DE102013109136A1

DE102013109136A1 - Electric machine e.g. electric motor has shield that is provided to prevent the contact of coolant with rotor, and hollow cylindrical portion that is formed in air gap of stator and rotor

Info

Publication number: DE102013109136A1
Application number: DE201310109136
Authority: DE
Inventors: Diana D. Brehob; Tyler R. Garrard; Will Robert Nielsen Hippen; Christopher Meszaros
Original assignee: EcoMotors International Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2014-02-27

Abstract

The electric machine has a stator that is accommodated in the motor housing. A rotor (10) is arranged inside the stator with an air gap to separate stator and rotor. The bearings are installed at the ends of the rotor, and are supported by the motor housing. A pressure cooling medium supply opening is defined in the motor housing. The coolant lines are defined in the engine housing for directing the flow to the stator. A shield is provided to prevent the contact of the coolant with rotor. A hollow cylindrical portion is formed in the air gap of stator and rotor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlung von elektrischen Motoren, insbesondere von Hochgeschwindigkeitsmotoren, die mit Turbomaschinen gekoppelt sind.The present invention relates to a cooling of electric motors, in particular of high-speed motors, which are coupled to turbomachinery.

Die Höchstleistung einer elektrischen Maschine kann durch effektives Kühlen der Wicklungen des Stators gesteigert werden. Wärme wird hauptsächlich in den Wicklungen des Stators erzeugt. Wirbelströme in dem Rotor sind hoch, doch tragen sie nur sehr wenig zu den thermischen Verlusten bei, so dass dies den Druck für ein verstärktes Kühlen reduziert. Oft wird ein flüssiges Kühlmittel eingesetzt, um Wärme dem Stator zu entziehen. In konventionellen elektrischen Motoren kann das Kühlmittel mit dem Rotor ohne große Auswirkungen in Kontakt treten. In Hochgeschwindigkeitsmotoren jedoch wie beispielsweise ein Elektromotor, der mit einer Turbomaschine gekoppelt ist, in dem die Drehzahlen 350.000 rpm erreichen können, ist es wünschenswert, einen Kontakt mit dem Rotor zu vermeiden, um hohe Verluste, hervorgerufen durch hoheScherkräfte, zu vermeiden. Ein System und ein Verfahren werden benötigt, ein flüssiges Kühlmittel für die Wicklungen des Stators bereitzustellen, während ein Kühlmittelkontakt mit dem Rotor vermieden wird.The maximum output of an electric machine can be increased by effectively cooling the windings of the stator. Heat is generated mainly in the windings of the stator. Eddy currents in the rotor are high, but they contribute very little to the thermal losses, thus reducing the pressure for enhanced cooling. Often, a liquid coolant is used to extract heat from the stator. In conventional electric motors, the coolant may contact the rotor without much impact. However, in high speed engines, such as an electric motor coupled to a turbomachine in which the speeds may reach 350,000 rpm, it is desirable to avoid contact with the rotor in order to avoid high losses caused by high shear forces. A system and method are needed to provide liquid coolant to the windings of the stator while avoiding coolant contact with the rotor.

In Systemen, in denen das Kühlmittel ein Schmiermittel ist, das auch die Lager von dem Elektromotor oder der Turbomaschine versorgt, sollte eine Schmierung der Lager zu jeder Zeit des Betriebs sichergestellt sein, um die Systemstandfestigkeit zu erhalten.In systems where the coolant is a lubricant that also supplies the bearings from the electric motor or turbomachinery, lubrication of the bearings should be ensured at all times of operation to maintain system stability.

Wenn die mit dem elektrischen Motor verbundene Turbomaschine bei einer hohen Temperatur betrieben wird, leistet ein Wärmeübergang, hauptsächlich Strahlung, von den heißen Komponenten der Turbomaschine auf den elektrischen Motor einen Beitrag zu den hohen Temperaturen in der elektrischen Maschine.When the turbomachine connected to the electric motor is operated at a high temperature, heat transfer, mainly radiation, from the hot components of the turbomachine to the electric motor contributes to the high temperatures in the electric machine.

Um wenigstens ein Problem im Stand der Technik zu überwinden, wird ein elektronisch-geregelter Turbolader (ECT) offenbart, der umfasst: einen Turbinenteil mit einem Turbinenrad, einen Kompressorteil mit einem Kompressorrad, eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator, eine Welle, auf der das Turbinenrad, das Kompressorrad und der Rotor befestigt sind, ein Gehäuse, in dem die elektrische Maschine angeordnet ist, ein erstes Lager, das zwischen dem Gehäuse und der Welle in der Nähe des Turbinenteils angeordnet ist, ein zweites Lager, das zwischen dem Gehäuse und der Welle in der Nähe des Kompressorteils angeordnet ist, eine Druckölzufuhrleitung, die in einer äußeren Fläche des Gehäuses definiert ist, ein Ölverteiler, der in dem Gehäuse definiert ist und fluidtechnisch mit der Druckölzufuhrleitung verbunden ist, eine erste Ölleitung, die fluidtechnisch den Ölverteiler mit dem ersten Lager verbindet, eine zweite Ölleitung, die fluidtechnisch den Ölverteiler mit dem zweiten Lager verbindet, und einen Ölgang, der zwischen dem Gehäuse und dem Stator durch Ausformung einer Nut in dem Gehäuse oder an einer Außenfläche eines Eisenrückschlusses des Stators vorgesehen ist, wobei eine dritte Ölleitung zwischen dem Ölverteiler und dem Ölgang vorgesehen ist und wobei eine Vielzahl von Öffnungen durch den Stator-Eisenrückschluss definiert sind, wobei ein Ende dieser Öffnungen benachbart zum Ölgang ist. Der ECT kann weiter ein in Ruhestellung geschlossenes Sperrventil umfassen, das in der dritten Ölleitung angeordnet ist und öffnet, wenn der Druck in dem Ölverteiler einen Öffnungsdruck des in Ruhestellung geschlossenen Sperrventils übersteigt. Der Stator weist eine Vielzahl von Kernen auf, die einzelne Lagen umfassen, wobei eine Vielzahl von Spulen um die Kerne gewickelt sind. Der ECT kann weiter aufweisen ein erstes in Ruhestellung geschlossenes Sperrventil, das in dem Motorgehäuse angeordnet ist, wobei eine Anströmseite des ersten Sperrventils fluid-technisch mit dem Ölverteiler verbunden ist und eine Abflussseite des ersten Sperrventils über einem ersten Ende einer der Spulen sitzt, und ein zweites in Ruhestellung geschlossenes Sperrventil, das in dem Motorgehäuse angeordnet ist, wobei eine Anströmseite des zweiten Sperrventils fluidtechnisch mit dem Ölverteiler verbunden ist und eine Abströmseite des zweiten Sperrventils über einem zweiten Ende einer der Spulen angeordnet ist. Die Nut, die den Ölgang ausbildet, erstreckt sich im Wesentlichen um den gesamten Umfang des Stators, wobei die Nut in dem Stator ausgebildet ist. Die Nut, die den Ölgang ausbildet, erstreckt sich im Wesentlichen entlang des gesamten Umfangs des Stators, wobei die Nut in dem Motorgehäuse definiert ist.To overcome at least one problem in the prior art, an electronically controlled turbocharger (ECT) is disclosed, comprising: a turbine part with a turbine wheel, a compressor part with a compressor wheel, an electric machine with a rotor and a stator, a shaft, on the turbine wheel, the compressor wheel and the rotor are fixed, a housing in which the electric machine is arranged, a first bearing, which is arranged between the housing and the shaft in the vicinity of the turbine part, a second bearing, which between the Housing and the shaft is disposed in the vicinity of the compressor part, a pressure oil supply line which is defined in an outer surface of the housing, an oil distributor, which is defined in the housing and fluidly connected to the pressure oil supply line, a first oil line, fluidly the oil distributor connects to the first bearing, a second oil line, fluidly the oil distributor connects to the second bearing, and an oil passage, which is provided between the housing and the stator by forming a groove in the housing or on an outer surface of an iron yoke of the stator, wherein a third oil line between the oil distributor and the oil passage is provided and wherein a Variety of openings are defined by the stator iron yoke, with one end of these openings adjacent to the oil passage. The ECT may further comprise a normally closed check valve disposed in the third oil passage and opening when the pressure in the oil distributor exceeds an opening pressure of the normally closed check valve. The stator has a plurality of cores comprising individual layers, with a plurality of coils wound around the cores. The ECT may further include a first normally closed check valve disposed in the motor housing, wherein an upstream side of the first shutoff valve is fluidly connected to the oil distributor and a drain side of the first shutoff valve is seated over a first end of one of the coils second normally closed check valve disposed in the motor housing, wherein an upstream side of the second stop valve is fluidly connected to the oil distributor and a downstream side of the second stop valve is disposed above a second end of one of the coils. The groove forming the oil passage extends substantially around the entire circumference of the stator, the groove being formed in the stator. The groove forming the oil passage extends substantially along the entire circumference of the stator, the groove being defined in the motor housing.

Der ECT kann weiter umfassen: eine Vielzahl von Leerräumen in dem Stator, die ausgelegt sind, das für den Stator bereitgestellte Öl zu sammeln, und einen Abfluss, der in dem Motorgehäuse definiert ist, wobei der Abfluss und die Leerräume fluidtechnisch verbunden sind. Das Gehäuse umfasst wenigstens zwei Teile.The ECT may further comprise: a plurality of voids in the stator configured to collect the oil provided to the stator and an outflow defined in the engine housing, the outflow and the voids being fluidly connected. The housing comprises at least two parts.

Der ECT umfasst weiter ein Leistungselektronikmodul, das elektrisch mit der Elektromaschine verbunden ist, und eine elektronische Steuereinheit (ECU), die elektronisch mit dem Leistungselektronikmodul verbunden ist. Die ECU ermittelt den Druck in der dritten (Ölleitung und gibt dem Leistungselektronikmodul vor, den Strom in der elektrischen Maschine gemäß einer normalen Strategie zu regeln, wenn der Druck in der dritten Ölleitung einen Öffnungsdruck des Sperrventils übersteigt. In einem Ausführungsbeispiel ermittelt die ECU die Temperatur in dem Stator und die ECU gibt dem Leistungselektronikmodul vor, eine Strom-begrenzende Strategie zu verwenden, den Strom in der elektrischen Maschine zu regeln, wenn gilt: der Druck in der dritten Ölleitung ist kleiner als der Öffnungsdruck des Sperrventils und die Temperatur in dem Stator ist größer als eine Grenzwerttemperatur, bei der eine Beschädigung des Stator zu erwarten ist.The ECT further includes a power electronics module electrically connected to the electric machine and an electronic control unit (ECU) electronically connected to the power electronics module. The ECU determines the pressure in the third (oil line) and instructs the power electronics module to regulate the current in the electric machine in accordance with a normal strategy when the pressure in the third oil line exceeds an opening pressure of the check valve 12. In one embodiment, the ECU determines the temperature in the stator and the ECU gives the power electronics module a power-limiting strategy use, to regulate the current in the electric machine, if: the pressure in the third oil line is smaller than the opening pressure of the check valve and the temperature in the stator is greater than a threshold temperature at which damage to the stator is expected.

Auch ist ein Verfahren offenbart, den Strom zu regeln, der den Spulen der elektrischen Maschine vorgegeben wird, wobei die elektrische Maschine eine Leitung für ein flüssiges Kühlmittel aufweist, um das Kühlmittel zu der elektrischen Maschine zu leiten und die elektrische Maschine ein in Ruhestellung geschlossenes Stellventil aufweist, das in der Leitung für das flüssige Kühlmittel angeordnet ist. Wenn der Druck an der Anströmseite des Sperrventils kleiner ist als der Öffnungsdruck, bleibt das Sperrventil geschlossen. Wenn der Druck an der Anströmseite des Sperrventils über dem Öffnungsdruck liegt, öffnet das Sperrventil, wobei das Kühlmittel von der Leitung für das flüssige Kühlmittel zu der elektrischen Maschine fließen kann. Das Verfahren umfasst die Ermittlung des Drucks in der Leitung für das flüssige Kühlmittel vor dem Sperrventil und das Vorgeben des Stroms für die elektrische Maschine unter Verwendung einer Strom-limitierenden Strategie, wenn der Druck in der Leitung für das flüssige Kühlmittel kleiner ist als ein Öffnungsdruck des Sperrventils. Das Verfahren umfasst weiter die Ermittlung der Temperatur innerhalb der Spulen der elektrischen Maschine und des Weiteren die Zugrundelegung der Vorgabe der Strom-begrenzenden Strategie für die elektrische Maschine, wenn die Temperatur innerhalb der Spulen eine Grenzwerttemperatur übersteigt. Die Druckermittlung basiert auf einem Drucksignal eines Sensors in dem Kühlmittelsystem. Die Temperatur innerhalb der Spulen wird bestimmt wenigstens basierend auf einem Wärmeübertragungsmodel oder, in einem anderen Ausführungsbeispiel, wenigstens basierend auf einem Model des vorgegebenen Stroms zu den Spulen und der Eigenschaften der elektrischen Maschine einschließlich des Wirkungsgrads der elektrischen Maschine. Wenn der Druck in der Leitung für das flüssige Kühlmittel vor dem Sperrventil größer ist als ein Öffnungsdruck des Sperrventils, basiert der für die elektrische Maschine vorgegebene Strom auf einer normalen Betriebsstrategie.Also disclosed is a method of controlling the current applied to the coils of the electric machine, the electric machine having a liquid coolant line for directing the coolant to the electric machine and the electric machine a normally closed control valve has, which is arranged in the line for the liquid coolant. If the pressure on the upstream side of the check valve is less than the opening pressure, the check valve remains closed. When the pressure on the upstream side of the check valve is above the opening pressure, the check valve opens, and the refrigerant can flow from the liquid refrigerant passage to the electric machine. The method includes determining the pressure in the liquid coolant line upstream of the check valve and setting the electric machine flow using a flow limiting strategy when the pressure in the liquid coolant line is less than an opening pressure of the liquid coolant line shut-off valve. The method further includes determining the temperature within the coils of the electric machine, and further, using the default of the current limiting strategy for the electric machine when the temperature within the coils exceeds a threshold temperature. The pressure determination is based on a pressure signal of a sensor in the coolant system. The temperature within the coils is determined based at least on a heat transfer model or, in another embodiment, at least based on a model of the predetermined current to the coils and the properties of the electric machine including the efficiency of the electric machine. If the pressure in the line for the liquid coolant before the check valve is greater than an opening pressure of the check valve, the predetermined for the electric machine current is based on a normal operating strategy.

Des Weiteren ist ein elektrischer Motor offenbart, der umfasst ein Motorgehäuse, eine Motorwelle, ein erstes Lager und ein zweites Lager, die zwischen der Motorwelle und dem Motorgehäuse angeordnet sind, einen zentral angeordneten Rotor, der mit der Motorwelle verbunden ist, einen Stator, der innerhalb des Motorgehäuses angeordnet ist und konzentrisch zu dem Rotor angeordnet ist, wobei der Stator eine Vielzahl von um Kerne gewickelte Spulen aufweist, wobei die Kerne eine Vielzahl von einzelnen Lagen und einen Eisenrückschluss umfassen, der radial außen von den Spulen angeordnet ist, und ein Kühlsystem. Das Kühlsystem weist eine Druckkühlmittelzufuhrleitung auf, die in dem Motorgehäuse definiert ist, eine erste Kühlmittelleitung, die fluidtechnisch mit der Druckkühlmittelzuführleitung verbunden ist, einen Gang, der mit der ersten Kühlmittelleitung verbunden ist, wobei der Gang um wenigstens einen Abschnitt des Umfangs des Eisenrückschlusses vorgesehen ist, wobei der Gang in der Nähe einer äußeren Fläche des Eisenrückschlusses vorgesehen ist, und eine Vielzahl von Öffnungen, die in dem Eisenrückschluss definiert sind und fluidtechnisch den Gang mit einer innenliegenden Fläche des Eisenrückschlusses verbindet, wobei Öl von dem Gang zur innenliegenden Fläche des Eisenrückschlusses fließt.Further disclosed is an electric motor comprising a motor housing, a motor shaft, a first bearing and a second bearing interposed between the motor shaft and the motor housing, a centrally disposed rotor connected to the motor shaft, a stator is disposed within the motor housing and disposed concentrically with the rotor, wherein the stator has a plurality of coils wound around cores, wherein the cores comprise a plurality of individual layers and an iron yoke, which is arranged radially outside of the coils, and a cooling system , The cooling system includes a pressurized coolant supply line defined in the motor housing, a first coolant line fluidly connected to the pressurized coolant supply line, a passage connected to the first coolant line, the passage being provided around at least a portion of the circumference of the iron yoke wherein the gear is provided near an outer surface of the iron yoke and a plurality of openings defined in the iron yoke and fluidly connecting the gear to an inner surface of the iron yoke, wherein oil flows from the gear to the inner surface of the iron yoke ,

Der elektrische Motor weist zusätzlich ein erstes in Ruhestellung geschlossenes Sperrventil auf, das in der ersten Kühlmittelleitung angeordnet ist und öffnet, wenn der Druck in der Druckkühlmittelzufuhrleitung ein Öffnungsdruck des in Ruhestellung geschlossenes Sperrventils übersteigt; ein zweites in Ruhestellung geschlossenes Sperrventil, das in dem Motorgehäuse definiert ist, wobei eine Anströmseite des zweiten Sperrventils fluidtechnisch mit dem Kühlmittelverteiler verbunden ist und eine Abströmseite des zweiten Sperrventils über einem ersten Ende einer der Spulen angeordnet ist, und ein drittes in Ruhestellung geschlossenes Sperrventil, das in den Motorgehäuse angeordnet ist, wobei eine Anströmseite des dritten Sperrventils fluidtechnisch mit dem Ölverteiler verbunden ist und eine Abströmseite des dritten Sperrventils über einem zweiten Ende einer der Spulen angeordnet ist. Der Gang ist eine Nut, die sich im Wesentlichen um den gesamten Umfang des Stators erstreckt, wobei die Nut in dem Motorgehäuse definiert ist. Alternativ ist der Gang eine Nut, die sich im Wesentlichen um den gesamten Umfang des Stators erstreckt, wobei die Nut in dem Eisenrückschluss des Stators definiert ist. Der üblicherweise verwendete Ausdruck „elektrischer Motor” wird hier durchweg in der Bedeutung einer elektrischen Maschine verwendet, d. h. von einer Vorrichtung, die als Motor, als Generator und sowohl als Motor als auch als Generator betrieben werden kann.The electric motor further includes a first normally closed check valve disposed in the first refrigerant passage and opens when the pressure in the discharge refrigerant supply passage exceeds an opening pressure of the normally closed check valve; a second normally closed check valve defined in the motor housing, wherein an upstream side of the second check valve is fluidly connected to the coolant manifold and an outflow side of the second check valve is disposed above a first end of one of the coils, and a third normally closed check valve; which is disposed in the motor housing, wherein an upstream side of the third stop valve is fluidly connected to the oil distributor and a downstream side of the third stop valve is disposed above a second end of one of the coils. The gear is a groove that extends substantially around the entire circumference of the stator, the groove being defined in the motor housing. Alternatively, the gear is a groove that extends substantially around the entire circumference of the stator, the groove being defined in the iron yoke of the stator. The commonly used term "electric motor" is used here throughout to mean an electrical machine, i. H. from a device that can be operated as a motor, as a generator and both as a motor and as a generator.

Ein Vorteil gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt darin, dass die elektrische Maschine durch folgende Maßnahmen geschützt ist: die Schmierung der Lager hat gegenüber der Kühlung der Wicklungen der elektrischen Maschine den Vorrang, um ein Überhitzen der elektrischen Maschine zu vermeiden, wenn ein nicht ausreichender Druck des Schmiermittels gegeben ist, und eine Strom-limitierende Strategie kann der elektrischen Maschine vorgegeben werden.An advantage according to an embodiment of the invention is that the electric machine is protected by the following measures: the lubrication of the bearings has priority over the cooling of the windings of the electric machine to avoid overheating of the electric machine when insufficient pressure given the lubricant, and a power-limiting strategy, the electrical machine can be specified.

Gemäß anderer Ausführungsbeispiele wird wenigstens ein Problem aus dem Stand der Technik durch einen hier offenbarten, elektronisch geregelten Turbolader (ECT) überwunden, der umfasst: eine Turboladerwelle, auf der ein Turbinenrad und ein Kompressorrad angebracht ist, und eine elektrische Maschine, die zwischen dem Turbinenrad und dem Kompressorrad angeordnet ist. Die elektrische Maschine weist einen Rotor auf, der mit der Welle verbunden ist, wobei der Stator konzentrisch zu dem Rotor ausgerichtet ist, und eine Vielzahl von Kernen, die aus einer Vielzahl von einzelnen Lagen gemacht sind, wobei eine Vielzahl von Spulen um die Vielzahl von Lagen gewickelt sind. Ein Luftspalt ist zwischen dem Rotor und dem Stator vorgesehen. Die elektrische Maschine umfasst eine Abschirmung mit wenigstens einem hohlen zylindrischen Teil, der in dem Luftspalt zwischen dem Rotor und dem Stator angeordnet ist. Der zylindrische Teil der Abschirmung ist aus einem Material mit geringer elektromagnetischer Permeabilität. Die Abschirmung kann weiter umfassen eine erste Endabdeckung, die an einem ersten Ende des zylindrischen Teils befestigt ist, und eine zweite Endabdeckung, die an einem zweiten Ende des zylindrischen Teils befestigt ist. Der zylindrische Teil ist in der Nähe des Stators angeordnet, wobei der verbleibende Luftspalt zwischen dem zylindrischen Teil und dem Rotor angeordnet ist. Der zylindrische Teil ist dünner als die Endabdeckungen. Die Endabdeckungen sind an dem zylindrischen Teil durch eine der Möglichkeiten befestigt: Reibungsschweißen, Schweißen, Löten, Kleben, Schrauben und Einschnappen. Wenigstens ein Teil der Oberflächen der Endabdeckungen, die von dem zylindrischen Teil wegweisen, können mit einem isolierenden Material wie Keramik beschichtet sein.According to other embodiments, at least one problem of the prior art is overcome by an electronically controlled turbocharger (ECT) disclosed herein, comprising: a turbocharger shaft on which a turbine wheel and a compressor wheel are mounted, and an electric machine disposed between the turbine wheel and the compressor wheel. The electric machine has a rotor connected to the shaft, the stator being concentric with the rotor, and a plurality of cores made of a plurality of individual layers, wherein a plurality of coils are wound about the plurality of coils Layers are wound. An air gap is provided between the rotor and the stator. The electric machine includes a shield having at least one hollow cylindrical portion disposed in the air gap between the rotor and the stator. The cylindrical part of the shield is made of a material with low electromagnetic permeability. The shield may further comprise a first end cap attached to a first end of the cylindrical part and a second end cap attached to a second end of the cylindrical part. The cylindrical part is arranged in the vicinity of the stator, wherein the remaining air gap between the cylindrical part and the rotor is arranged. The cylindrical part is thinner than the end covers. The end covers are attached to the cylindrical part by one of the following possibilities: friction welding, welding, soldering, gluing, screwing and snapping. At least a part of the surfaces of the end caps facing away from the cylindrical part may be coated with an insulating material such as ceramic.

Der ECT umfasst weiter ein Gehäuse, in dem die elektrische Maschine angeordnet ist, wobei eine Druckkühlmittelzufuhrleitung in dem Gehäuse und eine Öffnung in der Außenfläche des Gehäuses definiert sind, wobei ein Kühlmittelverteiler in dem Gehäuse definiert ist und fluidtechnisch mit der Druckkühlmittelzufuhrleitung verbunden ist, und wobei eine erste Kühlmittelöffnung fluidtechnisch mit dem Kühlmittelverteiler verbunden ist und einen Kühlmittelfluss auf die Spulen leitet. Die Abschirmung verhindert im Wesentlichen, dass das Kühlmittel mit dem Rotor in Kontakt tritt. Ein Abfluss ist des Weiteren definiert in dem Gehäuse. Die Abschirmung leitet im Wesentlichen das Kühlmittel in Richtung des Abflusses. In einem Ausführungsbeispiel weisen die Endabdeckungen die Form von Trichtern auf.The ECT further includes a housing in which the electric machine is disposed, wherein a pressurized refrigerant supply line is defined in the housing and an opening in the outer surface of the housing, wherein a coolant manifold is defined in the housing and fluidly connected to the pressurized refrigerant supply line, and wherein a first coolant port is fluidly connected to the coolant manifold and directs a flow of coolant to the coils. The shield substantially prevents the coolant from contacting the rotor. An outflow is further defined in the housing. The shield essentially directs the coolant toward the drain. In one embodiment, the end caps are in the form of funnels.

Ein Verfahren zum Zusammenbauen einer elektrischen Maschine ist offenbart, welches umfasst: Zusammenbau eines Stators, Befestigungen einer ersten Endabdeckung an einem ersten Ende einer zylindrischen Buchse, Einfügen der zylindrischen Buchse in den Stator, Befestigung einer zweiten Endabdeckung an einem zweiten Ende der zylindrischen Buchse, Zusammenbau eines Rotors und Einsetzen des Rotors in die zylindrische Buchse. Das Verfahren kann weiter ein Beschichten einer konvexen Oberfläche wenigstens einer der Endabdeckungen umfassen.A method of assembling an electric machine is disclosed comprising: assembling a stator, attaching a first end cover to a first end of a cylindrical sleeve, inserting the cylindrical sleeve into the stator, attaching a second end cover to a second end of the cylindrical sleeve, assembling a rotor and inserting the rotor in the cylindrical socket. The method may further comprise coating a convex surface of at least one of the end caps.

Die Endabdeckungen werden an der zylindrischen Buchse durch einer der folgenden Möglichkeiten befestigt: Schweißen, Reibungsschweißen, Kleben, Schrauben und Einschnappen.The end covers are attached to the cylindrical bushing in one of the following ways: welding, friction welding, gluing, screwing and snap-fastening.

Des Weiteren ist ein elektrischer Hochgeschwindigkeitsmotor offenbart, der umfasst ein Motorgehäuse, ein Stator, der in dem Motorgehäuse angeordnet ist, einen Rotor, der innerhalb des Stators angeordnet ist, wobei ein Luftspalt den Stator und den Rotor trennt, ein erstes Lager und ein zweites Lager, die an einem ersten bzw. zweiten Ende des Rotors angeordnet sind (wobei das erste Lager und das zweite Lager in dem Motorgehäuse gelagert sind), und eine Flüssigkeitskühlvorrichtung. Die Flüssigkeitskühlvorrichtung umfasst: eine Druckkühlmittelzufuhröffnung, die in dem Motorgehäuse definiert ist, und eine Vielzahl von Kühlmittelleitungen, die in dem Motorgehäuse definiert sind, um einen Fluss zu dem Stator zu leiten; und eine Abschirmung, die dazu vorgesehen ist, im Wesentlichen zu verhindern, dass das Kühlmittel an den Rotor gelangt.Further disclosed is a high speed electric motor comprising a motor housing, a stator disposed in the motor housing, a rotor disposed within the stator, an air gap separating the stator and the rotor, a first bearing and a second bearing which are arranged at a first and second end of the rotor (wherein the first bearing and the second bearing are mounted in the motor housing), and a liquid cooling device. The liquid cooling apparatus includes: a pressurized refrigerant supply port defined in the motor housing, and a plurality of coolant conduits defined in the motor housing to conduct a flow to the stator; and a shield provided to substantially prevent the coolant from reaching the rotor.

Die Abschirmung setzt sich zusammen aus einem hohlen zylindrischen Teil, der in dem Luftspalt angeordnet ist, der Stator und Rotor trennt, einer ersten Endabdeckung, die an einem ersten Ende des zylindrischen Teils befestigt ist, und aus einer zweiten Endabdeckung, die an einem zweiten Ende des zylindrischen Teils befestigt ist. Die Endabdeckungen können die Form eines Trichters annehmen. Der zylindrische Teil ist im Wesentlichen dünner als die erste und die zweite Endabdeckung. Der zylindrische Teil der Abschirmung ist aus einem Material mit geringer elektromagnetischer Permeabilität. Der zylindrische Teil ist in der Nähe des Stators angeordnet, wobei der verbleibende Luftspalt zwischen dem zylindrischen Teil und dem Rotor gegeben ist. Die Endabdeckungen sind an dem zylindrischen Teil durch eine der Möglichkeiten befestigt: Reibungsschweißen, Schweißen, Löten, Kleben, Schrauben und Einschnappen. In einigen Ausführungsbeispielen ist wenigstens ein Teil der Flächen der Endabdeckungen, die von dem zylindrischen Teil wegweisen, mit einem isolierenden Material beschichtet. Der hier üblicherweise benutzte Begriff „elektrischer Motor” kann in der Bedeutung einer elektrischen Maschine verwendet werden, d. h., eine Vorrichtung, die sowohl als ein Motor als auch ein Generator betrieben werden kann.The shield is composed of a hollow cylindrical member disposed in the air gap separating the stator and rotor, a first end cover attached to a first end of the cylindrical member, and a second end cover attached to a second end is attached to the cylindrical part. The end caps may take the form of a funnel. The cylindrical part is substantially thinner than the first and second end covers. The cylindrical part of the shield is made of a material with low electromagnetic permeability. The cylindrical part is located near the stator, with the remaining air gap between the cylindrical part and the rotor. The end covers are attached to the cylindrical part by one of the following possibilities: friction welding, welding, soldering, gluing, screwing and snapping. In some embodiments, at least a portion of the surfaces of the end caps that face away from the cylindrical portion are coated with an insulating material. The term "electric motor" commonly used herein may be used to mean an electric machine, i. h., A device that can be operated both as a motor and a generator.

Vorteile gemäß der Ausführungsbeispiele der Erfindung liegen darin, dass eine Flüssigkeitskühlung für den Stator vorgesehen ist, aber die Abschirmung verhindert, dass Kühlmittel an den Rotor gelangt und das die Endabdeckungen der Abschirmung eine Barriere für eine Wärmeübertragung von heißeren Komponenten darstellen, wie beispielsweise die Abgasturbine, zu der elektrischen Maschine.Advantages according to the embodiments of the invention are that liquid cooling is provided for the stator, but the shield prevents coolant from reaching the rotor and the end covers of the shield provide a barrier to heat transfer from hotter ones Represent components, such as the exhaust gas turbine, to the electric machine.

1 ist eine schematische Darstellung eines Motorsystems mit einem elektronisch-geregelten Turbolader (ECT); 1 is a schematic representation of an engine system with an electronically controlled turbocharger (ECT);

2 ist eine Querschnittsdarstellung eines ECT; 2 is a cross-sectional view of an ECT;

3 ist eine Querschnittsdarstellung eines elektrischen Motors, der mit dem ECT verbunden ist, wobei der Querschnitt senkrecht zur Achse des Motors ist; 3 Fig. 12 is a cross-sectional view of an electric motor connected to the ECT, the cross section being perpendicular to the axis of the motor;

4 ist eine Querschnittsdarstellung des elektrischen Motors entlang der Achse des Motors; 4 is a cross-sectional view of the electric motor along the axis of the motor;

5 ist eine Querschnittsdarstellung der Abschirmung in einer expandierten Ansicht; 5 is a cross-sectional view of the shield in an expanded view;

6 ist eine Querschnittsdarstellung der Abschirmung in einer zusammengebauten Ansicht; 6 Fig. 12 is a cross-sectional view of the shield in an assembled view;

7A ist eine isometrische Darstellung des Stators der elektrischen Maschine und der Abschirmung in einer expandierten Ansicht; 7A Figure 3 is an isometric view of the stator of the electric machine and the shield in an expanded view;

7B ist eine isometrische Darstellung des Stators der elektrischen Maschine und der Abschirmung im zusammengebauten Zustand; 7B is an isometric view of the stator of the electric machine and the shield in the assembled state;

8 ist ein Flussdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel für die Montage der Abschirmung in die elektrische Maschine darstellt; und 8th Fig. 10 is a flowchart illustrating an embodiment for mounting the shield in the electric machine; and

9 zeigt eine Strategie für die Regelung des Stroms der elektrischen Maschine. 9 shows a strategy for controlling the current of the electric machine.

Wie der Fachmann weiß, können verschiedene Merkmale der in Bezug auf jede der Figuren dargestellten und beschriebenen dargestellten Ausführungsbeispiele mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer anderen oder in anderen Figuren beschrieben sind, um alternative Ausführungsbeispiele zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Merkmalskombinationen stellen repräsentative Ausführungsbeispiele für typische Anwendungen da. Jedoch können verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale innerhalb der Lehre der vorliegenden Erfindung für besondere Anwendungen oder Implementierungen gewünscht sein. Der Fachmann erkennt ähnliche Anwendungen oder Implementierungen unabhängig davon, ob sie explizit beschrieben oder dargestellt sindAs those skilled in the art will appreciate, various features of the illustrated embodiments illustrated and described with respect to each of the figures may be combined with features described in another or other figures to produce alternative embodiments that are not explicitly illustrated or described. The illustrated feature combinations represent representative embodiments for typical applications. However, various combinations and modifications of the features within the teachings of the present invention may be desired for particular applications or implementations. Those skilled in the art will recognize similar applications or implementations, whether explicitly described or illustrated

Ein Verbrennungsmotor 10 mit einem elektronisch geregelten Turbolader (ECT) 12 in Form einer Turbomaschine ist in 1 schematisch dargestellt. Der ECT 12 umfasst: einen Kompressor 14, der Einlassgase komprimiert, die zu dem Motor 10 geführt werden; eine Turbine 16, welche Energie den Abgasen aus dem Motor 10 entzieht; eine Welle 18, die den Kompressor 14 mit der Turbine 16 verbindet, und eine elektrische Maschine (oder Motor) 20, die die Welle 18 antreibt oder von der Welle 18 angetrieben werden kann.An internal combustion engine 10 with an electronically controlled turbocharger (ECT) 12 in the form of a turbomachine is in 1 shown schematically. The ECT 12 includes: a compressor 14 that compresses inlet gases leading to the engine 10 be led; a turbine 16 which energy the exhaust gases from the engine 10 withdraws; a wave 18 that the compressor 14 with the turbine 16 connects, and an electric machine (or engine) 20 that the wave 18 drives or off the shaft 18 can be driven.

Der Rotor 10 weist eine Ölpumpe 30 auf, um den Motor zu schmieren und zu kühlen sowie Öl bereitzustellen für den elektrischen Motor 20 und Lager, die mit dem ECT 12 und der Turbinenwelle 16 verbunden sind. Öl, das zum Motor 10 zurückkommt, fließt in einen Sammelbehälter 28, wobei es von der Ölpumpe 30 aufgenommend, auf Druck gebracht und in die Ölleitungen des Motors 10 und des ECT 12 geleitet wird.The rotor 10 has an oil pump 30 to lubricate and cool the engine and provide oil for the electric motor 20 and bearings with the ECT 12 and the turbine shaft 16 are connected. Oil that's going to the engine 10 comes back, flows into a collection container 28 taking it from the oil pump 30 taken up, put on pressure and in the oil lines of the engine 10 and the ECT 12 is directed.

Eine elektronische Steuereinheit 32 empfängt Signale von verschiedenen Sensoren 36 und empfängt Signale von bzw. sendet an verschiedene Aktuatoren 34. Die ECU 32 stellt auch Signale für Aktuatoren an dem Motor 10 und für ein Leistungselektronikmodul 38 bereit, das Strom für den elektrischen Motor 20 des ECT 20 bereitstellt und Signale von Sensoren an dem Motor 10, dem ECT 20, und anderen Bauteilen empfängt. Eine einzelne ECU 32 ist gezeigt; alternativ kann eine dezentrale EDV mit einer Vielzahl von ECUS eingesetzt werden. Beispielsweise können die Sensoren 36 einen innerhalb des Motors 10 und/oder an dem Einlass zur ECT 20 angeordneten Öldrucksensor und einen Temperatursensor umfassen, der beispielsweise in der Nähe der Spulen des elektrischen Motors oder an einem Auslass der ECT 20 angeordnet ist. Des Weiteren können, mit Hilfe von Modellen für das System, Temperaturen, Drücke und andere Parameter auf der Basis eines Minimalsets von Sensorsignalen und Aktuatorsignalen abgeschätzt werden. Wird beispielsweise die Temperatur innerhalb der Spulen des Stator gesucht, können der Ölfluss zum Stator zum Kühlen, die Temperatur des Öls zu dem und von dem Stator, der Stromsteuerbefehl der elektrischen Maschine und ein Wärmeübertragungsmodell des Systems verwendet werden, um die Temperatur zu bestimmen. Die hiesige Beschreibung ist ein nicht-limitierendes Beispiel dafür, wie eine bestimmte Temperatur, ein bestimmter Druck oder ein anderer Wert basierend auf einer Kombination von Sensorinformationen, Aktuatorinformationen und einem Modell (oder, alternativ von einem hinterlegten Datenblatt) ermittelt werden können.An electronic control unit 32 receives signals from different sensors 36 and receives signals from or sends to various actuators 34 , The ECU 32 Also provides signals for actuators on the engine 10 and for a power electronics module 38 ready the electricity for the electric motor 20 of the ECT 20 provides and signals from sensors on the engine 10 , the ECT 20 , and other components receives. A single ECU 32 is shown; Alternatively, a decentralized EDP can be used with a variety of ECUS. For example, the sensors 36 one inside the engine 10 and / or at the inlet to the ECT 20 arranged oil pressure sensor and a temperature sensor, for example, in the vicinity of the coils of the electric motor or at an outlet of the ECT 20 is arranged. Furthermore, using models for the system, temperatures, pressures, and other parameters can be estimated based on a minimum set of sensor signals and actuator signals. For example, when searching for the temperature within the coils of the stator, the oil flow to the stator for cooling, the temperature of the oil to and from the stator, the current control command of the electric machine, and a heat transfer model of the system can be used to determine the temperature. The description herein is a non-limiting example of how a particular temperature, pressure, or other value may be determined based on a combination of sensor information, actuator information, and a model (or, alternatively, a stored datasheet).

Ein Querschnitt des ECT 40 ist in 2 gezeigt. Der ECT umfasst einen Kompressorteil 50, einen Elektromaschinenteil 52 und einen Turbinenteil 54. Verbunden mit einer gemeinsamen Welle 60 sind: ein Kompressorrad 62, das axial festgelegt ist durch eine Mutter 64, ein Rotor 66 der elektrischen Maschine und ein Turbinenrad 68 (geschweißt). Alternativ kann das Turbinenrad 68 auf der Welle 60 aufgeschraubt sein. Ein zusätzliches Detail der Komponenten betreffend, aus denen der Rotor 66 aufgebaut ist, ist der Beschreibung zu 4 zu entnehmen. Das Ausführungsbeispiel der 2 umfasst vier Gehäuseteile, welche miteinander verbunden sind: ein Kompressorgehäuseteil 70, zwei Elektromaschinen-Gehäuseteile 72 und 73, und ein Turbinengehäuseteile 74. (In einem Ausführungsbeispiel ohne eine Turbomaschine, zum Beispiel nur mit einer elektrischen Hochgeschwindigkeitsmaschine, kann das Gehäuse für den Motor weniger Teile umfassen). Die rotierende Welle 60 ist in den Gehäusen durch Lager 76 und 78 gelagert. Ein Axiallager 58 ist zwischen den Kompressor und dem Gehäuse vorgesehen. Ein elektrischer Stecker 56, der mit der Hochleistungselektronik verbunden ist (nicht dargestellt), geht von dem ECT 40 ab.A cross section of the ECT 40 is in 2 shown. The ECT includes a compressor part 50 , an electrical machine part 52 and a turbine part 54 , Connected with a common wave 60 are: a compressor wheel 62 which is axially fixed by a nut 64 , a rotor 66 the electric Machine and a turbine wheel 68 (Welded). Alternatively, the turbine wheel 68 on the wave 60 be screwed on. An additional detail of the components that make up the rotor 66 is constructed, is the description too 4 refer to. The embodiment of 2 comprises four housing parts, which are connected to each other: a compressor housing part 70 , two electrical machine housing parts 72 and 73 , and a turbine housing parts 74 , (In one embodiment without a turbomachine, for example, only with a high speed electric machine, the housing for the engine may include fewer parts). The rotating shaft 60 is in the housings by bearings 76 and 78 stored. An axial bearing 58 is provided between the compressor and the housing. An electrical plug 56 , which is connected to the high performance electronics (not shown), goes from the ECT 40 from.

In dem Ausführungsbeispiel in 2 wird ein Schmiermittel als Kühlmittel für den elektrischen Motor verwendet. Somit bilden das Schmiermittelsystem und das Kühlmittelsystem eine Einheit. Alternativ können die zwei Systeme getrennt sein, was die Verwendung von verschiedenen Flüssigkeiten in den Systemen ermöglicht.In the embodiment in 2 For example, a lubricant is used as the coolant for the electric motor. Thus, the lubricant system and the coolant system form a unit. Alternatively, the two systems may be separate, allowing the use of different liquids in the systems.

Auf Druck gebrachtes Schmiermittel, welches in einem Ausführungsbeispiel Motorenöl ist, wird für den ECT 40 durch eine Einlassöffnung 80 bereitgestellt. Öl von der Einlassöffnung 80 geht in den Verteiler 82. Der Verteiler 82 ist fluidtechnisch mit Ölkanälen 84 und 86 verbunden, wobei der Kanal 84 die Lager 76 und 58 und der Kanal 86 das Lager 78 mit Schmiermittel versorgen. Ein Stopfen 85 ist an dem Außenende des Kanals 84 vorgesehen, um die Bohrung, die den Kanal 84 bildet, abzuschließen.Pressurized lubricant, which in one embodiment is engine oil, is used for the ECT 40 through an inlet opening 80 provided. Oil from the inlet 80 goes to the distributor 82 , The distributor 82 is fluid technology with oil channels 84 and 86 connected, the channel 84 camps 76 and 58 and the channel 86 the warehouse 78 supply with lubricant. A stopper 85 is at the outer end of the canal 84 provided to the bore, which is the channel 84 makes, complete.

Der Verteiler 82 ist fluidtechnisch zudem mit Sperrventilen 92, 94 und 96 verbunden. Wenn ein Druck im Verteiler 82 den Öffnungsdruck des Sperrventils übersteigt, öffnet das Sperrventil, so dass ein Fluss durch das Sperrventil ermöglicht wird. Die Ausgangsseite des Ventils 92 leitet Öl an ein erstes Ende 98 der Wicklungen der elektrischen Maschine; die Auslassseite des Ventils 96 leitet Öl zu einem Ölgang 100, und die Ausgangsseite des Ventils 94 leitet Öl auf ein zweites Ende 102 der Wicklungen. Der Gang 100 ist als eine Nut in einem Eisenrückschluss 108 des Stators dargestellt. Der Gang 100 ist zwischen dem Gehäuse 72 und einer Nut in dem Eisenrückschluss 108 eingefasst. Alternativ ist eine Nut in dem Gehäuse 72 vorgesehen, wobei die Außenfläche des Eisenrückschlusses 108 ohne Nut ausgebildet ist.The distributor 82 is also fluid technology with shut-off valves 92 . 94 and 96 connected. When a pressure in the distributor 82 exceeds the opening pressure of the check valve, opens the check valve, so that a flow through the check valve is made possible. The outlet side of the valve 92 directs oil to a first end 98 the windings of the electric machine; the outlet side of the valve 96 directs oil to an oil passage 100 , and the outlet side of the valve 94 directs oil to a second end 102 the windings. The aisle 100 is as a groove in an iron yoke 108 of the stator. The aisle 100 is between the case 72 and a groove in the iron yoke 108 edged. Alternatively, a groove in the housing 72 provided, the outer surface of the iron yoke 108 is formed without a groove.

Die Sperrventile 92, 94 und 96 stellen sicher, dass, wenn der dem ECT bereitgestellter Öldruck geringer als der Öffnungsdruck ist, dieses Öl nicht von den Lagern 58, 76 und 78 abgezogen wird. Somit erhalten die Lager 58, 76 und 78 vorrangig Schmierung. Wenn der Druck in dem Verteiler 82 größer ist als der Öffnungsdruck, ist ausreichend Druck in dem System vorhanden, um für eine Kühlung für die elektrische Maschine ohne negative Einflüsse auf die Lager zu sorgen. In der obigen Diskussion ist die Annahme enthalten, dass der Öffnungsdruck in jedem der Sperrventile 92, 94 und 96 der gleiche ist. Die Öffnungdrücke können absichtlich leicht unterschiedlich eingestellt sein, so dass Öl für die Lager schrittweise beeinflusst wird. In einer anderen Situation können die Öffnungdrücke der Sperrventile aufgrund Fertigungstoleranzen und Effekten, die während des Betriebs zum Tragen kommen, wie Ablagerungen, die sich in dem Sperrventil bilden oder die Federspannung in den Ventilen, die sich mit der Zeit ändert, unterschiedlich sein.The check valves 92 . 94 and 96 Make sure that if the oil pressure provided to the ECT is less than the opening pressure, this oil is not from the bearings 58 . 76 and 78 is deducted. Thus, the bearings get 58 . 76 and 78 Primarily lubrication. When the pressure in the distributor 82 is greater than the opening pressure, there is sufficient pressure in the system to provide cooling for the electric machine without adverse effects on the bearings. In the above discussion, the assumption is that the opening pressure in each of the check valves 92 . 94 and 96 the same is. The opening pressures may be deliberately set slightly different so that oil for the bearings is gradually influenced. In another situation, the opening pressures of the check valves may be different due to manufacturing tolerances and effects that occur during operation, such as deposits that form in the check valve or the spring tension in the valves, which varies with time.

Das für die verschiedenen Komponenten bereitgestellte Öl gelangt zu einem Kollektor 104 innerhalb des Gehäuses und läuft durch ein Abflussloch 106 ab. Eine Abschirmung 110 verhindert im Wesentlichen, dass Öl zum Rotor 66 gelangt. Die Abschirmung 110 ist umfänglich zwischen dem Rotor 66 und dem Stator (näher beschrieben siehe unten) vorgesehen. In der Darstellung in 2 zeigt ein Querschnitt durch einen Durchmesser der Abschirmung 110 einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt der Abschirmung; die Abschirmung jedoch erstreckt sich entlang des Umfangs den Rotor 66.The oil provided for the various components arrives at a collector 104 inside the case and runs through a drain hole 106 from. A shield 110 essentially prevents that oil to the rotor 66 arrives. The shield 110 is circumferentially between the rotor 66 and the stator (described below). In the illustration in 2 shows a cross section through a diameter of the shield 110 an upper portion and a lower portion of the shield; however, the shield extends along the circumference of the rotor 66 ,

In 3 ist ein Querschnitt des elektrischen Motors 200 entlang einer senkrechten Richtung bezogen zur Darstellung in 2 gezeigt. In der Mitte würde die Welle sein (nicht dargestellt), um die ein Versteifungselement 120 angeordnet ist. Eine Vielzahl von Magneten 122 (vier in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) sind um das Versteifungselement 120 herum vorgesehen, wobei Schlüsselstein-Keile 124 zwischen benachbarten Paaren von Magneten 122 angeordnet sind. Eine gerade Anzahl von Magneten ist radial angeordnet. Eine Rotorbuchse 126, die außerhalb der Magnete 122 und Keile 124 angeordnet ist, dient dazu, diese zu umschließen. Der Rotor umfasst das Versteifungselement 120, die Magneten 122, die Keile 124, die Buchse 126 und Rotorendabdeckungen 128 (nur ein Teil einer der Rotorendkappen ist in 3 zu sehen). Ein Luftspalt 148 trennt den Rotor und den Stator. Der Stator umfasst: Kerne 130 (sechs in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel), aus einer Vielzahl von Schichten oder einzelnen Lagen gebildet sind, mit Spulenträgern 134, auf denen ein Leiter auf gewickelt ist, der Spulen 136 bildet. Die Spulenkörper 34 sind vorgesehen, den Aufbau der Statorspulen zu vereinfachen und diese elektrisch von den Motorkernen des Motors 200 zu isolieren; alternativ sind die Spulen direkt auf die Kerne oder Lagen 130 aufgewickelt. Die Darstellung in 3 in Form eines Querschnitts zeigt nicht die einzelnen Lagen, die die Kerne 130 bilden. Dies ist jedoch dem Fachmann bekannt. Die Lagen setzen sich durch den Eisenrückschluss 138 fort. Somit ist auch der Eisenrückschluss 138 durch Lagen gebildet; der Eisenrückschluss 138 ist entlang des Umfangs um die Kerne 130 herum angeordnet. Die Kerne und der Eisenrückschluss weisen die gleichen Lagen auf und bilden eine Einheit, wobei zwei unterschiedliche Bezugszeichen verwendet werden, um zwei unterschiedlichen Teile zu kennzeichnen. Eine Nut am Umfang bildet den Gang 140 für das Öl. Zu beachten ist, dass der Gang 140 zwischen dem Eisenrückfluss 138 und dem Motorgehäuse ausgebildet ist, wobei Letzteres in 3 nicht gezeigt ist. Öffnungen 142 sind vorgesehen in dem Eisenrückschluss, damit Öl von dem Gang 140 in Leerräume 144 innerhalb des Stators gelangen kann. Aus 3 ist ersichtlich, dass sich Öl innerhalb der Leerräume 144 ansammeln kann, aber bei Betrachtung von 4 wird deutlich, wie das Öl aus diesen Leerräumen 144 abfliegen kann. Die Abschirmung 110 ist im Luftspalt 148 vorgesehen, um zu verhindern, dass Öl innerhalb des Stators zum Rotor gelangt. In 3 scheinen die Öffnungen 142 im Wesentlichen einen gleichen Durchmesser aufzuweisen. Alternativ sind die Öffnungen so ausgelegt, dass sie für eine gewünschte Menge des Kühlmittels durch die verschiedenen Öffnungen sorgen.In 3 is a cross section of the electric motor 200 along a vertical direction relative to the representation in 2 shown. In the middle, the shaft would be (not shown) around which a stiffening element 120 is arranged. A variety of magnets 122 (four in the present embodiment) are the stiffening element 120 provided around, with key stone wedges 124 between adjacent pairs of magnets 122 are arranged. An even number of magnets are arranged radially. A rotor bush 126 that are outside of the magnets 122 and wedges 124 is arranged, serves to enclose them. The rotor comprises the stiffening element 120 , the magnets 122 , the wedges 124 , the socket 126 and rotor end covers 128 (only part of one of the rotor end caps is in 3 to see). An air gap 148 separates the rotor and the stator. The stator includes: cores 130 (six in the present embodiment), are formed of a plurality of layers or individual layers, with coil carriers 134 on which a conductor is wound on, the coils 136 forms. The bobbins 34 are intended to simplify the construction of the stator coils and these electrically from the motor cores of the motor 200 to isolate; Alternatively, the coils are directly on the cores or layers 130 wound. The representation in 3 in the form of a cross section does not show the individual layers that the cores 130 form. However, this is known to the person skilled in the art. The layers settle through the iron yoke 138 continued. Thus, the iron yoke is also 138 formed by layers; the iron yoke 138 is along the perimeter around the cores 130 arranged around. The cores and the iron yoke have the same layers and form a unit, with two different reference numerals being used to identify two different parts. A groove on the circumference forms the passage 140 for the oil. It should be noted that the gear 140 between the iron reflux 138 and the motor housing is formed, the latter in 3 not shown. openings 142 are provided in the iron yoke, so that oil from the aisle 140 in white spaces 144 can get inside the stator. Out 3 it can be seen that there is oil within the voids 144 can accumulate, but when looking at 4 becomes clear as the oil from these voids 144 can depart. The shield 110 is in the air gap 148 provided to prevent oil from getting inside the stator to the rotor. In 3 the openings seem 142 have substantially the same diameter. Alternatively, the openings are designed to provide a desired amount of coolant through the various openings.

4 zeigt einen Querschnitt eines Motors 200, wie er in 3 dargestellt ist. Für gleiche Elemente in 4 werden die in 3 verwendeten Bezugszeichen verwendet. Die Querschnittsdarstellung ist nicht entlang eines Durchmessers dargestellt, so dass sie einen Querschnitt durch die Wicklungen 136 und einer Öffnung 142 zeigt. Auf der unteren Seite verläuft der Querschnitt entlang der Kerne 130. In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Permanentmagnete 122 axial nebeneinander vorgesehen. Aus 3 geht hervor, dass in radialer Richtung vier Permanentmagnete 122 vorgesehen sind. Somit weist das Ausführungsbeispiel der 3 und 4 zwölf Permanentmagnete auf. Die Magnete sind in axialer Richtung segmentiert, um Wirbelstromverluste zu reduzieren. 4 shows a cross section of an engine 200 as he is in 3 is shown. For same elements in 4 will be in 3 used reference numerals. The cross-sectional view is not shown along a diameter so as to cross-section through the windings 136 and an opening 142 shows. On the lower side, the cross section runs along the cores 130 , In the in 4 illustrated embodiment are three permanent magnets 122 provided axially adjacent to each other. Out 3 shows that in the radial direction four permanent magnets 122 are provided. Thus, the embodiment of the 3 and 4 twelve permanent magnets on. The magnets are segmented in the axial direction to reduce eddy current losses.

In 5 ist gezeigt, dass die Abschirmung 110 drei Teile umfasst: eine zylindrische Buchse 201 und eine erste Endabdeckung 202 und eine zweite Endabdeckung 204. In dem Ausführungsbeispiel in 5 sind die Endabdeckungen 202 und 204 im Wesentlichen trichterförmig ausgebildet. Dies jedoch ist lediglich ein nicht-limitierendes Beispiel. Die Trichter 202 und 204 weisen einen eingezogenen Teil 206 auf, der einen Ansatz für den Zylinder 201 darstellt. In allen Ausführungsbeispielen ist die Abschirmung 110 mehrteilig aufgebaut, um eine Montage zu ermöglichen. In einem Ausführungsbeispiel wird einer der Trichter mit dem Zylinder 201 verbunden, bevor er in den Luftspalt des Motors eingesetzt wird, oder der Trichter ist einstückig an der zylindrischen Buchse 201 angeformt. Jeder der Trichter 204 ist an einem Ende des Zylinder 201 durch eine geeignete Technik verbunden, einschließlich aber nicht beschränkt auf: Kleben, Einschnappen, Verschrauben, Reibungsschweißen und Schweißen. In einem Ausführungsbeispiel, in dem Gewinde verwendet werden, sind die Gewinde im eingezogenen Teil 206 vorgesehen, wobei die Gewinde mit Gewinden an den Enden der zylindrischen Buchse 201 in Eingriff stehen (Gewinde sind in 5 nicht dargestellt). Eine zusammengebaute Version der Abschirmung 110 ist in 6 dargestellt.In 5 is shown that the shielding 110 three parts includes: a cylindrical bush 201 and a first end cover 202 and a second end cover 204 , In the embodiment in 5 are the end covers 202 and 204 formed substantially funnel-shaped. However, this is just a non-limiting example. The funnels 202 and 204 have a retracted part 206 on, an approach for the cylinder 201 represents. In all embodiments, the shield 110 constructed in several parts to allow assembly. In one embodiment, one of the funnels becomes with the cylinder 201 connected before it is inserted into the air gap of the motor, or the funnel is integral with the cylindrical sleeve 201 formed. Each of the funnels 204 is at one end of the cylinder 201 connected by a suitable technique, including but not limited to: gluing, snapping, screwing, friction welding and welding. In one embodiment where threads are used, the threads are in the retracted part 206 provided, the threads with threads at the ends of the cylindrical sleeve 201 are engaged (threads are in 5 not shown). An assembled version of the shield 110 is in 6 shown.

Der Turbinenteil 54 des ECT 40 wird mit Abgasen aus dem Motor versorgt, so dass er konsequenterweise heiß wird. Energie wird in der elektrischen Maschine 200 freigesetzt (4), wenn sie als Motor oder als Generator betrieben wird. Um eine Beschädigung der elektrischen Maschine 200 zu vermeiden, wird Vorsorge für die dissipierte Energie geleistet. Es ist wünschenswert, eine Wärmeübertragung aufgrund Strahlung oder Leitung von dem Turbinenteil 54 zu der elektrischen Maschine zu vermeiden. Die Trichter 202 und 204 dienen zum einen dem Zweck, zu verhindern, dass Öl auf den Rotor tropft, zum anderen dienen sie dem Zweck, zu verhindern, dass Strahlungswärme von der Turbomaschine auf den elektrischen Motor übergeht. Um die isolierenden Eigenschaften der Abschirmung 110 zu verbessern, sind Oberflächen 208 der Trichter 202 und 204 mit einem isolierenden keramischen oder einem anderen geeigneten Isolator oder Reflektor beschichtet. Die Beschichtung isoliert thermisch, elektrisch oder thermisch und elektrisch.The turbine part 54 of the ECT 40 is supplied with exhaust gases from the engine, so it consequently becomes hot. Energy is in the electric machine 200 released ( 4 ) when operated as a motor or as a generator. To damage the electric machine 200 To avoid this, provision is made for the dissipated energy. It is desirable to have heat transfer due to radiation or conduction from the turbine part 54 to avoid the electric machine. The funnels 202 and 204 on the one hand serve the purpose of preventing oil dripping on the rotor, on the other serve the purpose of preventing radiant heat from the turbomachine to the electric motor passes. To the insulating properties of the shield 110 to improve are surfaces 208 the funnel 202 and 204 coated with an insulating ceramic or other suitable insulator or reflector. The coating insulates thermally, electrically or thermally and electrically.

Die Dicke der zylindrischen Buchse 200 ist so bemessen, dass möglichst wenig vom Luftspalt aufgegeben und gleichzeitig eine ausreichende strukturelle Steifigkeit gegeben ist. Aus den 5 und 6 kann entnommen werden, dass die zylindrische Buchse 200 viel dünner als die Trichter 202 und 204 ist.The thickness of the cylindrical bush 200 is dimensioned so that as little as possible abandoned by the air gap and at the same time a sufficient structural rigidity is given. From the 5 and 6 can be seen that the cylindrical socket 200 much thinner than the funnels 202 and 204 is.

Bezug nehmend auf 2 ermöglicht die Abschirmung 110, dass Öl unter Einfluss der Schwerkraft in Richtung des Abflusses 106 bewegt wird, jedoch ohne den Rotor zu berühren.Referring to 2 allows the shielding 110 that oil is under the influence of gravity in the direction of the drain 106 is moved, but without touching the rotor.

In 7A ist eine isometrische Darstellung des Stators 210 und der Abschirmung (auseinandergezogen als zylindrische Buchse 200 und den Endabdeckungen 202 und 204) gezeigt. Die Abschirmung und der Stator sind im zusammengebauten Zustand in 7B dargestellt.In 7A is an isometric view of the stator 210 and the shield (pulled apart as a cylindrical sleeve 200 and the end covers 202 and 204 ). The shield and the stator are in the assembled state in 7B shown.

Die Montage der Abschirmung ist in einem Flussdiagramm in 8 dargestellt. Der Stator wird in 230 zusammengebaut. Eine der Endabdeckungen wird an einem Ende der zylindrischen Buchse in Block 232 befestigt. Die zylindrische Buchse wird in Block 234 in den Stator eingesetzt. Die andere Endabdeckung wird an dem anderen Ende der zylindrischen Buchse in Block 236 befestigt. In Block 238 wird der Rotor in den Stator eingesetzt. Die Schritte in 8 werden in einer bevorzugten Reihenfolge gezeigt. Die Blocks 232 und 234 können auch in anderer Reihenfolge durchgeführt werden. In einer anderen Alternative werden die Blocks 230 und 232 in anderer Reihenfolge durchgeführt.The assembly of the shield is shown in a flow chart in 8th shown. The stator is in 230 assembled. One of the end covers is at one end of the cylindrical bush in block 232 attached. The cylindrical bush is in block 234 inserted into the stator. The other end cover is at the other end of the cylindrical sleeve in block 236 attached. In block 238 The rotor is inserted into the stator. The steps in 8th are shown in a preferred order. The blocks 232 and 234 can also be done in a different order. In another alternative, the blocks become 230 and 232 performed in a different order.

Das Kühlmittel kann jedes geeignete Fluid sein. In dem Fall, in dem ein ECT mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, ist das Motorenschmiermittel ein Fluid, das unter Druck für den ECT sowohl für Kühlzwecke als auch für Schmierzwecke bereitgestellt wird. In dem Ausführungsbeispiel, indem das Schmiermittel als Kühlmittel für die elektrische Maschine 20 dient (1), kann der Abfluss 106 (2) fluid-technisch mit dem Sammelbehälter 28 des Motors 10 (1) verbunden sein.The coolant may be any suitable fluid. In the case where an ECT is connected to an internal combustion engine, the engine lubricant is a fluid that is provided under pressure to the ECT for both cooling and lubrication purposes. In the embodiment, by the lubricant as a coolant for the electric machine 20 serves ( 1 ), the drain can 106 ( 2 ) fluid-technically with the sump 28 of the motor 10 ( 1 ).

Wie oben beschrieben, genießt die Schmierung der Lager eine höhere Priorität als die Kühlung der elektrischen Maschine. Beispielsweise beim Starten ist der Öldruck wahrscheinlich kleiner als der Öldruck, der notwendig ist, Öl sowohl für die Kühlung als auch für die Schmierung bereitzustellen, und die Sperrventile, die Öl zu der elektrischen Maschine liefern, sind geschlossen. Dies kann in manchen Situationen mit dem Wunsch zusammenfallen, Starkstrom für die elektrische Maschine bereitzustellen, um Luft in der Turbomaschine zu komprimieren. Die elektrische Maschine kann für eine kurze Zeitdauer eine hohe Stromspitze aushalten, ohne zu überhitzen. Ohne zusätzliche Kühlmaßnahmen ist jedoch die Zeitdauer einer solchen Spitze eingeschränkt. Eine Strategie, ein Überhitzten während einer solchen Situation, in denen die Sperrventile geschlossen sind, startet mit Block 300 in 9. In 302 wird der Druck in dem Ölsystem (Poil) ermittelt und verglichen mit dem Öffnungsdruck der Sperrventile (Popen). Wenn der Druck in dem Ölsystem größer ist, werden die Sperrventile geöffnet und die Regelung führt zu Block 306, in dem die normale Regelung des Stromes, der für die elektrische Maschine bereitgestellt wird oder aus ihr abgeführt wird, stattfindet. Falls jedoch der Druck in dem System nicht groß genug ist, die Sperrventile zu öffnen, führt die Regelung zu Block 304, in dem bestimmt wird, ob die Temperatur der Spulen (Tcoil) des elektrischen Motors einen Temperaturgrenzwert (Tthresh) übersteigt. Auf der Basis einer Temperaturmessung in den Spulen oder auf der Basis eines Modells kann die Temperatur in den Spulen bestimmt oder abgeschätzt werden. Solang die Temperatur in den Spulen kleiner ist als der Grenzwert, führt die Regelung zu Block 306 für die normale Regelung des Stroms. Übersteigt jedoch die Temperatur den Grenzwert, führt die Regelung zu Block 308, der eine alternative Strategie zur Regelung des Stroms für die (oder von der) elektrischen Maschine darstellt, um die elektrische Maschine vor dem Überhitzen zu schützen. In der überwiegenden Mehrzahl von normalen Betriebszuständen ist das Auftreten eines nicht-ausreichenden Öldrucks sowohl zum Kühlen der Spulen der elektrischen Maschine als auch zum Schmieren der Lager kurz, sehr wahrscheinlich beschränkt auf Startvorgänge. Nichtsdestotrotz ist es sinnvoll, eine Betriebsstrategie bereitzustellen, die den Strom begrenzt, wie in Block 308 gefordert, um Schaden von der elektrischen Maschine während dieser seltenen Ereignisse abzuwenden.As described above, the lubrication of the bearings enjoys a higher priority than the cooling of the electric machine. For example, at startup, the oil pressure is likely to be less than the oil pressure necessary to provide oil for both cooling and lubrication, and the check valves that supply oil to the electric machine are closed. This may in some situations coincide with the desire to provide power to the electrical machine to compress air in the turbomachine. The electric machine can withstand a high current peak for a short period of time without overheating. However, without additional cooling, the duration of such a tip is limited. One strategy, overheated during such a situation where the check valves are closed, starts with block 300 in 9 , In 302 the pressure in the oil system (Poil) is determined and compared with the opening pressure of the check valves (Popen). If the pressure in the oil system is greater, the check valves will open and the control will block 306 in which the normal regulation of the current supplied to or removed from the electric machine takes place. However, if the pressure in the system is not great enough to open the check valves, the control will result in block 304 in which it is determined whether the temperature of the coils (Tcoil) of the electric motor exceeds a temperature limit (Tthresh). On the basis of a temperature measurement in the coils or on the basis of a model, the temperature in the coils can be determined or estimated. As long as the temperature in the coils is less than the limit, the control leads to block 306 for the normal regulation of the current. However, if the temperature exceeds the limit, the control leads to block 308 , which represents an alternative strategy for controlling the current for the (or the) electrical machine to protect the electrical machine from overheating. In the vast majority of normal operating conditions, the occurrence of insufficient oil pressure both for cooling the electric machine coils and for lubricating the bearings is short, most likely limited to starting operations. Nonetheless, it makes sense to provide an operating strategy that limits power, as in block 308 required to avert damage from the electric machine during these rare events.

Die Fähigkeit des elektrischen Motors, Drehmoment bereitzustellen, ist oft limitiert durch die Stromflusskapazität als Folge der Temperatur, die in den Spulen oder Wicklungen erzeugt wird. Die Bereitstellung von Kühlung für die Wicklungen führt in effektiver Weise zu einer höheren Motorleistung. Entsprechend ist bekannt, ein flüssiges Kühlmittel für die Wicklungen vorzusehen. Für Hochgeschwindigkeitsmotoren jedoch sollte das flüssige Kühlmittel von dem Rotor ferngehalten werden. Die dissipierte Energie in dem Rotor ist wesentlich geringer als in dem Stator; daher wird keine Flüssigkeitskühlung benötigt. In Hochgeschwindigkeitsmotoren, beispielsweise bis zu 350.000 rpm in einigen ECTs, führt die Scherung des Kühlmittels bei solch hohen Geschwindigkeiten zu einer hohen Reibunglast sowie zu Verlusten, weil das Kühlmittel in feinen Nebel zerstäubt wird. Um das Kühlmittel von dem Rotor fernzuhalten, wird ein Buchsenteil der Abschirmung zwischen dem Rotor und dem Stator platziert, wobei ein Teil des Luftspalts dafür in Anspruch genommen wird. Die Abschirmung weist einen zylindrischen Teil und zwei Trichterteile auf, jeweils eins an jedem Ende. Der zylindrische Teil, der von den Permanentmagneten durch einen kleinen Luftspalt getrennt ist, ist aus einem Material mit geringer Permeabilität, um eine übermäßige Beeinträchtigung der Flusslinien zu vermeiden, die sich in dem Motor ausbilden. Die hier angesprochene Permeabilität bezieht sich auf die elektromagnetische Permeabilität. Das Material kann ein Polymer, ein Composite, ein Nicht-Eisen oder ein anderes Material mit vergleichsweise niedriger Permeabilität sein. Da die Trichter sich nicht innerhalb des Luftspalts zwischen Rotor und Stator befinden, können die Trichter aus einem Material sein, bei dem es im Wesentlichen nicht auf die Permeabilität ankommt.The ability of the electric motor to provide torque is often limited by the current flow capacity as a result of the temperature generated in the coils or windings. The provision of cooling for the windings effectively results in higher engine performance. Accordingly, it is known to provide a liquid coolant for the windings. For high speed engines, however, the liquid coolant should be kept away from the rotor. The dissipated energy in the rotor is substantially lower than in the stator; therefore no liquid cooling is needed. In high-speed engines, for example, up to 350,000 rpm in some ECTs, shearing of the coolant at such high speeds results in high friction load as well as losses because the coolant is atomized into fine mist. To keep the coolant away from the rotor, a female part of the shield is placed between the rotor and the stator, taking up part of the air gap therefor. The shield has a cylindrical part and two funnel parts, one at each end. The cylindrical part, which is separated from the permanent magnets by a small air gap, is made of a material of low permeability, in order to avoid undue deterioration of the flux lines formed in the motor. The permeability referred to here refers to the electromagnetic permeability. The material may be a polymer, a composite, a non-iron, or other relatively low permeability material. Since the funnels are not within the air gap between the rotor and the stator, the funnels can be made of a material that does not substantially depend on permeability.

Wie in 4 gezeigt, ist in der Außenfläche des Stators eine Aussparung 146 vorgesehen, so dass eine Feststellschraube mit der Aussparung 146 in Eingriff stehen kann. Die Feststellschraube 103 ist in 2 gezeigt (Aussparung ist in 2 gezeigt, aber nicht getrennt als solche mit einem Bezugszeichen und einer Bezugslinie benannt) und steht im Eingriff mit der Aussparung. Siehe in 7A, dass die Aussparungen 146 gleichmäßig beanstandet entlang des Umfangs des Stators 110 angeordnet sind. Nur eine der Aussparungen 146 steht im Eingriff mit der Feststellschraube 103. Jedoch für einen einwandfreien Betrieb der elektrischen Maschine ist es wünschenswert, die Aussparungen 146 an der Außenfläche des Status 210 gleichmäßig und abgestimmt mit den Spulen zu verteilen. Die Aussparung 146 und die Feststellschraube 103 dienen dazu, dem durch den Motor erzeugten Drehmoment entgegenzuwirken. Alternativ kann eine Vielzahl von Feststellschrauben vorgesehen sein zum Schutz, dass eine der Feststellschrauben rückwärts herausdreht.As in 4 is shown in the outer surface of the stator a recess 146 provided so that a locking screw with the recess 146 can be engaged. The locking screw 103 is in 2 shown (recess is in 2 shown but not separately designated as such with a reference numeral and a reference line) and is engaged with the recess. See in 7A that the recesses 146 evenly spaced along the circumference of the stator 110 are arranged. Only one of the recesses 146 is engaged with the locking screw 103 , However, for proper operation of the electrical machine, it is desirable to have the recesses 146 on the outside surface of the status 210 evenly distributed and coordinated with the coils. The recess 146 and the locking screw 103 serve to counteract the torque generated by the engine. Alternatively, a plurality of locking screws may be provided to protect one of the locking screws from rotating out backwards.

Während die bevorzugte Ausführung detailliert unter Bezugnahme auf konkrete Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, wird der Fachmann verschiedene alternative Ausgestaltungen und Ausführungsformen im Schutzbereich der folgenden Ansprüche erkennen. Während verschiedene Ausführungsbeispiele als vorteilhaft oder bevorzugt vor anderen Ausführungsbeispielen in Bezug auf eine oder mehr erwünschte Eigenschaften beschrieben wurden, ist sich der Fachmann bewusst, dass eine oder mehrere Eigenschaften gegen andere abgewogen werden können, um erwünschte Systemattribute zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Attribute umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf: Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Folgekosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Servicefähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Zusammensetzung, usw. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen, die als weniger wünschenswert als andere charakterisiert wurden, oder Implementierungen aus dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere Charakteristiken stehen nicht außerhalb des Offenbarungsgehaltes und können für spezielle Anwendungen durchaus wünschenswert sein.While the preferred embodiment has been described in detail with reference to specific embodiments, those skilled in the art will recognize various alternative embodiments and embodiments within the scope of the following claims. While various embodiments have been described as advantageous or preferred over other embodiments with respect to one or more desired characteristics, those skilled in the art will appreciate that one or more properties may be balanced against others to achieve desired system attributes appropriate to the specific application and application Depend on implementation. These attributes include, but are not limited to: cost, strength, durability, consequential cost, marketability, appearance, packaging, size, serviceability, weight, manufacturability, ease of composition, etc. The embodiments described herein which are characterized as less desirable than others or prior art implementations related to one or more characteristics are not outside the disclosure and may well be desirable for specific applications.

Claims

An electric machine comprising: a motor housing; a stator housed in the motor housing; a rotor disposed within the stator, an air gap separating the stator and the rotor; a first bearing and a second bearing disposed at a first end and at a second end of the rotor, respectively, the first bearing and the second bearing being supported by the motor housing; a liquid cooling device comprising: a pressurized refrigerant supply port defined in the motor housing; a plurality of coolant conduits defined in the engine housing to direct flow to the stator; and a shield provided to substantially prevent contact of the coolant with the rotor, the partition comprising at least one hollow cylindrical part disposed in the air gap separating the stator and the rotor.

The electrical machine of claim 1, wherein the shield further comprises: a first end cover attached to a first end of the cylindrical part; and a second end cover attached to a second end of the cylindrical portion.

The electric machine of claim 1, wherein the cylindrical portion of the shield comprises an electrical material having a low electromagnetic permeability.

The electric machine of claim 1, wherein the cylindrical part is disposed in the vicinity of the stator, wherein the remaining air gap between the cylindrical part of the shield and the rotor is arranged.

The electric machine of claim 1, further comprising; a housing in which the electric machine is arranged; a pressurized refrigerant supply line defined in the housing and an opening of the pressurized refrigerant supply line defined in an outer surface of the housing; a coolant manifold defined within the housing and fluidly connected to the pressurized coolant supply line; and a first coolant line defined in the housing is fluidly coupled to the coolant manifold and directs a flow of coolant to the coils.

The electric machine of claim 5, further comprising: a drain defined within the housing, wherein the shield substantially directs coolant toward the drain.

The electric machine of claim 2, wherein the end caps are in the form of a funnel and wherein the cylindrical portion is substantially thinner than the first end cap and the second end cap.

The electric machine according to claim 2, wherein the end caps are fixed to the cylindrical member by one of the following possibilities: friction welding, welding, soldering, gluing, screwing and snapping.

The electric machine according to claim 2, wherein at least a part of the surface of at least one of the end caps facing away from the cylindrical part is coated with an insulating material.

The electric machine according to claim 9, wherein the insulating material is ceramic.

The electric machine of claim 1, wherein the electric machine is disposed within an electronically controlled turbocharger (ECT) and disposed between a turbine portion of the ECT and a compressor portion of the ECT.