DE102014204816A1

DE102014204816A1 - Electric machine with a cooling element

Info

Publication number: DE102014204816A1
Application number: DE102014204816.8A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Bäuerle; Khalid Jafoui
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2015-09-17
Also published as: CN204858874U

Abstract

Elektrische Maschine (10) mit einem Kühlelement (14), umfassend ein Gehäuse (17, 16, 18), welches einen Fluidkanal (20) zur Führung eines Kühlflüssigkeitsstroms, der durch zumindest eine erste Kanalfläche (33) und eine zweite, der ersten gegenüberliegenden, Kanalfläche (54) begrenzt ist, und eine Einlassöffnung (22) zur Zuführung und eine Auslassöffnung (26) zur Abführung von Kühlflüssigkeit aufweist, wobei an einer der Kanalflächen (33) des Fluidkanals (20) zumindest ein Strömungselement (32, 34, 36) ausgebildet ist, und wobei der Fluidkanal (20) einen Einlassabschnitt (38), der der Einlassöffnung (22) zugeordnet ist, einen Auslassabschnitt (42), der der Auslassöffnung (26) zugeordnet ist, und einen Zwischenabschnitt (40), der zwischen dem Einlassabschnitt (38) und dem Auslassabschnitt (42) angeordnet ist, aufweist, wobei zumindest ein Strömungselement (32, 34, 36), zur Ablenkung des Kühlflüssigkeitsstroms, in dem Einlassabschnitt (38) oder in dem Auslassabschnitt (38) angeordnet ist.An electric machine (10) comprising a cooling element (14), comprising a housing (17, 16, 18) having a fluid channel (20) for guiding a flow of cooling fluid through at least a first channel surface (33) and a second, the first opposite , Channel surface (54) is limited, and an inlet opening (22) for supplying and an outlet opening (26) for discharging cooling liquid, wherein at one of the channel surfaces (33) of the fluid channel (20) at least one flow element (32, 34, 36 ), and wherein the fluid channel (20) has an inlet section (38) associated with the inlet opening (22), an outlet section (42) associated with the outlet opening (26), and an intermediate section (40) between at least one flow element (32, 34, 36) for deflecting the flow of cooling liquid in the inlet section (38) or in the outlet section (38) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Kühlelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to an electrical machine with a cooling element according to the preamble of patent claim 1.

In der WO 2005/078900 A1 ist eine elektrische Maschine mit einem Kühlelement für Kühlflüssigkeiten offenbart. Dieses Kühlelement besteht aus einem Hohlzylinder und einer Hülse. Innerhalb des Hohlzylinders sind eine Einlassöffnung, eine Auslassöffnung und ein Kanalsystem aus Rippen ausgebildet. Die Kanäle sind dabei getrennt voneinander ausgebildet, weshalb die Kühlflüssigkeitsströme innerhalb benachbarter Kanäle als unabhängig voneinander zu betrachten sind. Die Strömungsgeschwindigkeiten und auch die Wärmeabführmengen der verschiedenen Kanäle können sich dabei Wesentlich voneinander unterscheiden. Zudem können bei einem derartig großflächig ausgebildeten Einlassabschnitt stehende Wirbel bzw. Rezirkulationen auftreten, die aufgrund mangelnden Kühlflüssigkeitsaustauschs zu einer lokalen übermäßigen Erwärmung führen. In the WO 2005/078900 A1 an electric machine with a cooling element for cooling liquids is disclosed. This cooling element consists of a hollow cylinder and a sleeve. Within the hollow cylinder, an inlet opening, an outlet opening and a channel system are formed of ribs. The channels are formed separately from each other, which is why the coolant flows within adjacent channels are considered to be independent of each other. The flow rates and the Wärmeabführmengen the different channels can be significantly different from each other. In addition, vortexes or recirculations occurring in the case of such a large-area inlet section can occur which lead to local excessive heating due to the lack of coolant liquid exchange.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Maschine mit einem Kühlelement darzustellen, in welchem sich eine Kühlflüssigkeit gleichmäßig und mit einem hohen Durchmischungsgrad fortbewegen kann und stehende Wirbel oder Rezirkulationen vermieden werden können. It is therefore an object of the present invention to provide an electric machine with a cooling element, in which a cooling liquid can move smoothly and with a high degree of mixing and standing vortices or recirculations can be avoided.

Diese vorstehende Aufgabe wird mittels der elektrischen Maschine mit einem Kühlelement gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausführungen der Erfindung beschrieben. This object is achieved by means of the electric machine with a cooling element according to claim 1. In the dependent claims advantageous embodiments of the invention are described.

Gemäß der Erfindung wird eine gattungsgemäße elektrische Maschine mit einem Kühlelement mit einem Einlassabschnitt und einem Auslassabschnitt vorgeschlagen, wobei innerhalb des Kühlelements zumindest ein Strömungselement, zur Ablenkung des Kühlflüssigkeitsstroms, in dem Einlassabschnitt oder in dem Auslassabschnitt angeordnet ist. According to the invention, a generic electric machine with a cooling element with an inlet section and an outlet section is proposed, wherein within the cooling element at least one flow element, for deflecting the cooling liquid flow, is arranged in the inlet section or in the outlet section.

Ausgehend von der Einlassöffnung strömt die Kühlflüssigkeit in den Fluidkanal ein, wobei sich die Kühlflüssigkeit innerhalb des Einlassabschnitts des Fluidkanals erstmalig ausbreitet und durchmischt. Bevor die Kühlflüssigkeit durch die Auslassöffnung wieder aus dem Fluidkanal ausströmt, durchfließt diese einen Auslassabschnitt, in dem sich der Kanalquerschnitt auf die Größe der Auslassöffnung verjüngt. Zwischen dem Einlassabschnitt und dem Auslassabschnitt ist zudem ein Zwischenabschnitt ausgebildet, wobei sich der Zwischenabschnitt mit dem Einlassabschnitt und / oder dem Auslassabschnitt überdecken kann. Starting from the inlet opening, the cooling liquid flows into the fluid channel, wherein the cooling liquid first propagates and mixes within the inlet section of the fluid channel. Before the cooling fluid flows out of the fluid channel through the outlet opening, it flows through an outlet section, in which the channel cross-section tapers to the size of the outlet opening. In addition, an intermediate section is formed between the inlet section and the outlet section, with the intermediate section being able to overlap the inlet section and / or the outlet section.

Das Strömungselement ist innerhalb des Fluidkanals meist als eine Erhöhung ausgebildet, die von einer der Kanalflächen absteht. Derartige Strömungselemente sind innerhalb des Kühlflüssigkeitsstroms angeordnet um diesen zu beeinflussen, beispielsweise um den Kühlflüssigkeitsstrom umzulenken, zu verwirbeln oder zu führen. Im Folgenden werden für Strömungselemente auch als Rippen, als Leitrippen oder als Umfangsrippen dargestellt oder bezeichnet, wobei diese Bezeichnung nicht einschränkend ist. Ein im Folgenden als Rippe, Leitrippe oder auch Umfangsrippe bezeichnetes Element, insbesondere Strömungselement, ist in seiner Form frei ausbildbar und nicht auf eine längliche Form beschränkt, wobei sich eine längliche Form der Strömungselemente, der Rippen, Leitrippen oder der Umfangsrippen dennoch meist als vorteilhaft erweist. Die folgenden Ausführungen zu den Rippen, Leitrippen oder Umfangsrippen können daher auf Strömungselemente verallgemeinert werden. The flow element is usually formed within the fluid channel as an increase, which protrudes from one of the channel surfaces. Such flow elements are arranged within the cooling liquid flow to influence this, for example, to redirect the Kühlflüssigkeitsstrom to swirl or lead. In the following, flow elements are also represented or designated as ribs, as guide ribs or as circumferential ribs, this designation not being restrictive. A hereinafter referred to as a rib, guide rib or circumferential rib element, in particular flow element is freely formable in its shape and not limited to an elongated shape, with an elongated shape of the flow elements, the ribs, guide ribs or the circumferential ribs still proves to be advantageous , The following statements on the ribs, guide ribs or circumferential ribs can therefore be generalized to flow elements.

Die in dem Einlassabschnitt ausgebildeten Strömungselemente oder Leitrippen führen zu einer Ablenkung und Gleichverteilung des Kühlflüssigkeitsstroms, wodurch über den kompletten Querschnitt des Fluidkanals eine gleichmäßige Kühlflüssigkeitsströmung bzw. Fluidströmung erreicht wird. Zudem verbessert sich durch die Ablenkung der Kühlflüssigkeit bzw. des Fluids an dem Strömungselement oder der Leitrippe, sowie durch die Umströmung des Strömungselements oder der Leitrippe die Durchmischung der Kühlflüssigkeit wesentlich. Eine verbesserte Durchmischung erhöht weiterhin den Wärmeübergangskoeffizienten bzw. die Geschwindigkeit des Wärmeübertrags auf die Kühlflüssigkeit. The flow elements or guide ribs formed in the inlet section lead to a deflection and equal distribution of the cooling liquid flow, whereby a uniform coolant liquid flow or fluid flow is achieved over the complete cross section of the fluid channel. In addition, by the deflection of the cooling liquid or of the fluid at the flow element or the guide rib, as well as by the flow around the flow element or the guide rib, the mixing of the cooling liquid substantially improves. An improved mixing further increases the heat transfer coefficient or the rate of heat transfer to the coolant.

Eine oder mehrere derartige Strömungselemente oder Leitrippen ist bzw. sind an dem Einlassabschnitt insbesondere dann von Vorteil, wenn die Kühlflüssigkeit quer zur eigentlichen Durchströmungsrichtung in das Kühlelement eingeleitet wird, insbesondere wenn der Fluidkanal relativ breit mit geringer Höhe ausgebildet ist. Dies liegt daran, dass der Kühlflüssigkeitsstrom zunächst eine im Wesentlichen geradlinige Bewegung durchführt, bis dieser durch ein Hindernis beispielsweise eine Kanalfläche oder ein Strömungselement oder eine Leitrippe umgelenkt wird. Weist ein Fluidkanal keine Strömungselemente oder Leitrippen auf und ist die Durchströmungsrichtung des Fluidkanals quer zur Einlassrichtung der Kühlflüssigkeit ausgebildet, dann trifft das Fluid zunächst auf eine, der Einlassöffnung gegenüberliegende Kanalfläche und bewegt sich anschließend an dieser Kanalfläche entlang, bevor sich in dem Fluidkanal eine gleichmäßige Strömung einstellt. Ein Großteil der Kühlflüssigkeit umfließt somit eine Wirbelzone, die seitlich und in der Nähe der Einlassöffnung angeordnet ist. Diese Wirbelzone bildet Rezirkulationen bzw. stehende Wirbel aus und erfährt nur einen geringen Austausch an Kühlflüssigkeit, wodurch sich die Kühlflüssigkeit stark erhitzt. Daher ist es von Vorteil einen, über den gesamten Fluidkanal, gleichmäßigen Kühlflüssigkeitsstrom zu erzeugen, insbesondere nahe der Einlassöffnung. One or more such flow elements or guide ribs is or are particularly advantageous at the inlet section if the cooling liquid is introduced transversely to the actual flow direction into the cooling element, in particular if the fluid channel is relatively wide with a small height. This is due to the fact that the flow of cooling liquid initially performs a substantially rectilinear motion until it is deflected by an obstacle, for example a channel surface or a flow element or a guide rib. If a fluid channel has no flow elements or guide ribs and if the flow direction of the fluid channel is transverse to the inlet direction of the coolant, then the fluid initially strikes a channel surface opposite the inlet port and then moves along this channel surface before a uniform flow in the fluid channel established. A large part of the cooling liquid thus flows around a vortex zone, which is arranged laterally and in the vicinity of the inlet opening. This vortex zone forms recirculations or standing vortex and undergoes only a small exchange of cooling fluid, whereby the cooling liquid heats up strongly. It is therefore advantageous to generate a uniform flow of cooling liquid over the entire fluid channel, in particular close to the inlet opening.

Eine oder mehrere Leitrippen innerhalb des Auslassabschnitts sorgen zudem für einen gleichmäßigen Abfluss der Kühlflüssigkeit. Obige und auch nachfolgende Erläuterungen an dem Einlassabschnitts lassen sich ebenso auf den Auslassabschnitt übertragen. Dies gilt ebenso für alles was an oder innerhalb des Einlassabschnitts ausgebildet oder angeordnet ist, wie beispielsweise die Leitrippen. One or more baffles within the outlet section also provide for even drainage of the cooling liquid. The above and also subsequent explanations on the inlet section can also be transferred to the outlet section. This also applies to anything that is formed or arranged on or within the inlet portion, such as the guide ribs.

Sind Leitrippen innerhalb des Einlassabschnitts und innerhalb des Auslassabschnitts ausgebildet, so kann die Leitrippendichte oder die Anzahl der Leitrippen innerhalb des Auslassabschnitts geringer sein als die Anzahl der Leitrippen innerhalb des Einlassabschnitts. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn bereits Leitrippen innerhalb des Einlassabschnitts für einen gleichmäßigen und über den Kanalquerschnitt gleichverteilten Kühlflüssigkeitsstrom sorgen. Zudem verringert sich der Kanalquerschnitt zu der Auslassöffnung hin, weshalb der Abfluss der Kühlflüssigkeit grundsätzlich störungsfreier abläuft. Dennoch können Leitrippen innerhalb des Auslassabschnitts für eine Verbesserung des Abflusses der Kühlflüssigkeit sorgen. Die bereits erwähnte Leitrippendichte wird weiter unten noch genauer erläutert. If baffles are formed within the inlet portion and within the outlet portion, the guide fin density or the number of baffles within the outlet portion may be less than the number of baffles within the inlet portion. This is the case in particular when guide ribs within the inlet section already ensure a uniform flow of cooling liquid, which is uniformly distributed over the channel cross section. In addition, the channel cross-section is reduced towards the outlet opening, which is why the outflow of the cooling liquid generally runs smoothly. Nevertheless, baffles within the outlet section can provide an improvement in the effluent of the cooling fluid. The above-mentioned Leitrippendichte will be explained in more detail below.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann der Fluidkanal, im Querschnitt betrachtet, vorzugsweise breiter als hoch ausgebildet sein. Die Oberfläche des Fluidkanals kann dabei durch mehrere Kanalflächen ausgebildet sein. Die Einlassöffnung und die Auslassöffnung sind hierbei vorzugsweise an derselben Kanalfläche ausgebildet, wobei diese Kanalfläche meist die Höhe des Fluidkanals darstellt bzw. die Breite des Fluidkanals begrenzt und somit vorzugsweise kürzer ist als deren angrenzenden, die breite bildenden Kanalflächen. Die Rippen und somit auch die Leitrippen sind deshalb vorzugsweise an den Kanalflächen, die die Breite des Fluidkanals darstellen bzw. die Höhe des Fluidkanals begrenzen, ausgebildet und erstrecken sich in die Höhe oder stehen von der zugehörigen Kanalfläche ab. Die Kanalflächen werden unter anderem als erste, zweite, usw. Kanalflächen bezeichnet. In an advantageous embodiment, the fluid channel, viewed in cross-section, preferably be formed wider than high. The surface of the fluid channel can be formed by a plurality of channel surfaces. The inlet opening and the outlet opening are in this case preferably formed on the same channel surface, wherein this channel surface usually represents the height of the fluid channel or the width of the fluid channel is limited and thus preferably shorter than the adjacent, the broad-forming channel surfaces. The ribs and thus also the guide ribs are therefore preferably formed on the channel surfaces, which define the width of the fluid channel or limit the height of the fluid channel, and extend in height or stand from the associated channel surface. The channel surfaces are referred to inter alia as first, second, etc. channel surfaces.

In einer möglichen Ausführungsvariante kann die Leitrippe an der ersten oder an der zweiten oder an einer weiteren Kanalfläche ausgebildet sein und in den Kanal hineinragen, wobei die Leitrippe einen Abstand zu der gegenüberliegenden Kanalfläche aufweist. In a possible embodiment, the guide rib may be formed on the first or on the second or on a further channel surface and project into the channel, wherein the guide rib has a distance from the opposite channel surface.

Aufgrund des Abstands zwischen der Leitrippe und der gegenüberliegenden Kanalfläche kann die Kühlflüssigkeit zwischen der Leitrippe und der Kanalfläche hindurchströmen oder auch die Leitrippe überströmen. Durch diese Form der Leitrippe wird ein Teil der Kühlflüssigkeit abgelenkt und ein anderer Teil der Kühlflüssigkeit überströmt die Leitrippe, wodurch die Kühlflüssigkeit innerhalb des Fluidkanals verteilt wird. Es ist daher der Fall, dass die einströmende Kühlflüssigkeit eine Ablenkung, eine Durchmischung und somit eine Verbreiterung des Kühlflüssigkeitsstroms erfährt, abhängig von der Ausbildungsform der Leitrippe. Due to the distance between the guide rib and the opposite channel surface, the cooling liquid can flow between the guide rib and the channel surface or also flow over the guide rib. By this form of the guide rib, a part of the cooling liquid is deflected and another part of the cooling liquid flows over the guide rib, whereby the cooling liquid is distributed within the fluid channel. It is therefore the case that the inflowing cooling fluid undergoes a deflection, a mixing and thus a widening of the cooling liquid flow, depending on the embodiment of the guide rib.

Der Abstand zu der entgegengesetzten Fläche ist zudem von Vorteil, da eine, über den Fluidkanal von einer ersten zu einer zweiten Kanalfläche durchgehend ausgebildete, Leitrippe keine derartige Durchmischung und Verteilung der Kühlflüssigkeit erreichen kann. Wird der Abstand lediglich als Spalt ausgebildet, dann wäre die Geschwindigkeit der Kühlflüssigkeit in dem Spalt stark verringert, wodurch sich die Kühlflüssigkeit hier stark erwärmt. Weitere Vorteile und genauere Ausführungen zu dem Abstand werden zudem noch weiter unten erläutert. The distance to the opposite surface is also advantageous because a, formed on the fluid channel from a first to a second channel surface continuously formed, the guide rib can not achieve such mixing and distribution of the cooling liquid. If the distance formed only as a gap, then the speed of the cooling liquid would be greatly reduced in the gap, whereby the cooling liquid heats up strongly here. Further advantages and more precise explanations of the distance will also be explained below.

Es wird weiter vorgeschlagen, dass eine Leitrippe zumindest teilweise in dem Einlassabschnitt oder in einem Teilbereich des Einlassabschnitts angeordnet ist, der gegenüber einer Kanalhöhe des Zwischenabschnitts eine vergrößerte Höhe aufweist, wobei die Kanalhöhe durch den Abstand zwischen der ersten Kanalfläche und der gegenüberliegenden Kanalfläche gegeben ist. It is further proposed that a guide rib is arranged at least partially in the inlet section or in a partial region of the inlet section which has an increased height compared with a channel height of the intermediate section, the channel height being given by the distance between the first channel surface and the opposite channel surface.

Durch die vergrößerte Höhe des Fluidkanals innerhalb des Einlassabschnitts oder innerhalb eines Teilbereichs des Einlassabschnitts, im Folgenden Vertiefungsbereich genannt, ist es insbesondere möglich eine Leitfläche der Leitrippe gegenüber Leitrippen außerhalb dieses Vertiefungsbereichs größer auszubilden. Dadurch kann der Einfluss der Leitrippen auf den Kühlflüssigkeitsstrom, insbesondere in der Nähe der Einlassöffnung, weiter erhöht werden. Hierdurch wird über den Verlauf des gesamten Fluidkanals ein gleichmäßiger Fluss der Kühlflüssigkeit erreicht und insbesondere die zuvor erwähnten Wirbelzonen vermieden. Die Leitrippen können dabei vollständig oder auch nur teilweise innerhalb Vertiefungsbereichs angeordnet sein. Due to the increased height of the fluid channel within the inlet section or within a partial area of the inlet section, referred to below as a recessed area, it is possible, in particular, to make a guide surface of the guide rib larger than guide ribs outside this recessed area. As a result, the influence of the guide ribs on the coolant flow, in particular in the vicinity of the inlet opening, can be further increased. As a result, a uniform flow of the cooling liquid is achieved over the course of the entire fluid channel and in particular avoids the aforementioned vortex zones. The guide ribs can be arranged completely or only partially within the depression area.

Es ist zudem vorteilhaft, wenn die Einlassöffnung und die Auslassöffnung an einer Kanalfläche derart ausgebildet sind, dass die Kühlflüssigkeit quer zur Durchströmungsrichtung des Kühlkanals eingeleitet und abgeleitet wird, wobei die Kühlflüssigkeit eine Leitrippe bzw. die Leitfläche der Leitrippe trifft. It is also advantageous if the inlet opening and the outlet opening are formed on a channel surface such that the cooling liquid is introduced and discharged transversely to the flow direction of the cooling channel, wherein the cooling liquid strikes a guide rib or the guide surface of the guide rib.

Günstigerweise bildet eine Normale der Leitfläche der Leitrippe einen spitzen Leitwinkel zur Richtung des Kühlflüssigkeitsstroms am Einlassbereich oder am Auslassbereich aus. Conveniently, a normal of the guide surface of the guide rib forms an acute guide angle to the direction of the cooling liquid flow at the inlet region or at the outlet region.

Die Richtung des Kühlflüssigkeitsstroms wird hierbei durch die Bewegungsrichtung der Kühlflüssigkeit an der Einlassöffnung vorgegeben. Zudem ist die Leitfläche die Fläche der Leitrippe, auf die die Kühlflüssigkeit während in ihrer Bewegung trifft. Dabei kann die Leitfläche bzw. die Form der Rippe in Draufsicht als eben, geschwungen, mit Knick oder in einer beliebigen anderen Art und Weise geformt sein. Der Kühlflüssigkeitsstrom wird dabei insbesondere durch die Form der Leitfläche und den Leitwinkel beeinflusst. The direction of the cooling liquid flow is predetermined here by the direction of movement of the cooling liquid at the inlet opening. In addition, the guide surface is the surface of the guide rib, which is hit by the cooling liquid while in motion. In this case, the guide surface or the shape of the rib in plan view as flat, curved, be formed with a bend or in any other manner. The cooling liquid flow is influenced in particular by the shape of the guide surface and the guide angle.

Mit besonderem Vorteil verringert sich die Leitrippendichte, die die Fähigkeit der Leitrippe beschreibt einen Kühlflüssigkeitsstrom abzulenken und zu durchmischen, in dem Einlassabschnitt oder in dem Auslassabschnitt ausgehend von der Einlassöffnung bzw. der Auslassöffnung mit größer werdendem Abstand. It is particularly advantageous to reduce the guide fin density, which describes the ability of the guide rib to deflect and mix a flow of cooling fluid, in the inlet section or in the outlet section, starting from the inlet opening and the outlet opening, respectively, with increasing distance.

Die Leitrippendichte bestimmt sich aus mehreren Faktoren und gibt eine Art Wert für die Fähigkeit der Leitrippen zur Durchmischung, zur Gleichverteilung und zur Umlenkung der Kühlflüssigkeit, sowie zur Erzeugung einer breiten und gleichmäßigen Kühlflüssigkeitsströmung an. In den Wert der Leitrippendichte fließen unter anderem die Anzahl der Leitrippen, die Größe der zugehörigen Leitfläche, der Winkel der Leitfläche zu dem Kühlflüssigkeitsstrom sowie die Form der Leitrippen und auch die Anordnung mehrerer Leitflächen zueinander ein. Eine Vergrößerung der Leitrippenfläche erhöht beispielsweise die Leitrippendichte. The guide fin density is determined by several factors and gives a kind of value for the ability of the guide ribs for mixing, for uniform distribution and for the deflection of the cooling liquid, as well as for generating a wide and uniform flow of cooling liquid. The value of the Leitripendichte include the number of guide ribs, the size of the associated guide surface, the angle of the guide surface to the cooling liquid flow and the shape of the guide ribs and the arrangement of a plurality of guide surfaces to each other. An enlargement of the Leitrippenfläche increases, for example, the Leitrippendichte.

Eine weitere Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist durch die elektrische Maschine mit einem Kühlelement gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 7 dargestellt. Die davon abhängigen Ansprüche stellen wiederum vorteilhafte Ausführungen der Erfindung dar. A further solution of the object according to the invention is represented by the electric machine with a cooling element according to independent claim 7. The dependent claims in turn represent advantageous embodiments of the invention.

Gemäß der Erfindung weist ein Trennabschnitt, der zwischen dem Einlassabschnitt und dem Auslassabschnitt ausgebildet ist, auf der Seite der Einlassöffnung zumindest eine Abrisskante für die Kühlflüssigkeit auf. According to the invention, a partitioning portion formed between the inlet portion and the outlet portion has at least one spoiling edge for the cooling liquid on the side of the inlet opening.

Ist der Fluidkanal derart ausgebildet, dass sich die Einlassöffnung und die Auslassöffnung nahe zueinander angeordnet bzw. benachbart sind, dann verhindert der Trennabschnitt einen direkten Fluss der Kühlflüssigkeit von Einlassöffnung zu Auslassöffnung. Die Kühlflüssigkeit ist daher gezwungen den Fluidkanal vollständig zu durchfließen. If the fluid channel is formed such that the inlet opening and the outlet opening are arranged close to each other, then the separating section prevents a direct flow of the cooling liquid from the inlet opening to the outlet opening. The cooling liquid is therefore forced to flow completely through the fluid channel.

Eine Abrisskante kann beispielsweise durch eine Art Vorsprung an dem Trennabschnitt ausgebildet sein, der in den Einlassabschnitt hineinragt. Die Abrisskante bildet an dem Trennabschnitt eine Führungsfläche und eine Abrissfläche. Die Kühlflüssigkeit wird dabei über die Einlassöffnung eingeleitet und strömt an dem Trennabschnitt und der Führungsfläche entlang. An und auch in Flussrichtung hinter dem Übergang zwischen Führungsfläche und Abrissfläche verwirbelt die Kühlflüssigkeit und hinterströmt die Abrisskante. Durch die nachfließende Kühlflüssigkeit können die Wirbel hinter der Abrisskante mitgenommen werden, wodurch die Kühlflüssigkeit gut durchmischt ist und anschließend gleichmäßig weiterfließt. Der Übergang der in die Kühlflüssigkeitsströmung hineinragenden Abrisskante ist dabei möglichst spitz ausgebildet. Zudem ist der Winkel zwischen der Führungsfläche und der Abrissfläche möglichst spitz ausgebildet. Es kann zudem von Vorteil sein, wenn der Übergang zwischen Führungsfläche und Abrissfläche spitz oder abgerundet ausgebildet ist. A tear-off edge can be formed, for example, by a kind of projection on the separating section, which protrudes into the inlet section. The tear-off edge forms a guide surface and a tear-off surface on the separating section. The cooling liquid is introduced via the inlet opening and flows along the separating section and the guide surface. At and in the direction of flow behind the transition between the guide surface and the tear-off surface, the cooling fluid swirls and flows behind the tear-off edge. Due to the inflowing cooling liquid, the vortices can be taken behind the spoiler lip, whereby the cooling liquid is well mixed and then continues to flow evenly. The transition of the projecting into the cooling liquid flow spoiler edge is formed as sharp as possible. In addition, the angle between the guide surface and the tear-off surface is made as acute as possible. It may also be advantageous if the transition between guide surface and tear surface is formed pointed or rounded.

Günstigerweise ist zumindest eine Leitrippe, die bereits weiter oben ausführlich erläutert ist, der Abrisskante zugeordnet und an dieser ausgerichtet. Durch entsprechende Anpassung der Leitrippe und der Abrisskante aneinander können Synergieeffekte entstehen. Dabei kann es insbesondere von Vorteil sein, wenn eine Fläche der Leitrippe im Wesentlichen parallel zu dem Führungsbereich angeordnet ist, wenn eine Leitrippe die Abrisskante in Kühlflüssigkeitsstromrichtung hintergreift oder wenn eine Leitrippe in einen Führungsbereich oder in einem Abrissbereich der Abrisskante angeordnet ist. Der Führungsbereich und der Abrissbereich werden dabei durch einen Teil des Einlassbereichs ausgebildet, wobei der Führungsbereich der Führungsfläche und der Abrissbereich der Abrissfläche räumlich zugeordnet sind. Conveniently, at least one guide rib, which has already been explained in detail above, associated with the tear-off edge and aligned therewith. By appropriate adaptation of the guide rib and the spoiler edge to each other can create synergy effects. It may be particularly advantageous if one surface of the guide rib is arranged substantially parallel to the guide region when a guide rib engages behind the tear-off edge in the cooling-liquid flow direction or when a guide rib is arranged in a guide region or in a tear-off region of the tear-off edge. The guide region and the tear-off region are formed by a part of the inlet region, wherein the guide region of the guide surface and the tear-off region of the tear-off surface are spatially associated.

Es ist insbesondere von Vorteil, wenn der Trennabschnitt mehrere Abrisskanten aufweist. Zudem können in Richtung des Flusses der Kühlflüssigkeit später angeordnete Abrisskanten einen stumpferen Winkel zwischen der Führungsfläche und der Abrissfläche aufweisen und / oder der Übergang zwischen der Führungsfläche und der Abrissfläche stumpfer ausgebildet ist. Zudem ist es von Vorteil, wenn die Abrisskanten gleichmäßig an dem Trennabschnitt verteilt sind. It is particularly advantageous if the separating section has a plurality of tear-off edges. In addition, laterally arranged tear-off edges in the direction of the flow of the cooling liquid can have a blunt angle between the guide surface and the tear-off surface and / or the transition between the guide surface and the tear-off surface can be made blunt. In addition, it is advantageous if the tear-off edges are evenly distributed on the separating section.

Eine dritte Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist durch die elektrische Maschine mit einem Kühlelement gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 9 dargestellt. Die davon abhängigen Ansprüche stellen weitere vorteilhafte Ausbildungsvarianten der Erfindung dar. A third solution of the object according to the invention is represented by the electric machine with a cooling element according to independent claim 9. The dependent claims represent further advantageous embodiments of the invention.

Gemäß der Erfindung wird eine elektrische Maschine vorgeschlagen, bei der zumindest ein Strömungselement an einer Kanalfläche des Fluidkanals ausgebildet ist und in den Fluidkanal hineinragt, wobei das Strömungselement einen Abstand zu der gegenüberliegenden Kanalfläche aufweist. According to the invention, an electric machine is proposed in which at least one flow element is formed on a channel surface of the fluid channel and projects into the fluid channel, the flow element being at a distance from the opposite channel surface.

Das Strömungselement kann zudem auch als Rippe ausgebildet sein. The flow element can also be designed as a rib.

Durch diese Strömungselemente oder Rippen kann der Fluidkanal in mehrere Teilkanäle aufgeteilt werden, wobei die Teilkanäle zwischen den Strömungselementen oder Rippen angeordnet sind. Ein Teilkanal ist daher durch den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Strömungselementen oder Rippen ausgebildet. Der Kühlflüssigkeitsstrom kann somit in mehrere kleinere Teilströme aufgeteilt werden. Die einzelnen Teilströme sind hierbei jedoch miteinander wirkverbunden. Diese Wirkverbindung wird dabei durch den Abstand zwischen Strömungselement oder Rippe und der gegenüberliegenden Kanalfläche erzeugt, wobei der Zwischenraum zwischen Strömungselement oder Rippe und der gegenüberliegenden Kanalfläche im Folgenden Verbindungspassage genannt wird. Die Breite der Teilkanäle begrenzt dabei die räumliche Ausdehnung von Wirbeln, wobei die Verbindungspassagen zwischen benachbarten Kühlflüssigkeitsströmen benachbarter Teilkanäle eine Wirkverbindung herstellen, die zu einem angleich der benachbarten Kühlflüssigkeitsströme führen. Verwirbelungen innerhalb einzelner Teilkanäle werden somit von einem Gesamtstrom mitgenommen. Wirbel bewegen sich daher mit dem Gesamtstrom fort und sorgen für einen hohen Durchmischungsgrad. Durch die Verbindungspassagen wird zudem ein großer Kanalquerschnitt erreicht, der einen hohen Kühlflüssigkeitsvolumenstrom ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der Strömungselement- oder Rippenstruktur ist die vergrößerte Oberfläche des Fluidkanals, die den Wärmeübertrag auf die Kühlflüssigkeit erhöht. Through these flow elements or ribs, the fluid channel can be divided into a plurality of sub-channels, wherein the sub-channels are arranged between the flow elements or ribs. A sub-channel is therefore formed by the gap between two adjacent flow elements or ribs. The cooling liquid flow can thus be divided into several smaller partial flows. However, the individual partial flows are in this case operatively connected to one another. This operative connection is generated by the distance between the flow element or rib and the opposite channel surface, wherein the gap between the flow element or rib and the opposite channel surface is referred to below as connection passage. The width of the sub-channels limits the spatial extent of vortices, wherein the connection passages between adjacent cooling liquid streams of adjacent sub-channels make an operative connection, which lead to an equal of the adjacent coolant liquid streams. Turbulences within individual sub-channels are thus taken from a total current. Therefore, vortices move with the total flow and ensure a high degree of mixing. Through the connecting passages also a large channel cross-section is achieved, which allows a high coolant volume flow. Another advantage of the flow element or rib structure is the increased surface area of the fluid channel that increases the heat transfer to the cooling fluid.

Günstigerweise ist der Abstand zwischen dem Strömungselement oder der Rippe und der gegenüberliegenden Kanalfläche derart bemessen, dass die Kühlflüssigkeit innerhalb der Verbindungspassage im Wesentlichen dieselbe Flussgeschwindigkeit aufweist wie die Teilströme. Wählt man den Abstand zu gering, so ist der Flusswiderstand relativ hoch und die Kühlflüssigkeit heizt sich aufgrund der geringeren Flussgeschwindigkeit innerhalb der Verbindungspassage stark auf. Als untere Grenze für den Abstand kann man in etwa 0,5 mm nennen, wobei sich ein Abstand von 1,5 mm als besonders vorteilhaft erwiesen hat. Ein oberer Grenzwert ist hier nicht festlegbar, da die Ausbildung des Abstandes immer von der konkreten Ausbildungsform des Kühlkanals abhängt. Die Angabe dieser vorteilhaften Werte soll hier jedoch für den Erfindungsgegenstand nicht einschränkend wirken. Der Abstand ist somit nicht auf die genannten Werte beschränkt. Dies gilt ebenso für die weiter oben erläuterten Leitrippen. Conveniently, the distance between the flow element or the rib and the opposite channel surface is dimensioned such that the cooling liquid within the connection passage has substantially the same flow velocity as the partial flows. If one chooses the distance too small, the flow resistance is relatively high and the cooling liquid heats up strongly due to the lower flow velocity within the connecting passage. As a lower limit for the distance can be mentioned in about 0.5 mm, with a distance of 1.5 mm has proved to be particularly advantageous. An upper limit can not be defined here, since the formation of the distance always depends on the specific form of training of the cooling channel. However, the indication of these advantageous values is not intended to limit the scope of the invention. The distance is thus not limited to the stated values. This also applies to the above-explained guide ribs.

Sind innerhalb des Fluidkanals mehrere Rippen ausgebildet, so können verschiedene Rippen auch an verschiedenen Kanalflächen angeordnet sein, insbesondere an einer ersten und einer zweiten Kanalfläche, die sich gegenüberliegen, wobei die Rippen der ersten Kanalfläche in die Zwischenräume der Rippen der zweiten oder der anderen Kanalflächen eingreifen können und umgekehrt. If a plurality of ribs are formed within the fluid channel, different ribs can also be arranged on different channel surfaces, in particular on a first and a second channel surface, which face each other, wherein the ribs of the first channel surface engage in the interstices of the ribs of the second or the other channel surfaces can and vice versa.

Es ist dabei von besonderem Vorteil, wenn die Rippe in einem Zwischenabschnitt durchgehend ausgebildet ist. Durch diese, über die gesamte Länge des Fluidkanals, gleichmäßige Struktur kann ein im Wesentlichen über den gesamten Querschnitt des Kanals gleichmäßigerer Kühlflüssigkeitsstrom erreicht werden. It is particularly advantageous if the rib is formed continuously in an intermediate section. Through this, over the entire length of the fluid channel, uniform structure can be achieved a substantially uniform over the entire cross section of the channel coolant flow.

Eine Rippe kann im Querschnitt gesehen eine Dreieckform, eine Rechteckform, eine Quadratform, eine Trapezform, eine Halbkreisform oder eine andere geometrische Form aufweisen. Weiterhin können die verschiedenen Formen scharfkantig, eckig, gephast, abgerundet oder in einer anderen Art und Weise ausgebildet sein. Sind mehrere Rippen nebeneinander angeordnet, dann können diese in Verbindung mit deren Zwischenräumen, im Querschnitt gesehen, auch eine Sinusform aufweisen. A rib can have a triangular shape, a rectangular shape, a square shape, a trapezoidal shape, a semicircular shape or another geometric shape in cross-section. Furthermore, the various shapes may be sharp-edged, angular, phased, rounded or formed in a different manner. If a plurality of ribs are arranged next to one another, then these, in conjunction with their interspaces, can also have a sinusoidal shape when viewed in cross section.

Um einen möglichst hohen Durchfluss an Kühlflüssigkeit zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass eine länglich ausgebildete Rippe im Wesentlichen parallel, insbesondere parallel, zu der Durchströmungsrichtung des Kanals erstreckt. Zudem können mehrere Rippen nebeneinander angeordnet sein, wobei diese vorzugsweise parallel zueinander ausgebildet sind. In order to achieve the highest possible flow of cooling liquid, it is proposed that an elongated rib extends substantially parallel, in particular parallel, to the flow direction of the channel. In addition, a plurality of ribs may be arranged next to each other, wherein these are preferably formed parallel to each other.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt eine von zumindest zwei Rippen, die der Einlassöffnung zugeordnet sind, in Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit versetzt zu der anderen anzuordnen. Dabei kann es besonders günstig sein, wenn die eine Rippe, die einen größeren Abstand zu der Einlassöffnung aufweist in Durchflussrichtung nach hinten versetzt oder auch verkürzt ausgebildet ist. Sind innerhalb des Fluidkanals mehrere Rippen ausgebildet, dann können diese zueinander verschiedene Versetzungen oder Verkürzungen ausbilden, wobei die Versetzung oder Verkürzung vorteilhafterweise mit steigendem Abstand zu der Einlassöffnung immer größer wird. It has proved to be advantageous to arrange one of at least two ribs, which are assigned to the inlet opening, offset in the flow direction of the cooling liquid to the other. It may be particularly advantageous if the one rib, which has a greater distance from the inlet opening offset in the direction of flow to the rear or is formed shortened. If a plurality of ribs are formed within the fluid channel, then these can form mutually different dislocations or shortenings, wherein the displacement or shortening advantageously becomes increasingly greater with increasing distance to the inlet opening.

Durch die verkürzte Rippe kann in einem Bereich des Einlassabschnitts ein vergrößerter Kanalquerschnitt erzeugt werden, in dem eine geringere Flussgeschwindigkeit herrscht. Diese Drosselung der Flussgeschwindigkeit kann in Kombination mit einem Bypass, der an dem Trennabschnitt ausgebildet ist und eine direkte Verbindung zwischen Einlass und Auslass herstellt, vorteilig sein. Beispielsweise kann dadurch der Kühlflüssigkeitsstrom durch den Bypass beeinflusst oder auch Rezirkulationen in einem Bypassbereich, der dem Eingang des Bypasses zugeordnet ist, verringert oder vermieden werden. Due to the shortened rib, an enlarged channel cross-section can be generated in a region of the inlet section in which a lower flow velocity prevails. This throttling of the flow velocity may be advantageous in combination with a bypass formed at the separation section which establishes a direct connection between inlet and outlet. For example, this can affect the coolant flow through the bypass or even recirculations in one Bypass area associated with the bypass input can be reduced or avoided.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, eine von zumindest zwei Rippen, die der Auslassöffnung zugeordnet sind, in Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit versetzt zu der anderen anzuordnen. Dabei kann es besonders günstig sein, wenn die eine Rippe, die einen größeren Abstand zu der Auslassöffnung aufweist in Durchflussrichtung nach vorne versetzt oder auch verkürzt ausgebildet ist. Sind innerhalb des Fluidkanals mehrere Rippen ausgebildet, dann können diese zueinander verschiedene Versetzungen oder Verkürzungen ausbilden, wobei die Versetzung oder Verkürzung vorteilhafterweise mit steigendem Abstand zu der Auslassöffnung immer größer wird. It has proven to be advantageous to arrange one of at least two ribs, which are assigned to the outlet opening, offset in the flow direction of the cooling liquid to the other. It may be particularly advantageous if the one rib, which has a greater distance from the outlet opening in the flow direction offset forward or shorter is formed. If a plurality of ribs are formed within the fluid channel, then these can form mutually different dislocations or shortenings, the dislocation or shortening advantageously increasing with increasing distance to the outlet opening.

Die Erläuterungen zu der Verkürzung der Rippen an der Einlassseite lassen sich auf die Auslassseite übertragen. Durch diese Verkürzung kann insbesondere ein gleichmäßiger Abfluss der Kühlflüssigkeit erreicht werden. Ebenso können innerhalb eines auslassseitigen Bypassbereichs Rezirkulationen verringert oder vermieden und ein gleichmäßiger Abfluss der Kühlflüssigkeit erreicht werden. The explanation of the shortening of the ribs on the inlet side can be transferred to the outlet side. By this shortening, in particular, a uniform outflow of the cooling liquid can be achieved. Likewise, recirculations can be reduced or avoided within an outlet-side bypass region and a uniform outflow of the cooling liquid can be achieved.

In einer weiteren Ausführungsvariante kann sich die Rippe über zumindest die halbe Kanalhöhe erstrecken. Die Höhe der Rippe gibt die Verbindungspassage vor und beeinflusst somit den Grad der Kopplung der einzelnen Teilkanäle. Dadurch lassen sich Bereiche, in denen sich Wirbel ausbilden können, wesentlich verkleinern. In a further embodiment, the rib may extend over at least half the channel height. The height of the rib defines the connecting passage and thus influences the degree of coupling of the individual sub-channels. As a result, areas in which can form vertebrae, significantly reduce.

Günstigerweise kann eine der Rippen an mehreren Kanalflächen ausgebildet sein, wobei die Kanalflächen aneinandergrenzen. Conveniently, one of the ribs may be formed on a plurality of channel surfaces, wherein the channel surfaces adjoin one another.

Es kann zudem von Vorteil sein, wenn die Rippe an der Kanalfläche des Fluidkanals ausgebildet ist, die gegenüber der Wärmeeintragsseite angeordnet ist. Der Wärmeeintrag wird dabei hauptsächlich von der elektrischen Maschine erzeugt, insbesondere von dem Stator. It may also be advantageous if the rib is formed on the channel surface of the fluid channel, which is arranged opposite to the heat input side. The heat input is mainly generated by the electric machine, in particular by the stator.

Es ist außerdem von Vorteil, wenn der Fluidkanal im Wesentlichen dieselbe Breite aufweist wie ein Blechpaket der elektrischen Maschine. Weiterhin kann das Kühlelement an dem Blechpaket des Stators der elektrischen Maschine angeordnet und somit als Statorkühler ausgebildet sein. It is also advantageous if the fluid channel has substantially the same width as a laminated core of the electric machine. Furthermore, the cooling element can be arranged on the laminated core of the stator of the electric machine and thus be designed as a stator cooler.

In einer weiteren Ausführungsvariante kann an zumindest einer Rippe einer ersten Kanalfläche eine Wärmebrücke ausgebildet sein, die mit einer zweiten Kanalfläche in wärmeleitendem Kontakt steht. In a further embodiment, a thermal bridge may be formed on at least one rib of a first channel surface, which is in heat-conducting contact with a second channel surface.

Eine derartige Wärmebrücke ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Wärmeeintrag auf das Kühlelement auf der Kanalfläche eingeht, die den Rippen gegenüberliegt. Durch die Wärmebrücke, die beispielsweise stegartig ausgebildet sein kann, kann die Wärme effektiv in die Rippen geleitet werden. Die Wärme verteilt sich daher gleichmäßiger auf das gesamte Kühlelement, wodurch die gesamte Oberfläche des Fluidkanals zum Wärmeübertrag auf die Kühlflüssigkeit genutzt werden kann. Eine Wärmebrücke ist dabei vorteilhafterweise nur über einen Teil der Rippenlänge ausgebildet. Such a thermal bridge is particularly advantageous when the heat input enters the cooling element on the channel surface, which is opposite to the ribs. By the thermal bridge, which may be formed, for example web-like, the heat can be effectively passed into the ribs. The heat is therefore distributed more uniformly over the entire cooling element, whereby the entire surface of the fluid channel can be used for heat transfer to the cooling liquid. A thermal bridge is advantageously formed only over part of the rib length.

Diese Wärmebrücke kann strömungsoptimiert ausgebildet sein, beispielsweise indem diese eine Tragflügel-, ein Schiffs- oder eine Fischform aufweist. Zudem können mehrere Wärmebrücken an einer oder an mehreren Rippen ausgebildet sein, wobei die Wärmebrücken an den Rippen in Durchflussrichtung, vorzugsweise gleichmäßig, verteilt sein können. This thermal bridge can be designed to optimize flow, for example by having a hydrofoil, a ship or a fish shape. In addition, a plurality of thermal bridges can be formed on one or more ribs, wherein the thermal bridges can be distributed at the ribs in the direction of flow, preferably uniformly.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt, eine Breite der Rippen und eine Breite der Teilkanäle in etwa gleich groß auszubilden. Mehrere Rippen bzw. Teilkanäle können zueinander und untereinander jedoch auch verschiedene Breiten aufweisen, die beliebig über innerhalb des Fluidkanals verteilt sind. It has also been found to be advantageous to form a width of the ribs and a width of the sub-channels in about the same size. However, a plurality of ribs or partial channels can have different widths with respect to one another and one another, but they can be distributed arbitrarily over within the fluid channel.

In einer Ausbildungsvariante kann das Gehäuse des Kühlelements, welches den Fluidkanal ausbildet, einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Ein einteiliges Gehäuse kann beispielsweise durch Guss mit verlorener Form erzielt werden, die nach dem Gießen herausgelöst oder ausgeschwemmt wird. In einer zweiteiligen Variante kann beispielsweise ein inneres und ein äußeres Teil separat hergestellt sein, wobei beide Teile anschließend zusammengeführt und miteinander verbunden, beispielsweise durch verschrauben, verschweißen, pressen oder sonstige Verfahren, und abgedichtet werden. Ein zusätzliches Abdichten des Kanals ist nur bei bestimmten Verbindungsprozessen notwendig und kann beispielsweise über eine Gummidichtung realisiert sein. In a variant embodiment, the housing of the cooling element, which forms the fluid channel, be formed in one or more parts. A one-piece housing can be achieved, for example, by casting with lost shape, which is dissolved out or flushed out after casting. In a two-part variant, for example, an inner and an outer part can be manufactured separately, wherein both parts are then brought together and connected to each other, for example by screwing, welding, pressing or other methods, and sealed. An additional sealing of the channel is necessary only in certain connection processes and can be realized for example via a rubber seal.

Es ist zu beachten, dass Rippen am Einlassabschnitt und am Auslassabschnitt als Leitrippen bezeichnet werden und in der Figurenbeschreibung wird eine Rippe, die innerhalb des Zwischenabschnitts angeordnet ist, als Umfangsrippe bezeichnet. Die Ausführungen der Rippen sind hier allgemein dargestellt und können auch auf Leitrippen und Umfangsrippen übertragen werden. Zudem ist es grundsätzlich möglich die spezifischen Ausführungen zu Leitrippen und Umfangsrippen auf alle Rippen oder Strömungselemente zu verallgemeinern. Es ist zudem möglich, dass zumindest eine Rippe in dem Zwischenabschnitt und in dem Einlassabschnitt und / oder in dem Auslassabschnitt angeordnet ist. Eine Rippe und eine Leitrippe können dementsprechend einteilig oder integral ausgebildet sein. It is to be noted that ribs at the inlet portion and at the outlet portion are referred to as guide ribs, and in the figure description, a rib disposed inside the intermediate portion is referred to as a circumferential rib. The embodiments of the ribs are shown here in general and can also be transferred to guide ribs and circumferential ribs. In addition, it is basically possible to generalize the specific designs of guide ribs and circumferential ribs on all ribs or flow elements. It is also possible that at least one rib is arranged in the intermediate section and in the inlet section and / or in the outlet section. A The rib and a guide rib can accordingly be formed integrally or integrally.

Mögliche Legierungen für ein gegossenes Kühlelement können beispielsweise eine Sandgusslegierung wie beispielsweise AlSi7Mg0,3 oder eine Knetlegierung EN AW-6082T6 . Bei mehrteiliger Herstellung des Kühlelements können sich die verwendeten Materialien der verschiedenen Teile durchaus unterscheiden. Possible alloys for a cast cooling element may be, for example, a sand casting alloy such as AlSi7Mg0,3 or a wrought alloy EN AW-6082T6 , In the case of multi-part production of the cooling element, the materials used for the various parts may well differ.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft erläutert. The invention is explained below by way of example with reference to the accompanying figures.

Es zeigen: Show it:

1 einen Stator einer elektrischen Maschine mit Kühlelement im Querschnitt; 1 a stator of an electric machine with cooling element in cross section;

2 eine Seitenansicht eines inneren Kühlkörpers des Kühlelements aus 1; 2 a side view of an inner heat sink of the cooling element 1 ;

3 eine perspektivische Ansicht des inneren Kühlkörpers aus 2. 3 a perspective view of the inner heat sink 2 ,

In 1 ist ein Stator 8 einer elektrischen Maschine 10 im Querschnitt dargestellt. Dieser Stator 8 umfasst ein Blechpaket 12, welches wiederrum ein Joch 11 und Zähne 13 aufweist. Die Zähne sind in diesem Fall radial außerhalb des Jochs 11 bzw. des Jochbereichs des Blechpakets 12 angeordnet, wobei die Zähne von Spulen (hier nicht dargestellt) umwickelt sind. Das Blechpaket 12 ist weiterhin radial außerhalb eines Kühlelements 14 angeordnet, welches wiederum einen äußeren Kühlkörper 16 und einen inneren Kühlkörper 18 aufweist. Hierbei ist das Joch 11 des Blechpakets 12 in direktem Wärmekontakt mit dem Kühlelement 14, insbesondere mit dem äußeren Kühlkörper 16. Der äußere Kühlkörper 16 ist dabei hülsenförmig ausgebildet und radial außen an dem inneren Kühlkörper 18 angeordnet. Das Kühlelement 14 bildet zwischen dem inneren Kühlkörper 16 und dem äußeren Kühlkörper 18 einen Fluidkanal 20 aus, der während des Betriebs der elektrischen Maschine 10 von einer Kühlflüssigkeit durchströmt wird. Zur Vermeidung von Kühlflüssigkeitsverlusten innerhalb des Kanals sind der innere Kühlkörper 18 und der äußere Kühlkörper 16 abgedichtet, in diesem Fall durch Verschweißung an den gemeinsamen Anlagekontaktstellen. Die elektrische Maschine 10 kann, unabhängig von diesen Ausführungen auch anders aufgebaut sein, beispielsweise als Innenläufer anstatt als Außenläufer. Der äußere Kühlkörper 16 und der innere Kühlkörper 18 bilden hierbei das Gehäuse 17 des Kühlelements 14. In 1 is a stator 8th an electric machine 10 shown in cross section. This stator 8th includes a laminated core 12 , which in turn is a yoke 11 and teeth 13 having. The teeth are in this case radially outside the yoke 11 or the yoke portion of the laminated core 12 arranged, wherein the teeth of coils (not shown) are wrapped. The laminated core 12 is still radially outside of a cooling element 14 arranged, which in turn an outer heat sink 16 and an inner heat sink 18 having. Here is the yoke 11 of the laminated core 12 in direct thermal contact with the cooling element 14 , in particular with the outer heat sink 16 , The outer heat sink 16 is sleeve-shaped and radially on the outside of the inner heat sink 18 arranged. The cooling element 14 forms between the inner heat sink 16 and the outer heat sink 18 a fluid channel 20 out during the operation of the electric machine 10 is traversed by a cooling liquid. To avoid coolant liquid losses within the channel are the inner heat sink 18 and the outer heat sink 16 sealed, in this case by welding at the common contact pads. The electric machine 10 can, regardless of these versions also be constructed differently, for example, as an inner rotor instead of as external rotor. The outer heat sink 16 and the inner heat sink 18 in this case form the housing 17 of the cooling element 14 ,

In 2 und 3 ist weiter gezeigt, dass der innere Kühlkörper 18 eine Einlassöffnung 22 und eine Auslassöffnung 26 aufweist, die zum Zuleiten und Ableiten der Kühlflüssigkeit verwendet werden. An den Einlass 22 und den Auslass 26 kann eine, hier nicht dargestellte, Zuleitung und Ableitung angeschlossen werden, die in diesem Fall über eine in eine Nut eingesetztes Dichtelement dicht mit dem Fluidkanal 20 verbindbar sind. Die Einlassöffnung 22 und die Auslassöffnung 26 sind zudem an dem inneren Kühlelement 18 in Umfangsrichtung nah aneinander bzw. benachbart zueinander ausgebildet, wobei der innere Kühlkörper 18 zwischen der Einlassöffnung 22 und der Auslassöffnung 26 einen Trennabschnitt 30 ausbildet. Der Trennabschnitt 30 sorgt für einen vollständigen Umlauf der Kühlflüssigkeit in dem Fluidkanal 20, bevor diese durch die Auslassöffnung 26 abfließen kann. Der Kühlflüssigkeitsstrom weist dabei an der Einlassöffnung 22 in axiale Einlassrichtung E, wird innerhalb eines Einlassabschnitts 38 von axialer Richtung in Umfangsrichtung U umgelenkt, durchfließt einen Zwischenabschnitt 40 in Umfangsrichtung U, wird in einem Auslassabschnitt 42 von der Umfangsrichtung U in axiale Auslassrichtung A umgelenkt und fließt über die Auslassöffnung 26 in axialer Richtung aus dem Fluidkanal 20 ab. In 2 and 3 is further shown that the inner heat sink 18 an inlet opening 22 and an outlet opening 26 has, which are used for supplying and discharging the cooling liquid. To the inlet 22 and the outlet 26 can be connected, not shown here, supply and discharge, in this case via a sealing element inserted into a groove sealed to the fluid channel 20 are connectable. The inlet opening 22 and the outlet opening 26 are also on the inner cooling element 18 formed in the circumferential direction close to each other or adjacent to each other, wherein the inner heat sink 18 between the inlet opening 22 and the outlet opening 26 a separating section 30 formed. The separation section 30 ensures a complete circulation of the cooling liquid in the fluid channel 20 before passing through the outlet opening 26 can drain away. The cooling liquid flow points at the inlet opening 22 in the axial inlet direction E, becomes within an inlet portion 38 deflected from the axial direction in the circumferential direction U, flows through an intermediate section 40 in the circumferential direction U, is in an outlet section 42 is deflected from the circumferential direction U in the axial outlet direction A and flows through the outlet opening 26 in the axial direction from the fluid channel 20 from.

Um den Kühlflüssigkeitsstrom innerhalb des Fluidkanals 20 positiv zu beeinflussen, insbesondere um Rezirkulationen zu vermeiden und einen gleichmäßigen, gleichverteilten und durchmischten Kühlflüssigkeitsstrom zu erhalten, sind an dem an dem inneren Kühlkörper 18 mehrere Rippen 32, 34, 36 ausgebildet, die sich von einer Kanalfläche 33 nach radial außen erheben und einen Abstand zu dem äußeren Kühlkörper 16 ausbilden (siehe 2). Die Bezugsziffern 34 und 36 weisen auf Untergruppen aller Rippen 32 hin, die je nach deren Anordnung und Ausbildung verschiedene Funktionen. Die Rippen 34 bzw. Rippenanteile 34 dienen als Leitrippen 34, wobei diese Leitrippen 34 insbesondere innerhalb des Einlassabschnitts 38 und innerhalb des Auslassabschnitts 42 angeordnet sind. Neben den Leitrippen 34 sind in dem Zwischenabschnitt 40 Umfangsrippen ausgebildet, die unter anderem die Kühlflüssigkeit führen. Die Rippen 32 sind hierbei in Draufsicht länglich und im Querschnitt gesehen Trapezförmig ausgebildet, wobei die Kanten abgerundet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Rippen 32 die Strömungselemente 32 aus der Beschreibung. To the coolant flow within the fluid channel 20 to positively influence, in particular to avoid recirculation and to obtain a uniform, evenly distributed and mixed coolant flow, are at the on the inner heat sink 18 several ribs 32 . 34 . 36 formed, extending from a channel surface 33 rise radially outward and a distance to the outer heat sink 16 train (see 2 ). The reference numbers 34 and 36 indicate subgroups of all ribs 32 depending on their arrangement and training different functions. Ribs 34 or ribs 34 serve as guide ribs 34 , these guide ribs 34 especially within the inlet section 38 and within the outlet section 42 are arranged. Next to the guide ribs 34 are in the intermediate section 40 Formed circumferential ribs, which lead, inter alia, the cooling liquid. Ribs 32 are here in plan view oblong and seen in cross-section trapezoidal, wherein the edges are rounded. In this embodiment, the ribs are 32 the flow elements 32 from the description.

Der Einlassabschnitt 38 wird dabei von der Einlassöffnung 22, von dem Trennabschnitt 30, von einer der Einlassöffnung gegenüberliegenden Kanalfläche bzw. Kanalwand und im Wesentlichen von dem Beginn der Umfangsrippen 36 des Zwischenabschnitts 40 begrenzt. Dies ist entsprechend auf den Auslassabschnitt 42 übertragbar. Der Zwischenabschnitt 40 ist hierbei insbesondere zwischen dem Einlassabschnitt 38 und dem Auslassabschnitt 42 angeordnet, wobei sich die verschiedenen Abschnitte, insbesondere in Umfangsrichtung U, überschneiden können. The inlet section 38 is doing from the inlet opening 22 , from the separating section 30 from a channel surface opposite the inlet opening and substantially from the beginning of the circumferential ribs 36 of the intermediate section 40 limited. This is corresponding to the outlet section 42 transferable. The intermediate section 40 is here in particular between the inlet section 38 and the outlet section 42 arranged, with the various sections, in particular in the circumferential direction U, can overlap.

Wie man bereits aus den vorigen Erläuterungen entnehmen konnte, kann eine Rippe 32 als Umfangsrippe 36 und / oder als Leitrippe 34 ausgebildet, bzw. eine Leitrippe 34 und eine Umfangsrippe 36 einteilig oder integral ausgebildet sein. As you can already see from the previous explanations, a rib 32 as a circumferential rib 36 and / or as a guide rib 34 trained, or a guide rib 34 and a circumferential rib 36 be formed integrally or integrally.

Man erkennt in 2, dass die Leitrippen 34 des Einlassabschnitts 38 gegenüber der Stromrichtung der Kühlflüssigkeit an der Einlassöffnung 22 (Einlassströmungsrichtung), die in axiale Richtung weist, angestellt sind. Die Normalen N von Leitflächen 35 der Leitrippen 34 sind dabei in einem spitzen Winkel η zu der axialen Einlassströmungsrichtung E ausgebildet. Ein Teil der Kühlflüssigkeit wird dabei an der Leitrippe 34 abgelenkt, wobei ein anderer Teil die Leitrippe 34 überströmt. Dadurch wird eine Durchmischung der Kühlflüssigkeit, sowie eine Veränderung der Strömungsrichtung erreicht. Man erkennt, dass die Leitrippen 34 in Draufsicht eine im Wesentlichen länglich ausgebildet sind und eine gerade Form aufweisen. Die Leitrippen 34 können jedoch grundsätzlich auch gebogen, geschwungen oder mit Knick ausgeführt sein kann. One recognizes in 2 that the guiding ribs 34 of the inlet section 38 opposite to the flow direction of the cooling liquid at the inlet opening 22 (Inlet flow direction) facing in the axial direction, are employed. The normals N of fins 35 the guide ribs 34 are formed at an acute angle η to the axial inlet flow direction E. Part of the coolant is thereby at the guide rib 34 distracted, with another part the guide rib 34 overflows. As a result, a mixing of the cooling liquid, and a change in the flow direction is achieved. One recognizes that the Leitrippen 34 in plan view, a substantially elongated and have a straight shape. The guide ribs 34 However, in principle, they can also be bent, curved or executed with a kink.

Zudem weist der Fluidkanal 20 in einem Teilbereich des Einlassabschnitts 38 einen Vertiefungsbereich 39 auf. Innerhalb des Vertiefungsbereichs 39 ist der Fluidkanal 20 gegenüber dem restlichen Fluidkanal 20, insbesondere im Zwischenabschnitt 40, in radialer Richtung verbreitert oder vertieft ausgebildet. Man erkennt in 3, dass die Leitflächen 35 von Leitrippen 34 innerhalb des Vertiefungsbereichs 39 größer sind als die Leitflächen 35 von Leitrippen außerhalb des Vertiefungsbereichs 39. Dadurch werden die erwähnten Effekte der Leitrippen 34 nochmals verstärkt. Einige der Leitrippen 34 sind nur teilweise in dem Vertiefungsbereich 39 angeordnet. In addition, the fluid channel has 20 in a partial region of the inlet section 38 a recessed area 39 on. Within the deepening area 39 is the fluid channel 20 opposite the remaining fluid channel 20 , especially in the intermediate section 40 widened or recessed in the radial direction. One recognizes in 3 that the fins 35 of guide ribs 34 within the specialization area 39 larger than the fins 35 of guide ribs outside the recess area 39 , As a result, the mentioned effects of Leitrippen 34 reinforced again. Some of the guide ribs 34 are only partially in the well area 39 arranged.

Die Leitrippen 34 sind dabei insbesondere derart ausgebildet, dass der Kühlflüssigkeitsstrom innerhalb des Einlassabschnitts 38 aus der axialen Einlassrichtung E in Umfangsrichtung U umgeleitet wird und dabei ein gleichmäßiger Kühlflüssigkeitsstrom, möglichst über die komplette Breite des Fluidkanals 20, erreicht wird. Durch diesen gleichmäßigen Kühlflüssigkeitsstrom über den gesamten Fluidkanal 20, lassen sich insbesondere Rezirkulationen verringern oder vermeiden. Da derartige Rezirkulationen in dem Kanal 20 besonders in der Nähe und in Umfangsrichtung U versetzt zu der Einlassöffnung 22, auftreten, ist eine Leitrippendichte direkt an der Einlassöffnung 22 hoch und nimmt mit größer werdendem Abstand ab. Die Leitrippendichte spiegelt dabei insbesondere die Fähigkeit der Leitrippen 34, einen gleichmäßigen und gut durchmischten Kühlflüssigkeitsstrom zu erzeugen, wieder. Wie bereits erwähnt sind hier insbesondere die Anzahl der Leitrippen 34, sowie die Größe der Leitflächen erhöht. Zudem ist eine Leitrippe 34 einteilig mit einer Umfangsrippe 36 ausgebildet. The guide ribs 34 are in particular designed such that the cooling liquid flow within the inlet portion 38 is redirected from the axial inlet direction E in the circumferential direction U and thereby a uniform cooling liquid flow, if possible over the entire width of the fluid channel 20 , is achieved. Through this uniform coolant flow over the entire fluid channel 20 In particular, recirculations can be reduced or avoided. Because such recirculations in the channel 20 especially in the vicinity and in the circumferential direction U offset to the inlet opening 22 , occur, is a Leitrippendichte directly at the inlet opening 22 high and decreases with increasing distance. The Leitrippendichte reflects in particular the ability of the Leitrippen 34 to produce a uniform and well mixed coolant flow, again. As already mentioned, in particular the number of guide ribs 34 , as well as the size of the baffles increased. There is also a guide rib 34 in one piece with a circumferential rib 36 educated.

Die Ausführungen zu den Leitrippen 34 im Eingangsabschnitt 38 lassen sich auch hier im Wesentlichen auf den Auslassabschnitt 42 übertragen, der ebenso einen Vertiefungsbereich 43 ausbildet. Da der Abfluss der Kühlflüssigkeit wesentlich unkritischer ist, sind innerhalb des Auslassabschnitts 42 weniger Leitrippen 34 ausgebildet als innerhalb des Einlassabschnitts 38. Dies hängt insbesondere damit zusammen, dass die Strömung in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt ist und sich der Strömungsquerschnitt zum Auslass 26 hin verringert anstatt wie vom Einlass 22 ausgehend vergrößert. Die Leitrippendichte ist daher in dem Auslassabschnitt 42 geringer als in dem Einlassabschnitt 38. The comments on the guide ribs 34 in the entrance section 38 can be here also essentially on the outlet section 42 transferred, which also a recessed area 43 formed. Since the outflow of the cooling liquid is much less critical, are within the outlet section 42 less guide ribs 34 formed as within the inlet portion 38 , This is particularly related to the fact that the flow is evenly distributed in the circumferential direction and the flow cross-section to the outlet 26 diminished rather than like from the inlet 22 starting enlarged. The Leitrippendichte is therefore in the outlet section 42 less than in the inlet section 38 ,

Die Umlaufrippen 36 in dem Zwischenabschnitt 40 sind parallel zueinander angeordnet und weisen in Umfangsrichtung U. Dabei sind zwischen zwei benachbarten Umlaufrippen 36 Zwischenräume bzw. Teilkanäle 50 ausgebildet, deren Breite ungefähr der Breite der Umlaufrippen 36 entspricht. Zudem ist eine der Umlaufrippen 36 integral mit einer den Fluidkanal 20 in axialer Richtung begrenzenden Kanalfläche 52 ausgebildet. Durch diese Rippenstruktur können Rezirkulationen nur noch in kleinen, lokalen Wirbelzonen auftreten, die im Wesentlichen auf die Breite der Teilkanäle 50 beschränkt sind. The circulating ribs 36 in the intermediate section 40 are arranged parallel to each other and point in the circumferential direction U. There are between two adjacent circumferential ribs 36 Intermediate spaces or subchannels 50 whose width is approximately the width of the circumferential ribs 36 equivalent. In addition, one of the circulation ribs 36 integral with a fluid channel 20 in the axial direction limiting channel surface 52 educated. Due to this ribbed structure, recirculations can only occur in small, local vortex zones, which essentially affect the width of the partial channels 50 are limited.

Zudem sind die einzelnen Teilkanäle 50 über Verbindungspassagen 51, die zwischen den Umfangsrippen 36 und der gegenüberliegenden Kanalfläche 54 ausgebildet sind, miteinander wirkverbunden (siehe 1). Aufgrund der Wirkverbindung zwischen den benachbarten Teilkanälen 50 stellt sich innerhalb des Fluidkanals 20 eine gleichmäßige Kühlflüssigkeitsströmung in Umfangsrichtung U ein, die lokale Rezirkulationen mitnimmt. In addition, the individual subchannels 50 via connection passages 51 between the circumferential ribs 36 and the opposite channel surface 54 are formed, operatively connected to each other (see 1 ). Due to the operative connection between the adjacent subchannels 50 turns inside the fluid channel 20 a uniform cooling liquid flow in the circumferential direction U in, which carries along local recirculations.

Wie man in 2 erkennt sind die Umfangsrippen 36 auf der Seite des Einlasses 22 in Umfangsrichtung U unterschiedlich lang ausgebildet, wobei weiter von der Einlassöffnung 22 entfernte Umfangsrippen 36 stärker verkürzt sind bzw. in Umfangsrichtung U nach hinten versetzt sind. Eine analoge Ausbildung der Umfangsrippen 36 erkennt man auf Seiten der Auslassöffnung 26. Jedoch ist die Anzahl der verkürzten Umfangsrippen 36, die Länge der Verkürzung und auch die relative Versetzung zwischen benachbarten Umfangsrippen 36 verschieden. Dadurch ist der Kühlflüssigkeitsstrom am Einlassabschnitt 38 sowie am Auslassabschnitt 42 weit weniger turbulent und es erfolgt ein gleichmäßiger Abfluss der Kühlflüssigkeit. How to get in 2 recognizes the circumferential ribs 36 on the side of the inlet 22 formed in the circumferential direction U of different lengths, further from the inlet opening 22 removed circumferential ribs 36 are more shortened or offset in the circumferential direction U to the rear. An analogous design of the circumferential ribs 36 can be seen on the side of the outlet opening 26 , However, the number of shortened circumferential ribs 36 , the length of the shortening and also the relative displacement between adjacent circumferential ribs 36 different. As a result, the coolant flow is at the inlet section 38 and at the outlet section 42 far less turbulent and there is a uniform outflow of the cooling liquid.

Wie bereits erwähnt ist der Trennabschnitt 30 zwischen der Einlassöffnung 22 und der Auslassöffnung 26 angeordnet. Grundsätzlich kann die Einlassöffnung 22 direkt oder auch stufenfrei in den Trennabschnitt 30 übergehen. Die einströmende Kühlflüssigkeit kann dadurch direkt an der Trennabschnittfläche 31 des Trennabschnitts 30 weitergeleitet werden. Entsprechend gilt dies auch an der Auslassöffnung 26. Dadurch wird ein hindernisfreies Abströmen der Kühlflüssigkeit ermöglicht. In diesem Fall ist der Trennabschnitt 30 mit einer kleinen Stufe bzw. mit einem kleinen Abstand entgegen der Umfangsrichtung U zu der Einlassöffnung 22 und zu der Auslassöffnung 26 angeordnet. Dies kann beispielsweise durch Fertigungsprozesse bedingt sein. As already mentioned, the separation section 30 between the inlet opening 22 and the outlet opening 26 arranged. Basically, the inlet opening 22 directly or without steps in the separation section 30 pass. The inflowing coolant can thereby directly at the Separating section area 31 of the separating section 30 to get redirected. Accordingly, this also applies to the outlet opening 26 , As a result, an obstacle-free outflow of the cooling liquid is made possible. In this case, the separation section 30 with a small step or a small distance against the circumferential direction U to the inlet opening 22 and to the outlet opening 26 arranged. This can be caused for example by manufacturing processes.

Der Trennabschnitt 30 bildet hierbei jeweils auf der Einlassseite und der Auslassseite eine Trennabschnittfläche 31 aus, die zunächst in axialer Richtung verläuft und eine, mit zunehmendem Abstand von der Einlassöffnung 22 bzw. Auslassöffnung 26, steigende Krümmung aufweist. Diese Form des Trennabschnitts 30 ermöglicht ein gleichmäßigen Zu- und Ablauf an der Einlassöffnung 22 und an der Auslassöffnung 26. The separation section 30 forms here on the inlet side and the outlet side a separation section area 31 which initially extends in the axial direction and one, with increasing distance from the inlet opening 22 or outlet opening 26 , has increasing curvature. This form of separation section 30 allows a uniform inlet and outlet at the inlet opening 22 and at the outlet opening 26 ,

Man erkennt, dass an dem Trennabschnitt 30 auf der Einlassseite Abrisskanten 44 ausgebildet sind. Diese Abrisskanten 44 erheben sich in Umfangsrichtung U von dem Trennabschnitt 30 und weisen eine Führungsfläche 46 und eine Abrissfläche 48 auf. Die Kühlflüssigkeit strömt dabei an der Führungsfläche 46 entlang und wird an der Abrissfläche 48 verwirbelt. Die Winkel der Flächen der Abrisskanten 44 sind dabei an der im Strömungsfluss ersten Kante 44 spitzer ausgebildet als an der zweiten Abrisskante 44. Diese Abrisskanten dienen der Durchmischung der Kühlflüssigkeit und der Erzeugung eines gleichmäßigen Gesamtstroms. It can be seen that at the separating section 30 on the inlet side demolition edges 44 are formed. These demolition edges 44 rise in the circumferential direction U of the separation section 30 and have a guide surface 46 and a tear-off area 48 on. The cooling liquid flows on the guide surface 46 along and gets to the tear-off area 48 swirled. The angles of the surfaces of the demolition edges 44 are at the flow edge in the first edge 44 sharpener formed as at the second spoiler edge 44 , These demolition edges serve the mixing of the cooling liquid and the generation of a uniform total current.

Der Trennabschnitt 30 weist hier zudem einen Bypass 50 auf, der einen Wärmeeintrag in dem Bereich des Bypasses 50 abführen soll. Die verschiedenen Maßnahmen, d.h. Leitrippen, Abrisskanten, usw., sind entsprechend aufeinander abgestimmt. Dabei ist insbesondere zu beachten, dass die Durchflussmenge der Kühlflüssigkeit durch den Bypass 50 auf eine notwendige Kühlflüssigkeitsmenge beschränkt ist. The separation section 30 also has a bypass here 50 on, the heat input in the area of the bypass 50 should dissipate. The various measures, ie Leitrippen, demolition edges, etc., are coordinated accordingly. It should be noted in particular that the flow rate of the coolant through the bypass 50 is limited to a necessary amount of cooling liquid.

Die hier erläuterten Ausführungen beschränken sich im Wesentlichen auf das Kühlelement der elektrischen Maschine. Es kann jedoch durchaus der Fall sein, dass das Kühlelement weitere Anschlüsse, Befestigungspunkte oder Sonstiges aufweist, an denen beispielsweise weitere Module befestigbar sind oder die zur Befestigung des Kühlelements dienen.The embodiments explained here are essentially limited to the cooling element of the electrical machine. However, it may well be the case that the cooling element further connections, attachment points or other has, where, for example, further modules can be fastened or which serve to secure the cooling element.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

8 8th: Stator stator
10 10: Elektrische Maschine Electric machine
11 11: Joch / Jochbereich Yoke / yoke area
12 12: Blechpaket laminated core
13 13: Zahn tooth
14 14: Kühlelement cooling element
16 16: äußerer Kühlkörper outer heat sink
17 17: Gehäuse casing
18 18: innerer Kühlkörper inner heat sink
20 20: Fluidkanal fluid channel
22 22: Einlassöffnung inlet port
26 26: Auslassöffnung outlet
30 30: Trennabschnitt separating section
31 31: Trennabschnittfläche Separating section area
32, 34, 3632, 34, 36: Rippe, Strömungselement Rib, flow element
33 33: Kanalfläche channel area
34 34: Leitrippe guiding rib
35 35: Leitfläche baffle
36 36: Umfangsrippe circumferential rib
38 38: Einlassabschnitt inlet section
39 39: Vertiefungsbereich depression area
40 40: Zwischenabschnitt intermediate section
42 42: Auslassabschnitt outlet
43 43: Vertiefungsbereich depression area
44 44: Abrisskante tear-off edge
46 46: Führungsfläche guide surface
48 48: Abrissfläche demolition site
49 49: Bypass bypass
50 50: Teilkanal subchannel
51 51: Verbindungspassage Walkway
52 52: Kanalfläche channel area
54 54: Kanalfläche channel area
E e: Einlassrichtung inlet direction
U U: Umfangsrichtung circumferentially
A A: Auslassrichtung Outlet
N N: Normale / Richtung der Flächennormale Normal / direction of the surface normal
η η: Winkel angle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2005/078900 A1 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

EN AW-6082T6 [0052]

Claims

Electric machine ( 10 ) with a cooling element ( 14 ), comprising - a housing ( 17 . 16 . 18 ), - which a fluid channel ( 20 ) for guiding a flow of cooling fluid through at least a first channel surface ( 33 ) and a second, opposite the first, channel surface ( 54 ), and - an inlet opening ( 22 ) to the supply and an outlet opening ( 26 ) for the discharge of cooling liquid, - wherein at one of the channel surfaces ( 33 ) of the fluid channel ( 20 ) at least one flow element ( 32 . 34 . 36 ), and - wherein the fluid channel ( 20 ) an inlet section ( 38 ), the inlet opening ( 22 ), an outlet section ( 42 ), the outlet opening ( 26 ) and an intermediate section ( 40 ) located between the inlet section ( 38 ) and the outlet section ( 42 ), characterized in that at least one flow element ( 32 . 34 . 36 ), for deflecting the coolant flow, in the inlet section (FIG. 38 ) or in the outlet section ( 38 ) is arranged.

Electric machine ( 10 ) according to claim 1, characterized in that at least one flow element ( 32 . 34 . 36 ) within the inlet section ( 38 ) or within the outlet section ( 42 ) as a guiding rib ( 34 ) is trained.

Electric machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the guide rib ( 34 ) on the first or on the second channel surface of the fluid channel ( 20 ) is formed and into the fluid channel ( 20 ), wherein the guide rib ( 34 ) has a distance to the opposite channel surface.

Electric machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a guide rib ( 34 ) at least partially in the inlet section (FIG. 38 ) or in a subarea ( 39 ) of the inlet portion, which is opposite to a channel height of the intermediate portion ( 40 ) has an increased height, wherein the channel height is given by the distance between the first channel surface and the opposite channel surface.

Electric machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at the inlet section ( 38 ) or at the outlet section ( 42 ) a normal (N) of a guide surface ( 35 ) of the Leitrippe ( 34 ) forms an acute angle (η) to the direction of the cooling liquid flow.

Electric machine ( 10 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that a guide fin density satisfying the ability of the guide rib ( 34 ) describes to divert and mix a cooling liquid flow in the inlet section ( 38 ) or in the outlet section ( 42 ) starting from the inlet opening ( 22 ) or the outlet opening ( 26 ) decreases with increasing distance.

Electric machine ( 10 ) according to the preamble of claim 1 or any one of claims 1 to 6, characterized in that a separating section ( 30 ) between the inlet section ( 38 ) and the outlet section ( 42 ), wherein on the side of the inlet opening ( 22 ) at the separating section ( 30 ) at least one tear-off edge ( 44 ) is formed for the cooling liquid.

Electric machine ( 10 ) according to claim 7, characterized in that at least one guide rib ( 34 ) of the spoiler edge ( 44 ) and is aligned with this.

Electric machine ( 10 ) according to the preamble of claim 1 or any one of claims 1 to 8, characterized in that the at least one flow element ( 32 . 34 . 36 ) at the first or the second channel surface ( 33 . 54 ) of the fluid channel ( 20 ) is formed and into the fluid channel ( 20 protrudes, wherein the flow element ( 32 . 34 . 36 ) a distance to the opposite channel surface ( 33 . 54 ) having.

Electric machine ( 10 ) according to claim 9, characterized in that the flow element ( 32 . 34 . 36 ) as a rib ( 32 . 34 . 36 ) is trained.

Electric machine ( 10 ) according to claim 9 or 10, characterized in that the rib ( 32 . 36 ) in the intermediate section ( 40 ) is formed continuously in the direction of the cooling liquid flow.

Electric machine ( 10 ) according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the rib ( 32 . 34 . 36 ) substantially in a flow direction of the fluid channel ( 20 ).

Electrical machine according to one of claims 9 to 12, characterized in that one of at least two ribs ( 32 . 36 ), the inlet opening ( 22 ) are assigned, in Flow direction of the cooling liquid is arranged offset to the other.

Electric machine ( 10 ) according to any one of claims 9 to 13, characterized in that one of at least two ribs ( 32 . 36 ), the outlet opening ( 26 ), is arranged offset in the flow direction of the cooling liquid to the other.

Electric machine ( 10 ) according to one of claims 9 to 14, characterized in that the rib ( 32 . 34 . 36 ) extends at least over half the channel height.

Electric machine ( 10 ) according to one of claims 9 to 15, characterized in that on at least one rib ( 32 . 34 . 36 ) of the first channel surface ( 33 . 54 ) a thermal bridge is formed, which with the second channel surface ( 33 . 54 ) is in heat-conducting contact.

Electric machine ( 10 ) according to one of claims 9 to 16, characterized in that the ribs ( 32 . 34 . 36 ) and a gap ( 50 ) or a subchannel ( 50 ) between two adjacent ribs ( 32 . 36 ) have substantially the same width.