DE102012221325A1 - Electric machine for transport device e.g. electrical vehicle, has cooling circuit component connected with another cooling circuit component, where latter cooling circuit component is arranged for liquid-cooling of winding head - Google Patents

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Abstract

The machine (2) has a stator (4) provided with a coil winding (5) and a winding head (16). A first cooling circuit component (12) cools a region (7) of the coil winding of the stator. A second cooling circuit component (14) i.e. pipe, is connected with the first cooling circuit component. The second cooling circuit component is arranged for liquid-cooling of the winding head. The second cooling circuit component and the winding head are encapsulated in a thermally conductive potting material (20) e.g. amino plastic material such as amino plastic resin. An independent claim is also included for a method for manufacturing an electric machine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Motortechnik bzw. Generatortechnik. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine neuartige Kühlgeometrie für eine elektrische Maschine, insbesondere für den Wickelkopf einer Spulenwicklung eines Statorelementes. Weiter insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine elektrische Maschine für ein Transportmittel, ein Transportmittel, insbesondere Automobil, weiter insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine sowie ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine. The present invention relates to engine technology or generator technology. In particular, the present invention relates to a novel cooling geometry for an electrical machine, in particular for the winding overhang of a coil winding of a stator element. Further particularly, the present invention relates to an electric machine for a means of transport, a means of transport, in particular automobile, more particularly electric or hybrid vehicle with an electric machine according to the invention and a method for producing an electrical machine according to the invention.

Stand der Technik State of the art

Elektrische Maschinen für Antriebs- und Generatortechnologie weisen prinzipbedingt ein Statorelement und ein Rotorelement auf. Das Statorelement weist eine geeignet ausgebildete Spulenwicklung auf, welche durch Stromfluss ein Wechselmagnetfeld erzeugen kann, um das Rotorelement in eine Drehbewegung zu versetzen. In elektrischen Maschinen werden dabei verschiedene Wickeltechniken für Spulenwicklungen im Stator eingesetzt. Electric machines for drive and generator technology basically have a stator element and a rotor element. The stator element has a suitably designed coil winding, which can generate an alternating magnetic field as a result of current flow in order to set the rotor element in a rotational movement. In electrical machines, different winding techniques are used for coil windings in the stator.

Ein mögliches Beispiel einer elektrischen Maschine bzw. eines Generators ist ein im Wesentlichen zylindrisch ausgebildetes Statorelement mit einem innenliegend angeordneten Rotorelement und geeigneter Drehachse. Die Spulenwicklung des Statorelementes ist im Wesentlichen die vollständige Zylinderoberfläche des Statorelementes umgebend bzw. durchdringend ausgebildet und ragt an den axialen Enden des Statorelementes aus diesem hinaus. An diesen axialen Enden bildet die Spulenwicklung einen sogenannten Wickelkopf aus, welcher eine hohe Anzahl von stromführenden Leitern auf einer vergleichsweise kleinen Fläche bzw. in einem vergleichsweise kleinen Volumen darstellt. A possible example of an electric machine or of a generator is a substantially cylindrical stator element with an internally arranged rotor element and suitable axis of rotation. The coil winding of the stator is substantially surrounding the entire cylindrical surface of the stator or formed penetrating and protrudes at the axial ends of the stator out of this. At these axial ends, the coil winding forms a so-called winding head, which represents a large number of current-carrying conductors on a comparatively small area or in a comparatively small volume.

Der Wickelkopf einer elektrischen Maschine, zum Beispiel einer verteilte Wicklung, ist hierbei aufgrund der dichten Anordnung der Stromleiter meist der heißeste Punkt einer elektrischen Maschine, insbesondere durch die Überlagerung der Phasen der Spulenwicklung in diesem Bereich. Due to the dense arrangement of the current conductors, the winding overhang of an electrical machine, for example a distributed winding, is usually the hottest point of an electrical machine, in particular due to the superposition of the phases of the coil winding in this area.

Herkömmlich erfolgt eine Kühlung eines Wickelkopfes durch thermische Anbindung des Wickelkopfes an das jeweilige Statorpaket zur Abgabe der auftretenden Verlustwärme und gegebenenfalls an dort vorgesehene Kühlvorrichtungen. Conventionally, a cooling of a winding head by thermal connection of the winding head to the respective stator for discharging the heat loss occurring and, where appropriate, provided there cooling devices.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer neuartigen Wickelkopfkühlung für eine elektrische Maschine. One aspect of the present invention is the provision of a novel winding head cooling for an electrical machine.

Demgemäß wird eine elektrische Maschine für ein Transportmittel, ein Transportmittel, insbesondere Automobil, weiter insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen angezeigt. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Accordingly, an electric machine for a means of transport, a means of transport, in particular automobile, more particularly electric or hybrid vehicle and a method for producing an electrical machine according to the invention according to the independent claims is indicated. Preferred embodiments will be apparent from the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird ein Wickelkopf einer elektrischen Maschine durch Einbringen einer Kühlkreislaufkomponente in den Wickelkopf oder Anbringen an dem Wickelkopf, insbesondere umfangsseitig umlaufend bzw. verlaufend, gekühlt. Eine derartige Kühlkreislaufkomponente soll somit Abwärme des Wickelkopfes aufnehmen und geeignet aus dem System bzw. von der elektrischen Maschine abführen. According to the invention, a winding head of an electric machine is cooled by introducing a cooling circuit component into the winding head or attaching to the winding head, in particular peripherally circumferentially or extending. Such a cooling circuit component is thus intended to absorb waste heat from the winding head and to discharge it appropriately from the system or from the electric machine.

Erfindungsgemäß weist eine elektrische Maschine eine erste Kühlkreislaufkomponente auf, welche eingerichtet ist, den Bereich der Spulenwicklung des Statorelementes zu kühlen. Eine derartige Kühlkreislaufkomponente kann beispielsweise großflächig um die Oberfläche des im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Statorelementes abgeordnet sein und hierbei geeignet durch den Stromfluss der Spulenwicklung auftretende Verlustwärme aus der elektrischen Maschine ableiten. Im Weiteren ist eine zweite Kühlkreislaufkomponente vorgesehen, welche zur Kühlung des Wickelkopfes eingerichtet ist. According to the invention, an electrical machine has a first cooling circuit component which is set up to cool the region of the coil winding of the stator element. Such a cooling circuit component may, for example, be disposed over a large area around the surface of the substantially cylindrical stator element and in this case be able to dissipate heat loss arising from the current flow of the coil winding from the electric machine. In addition, a second cooling circuit component is provided, which is set up for cooling the winding head.

Diese zweite Kühlkreislaufkomponente mag dabei parallel zur ersten Kühlkreislaufkomponente eingerichtet sein. Insbesondere mag die erste Kühlkreislaufkomponente Abzweigungen bzw. Bypass-Öffnungen aufweisen, an welchen die zweite Kühlkreislaufkomponente anschließbar ist. Die zweite Kühlkreislaufkomponente kann dabei beispielsweise als ein Rohr oder ein Kühlkanal bzw. eine Kühlschlange ausgebildet sein, an zumindest zwei geeigneten Anschlüssen mit der ersten Kühlkreislaufkomponente verbunden und im bzw. am Wickelkopf angeordnet sein. This second cooling circuit component may be configured parallel to the first cooling circuit component. In particular, the first cooling circuit component may have branches or bypass openings to which the second cooling circuit component can be connected. The second cooling circuit component may be formed, for example, as a pipe or a cooling channel or a cooling coil, connected to at least two suitable terminals with the first cooling circuit component and arranged in or on the winding head.

Als zweite Kühlkreislaufkomponente verwendbar ist beispielsweise ein geformtes Rohr, insbesondere aus Kunststoff, oder geeignet geformte oder flexible, geeignet druckfeste Hydraulikleitungen. Durch diese Leitungen mag nun eine Kühlflüssigkeit aus der ersten Kühlkreislaufkomponente abgegriffen und um den Wickelkopf geführt werden. Die Anbindung der zweiten Kühlkreislaufkomponente an die erste Kühlkreislaufkomponente mag hierbei über Plug and Seal-Elemente bzw. -Verbinder realisiert sein, somit aufsteckbar und im Wesentlichen dadurch selbstdichtend. As a second cooling circuit component can be used, for example, a molded tube, in particular made of plastic, or suitably shaped or flexible, suitably pressure-resistant hydraulic lines. Through these lines may now be tapped a cooling liquid from the first cooling circuit component and guided around the winding head. The connection of the second cooling circuit component to the first cooling circuit component may in this case be realized via plug and seal elements or connectors, thus attachable and essentially self-sealing thereby.

Für eine bevorzugte thermische Anbindung des Wickelkopfes an die zweite Kühlkreislaufkomponente mag der Wickelkopf zusammen mit der zweiten Kühlkreislaufkomponente nach deren Montage mit einem geeigneten wärmeleitfähigen Vergussmaterial vergossen werden. Insbesondere geeignet hierfür ist Aminoplastmaterial, insbesondere Aminoplastharz. EP 1 341 846 B1 beschreibt solches wärmeleitfähiges Vergussmaterial, insbesondere Aminoplastmaterial bzw. Aminoplastharze. For a preferred thermal connection of the winding head to the second cooling circuit component like the winding head together with the second cooling circuit component after their assembly with a suitable thermally conductive potting material are cast. Particularly suitable for this purpose is aminoplast material, in particular aminoplast resin. EP 1 341 846 B1 describes such thermally conductive potting material, in particular aminoplast material or aminoplast resins.

Durch ein Vergießen des Wickelkopfes und der zweiten Kühlkreislaufkomponente wird eine bevorzugte thermische Anbindung des Wickelkopfes an die Kühlkreislaufkomponente bereitgestellt, wodurch diese, durch das in ihr vorgesehene und geleitete Kühlmedium, beispielsweise Wasser, am Wickelkopf auftretende Wärme ableiten mag. By casting the winding head and the second cooling circuit component, a preferred thermal connection of the winding head is provided to the cooling circuit component, whereby this may dissipate the heat occurring at the winding through the provided therein and guided cooling medium, for example water.

Die Ableitung kann dabei über die erste Kühlkreislaufkomponente erfolgen und somit auf herkömmliche Art aus einer elektrischen Maschine mit einer Statorkühlung abgeführt werden. Eine Ausgestaltung aus einem Kunststoff bzw. aus einem Nichtmetall verhindert die Beeinflussung der zweiten Kühlkreislaufkomponente durch vorherrschende Magnetfelder und insbesondere die Erwärmung der zweiten Kühlkreislaufkomponente durch diese. Die zweite Kühlkreislaufkomponente kann den Wickelkopf gewellt bzw. mäanderförmig überstreichen, um somit die Kontaktoberfläche zwischen Kühlkreislaufkomponente und Wickelkopf zu erhöhen. Gleichfalls ist denkbar, eine im Wesentlichen kreisrunde Kühlleitung mit Stichleitungen zu versehen, um auch hierdurch geeignet die Oberfläche der Überlappung von zweiter Kühlkreislaufkomponente und Wickelkopf zu erhöhen. The discharge can take place via the first cooling circuit component and thus be discharged in a conventional manner from an electric machine with a stator cooling. An embodiment of a plastic or a non-metal prevents the influence of the second cooling circuit component by prevailing magnetic fields and in particular the heating of the second cooling circuit component by the latter. The second cooling circuit component can corrugate the winding head or meander over it, thus increasing the contact surface between the cooling circuit component and the winding head. Likewise, it is conceivable to provide a substantially circular cooling line with stubs in order to increase the surface of the overlap of the second cooling circuit component and the winding overhang.

Erfindungsgemäß wird eine elektrische Maschine derart hergestellt, dass die Spulenwicklung, zum Beispiel eine verteilte Wicklung, in den Stator eingezogen wird. Anschließend bildet sich ein noch loser Wickelkopf aus, in welchem bzw. an welchem die zweite Kühlkreislaufkomponente vorgesehen bzw. eingezogen werden kann. Anschließend mag der Wickelkopf zusammen mit der zweiten Kühlkreislaufkomponente in Form gebracht bzw. gepresst werden und nachfolgend mit Wickelgarn kompaktiert werden. Abschließend wird der so entstandene Wickelkopf mit geeignetem wärmeleitfähigem Vergussmaterial vergossen. According to the invention, an electrical machine is produced such that the coil winding, for example a distributed winding, is drawn into the stator. Subsequently, a still loose winding head is formed, in which or at which the second cooling circuit component can be provided or retracted. Subsequently, the winding head together with the second cooling circuit component may be shaped or pressed and subsequently compacted with winding yarn. Finally, the resulting winding head is encapsulated with suitable thermally conductive potting material.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigen Show it

1 einen exemplarischen Aufbau einer elektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 an exemplary structure of an electric machine according to the present invention;

2a, b eine exemplarische Ausgestaltung eines Verlaufs von erster Kühlkreislaufkomponente und optionaler zweiter Kühlkreislaufkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung; 2a FIG. 1 b shows an exemplary embodiment of a profile of the first cooling circuit component and optional second cooling circuit component according to the present invention; FIG.

3a, b exemplarische Ausgestaltungen einer Geometrie der zweiten Kühlkreislaufkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung; und 3a FIG. 10 shows exemplary embodiments of a geometry of the second refrigeration cycle component according to the present invention; FIG. and

4 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung 4 an inventive method for producing an electric machine according to the present invention

Weiter Bezug nehmend auf 1 wird ein exemplarischer Aufbau einer elektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Further referring to 1 An exemplary construction of an electric machine according to the present invention is illustrated.

1 zeigt einen Schnitt durch eine elektrische Maschine 2 mit einem Statorelement 4, welches umlaufend um ein Rotorelement 6 mit Rotationsachse 8 angeordnet ist. Im Statorelement angeordnet ist eine Wicklung 5, welche nur schematisch auf einer Seite des Rotorelementes 6 angedeutet ist. Wicklung 5 ist nur schematisch angedeutet, die genaue Ausgestaltung der Spulenwicklung 5 ist einer konkreten Implementierung der elektrischen Maschine geschuldet. 1 shows a section through an electric machine 2 with a stator element 4 which revolves around a rotor element 6 with rotation axis 8th is arranged. Arranged in the stator element is a winding 5 , which only schematically on one side of the rotor element 6 is indicated. winding 5 is only indicated schematically, the exact configuration of the coil winding 5 is due to a concrete implementation of the electric machine.

In einem Bereich der Spulenwicklung 7 angeordnet ist eine erste Kühlkreislaufkomponente 12, exemplarisch ausgebildet als ein die Oberfläche des Statorelementes 4 umlaufender Kühlkanal. Die erste Kühlkreislaufkomponente 12 überstreicht die Außenoberfläche des Statorelementes 4 im Wesentlichen über dessen gesamten Außenumfang, um eine geeignete Wärmeabfuhr vom Statorelement 4, insbesondere erzeugt durch den Stromfluss in der Wicklung 5, bereitzustellen. Elektrische Maschine 2 ist eingebettet in ein geeignetes Gehäuse 10. In one area of the coil winding 7 arranged is a first cooling circuit component 12 , exemplified as a the surface of the stator 4 circulating cooling channel. The first refrigeration cycle component 12 passes over the outer surface of the stator 4 essentially over its entire outer circumference, in order to ensure suitable heat removal from the stator element 4 , in particular generated by the current flow in the winding 5 to provide. Electric machine 2 is embedded in a suitable housing 10 ,

An den axialen Enden des Statorelementes 4 ausgebildet sind Wickelköpfe 16. Unter Verwendung einer Anschlussöffnung 18, beispielsweise eines Steckverbinders oder Plug and Seal-Verbinders ist eine zweite Kühlkreislaufkomponente 14 an die erste Kühlkreislaufkomponente 12 angebunden. Die zweite Kühlkreislaufkomponente 14 verläuft von der ersten Kühlkreislaufkomponente 12 in geeigneter Weise zum Wickelkopf 16. At the axial ends of the stator element 4 are formed winding heads 16 , Using a connection port 18 For example, a connector or plug and seal connector is a second cooling circuit component 14 to the first refrigeration cycle component 12 tethered. The second refrigeration cycle component 14 runs from the first cooling circuit component 12 in a suitable manner to the winding head 16 ,

Am Wickelkopf 16 umläuft die zweite Kühlkreislaufkomponente 14 diesen in Umfangsrichtung und ermöglicht somit die Aufnahme von Verlustwärme des Wickelkopfes 16. Über eine erste Anschlussöffnung 18 der ersten Kühlkreislaufkomponente 12 kann die zweite Kühlkreislaufkomponente 14 mit Kühlmittel versorgt werden, welches über eine zweite Anschlussöffnung 18 insbesondere nach zumindest einmaligem Umlauf um den Wickelkopf 16 wieder in die erste Kühlkreislaufkomponente 12 zurückgeführt wird. Ein mehrfacher Umfangsumlauf der zweiten Kühlkreislaufkomponente 14 um den Wickelkopf 16 ist ebenfalls denkbar. Die Anschlussöffnung 18 kann auch gelötet, geschweißt oder geprägt ausgeführt sein. Für eine verbesserte thermische Anbindung des Wickelkopfes 16 an die zweite Kühlkreislaufkomponente 14 sind beide Elemente unter Verwendung von geeignetem Vergussmaterial 20 vergossen. At the winding head 16 circumscribes the second refrigeration cycle component 14 this in the circumferential direction and thus allows the absorption of heat loss of the winding head 16 , Via a first connection opening 18 the first refrigeration cycle component 12 may be the second refrigeration cycle component 14 be supplied with coolant, which via a second connection opening 18 in particular after at least one single revolution around the winding overhang 16 again in the first cooling circuit component 12 is returned. A multiple circumferential circulation of the second cooling circuit component 14 around the winding head 16 is also possible. The connection opening 18 can also be soldered, welded or embossed. For an improved thermal connection of the winding head 16 to the second refrigeration cycle component 14 Both are elements using suitable potting material 20 shed.

Vergussmaterial 20 kann dadurch eine bevorzugte Wärmeleitung von Wickelkopf 16 zur zweiten Kühlkreislaufkomponente 14 und deren Kühlmedium bereitstellen. Insbesondere geeignet sind Aminoplastmaterialien bzw. Aminoplastharze. grout 20 This allows a preferred heat conduction of the winding head 16 to the second refrigeration cycle component 14 and provide their cooling medium. Particularly suitable are aminoplast materials or aminoplast resins.

Bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine kann somit zunächst ein Statorelement 4 mit einer Spulenwicklung 5 und zumindest einem Wickelkopf 16 sowie einer ersten Kühlkreislaufkomponente 12 bereitgestellt werden, wobei die erste Kühlkreislaufkomponente 12 zum Kühlen eines Bereiches der Spulenwicklung 5 des Statorelementes 4 eingerichtet ist. Auf geeignete Weise können nachfolgend zumindest zwei Anschlussöffnungen 18 in die erste Kühlkreislaufkomponente 12 eingebracht werden, welche als Abgriffe zum Anbinden der zweiten Kühlkreislaufkomponente 14 eingerichtet sind. Hierdurch wird eine zweite Kühlkreislaufkomponente 14 an die erste Kühlkreislaufkomponente 12 anschließbar. Diese mag nun bevorzugt derart geführt werden, dass sie zur Kühlung des Wickelkopfes 16 eingerichtet ist. Nach dem Ausbilden der zweiten Kühlkreislaufkomponente 14 um den Wickelkopf 16 kann die Anordnung aus zweiter Kühlkreislaufkomponente 14 und zumindest einem Teil des Wickelkopfes 16, insbesondere der Bereich, in dem die zweite Kühlkreislaufkomponente 14 am Wickelkopf 16 angenähert ist, anschließend mit einem geeigneten wärmeleitfähigen Vergussmaterial vergossen werden. In the production of an electrical machine according to the invention can thus first a stator 4 with a coil winding 5 and at least one winding head 16 and a first cooling circuit component 12 be provided, wherein the first cooling circuit component 12 for cooling a portion of the coil winding 5 of the stator element 4 is set up. In a suitable manner, at least two connection openings can subsequently be provided 18 in the first refrigeration cycle component 12 are introduced, which as taps for connecting the second cooling circuit component 14 are set up. As a result, a second cooling circuit component 14 to the first refrigeration cycle component 12 connected. This may now preferably be performed such that they are used to cool the winding head 16 is set up. After forming the second refrigeration cycle component 14 around the winding head 16 For example, the arrangement may be made up of a second refrigeration cycle component 14 and at least part of the winding head 16 , in particular the area in which the second cooling circuit component 14 on the winding head 16 is approximated, then cast with a suitable thermally conductive potting material.

Weiter Bezug nehmend auf 2a, b wird eine exemplarische Ausgestaltung eines Verlaufs von erster Kühlkreislaufkomponente und optionaler zweiter Kühlkreislaufkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Further referring to 2a , b is an exemplary embodiment of a progression of the first refrigeration cycle component and optional second refrigeration cycle component according to the present invention.

Die 2a, b zeigen hierbei die plan abgewickelte, gemäß 1 das Statorelement 4 umlaufende erste Kühlkreislaufkomponente 12. Exemplarisch umgibt die erste Kühlkreislaufkomponente 12 den Außenmantel des Statorelementes 4 in einer Wellen- bzw. Mäanderform. Hierdurch wird eine bevorzugte thermische Anbindung des Bereichs des Statorelementes 4, in dem die Spulenwicklung 5 vorgesehen ist, an die erste Kühlkreislaufkomponente 12 erzielt. The 2a , b show the plan, according to 1 the stator element 4 circulating first cooling circuit component 12 , By way of example, the first cooling circuit component surrounds 12 the outer jacket of the stator 4 in a wave or meander shape. As a result, a preferred thermal connection of the region of the stator element 4 in which the coil winding 5 is provided to the first cooling circuit component 12 achieved.

Zumindest zwei Anschlussöffnungen 18 sind in der ersten Kühlkreislaufkomponente 12 vorgesehen. In 2a sind diese noch geeignet verschlossen, beispielsweise weil das Material der ersten Kühlkreislaufkomponente 12 noch nicht zum Anschluss der zweiten Kühlkreislaufkomponente 14 vorbereit ist. Somit sind die Anschlussöffnung 18 noch nicht in die erste Kühlkreislaufkomponente 12 eingebracht. At least two connection openings 18 are in the first refrigeration cycle component 12 intended. In 2a these are still suitably closed, for example because the material of the first cooling circuit component 12 not yet to connect the second cooling circuit component 14 is prepared. Thus, the connection opening 18 not yet in the first cooling circuit component 12 brought in.

In 2b zu erkennen ist, dass Anschlussöffnungen 18 nunmehr geöffnet sind und eine zweite Kühlkreislaufkomponente 14 geeignet an die erste Kühlkreislaufkomponente 12 angebracht ist. Die zweite Kühlkreislaufkomponente 14 stellt einen parallelen Kühlpfad zur ersten Kühlkreislaufkomponente 12 bereit. Hierdurch wird verhindert, dass von einer Kühlkreislaufkomponente erwärmtes Kühlmittel in die jeweils andere Kühlkreislaufkomponente eingeleitet wird, wodurch deren Kühlmöglichkeiten reduziert werden mögen. Die Flussrichtung 22 ist in der ersten Kühlkreislaufkomponente 12 und der zweiten Kühlkreislaufkomponente 14 gleich ausgebildet. In 2 B it can be seen that connection openings 18 now open and a second cooling circuit component 14 suitable to the first cooling circuit component 12 is appropriate. The second refrigeration cycle component 14 provides a parallel cooling path to the first refrigeration cycle component 12 ready. This prevents that heated by a cooling circuit component coolant is introduced into the other cooling circuit component, whereby their cooling options may be reduced. The flow direction 22 is in the first refrigeration cycle component 12 and the second refrigeration cycle component 14 the same education.

Denkbar ist nun, dass eine elektrische Maschine 2, welche zunächst ausschließlich die erste Kühlkreislaufkomponente 12 aufweist, derart durch Einbringen von zumindest zwei Anschlussöffnungen 18 modifiziert wird, so dass die zweite Kühlkreislaufkomponente 14 anbringbar und geeignet verbindbar ist. Somit lässt sich die erfindungsgemäße Wickelkopfkühlung auch nachträglich in eine elektrische Maschine zunächst ohne zweite Kühlkreislaufkomponente 14 anbinden. Im Bereich 24 verläuft die zweite Kühlkreislaufkomponente 14 im Wesentlichen den Wickelkopf 16 umlaufend. It is conceivable that an electric machine 2 which initially only the first cooling circuit component 12 has, by introducing at least two connection openings 18 is modified so that the second cooling circuit component 14 attachable and suitably connectable. Thus, the winding head cooling according to the invention can also be subsequently in an electric machine without first second cooling circuit component 14 tie. In the area 24 runs the second cooling circuit component 14 essentially the winding head 16 circulating.

In 2b ist die zweite Kühlkreislaufkomponente 14 exemplarisch als ein Rohr bzw. ein Kühlkanal ausgebildet. Die zweite Kühlkreislaufkomponente 14 ist hierbei bevorzugt aus einem Kunststoff ausgebildet und mag insbesondere eine Aluminiumbeschichtung aufweisen. In 2 B is the second refrigeration cycle component 14 exemplified as a pipe or a cooling channel. The second refrigeration cycle component 14 In this case, it is preferably formed from a plastic and may in particular have an aluminum coating.

Weiter Bezug nehmend auf 3a,b werden exemplarische Ausgestaltungen einer Geometrie der zweiten Kühlkreislaufkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Further referring to 3a , b show exemplary embodiments of a geometry of the second refrigeration cycle component according to the present invention.

In 3a stellt sich die Geometrie der zweiten Kühlkreislaufkomponente 14 nicht als gerades Rohr oder gerader Kühlkanal dar, vielmehr ist sie wellig bzw. mäanderförmig ausgebildet. Im Wesentlichen ist die Ausgestaltung der zweiten Kühlkreislaufkomponente 14 gemäß 3a mit der der ersten Kühlkreislaufkomponente 12 der 2a, b vergleichbar. Eine entsprechende Mäanderform erhöht die Überschneidungsoberfläche zwischen der Wickelkopfoberfläche und der zweiten Kühlkreislaufkomponente 14 und ermöglicht eine bevorzugte Verlustwärmeabfuhr. In 3a is the geometry of the second cooling circuit component 14 not as a straight pipe or straight cooling channel, but it is wavy or meandering formed. In essence, the embodiment of the second cooling circuit component 14 according to 3a with the first refrigeration cycle component 12 of the 2a , b comparable. A corresponding meandering shape increases the intersecting surface between the winding head surface and the second cooling circuit component 14 and allows a preferred loss of heat dissipation.

In 3b dargestellt ist eine im Wesentlichen geradlinige zweite Kühlkreislaufkomponente 14, welche jedoch Stichleitungen 14‘ aufweist, um gleichfalls die Überschneidungsoberfläche von Wickelkopf 16 und zweiter Kühlkreislaufkomponente 14 zu erhöhen. 3a, b stellen hierbei exemplarisch den Bereich 24 dar wie in 2b angezeigt. Eine weitere geeignete Ausgestaltung der zweiten Kühlkreislaufkomponente 14 ist die Verwendung von formbarer, insbesondere flexibler Hydraulikleitung, welche über bekannte Anschlussverfahren bzw. Anschlusselemente mit geeigneten Anschlussöffnungen 18 der ersten Kühlkreislaufkomponente 12 verbindbar und welche flexibel um den Wickelkopf 16 führbar ist. Nach dem Aufbringen der zweiten Kühlkreislaufkomponente 14 auf die Oberfläche des Wickelkopfes 16 bzw. durch geeignetes Einbringen einer zweiten Kühlkreislaufkomponente 14 in den Wickelkopf 16 kann die gesamte Anordnung aus zweiter Kühlkreislaufkomponente 14 und Wickelkopf 16 unter Verwendung von Vergussmaterial wärmeleitend verbunden werden. In 3b illustrated is a substantially rectilinear second cooling circuit component 14 , which, however, stub lines 14 ' to also overlap the surface of the winding overhang 16 and second refrigeration cycle component 14 to increase. 3a , b represent the area by way of example 24 as in 2 B displayed. Another suitable embodiment of the second cooling circuit component 14 is the use of moldable, in particular flexible hydraulic line, which via known connection method or connection elements with suitable connection openings 18 the first refrigeration cycle component 12 connectable and which flexible around the winding head 16 is feasible. After applying the second cooling circuit component 14 on the surface of the winding head 16 or by suitable introduction of a second cooling circuit component 14 in the winding head 16 can the entire arrangement of second cooling circuit component 14 and winding head 16 be thermally conductively connected using potting material.

Weiter Bezug nehmend auf 4 wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Further referring to 4 An inventive method for producing an electric machine according to the present invention is shown.

Das erfindungsgemäße Verfahren 30 zur Herstellung einer elektrischen Maschine 2 weist die Schritte auf: Bereitstellen 32 eines Statorelementes 4 mit einer Spulenwicklung 5 und zumindest einem Wickelkopf 16 sowie einer ersten Kühlkreislaufkomponente 12, welche eingerichtet ist zur Kühlung des Bereichs 7 der Spulenwicklung 5 des Statorelementes 4. An die erste Kühlkreislaufkomponente 12 ist eine zweite Kühlkreislaufkomponente 14 anschließbar, wobei die zweite Kühlkreislaufkomponente 14 eingerichtet ist zur Kühlung des Wickelkopfes 16. Nachfolgend erfolgt der Verguss 34 der zweiten Kühlkreislaufkomponente 14 und des zumindest einen Wickelkopfes 16 in einem wärmeleitfähigen Vergussmaterial, insbesondere einem Aminoplastmaterial, weiter insbesondere einem Aminoplastharz.The inventive method 30 for producing an electrical machine 2 has the steps: Deploy 32 a stator element 4 with a coil winding 5 and at least one winding head 16 and a first cooling circuit component 12 , which is set up to cool the area 7 the coil winding 5 of the stator element 4 , To the first refrigeration cycle component 12 is a second refrigeration cycle component 14 connectable, wherein the second cooling circuit component 14 is set up to cool the winding head 16 , Subsequently, the potting occurs 34 the second refrigeration cycle component 14 and the at least one winding head 16 in a thermally conductive potting material, in particular an aminoplast material, more particularly an aminoplast resin.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1341846 B1 [0012] EP 1341846 B1 [0012]

Claims (9)

Elektrische Maschine (2) für ein Transportmittel, aufweisend ein Statorelement (4) mit einer Spulenwicklung (5) und zumindest einem Wickelkopf (16); eine erste Kühlkreislaufkomponente (12), eingerichtet zur Kühlung des Bereichs (7) der Spulenwicklung (5) des Statorelementes (4); wobei an die erste Kühlkreislaufkomponente (12) eine zweite Kühlkreislaufkomponente (14) anschließbar ist; wobei die zweite Kühlkreislaufkomponente (14) eingerichtet ist zur Kühlung des Wickelkopfes (16); dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung als eine Flüssigkeitskühlung ausgebildet ist. Electric machine ( 2 ) for a means of transport, comprising a stator element ( 4 ) with a coil winding ( 5 ) and at least one winding head ( 16 ); a first refrigeration cycle component ( 12 ), designed to cool the area ( 7 ) of the coil winding ( 5 ) of the stator element ( 4 ); wherein the first cooling circuit component ( 12 ) a second refrigeration cycle component ( 14 ) is connectable; wherein the second refrigeration cycle component ( 14 ) is arranged for cooling the winding head ( 16 ); characterized in that the cooling is designed as a liquid cooling. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Kühlkreislaufkomponente (14) und der zumindest eine Wickelkopf (16) in einem wärmeleitfähigen Vergussmaterial (20) vergossen sind, insbesondere einem Aminoplastmaterial, weiter insbesondere einem Aminoplastharz. An electric machine according to claim 1, wherein the second refrigeration cycle component ( 14 ) and the at least one winding head ( 16 ) in a thermally conductive potting material ( 20 ), in particular an aminoplast material, more particularly an aminoplast resin. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Kühlung als eine Wasserkühlung ausgebildet ist.  Electrical machine according to claim 1 or 2, wherein the cooling is designed as a water cooling. Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweite Kühlkreislaufkomponente (14) ausgebildet ist als eine im Wickelkopf (16) umfangsmäßig verlaufende oder den Wickelkopf (16) umfangsseitig umlaufende Kühlkreislaufkomponente. Electric machine according to one of claims 1 to 3, wherein the second cooling circuit component ( 14 ) is formed as one in the winding head ( 16 ) extending circumferentially or the winding head ( 16 ) circumferentially circulating cooling circuit component. Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweite Kühlkreislaufkomponente (14) ausgebildet ist aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere eine metallische Beschichtung aufweisend, weiter insbesondere eine Aluminiumbeschichtung aufweisend. Electric machine according to one of claims 1 to 4, wherein the second cooling circuit component ( 14 ) is formed of a plastic material, in particular having a metallic coating, further comprising in particular an aluminum coating. Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Kühlkreislaufkomponente (14) ausgebildet ist als ein Element aus der Gruppe bestehend aus Rohr, Kühlkanal, Hydraulikleitung, flexible Hydraulikleitung, insbesondere gewellt und/oder mit Stichleitungen. Electric machine according to one of claims 1 to 5, wherein the second cooling circuit component ( 14 ) is formed as an element from the group consisting of pipe, cooling channel, hydraulic line, flexible hydraulic line, in particular corrugated and / or stub lines. Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zweite Kühlkreislaufkomponente an die ersten Kühlkreislaufkomponente unter Verwendung von zumindest zwei Verbindungsöffnungen (18) anschließbar, insbesondere parallel anschließbar, ist. Electric machine according to one of claims 1 to 6, wherein the second cooling circuit component to the first cooling circuit component using at least two connecting openings ( 18 ) connectable, in particular parallel connectable, is. Transportmittel, insbesondere Automobil, weiter insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeug aufweisend eine elektrische Maschine (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche. Transport means, in particular automobile, furthermore in particular electric or hybrid vehicle having an electric machine ( 2 ) according to one of the preceding claims. Verfahren (30) zur Herstellung einer elektrischen Maschine, aufweisend die schritte bereitstellen (32) eines Statorelement (4) mit einer Spulenwicklung (5) und zumindest einem Wickelkopf (16) sowie einer ersten Kühlkreislaufkomponente (12), welche eingerichtet ist zur Kühlung des Bereichs (7) der Spulenwicklung (5) des Statorelementes (4); wobei an die erste Kühlkreislaufkomponente (12) eine zweite Kühlkreislaufkomponente (14) anschließbar ist; wobei die zweite Kühlkreislaufkomponente (14) eingerichtet ist zur Kühlung des Wickelkopfes (16); gekennzeichnet durch vergießen (34) der zweiten Kühlkreislaufkomponente (14) und des zumindest einen Wickelkopfes (16) in einem wärmeleitfähigen Vergussmaterial (20), insbesondere einem Aminoplastmaterial, weiter insbesondere einem Aminoplastharz. Procedure ( 30 ) for the manufacture of an electric machine, comprising the steps ( 32 ) of a stator element ( 4 ) with a coil winding ( 5 ) and at least one winding head ( 16 ) and a first cooling circuit component ( 12 ) which is arranged to cool the area ( 7 ) of the coil winding ( 5 ) of the stator element ( 4 ); wherein the first cooling circuit component ( 12 ) a second refrigeration cycle component ( 14 ) is connectable; wherein the second refrigeration cycle component ( 14 ) is arranged for cooling the winding head ( 16 ); characterized by shedding ( 34 ) of the second cooling circuit component ( 14 ) and the at least one winding head ( 16 ) in a thermally conductive potting material ( 20 ), in particular an aminoplast material, more particularly an aminoplast resin.
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