DE102012223372A1

DE102012223372A1 - Electric machine i.e. inner rotor-motor, for hybrid drive arrangement for vehicle, has stator with stator carrier, and coolant supply element discharging coolant from coolant channel and arranged axially at radial outer edge of carrier

Info

Publication number: DE102012223372A1
Application number: DE201210223372
Authority: DE
Inventors: Olaf Pagels; Jürgen Buhlheller
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-06-18

Abstract

The machine (4) has a stator (10) comprising a stator carrier (12), and a coolant supply element (30) fastened to the stator carrier. The supply element supplies coolant to a coolant channel (20) that is formed at the stator carrier, where the channel is extended annularly along the stator carrier. The supply element discharges the coolant from the coolant channel, and arranged axially at a radial outer edge of the stator carrier. The stator carrier has a coolant inlet and a coolant outlet (34) that stays in fluid connection with the channel. An independent claim is also included for a hybrid drive arrangement.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Hybridantrieb eines Fahrzeugs, umfassend einen Stator mit einem Statorträger und ein am Statorträger befestigbares Kühlmittelzuführelement, das dazu ausgelegt ist, Kühlmittel in mindestens einen am Statorträger ausgebildeten, sich im Wesentlichen ringförmig entlang des Statorträgers erstreckenden Kühlmittelkanals einzuleiten und Kühlmittel aus dem mindestens einen am Statorträger ausgebildeten Kühlmittelkanal abzuleiten. The present invention relates to an electric machine, in particular for a hybrid drive of a vehicle, comprising a stator with a stator and a fastened to the stator coolant supply, which is designed to introduce coolant into at least one stator formed on the stator, substantially annularly extending along the stator carrier coolant channel and divert coolant from the at least one coolant channel formed on the stator carrier.

Beim Betrieb einer elektrischen Maschine zur Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Energie bzw. umgekehrt, entsteht Wärme, die zur Vermeidung von Schäden und zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrads von der Maschine abgeführt werden muss. Dazu ist es gängige Praxis, elektrische Maschinen mit einer Kühleinrichtung auszubilden bzw. mit dieser zu verbinden, wobei ein in einem Kühlmittelkanal strömendes Kühlmittel die Verlustwärme am Stator aufnimmt und von der elektrischen Maschine zu einem Wärmetauscher transportiert. Aus dem Stand der Technik sind dabei insbesondere Kühlmittelkanäle bekannt, die im Blechpaket des Stators ausgebildet sind. Diese bekannten Kühlmittelkanäle weisen jedoch meist nur eine unzureichend gleichmäßige Kühlung des Stators auf und schränken die Effektivität der elektrischen Maschine ein. When operating an electrical machine for converting electrical energy into mechanical energy or vice versa, heat is generated which must be dissipated from the machine to avoid damage and to achieve high efficiency. For this purpose, it is common practice to form electrical machines with a cooling device or to connect to this, wherein a coolant flowing in a coolant channel receives the heat loss on the stator and transported by the electric machine to a heat exchanger. In particular, coolant channels are known from the prior art, which are formed in the laminated core of the stator. However, these known coolant channels usually have only an insufficiently uniform cooling of the stator and limit the effectiveness of the electric machine.

Um eine räumlich gleichmäßig Kühlung mit einer über den gesamten Umfang des Stators möglichst homogenen Temperaturverteilung bereitzustellen, ist im Stand der Technik, beispielsweise der DE 10 2010 041 305 , vorgeschlagen worden, einen sich im Wesentlichen ringförmig entlang des Statorträgers erstreckender Kühlmittelkanal auszubilden, der mit Hilfe eines radial außen am Stator befestigbaren Kühlmittelzuführelements mit Kühlmittel beaufschlagbar ist. Dabei ist das Kühlmittelzuführelement direkt in den Kühlmittelkanal eingesetzt, so dass Kühlmittel entlang des umfänglich um den Stator angeordneten Kühlmittelkanals fließen kann. Zudem ist das Kühlmittelzuführelement derart ausgebildet, dass Kühlmittel auch an die Stelle des Kühlmittelzuführelements gelangt. Dadurch können alle Bereiche des Stators gleichmäßig gekühlt werden. In order to provide spatially uniform cooling with a temperature distribution which is as homogeneous as possible over the entire circumference of the stator, it is known in the art, for example, US Pat DE 10 2010 041 305 , has been proposed to form a substantially annularly extending along the stator support coolant channel, which can be acted upon by means of a radially externally attachable to the stator Kühlmittelzuführelements with coolant. In this case, the coolant supply element is inserted directly into the coolant channel, so that coolant can flow along the coolant channel arranged circumferentially around the stator. In addition, the Kühlmittelzuführelement is designed such that coolant also comes to the place of Kühlmittelzuführelements. As a result, all areas of the stator can be cooled evenly.

Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist aber, dass radial außerhalb des Stators ausreichend Bauraum vorhanden sein muss, um das Kühlmittelzuführelement am Stator zu befestigen. Dieser Bauraum ist allerdings häufig, insbesondere bei Hybridantrieben, nicht vorhanden. A disadvantage of this embodiment, however, is that radially outside the stator sufficient space must be available to secure the Kühlmittelzuführelement on the stator. However, this space is often, especially in hybrid drives, not available.

Es ist deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung eine Kühlung für eine elektrische Maschine bereitzustellen, die eine gleichmäßige Temperaturverteilung ermöglicht und gleichzeitig den radialen Bauraumbedarf der elektrischen Maschine nicht vergrößert. It is therefore an object of the present invention to provide a cooling system for an electrical machine, which allows a uniform temperature distribution and at the same time does not increase the radial space requirement of the electric machine.

Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine gemäß Patentanspruch 1, sowie eine Hybridantriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 10 gelöst. This object is achieved by an electric machine according to claim 1, and a hybrid drive arrangement for a motor vehicle according to claim 10.

Vorliegende Erfindung stellt eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Hybridantrieb eines Fahrzeugs, bereit, die einen Stator mit einem Statorträger und ein am Statorträger befestigbares Kühlmittelzuführelement umfasst. Das Kühlmittelzuführelement ist dazu ausgelegt, Kühlmittel in mindestens einen am Statorträger ausgebildeten sich im Wesentlichen ringförmig entlang des Statorträgers erstreckenden Kühlmittelkanal einzuleiten und Kühlmittel aus dem mindestens einen am Statorträger ausgebildeten Kühlmittelkanal abzuleiten. The present invention provides an electric machine, in particular for a hybrid drive of a vehicle, which comprises a stator with a stator carrier and a coolant supply element which can be fastened to the stator carrier. The coolant supply element is designed to introduce coolant into at least one coolant channel formed on the stator carrier and extending substantially annularly along the stator carrier, and to discharge coolant from the at least one coolant channel formed on the stator carrier.

Dabei basiert die Erfindung auf der Idee, das Kühlmittelzuführelement nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, radial außerhalb des Statorträgers anzuordnen, sondern axial neben dem Statorträger am äußeren Rand des Statorträgers anzuordnen. Da üblicherweise axial neben dem Statorträger mehr Bauraum zur Verfügung steht als radial außerhalb des Stators, ermöglicht diese Anordnung, dass der Stator seinen zur Verfügung stehenden radialen Bauraum vollständig ausnutzen kann. The invention is based on the idea that the Kühlmittelzuführelement not, as known from the prior art, to arrange radially outside of the stator, but to arrange axially adjacent to the stator at the outer edge of the stator. Since usually more space is available axially adjacent to the stator than radially outside the stator, this arrangement allows the stator to fully utilize its available radial space.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel erstreckt sich der ringförmige Kühlmittelkanal zwischen einer zylindrischen Umfangsfläche des Statorträgers und einem mit dem Statorträger fluiddicht verbundenen Deckblech. Dadurch kann der Kühlmittelkanal sich sowohl umfänglich über den gesamten Umfang des Stators als auch axial über die gesamte Länge des Stators erstrecken, und so eine homogene Kühlung über den gesamten Stator bereitstellen. Zudem ist ein derartiger Kühlmittelkanal einfach und schnell zu fertigen. In accordance with a further advantageous embodiment, the annular coolant channel extends between a cylindrical peripheral surface of the stator carrier and a cover plate which is connected in a fluid-tight manner to the stator carrier. Thereby, the coolant channel can extend both circumferentially over the entire circumference of the stator and axially over the entire length of the stator, thus providing a homogeneous cooling over the entire stator. In addition, such a coolant channel is easy and fast to manufacture.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist der Statorträger weiterhin einen Kühlmittelzulauf und einen Kühlmittelablauf auf, die mit dem ringförmigen Kühlmittelkanal in fluidischer Verbindung stehen und sich im Wesentlichen in axialer Richtung im Statorträger in Richtung des axial angeordneten Kühlmittelzuführelements erstrecken. Da wie oben beschrieben der radiale Bauraum am Stator begrenzt ist und für eine Zuführung von Kühlmittel in den Kühlmittelkanal ein Zulauf bzw. Ablauf mit einem ausreichenden Strömungsquerschnitt geschaffen werden muss, kann der Kühlmittelkanal nicht einfach axial verlängert werden, um eine fluidische Verbindung mit dem Kühlmittelzuführelement bereitzustellen. Zudem erfordert die Anbringung des Kühlmittelzuführelements und die Abdichtung zwischen dem Kühlmittelzuführelement und dem Stator einen gewissen Platz. Der erfindungsgemäß angeordnete Kühlmittelzulauf und -ablauf, die vorzugsweise über Bohrungen im Statorträger realisiert sind, ermöglichen einen einfachen und sicheren Anschluss zwischen dem axial neben dem Stator angeordneten Kühlmittelzuführelement und dem umfänglich am Stator angeordneten Kühlmittelkanal. According to a further advantageous embodiment, the stator carrier further comprises a coolant inlet and a coolant outlet which are in fluid communication with the annular coolant channel and extend substantially in the axial direction in the stator in the direction of the axially arranged Kühlmittelzuführelements. As described above, the radial space is limited to the stator and an inlet or outlet with a sufficient flow cross-section must be created for a supply of coolant in the coolant channel, the coolant channel can not be easily extended axially to provide a fluidic connection with the Kühlmittelzuführelement , In addition, the attachment of the Kühlmittelzuführelements and the seal between the Kühlmittelzuführelement and the stator a certain place. The inventively arranged coolant inlet and outlet, which are preferably realized via holes in the stator, allow a simple and secure connection between the axially adjacent to the stator Kühlmittelzuführelement and the circumferentially arranged on the stator coolant passage.

Vorteilhafterweise weist der ringförmige Kühlmittelkanal im Bereich des Kühlmittelzulaufs und des Kühlmittelablaufs einen sich im Wesentlichen axial zumindest teilweise über die axiale Länge des Kühlmittelkanals erstreckenden Trennsteg auf, der einen sich umfänglich entlang des Kühlmittelkanals ausbildenden Kühlmittelströmungsweg vom Kühlmittelzulauf zum Kühlmittelablauf definiert. Der Trennsteg ermöglicht eine fluidische Trennung zwischen Kühlmittelzulauf und Kühlmittelablauf, so dass Kühlmittel, das in den Kühlmittelkanal strömt entlang des sich umfänglich erstreckenden Kühlmittelkanals verteilt und dann durch den räumlich neben dem Kühlmittelzulauf angeordneten Kühlmittelablauf aus dem Stator abgeführt wird. Dabei kann der Trennsteg auch derart ausgebildet sein, dass er einen zweiten Kühlmittelströmungsweg ermöglicht, der direkt vom Kühlmittelzulauf zum Kühlmittelablauf im Bereich des Trennstegs erfolgt. Dadurch kann Kühlmittel auch in den vom Kühlmittelsteg überdeckten Bereich des Stators eingebracht werden, so dass eine homogene Kühlmittelverteilung über den gesamten Stator bereitgestellt ist. Advantageously, the annular coolant channel in the region of the coolant inlet and the coolant outlet has a substantially axially at least partially over the axial length of the coolant channel extending divider, which defines a circumferentially along the coolant channel forming coolant flow path from the coolant inlet to the coolant outlet. The divider allows fluidic separation between the coolant inlet and the coolant outlet such that coolant flowing into the coolant channel is distributed along the circumferentially extending coolant channel and then removed from the stator through the coolant drain located adjacent the coolant inlet. In this case, the separating web can also be designed such that it allows a second coolant flow path, which takes place directly from the coolant inlet to the coolant outlet in the region of the separating web. As a result, coolant can also be introduced into the region of the stator covered by the coolant web, so that a homogeneous coolant distribution is provided over the entire stator.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist das Kühlmittelzuführelement weiterhin eine Kühlmittelzuführpassage und eine Kühlmittelabführpassage auf, die in Richtung des Statorträgers axial im Kühlmittelzuführelement ausgebildet sind, und vorzugsweise eine im Wesentlichen gleiche Querschnittsausgestaltung wie der Kühlmittelzulauf und der Kühlmittelablauf des Stators aufweisen. Dadurch kann ein direkter Anschluss zwischen dem Kühlmittelzulauf und dem Kühlmittelablauf des Stator und dem Kühlmittelzuführelement bereitgestellt werden. Eine fluidische Abdichtung zwischen Stator und Kühlmittelzuführelement erfolgt dabei vorteilhafterweise lediglich über eine Dichtung und die Anpresskraft, die eine Befestigung des Kühlmittelzuführelements am Statorträger ausübt. According to a further advantageous embodiment, the Kühlmittelzuführelement further comprises a Kühlmittelzuführpassage and a Kühlmittelabführpassage, which are formed in the direction of the stator axially in the Kühlmittelzuführelement, and preferably have a substantially same cross-sectional configuration as the coolant inlet and the coolant outlet of the stator. Thereby, a direct connection between the coolant inlet and the coolant outlet of the stator and the coolant supply element can be provided. A fluidic seal between the stator and Kühlmittelzuführelement takes place advantageously only via a seal and the contact pressure, which exerts an attachment of the Kühlmittelzuführelements on the stator.

Da insbesondere bei Hybridantrieben axial neben dem Stator, weitere Bauelemente angeordnet sind, ist eine axiale Anschlussmöglichkeit des Kühlmittelzuführelements mit einem Wärmetauscher nicht gegeben. Erfindungsgemäß weist deshalb das Kühlmittelzuführelement gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel radial außen einen Anschluss für eine Kühlmittelzuführung von einem Wärmetauscher zu dem Kühlmittelzuführelement und einen Anschluss für eine Kühlmittelabfuhr in Richtung Wärmetauscher auf. Um eine fluidische Verbindung zwischen der axial angeordneten Kühlmittelzuführpassage bzw. der axial angeordneten Kühlmittelabführpassage und den radial angeordneten Anschlüssen bereitzustellen, weisen die Kühlmittelpassagen einen ersten im Wesentlichen axial verlaufenden Abschnitt und einen zweiten sich im Wesentlichen nach radial außen in Richtung Anschluss erstreckenden Abschnitt auf. Since, in particular in hybrid drives axially adjacent to the stator, further components are arranged, an axial connection possibility of the Kühlmittelzuführelements with a heat exchanger is not given. According to the invention, therefore, the Kühlmittelzuführelement according to a further advantageous embodiment, radially on the outside a connection for a coolant supply from a heat exchanger to the Kühlmittelzuführelement and a connection for a coolant discharge in the direction of the heat exchanger. To provide a fluidic connection between the axially disposed coolant supply passage and the axially disposed coolant discharge passage and the radially disposed ports, the coolant passages have a first substantially axially extending portion and a second radially outward terminal extending portion.

Dabei kann zudem vorteilhaft sein, wenn die Anschlüsse umfänglich und/oder axial zueinander versetzt sind, so dass der umfänglich beanspruchte Bauraum des Kühlmittelzuführelements möglichst gering ist. It may also be advantageous if the ports are circumferentially and / or axially offset from each other, so that the circumferentially stressed space of the Kühlmittelzuführelements is minimized.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist der Kühlmittelzulauf und/oder der Kühlmittelablauf des Statorträgers und/oder die Kühlmittelzuführpassage und/oder die Kühlmittelabführpassage des Kühlmittelzuführelements einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Aufgrund dieser Ausgestaltung kann dem Kühlmittelkanal eine große Kühlmittelmenge zugeführt werden, ohne zu viel radialen Bauraum zu beanspruchen. According to a further advantageous embodiment, the coolant inlet and / or the coolant outlet of the stator carrier and / or the coolant supply passage and / or the coolant discharge passage of the coolant supply element has a substantially rectangular cross section. Due to this configuration, the coolant channel can be supplied with a large amount of coolant without requiring too much radial space.

Vorteilhafterweise werden der Kühlmittelzulauf und/oder der Kühlmittelablauf des Statorträgers und die Kühlmittelpassagen des Kühlmittelzuführelements mittels Dichtungen fluiddicht miteinander verbunden. Advantageously, the coolant inlet and / or the coolant outlet of the stator carrier and the coolant passages of the coolant supply element are connected to one another in a fluid-tight manner by means of seals.

Gemäß einem weiteren Aspekt vorliegender Erfindung wird eine Hybridantriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug vorgestellt, mit zumindest einer elektrischen Maschine, die einen Stator und ein am Stator befestigbares Kühlmittelzuführelement aufweist. Dabei ist das Kühlmittelzuführelement dazu ausgelegt, Kühlmittel in mindestens einen am Stator ausgebildeten Kühlmittelkanal einzuleiten und Kühlmittel aus dem mindestens einen am Stator ausgebildeten Kühlmittelkanal abzuleiten. Zudem umfasst die Hybridantriebsanordnung weiterhin einen axial neben der elektrischen Maschine angeordneten Torsionsdämpfer oder ein axial neben der elektrischen Maschine angeordnetes drehmomentübertragenden Bauteil, wobei erfindungsgemäß das Kühlmittelzuführelement axial am radial äußeren Rand des Stators angeordnet ist und sich zumindest teilweise in einen Bauraum radial außerhalb des Torsionsdämpfers oder des drehmomentübertragenden Bauteils erstreckt. According to a further aspect of the present invention, a hybrid drive arrangement for a motor vehicle is presented, comprising at least one electric machine which has a stator and a coolant supply element which can be fastened to the stator. In this case, the coolant supply element is designed to introduce coolant into at least one coolant channel formed on the stator and to discharge coolant from the at least one coolant channel formed on the stator. In addition, the hybrid drive assembly further comprises an axially adjacent to the electric machine arranged torsional damper or arranged axially adjacent to the electrical machine torque transmitting component, according to the invention the Kühlmittelzuführelement is arranged axially on the radially outer edge of the stator and at least partially in a space radially outside of the torsion damper or the torque transmitting component extends.

Da wie vorgehend beschrieben, insbesondere bei Hybridantrieben, zwar der radiale Bauraum des Stators begrenzt ist, aber axial neben dem Stator oftmals Bauteile, wie beispielsweise ein Torsionsdämpfer oder ein drehmomentübertragendes Bauteil angeordnet sind, die ihren radialen zur Verfügung stehenden Bauraum nicht komplett ausschöpfen, ist es mit der erfindungsgemäßen Anordnung des Kühlmittelzuführelements möglich, zum einen den Stator ausreichend groß zu dimensionieren und gleichzeitig eine gleichmäßig Kühlung des Stators bereitzustellen. Dabei kommt insbesondere eine Kühlmittelzuführung wie oben beschrieben zum Einsatz. As described above, in particular in hybrid drives, although the radial space of the stator is limited, but often axially adjacent to the stator components such as a torsion damper or a torque transmitting component are arranged, the radial their disposal not fully exploit standing space, it is possible with the inventive arrangement of the Kühlmittelzuführelements, on the one hand to dimension the stator sufficiently large and at the same time to provide a uniform cooling of the stator. In particular, a coolant supply as described above is used.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen definiert. Further advantages and advantageous embodiments are defined in the claims, the description and the drawings.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden. Dabei ist das gezeigte Ausführungsbeispiel rein exemplarischer Natur und soll nicht den Schutzumfang der Erfindung bestimmen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert. In the following, the invention will be described with reference to an embodiment shown in the figures. In this case, the embodiment shown is purely exemplary in nature and is not intended to determine the scope of the invention. This is defined solely by the appended claims.

Es zeigen: Show it:

1: eine schematische Schnittteilansicht durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Hybridantriebsanordnung mit einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine; 1 FIG. 2 is a schematic partial sectional view through part of a hybrid drive arrangement according to the invention with an electric machine according to the invention; FIG.

2 eine schematische Schnittansicht durch einen Kühlmittelzulauf der in 1 dargestellten elektrischen Maschine; 2 a schematic sectional view through a coolant inlet of in 1 illustrated electrical machine;

3 eine schematische Schnittansicht durch einen Kühlmittelablauf der in 1 dargestellten elektrischen Maschine; 3 a schematic sectional view through a coolant outlet in 1 illustrated electrical machine;

4 eine räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen Kühlmittelzuführelements; und 4 a spatial representation of the Kühlmittelzuführelements invention; and

5 eine räumliche Aufsicht auf einen Teilbereich der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine aus 1. 5 a spatial view of a portion of the electric machine according to the invention 1 ,

Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. In the following, the same or functionally equivalent elements are identified with the same reference numerals.

1 zeigt in schematischer Schnittansicht einen Teil eines erfindungsgemäßen Hybridantriebs 1 mit einem Torsionsdämpfer 2 und einer elektrischen Maschine 4, die radial außen von einem Getriebegehäuse 6 umgeben sind. 1 shows a schematic sectional view of part of a hybrid drive according to the invention 1 with a torsion damper 2 and an electric machine 4 that are radially outward of a transmission housing 6 are surrounded.

Die elektrische Maschine 4 ist als Innenläufer ausgebildet und weist einen Stator 10 und einen radial innen angeordneten Rotor 8 auf. Wie bekannt, umfasst der Stator 10 einen Statorträger 12 und ein damit festverbundenes und in thermischen Kontakt stehendes laminiertes Blechpaket 14 mit einem Joch und mit davon nach radial innen abstehenden Zähnen, an denen eine elektrische Wicklung in Form einer Spule 16 angeordnet ist. Zur Abfuhr der beim Betrieb der elektrischen Maschine 4 auftretenden Wärme ist diese an eine hier nicht dargestellte Kühleinrichtung mit einem Wärmetauscher angeschlossen. The electric machine 4 is designed as an internal rotor and has a stator 10 and a rotor disposed radially inward 8th on. As is known, the stator comprises 10 a stator carrier 12 and a laminated laminated core firmly bonded thereto and in thermal contact 14 with a yoke and with radially outwardly projecting teeth, in which an electrical winding in the form of a coil 16 is arranged. To dissipate during operation of the electric machine 4 occurring heat this is connected to a cooling device not shown here with a heat exchanger.

Maschinenseitig ist dafür am Stator 10 ein Kühlmittelkanal 20 vorgesehen, welcher ringförmig ausgeführt ist und sich in Umfangsrichtung am Stator 10, genauer gesagt zwischen einer zylindrischen Umfangsfläche 22 des Statorträgers 12 und einem radial über diesen aufgeschobenen und mittels Dichtelementen 24 abgedichteten zylindrischen Deckelements 26, insbesondere eines Deckblechs, erstreckt. Dabei sind die Dichtungen 24 vorzugsweise als O-Ringdichtungen ausgeführt. Vorzugsweise ist der Kühlmittelkanal 20 am Stator 10 in Umfangsrichtung geschlossen ausgeführt und weist über dessen Verlauf einen im Wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt auf. The machine side is on the stator 10 a coolant channel 20 provided, which is designed annular and in the circumferential direction on the stator 10 more precisely between a cylindrical peripheral surface 22 of the stator carrier 12 and a radially over this deferred and by means of sealing elements 24 sealed cylindrical Deckelements 26 , in particular a cover plate extends. Here are the seals 24 preferably designed as O-ring seals. Preferably, the coolant channel 20 at the stator 10 executed in the circumferential direction and has over the course of a substantially constant cross-section.

Wie 1 zu entnehmen, ist der radial am Stator 10 vorhandene Bauraum sehr beschränkt, so dass eine fluidische Verbindung zwischen dem am radial äußeren Umfang des Stators angeordneten Kühlmittelkanal 20 mit einem Wärmetauscher (nicht dargestellt) nur über eine radiale Verkleinerung des Stators 10 möglich wäre. Dies würde jedoch auch eine Reduzierung der Leistung der elektrischen Maschine nach sich ziehen, die vermieden werden sollte. As 1 can be seen, which is radially on the stator 10 existing space very limited, so that a fluidic connection between the arranged at the radially outer periphery of the stator coolant passage 20 with a heat exchanger (not shown) only via a radial reduction of the stator 10 it is possible. However, this would also entail a reduction in the performance of the electric machine, which should be avoided.

Erfindungsgemäß ist deshalb im nicht ausgenutzten Bauraum 28 zwischen der elektrischen Maschine 4 und dem Torsionsdämpfer 2 ein Kühlmittelzuführelement 30 angeordnet, das die Versorgung mit Kühlmittel zwischen einem Wärmetauscher (nicht dargestellt) und dem Stator 10 ermöglicht. According to the invention is therefore in the unused space 28 between the electric machine 4 and the torsion damper 2 a coolant supply element 30 arranged, which is the supply of coolant between a heat exchanger (not shown) and the stator 10 allows.

Um den Stator 10 mit Kühlmittel aus dem axial angeordneten Kühlmittelzuführelement 30 zu versorgen, ist weiterhin im Statorträger 12 ein Kühlmittelzulauf 32 und ein Kühlmittelablauf 34 vorgesehen, wobei in der dargestellten Schnittansicht der 1 nur der Kühlmittelablauf 34 dargestellt ist. Dabei sind der Kühlmittelzulauf 32 und der Kühlmittelablauf 34 in Richtung Kühlmittelzuführelement 30 nach radial innen angeschrägt. Dadurch ist axial am Statorträger 12 ausreichend Platz um eine fluiddichte Verbindung, vorzugsweise über Formdichtungen 48, zwischen dem Statorträger 12 und dem Kühlmittelzuführelement 30 zu realisieren. To the stator 10 with coolant from the axially arranged Kühlmittelzuführelement 30 to supply, is still in the stator 12 a coolant inlet 32 and a coolant drain 34 provided, wherein in the illustrated sectional view of 1 only the coolant outlet 34 is shown. Here are the coolant inlet 32 and the coolant drain 34 towards the coolant supply element 30 Beveled radially inward. This is axially on the stator 12 sufficient space around a fluid-tight connection, preferably via molded seals 48 , between the stator carrier 12 and the coolant supply element 30 to realize.

Wie 1 weiterhin zu entnehmen ist, ist eine axiale Anbindung des Kühlmittelzuführelements 30 an einem Wärmetauscher aufgrund des axial daneben angeordneten Torsionsdämpfers 2 nicht möglich. Deshalb weist das Kühlmittelzuführelement 30 weiterhin eine Kühlmittelzuführpassage 36 und eine Kühlmittelabführpassage 38 auf, die jeweils einen radialen Abschnitt 36a; 38a und einen axialen Abschnitt 36b; 38b aufweisen, wobei 1 wiederum nur die Abführpassage 38a, 38b zeigt. Die Passagen 36, 38 münden in einen Kühlmittelanschluss 40, 42, der wiederum mit dem Wärmetauscher verbindbar ist. As 1 can still be seen, is an axial connection of the Kühlmittelzuführelements 30 to a heat exchanger due to the axially adjacent torsion damper 2 not possible. Therefore, the coolant supply member has 30 a coolant supply passage 36 and a coolant discharge passage 38 on, each a radial section 36a ; 38a and an axial section 36b ; 38b have, wherein 1 again only the discharge passage 38a . 38b shows. The passages 36 . 38 open into a coolant connection 40 . 42 which in turn is connectable to the heat exchanger.

Die 2 und 3 zeigen vergrößert den Übergang zwischen Statorträger 12 und Kühlmittelzuführelement 30, wobei 2 einen Schnitt durch die der Kühlmittelzufuhr zugeordneten Elemente und 3 einen Schnitt durch die der Kühlmittelabfuhr zugeordneten Elemente darstellt. The 2 and 3 show increases the transition between stator 12 and coolant supply element 30 , in which 2 a section through the coolant supply associated elements and 3 a section through the coolant discharge associated elements.

Es soll an dieser Stelle explizit darauf hingewiesen werden, dass Kühlmittelzufuhr und Kühlmittelabfuhr beliebig wählbar sind. So könnten die 1 und 3 auch eine Schnittansicht durch die Kühlmittelzuführung und die 2 eine Schnittansicht durch die Kühlmittelabführung darstellen. It should be pointed out explicitly at this point that coolant supply and coolant discharge can be selected arbitrarily. So could the 1 and 3 Also, a sectional view through the coolant supply and the 2 represent a sectional view through the coolant discharge.

Wie den 2, 3 und 4 zu entnehmen ist, verlaufen die radiale Abschnitte 36b, 38b der Kühlmittelzuführpassage 36 (2) bzw. der Kühlmittelabführpassage 38 (3) im Kühlmittelzuführelement 30 nicht in gleicher Richtung, sondern sind umfänglich und axial zueinander versetzt, so dass das Kühlmittelzuführelement 30 sehr kompakt ausgeführt werden kann. Dabei ist vorzugsweise die Kühlmittelabführpassage 38 (siehe 1 und 3) im Wesentlichen radial ausgerichtet, während der Kühlmittelzuführpassage 36 (siehe 2) schräg verlaufend ausgebildet ist. Dadurch können, wie der räumlichen Darstellung von 4 zu entnehmen ist, die Kühlmittelanschlüsse 40, 42 axial gegeneinander versetzt angeordnet sein, so dass das Kühlmittelzuführelement 30 sehr kompakt ausgebildet ist. Like that 2 . 3 and 4 it can be seen, run the radial sections 36b . 38b the coolant supply passage 36 ( 2 ) or the Kühlmittelabführpassage 38 ( 3 ) in the coolant supply element 30 not in the same direction, but are circumferentially and axially offset from each other, so that the Kühlmittelzuführelement 30 can be made very compact. In this case, the coolant discharge passage is preferably 38 (please refer 1 and 3 ) substantially radially aligned during the coolant supply passage 36 (please refer 2 ) is formed obliquely. This allows, as the spatial representation of 4 can be seen, the coolant connections 40 . 42 axially offset from each other, so that the Kühlmittelzuführelement 30 is very compact.

Wie weiterhin 4 zu entnehmen ist, sind die axialen Abschnitte 36a, 38a der Kühlmittelpassagen 36, 38 im Querschnitt im Wesentlichen rechteckig ausgebildet, was einen großen Kühlmitteldurchsatz ermöglicht, ohne den radialen Bauraum zu vergrößern. Dabei sind die Kühlmittelpassagen 36, 38 im Wesentlichen im Querschnitt identisch zu dem Querschnitt des Kühlmittelzulaufs 32 bzw. des Kühlmittelablaufs 34 im Statorträger 12, so dass eine gute fluidische Verbindung zwischen dem Kühlmittelzuführelement 30 und dem Statorträger 12 geschaffen ist. Dies ist auch 5 zu entnehmen, die eine räumliche Aufsicht auf den Stator 10 im Bereich des Kühlmittelzuführelements 30 darstellt. As before 4 it can be seen, are the axial sections 36a . 38a the coolant passages 36 . 38 formed in cross-section substantially rectangular, which allows a large coolant flow rate without increasing the radial space. Here are the coolant passages 36 . 38 essentially in cross section identical to the cross section of the coolant inlet 32 or the coolant outlet 34 in the stator carrier 12 , so that a good fluidic connection between the Kühlmittelzuführelement 30 and the stator carrier 12 is created. This is also 5 to take that a spatial supervision on the stator 10 in the area of the coolant supply element 30 represents.

Um eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Kühlmittelzulauf 32 und dem Kühlmittelablauf 34 und der Kühlmittelzuführpassage 36 bzw. der Kühlmittelabführpassage 38 zu ermöglichen, sind Formdichtungen 48 vorgesehen, die eine fluiddichte Verbindung bereitstellen. To provide a fluid-tight connection between the coolant inlet 32 and the coolant drain 34 and the coolant supply passage 36 or the coolant discharge passage 38 to allow, are molded gaskets 48 provided that provide a fluid-tight connection.

Wie weiterhin 5 zu entnehmen ist, sind zudem im Stator 10 Befestigungsaufnahmen 50 vorgesehen, an denen das Kühlmittelzuführelement 30 mit Hilfe von Befestigungselementen befestigbar ist. Dazu weist das Kühlmittelzuführelement 30, wie 4 zu entnehmen ist, Befestigungsöffnungen 52 auf, durch die Befestigungselemente (nicht dargestellt) führbar ist. Die durch die Befestigungselemente bereitgestellte Anpresskraft wirkt auf die Formdichtungen 48 ein, so dass diese fluiddicht am Kühlmittelzuführelement 30 anliegen. As before 5 can be seen, are also in the stator 10 fastening receivers 50 provided on which the coolant supply 30 fastened by means of fasteners. For this purpose, the Kühlmittelzuführelement 30 , as 4 can be seen, mounting holes 52 on, by the fasteners (not shown) is feasible. The contact force provided by the fasteners acts on the mold seals 48 a, so that these fluid-tight on Kühlmittelzuführelement 30 issue.

Zudem ist 5 zu entnehmen, dass am Statorträger 12 weiterhin ein Trennsteg 54 vorgesehen ist, der dazu ausgelegt ist, den Kühlmittelzulauf 32 vom Kühlmittelablauf 34 fluidisch zumindest teilweise, insbesondere im Bereich des Übergangs zum Kühlmittelzuführelement 30, zu trennen. Gleichzeitig sorgt der Trennsteg 54 für eine definierte Kühlmittelströmung entlang des umfänglichen Kühlmittelkanals 22, so dass der Stator 10 gleichmäßig von Kühlmittel umströmt wird. Dabei kann der Trennsteg auch derart ausgebildet sein, dass Kühlmittel in den von Trennsteg überdeckten Bereich einfließen kann, so dass Kühlmittel entlang des ganzen Umfangs des Stators vorhanden ist. In addition is 5 to see that on the stator 12 still a divider 54 is provided, which is adapted to the coolant inlet 32 from the coolant outlet 34 fluidly at least partially, in particular in the region of the transition to Kühlmittelzuführelement 30 , to separate. At the same time the divider ensures 54 for a defined coolant flow along the circumferential coolant channel 22 so that the stator 10 is flowed around evenly by coolant. In this case, the separating web can also be designed such that coolant can flow into the region covered by the separating web, so that coolant is present along the entire circumference of the stator.

Insgesamt ermöglicht das axial am radial äußeren Rand des Stators angeordnete Kühlmittelzuführelement den radialen Bauraum im Bereich der elektrischen Maschine ganz für die elektrische Maschine auszunutzen. Da insbesondere bei Hybridantrieben, axial neben der elektrischen Maschine Bauelemente, wie beispielsweise ein Torsionsdämpfer, angeordnet sind, die ihren zur Verfügung stehenden radialen Bauraum nicht vollständig ausschöpfen, kann dieser Bauraum für die Anordnung der Kühlmittelzuführeinheit verwendet werden. Um eine fluidische Verbindung zwischen der Kühlmittelzuführeinheit und dem umfänglich am Stator angeordneten Kühlmittelkanal zu schaffen, weist der Stator zudem einen vorzugsweise gebohrten Kühlmittelzulauf bzw. -ablauf auf. Dadurch kann eine sehr kompakte Einheit geschaffen werden, ohne auf die homogenen Kühlmittelverteilung entlang des umfänglich angeordneten Kühlmittelkanals am Stator verzichten zu müssen. Overall, the coolant supply element arranged axially on the radially outer edge of the stator makes it possible to fully utilize the radial space in the area of the electric machine for the electric machine. Since especially in hybrid drives, axially adjacent to the electrical machine components, such as a torsion damper, are arranged, which do not fully exhaust their available radial space, this space can be used for the arrangement of the Kühlmittelzuführeinheit. In order to provide a fluidic connection between the coolant supply unit and the coolant channel arranged circumferentially on the stator, the stator also has a preferably drilled coolant inlet or outlet. As a result, a very compact unit can be created without having to forego the homogeneous coolant distribution along the circumferentially arranged coolant channel on the stator.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Hybridantriebsanordnung Hybrid propulsion system
2 2: Torsionsschwingungsdämpfer torsional vibration damper
4 4: elektrische Maschine electric machine
6 6: Getriebegehäuse gearbox
8 8th: Rotor rotor
10 10: Stator stator
12 12: Statorträger stator
14 14: Blechpaket laminated core
16 16: Spulen Do the washing up
20 20: Kühlmittelkanal Coolant channel
22 22: zylindrische Umfangsfläche des Stators cylindrical peripheral surface of the stator
24 24: Dichtungen seals
26 26: Deckblech cover sheet
28 28: Bauraum space
30 30: Kühlmittelzuführelement Kühlmittelzuführelement
32 32: Kühlmittelzulauf Coolant inlet
34 34: Kühlmittelablauf Coolant flow
36 36: Kühlmittelzuführpassage coolant supply passage
38 38: Kühlmittelabführpassage Kühlmittelabführpassage
40 40: Kühlmittelanschluss Coolant connection
42 42: Kühlmittelanschluss Coolant connection
48 48: Formdichtungen molded seals
50 50: Befestigungsaufnahme mounting fixture
52 52: Befestigungsöffnung fastening opening
54 54: Trennsteg divider

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010041305 [0003]

Claims

Electric machine ( 4 ), in particular for a hybrid drive ( 1 ) of a vehicle comprising a stator ( 10 ) with a stator carrier ( 12 ) and one on the stator ( 12 ) attachable coolant supply element ( 30 ) which is designed to transfer coolant into at least one of the stator supports ( 12 ) formed substantially annularly along the stator ( 12 ) extending coolant channel ( 20 ) and coolant from the at least one on the stator ( 12 ) formed coolant channel ( 20 ), characterized in that the coolant supply element ( 30 ) axially on the radially outer edge of the stator ( 12 ) is arranged.

Electric machine ( 4 ) according to claim 1, wherein the annular coolant channel ( 20 ) between a cylindrical peripheral surface ( 22 ) of the stator carrier ( 12 ) and one with the stator carrier ( 12 ) fluid-tightly connected cover plate ( 26 ).

Electric machine ( 4 ) according to claim 1 or 2, wherein the stator carrier ( 12 ), a coolant inlet ( 32 ) and a coolant outlet ( 34 ) connected to the annular coolant channel ( 20 ) are in fluid communication, and substantially in the axial direction in the stator ( 12 ) in the direction of the axially arranged Kühlmittelzuführelements ( 30 ).

Electric machine ( 4 ) according to claim 3, wherein the annular coolant channel ( 20 ) in the area of the coolant inlet ( 32 ) and the coolant outlet ( 34 ) is substantially axially at least partially over the axial length of the coolant channel ( 20 ) extending separating web ( 54 ) having a circumferentially extending coolant flow path from the coolant inlet ( 32 ) to the coolant outlet ( 34 ) Are defined.

Electric machine ( 4 ) according to one of the preceding claims, wherein the coolant supply element ( 30 ) further comprises a coolant supply passage ( 36 ) and a coolant discharge passage ( 38 ), which in the direction of the stator ( 12 ) are axially formed.

Electric machine ( 4 ) according to claim 5, wherein the coolant supply element ( 30 ) radially outside a coolant supply port ( 42 ) and a Kühlmittelabführanschluss ( 40 ) in fluid communication with the coolant supply passage ( 36 ) and the coolant discharge passage ( 38 ) stand.

Electric machine ( 4 ) according to claim 6, wherein the coolant supply passage ( 36 ) and / or the coolant discharge passage ( 38 ) a first substantially axially extending portion ( 36a ; 38a ) and a second radially outward toward Kühlmittelzuführanschluss ( 42 ) or Kühlmittelabführanschluss ( 40 ) extending section ( 36b ; 38b ) exhibit.

Electric machine ( 4 ) according to one of claims 3 to 7, wherein the coolant feed ( 32 ) and / or the coolant outlet ( 34 ) of the stator carrier ( 12 ) and / or the coolant supply passage ( 36 ) and / or the coolant discharge passage ( 38 ) of the coolant supply element ( 30 ) have a substantially rectangular cross-section.

Electric machine ( 4 ) according to one of claims 3 to 8, wherein the coolant feed ( 32 ) and / or the coolant outlet ( 34 ) of the stator carrier ( 12 ) and the coolant supply passage ( 36 ) and / or the coolant discharge passage ( 38 ) of the coolant supply element ( 30 ) by means of seals ( 48 ) are fluid-tightly interconnected.

Hybrid drive arrangement ( 1 ) for a motor vehicle with at least one electric machine ( 4 ), which has a stator ( 10 ) and one on the stator ( 10 ) attachable coolant supply element ( 30 ), which is designed to transfer coolant into at least one of the stator ( 10 ) formed coolant channel ( 20 ) and coolant from the at least one on the stator ( 10 ) formed coolant channel ( 20 ), and with an axially adjacent to the electrical machine ( 4 ) arranged torsion damper ( 2 ) and / or a torque-transmitted component, characterized in that the Kühlmittelzuführelement ( 30 ) axially on the radially outer edge of the stator ( 10 ) is arranged and at least partially in a space radially outside the torsion damper ( 2 ) or the torque-transmitted component extends.

Hybrid drive arrangement ( 1 ) with an electric machine ( 4 ) according to one of claims 1 to 9.