to charge the battery element during braking.

Ein Nachteil in Bezug auf einen elektrischen Antrieb der oben beschriebenen Art ist, dass hohe elektrische Ströme und/oder hohe Spannungen in Fällen erforderlich sind, wo es erwünscht ist, eine hohe mechanische Kraft den Vortriebsaktuatoren zuzuführen, zum Beispiel den Rädern eines Elektroautos. Die hohen elektrischen Ströme und/oder hohen Spannungen können ein Sicherheitsrisiko insbesondere in elektrischen Rennwägen oder anderen Fahrzeugen darstellen, wo das Risiko eines Unfalls oder Abkommens von der Fahrbahn beträchtlich ist. Ferner können hohe Spannungen Probleme unter nassen Bedingungen verursachen, weil Feuchtigkeit die Spannungsfestigkeit von Isolationsstrukturen verringern könnte. Noch weiter können hohe elektrische Ströme und/oder hohe Spannungen ein Sicherheitsrisiko in Hybridfahrzeugen darstellen, die zusätzlich zu einem elektrischen Vortriebssystem einen Verbrennungsmotor aufweisen. Im Falle einer Leckage im Kraftstofftank eines Hybridfahrzeugs erhöhen die hohen elektrischen Ströme und/oder hohen Spannungen das Brandrisiko. Daher besteht Bedarf, die maximalen Spannungen sowie auch die maximalen elektrischen Ströme zu begrenzen.A disadvantage with respect to an electric drive of the type described above is that high electrical currents and / or high voltages are required in cases where it is desired to supply a high mechanical force to the propulsion actuators, for example the wheels of an electric car. The high electrical currents and / or high voltages can be a safety hazard particularly in electric race cars or other vehicles where the risk of accident or off-road signage is significant. Furthermore, high voltages can cause problems under wet conditions because moisture could reduce the dielectric strength of insulation structures. Still further, high electrical currents and / or high voltages may present a safety hazard in hybrid vehicles having an internal combustion engine in addition to an electric propulsion system. In the event of a leak in the fuel tank of a hybrid vehicle, the high electrical currents and / or high voltages increase the risk of fire. Therefore, there is a need to limit the maximum voltages as well as the maximum electrical currents.

ZusammenfassungSummary

Das Folgende zeigt eine vereinfachte Zusammenfassung auf, um für ein grundliegendes Verständnis einiger Aspekte von verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungen zu sorgen. Die Zusammenfassung ist kein extensiver Überblick der Erfindung. Sie ist weder dazu gedacht, Schlüssel- oder kritische Elemente der Erfindung zu identifizieren, noch den Umfang der Erfindung zu begrenzen. Die folgende Zusammenfassung bietet lediglich einige Aspekte der Erfindung in einer vereinfachten Form, als Einleitung für eine detailliertere Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung.The following is a simplified summary to provide a basic understanding of some aspects of various embodiments of the invention. The summary is not an extensive overview of the invention. It is not intended to identify key or critical elements of the invention, nor to limit the scope of the invention. The following summary merely provides some aspects of the invention in a simplified form, as a prelude to a more detailed description of embodiments of the invention.

Gemäß der Erfindung wird ein neuer Stator für eine elektrische Außenrotor-Radialflussmaschine angegeben. Ein Stator gemäß der Erfindung weist auf:

– eine Statorkernstruktur, die einen Jochabschnitt aufweist, der sich um 360 Grad in Umfangsrichtung erstreckt, und
– zumindest vier Mehrphasen-Statorwicklungen, die auf der Statorkernstruktur angebracht sind.

According to the invention, a new stator for an electric external rotor radial flux machine is specified. A stator according to the invention comprises:

A stator core structure having a yoke portion extending in the circumferential direction by 360 degrees, and
At least four multi-phase stator windings mounted on the stator core structure.

Jede der Mehrphasen-Statorwicklungen kann zum Beispiel eine Stern- oder Delta-geschaltete dreiphasige Wicklung sein. Die Mehrphasen-Statorwicklungen erzeugen ein rotierendes Magnetfeld, wenn ihnen elektrische Wechselströme zugeführt werden. Die Mehrphasen-Statorwicklungen sind elektrisch voneinander isoliert und haben elektrische Anschlüsse zum Verbinden mit voneinander getrennten externen elektrischen Systemen, zum Beispiel voneinander getrennten elektrischen Wandlern. Wenn viele separate Mehrphasen-Statorwicklungen vorhanden sind, können die Spannungen und Ströme jeder Mehrphasen-Statorwicklung auf einen geringen Wert gehalten werden, und daher können Sicherheitsprobleme in Bezug auf hohe Spannungen und auf hohe Ströme zum Beispiel bei der Anwendung in elektrischen Fahrzeugen vermieden werden. In einem Stator gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung ist die Anzahl der Mehrphasen-Statorwicklungen zumindest zehn. In einem Stator gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung ist die Anzahl der Mehrphasen-Statorwicklungen zumindest fünfzehn. In einem Stator gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung ist die Anzahl der Mehrphasen-Statorwicklungen zumindest zwanzig. In einem Stator gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung ist die Anzahl der Mehrphasen-Statorwicklungen zumindest fünfzig. In einem Stator gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung ist die Anzahl der Mehrphasen-Statorwicklungen zumindest hundert. In einem Stator gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung ist die Anzahl der Mehrphasen-Statorwicklungen zumindest zweihundert. In einem Stator gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung ist die Anzahl der Mehrphasen-Statorwicklungen zumindest zehn und höchstens 250. In einem Stator gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung ist die Anzahl der Mehrphasen-Statorwicklungen zumindest hundert und zumindest 500.For example, each of the polyphase stator windings may be a star or delta switched three phase winding. The polyphase stator windings generate a rotating magnetic field when supplied with alternating electrical currents. The polyphase stator windings are electrically isolated from each other and have electrical connections for connection to separate external electrical systems, for example, separate electrical transducers. When there are many separate multiphase stator windings, the voltages and currents of each polyphase stator winding can be kept to a low level, and therefore safety problems with respect to high voltages and high currents can be avoided, for example when used in electric vehicles. In a stator according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention, the number of multiphase stator windings is at least ten. In a stator according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention, the number of multiphase stator windings is at least fifteen. In a stator according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention, the number of multiphase stator windings is at least twenty. In a stator according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention, the number of multiphase stator windings is at least fifty. In a stator according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention, the number of multiphase stator windings is at least one hundred. In a stator according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention, the number of multiphase stator windings is at least two hundred. In a stator according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention, the number of multiphase stator windings is at least ten and at most 250. In a stator according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention, the number of multiphase stator windings is at least one hundred and at least 500.

Gemäß der Erfindung wird auch eine neue elektrische Maschine angegeben. Eine elektrische Maschine gemäß der Erfindung weist einen Stator gemäß der Erfindung sowie einen Rotor auf, der in Bezug auf den Stator drehbar gelagert ist.According to the invention, a new electrical machine is also specified. An electric machine according to the invention comprises a stator according to the invention and a rotor which is rotatably mounted with respect to the stator.

Gemäß der Erfindung wird auch ein neuer elektrischer Antrieb angegeben, der eine elektrische Maschine gemäß der Erfindung und Stromversorgungssysteme umfasst, deren jedes mit einer der Mehrphasen-Statorwicklungen der elektrischen Maschine verbunden ist. Jedes der Stromversorgungssysteme kann ein Batterieelement und einen elektrischen Wandler aufweisen, um die Gleichspannung des Batterieelements in eine Mehrphasen-Wechselspannung umzuwandeln, die für die Mehrphasen-Statorwicklung geeignet ist, welche mit dem betreffenden Stromversorgungssystem verbunden ist.According to the invention there is also provided a novel electric drive comprising an electrical machine according to the invention and power supply systems, each of which is connected to one of the multiphase stator windings of the electric machine. Each of the power supply systems may include a battery element and an electrical converter to convert the DC voltage of the battery element into a polyphase AC voltage suitable for the polyphase stator winding connected to the respective power supply system.

Gemäß der Erfindung wird ein neues elektrisches Fahrzeug angegeben, das zum Beispiel, aber nicht notwendigerweise, ein Elektroauto, ein elektrisches Motorrad, ein Elektroboot oder ein elektrisches Unterseeboot sein kann. Ein elektrisches Fahrzeug gemäß der Erfindung umfasst zumindest einen elektrischen Antrieb gemäß der Erfindung zum Antrieb von zumindest einem Vortriebsaktuator, zum Beispiel einem Rad, des elektrischen Fahrzeugs.According to the invention, there is provided a new electric vehicle which may be, for example, but not necessarily, an electric car, an electric motorcycle, an electric boat or an electric submarine. An electric vehicle according to the invention comprises at least one electric drive according to the invention for driving at least one propulsion actuator, for example a wheel, of the electric vehicle.

In den beigefügten Ansprüchen werden eine Anzahl von beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführungen der Erfindung beschrieben.The appended claims describe a number of exemplary and non-limiting embodiments of the invention.

Verschiedene beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungen der Erfindung, sowohl als Konstruktionen als auch Betriebsverfahren, zusammen mit zusätzlichen Zielen und Vorteilen davon, werden aus der folgenden Beschreibung von bestimmten Ausführungsbeispielen am besten verständlich, wenn man sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen liest.Various exemplary and non-limiting embodiments of the invention, both as constructions and method of operation, together with additional objects and advantages thereof, will be best understood from the following description of particular embodiments when read in conjunction with the accompanying drawings.

Die Verben „umfassen” und „enthalten” werden in dieser Schrift als offene Einschränkungen verwendet, die das Vorhandensein von nicht genannten Merkmalen nicht ausschließen oder benötigen. Die in den beigefügten abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale sind miteinander frei kombinierbar, solange nicht anderweitig ausdrücklich gesagt. Ferner versteht es sich, dass die Verwendung von „einer” oder „eine”, d. h. in Singularform, in dieser gesamten Schrift eine Mehrzahl nicht ausschließt.The words "comprising" and "containing" are used in this specification as open restrictions that do not exclude or require the presence of features not mentioned. The features specified in the appended dependent claims are freely combinable with each other, unless expressly stated otherwise. It is further understood that the use of "one" or "one", i. H. in singular form, in this entire specification a majority does not exclude.

Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures

Beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungen der Erfindung und ihre Vorteile werden nachfolgend im näheren Detail in den beigefügten Zeichnungen erläutert, worin:Exemplary and non-limiting embodiments of the invention and their advantages will be explained in more detail in the attached drawings, in which:

1a, 1b und 1c stellen eine elektrische Maschine gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung dar, 1a . 1b and 1c illustrate an electric machine according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention,

2 zeigt ein Teil eines Stators einer elektrischen Maschine einer anderen beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung, 2 shows a part of a stator of an electric machine of another exemplary and non-limiting embodiment of the invention,

3 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Antriebs gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung, und 3 shows a schematic representation of an electric drive according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention, and

4 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung. 4 shows a schematic representation of an electric vehicle according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

Die in der nachfolgenden Beschreibung angegebenen spezifischen Beispiele sollten nicht so verstanden werden, dass sie den Umfang und/oder die Anwendbarkeit der beigefügten Ansprüche einschränken. Listen und Gruppen von Beispielen, die in der Beschreibung vorgesehen sind, sind nicht erschöpfend, solange nicht anderweitig ausdrücklich gesagt.The specific examples given in the following description should not be construed to limit the scope and / or applicability of the appended claims. Lists and groups of examples provided in the description are not exhaustive unless expressly stated otherwise.

1a zeigt eine elektrische Maschine gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung. Die elektrische Maschine umfasst einen Stator 101 und einen Rotor 102, der in Bezug auf den Stator drehbar gelagert ist. Eine Rahmenstruktur der elektrischen Maschine und ein Lagersystem zum Tragen des Rotors in Bezug auf den Stator sind in Bezug auf 1a nicht gezeigt. In diesem beispielhaften und nicht einschränkenden Fall ist die elektrische Maschine eine Außenrotor-Radialflussmaschine. Der Stator 101 umfasst eine Statorkernstruktur 103, die mehrere Statorzähne und Statorschlitze zwischen benachbarten Statorzähnen aufweist. Die Statorkernstruktur ist bevorzugt aus ferromagnetischen Stahlblechen hergestellt, welche elektrisch voneinander isoliert sind und die in der axialen Richtung der elektrischen Maschine gestapelt sind. Die axiale Richtung ist parallel zur z-Achse eines Koordinatensystems 199. Der Stator 101 umfasst Mehrphasen-Statorwicklungen 104, 105, 106, 107 und 108, die an der Statorkernstruktur 103 angebracht sind. Die Mehrphasen-Statorwicklungen 104–108 erzeugen ein rotierendes Magnetfeld, wenn elektrische Wechselströme zugeführt werden. Die Mehrphasen-Statorwicklungen sind elektrisch voneinander isoliert und haben elektrische Anschlüsse zum Verbinden mit voneinander getrennten externen elektrischen Systemen, zum Beispiel voneinander getrennten elektrischen Wandlern. In 1a sind die elektrischen Anschlüsse der Mehrphasen-Statorwicklung 104 mit Bezugszahlen 119a, 119b und 119c bezeichnet. 1a shows an electric machine according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention. The electric machine comprises a stator 101 and a rotor 102 which is rotatably supported with respect to the stator. A frame structure of the electric machine and a bearing system for supporting the rotor with respect to the stator are described with reference to FIG 1a Not shown. In this exemplary and non-limiting case, the electric machine is an outer rotor radial flux machine. The stator 101 includes a stator core structure 103 having a plurality of stator teeth and stator slots between adjacent stator teeth. The stator core structure is preferably made of ferromagnetic steel sheets which are electrically insulated from each other and which are stacked in the axial direction of the electric machine. The axial direction is parallel to the z-axis of a coordinate system 199 , The stator 101 includes multiphase stator windings 104 . 105 . 106 . 107 and 108 attached to the stator core structure 103 are attached. The polyphase stator windings 104 - 108 generate a rotating magnetic field when alternating electric currents are supplied. The polyphase stator windings are electrically isolated from each other and have electrical connections for connection to separate external electrical systems, for example, separate electrical transducers. In 1a are the electrical connections of the polyphase stator winding 104 with reference numbers 119a . 119b and 119c designated.

Im in 1a dargestellten beispielhaften und nicht einschränkenden Fall ist, umfasst der Rotor 102 der elektrischen Maschine Permanentmagneten zum Erzeugen eines Magnetflusses, der durch den Luftspalt der elektrischen Maschine hindurchgeht. In 1a ist einer der Permanentmagneten mit einer Bezugszahl 117 bezeichnet. Wie in 1a dargestellt, sind die Permanentmagneten an einer Innenoberfläche der Rotorkernstruktur 118 derart angebracht, dass die Permanentmagneten zur Luftspaltoberfläche des Stators 101 hin weisen. Ein inhärenter Vorteil der in 1a dargestellten Außenrotorkonstruktion ist, dass die Zentrifugalkraft nicht gegen, sondern für die Befestigung der Permanentmagneten der Rotorkernstruktur 118 wirkt. Es ist jedoch auch möglich, dass eine elektrische Maschine gemäß einer anderen beispielhaften nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung keine Permanentmagnetmaschine ist, sondern eine Induktionsmaschine oder eine Reluktanzmaschine.Im in 1a illustrated exemplary and non-limiting case, includes the rotor 102 the electric machine permanent magnet for generating a magnetic flux passing through the air gap of the electric machine. In 1a is one of the permanent magnets with a reference number 117 designated. As in 1a As shown, the permanent magnets are on an inner surface of the rotor core structure 118 mounted such that the permanent magnets to the air gap surface of the stator 101 clues. An inherent advantage of in 1a illustrated outer rotor construction is that the centrifugal force is not against, but for the attachment of the permanent magnets of the rotor core structure 118 acts. However, it is also possible that an electric machine according to another exemplary non-limiting embodiment of the invention is not a permanent magnet machine but an induction machine or a reluctance machine.

Im in 1a dargestellte beispielhaften und nicht einschränkendem Fall besteht die Statorkernstruktur 103 aus fünf Statorsegmenten 112, 113, 114, 115 und 116, deren jedes einen Sektor von 72 Grad, d. h. 360 Grad/5, abdeckt. In diesem beispielhaften und nicht einschränkenden Fall ist jede der Mehrphasen-Statorwicklungen 104–108 an nur einem der Statorsegmente angebracht. Ein inhärenter Vorteil dieser Anordnung ist, dass die Mehrphasen-Statorwicklungen vorab auf die Anordnung der Statorkernstruktur 103 gewickelt werden können. Es ist jedoch auch möglich, dass die Mehrphasen-Statorwicklungen einer elektrischen Maschine gemäß einer anderen beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung sich über Verbindungen zwischen benachbarten Statorsegmenten hinweg erstrecken. Ferner ist es auch möglich, dass eine Statorkernstruktur einer elektrischen Maschine gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung ein einzelnes Teil ist, statt aus Segmenten zusammengebaut zu sein.Im in 1a For example, and not by way of limitation, the stator core structure is shown 103 from five stator segments 112 . 113 . 114 . 115 and 116 each of which covers a sector of 72 degrees, ie 360 degrees / 5. In this exemplary and non-limiting case, each of the multiphase stator windings is 104 - 108 attached to only one of the stator segments. An inherent advantage of this arrangement is that the polyphase stator windings advance to the arrangement of the stator core structure 103 can be wound. However, it is also possible that the polyphase stator windings of an electric machine according to another exemplary and non-limiting embodiment of the invention extend beyond connections between adjacent stator segments. Further, it is also possible that a stator core structure of an electric machine according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention is a single part, rather than being assembled from segments.

1b zeigt das Statorsegment 112 und ein Teil des Rotors 102 im größeren Detail. Wie in 1b dargestellt, ist die Mehrphasen-Statorwicklung 104, die an dem Statorsegment 112 angebracht ist, eine Delta-geschaltete Dreiphasen-Wicklung, wobei die Breite jeder Wicklung, d. h. eine Wicklungsbreite, eine Statorschlitzteilung ist. Die Phasen der Dreiphasen-Wicklung sind mit den Bezugszahlen 104a, 104b und 104c bezeichnet. Wie in 1b dargestellt, sind zwei Polpaare pro jeder der Phasen 104a, 104b und 104c vorhanden. Es ist bemerkenswert, dass in den 1a und 1b die Mehrphasen-Statorwicklungen schematisch aufgezeigt sind, um die elektrischen Verbindungen darzustellen. In 1b sind die Magnetisierungsrichtungen der Permanentmagneten des Rotors 102 mit Pfeilen bezeichnet. Wie aus 1 verständlich, ist die Polteilung des von den Permanentmagneten erzeugten Magnetflusses eine Statorschlitzteilung. 1b shows the stator segment 112 and part of the rotor 102 in greater detail. As in 1b is the polyphase stator winding 104 attached to the stator segment 112 is mounted, a delta-switched three-phase winding, wherein the width of each winding, that is, a winding width, a stator slot pitch. The phases of the three-phase winding are denoted by the reference numbers 104a . 104b and 104c designated. As in 1b are two pairs of poles per each of the phases 104a . 104b and 104c available. It is noteworthy that in the 1a and 1b the polyphase stator windings are shown schematically to illustrate the electrical connections. In 1b are the magnetization directions of the permanent magnets of the rotor 102 denoted by arrows. How out 1 understandably, the pole pitch of the magnetic flux generated by the permanent magnets is a stator slot pitch.

Ein Vorteil der oben beschriebenen Anordnung, wo die Wicklungsbreite eine Statorschlitzteilung ist, ist, dass die Endwicklungen in der Achsrichtung kurz sind, d. h. in der z-Richtung des Koordinatensystems 199, weil die Endabschnitte der Wicklungen einander nicht überkreuzen. Es ist jedoch in einer elektrischen Maschine gemäß einer anderen beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung auch möglich, dass die Wicklungsbreite größer als eine Statorschlitzteilung ist, und die Endabschnitte der Wicklungen einander überkreuzen.An advantage of the arrangement described above, where the winding width is a stator slot pitch, is that the end windings are short in the axial direction, ie in the z-direction of the coordinate system 199 because the end portions of the windings do not cross each other. However, in an electric machine according to another exemplary and non-limiting embodiment of the invention, it is also possible that the winding width is greater than a stator slot pitch, and the end portions of the windings cross each other.

1c zeigt ein Teil der Luftspaltoberfläche des Stators 101. Das Teil der Luftspaltoberfläche entspricht einem in 1a gezeigten Sektor S. Wie aus 1a ersichtlich, bedeckt der Sektor S Teile der Mehrphasen-Statorwicklungen 106 und 107. In 1c ist eine. der Wicklungen der Mehrphasen-Statorwicklung 107 mit einer Bezugszahl 109 bezeichnet. In der in den 1a bis 1c dargestellten beispielhaften elektrischen Maschine ist jede Wicklung der Mehrphasen-Statorwicklungen so angeordnet, dass sie sich über die Gesamtlänge L der Statorkernstruktur in der axialen Richtung erstreckt, und unterschiedliche der Mehrphasen-Statorwicklungen an Bereichen der Statorkernstruktur angebracht sind, die in der Umfangsrichtung der Luftspaltoberfläche des Stators aufeinanderfolgend angeordnet sind. In einem allgemeinen Fall ist es möglich, dass die Mehrphasen-Statorwicklungen in der Umfangsrichtung einander partiell überlappen, wenn Statorschlitze vorhanden sind, welche zwei Wicklungsseiten von zwei oder mehr Mehrphasen-Statorwicklungen enthalten, so dass Drähte der Wicklungsseiten von unterschiedlichen Mehrphasen-Statorwicklungen in der radialen Richtung aufeinander liegen. Im in den 1a bis 1c dargestellten beispielhaften und nicht einschränkendem Fall ist keine solche partielle Überlappung der oben erwähnten Art vorhanden. 1c shows a part of the air gap surface of the stator 101 , The part of the air gap surface corresponds to a in 1a shown sector S. As out 1a As can be seen, the sector S covers parts of the polyphase stator windings 106 and 107 , In 1c is a. the windings of the polyphase stator winding 107 with a reference number 109 designated. In the in the 1a to 1c As shown in the exemplary electric machine, each winding of the polyphase stator windings is arranged to extend over the entire length L of the stator core structure in the axial direction, and different ones of the polyphase stator windings are attached to regions of the stator core structure that are in the circumferential direction of the air gap surface of the stator arranged consecutively are. In a general case, it is possible for the multiphase stator windings to partially overlap each other in the circumferential direction when there are stator slots containing two winding sides of two or more polyphase stator windings, so that winding side wires of different polyphase stator windings in the radial direction Towards each other. Im in the 1a to 1c By way of example and not limitation, there is no such partial overlap of the type mentioned above.

2 zeigt ein Teil der Luftspaltoberfläche eines Stators einer elektrischen Maschine gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung. Der Stator umfasst eine Statorkernstruktur mit einer Mehrzahl von Statorzähnen und Statorschlitzen zwischen benachbarten Statorzähnen. In 2 ist einer der Statorzähne mit einer Bezugszahl 210 bezeichnet. Die Statorkernstruktur ist bevorzugt aus ferromagnetischen Stahlblechen hergestellt, die elektrisch voneinander isoliert sind und die in der axialen Richtung der elektrischen Maschine gestapelt sind. Die axiale Richtung ist parallel zur z-Achse eines Koordinatensystems 299. Der Stator umfasst Mehrphasen-Statorwicklungen, die an der Statorkernstruktur angebracht sind. 2 zeigt Teile der Mehrphasen-Statorwicklungen 206, 207, 226 und 227. In diesem beispielhaften und nicht einschränkenden Fall ist jede der Mehrphasen-Statorwicklungen an einem von Bereichen der Statorkernstruktur angebracht, die in der axialen Richtung der elektrischen Maschine aufeinanderfolgend angeordnet sind. Zum Beispiel gehören die Mehrphasen-Statorwicklungen 206 und 207 zu einem ersten Bereich A1 der Statorkernstruktur, und die Mehrphasen-Statorwicklungen 226 und 227 gehören zu einem zweiten Bereich A2 der Statorkernstruktur, wobei die ersten und zweiten Bereiche A1 und A2 in der axialen Richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind. In einer elektrischen Maschine gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung umfasst die Statorkernstruktur einen radialen Kühlkanal 211 in einer Region, die sich zwischen den Bereichen A1 und A2 der Statorkernstruktur befindet, die in der axialen Richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind. 2 shows a portion of the air-gap surface of a stator of an electric machine according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention. The stator includes a stator core structure having a plurality of stator teeth and stator slots between adjacent stator teeth. In 2 is one of the stator teeth with a reference number 210 designated. The stator core structure is preferably made of ferromagnetic steel sheets which are electrically insulated from each other and which are stacked in the axial direction of the electric machine. The axial direction is parallel to the z-axis of a coordinate system 299 , The stator includes multi-phase stator windings attached to the stator core structure. 2 shows parts of the polyphase stator windings 206 . 207 . 226 and 227 , In this exemplary and non-limiting case, each of the multiphase stator windings is attached to one of regions of the stator core structure sequentially arranged in the axial direction of the electric machine. For example, the polyphase stator windings belong 206 and 207 to a first region A1 of the stator core structure, and the polyphase stator windings 226 and 227 belong to a second region A2 of the stator core structure, wherein the first and second regions A1 and A2 are sequentially arranged in the axial direction. In an electric machine according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention, the stator core structure comprises a radial cooling channel 211 in a region located between the regions A1 and A2 of the stator core structure sequentially arranged in the axial direction.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Antriebs gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung. Der elektrische Antrieb umfasst eine elektrische Maschine 300 gemäß einer Ausführung der Erfindung und Stromversorgungssysteme 331, 332, 333, .... und 334. Die elektrische Maschine 300 kann zum Beispiel so sein, wie oben in Bezug auf die 1a bis 1c beschrieben. Die elektrische Maschine ist angeordnet, um einen Vortriebsaktuator 339 anzutreiben. In diesem beispielhaften Fall ist der Vortriebsaktuator ein Rad, das direkt mit dem Rotor der elektrischen Maschine 300 verbunden ist. Jedes der Stromversorgungssysteme ist mit einer der Mehrphasen-Statorwicklungen der elektrischen Maschine verbunden. Jedes der Stromversorgungssysteme umfasst ein Batterieelement und einen elektrischen Wandler zum Umwandeln der Gleichspannung des Batterieelements in Wechselspannungen, welche für die Mehrphasen-Statorwicklung geeignet sind, welche mit dem betreffenden Stromversorgungssystem verbunden ist. In diesem beispielhaften und nicht einschränkenden Fall bedeutet „Mehrphase” „dreiphasig”. In 3 ist das Batterieelement des Stromversorgungssystems 331 mit einer Bezugszahl 335 bezeichnet, und der elektrische Wandler des Stromversorgungssystems 331 ist mit einer Bezugszahl 336 bezeichnet. 3 shows a schematic representation of an electric drive according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention. The electric drive comprises an electrical machine 300 according to an embodiment of the invention and power supply systems 331 . 332 . 333 , .... and 334 , The electric machine 300 For example, it can be like the one above 1a to 1c described. The electric machine is arranged to be a propulsion actuator 339 drive. In this exemplary case, the propulsion actuator is a wheel directly connected to the rotor of the electric machine 300 connected is. Each of the power supply systems is connected to one of the multiphase stator windings of the electric machine. Each of the power supply systems comprises a battery element and an electrical converter for converting the DC voltage of the battery element into AC voltages suitable for the polyphase stator winding connected to the power supply system concerned. In this exemplary and non-limiting case, "multi-phase" means "three-phase". In 3 is the battery element of the power supply system 331 with a reference number 335 referred to, and the electrical converter of the power supply system 331 is with a reference number 336 designated.

Jedes der Stromversorgungssysteme 331–334 ist bevorzugt, aber nicht notwendigerweise mit Mitteln versehen, um den Betrieb der Mehrphasen-Statorwicklung zu steuern, welche mit dem betreffenden Stromversorgungssystem verbunden ist, so dass die Entitäten, welche jeweils aus einem der Stromversorgungssysteme und der entsprechenden Mehrphasen-Statorwicklung bestehen, in der Lage sind, unabhängig voneinander zu arbeiten. Jedes der Stromversorgungssysteme kann angeordnet sein, um Amplituden, Frequenzen und Phasen von elektrischen Strömen zu messen, die der Mehrphasen-Statorwicklung zugeführt werden, die mit dem betreffenden Stromversorgungssystem verbunden ist. Ferner kann jedes der Stromversorgungssysteme angeordnet sein, um Amplituden, Frequenzen und Phasen von Spannungen der Mehrphasen-Statorwicklung zu messen, die mit dem betreffenden Stromversorgungssystem verbunden ist. Somit können die elektromotorischen Kräfte, die an den Mehrphasen-Statorwicklungen induziert werden, in einer Freilaufsituation gemessen werden, wenn den Mehrphasen-Statorwicklungen kein elektrischer Strom zugeführt werden. Auf der Basis der gemessenen Amplituden, Frequenzen und Phasen der induzierten elektromotorischen Kräfte sind die Stromversorgungssysteme in der Lage, Amplituden, Frequenzen und Phasen von Spannungen anzupassen, die von ihren elektrischen Wandlern erzeugt werden, so dass ein glatter Flug-Start, d. h. ein Starten der Stromzufuhr zu einer rotierenden Maschine, ausgeführt werden kann. Die oben erwähnte gegenseitige Unabhängigkeit der Entitäten, die jeweils aus einem der Stromversorgungssysteme und der entsprechenden Mehrphasen-Statorwicklung bestehen, verbessert die Fehlertoleranz des elektrischen Antriebs. In einer Fehlersituation, wo eine oder mehrere der Entitäten beschädigt wird, können die beschädigten Entitäten abgeschaltet werden, so dass kein elektrischer Strom in ihren Mehrphasen-Statorwicklungen fließt und somit die beschädigten Entitäten die arbeitenden Entitäten nicht wesentlich stören, zum Beispiel bei Betrieb als Bremsgeneratoren. Die Stromversorgungssysteme 331–334 werden mit einem Controller 337 gesteuert, der Steuersignale für die Stromversorgungssysteme 331–334 auf der Basis der gewünschten Leistung, des gewünschten Drehmoments, der gewünschten Drehzahl und/oder anderer Steuerinformation erzeugt. Der Controller 337 empfängt von einem externen System ein Steuersignal C, auf dessen Basis der Controller die Steuersignale für die Stromversorgungssysteme 331–334 erzeugt. Zum Beispiel kann bei Anwendung in einem Elektroauto das Steuersignal C eine Position des Gaspedals angeben. Ferner kann der Controller 337 angeordnet werden, um die Steuersignale derart zu erzeugen, dass eine gewünschte Lastaufteilung zwischen den Entitäten stattfindet, die jeweils aus einem der Stromversorgungssysteme und der Mehrphasen-Statorwicklung bestehen, die mit einem der Stromversorgungssysteme verbunden ist. Der Controller kann angeordnet werden, um Überwachungsinformation von den Stromversorgungssystemen 331–334 und/oder von der elektrischen Maschine 300 zu empfangen. Die Überwachungsfunktion kann zum Beispiel Temperaturen angeben, die von den elektrischen Stromversorgungssystemen und/oder von der elektrischen Maschine gemessen werden, die Ladungszustände der Batterieelemente und/oder eine oder mehrere andere Größen in Bezug auf den elektrischen Antrieb.Each of the power supply systems 331 - 334 is preferably, but not necessarily, provided with means to control the operation of the polyphase stator winding connected to the respective power supply system so that the entities each consisting of one of the power supply systems and the corresponding polyphase stator winding are capable are to work independently. Each of the power supply systems may be arranged to measure amplitudes, frequencies and phases of electrical currents supplied to the polyphase stator winding connected to the respective power supply system. Further, each of the power systems may be arranged to measure amplitudes, frequencies and phases of voltages of the polyphase stator winding connected to the respective power system. Thus, the electromotive forces induced at the polyphase stator windings can be measured in a freewheeling situation when no electrical power is supplied to the polyphase stator windings. On the basis of the measured amplitudes, frequencies and phases of the induced electromotive forces, the power supply systems are able to adjust amplitudes, frequencies and phases of voltages generated by their electrical converters so that a smooth start of flight, ie starting the Power supply to a rotating machine, can be performed. The above-mentioned mutual independence of the entities, each consisting of one of the power supply systems and the corresponding polyphase stator winding, improves the fault tolerance of the electric drive. In an error situation where one or more of the entities is damaged, the damaged entities may be turned off so that no electrical current will flow in their polyphase stator windings and thus the damaged entities will not significantly disturb the operating entities, for example when operating as brake generators. The power supply systems 331 - 334 be with a controller 337 controlled, the control signals for the power supply systems 331 - 334 generated based on the desired power, the desired torque, the desired speed and / or other control information. The controller 337 receives, from an external system, a control signal C, on the basis of which the controller supplies the control signals for the power supply systems 331 - 334 generated. For example, when used in an electric car, the control signal C may indicate a position of the accelerator pedal. Furthermore, the controller can 337 be arranged to generate the control signals such that a desired load sharing between the entities takes place, each consisting of one of the power supply systems and the multi-phase stator winding, which is connected to one of the power supply systems. The controller can be arranged to provide monitoring information from the power systems 331 - 334 and / or from the electric machine 300 to recieve. The monitoring function may indicate, for example, temperatures measured by the electric power systems and / or the electric machine, the charge states of the battery elements, and / or one or more other quantities related to the electric drive.

Die Signalwege zwischen dem Controller 337 und den Stromversorgungssystemen 331–334 sowie die Signalwege zwischen dem Controller 337 und den Mehrphasen-Statorwicklungen können zum Beispiel optoelektronische Isolatoren aufweisen, um eine volle galvanische Isolierung zwischen den Entitäten zu erreichen, die jeweils eines der Stromversorgungssysteme und die Mehrphasen-Statorwicklung aufweisen, die mit diesem einen Stromversorgungssystem verbunden ist.The signal paths between the controller 337 and the power supply systems 331 - 334 as well as the signal paths between the controller 337 and the polyphase stator windings may include, for example, optoelectronic isolators to achieve full galvanic isolation between the entities each having one of the power supply systems and the polyphase stator winding connected to this one power supply system.

Im in 3 dargestellten beispielhaften elektrischen Antrieb umfasst jedes der Stromversorgungssysteme ein Sicherungssystem zum Bremsen in Antwort auf eine Überstromsituation, Energiefluss zwischen dem Stromversorgungssystem und der Mehrphasen-Statorwicklung, die mit dem betreffenden Stromversorgungssystem verbunden ist. In 3 ist das Sicherungssystem des Stromversorgungssystems 331 mit einer Bezugszahl 338 bezeichnet. Typischerweise genügt es, dass alle bis auf einen der Phasenleiter mit einer Sicherung versehen sind. Die Sicherungssysteme sind vorteilhaft in einer Fehlersituation, wo eine Entität, die aus einem der Stromversorgungssysteme und der mit dem Stromversorgungssystem verbundenen Mehrphasen-Statorwicklung besteht, beschädigt wird. In vielen Fehlersituationen der oben erwähnten Art schaltet das geeignete Sicherungssystem die beschädigte Entität ab, so dass kein elektrischer Strom in der jeweiligen Mehrphasen-Statorwicklung fließt und somit die beschädigte Entität die arbeitenden Entitäten, zum Beispiel bei Betrieb als Bremsgenerator, nicht wesentlich stört.Im in 3 1, each of the power supply systems includes a backup system for braking in response to an overcurrent situation, power flow between the power system and the polyphase stator winding connected to the respective power system. In 3 is the backup system of the power system 331 with a reference number 338 designated. Typically, it is sufficient that all but one of the phase conductors are provided with a fuse. The fuse systems are advantageous in a fault situation where an entity consisting of one of the power systems and the multiphase stator winding connected to the power system is damaged. In many fault situations of the kind mentioned above, the appropriate backup system shuts off the damaged entity so that no electrical current will flow in the respective polyphase stator winding and thus the corrupted entity will not significantly disturb the operating entities, for example when operating as a brake generator.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung. Das elektrische Fahrzeug umfasst elektrische Antriebe 341, 342, 343 und 344 zum Antrieb von Vortriebsaktuatoren des elektrischen Fahrzeugs. Jeder der elektrischen Antriebe 341–344 kann zum Beispiel so sein, wie oben in Bezug auf 3 beschrieben. In diesem beispielhaften und nicht einschränkenden Fall ist das elektrische Fahrzeug ein Elektroauto und sind die Vortriebsaktuatoren die Räder des Elektroautos. In 4 ist nur eines der Räder mit einer Bezugszahl 345 bezeichnet. 4 shows a schematic representation of an electric vehicle according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention. The electric vehicle includes electric drives 341 . 342 . 343 and 344 for driving propulsion actuators of the electric vehicle. Each of the electric drives 341 - 344 For example, it can be like that above 3 described. In this exemplary and non-limiting case, the electric vehicle is an electric car and the propulsion actuators are the wheels of the electric car. In 4 is just one of the wheels with a reference number 345 designated.

Die in der obigen Beschreibung angegebenen spezifischen Beispiele sollten nicht so verstanden werden, dass sie den Umfang und/oder die Anwendbarkeit der beigefügten Ansprüche beschränken. In der obigen Beschreibung angegebene Listen und Gruppen von Beispielen sind nicht erschöpfend, solange nicht anderweitig ausdrücklich gesagt.The specific examples given in the above description should not be construed as limiting the scope and / or applicability of the appended claims. Lists and groups of examples given in the above description are not exhaustive unless expressly stated otherwise.

Ein Stator eine elektrischen Maschine umfasst eine Statorkernstruktur (103) und vier oder mehr Mehrphasen-Statorwicklungen (104–108), die an der Statorkernstruktur angebracht sind. Jede der Mehrphasen-Statorwicklungen kann zum Beispiel eine Dreiphasen-Wicklung sein. Die Mehrphasen-Statorwicklungen erzeugen ein rotierendes magnetisches Feld, wenn elektrische Wechselströme zugeführt werden. Die Mehrphasen-Statorwicklungen sind elektrisch voneinander isoliert und haben elektrische Anschlüsse zur Verbindung mit voneinander getrennten externen elektrischen Systemen. Da viele separate Mehrphasen-Statorwicklungen vorhanden sind, können die Spannungen und Ströme von jeder Mehrphasen-Statorwicklung auf einem niedrigen Wert gehalten werden, und daher können Sicherheitsprobleme in Bezug auf hohe Spannungen und hohe elektrische Ströme zum Beispiel bei Anwendung in elektrischen Fahrzeugen vermieden werden.A stator of an electric machine comprises a stator core structure ( 103 ) and four or more polyphase stator windings ( 104 - 108 ) attached to the stator core structure. Each of the multi-phase stator windings may be, for example, a three-phase winding. The polyphase stator windings generate a rotating magnetic field when alternating electric currents are supplied. The polyphase stator windings are electrically isolated from each other and have electrical connections for connection to separate external electrical systems. Since there are many separate multiphase stator windings, the voltages and currents of each polyphase stator winding can be kept low, and therefore safety problems with respect to high voltages and high electric currents can be avoided when used in electric vehicles, for example.

Claims

Stator ( 101 ) for an electric external rotor radial flux machine, the stator comprising: - a stator core structure ( 103 ) having a yoke portion which extends 360 degrees in the circumferential direction, characterized in that the stator at least four multi-phase stator windings ( 104 - 108 ) mounted on the stator core structure and adapted to generate a rotating magnetic field when alternating electrical currents are supplied, wherein the polyphase stator windings are electrically isolated from each other and having electrical connections for connection to separate external electrical systems.

The stator of claim 1, wherein two or more of the polyphase stator windings ( 206 . 207 ) are attached to regions of the stator core structure, which are arranged in the circumferential direction of an air gap surface of the stator is not overlapping or partially overlapping successively.

Stator according to claim 1 or 2, wherein each winding ( 109 ) of the polyphase stator windings ( 104 - 108 ) is arranged so as to extend over the stator core structure in the axial direction of the electric machine.

A stator according to claim 1 or 2, wherein two or more of the polyphase stator windings ( 206 . 226 ) are attached to regions of the stator core structure, which are arranged successively in the axial direction of the electric machine.

Stator according to claim 4, wherein the stator core structure has at least one radial cooling channel ( 211 ) at a region located between the regions of the stator core structure sequentially arranged in the axial direction.

Stator according to one of claims 1 to 5, wherein a width of each winding ( 109 . 209 ) of the polyphase stator windings is a stator slot pitch.

Stator according to one of claims 1 to 6, wherein the stator core structure of two or more stator segments ( 112 - 116 ) consists.

A stator according to claim 7, wherein each of said multi-phase stator windings ( 104 - 108 ) is attached to only one of the stator segments.

A stator according to any one of claims 1 to 8, wherein the number of the multi-phase stator windings is at least ten.

A stator according to any one of claims 1 to 8, wherein the number of the multi-phase stator windings is at least ten and at most 250.

A stator according to any one of claims 1 to 8, wherein the number of the multi-phase stator windings is at least one hundred and at most 500.

Electric external rotor radial flux machine comprising a stator ( 101 ) according to one of claims 1 to 11 and a rotor ( 102 ) which is rotatably supported with respect to the stator.

Electric external rotor radial flux machine according to claim 12, wherein the rotor permanent magnets ( 117 ) for generating a magnetic flux passing through an air gap of the electric machine.

The external rotor radial electric flux machine according to claim 13, wherein the stator is according to claim 6 and a pole pitch of the magnetic flux generated by the permanent magnet is a stator slot pitch.

Electric external rotor radial flux machine according to claim 13 or 14, wherein the permanent magnets ( 117 ) on an inner surface of a rotor core structure ( 118 ) are mounted so that the permanent magnets facing an air gap surface of the stator of the electric machine.

An electric drive comprising an external rotor radial flux machine according to one of claims 12 to 15 and at least four power supply systems ( 331 - 334 ), each of which is connected to one of the polyphase stator windings of the electrical machine.

Electric drive according to claim 16, wherein each of the power supply systems comprises a battery element ( 335 ) and an electrical converter ( 336 ) for converting DC voltage of the battery element to a multi-phase AC voltage suitable for a particular one of the multi-phase stator windings connected to the respective power supply system.

Electric drive according to claim 16 or 17, wherein each of the power supply systems comprises a security system ( 338 ) in response to an overcurrent situation, to decelerate energy flow between the power system and a particular one of the multi-phase stator windings connected to the respective power system.

Electric vehicle having at least one electric drive ( 341 - 344 ) according to one of claims 16 to 18 for driving at least one propulsion actuator ( 345 ) of the electric vehicle.