AT15621U1

AT15621U1 - Electric machine for electric vehicle

Info

Publication number: AT15621U1
Application number: ATGM41/2016U
Authority: AT
Inventors: Pennanen Pasi; Jaatinen Jyrki
Original assignee: Toroidion Oy
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2018-03-15
Also published as: FI11306U1

Abstract

Ein Stator einer 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 includes a stator core structure (103) and four or more multi-phase 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.

Description

Beschreibungdescription

ELEKTRISCHE MASCHINE FÜR ELEKTRISCHES FAHRZEUG GEBIET DER OFFENBARUNGELECTRICAL MACHINE FOR ELECTRIC VEHICLES AREA OF REVELATION

[0001] 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

[0002] 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 nichterneuerbaren 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 provided with internal combustion engines. In most cases, the electrical energy used by an electric vehicle may be generated with lower emissions of pollution and with a lower 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.

[0003] 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

[0004] 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 Aus- führungsbeispielen 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 provides only a few aspects of the invention in a simplified form, as a prelude to a more detailed description of embodiments of the invention.

[0005] Gemäß der Erfindung wird ein neuer Stator für eine elektrische Außenrotor-Radialflussmaschine angegeben. Ein Stator gemäß der Erfindung weist auf: [0006] - eine Statorkernstruktur, die einen Jochabschnitt aufweist, der sich um 360 Grad inAccording 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 360 degrees in

Umfangsrichtung erstreckt, und [0007] - zumindest vier Mehrphasen-Statorwicklungen, die auf der Statorkernstruktur ange bracht sind.Circumferentially extending, and [0007] - At least four multi-phase stator windings, which are introduced on the stator core structure.

[0008] Jede der Mehrphasen-Statorwicklungen kann zum Beispiel eine Stern- oder Delta-ge-schaltete 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 multi-phase 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.

[0009] 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.

[0010] 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-Wechselspan-nung 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 electric 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 multi-phase AC voltage suitable for the polyphase stator winding connected to the respective power supply system.

[0011] 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.

[0012] In den beigefügten Ansprüchen wird eine Anzahl von beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführungen der Erfindung beschrieben.In the appended claims a number of exemplary and non-limiting embodiments of the invention will be described.

[0013] Verschiedene beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungen der Erfindung, sowohl als Konstruktionen als auch Betriebsverfahren, zusammen mit zusätzlichen Zielen undVarious exemplary and non-limiting embodiments of the invention, both as constructions and method of operation, together with additional objects and

Vorteilen davon, werden aus der folgenden Beschreibung von bestimmten Ausführungsbeispielen am besten verständlich, wenn man sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen liest.Advantages thereof will be best understood from the following description of certain embodiments when read in conjunction with the accompanying drawings.

[0014] 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 verbs "comprise" and "contain" are used in this specification as open constraints that do not preclude 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. Further, it will be understood that the use of "one" or "one", i. in singular form, in this entire specification a majority does not exclude.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0015] Beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungen der Erfindung und ihre Vorteile werden nachfolgend im näheren Detail in den beigefügten Zeichnungen erläutert, worin: [0016] Fig. 1a, 1b und 1c stellen eine elektrische Maschine gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung dar, [0017] Fig. 2 zeigt ein Teil eines Stators einer elektrischen Maschine einer anderen beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung, [0018] Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Antriebs gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung, und [0019] Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Fahrzeugs gemäß einer beispielhaften und nicht einschränkenden Ausführung der Erfindung.[0015] By way of example and not limitation, the invention and its advantages will be described in more detail in the accompanying drawings, in which: Figs. 1a, 1b and 1c illustrate an electric machine according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention 2 shows a part of a stator of an electric machine of another exemplary and non-limiting embodiment of the invention, FIG. 3 shows a schematic representation of an electric drive according to an exemplary and non-restrictive embodiment of the invention, and [FIG. Fig. 4 shows a schematic representation of an electric vehicle according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

[0020] 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 as limiting 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.

[0021] Fig. 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 Rah men Struktur der elektrischen Maschine und ein Lagersystem zum Tragen des Rotors in Bezug auf den Stator sind in Bezug auf Fig. 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 Fig. 1a sind die elektrischen Anschlüsse der Mehrphasen-Statorwicklung 104 mit Bezugszahlen 119a, 119b und 119c bezeichnet.Fig. 1a shows an electric machine according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention. The electric machine includes a stator 101 and a rotor 102 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 not shown with reference to FIG. 1a. 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 multi-phase stator windings 104, 105, 106, 107 and 108 attached to the stator core structure 103. 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 Fig. 1a, the electrical connections of the polyphase stator winding 104 are designated by reference numerals 119a, 119b and 119c.

[0022] Im in Fig. 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 hindurchqeht. In Fig. 1a ist einer der Perma nentmagneten mit einer Bezugszahl 117 bezeichnet. Wie in Fig. 1 a dargestellt, sind die Permanentmagneten an einer Innenoberfläche der Rotorkernstruktur 118 derart angebracht, dass die Permanentmagneten zur Luftspaltoberfläche des Stators 101 hinweisen. Ein inhärenter Vorteil der in Fig. 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.In the exemplary and non-limiting case illustrated in FIG. 1a, the rotor 102 of the electric machine includes permanent magnets for generating a magnetic flux passing through the air gap of the electric machine. In Fig. 1a, one of the Perma nentmagneten is designated by a reference numeral 117. As shown in FIG. 1 a, the permanent magnets are attached to an inner surface of the rotor core structure 118 so that the permanent magnets face the air gap surface of the stator 101. An inherent advantage of the outer rotor construction illustrated in FIG. 1a is that the centrifugal force does not act against but for the attachment of the permanent magnets of the rotor core structure 118. 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.

[0023] Im in Fig. 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 Statorkern Struktur 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.In the exemplary and non-limiting case illustrated in FIG. 1a, the stator core structure 103 is comprised of five stator segments 112, 113, 114, 115, and 116, each of which has a sector of 72 degrees, i. 360 degrees / 5, covering. In this exemplary and non-limiting case, each of the polyphase stator windings 104-108 is attached to only one of the stator segments. An inherent advantage of this arrangement is that the polyphase stator windings can be pre-wound onto the assembly of the stator core structure 103. 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.

[0024] Fig. 1b zeigt das Statorsegment 112 und ein Teil des Rotors 102 im größeren Detail. Wie in Fig. 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 Fig. 1b dargestellt, sind zwei Polpaare pro jeder der Phasen 104a, 104b und 104c vorhanden. Es ist bemerkenswert, dass in den Fig. 1a und 1b die Mehrphasen-Statorwicklungen schematisch aufgezeigt sind, um die elektrischen Verbindungen darzustellen. In Fig. 1b sind die Magnetisierungsrichtungen der Permanentmagneten des Rotors 102 mit Pfeilen bezeichnet. Wie aus Fig. 1 verständlich, ist die Polteilung des von den Permanentmagneten erzeugten Magnetflusses eine Statorschlitzteilung.Fig. 1b shows the stator 112 and a portion of the rotor 102 in greater detail. As shown in FIG. 1b, the polyphase stator winding 104 attached to the stator segment 112 is a delta-connected three-phase winding, wherein the width of each winding, i. a winding width, a stator slot pitch. The phases of the three-phase winding are designated by reference numerals 104a, 104b and 104c. As shown in Figure 1b, there are two pole pairs per each of the phases 104a, 104b and 104c. It is noteworthy that in FIGS. 1a and 1b, the polyphase stator windings are schematically shown to illustrate the electrical connections. In Fig. 1b, the magnetization directions of the permanent magnets of the rotor 102 are indicated by arrows. As can be understood from Fig. 1, the pole pitch of the magnetic flux generated by the permanent magnets is a stator slot pitch.

[0025] 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, i. in the z-direction of the coordinate system 199 because the end portions of the coils 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.

[0026] Fig. 1c zeigt ein Teil der Luftspaltoberfläche des Stators 101. Das Teil der Luftspaltoberfläche entspricht einem in Fig. 1a gezeigten Sektor S. Wie aus Fig. 1a ersichtlich, bedeckt der Sektor S Teile der Mehrphasen-Statorwicklungen 106 und 107. In Fig. 1c ist eine der Wicklungen der Mehrphasen-Statorwicklung 107 mit einer Bezugszahl 109 bezeichnet. In der in den Fig. 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 Fig. 1a bis 1c dargestellten beispielhaften und nicht einschränkenden Fall ist keine solche partielle Überlappung der oben erwähnten Art vorhanden.Fig. 1c shows a part of the air-gap surface of the stator 101. The part of the air-gap surface corresponds to a sector S shown in Fig. 1a. As can be seen from Fig. 1a, the sector S covers parts of the polyphase stator windings 106 and 107. In Figs 1c, one of the windings of the polyphase stator winding 107 is designated by reference numeral 109. In the example electric machine illustrated in FIGS. 1a to 1c, 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 which are sequentially arranged in the circumferential direction of the air-gap surface of the stator. 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. In the exemplary and non-limiting case shown in Figures 1a to 1c, there is no such partial overlap of the type mentioned above.

[0027] Fig. 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 Fig. 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. Fig. 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 Statorkern Struktur 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 Statorkern Struktur 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.Fig. 2 shows a part 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 Fig. 2, one of the stator teeth is designated by a reference numeral 210. 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 multiphase stator windings attached to the stator core structure. Fig. 2 shows parts of the polyphase stator windings 206, 207, 226 and 227. In this exemplary and non-limiting case, each of the polyphase 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 206 and 207 belong 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 with the first and second regions A1 and A2 sequentially arranged in the axial direction are. In an electric machine according to an exemplary and non-limiting embodiment of the invention, the stator core structure includes 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.

[0028] Fig. 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 Fig. 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 Fig. 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.Fig. 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 electric machine 300 according to an embodiment of the invention and power supply systems 331, 332, 333 and 334. The electric machine 300 may be, for example, as described above with respect to FIGS. 1a to 1c. The electric machine is arranged to drive a propulsion actuator 339. In this exemplary case, the propulsion actuator is a wheel that is directly connected to the rotor of the electric machine 300. 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 FIG. 3, the battery element of the power supply system 331 is designated by a reference numeral 335, and the electrical converter of the power supply system 331 is designated by a reference numeral 336.

[0029] 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 dieEach 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, such that the entities each consisting of one of the power supply systems and the power supply system corresponding multi-phase stator winding are able to work independently of each other. 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 flight start, i. 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, enhances the

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.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 systems 331-334 are controlled by a controller 337 that generates control signals for the power systems 331-334 based on the desired power, desired torque, desired speed, and / or other control information. The controller 337 receives from a remote system a control signal C, based on which the controller generates the control signals for the power systems 331-334. For example, when used in an electric car, the control signal C may indicate a position of the accelerator pedal. Further, the controller 337 may be arranged to generate the control signals such that a desired load sharing occurs between the entities each consisting of one of the power supply systems and the polyphase stator winding connected to one of the power systems. The controller may be arranged to receive monitoring information from the power systems 331-334 and / or from the electric machine 300. 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.

[0030] 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 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 one of the power supply systems and the multi-phase stator winding connected to this one power supply system.

[0031] Im in Fig. 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 Fig. 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 Fehlersituation 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.In the exemplary electric drive illustrated in FIG. 3, each of the power supply systems includes a braking assurance system in response to an overcurrent situation, energy flow between the power system and the polyphase stator winding connected to the respective power system. In Fig. 3, the backup system of the power system 331 is designated by a reference numeral 338. 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 flows in the respective polyphase stator winding and thus the damaged entity does not significantly disturb the operating entities, for example when operating as a brake generator.

[0032] Fig. 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 Fig. 3 beschrieben. In diesem beispielhaften und nicht einschränkenden Fall ist das elektrische Fahrzeug ein Elektroauto und sind die Vortriebsaktuatoren die Räder des Elektroautos. In Fig. 4 ist nur eines der Räder mit einer Bezugszahl 345 bezeichnet.Fig. 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. For example, each of the electric drives 341-344 may be as described above with reference to FIG. 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 Fig. 4, only one of the wheels is designated by a reference numeral 345.

[0033] 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.

Claims

claims

A 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 (103); 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.

The stator of claim 1, wherein two or more of the multi-phase stator windings (206, 207) are attached to regions of the stator core structure which are arranged non-overlapping or partially overlapping in the circumferential direction of an air-gap surface of the stator.

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

4. The stator of claim 1 or 2, wherein two or more of the multi-phase stator windings (206, 226) are attached to portions of the stator core structure, which are arranged in succession in the axial direction of the electric machine.

The stator of 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.

6. The stator of claim 1, wherein a width of each winding of the polyphase stator windings is a stator slot pitch.

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

8. The stator of claim 7, wherein each of the multiphase 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.

10. A stator according to any one of claims 1 to 8, wherein the number of 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.

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

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

14. 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.

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

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

17. The electric drive of 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 relevant power supply system.

18. The electric drive of claim 16, wherein each of the power systems includes a fuse system for braking energy flow between the power system and a particular one of the polyphase stator windings connected to the power system in response to an overcurrent situation ,

19. An 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.