CN111434008A - 特别是用于车辆的电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电机(1)，尤其是用于车辆，包括：‑转子(3)和定子(2)，所述转子能够绕转动轴线(D)转动，并以此限定了电机(1)的轴向方向(A)，所述定子具有定子绕组(6)；‑冷却剂分配室(4)和沿轴向方向与冷却剂分配室相隔一距离设置的冷却剂收集室(5)，其中，冷却剂分配室(5)通过冷却剂(K)可以流过的至少一个冷却管道(10)与冷却剂收集室(5)流体地连通，以冷却定子绕组(6),‑其中，至少一个冷却管道(10)和至少一个定子绕组(6)被嵌入到用于热耦合的电绝缘塑料(11)中，‑其中，定子(2)具有定子齿(8)，所述定子齿沿轴向方向(A)延伸并且沿周向方向(U)被彼此间隔地设置并且承载有定子绕组(6)，‑其中，电绝缘塑料(11)与至少一个冷却管道(10)和至少一个定子绕组(6)被一起布置在至少一个中间空间(9)中，所述中间空间形成于在周向方向(U)上相邻的两个定子齿(8)之间，‑其中，电绝缘塑料(11)由第一塑料材料的第一塑料块(11a)和第二塑料材料的的第二塑料块(11b)形成。

Description

特别是用于车辆的电机
本发明涉及一种特别是用于车辆的电机，以及包括这种机器的车辆。
这种类型的电机通常能够是电动机或发电机。电机能够形成为外转子或内转子。
例如从US 5214325中已知一种通用机器。所述通用机器包括壳体，所述壳体围绕内部空间并且具有护套、后侧壁和前侧壁，所述护套在壳体的周向方向上回转并径向地限定内部空间，所述后侧壁在一侧轴向地限定内部空间，所述前侧壁在另一侧轴向地限定内部空间。机器的定子牢固地连接到护套。机器的转子布置在定子中，其中，转子的转子轴通过前部的轴承可转动地支撑在前侧壁上。
传统电机的定子通常包括定子绕组，该定子绕组在机器运行期间被通电。由此产生热量，该热量必须被消散以避免过热以及与之相关的定子的损坏或完全破坏。为此，从传统电机中已知，为传统电机配备冷却装置，以用于冷却定子，特别是冷却所述定子绕组。这种类型的冷却装置包括冷却剂流过且在定子中布置在定子绕组附近的一个或多个冷却通道。通过从定子绕组到冷却剂的热传递，热量能够从定子消散。
这证明，从定子到流过各个冷却管道的冷却剂的有效的热传递与很大的结构上的耗费有关是不利的。然而，这对电机的制造成本具有不利影响。
因此，本发明的目的是创建一种用于电机的改进的实施方式，在该实施方式中，该缺点基本上或甚至完全消除。特别地，应该创建一种用于电机的改进的实施方式，其特点在于，改进了对定子的定子绕组的冷却，同时降低了制造成本。
该目的通过独立权利要求的主题解决。优选实施方式是从属专利权利要求的主题。
因此，本发明的基本思想是，将电机的定子绕组嵌入电绝缘塑料中，以冷却定子绕组，所述电绝缘塑料由具有不同的热导率的两个不同的塑料块形成。
因此，塑料一方面能够用作传热介质，以将热量从定子绕组传递到流过冷却管道的冷却剂，另一方面能够用作定子绕组的电绝缘体。特别地，以这种方式建立了在定子绕组和被引导通过冷却管道的冷却剂之间的特别好的热传递。通过使用电绝缘塑料，另外还确保了待冷却的绕组不会以不希望的方式被电短路。
使用由具有不同热导率的塑料材料制成的两个塑料块允许在需要特别高的热导率以用于散热的区域中使用昂贵的具有高热导率的塑料材料。相反，在不需要如此高热导率的区域中能够使用通常能够更经济地购买的塑料。因此，该行为过程在电机的制造中导致明显的成本优势。
借助对于本发明必不可少的定子绕组嵌入电绝缘塑料，包括冷却剂的冷却管道到待冷却的定子绕组的直接热耦合导致定子绕组的特别有效的冷却。因此，在电机的高负荷运行中，也能够确保所产生的废热能够从定子消散。因此能够避免由于定子的过热而损坏或完全破坏电机。
电绝缘塑料的制造优选地能够通过注塑成型进行，其中，待冷却的定子绕组以及可选的冷却管道用塑料被挤压覆盖以形成两个塑料块。因此，即使使用两种不同的塑料材料，定子绕组在塑料块中的嵌入也非常简单。由此在根据本发明的电机的制造中也产生了成本优势。在此提出的解决方案的另一个优点是，第二塑料块能够用作定子绕组和定子体之间的附加的电绝缘体。如果(由于生产)并非所有定子绕组都能够完全嵌入第一塑料块中，则第二塑料块在任何情况下都防止与定子体的导电材料的可能的电短路。
根据本发明的特别是用于车辆的电机，该电机包括转子，该转子能够围绕转动轴线转动，转动轴线进而限定了电机的轴向方向。电机还包括定子，该定子具有定子绕组。定子具有定子齿，定子齿沿轴向方向延伸沿周向方向彼此间隔开地设置，并承载定子绕组。该机器还包括冷却剂分配室和在轴向上距冷却剂分配室一距离设置的冷却剂收集室。冷却剂分配室通过冷却剂能够流过的至少一个冷却管道与冷却剂收集室流体连通，以冷却定子绕组。至少一个定子绕组被嵌入在电绝缘塑料中，以用于热耦合。电绝缘塑料由此与至少一个定子绕组一起设置在至少一个中间空间中，所述至少一个中间空间形成在沿周向方向相邻的两个定子齿之间。根据本发明，电绝缘塑料由第一塑料块和第二塑料块形成，第一塑料块由第一塑料材料制成，第二塑料块由第二塑料材料制成，第二塑料材料的热导率大于第一塑料材料的热导率。
根据本发明，所述至少一个定子绕组具有两个轴向端部，在所述两个轴向端部上设置有附加的电绝缘的绝缘体。尽管通常已经用电绝缘体包围了导电定子绕组，以防止在各个绕组部分彼此接触时而产生电短路。但是不能保证在制造和组装定子绕组之后，所有这些定子绕组通体都配备有这种绝缘体。因此，根据本发明，通过冗余的、附加的电绝缘体来确保轴向端部既不直接限定冷却剂分配室也不直接限定冷却剂收集室。以该方式能够防止存在于冷却剂分配室或冷却剂收集室中的冷却剂与导电定子绕组的不希望的电短路。
根据优选实施方式，第二塑料块既不直接限定冷却剂分配室也不直接限定冷却剂收集室。
根据另一优选实施方式，第一塑料材料的热导率大于第二塑料材料的热导率。
作为替代，根据另一优选实施方式，第一塑料材料的热导率小于第二塑料材料的热导率。
作为替代，根据另一优选实施方式，第一塑料材料的热导率等于第二塑料材料的热导率。
在一优选实施方式中，至少一个定子绕组在至少一个中间空间中嵌入由第一塑料材料制成的第一塑料块中。另外第一塑料块与嵌入其中的定子绕组一起嵌入在由第二塑料材料制成的第二塑料块中，或者设置在第二塑料块中，或者至少部分地或完全地被所述第二塑料块包围。该措施确保了定子绕组和冷却管道之间的特别良好的热传递。在制造塑料块时，定子齿之间的所述中间空间还能够以铸模的方式使用，所述两个塑料块被注入到铸模中。因为能够放弃提供单独的铸模，所以这简化了塑料块的制造。
第一塑料块和第二塑料块特别优选地设置在至少两个中间空间中，优选地设置在所有中间空间中。
在优选实施方式中，所述至少一个定子绕组、优选所有定子绕组(包括其相应的两个轴向端部)通过第一塑料块固定到至少一个定子齿。轴向端部也能够以持久稳定的方式保持在定子体上。
能够通过选择材料成分来设定热固性塑料以及热塑性塑料的热导率。热塑性塑料的热导率由此能够等于或大于热固性塑料的热导率，反之亦然。与使用热固性塑料相比，使用热塑性塑料具有各种优点。例如，热塑性塑料由于在其加工时使用可逆成型工艺能够被更好地回收利用，或者与热固性塑料相比具有较低的脆性和改善的阻尼特性。然而，由于热塑性塑料的获取通常比热固性塑料贵，因此出于成本原因，建议选择性地使用热塑性塑料。
根据优选实施方式，第一塑料块和/或第二塑料块包括热塑性塑料或者是热塑性塑料，以便利用上述优点。
另一优选实施方式中，第一塑料块和/或第二塑料块包括热固性塑料或者是热固性塑料，由此能够利用上述成本优势。
第一塑料材料有利地包括热固性塑料或者是热固性塑料。替代地或附加地，第二塑料材料能够包括热塑性塑料或者是热塑性塑料。在被认为对热传递不太重要的那些区域中使用具有降低的可调节的热导率的热固性塑料带来制造成本的降低。
在另一优选实施方式中，至少一个冷却管道被设置在塑料块中。该措施确保定子绕组与冷却管道之间的特别有效的热传递，因为布置在中间空间中的冷却管道被紧靠待冷却的定子绕组地定位。
在另一优选实施方式中，至少一个冷却管道由至少一个孔形成，优选由多个孔形成，所述孔被设置在电绝缘塑料中，优选设置在第二塑料块中，冷却剂能流过所述孔。该变型能以技术上特别简单的方式实现并且由此特别具有成本优势。
第二塑料块特别优选地在垂直于轴向方向的横截面中完全地围绕或覆盖至少一个孔，优选所有孔。以这种方式，形成冷却管道的孔能够特别好地与定子绕组热耦合。
至少一个孔能够有利地在垂直于轴向方向的横截面中具有矩形的几何形状，该几何形状具有两个宽侧面和两个窄侧面。以此方式，孔被赋予有利的扁平管的几何形状，这进而允许在紧贴待冷却的定子绕组处的冷却管道的节省空间的安装布置。
所述至少一个冷却管道优选地被第二塑料块覆盖或包围。以这种方式确保了流过冷却管道的冷却剂与定子绕组的特别良好的热连接。
根据优选实施方式，冷却剂分配室和/或冷却剂收集室至少部分地设置在电绝缘塑料中，优选地设置在第一塑料块中，以用于与定子绕组热耦合。这提供了在冷却剂分配室或冷却剂收集室与定子绕组之间的特别良好的热传递，使得冷却剂分配室或冷却剂收集室也能够用于直接从定子绕组吸收热量。
限定了中间空间的定子的表面部分有利地覆盖有第一塑料块。该措施改善了定子绕组相对于定子体的电绝缘。
第一塑料块和第二塑料块特别优选地一起基本上完全填充中间空间。以这种方式避免了例如以气隙的方式形成不希望的中间空间，该不希望的中间空间将导致热传递的不希望的减少。
在另一个优选实施方式中，第一塑料块和第二塑料块分别是由第一塑料材料或第二塑料材料制成的注塑成型块。注塑成型工艺的使用简化并加速了塑料块的产生。这导致了电机的制造中的成本优势。
在有利的进一步改进中，定子包括优选为环形的定子体，定子齿能够从该定子体突出。在这种进一步改进中，第一塑料块至少设置在定子体的外周侧上。定子能够以这种方式与机器的外部环境电绝缘。因此，能够放弃提供用于容纳定子体的单独的壳体。在可选的变型中，也可以考虑在定子体的至少一个前侧或两个前侧上覆盖有第一塑料块。在另一变型中，塑料块能够优选地完全覆盖定子体。特别优选地，第一塑料块在外周侧上形成外覆盖层。这样，定子体在外周侧上电绝缘。
第一塑料块有利地从相应的中间空间轴向突出、优选地在两侧上突出。因此，第一塑料块也能够用于部分地限定冷却剂分配室或冷却剂收集室。特别地，能够放弃去除作为机器制造的一部分所需要的从中间空间突出的第一塑料块的一部分，这与机器制造中的成本优势有关。
另一有利的设计方案提出，第一塑料块至少部分地限定冷却剂分配室和/或冷却剂收集室。因此，能够放弃例如以壳体的形式为冷却剂分配室或冷却剂收集室提供单独的限定。
至少一个冷却管道以及第一和第二塑料块能够有利地设置在两个定子齿之间的至少一个、优选每个中间空间中，两个定子齿各自在周向方向上相邻。以这种方式确保了，能够从所有可用的定子绕组消散运行时产生的废热。
根据另一优选实施方式，所述至少一个冷却管道在中间空间中径向地设置在相应的定子绕组的外侧或径向地设置在相应的定子绕组内。这提供了冷却管道在待冷却的定子绕组附近的节省结构空间的布置，使得电机仅需要很少的结构空间用于冷却定子绕组。
替代地，至少一个冷却管道在中间空间中也能够径向地设置在相应的定子绕组外侧，并且至少一个另外的冷却管道在中间空间中能够附加地径向地设置在相应的定子绕组内。即在这种变型中，设置了至少两个冷却管道用于冷却定子绕组，由此实现了冷却能力的增加。
一种优选的设计方案提出，将所述至少一个冷却管道形成为管体，所述管体围绕管体内部空间。在该变型中，在管体上整体地模制有至少一个分隔元件，所述至少一个分隔元件将管体内部空间分成彼此流体分隔的至少两个部分冷却管道。能够通过所述分隔元件来增强管体，使得提高其机械强度。管体能够由特别是金属的导电材料形成，或由特别是塑料的电绝缘材料形成。
有利的进一步改进提出，将管体形成为扁平管，该扁平管沿轴向方向延伸并且在垂直于轴向方向的横截面中具有两个宽侧面和两个窄侧面。扁平管的至少一个宽侧面有利地在垂直于轴向方向的横截面中基本垂直于径向方向延伸。因此，所述两个宽侧面的长度能够优选地是两个窄侧面的长度的至少四倍、优选至少十倍。
根据另一优选实施方式，至少一个冷却管道被设置在定子体中并且由至少一个孔形成，冷却剂能够流过该至少一个孔。所述孔能够以通孔的形式实现，作为电机制造的一部分，其接着适当的钻孔工具被引入定子体。在该变型的情况下，能够放弃提供单独的管体或类似物来限定冷却管道。这与降低制造成本相关。特别优选地，提供有多个这种类型的孔。
至少一个冷却管道被有利地设置在定子体中关于周向方向的两个相邻定子齿之间的区域中。这使得能够将冷却管道设置在待冷却定子绕组附近，改善了从定子绕组到冷却管道的热传递。
在另一优选实施方式中，形成冷却管道的孔被形成为朝向中间空间敞开。所述孔由此被布置在中间空间中的电绝缘塑料，优选被第二塑料块以流体密封的方式封闭。在该变型的情况下，孔能够特别容易地形成，这与制造中的成本优势相关。
根据另一优选实施方式，冷却剂分配室和/或冷却剂收集室由腔形成，该腔至少部分地、优选完全地存在于第一塑料块中。因此，能够放弃提供分别用于限定冷却剂分配器或冷却剂收集室的单独的外壳或壳体。该实施方式也具有明显的成本优势。
根据有利的实施方式，电绝缘的绝缘体至少部分地、优选完全地由绝缘漆形成。这种绝缘漆能够在定子的制造中通过喷涂施加到定子绕组。然而替代地，也可以考虑通过电绝缘塑料，优选地通过作为电绝缘塑料的一部分的第三塑料块来实现附加的绝缘。这种变型能够特别容易地制造并且因此具有成本效益。
本发明还涉及一种车辆，特别是机动车辆，该车辆包括上述电机。因此，电机的上述优点也能够转移到根据本发明的车辆。
本发明的其他重要特征和优点从从属权利要求、附图以及基于附图的对应的附图说明中得出。
不言而喻，上述特征和以下将要描述的特征不仅能够以各自指定的组合使用，而且能够以其他组合或单独使用，而不会脱离本发明的范围。
在附图中示出了本发明的优选的实施例，并且在下面的描述中将对其进行更详细的描述。
分别示意性地：
图1示出在沿转子的转动轴线的纵截面中的根据本发明的电机的示例，
图2示出在垂直于转子的转动轴线的横截面中的根据图1的电机的定子，
图3示出在周向方向上相邻的两个定子齿之间的中间空间的区域中的图2的定子的详细示意图，
图4-6示出根据图3的示例的变型，
图7示出图1的电机的第一变型，其中流过冷却管道的冷却剂也用于冷却转子的轴承，
图8示出根据图1的电机的第二变型，其需要特别小的安装空间，
图9示出根据图1的电机的第三变型，其提供了特别有效的定子绕组的冷却。
图1在截面示意图中示出了根据本发明的电机1的示例。电机1的尺寸被确定为使得该电机能够用于车辆中，优选地用于公路车辆中。电机1包括仅在图1中粗略示意性示出的转子3和定子2。为了清楚起见，在图2中以单独的图示在沿着图1的剖面线II-II的垂直于转动轴线D的横截面中示出了定子2。根据图1，转子3具有转子轴31，并且能够具有多个磁体，所述多个磁体在图1中未更详细地示出，并且其磁极性沿周向方向U交替。转子3能够围绕转动轴线D转动，所述转动轴线D的位置由转子轴31的中央纵向轴线M决定。平行于转动轴线D延伸的轴向方向A由转动轴线D限定。径向方向R垂直于轴向方向A。周向方向U围绕转动轴线D转动。
如图1所示，转子3设置在定子2中。因此，这里示出的电机1是所谓的内转子。也可以设想所谓的外转子的实现，其中转子3设置在定子2的外部。转子轴31在第一轴承32a中被支撑在定子2上第一轴承32a中，并且与其轴向间隔开地支撑在第二轴承32b中，从而能够围绕转动轴线D转动。
以已知的方式，定子2还包括能够被通电以产生磁场的多个定子绕组6。通过由转子3的磁体产生的磁场的磁相互作用，借助于定子绕组6产生的磁场使转子3转动。
从图2的横截面能够看出，定子2能够具有例如由铁制成的环形定子体7。定子体7尤其能够由多个定子体板(未示出)形成，所述多个定子体板沿着轴向方向A彼此叠置并且彼此粘附。沿轴向方向A延伸的多个定子齿8远离定字体7地径向向内突出，并且沿周向方向U彼此间隔地设置，在内部被径向地整体模制到定子体7。每个定子齿8承载定子绕组6。各个定子绕组6一起形成绕组布置。根据由定子绕组6形成的磁极的数量，整个绕组布置的各个定子绕组6能够以合适的方式电连接在一起。
在电机1运行期间，通电的定子绕组6产生废热，该废热必须从电机1消散，以防止过热以及随之而来的电机1的损坏或完全破坏。定子绕组6因此借助于冷却剂K冷却，该冷却剂被引导通过定子2，并且通过热传递吸收由定子绕组6产生的废热。
为了将冷却剂K引导通过定子2，电机1包括冷却剂分配室4，冷却剂K能够通过冷却剂入口33引入所述冷却剂分配室。冷却剂收集室5沿轴向方向A设置成与冷却剂分配室4相距一距离。冷却剂分配室4通过多个冷却管道10与冷却剂收集室5流体连通，在图1的图示中只能看到所述多个冷却管道中的一个。冷却剂分配室4和冷却剂收集室5在垂直于轴向方向A的在图中未示出的横截面上分别能够具有环形的几何形状。各自沿周向方向A从环形冷却剂分配室4延伸到环形冷却剂收集室5的多个冷却管道10被布置成沿周向方向U彼此距离一距离。经由冷却剂入口33引入冷却剂分配室4中的冷却剂K因此能够分配到各个冷却管道10。在流过冷却管道10并且从定子绕组吸收热量之后，冷却剂K被收集在冷却剂收集室5中，并且经由设置在定子2上的冷却剂出口34再次从电机1消散。
从图1和2的图示中能够看出，定子绕组6设置在中间空间9中，该中间空间形成在在周向方向U上相邻的每两个定子齿8之间。所述中间空间9对于本领域技术人员来说还已知为所谓的“定子槽”或“定子狭槽”，其与定子齿一样沿着周向方向A延伸。
现在关注图3的图示，其详细示出了在在周向方向U上相邻的两个定子齿8之间形成的中间空间9，所述两个定子齿在下文中也称为定子齿8a、8b。为了改善由定子绕组6产生的废热到流过冷却管道10的冷却剂K的热传递，根据图3分别在中间空间9中设置了电绝缘塑料11。电绝缘塑料11由第一塑料块11a和第二塑料块11b形成，第一塑料块由第一塑料材料制成，第二塑料块由第二塑料材料制成，第二塑料材料的热导率大于第一塑料材料的热导率。第一塑料材料11a是热固性塑料。第二塑料材料11b是热塑性塑料。在示例情况下，第一和第二塑料块11a、11b分别设置在所有中间空间9中。两个塑料块11a、11b优选地各自为由电绝缘塑料11制成的注塑成型块。注塑成型工艺的使用简化并加速了塑料块的制造。在该示例的变型中，可以设想，选择两个塑料块11a、11b的塑料材料，使得第二塑料材料的热导率小于第一塑料材料的热导率。在另一变型中，具有相同热导率的两种塑料材料也能够用于第一和第二塑料块11a、11b。
根据图3，设置在中间空间9中的定子绕组6与冷却管道10嵌入由第一塑料材料制成的第一塑料块11a中。第一塑料块11a与嵌入其中的定子绕组6以及冷却管道10一起进而嵌入由第二塑料材料制成的第二塑料块11b中，或者部分地被所述第二塑料块包围。
根据图1，定子绕组6各自具有两个轴向端部14a、14b，在所述两个轴向端部上设置有附加的电绝缘的绝缘体。尽管通常已经用电绝缘体包围了导电定子绕组，以防止各个绕组部分彼此接触而产生电短路，但是不能保证在制造和组装定子绕组6之后，所有这些定子绕组6通体都配备有这种类型的绝缘体。因此，通过冗余的、附加的电绝缘体来确保轴向端部14a、14b既不直接限定冷却剂分配室4也不直接限定冷却剂收集室5。以该方式能够防止分别存在于冷却剂分配室4或冷却剂收集室5中的冷却剂与导电定子绕组的不希望的电短路。
电绝缘的绝缘体能够由绝缘漆形成。这种类型的绝缘漆能够借助作为定子2的制造的一部分的喷涂而被施加到定子绕组6。然而，替代地，也可以设想，通过电绝缘塑料11，例如借助于作为电绝缘塑料11的一部分的另一第三塑料块，实现附加的绝缘。
包括其各自的两个轴向端部14a、14b的定子绕组6通过第一塑料块11a固定到定子齿3。这样，轴向端部14a、14b也能够以此方式持久稳定地保持在定子体3上。
不言而喻，根据图3设置在中间空间9中的定子绕组6分别部分地与第一定子绕组6a相关，该第一定子绕组由第一定子齿8a承载并且部分地与由第二定子齿8b承载的第二定子绕组6b相关，所述第二定子齿在周向方向U上与第一定子齿8a相邻。为清楚起见，在图3中画出了虚拟分隔线12。在图3中的分隔线12的左侧示出的绕组线13a属于由定子齿8a承载的定子绕组6a。在分隔线12的右侧示出的绕组线13b属于由定子齿8b承载的定子绕组6b。
根据图3，形成在中间空间9中的冷却管道10由多个孔40实现，多个孔布置在电绝缘塑料11中，冷却剂K能够流过孔。如图3所示，第二塑料块11b优选地在垂直于轴向方向A的横截面中分别完全围绕孔40。形成冷却管道10的孔40以此方式能够特别有效地与定子绕组6热耦合。
孔40(图3中示意性地示出四个这种类型的孔40)沿着周向方向U彼此间隔开地设置，并且分别沿着轴向方向A延伸。孔40能够被实现为通孔，其借助适当的钻孔工具而被引入第二塑料块11b。孔40在垂直于轴线方向D的横截面中各自可具有矩形的几何形状，该几何形状包括两个宽侧面20和两个窄侧面21。两个宽侧面20的长度由此为两个窄侧面21的长度的至少两倍，优选至少四倍。由此重现了扁平管的有利几何形状。
在图3的示例中，形成冷却管道10的孔40被设置在塑料块11中且相对于径向方向R径向地设置在定子绕组6的外侧。冷却管道10到转子3的转动轴线D的径向距离因此大于定子绕组6到转动轴线D的距离。然而，也可设想冷却管道10径向地设置在内侧。孔40的两个宽侧面20在垂直于轴向方向A的横截面中各自垂直于径向方向R延伸，如图3所示。
为了制造根据图1至3的电机1，形成中间空间9的定子体7的表面被第二塑料材料，优选被热塑性塑料挤压覆盖，且第二塑料块11b以此方式形成。定子体7的材料由此朝向相应的内部空间9电绝缘。然后，定子绕组6被引入中间空间9并设置在定子齿8上。然后，定子燃组6被第一塑料材料，优选被热固性塑料挤压覆盖，这样产生了第一塑料块11a。作为电绝缘塑料11的制造的一部分，定子体7也可被第一塑料材料挤压覆盖第一塑料材料形成第一塑料块11a，电绝缘塑料11由两个塑料块11a、11b构成。在此之前或之后，形成冷却管道10的孔40能够利用适当的钻孔工具的帮助而被引入第二塑料块11b。
图4示出了图3的示例的变型。在根据图4的电极1的情况中，冷却管道10不是设置在第一塑料块11a中，而是设置在定子2的定子体7中。如图4中可见，形成冷却管道10的孔40设置在定子体7中且径向地设置在中间空间9的外侧，且相对于周向方向U，设置在两个相邻的定子齿8a、8b之间。与图3的示例类似，冷却管道10由孔40形成，然而，在根据图4的变型中，孔40被设置在定子体7中，而非塑料11中。优选地作为定子体7的制造的一部分，冷却管道10可有过将孔40相应地引入定子体7或引入形成定子体7的定子体板而形成，孔40优选为利用适当的钻孔工具的帮助形成的钻孔的形式。
图5示出图4的示例的变型。在根据图5的变型中，形成冷却管道10的孔40也被设置在定子2的定子体7中。然而，与图4的变型相反，在图5的示例中，设置在定子体7中的孔40被形成为朝向中间空间9敞开。如图5中可见，孔40通过设置在中间空间9中的第二塑料块11b朝向中间空间9以流体密封的方式封闭。
图6示出图5的实施例的另一改进。在根据图6的另一改进中，冷却管道10形成在定子体7以及第一塑料块11a中。附加地设置在定子体7中的冷却管道10(下文中还被称为“径向外冷却管道”)与图5的示例类似地形成，从而参照上文关于图5进行的描述。设置在第一塑料块11a中的冷却管道10在下文也将被成“径向内冷却管道”10b。相对于径向方向R，定子绕组6因此被布置在两个冷却管道10a、10b之间。如图6详细示出的，径向内冷却管道10b能够由例如由铝制成的管体16形成，所述管体围绕管体内部空间22。特别是金属的导电材料或特别是塑料的电绝缘材料通常能够被考虑分别用作管体16或冷却管道10、10a的材料。如图6的详细图示所示，能够将一个或多个分隔元件18可选地整体模制在管体16上，所述一个或多个分隔元件将冷却管道10b分隔成彼此流体分隔的部分冷却管道19。以这种方式能够改善冷却剂K在冷却管道10b中的流动特性，这导致向冷却剂K的热传递改善。此外，附加地对管体16进行了机械加固。在图6的示例中示例性地示出了这种类型的两个分隔元件18，因此形成了三个部分冷却管道19。不言而喻，在该示例的变型中，不同数量的分隔元件18也是可能的。管体16能够形成为扁平管17，该扁平管在垂直于轴向方向A的横截面中具有两个宽侧面20和两个窄侧面21。两个宽侧面20的长度是两个窄侧面21的至少四倍、优选至少十倍。在该情况中，宽侧面20垂直于径向方向R延伸。
在适当的情况下，上述根据图3至6的变型可彼此结合。
下面将再次参考图1。如图1清楚所示，优选地一件式形成的第一塑料块11a能够从两侧的中间空间9轴向突出。这还允许将冷却剂分配室4以及替代地或附加地将冷却剂收集室5嵌入第一塑料块11a中，以与相应的定子绕组6的两个轴向端部14a、14b热耦合，所述两个轴向端部轴向地设置在相应的中间空间9的外部。在通常被特别地热加载的相关定子绕组6的轴向端部14a、14b的区域中，能够通过这种方式建立到冷却剂K的有效热传递，该冷却剂相应地存在于冷却剂分配室4或冷却剂收集室5中。该措施允许特别有效地冷却定子绕组6的两个轴向端部14a、14b。
根据图1，定子2以及定子体7和定子齿8一起还轴向地设置在第一轴承罩25a和第二轴承罩25b之间。
如图1所示，冷却剂分配室4的一部分设置在第一轴承罩25a中，而冷却剂收集室5的一部分设置在第二轴承罩25b中。因此，冷却剂分配室4和冷却剂收集室5分别部分地由设置在第一塑料块11a中的腔41a、41b形成。
这里，第一腔41a由形成在第一轴承罩25a中的腔42a补充，以形成冷却剂分配室4。第二腔41b相应地由形成在第二轴承罩25b中的腔42b补充，以形成冷却剂分配室5。在上述实施例变型中，塑料块11a而不是第二塑料块11b至少部分地限定了冷却剂分配室4以及冷却剂收集室5。
还能够在第一轴承罩25a中形成冷却剂供给装置35，该冷却剂供给装置将冷却剂分配室4流体连接至冷却剂入口33，该冷却剂入口特别如图1所示周向地在外部设置在第一轴承罩25a上。能够相应地在第二轴承罩25b中设置冷却剂排放装置36，该冷却剂排放装置将冷却剂收集室5流体连接至冷却剂出口34，该冷却剂出口特别如图1所示周向地在外部设置在轴承罩25b上。这提供了将冷却剂分配室4或冷却剂收集室5在径向上分别在相应的定子绕组6的第一或第二端部14a、14b的外侧，以及在这些端部14a、14b的沿轴向方向A的延伸部上的布置。通过这种措施，定子绕组6的在电机1的运行期间尤其被热加载的端部14a、14b也被特别有效地冷却。
根据图1，由电绝缘塑料11制成的第一塑料块11a也能够设置在定子体7的外周侧30上，并且因此在外周侧30上形成塑料覆盖层11.1。因此，通常由导电定子板形成的定子2的定子体7能够与周围区域电绝缘。因此，能够放弃提供用于容纳定子体7的单独的壳体。
图7示出图1的示例的变型。为了也在电机1的运行期间冷却转子轴31以及两个轴承32a、32b，冷却剂供应装置35能够热耦合到设置在第一轴承罩25a中的第一轴承32a。冷却剂排放装置36同样能够热耦合到设置在第二轴承罩25b中的第二轴承32b。以这种方式能够放弃用于冷却轴承32a、32b的单独的冷却装置，这导致成本优势。在图7的示例中，冷却剂入口33和冷却剂出口34设置在相应的轴承罩25a、25b的外前侧26a、26b上。在根据图7和1的变型中，定子绕组6沿径向方向R径向地设置在冷却管道10内。定子绕组6借助于电连接部50通过设置在第二轴承罩25b中的引线39从定子2中引出到外部，使得所述定子绕组能够从外部通电。引线39径向地设置在冷却剂分配室4或冷却剂收集室5与转动轴线D之间。
在图8的示例中，其示出了与图7相比简化的实施方式，冷却剂分配室4和冷却剂收集室5仅设置在冷却管道10的轴向延伸部中。这种变型需要用于冷却剂分配室4和冷却剂收集室5的特别小的安装空间。在根据图8的变型中，定子绕组6沿径向方向R在径向上设置在冷却管道10内。定子绕组6借助于电连接部50通过设置在第二轴承罩25b中的引线39从定子2中引出到外部，使得所述定子绕组能够从外部通电。引线39相对于径向方向R在冷却剂分配室4或冷却剂收集室5的外侧径向地设置在第二轴承罩25b中。
在图9的示例中，示出了图7的进一步改进。在该改进中，在图9所示的沿转动轴线D的纵截面中，冷却剂分配室4以U形方式围绕相应的定子绕组6的第一轴向端部14a，由此轴向地在端侧上并且径向地在内部和径向地在外部。冷却剂收集室5在沿转动轴线D的纵截面中相应地以U形方式围绕相应的定子绕组6的第二轴向端部14b，即轴向地在端侧上并且径向地在内部和径向地在外部。在这种变型中，冷却管道10径向地设置在定子绕组6的内部以及径向地设置在定子绕组6的外部。因此，包括其轴向端部14a、14b的各个定子绕组6经由冷却管道10以及冷却剂分配室4和冷却剂收集室5与冷却剂K直接热接触。这允许特别有效地冷却包括尤其承受热负荷的轴向端部14a、14b的定子绕组6。

Claims (32)

1.一种电机(1)，特别是用于车辆，
-包括转子(3)和定子(2)，所述转子能够绕转动轴线(D)转动，所述转动轴线(D)限定了电机(1)的轴向方向(A)，所述定子(2)具有定子绕组(6)，
-其中，所述定子(2)具有定子齿(8)，所述定子齿(8)沿轴向方向(A)延伸并且沿周向方向(U)被彼此间隔地设置，并且承载所述定子绕组(6)，
-包括冷却剂分配室(4)和在轴向上与所述冷却剂分配室相隔一距离布置的冷却剂收集室(5)，其中，所述冷却剂分配室(4)通过冷却剂(K)能够流过的至少一个冷却管道(10)与所述冷却剂收集室(5)流体连通，以冷却所述定子绕组(6)，
-其中，至少一个定子绕组(6)被嵌入电绝缘塑料(11)中，以进行热耦合，
-其中，所述电绝缘塑料(11)与所述至少一个定子绕组(6)被一起布置在至少一个中间空间(9)中，所述至少一个中间空间(9)形成于在周向方向(U)上相邻的两个定子齿(8)之间，
-其中，所述电绝缘塑料(11)由第一塑料块(11a)和第二塑料块(11b)形成，所述第一塑料块由第一塑料材料制成，所述第二塑料块由第二塑料材料制成，
-其中，所述至少一个定子绕组(6)，优选所有定子绕组(6)具有两个轴向端部(14a、14b)，在所述两个轴向端部上布置有附加的电绝缘的绝缘体，使得所述轴向端部(14a、14b)分别既不直接限定冷却剂分配室(4)，也不直接限定冷却剂收集室(5)。
2.根据权利要求1所述的电机，
其特征在于，
所述第二塑料块(11b)既不直接限定冷却剂分配室(4)，也不直接限定冷却剂收集室(5)。
3.根据权利要求1或2所述的电机，
其特征在于，
所述第一塑料材料的热导率大于所述第二塑料材料的热导率。
4.根据权利要求1或2所述的电机，
其特征在于，
所述第一塑料材料的热导率小于所述第二塑料材料的热导率。
5.根据权利要求1或2所述的电机，
其特征在于，
所述第一塑料材料的热导率等于所述第二塑料材料的热导率。
6.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
-至少一个定子绕组(6)在所述至少一个中间空间(9)中被嵌入到由第一塑料材料制成的第一塑料块(11a)中，
-所述第一塑料块(11a)和嵌入其中的定子绕组(6)一起至少部分地被由所述第二塑料材料制成的第二塑料块(11b)包围，优选地嵌入到所述第二塑料块(11b)中。
7.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
包括其相应的两个轴向端部(14a、14b)的所述至少一个定子绕组(6)、优选为所有定子绕组(6)通过第一塑料块(11a)被固定到至少一个定子齿(8)。
8.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
所述第一塑料块和/或第二塑料块的第一塑料材料和/或第二塑料材料包括热固性塑料或是热固性塑料。
9.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
所述第一塑料块和/或第二塑料块的第一塑料材料和/或第二塑料材料包括热塑性塑料或是热塑性塑料。
10.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
-所述第一塑料材料包括热固性塑料或是热固性塑料，和/或
-所述第二塑料材料包括热塑性塑料或是热塑性塑料。
11.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
至少一个冷却管道(10、10b)被布置在所述电绝缘塑料(11)中。
12.根据权利要求11所述的电机，
其特征在于，
所述至少一个冷却管道(10)由至少一个孔(40)形成，优选由多个孔(40)形成，所述孔被设置在电绝缘塑料(11)中，优选被设置在第二塑料块(11b)中，并且冷却剂(K)能够流过所述孔(40)。
13.根据权利要求12所述的电机，
其特征在于，
在垂直于轴向方向(A)的横截面中，所述第二塑料块(11b)至少部分地，优选为完全地包围或覆盖至少一个孔(40)，优选为分别围绕或覆盖所有孔(40)。
14.根据权利要求12或13所述的电机，
其特征在于，
在垂直于轴向方向(A)的横截面中，所述至少一个孔(40)具有矩形的几何形状，所述矩形的几何形状包括两个宽侧面(20)和两个窄侧面(21)。
15.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
所述至少一个冷却管道(10)至少部分地，优选为完全地被电绝缘塑料(11)，优选为被所述第二塑料块(11b)所包围或覆盖。
16.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
-所述冷却剂分配室(4)和/或所述冷却剂收集室(5)至少部分地被布置在电绝缘塑料(11)中，优选为被布置在第一塑料块(11a)中，以与所述定子绕组(6)热耦合。
17.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
限定所述中间空间(9)的所述定子(2)的表面部分至少部分地覆盖有第二塑料块(11b)。
18.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
所述第一塑料块(11a)和第二塑料块(11b)一起基本上完全填充了所述中间空间(9)。
19.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
所述第一塑料块(11a)和第二塑料块(11b)分别通过由第一塑料材料或第二塑料材料制成的注塑成型块形成。
20.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
-所述定子(2)包括优选为环形的定子体(7)，
-所述第一塑料块(11a)被至少布置在所述定子体(7)的外周侧(30)上。
21.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
所述第一塑料块(11a)在所述外周侧(30)上形成外覆盖层(11.1)。
22.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
至少所述第一塑料块(11a)从所述中间空间(9)轴向地突出。
23.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
所述第一塑料块(11a)至少部分地限定所述冷却剂分配室(4)和/或所述冷却剂收集室(5)。
24.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
至少一个冷却管道(10)和所述电绝缘塑料(11)被设置在两个定子齿(8a、8b)之间的至少一个，优选每个中间空间(9)中，所述两个定子齿(8a、8b)在周向方向(U)上相邻。
25.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
-所述至少一个冷却管道(10)在所述中间空间(9)中被径向地布置在相应的定子绕组(6)的外侧或径向地布置在相应的定子绕组(6)内，或
-在所述中间空间(9)中，至少一个冷却管道(10)被径向地布置在相应的定子绕组(6)的外侧，并且至少一个另外的冷却管道(10)被径向地布置在相应的定子绕组(6)内。
26.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
所述至少一个所述冷却管道(10)被形成为管体(16)，所述管体(16)包围管体内部空间(22)，
其中，至少一个分隔元件(18)整体地模制在所述管体(16)上，所述分隔元件(18)将管体内部空间(22)分隔成彼此流体地分隔开的至少两个部分冷却管道(19)。
27.根据权利要求26所述的电机，
其特征在于，
所述管体(16)被形成为扁平管(17)，
其中，在垂直于轴向方向(A)的横截面中，扁平管(17)的至少一个宽侧面(20)基本上垂直于径向方向(R)延伸。
28.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
至少一个冷却管道(10、10a)被布置在定子体(7)中，并且由冷却剂(K)能流过的至少一个孔(40)形成。
29.根据权利要求28所述的电机，
其特征在于，
所述至少一个冷却管道(10、10a)相对于周向方向(U)被布置在定子体(7)中两个相邻的定子齿(8、8a、8b)之间的区域中。
30.根据权利要求28或29所述的电机，
其特征在于，
形成所述冷却管道(10)并被布置在定子体(7)中的孔(40)被形成为朝着中间空间(9)敞开，并且通过布置在中间空间(9)中的所述电绝缘塑料(11)，优选为通过所述第二塑料块(11b)被流体密封地封闭。
31.根据前述权利要求之一所述的电机，
其特征在于，
所述电绝缘的绝缘体至少部分地，优选完全地由绝缘漆和/或由作为电绝缘塑料(11)的一部分的第三塑料块形成。
32.一种车辆，特别是机动车辆，包括至少一个根据前述权利要求之一所述的电机(1)。
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