CN109698585A - 电机和机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电机，该电机具有轴(10)以及冷却系统(3)，该冷却系统具有由电机(1)的至少一个组件形成的至少一个冷却通道(4、5)，其中，该冷却系统(3)被填充有能导电的冷却剂，其中，所述轴(10)与冷却剂电接触且经由冷却剂接地。

Description

电机和机动车
技术领域
本发明涉及一种电机，具有轴以及冷却系统，该冷却系统具有由电机的至少一个组件形成的至少一个冷却通道，其中，该冷却系统被填充能导电的冷却剂。此外本发明涉及一种机动车。
背景技术
为了输出在运行中产生的热量，电机、如电动机和/或发电机可以具有被填充有冷却剂的冷却系统，其中，热量输出例如能够通过冷却剂循环实现。
这类电机已经由现有技术公开。
WO 2014/011 511 A2描述了一种电机，其被能传导的冷却液冷却，其中，该冷却液流动通过冷却通道布置结构，该冷却通道布置结构被布置成与电机的定子绕组直接接触。具有冷却通道的构件在此布置在定子绕组和对应的定子轭之间。在具有冷却通道的构件与定子绕组之间存在有缝隙或绝缘层，用于防止出现涡电流。
EP 2 852 030 A1描述了一种用于具有定子的电机的冷却设备，该定子具有至少一个定子绕组和至少一个定子叠片组以及至少一个定子绕组端盖，其中，具有大量能够被冷却剂流过的通道的冷却设备在第一端部区段上与蓄压器连接，在其第二端部区段上以定子绕组端盖的反射式冷却板为终端。在此确保了在能传导的冷却剂的情况下不会在电机的能导电的组件之间出现短路。
此外公知的是，能够通过在轴上的电接触、例如通过滑动接触实现用于使电机的轴接地的必要时必需的轴接地。这类轴接地例如用于电机的电磁兼容性和用于减小轴承电流，该轴承电流会导致电机轴承磨损增加。
发明内容
因此本发明基于的目的是，给出一种轴接地得到改善的电机。
为了实现该目的，根据本发明提出，轴与冷却剂电接触且经由冷却剂接地。
本发明提供的优点是，无需额外构件用于轴接地。由此简化了电机构造且避免使用承受机械磨损的构件、例如滑动接触件。根据本发明设置的、在轴和能传导的冷却剂之间的电接触可以例如通过轴与冷却剂的直接接触进行。通过能导电的冷却剂，轴于是能导电地与外壳电位连接，由此实现了轴接地。冷却剂的传导能力在此这样选择，使得由于电机运行而在轴上累积的电荷当在轴上形成的总电荷到达极限电荷大小之前能够至少部分地通过能导电的冷却剂流走。以此方式实现了轴上的总电荷始终低于极限电荷，在此极限电荷是指在轴上的如下电荷，从该电荷时起，电荷在支承着轴的至少一个轴承上流走。替代或补充于此可以这样选择极限电荷，使得由于通过能导电的冷却剂使轴接地，不发生由电荷引起的电场的干扰、例如AM无线电接收的干扰。
对于位于冷却系统中的冷却剂尤其可以提出，该冷却剂通过冷却系统循环，从而除了轴接地外还能够实现热量的有效吸收以及被加热的冷却剂的输出。
在电机的一个优选实施方式中可以提出，电机的内部被冷却剂通流，和/或轴具有在轴的内部延伸的、与冷却系统连通且被填充有冷却剂的轴冷却通道。电机的内部在此可以具有下述的空间，在该空间中存在有定子和布置在电机的轴上的转子。在此情况下需要的是，在能导电的冷却剂与转子或定子之间进行绝缘，以便避免在电机内部的电短路。但能导电的冷却剂可以在此情况下至少部分环流轴，从而在轴与能导电的冷却剂之间存在用于产生轴接地的电接触。替代或补充于此，轴可以具有在轴的内部延伸的、与冷却系统连通的且被填充有冷却剂的轴冷却通道。该轴冷却通道可以例如与电机的、被能导电的冷却剂通流的内部连接，从而经由在轴的内部延伸的轴冷却通道也产生在轴与位于轴冷却通道中的冷却剂之间的直接接触。还可行的是，尤其是在内部不被填充有冷却剂的电机中，使轴冷却通道与电机的冷却系统这样连通，即经由该冷却系统能够实现位于轴冷却通道内部的冷却剂的输入或输出。在此情况下轴的接地也经由轴与在轴冷却通道内部静止的或流动的冷却剂的接触实现。
为了实现冷却剂的接地，根据本发明可以提出，冷却剂与冷却系统的至少一个冷却通道的至少一个能传导的壁区段接触，其中，该能传导的壁区段与外壳电位电连接，和/或冷却剂与至少一个与外壳电位电连接的电极接触。例如在至少一个冷却通道的内部可以设有冷却通道的、由能传导的材料、例如金属构成的一个或多个壁区段，所述壁区段与能导电的冷却剂直接接触。通过所述一个或多个壁区段与外壳电位的连接可以实现位于冷却通道内部的冷却剂的接地。替代或补充于此，可以设有至少一个电极，该电极被这样布置，使得电极伸入到冷却系统内部或伸入到至少一个冷却通道内部，从而冷却剂与电极直接接触。通过电极与外壳电位的连接可以使冷却剂接地。
对于冷却剂可以根据本发明提出，冷却剂是液体或液体混合物。冷却剂可以例如是液体、如水或油，或可以使用液体混合物，例如水-乙二醇-混合物。尤其是可以针对冷却剂规定，冷却剂被这样设计，使得冷却剂具有传导能力，基于该传导能力，在轴和接地部之间产生小于1欧姆的总电阻。在轴和接地部之间的总电阻可以例如指的是在轴与被接地的、即位于外壳电位上的电机壳体之间的总电阻，其中，尤其是还要一并考虑到在轴与冷却剂之间或在冷却剂与能传导的壁区段和/或电极之间的与冷却剂特性相关的接触电阻，例如电机的尺寸和/或几何形状。利用这种总电阻能够尤其有效地输出累积在电机轴上的电荷，因而能够实现特别有效的轴接地。
此外可以提出，液体或液体混合物被添加有提高导电能力的添加剂。通过添加该添加剂可以将冷却剂的导电能力提高到超出于不具有添加剂的液体或液体混合物所具有的导电能力的值。添加剂可以例如是固体材料，其溶解在冷却剂中且以此方式例如通过形成离子或带电分子而提高冷却剂的传导能力。替代或附加于此，还可以使用本身是液体且与冷却剂混合从而提高冷却剂的导电能力的添加剂。因此例如可以想到添加酸、碱、盐和/或其它可溶的固体材料，所述固体材料在溶解之后或与冷却剂混合之后这样提高其传导能力，使得能够经由冷却剂实现轴的接地。
在本发明的一种优选实施方式中可以提出，电机具有壳体，该壳体具有至少一个与冷却系统连通的接口，利用该接口使冷却系统连接或能够连接在冷却回路上。经由该至少一个与冷却系统连通的接口能够由此通过冷却回路为冷却系统输入冷却剂，被输入的冷却剂的回输可以例如经由在电机的冷却剂池中的出口进行或经由与冷却系统连通的另外的接口进行。该另外的接口在此可以被这样布置，使得输入第一接口的冷却剂在冷却剂通过该另外的接口重新离开冷却系统之前能够通流整个冷却系统。
对于根据本发明的机动车提出，该机动车具有至少一个根据本发明的电机。该电机例如可以是机动车的牵引电机或用于产生电流、例如用于回收制动能的发电机。该至少一个电机的冷却系统的接口在此可以连接在机动车的传动机构冷却回路上或在机动车中还额外存在的内燃机的冷却回路上。替代地，电机的冷却回路也可以连接在一自身的冷却回路上，该冷却回路例如具有泵和热交换器，其经由冷却剂管路彼此连接以及与电机连接以用于冷却剂循环。
附图说明
其它优点和细节由下面所述实施例以及借助附图得出。在此示出：
图1以剖视原理图示出电机的第一实施例的侧视图，
图2以剖视原理图示出根据本发明的电机的第二实施例的侧视图，
图3示出根据本发明的机动车的示意性侧视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的电机1的侧视图的剖视原理图。电机1具有壳体2以及冷却系统3，该冷却系统具有由壳体构成的冷却通道4、5。此外该电机1具有轴10，该轴具有轴冷却通道6。在壳体2的壳层中延伸的冷却通道4在此经由冷却通道5与轴冷却通道6连通地连接。此外壳体2还具有与冷却系统3相对应的接口7，利用该接口能够将电机1的冷却系统3连接至冷却回路。此外电机1具有固定在壳体2上的定子8以及具有转子9，该转子固定在轴10上。轴10通过两个轴承11可转动地被支承。
冷却系统3以及轴冷却通道6被填充能导电的冷却剂、例如能导电的液体或能导电的液体混合物。经由伸入到冷却系统3的内部的且与位于冷却系统3的内部的冷却剂接触的电极12进行接地13(在此示意性示出)。接地可以例如通过电极12与外壳电位、例如与壳体的连接产生。经由轴10与位于轴冷却通道6中的能导电的冷却剂的接触同样产生轴10的接地。在电机的运行中在轴10上集聚的电荷可以因此经由能导电的冷却剂流走，从而能够避免由于集聚的电荷出现的干扰以及电荷经由轴承11之一或两个轴承流走。
冷却系统3可以具有另外的、在此未示出的冷却通道和接口，经由这些接口能够在连接至冷却剂回路的情况下在冷却系统3内部实现冷却剂循环。所述额外的冷却通道可以在此尤其被这样布置，使得在壳体的壳层中布置的冷却通道4以及轴冷却通道6能够完全被冷却剂通流。
替代或补充于电极12，可以设有至少一个能传导的壁区段14，该壁区段与处于冷却系统3内部的冷却剂接触。该至少一个壁区段也可以通过与外部的外壳电位的连接而具有接地13，从而经由能传导的壁区段14和与冷却剂的接触也能够实现轴10的接地。替代于此可以提出，由壳体2形成的冷却通道4、5具有通过能传导的壳体2形成的、能传导的外壁，从而位于冷却系统3内部的冷却剂经由冷却通道4、5的整个外表面与壳体2导电连接。在此经由壳体2与相应的接地部(在此未示出)的连接能够产生能导电的冷却剂或轴的接地。
图2中示出了根据本发明的电机1的另一实施例的侧视图的剖视原理图。与图1中的图示功能相同的组件具有相同的附图标记且不再详细说明。所示出的电机1的壳体2在该实施例中由能传导的材料构成且具有布置在壳体2的上侧上的接口15以及具有布置在壳体的下侧上的接口16。接口15、16与电机1的内部17相对应，从而在例如通过接口15输入能导电的冷却剂时电机1的内部17被冷却剂通流，其中，冷却剂然后通过接口16又离开内部17。由此实现了电机1的整个内部17的冷却。该内部17在该实施例中构成了电机1的冷却系统的冷却通道。能导电的冷却剂与由能导电的材料构成的壳体2直接接触，其中，该壳体2通过与外壳电位的连接而具有接地13。轴10的接地在此通过轴10与流动通过电机1的内部17的冷却剂的直接接触实现。在该实施方案中要注意的是，转子9和/或定子8必须这样设计，使得避免在转子9或定子8内部的短路以及在转子9与定子8或电机的其它组件之间的短路。这可以例如通过向转子和/或定子和/或电机1的其它组件上施加合适的绝缘层实现。
图3示出了根据本发明的机动车18的示意性侧视图。该机动车18具有电机1，该电机起到机动车18的牵引电机的作用。替代或补充于此，机动车18还可以具有一个或多个电机1，该电机被作为发电机使用来产生电能，或作为电动机来例如起到起动器的作用或用于驱动车辆组件。电机1连接在机动车18的冷却回路19上。冷却回路19在此具有热交换器20、泵21以及多个将电机1、热交换器20和泵21彼此连接的且连接成回路的冷却剂管路22。冷却剂回路19可以与机动车18的其它组件、例如传动机构和/或在机动车18中额外布置的内燃机连接。

Claims (7)

1.一种电机，该电机具有轴(10)以及冷却系统(3)，该冷却系统具有由电机(1)的至少一个组件形成的至少一个冷却通道(4、5)，其中，该冷却系统(3)被填充有能导电的冷却剂，
其特征在于，
所述轴(10)与冷却剂电接触且经由冷却剂接地。
2.根据权利要求1所述的电机，
其特征在于，
电机(1)的内部(17)被冷却剂通流，和/或轴(10)具有在轴的内部延伸的、与冷却系统连通且被填充有冷却剂的轴冷却通道(6)。
3.根据权利要求1或2所述的电机，
其特征在于，
所述冷却剂与冷却系统(3)的至少一个冷却通道(4、5)的至少一个能传导的壁区段(14)接触，其中，该能传导的壁区段(14)与外壳电位电连接，和/或冷却剂与至少一个与外壳电位电连接的电极(12)接触。
4.根据上述权利要求中任一项所述的电机，
其特征在于，
所述冷却剂是液体或液体混合物。
5.根据权利要求4所述的电机，
其特征在于，
所述液体或液体混合物被添加有至少一种提高导电能力的添加剂。
6.根据上述权利要求中任一项所述的电机，
其特征在于，
所述电机(1)具有壳体(2)，其中，该壳体(2)具有至少一个与冷却系统(3)连通的接口(7、15、16)，利用所述接口使冷却系统(3)连接或能够连接至冷却回路。
7.一种机动车，该机动车具有至少一个根据上述权利要求中任一项所述的电机(1)。
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