DE102015223462A1

DE102015223462A1 - Rotor, flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine sowie Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015223462A1
Application number: DE102015223462.2A
Authority: DE
Inventors: Eckhard KIRCHNER; Thomas Slavik
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Valeo eAutomotive Germany GmbH
Priority date: 2015-11-26
Filing date: 2015-11-26
Publication date: 2017-06-01
Also published as: CN106849434A; CN106849434B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor (1) für eine flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine aufweisend einen Stator (2) und einen Hohlraum (3), welcher in radialer Richtung zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (1) angeordnet ist, wobei der Rotor (1) einen Rotormantel (4) und eine Welle (5) aufweist, welche drehfest mit dem Rotormantel (4) verbunden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine aufweisend einen Stator (2) und einen derartigen, im Stator (2) angeordneten Rotor (1), wobei in radialer Richtung zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (1) ein Hohlraum (3) angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug (24), insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend einen derartigen Rotor (1) und/oder eine derartige flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine. Um eine verbesserte Kühlung für einen derartigen Rotor (1), eine derartige elektrische Maschine bzw. ein derartiges Fahrzeug (24) bereitzustellen, wird vorgeschlagen, dass der Rotormantel (4) zumindest einen Rotor-Kühlkanal (6) aufweist, mittels welchem jeweils die Kühlflüssigkeit von innerhalb des Rotormantels (4) nach radial außen in den Hohlraum (3) führbar ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass ein Kühlkreislauf der Kühlflüssigkeit derart ausgestaltet ist, dass die Kühlflüssigkeit dem Rotor (1) zuführbar ist und mittels des jeweiligen Rotor-Kühlkanals (6) vom Rotormantel (4) nach radial außen in den Hohlraum (3) führbar ist. Ferner wird vorgeschlagen, dass das Fahrzeug (24) den vorgeschlagenen Rotor (1) und/oder die vorgeschlagene, flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine aufweisend einen Stator und einen Hohlraum, welcher in radialer Richtung zwischen dem Stator und dem Rotor angeordnet ist, wobei der Rotor einen Rotormantel und eine Welle aufweist, welche drehfest mit dem Rotormantel verbunden ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine aufweisend einen Stator und einen derartigen, im Stator angeordneten Rotor, wobei in radialer Richtung zwischen dem Stator und dem Rotor ein Hohlraum angeordnet ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug aufweisend einen derartigen Rotor und/oder eine derartige, flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine.
Eine derartige elektrische Maschine kommt beispielsweise als ölgekühltes Elektromotorsystem zum Einsatz, welches darauf abzielt, die Verlustleistung, welche sich in einer Erwärmung äußert, per Kühlmedium von den aktiven Bauteilen wegzuleiten. Die zu kühlenden Bereiche verteilen sich über die gesamte Maschine, jedoch sind üblicherweise nur die Regionen der Spulenköpfe erreichbar.
Bei einer derartigen elektrischen Maschine können beispielsweise eine mechanische Schmierung und eine Kühlung der Lagerung des Rotors kombiniert werden mit einer gezielten Durchströmung des Rotors und des Stators, um eine gute Wärmeabfuhr zu erreichen.
Geschuldet einer reduzierten Kühl-Performance musste bisher oftmals die mögliche Motor-Performance reduziert werden.
Aus der DE 10 2012 203 691 A1 ist eine elektrische Maschine mit einem Stator, einem Rotor, einer Welle, die mit dem Rotor mechanisch verbunden ist, und einer Kühleinrichtung bekannt, die in der Welle angeordnet ist, wobei die Welle eine Aussparung aufweist, in der die Kühleinrichtung angeordnet ist, wobei die Welle drehbar zu der Kühleinrichtung ausgebildet ist.
Aus der DE 10 2013 226 851 A1 ist eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor bekannt, wobei der Stator und/oder der Rotor Mittel aufweist bzw. aufweisen, die zumindest einen Teil eines Öl-Kühlkreislaufes bilden, wobei eine strömungstechnische Verbindung zwischen den Mitteln des Öl-Kühlkreislaufes und einem Lager des Rotors vorhanden ist, so dass eine Schmierung des Lagers durch den bestehenden Öl-Kühlkreislauf erfolgt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Kühlung für einen derartigen Rotor, eine derartige elektrische Maschine bzw. ein derartiges Fahrzeug bereitzustellen.
Eine Lösung der Aufgabe ergibt sich bei einem Rotor der eingangs genannten Art dadurch, dass der Rotormantel zumindest einen Rotor-Kühlkanal aufweist, mittels welchem jeweils die Kühlflüssigkeit von innerhalb des Rotormantels nach radial außen in den Hohlraum führbar ist.
Weiterhin ergibt sich eine Lösung der Aufgabe bei einer flüssigkeitsgekühlten, elektrischen Maschine der eingangs genannten Art dadurch, dass ein Kühlkreislauf der Kühlflüssigkeit derart ausgestaltet ist, dass die Kühlflüssigkeit dem Rotor zuführbar ist und mittels des jeweiligen Rotor-Kühlkanals vom Rotormantel nach radial außen in den Hohlraum führbar ist.
Ferner ergibt sich eine Lösung der Aufgabe bei einem Fahrzeug der eingangs genannten Art dadurch, dass das Fahrzeug den vorgeschlagenen Rotor und/oder die vorgeschlagene, flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine aufweist.
Der Hohlraum wird bei luftgekühlten bzw. sonst üblichen elektrischen Maschinen üblicherweise Luftspalt genannt, da sich sonst üblicherweise Luft zwischen dem Rotor und dem Stator befindet. Im Gegensatz dazu ist bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass durch den sonst Luftspalt genannten Hohlraum die Kühlflüssigkeit geführt wird, wodurch eine besonders hohe Kühlleistung des Rotors wie auch des Stators erreicht werden kann. Dies liegt vor allem daran, dass die Kühlflüssigkeit sowohl eine höhere Dichte als auch eine höhere spezifische Wärmekapazität als Luft oder andere Gase aufweist. Als Kühlflüssigkeit kann beispielsweise Öl zum Einsatz kommen.
Hierzu wird die Kühlflüssigkeit mittels des jeweiligen Rotor-Kühlkanals während des Betriebs des vorgeschlagenen Rotors bzw. der vorgeschlagenen elektrischen Maschine von innerhalb des Rotormantels nach radial außen in den Hohlraum geführt.
Insbesondere unterstützt bzw. bewirkt der vorgeschlagene Rotor eine Umwälzung der Kühlflüssigkeit, da während des Betriebs und somit während der Rotation des Rotors Fliehkräfte die Kühlflüssigkeit nach radial außen zum Hohlraum beschleunigen und insbesondere ein schnelles Entleeren des Rotors unterstützen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der zumindest eine Rotor-Kühlkanal im Bereich der axialen Mitte des Rotors angeordnet.
Während des Betriebes zählt üblicherweise die axiale Mitte des Stators bzw. des Rotors, also die Mitte der Aktivlänge, zu den heißesten Stellen bzw. „hot spots“ der elektrischen Maschine. Die Anordnung des zumindest einen Rotor-Kühlkanals im Bereich der axialen Mitte des Rotors gewährleistet eine besonders gute Versorgung einer der ansonsten heißesten Stellen der elektrischen Maschine mit der Kühlflüssigkeit.
Der Bereich der axialen Mitte deckt dabei die genaue, geometrische axiale Mitte sowie den Bereich ±5% oder 10% um die axiale Mitte herum ab, wobei sich die Prozentangabe auf die axiale Erstreckung des Rotors bzw. des Stators bezieht. Insbesondere bei einem geblechten Rotormantel ist der Bereich der axialen Mitte somit mit einer gewissen Toleranz versehen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Welle zumindest abschnittsweise als Hohlwelle ausgestaltet, wobei die Welle mindestens eine Wellenöffnung aufweist, wobei die jeweilige Wellenöffnung mit dem zumindest einen Rotor-Kühlkanal strömungstechnisch verbunden ist und wobei die Kühlflüssigkeit von dem hohlwellenförmigen Abschnitt der Welle über die jeweilige Wellenöffnung dem jeweiligen Rotor-Kühlkanal zuführbar ist.
Während des Betriebs wird die Kühlflüssigkeit somit zunächst in den hohlwellenförmigen Abschnitt der Welle geführt, um anschließend durch die jeweilige Wellenöffnung vom hohlwellenförmigen Abschnitt zum jeweiligen Rotor-Kühlkanal zu gelangen und schließlich in den Hohlraum geleitet zu werden.
Die derartige Ausgestaltung des Rotors erlaubt eine zuverlässige und vergleichsweise unkomplizierte Führung der Kühlflüssigkeit derart, dass der Rotor, der Hohlraum und auch der Stator bzw. dessen radiale Innenseite mit einem kontinuierlichen und ausreichenden Volumenstrom der Kühlflüssigkeit versorgt werden können. Entsprechend werden der Rotor und der Stator zuverlässig mit einer ausreichend hohen Kühlleistung beaufschlagt.
Vorzugsweise ist die jeweilige Wellenöffnung derart angeordnet, dass sie direkt bzw. ohne eine Umlenkung in den jeweiligen Rotor-Kühlkanal mündet, wobei die jeweilige Wellenöffnung und der jeweilige Rotor-Kühlkanal vorzugsweise den gleichen Querschnitt in Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit aufweisen. Ist der jeweilige Rotor-Kühlkanal im Bereich der axialen Mitte des Rotors angeordnet, so ist die jeweilige Wellenöffnung somit insbesondere ebenfalls im Bereich der axialen Mitte des Rotors angeordnet.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei innerhalb des hohlwellenförmigen Abschnitts der Welle eine hohlzylinderförmige Kühllanze angeordnet, mittels welcher die Kühlflüssigkeit dem hohlwellenförmigen Abschnitt der Welle zuführbar ist.
Durch die Verwendung der Kühllanze kann dem Rotormantel über die jeweilige Wellenöffnung und den beiliegenden Rotor-Kühlkanal vergleichsweise kühle Kühlflüssigkeit zugeführt werden, welche noch nicht übermäßig durch die übrige Welle erhitzt wurde. Vorzugsweise erstreckt sich die Kühllanze dabei in axialer Richtung bis in etwa zur Position der jeweiligen Wellenöffnung. Insbesondere ist die Kühllanze feststehend und die Welle drehbar gegenüber der Kühllanze ausgebildet.
Gleichzeitig wird durch die Kühllanze dennoch eine gute Kühlung des übrigen hohlwellenförmigen Abschnittes der Welle erreicht. Denn jener Teil der Kühlflüssigkeit, der nicht über die jeweilige Wellenöffnung dem jeweiligen Rotor-Kühlkanal zugeführt wird, wird außerhalb der Kühllanze und innerhalb des hohlwellenförmigen Abschnittes der Welle wieder aus der Welle herausgeführt und bewirkt dort ebenfalls eine Kühlung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Rotormantel in axialer Richtung in zumindest zwei Rotormantelteile unterteilt, wobei in axialer Richtung betrachtet zwischen jeweils zwei Rotormantelteilen ein jeweiliger Rotorspalt angeordnet ist, wobei der jeweilige Rotorspalt als jeweiliger Rotor-Kühlkanal ausgestaltet ist.
Vorzugsweise wird der Rotormantel dabei in zwei gleiche Rotormantelteile unterteilt, so dass der Rotorspalt an der axialen Mitte des Rotors angeordnet ist. Durch die Teilung des Rotors und die Anpassung des Rotor-Kühlkanals ausgerichtet auf Spalt wird ein Einbringen der Kühlflüssigkeit insbesondere in der Mitte der Aktivlänge gewährleistet. Durch einen kontinuierlichen Volumenstrom, welcher ständig Nachschub an Kühlflüssigkeit fördert, wird die Kühlflüssigkeit im Anschluss über den Hohlraum zwischen dem Rotor und dem Stator in Richtung der Spulenköpfe bzw. Wickelköpfe gefördert, so dass auch hier eine Kühlung erfolgen kann.
Durch die Modifizierung der Rotormantelstruktur in mindestens zwei Teile sowie eine anschließende Montage mit einer gezielten Spaltbildung wird eine nahezu komplette Flutung der Maschine mit der Kühlflüssigkeit erreicht. Der jeweilige Spalt zwischen den Rotormantelteilen bzw. Rotormantelhälften, welcher auf eine Spaltbreite von 0,5 mm eingeschätzt wird, bedingt eine im gleichen Maße reduzierte Aktivlänge, welche wiederum durch die gesteigerte Kühl-Performance kompensiert wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Rotormantel an seinem jeweiligen axialen Ende eine Rotormantel-Stirnseite auf, wobei der Rotormantel an seiner radialen Außenfläche zumindest eine Nut aufweist, wobei die jeweilige Nut zwischen dem jeweiligen Rotor-Kühlkanal und zumindest einer der beiden Rotormantel-Stirnseiten angeordnet ist.
Die jeweilige Nut ist somit als eine Vertiefung auf der radialen Außenfläche des Rotormantels ausgestaltet. Dank der jeweiligen Nut kann die im Hohlraum befindliche Kühlflüssigkeit während des Betriebs und somit während der Rotation des Rotors umgewälzt und vorzugsweise in Richtung der jeweiligen Rotormantel-Stirnseite gefördert werden. Vorzugsweise erstreckt sich die jeweilige Nut durchgehend vom jeweiligen Rotor-Kühlkanal zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft die jeweilige Nut zwischen dem jeweiligen Rotor-Kühlkanal und der jeweiligen Rotormantel-Stirnseite dabei zumindest abschnittsweise entlang einer Richtung mit einer axialen Komponente und mit einer Umfangskomponente.
Eine besonders gute Förderung der im Hohlraum befindlichen Kühlflüssigkeit zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite wird dadurch erreicht, dass die jeweilige Nut zwischen dem jeweiligen Rotor-Kühlkanal und der jeweiligen Rotormantel-Stirnseite zumindest abschnittsweise entlang der erläuterten Richtung verläuft. Somit verläuft die jeweilige Nut abschnittsweise entlang einer Schraubenbahn bzw. Helix, wobei die jeweilige Nut in Umfangsrichtung in der Regel höchstens eine ganze, oftmals höchstens eine halbe Windung und dabei in axialer Richtung in der Regel höchstens eine Ganghöhe der Schraubenbahn durchläuft. Bei der Ganghöhe handelt es sich dabei um diejenige Strecke, um die sich die Schraube bzw. Helix bei einer vollen Umdrehung in axialer Richtung windet.
Vorzugsweise erstreckt sich die jeweilige Nut durchgehend vom jeweiligen Rotor-Kühlkanal zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite und verläuft dabei durchgehend entlang der erläuterten Richtung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die jeweilige Nut dabei zwei miteinander verbundene Stege auf, welche V-förmig angeordnet sind, wobei an der Verbindungsstelle der beiden V-förmig angeordneten Stege der jeweilige Rotor-Kühlkanal angeordnet ist, wobei der jeweilige Steg zu der jeweiligen Rotormantel-Stirnseite führt.
Sind mehrere derartige Nuten in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet, liegt entsprechend ein Fischgrätmuster bzw. englisch „herringbone pattern“ vor.
Vorzugsweise ist der jeweilige Rotor-Kühlkanal im Bereich der axialen Mitte angeordnet, wie weiter oben schon erläutert wurde. Die jeweilige Nut führt die aus dem jeweiligen Rotor-Kühlkanal austretende Kühlflüssigkeit zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite, indem der eine Teil der Kühlflüssigkeit über den einen Steg der jeweiligen Nut zur einen Rotormantel-Stirnseite und der andere Teil der Kühlflüssigkeit über den anderen Steg der jeweiligen Nut zur anderen Rotormantel-Stirnseite geführt wird.
Die derart ausgestaltete, jeweilige Nut bewirkt eine gute Umwälzung der Kühlflüssigkeit, so dass eine gute Kühlung insbesondere der radialen Außenfläche des Rotormantels und der radialen Innenfläche des Stators erzielt werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Stege der jeweiligen Nut dabei derart ausgerichtet, dass ihre V-Form in Richtung einer Vorzugs-Rotationsrichtung des Rotors weist.
Die derart ausgestaltete, jeweilige Nut bewirkt eine besonders wirksame Umwälzung der im Hohlraum befindlichen Kühlflüssigkeit während des Betriebs und somit während der Rotation des Rotors, insbesondere indem die im Hohlraum befindliche Kühlflüssigkeit in Richtung der jeweiligen Rotormantel-Stirnseite gefördert wird.
Prinzipiell ist auch denkbar, die V-Form der beiden Stege entgegen der Richtung einer Vorzugs-Rotationsrichtung des Rotors weisen, insbesondere wenn eine Pumpe zur Umwälzung der Kühlflüssigkeit vorgesehen ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die jeweilige Nut vom jeweiligen Rotor-Kühlkanal zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite dabei i Abschnitte auf, wobei der Rotormantel ein Rotor-Blechpaket umfassend Rotorbleche aufweist, wobei eine erste Mehrzahl von ersten Rotorblechen vorgesehen ist, welche den jeweiligen Rotor-Kühlkanal sowie zumindest einen jeweiligen ersten Abschnitt der jeweiligen Nut aufweisen, wobei in axialer Richtung im Anschluss an die (n – 1)-te Mehrzahl von (n – 1)-ten Rotorblechen eine n-te Mehrzahl von n-ten Rotorblechen angeordnet ist, welche zumindest einen jeweiligen n-ten Abschnitt der jeweiligen Nut aufweisen, wobei i und n natürliche Zahlen mit i ≥ 2 und 2 ≤ n ≤ i sind.
Die jeweilige, oben schon erläuterte Nut ist somit in i Abschnitte unterteilt, wobei jeder der i Abschnitte durch entsprechende, vorzugsweise gleiche Rotorbleche entsteht. Betrachtet man die jeweilige Nut vom jeweiligen Rotor-Kühlkanal bis zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite, ist somit der erste bis zum i-ten Abschnitt der Nut angeordnet. Hierzu weisen die Rotorbleche entsprechende Aussparungen oder beispielsweise Ausstanzungen auf, die den jeweiligen Abschnitt der Nut bilden.
Die ersten Rotorbleche weisen dabei den jeweiligen Rotor-Kühlkanal sowie zumindest den ersten Abschnitt der jeweiligen Nut auf, wobei hierfür eine gewisse Anzahl bzw. erste Mehrzahl an ersten Rotorblechen zum Einsatz kommt. In axialer Richtung benachbart an die ersten Rotorbleche schließen sich die zweiten Rotorbleche an, welche zumindest den zweiten Abschnitt der jeweiligen Nut aufweisen. Dazu kommt eine zweite Mehrzahl von zweiten Rotorblechen zum Einsatz. Gegebenenfalls schließen sich an die zweiten Rotorbleche in axialer Richtung benachbart die dritten Rotorbleche an, welche zumindest den dritten Abschnitt der jeweiligen Nut aufweisen. Derart weist der Rotormantel zu i Mehrzahlen von i-ten Rotorblechen auf, welche wie oben erläutert angeordnet sind.
Von Vorteil ist bei der vorgeschlagenen Ausgestaltung des Rotors-Blechpaketes, dass vergleichsweise wenige verschiedene Blechschnitte für die Rotorbleche benötigt werden, so dass die verbesserte Kühlung kostengünstig erreicht werden kann.
Ist der jeweilige Rotor-Kühlkanal im Bereich der axialen Mitte des Rotors angeordnet, wie oben erläutert, so sind die ersten Rotorbleche ebenfalls im Bereich der axialen Mitte des Rotors angeordnet. Der Rotormantel ist für diesen Fall im Wesentlichen symmetrisch zur Querschnittsebene durch den Rotor an der axialen Mitte aufgebaut, so dass sich an die ersten Rotorbleche zu beiden Seiten die zweiten und ggf. anschließend dritten und i-ten Rotorbleche anschließen. Durch die erläuterte, symmetrische Anordnung der Nuten wird ferner eine gute Masseverteilung mit geringerer Unwuchtneigung erreicht.
Prinzipiell kann dabei vorgesehen sein, dass die zweiten, dritten und ggf. i-ten Rotorbleche gleichförmig ausgestaltet sind und lediglich um einen gewissen Drehwinkel gegeneinander versetzt angeordnet sind, um das Blechpaket des Rotormantels zu bilden. Diese Ausgestaltung ist bspw. möglich, wenn die Welle einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und die Rotorbleche entsprechend eine kreisförmige zentrale Bohrung für die Aufnahme der Welle aufweisen.
Denkbar ist auch, dass sich die zweiten, dritten und ggf. i-ten Rotorbleche voneinander unterscheiden, beispielsweise weil eine abgeflachte Welle zum Einsatz kommt, die keinen kreisförmigen Querschnitt, sondern einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, dem zwei diametral gegenüberliegende Kreissegmente fehlen. Dabei ist ein Kreissegment jene Teilfläche eines Kreises, die von einem Kreisbogen und einer Kreissehne begrenzt wird. Folglich weisen auch die zweiten, dritten und ggf. i-ten Rotorbleche eine entsprechende zentrale Aussparung zur Aufnahme der abgeflachten Welle auf.
Vorzugsweise werden für die verschiedenen Abschnitte der Nut jeweils in etwa gleich viele Rotorbleche verwendet, so dass die verschiedenen Mehrzahlen im Wesentlichen gleich groß sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Rotormantel m Rotor-Kühlkanäle und m Nuten auf, wobei die ((j·m) + n)-ten Rotorbleche gleichförmig ausgestaltet sind wie die n-ten Rotorbleche, wobei m und j natürliche Zahlen mit m ≥ 2, j ≥ 1 und ((j·m) + n) ≤ i sind.
Vorzugsweise weist die jeweilige Nut hierbei zwei miteinander verbundene Stege auf, welche V-förmig angeordnet sind, wie weiter oben schon erläutert.
Insbesondere weist die Welle einen abgeflachten, nichtkreisförmigen Querschnitt auf, wobei die Rotorbleche eine passende, zentrale Aussparung zur Aufnahme der Welle aufweisen, wie oben erläutert.
Gemäß einem ersten Beispiel zur Veranschaulichung weist der Rotormantel im Bereich seiner axialen Mitte vier Rotor-Kühlkanäle auf, die in Umfangsrichtung in etwa äquidistant zueinander angeordnet sind. Entsprechend sind auf der radialen Außenfläche Rotormantels vier Nuten vorgesehen, so dass m = 4 gilt. Der Rotormantel ist somit im Wesentlichen symmetrisch zur Querschnittsebene durch den Rotor an der axialen Mitte aufgebaut, so dass die ersten Rotorbleche im Bereich der axialen Mitte des Rotors angeordnet sind und insgesamt vier Rotor-Kühlkanäle aufweisen sowie vier erste Abschnitte der vier Nuten aufweisen.
Angenommen, dass die jeweilige Nut vom jeweiligen Rotor-Kühlkanal zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite ab dem zweiten Rotorblechen sieben Abschnitte aufweist, weist die jeweilige Nut insgesamt 15 Abschnitte auf, nämlich einen ersten Abschnitt und anschließend je sieben Abschnitte zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite hin.
Für dieses erste Beispiel ist also vorgesehen, dass die zweiten Rotorbleche und die jeweiligen sechsten Rotorbleche gleichförmig ausgestaltet sind, entsprechend sind die dritten (n = 3) Rotorbleche und die siebten ((1·3) + 4) Rotorbleche gleichförmig ausgestaltet, usw.. Die vierten Rotorbleche sind dabei in etwa gleichförmig wie die ersten Rotorbleche ausgestaltet, weisen allerdings nicht die Rotor-Kühlkanäle auf.
Gemäß einem zweiten Beispiel zur Veranschaulichung weist der Rotormantel fünf Rotor-Kühlkanäle, entsprechend auch fünf Nuten, sowie die jeweilige Nut 41 Abschnitte auf, so dass i = 41 und m = 5. Die Rotor-Kühlkanäle sollen wiederum im Bereich der axialen Mitte des Rotors angeordnet sein, so dass der Rotormantel im Wesentlichen symmetrisch zur Querschnittsebene durch den Rotor an der axialen Mitte aufgebaut ist. Die jeweilige Nut weist somit einen ersten Abschnitt sowie anschließend je 20 Abschnitte zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite hin auf. Folgende Abschnitte der Nut weisen somit gleichförmige Rotorbleche auf:
6-11-16, 2-7-12-17, 3-8-13-18, 4-9-14-19 und 5-10-15-20, wobei die ersten Rotorbleche in etwa gleichförmig wie die sechsten Rotorbleche ausgestaltet sind, allerdings zusätzlich die Rotor-Kühlkanäle aufweisen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Rotormantel an seinem jeweiligen axialen Ende eine Rotormantel-Stirnseite auf, wobei der Rotormantel an seiner radialen Außenfläche in radialer Richtung herausragende Vorsprünge aufweist, wobei die Vorsprünge derart ausgestaltet sind, dass bei einer Rotation des Rotors in Richtung einer Vorzugs-Rotationsrichtung des Rotors die Kühlflüssigkeit zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite förderbar ist.
Die Vorsprünge unterstützen bzw. bewirken eine Umwälzung der Kühlflüssigkeit, da während des Betriebs und somit während der Rotation des Rotors die Kühlflüssigkeit zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite gefördert werden kann.
Der jeweilige Vorsprung kann beispielsweise im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet sein, wobei der Quader der gebogenen, radialen Außenfläche des Rotormantels angepasst ist und dieser Fläche folgt. Vorzugsweise ist der jeweilige Vorsprung zumindest abschnittsweise entlang einer Richtung mit einer axialen Komponente und mit einer Umfangskomponente ausgerichtet. Denkbar ist auch eine V-förmige Ausgestaltung des jeweiligen Vorsprungs, wobei das V in Richtung der Vorzugs-Rotationsrichtung des Rotors weist.
Insbesondere können die Vorsprünge symmetrisch zur Querschnittsebene durch den Rotor an der axialen Mitte angeordnet sein. Neben einer im Wesentlichen gleichmäßigen Anordnung der Vorsprünge kann auch eine eher unstrukturierte Anordnung der Vorsprünge vorgesehen sein. Die letztgenannte Anordnung bietet dabei den Vorteil, dass die Anregung dominanter Anregungsfrequenzen und somit unerwünschte Schwingungen bzw. Vibrationen unterbunden werden.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Rotormantel mittels einer Hülle eingefasst wird, wobei die Hülle die zuvor erläuterten Vorsprünge aufweist. Somit brauchen die Vorsprünge nicht auf den Rotormantel bzw. die Rotorbleche selbst spanend aufgebracht werden. Vielmehr werden die Vorsprünge auf die beispielsweise reib- oder stoffschlüssig mit dem übrigen Rotormantel verbundene Hülle aufgebracht, welche darüber hinaus die Drehzahlfestigkeit des Rotors steigert.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Stator an seinem jeweiligen axialen Ende einen Wickelkopf auf, wobei die elektrische Maschine derart ausgestaltet ist, dass der jeweilige Wickelkopf mittels der vom Hohlraum zum jeweiligen Wickelkopf geführten Kühlflüssigkeit kühlbar ist.
Während des Betriebes zählen die beiden Wickelköpfe zu den heißesten Stellen der elektrischen Maschine. Indem die Kühlflüssigkeit zum jeweiligen Wickelkopf geführt wird, wird somit eine besonders gute Versorgung einer der ansonsten heißesten Stellen der elektrischen Maschine mit Kühlflüssigkeit gewährleistet.
Beispielsweise kann der Rotor hierfür im Bereich der jeweiligen Rotormantel-Stirnseite zumindest ein Umlenkelement aufweisen, mittels welchem jeweils die Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit zum jeweiligen Wickelkopf umlenkbar ist. Das jeweilige Umlenkelement dient also insbesondere der Umlenkung der im Hohlraum vorliegenden, im Wesentlichen axialen Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit in eine radiale Strömungsrichtung zum jeweiligen Wickelkopf hin.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Stator zumindest einen Stator-Kühlkanal auf, mittels welchem die Kühlflüssigkeit vom Hohlraum nach radial außen führbar ist.
Der jeweilige Stator-Kühlkanal verbessert die Kühlung des Stators, indem ermöglicht wird, dass die im Hohlraum vorhandene Kühlflüssigkeit in den Stator eindringt und ihn in radialer Richtung durchdringt und somit größere Teile des Stators kühlt.
Insbesondere kann die vorgeschlagene elektrische Maschine als Synchron- oder Asynchronmaschine ausgestaltet sein. Beispielsweise weist der oben erläuterte Rotor hierfür Permanentmagnete auf, welche vergraben sind oder an der radialen Außenfläche des Rotormantels angeordnet sind. Insbesondere kann der Rotor als Reluktanzläufer oder Kurzschlussläufer ausgestaltet sein, wobei auch Mischformen denkbar sind.
Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung handelt es sich bei der Kühlflüssigkeit um Öl, welches neben seiner Kühlfunktion auch eine Schmierfunktion ausfüllen kann. Bezüglich der Führung der Kühlflüssigkeit können dabei unterschiedliche Konzepte realisiert und kombiniert werden.
Zum Beispiel kann der Rotor weitere Strukturen, insbesondere in axialer Richtung verlaufende Kühlkanäle, aufweisen. An die jeweilige, oben erläuterte Wellenöffnung schließen sich in beiden axialen Richtungen weitere Rotorbleche an, die spezielle Aussparungen zur Leitung des Schmiermittelstroms in Längsrichtung des Rotors tragen und eine Kühlung der hoch belasteten Bereiche des Rotors nahe des Luftspaltes ermöglichen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass aus dem hohlwellenförmigen Abschnitt der Welle ein Kanal durch die Welle zu einem Lager der Welle geführt wird, um das Lager mit Schmiermittel zu versorgen. Somit können radiale Bohrungen in die Rotorwelle eingebracht werden, um eine gezielte Beölung und Schmierung der Rotorlagerung zu erreichen. Die Bohrungen können dabei in radialer Richtung auch teilweise vom Lager verdeckt werden, wobei eine schräge Anordnungen der Bohrungen ebenfalls denkbar ist, vor allem um das Öl näher an den Wälzkontakt heran zu führen.
Denkbar ist auch, die Kühlflüssigkeit in einem den Stator umgebenden Kühlmantel innerhalb eines Gehäuses der elektrischen Maschine oder in Kühlkanälen zu führen, die in axialer Richtung in den Stator eingebracht sind. Entsprechend kann die Ölführung des Schmier- und Kühlmittels in ähnlicher Weise durch ein Blechpaket des Stators vorgesehen sein. Auch hier ist eine radiale Ölzufuhr vom Gehäuse in das Rotorpaket denkbar. Sodann schließt sich wieder ein axialer Kanal im Blechpaket an, um den Stator effektiv zu kühlen.
Vorzugsweise ist das Fahrzeug als Elektroauto oder Hybridauto ausgestaltet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
1–2 ein erstes und zweites Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Rotors und der vorgeschlagenen, flüssigkeitsgekühlten elektrischen Maschine,
3–7 ein drittes bis siebtes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Rotors
8 ein drittes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen, flüssigkeitsgekühlten elektrischen Maschine, und
9 ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Fahrzeugs.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Rotors 1 und der vorgeschlagenen, flüssigkeitsgekühlten elektrischen Maschine. Dargestellt ist dabei ein Ausschnitt eines Längsschnittes entlang der axialen Richtung.
Der Rotor 1 weist einen Rotormantel 4 und eine Welle 5 auf, welche drehfest mit dem Rotormantel 4 verbunden ist. Der Rotor 1 ist in einem Stator 2 der vorgeschlagenen, flüssigkeitsgekühlten elektrischen Maschine derart angeordnet, so dass in radialer Richtung zwischen dem Stator 2 und dem Rotor 1 ein Hohlraum 3 verbleibt.
Der Rotormantel 4 weist einen Rotor-Kühlkanal 6 auf, mittels welchem die Kühlflüssigkeit von innerhalb des Rotormantels 4 nach radial außen in den Hohlraum 3 führbar ist.
Der Rotor-Kühlkanal 6 ist dabei vorzugsweise im Bereich der axialen Mitte des Rotors 1 angeordnet. Denkbar ist auch, mehrere Rotor-Kühlkanäle 6 vorzusehen, die in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Rotors 1 und der vorgeschlagenen, flüssigkeitsgekühlten elektrischen Maschine. Gleiche Bezugszeichen wie in Figur ein bezeichnen dabei gleiche Gegenstände.
Die Welle 5 des Rotors 1 ist abschnittsweise als Hohlwelle 7 ausgestaltet und weist eine Wellenöffnung 8 auf. Die Wellenöffnung 8 ist mit dem Rotor-Kühlkanal 6 strömungstechnisch verbunden, wobei die Kühlflüssigkeit von dem hohlwellenförmigen Abschnitt 7 der Welle 5 über die jeweilige Wellenöffnung 8 dem Rotor-Kühlkanal 6 zuführbar ist.
Innerhalb des hohlwellenförmigen Abschnitts 7 der Welle 5 ist eine hohlzylinderförmige Kühllanze 9 angeordnet, mittels welcher die Kühlflüssigkeit dem hohlwellenförmigen Abschnitt 7 der Welle zuführbar ist.
Der Rotormantel 4 ist in axialer Richtung in zwei Rotormantelteile 10 unterteilt, wobei in axialer Richtung betrachtet zwischen den beiden Rotormantelteilen 10 ein Rotorspalt 11 angeordnet ist. Dabei ist der Rotorspalt 11 als Rotor-Kühlkanal 6 ausgestaltet.
Der Rotor-Kühlkanal 6 bzw. der Rotorspalt 11 ist dabei vorzugsweise im Bereich der axialen Mitte des Rotors 1 angeordnet, so dass entsprechend die beiden Rotormantelteile 10 vorzugsweise gleich groß sind.
Der Stator 2 weist an seinem jeweiligen axialen Ende einen Wickelkopf 22 auf, wobei die elektrische Maschine derart ausgestaltet ist, dass der jeweilige Wickelkopf 22 mittels der vom Hohlraum 3 zum jeweiligen Wickelkopf 22 geführten Kühlflüssigkeit kühlbar ist. Eine derartige Kühlung der Wickelköpfe 22 kann auch bei den übrigen Ausführungsbeispielen des Rotors 1 ein vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Rotor 1 im Bereich der jeweiligen Rotormantel-Stirnseite 12 zumindest ein Umlenkelement aufweisen, mittels welchem jeweils die Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit zum jeweiligen Wickelkopf 22 umlenkbar ist.
3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Rotors 1.
Der Rotormantel 4 weist an seiner radialen Außenfläche 13 eine Nut 14 und weiterhin an seinem jeweiligen axialen Ende eine Rotormantel-Stirnseite 12 auf. Die Nut 14 ist dabei zwischen dem Rotor-Kühlkanal 6 und der jeweiligen Rotormantel-Stirnseite 12 angeordnet. Der Rotor-Kühlkanal 6 ist dabei vorzugsweise im Bereich der axialen Mitte des Rotors 1 angeordnet. Insbesondere können auch mehrere Rotor-Kühlkanäle 6 und mehrere Nuten 14 vorgesehen sein.
Zwischen dem Rotor-Kühlkanal 6 und der jeweiligen Rotormantel-Stirnseite 12 verläuft die Nut 14 entlang einer Richtung mit einer axialen Komponente und mit einer Umfangskomponente, d.h. einer Komponente entlang der axialen Richtung 25 und einer Komponente entlang der Umfangsrichtung 26.
Die Nut 14 weist zwei miteinander verbundene Stege 15 auf, welche V-förmig angeordnet sind, wobei an der Verbindungsstelle 16 der beiden V-förmig angeordneten Stege 15 der Rotor-Kühlkanal 6 angeordnet ist. Der jeweilige Steg 15 führt vom Rotor-Kühlkanal 6 zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite 12.
Die beiden Stege 15 der Nut 14 sind dabei derart ausgerichtet, dass ihre V-Form in Richtung einer Vorzugs-Rotationsrichtung 17 des Rotors 1 weist. Auch denkbar ist, dass ihre V-Form entgegen der Richtung einer Vorzugs-Rotationsrichtung 17 des Rotors 1 weist, insbesondere wenn eine Pumpe zur Umwälzung der Kühlflüssigkeit vorgesehen ist.
4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Rotors, wobei die ausgerollte radiale Außenfläche 13 des Rotormantels 4 dargestellt ist. Die radiale Außenfläche 13 erstreckt sich dabei in axialer Richtung 25 zwischen den beiden Rotormantel-Stirnseiten 12 und in Umfangsrichtung 26 entlang eines vollständigen Umfangs 28. Die Bereiche 27 werden lediglich aus Gründen der Veranschaulichung dargestellt und entsprechenden dem jeweiligen Bereich am anderen Ende des Rotormantels 4.
Der Rotor 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist jenem des dritten Ausführungsbeispiels recht ähnlich und weist mehrere Rotor-Kühlkanäle 6 auf, welche vorzugsweise im Bereich der axialen Mitte des Rotors 1 angeordnet sind. Die Rotor-Kühlkanäle 6 sind dabei in Umfangsrichtung in etwa äquidistant zueinander angeordnet. Weiterhin weist der Rotor 1 entsprechende Nuten 14 zwischen dem jeweiligen Rotor-Kühlkanal 6 und der jeweiligen Rotormantel-Stirnseite 12 auf.
5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Rotors 1. Die Darstellung entspricht dabei jener der 4.
Der Rotor 1 weist ein Rotorblechpaket umfassend Rotorbleche 19-1 bis 19-8 auf. Die jeweilige Nut 14 weist vom jeweiligen Rotor-Kühlkanal 6 zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite 12 acht Abschnitte 20-1 bis 20-8 auf.
Dabei ist eine erste Mehrzahl von ersten Rotorblechen 19-1 vorgesehen, welche den jeweiligen Rotor-Kühlkanal 6 sowie den ersten Abschnitt 20-1 der jeweiligen Nut 14 aufweisen. In axialer Richtung im Anschluss an die erste Mehrzahl von ersten Rotorblechen 19-1 ist eine zweite Mehrzahl von zweiten Rotorblechen 19-2 angeordnet, welche jeweils den zweiten Abschnitt 20-2 der jeweiligen Nut 14 aufweisen. In axialer Richtung im Anschluss an die zweite Mehrzahl von zweiten Rotorblechen 19-2 ist dann eine dritte Mehrzahl von dritten Rotorblechen 19-3 angeordnet, welche jeweils den dritten Abschnitt 20-3 der jeweiligen Nut 14 aufweisen, usw.
Somit ist der Rotormantel 4 im Wesentlichen symmetrisch zur Querschnittsebene durch den Rotor 1 an der axialen Mitte aufgebaut und weist insgesamt 17. Die jeweilige Nut 4 unterteilt sich entsprechend in 17 Abschnitte 20-1 bis 20-8.
Wie in 5 dargestellt, weist der Rotor vier Rotor Kühlkanäle 6 und vier Nuten 14 auf. Dabei die zweiten Rotorbleche 19-2 und die sechsten Rotorbleche 19-6 bzw. die dritten Rotorbleche 19-3 und die siebten Rotorbleche 19-6 bzw. die vierten Rotorbleche 19-4 und die achten Rotorbleche 19-8 gleichförmig gestaltet. Die ersten Rotorbleche 19-1 und die fünften Rotorbleche 19-5 sind gleichförmig ausgestaltet, wobei die ersten Rotorbleche 19-1 im Vergleich zu den fünften Rotorblechen 19-5 zusätzlich die Rotor-Kühlkanäle 6 aufweisen.
6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Rotors 1. Die Darstellung entspricht dabei jener der 4.
Der Rotor 1 weist an seiner radialen Außenfläche 13 radial herausragende Vorsprünge 21 auf, welche derart ausgestaltet sind, dass bei einer Rotation des Rotors 1 in Richtung einer Vorzugs-Rotationsrichtung 17 des Rotors 1 die Kühlflüssigkeit zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite 12 förderbar ist.
Hierzu kann der jeweilige Vorsprung 21 beispielsweise im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet sein, wobei der Quader der gebogenen, radialen Außenfläche 13 des Rotormantels 4 angepasst ist und dieser Fläche folgt. Vorzugsweise ist der jeweilige Vorsprung 21 zumindest abschnittsweise entlang einer Richtung mit einer axialen Komponente und mit einer Umfangskomponente ausgerichtet. Auch kann der jeweilige Vorsprung 21 eine V-förmige Ausgestaltung aufweisen, wobei das V in Richtung der Vorzugs-Rotationsrichtung 17 des Rotors 1 weist. In der 6 sind mehrere der genannten quaderförmigen ausgestalteten und der V-förmigen ausgestalteten Vorsprünge 21 dargestellt, wobei die Vorsprünge 21 symmetrisch zur Querschnittsebene durch den Rotor 1 an der axialen Mitte angeordnet sind.
7 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Rotors 1. Die Darstellung entspricht dabei jener der 4, wobei der Rotor 1 an seiner radialen Außenfläche 13 eine im Vergleich zum sechsten Ausführungsbeispiel alternative Anordnung der Vorsprünge 21 aufweist. Die Vorsprünge 21 sind dabei eher unstrukturiert angeordnet.
8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen, elektrischen Maschine. Dargestellt ist dabei ein Ausschnitt eines Längsschnittes entlang der axialen Richtung. Der Rotor 1 kann insbesondere wie in einem der zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele ausgebildet sein.
Der Stator 2 weist einen Stator-Kühlkanal 23 auf, mittels welchem die Kühlflüssigkeit vom Hohlraum 3 nach radial außen führbar ist.
9 zeigt ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Fahrzeugs 24. Das Fahrzeug 24 ist insbesondere als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgestaltet und weist den vorgeschlagenen Rotor 1 bzw. die vorgeschlagene, flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine auf.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Rotor für eine flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine aufweisend einen Stator und einen Hohlraum, welcher in radialer Richtung zwischen dem Stator und dem Rotor angeordnet ist, wobei der Rotor einen Rotormantel und eine Welle aufweist, welche drehfest mit dem Rotormantel verbunden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine aufweisend einen Stator und einen derartigen, im Stator angeordneten Rotor, wobei in radialer Richtung zwischen dem Stator und dem Rotor ein Hohlraum angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug aufweisend einen derartigen Rotor und/oder eine derartige, flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine. Um eine verbesserte Kühlung für einen derartigen Rotor, eine derartige elektrische Maschine bzw. ein derartiges Fahrzeug bereitzustellen, wird vorgeschlagen, dass der Rotormantel zumindest einen Rotor-Kühlkanal aufweist, mittels welchem jeweils die Kühlflüssigkeit von innerhalb des Rotormantels nach radial außen in den Hohlraum führbar ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass ein Kühlkreislauf der Kühlflüssigkeit derart ausgestaltet ist, dass die Kühlflüssigkeit dem Rotor zuführbar ist und mittels des jeweiligen Rotor-Kühlkanals vom Rotormantel nach radial außen in den Hohlraum führbar ist. Ferner wird vorgeschlagen, dass das Fahrzeug den vorgeschlagenen Rotor und/oder die vorgeschlagene, flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012203691 A1 [0007]
DE 102013226851 A1 [0008]

Claims

Rotor (1) für eine flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine aufweisend einen Stator (2) und einen Hohlraum (3), welcher in radialer Richtung zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (1) angeordnet ist, wobei der Rotor (1) aufweist: – einen Rotormantel (4) und – eine Welle (5), welche drehfest mit dem Rotormantel (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotormantel (4) zumindest einen Rotor-Kühlkanal (6) aufweist, mittels jeweils welchem die Kühlflüssigkeit von innerhalb des Rotormantels (4) nach radial außen in den Hohlraum (3) führbar ist.
Rotor (1) nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Rotor-Kühlkanal (6) im Bereich der axialen Mitte des Rotors (1) angeordnet ist.
Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Welle (5) zumindest abschnittsweise als Hohlwelle (7) ausgestaltet ist, wobei die Welle (5) mindestens eine Wellenöffnung (8) aufweist, wobei die jeweilige Wellenöffnung (8) mit dem zumindest einen Rotor-Kühlkanal (6) strömungstechnisch verbunden ist und wobei die Kühlflüssigkeit von dem hohlwellenförmigen Abschnitt (7) der Welle (5) über die jeweilige Wellenöffnung (8) dem jeweiligen Rotor-Kühlkanal (6) zuführbar ist.
Rotor (1) nach Anspruch 3, wobei innerhalb des hohlwellenförmigen Abschnitts (7) der Welle (5) eine hohlzylinderförmige Kühllanze (9) angeordnet ist, mittels welcher die Kühlflüssigkeit dem hohlwellenförmigen Abschnitt (7) der Welle (5) zuführbar ist.
Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotormantel (4) in axialer Richtung in zumindest zwei Rotormantelteile (10) unterteilt ist, wobei in axialer Richtung betrachtet zwischen jeweils zwei Rotormantelteilen (10) ein jeweiliger Rotorspalt (11) angeordnet ist, wobei der jeweilige Rotorspalt (11) als jeweiliger Rotor-Kühlkanal (6) ausgestaltet ist.
Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotormantel (4) an seinem jeweiligen axialen Ende eine Rotormantel-Stirnseite (12) aufweist, wobei der Rotormantel (4) an seiner radialen Außenfläche (13) zumindest eine Nut (14) aufweist, wobei die jeweilige Nut (14) zwischen dem jeweiligen Rotor-Kühlkanal (6) und zumindest einer der beiden Rotormantel-Stirnseiten (12) angeordnet ist.
Rotor (1) nach Anspruch 6, wobei die jeweilige Nut (14) zwischen dem jeweiligen Rotor-Kühlkanal (6) und der jeweiligen Rotormantel-Stirnseite (12) zumindest abschnittsweise entlang einer Richtung mit einer axialen Komponente und mit einer Umfangskomponente verläuft.
Rotor (1) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die jeweilige Nut (14) zwei miteinander verbundene Stege (15) aufweist, welche V-förmig angeordnet sind, wobei an der Verbindungsstelle (16) der beiden V-förmig angeordneten Stege (15) der jeweilige Rotor-Kühlkanal (6) angeordnet ist, wobei der jeweilige Steg (15) zu der jeweiligen Rotormantel-Stirnseite (12) führt.
Rotor (1) nach Anspruch 8, wobei die beiden Stege (15) der jeweiligen Nut (14) derart ausgerichtet sind, dass ihre V-Form in Richtung einer Vorzugs-Rotationsrichtung (17) des Rotors (1) weist.
Rotor (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die jeweilige Nut (14) vom jeweiligen Rotor-Kühlkanal (6) zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite (12) i Abschnitte (20) aufweist, wobei der Rotormantel (4) ein Rotor-Blechpaket umfassend Rotorbleche (19-1 bis 19-i) aufweist, wobei eine erste Mehrzahl von ersten Rotorblechen (19-1) vorgesehen ist, welche den jeweiligen Rotor-Kühlkanal (6) sowie einen jeweiligen ersten Abschnitt (20-1) der jeweiligen Nut (14) aufweisen, wobei in axialer Richtung im Anschluss an die (n – 1)-te Mehrzahl von (n – 1)-ten Rotorblechen (19 – (n – 1)) eine n-te Mehrzahl von n-ten Rotorblechen (19-n) angeordnet ist, welche einen jeweiligen n-ten Abschnitt (20-n) der jeweiligen Nut (14) aufweisen, wobei i und n natürliche Zahlen mit i ≥ 2 und 2 ≤ n ≤ i sind.
Rotor (1) nach Anspruch 10, wobei der Rotormantel (4) m Rotor-Kühlkanäle (6) und m Nuten (14) aufweist, wobei die ((j·m) + n)-ten Rotorbleche (19 – (j·m) + n) gleichförmig ausgestaltet sind wie die n-ten Rotorbleche (19-n), wobei m und j natürliche Zahlen mit m ≥ 2, j ≥ 1 und ((j·m) + n) ≤ i sind.
Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rotormantel (4) an seinem jeweiligen axialen Ende eine Rotormantel-Stirnseite (12) aufweist, wobei der Rotormantel (4) an seiner radialen Außenfläche (13) in radialer Richtung herausragende Vorsprünge (21) aufweist, wobei die Vorsprünge (21) derart ausgestaltet sind, dass bei einer Rotation des Rotors (1) in Richtung einer Vorzugs-Rotationsrichtung (17) des Rotors (1) die Kühlflüssigkeit zur jeweiligen Rotormantel-Stirnseite (12) förderbar ist.
Flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine aufweisend – einen Stator (2) und – einen im Stator (2) angeordneten Rotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in radialer Richtung zwischen dem Stator (2) und dem Rotor (1) ein Hohlraum (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kühlkreislauf der Kühlflüssigkeit derart ausgestaltet ist, dass die Kühlflüssigkeit dem Rotor (1) zuführbar ist und mittels des jeweiligen Rotor-Kühlkanals (6) vom Rotormantel (4) nach radial außen in den Hohlraum (3) führbar ist.
Flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine nach Anspruch 13, wobei der Stator (2) an seinem jeweiligen axialen Ende einen Wickelkopf (22) aufweist, wobei die elektrische Maschine derart ausgestaltet ist, dass der jeweilige Wickelkopf (22) mittels der vom Hohlraum (3) zum jeweiligen Wickelkopf (22) geführten Kühlflüssigkeit kühlbar ist.
Flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine nach Anspruch 13 oder 14, wobei der Stator (2) zumindest einen Stator-Kühlkanal (23) aufweist, mittels welchem die Kühlflüssigkeit vom Hohlraum (3) nach radial außen führbar ist.
Fahrzeug (24), insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend einen Rotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder eine flüssigkeitsgekühlte, elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 13 bis 15.