DE102016201691A1 - Liquid-cooled electric machine for a motor vehicle - Google Patents
Liquid-cooled electric machine for a motor vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016201691A1 DE102016201691A1 DE102016201691.1A DE102016201691A DE102016201691A1 DE 102016201691 A1 DE102016201691 A1 DE 102016201691A1 DE 102016201691 A DE102016201691 A DE 102016201691A DE 102016201691 A1 DE102016201691 A1 DE 102016201691A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- housing
- electric machine
- stator
- channels
- channel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
- H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Frames (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (1) mit einem Stator (7) und einem Gehäuse (2), in welchem der Stator (7) gehalten ist. Die Gehäusekühlung soll mit geringen Designänderungen an einen verfügbaren Bauraum (31) anpassbar sein. Die Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse (2) als Strangpressprofil ausgebildet ist, dessen Strangachse (10) parallel zu einer Statorachse (10) des Stators (7) ausgerichtet ist, und dass in einer Gehäusewandung (25) des Gehäuses (2) Gehäusekanäle (16, 18) ausgebildet sind, welche sich achsparallel zur Strangachse (10) erstrecken, wobei an einer axialen ersten Stirnseite (3) des Gehäuses (2) ein erster Lagerschild (5) angeordnet ist, welcher einen ringförmigen Verteilerkanal (14) aufweist, in welchen zumindest einige der Gehäusekanäle (16) münden und hierdurch diese Gehäusekanäle (16) über den Verteilerkanal (14) fluidisch mit einer Einlassöffnung (13) gekoppelt sind.The invention relates to an electrical machine (1) with a stator (7) and a housing (2) in which the stator (7) is held. The housing cooling should be adaptable to an available installation space (31) with minor design changes. The invention provides that the housing (2) is formed as an extruded profile, the strand axis (10) is aligned parallel to a stator axis (10) of the stator (7), and that in a housing wall (25) of the housing (2) housing channels (16, 18) are formed, which extend axially parallel to the strand axis (10), wherein on an axial first end face (3) of the housing (2) a first bearing plate (5) is arranged, which has an annular distribution channel (14), in which at least some of the housing channels (16) open and, as a result, these housing channels (16) are fluidically coupled to an inlet opening (13) via the distributor channel (14).
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Gehäuse, in welchem der Stator gehalten ist. Zu der Erfindung gehören auch ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine sowie ein Verfahren zum Herstellen der elektrischen Maschine. The invention relates to an electric machine with a stator and a housing in which the stator is held. The invention also includes a motor vehicle with the electric machine according to the invention and a method for producing the electric machine.
Ein Problem für die Integration einer elektrischen Maschine in einen vorhandenen Bauraum in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs sind Kollisionen, welche den Einbau einer bestimmten elektrischen Maschine mit einem vorgegebenen Statordurchmesser oftmals unmöglich machen oder zumindest erschweren. Somit ist die Auswahl einer elektrischen Maschine dadurch eingeschränkt, dass sie kompatibel mit dem vorhandenen Bauraum sein muss. Dabei ist oftmals nicht der Stator selber das Problem, sondern eine um den Stator angeordnete Kühleinrichtung, mittels welcher die Verlustwärme aus dem Blechpaket des Stators abgeführt werden muss. A problem for the integration of an electrical machine in an existing space in an engine compartment of a motor vehicle are collisions that often make the installation of a particular electric machine with a predetermined stator diameter impossible or at least difficult. Thus, the selection of an electrical machine is limited by the fact that it must be compatible with the available space. It is often not the stator itself the problem, but arranged around the stator cooling device by means of which the heat loss from the laminated core of the stator must be dissipated.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine elektrische Maschine ein Gehäuse eines Stators bereitzustellen, das eine Flüssigkeitskühlung ermöglicht und bei seiner Konstruktion eine flexible und aufwandsarme Anpassung der Kühlkanäle an den vorhandenen Bauraum gestattet. The invention has for its object to provide for an electrical machine, a housing of a stator that allows liquid cooling and in its construction allows a flexible and low-cost adjustment of the cooling channels to the existing space.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patenansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren. The object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous developments of the invention will become apparent from the features of the dependent claims, the following description and the figures.
Durch die Erfindung ist eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Gehäuse bereitgestellt. Der Stator ist in dem Gehäuse gehalten, beispielsweise mittels eines Presssitzes. Des Stator kann beispielsweise ein Blechpaket aufweisen, das in dem Gehäuse gehalten ist. Um in dem Gehäuse Kanäle beispielsweise für eine Kühlflüssigkeit bereitzustellen, und hierbei die Wahl der Lage dieser Gehäusekanäle an den verfügbaren Bauraum mit einfachen Maßnahmen anpassen zu können, ist das Gehäuse als Strangpressprofil ausgebildet, dessen Strangachse parallel zu einer Statorachse des Stators ausgerichtet ist. Die Statorachse entspricht auch der Rotorachse des Rotors der elektrischen Maschine. In einer Gehäusewandung des Gehäuses sind Gehäusekanäle ausgebildet. Diese erstrecken sich achsenparallel zur Strangachse des Strangpressprofils. The invention provides an electric machine with a stator and a housing. The stator is held in the housing, for example by means of a press fit. The stator may for example have a laminated core which is held in the housing. In order to provide channels in the housing, for example for a cooling liquid, and to be able to adapt the choice of the location of these housing channels to the available space with simple measures, the housing is formed as an extruded profile, the strand axis is aligned parallel to a stator axis of the stator. The stator axis also corresponds to the rotor axis of the rotor of the electric machine. Housing channels are formed in a housing wall of the housing. These extend axis-parallel to the strand axis of the extruded profile.
Um nun die Lage der Gehäusekanäle entlang eines Umfangs des Gehäuses bei der Konstruktion verschieben zu können, ohne dass dabei eine aufwändige Anpassung der Kühlmittelzufuhr für die Gehäusekanäle nötig wird, ist an einer axialen ersten Stirnseite des Gehäuses ein erster Lagerschild angeordnet, der einen ringförmigen Verteilerkanal aufweist, in welchen zumindest einige der Gehäusekanäle münden. Es können also einige oder alle Gehäusekanäle in den ringförmigen Verteilerkanal münden. Insbesondere mündet jeder zweite oder jeder dritte Gehäusekanal entlang der Umfangrichtung des Gehäuses in den Verteilerkanal. Über den Verteilerkanal sind diese Gehäusekanäle fluidisch mit einer Einlassöffnung gekoppelt, die beispielsweise durch einen Einlassstutzen gebildet sein kann. Der ringförmige Verteilerkanal bildet insbesondere einen vollständig geschlossenen Ring, sodass die Stirnfläche der ersten Stirnseite entlang des gesamten Umfangs über den Verteilerkanal erreichbar ist. In order to be able to move the position of the housing channels along a circumference of the housing in the construction, without requiring a complex adaptation of the coolant supply for the housing channels, a first end shield is disposed on an axial first end side of the housing having an annular distribution channel in which at least some of the housing channels open. It can therefore open some or all housing channels in the annular distribution channel. In particular, every second or every third housing channel opens into the distribution channel along the circumferential direction of the housing. These housing channels are fluidically coupled to an inlet opening via the distributor channel, which can be formed, for example, by an inlet connection. The annular distribution channel forms in particular a completely closed ring, so that the end face of the first end face can be reached along the entire circumference via the distribution channel.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass eine Anzahl und Position der Gehäusekanäle entlang des Umfangs frei variiert oder eingestellt werden kann und dennoch unabhängig von der gewählten Position eines Gehäusekanals dieser über den ringförmigen Verteilerkanal von der Einlassöffnung aus erreichbar ist, also beispielsweise Kühlluft oder eine Kühlflüssigkeit von der Einlassöffnung über den ringförmigen Verteilerkanal zu jedem der in den Verteilkanal mündenden Gehäusekanäle gelangen kann. Somit kann also die Winkelposition jedes Gehäusekanals bei der Konstruktion des Gehäuses frei gewählt werden und hierbei insbesondere der zur Verfügung stehende Bauraum berücksichtigt werden, ohne dass zusätzliche Konstruktionsmaßnahmen nötig sind, um den Gehäusekanal mit der Einlassöffnung für Kühlluft oder Kühlflüssigkeit gekoppelt zu halten. Diese fluidische Kopplung ist für jede Konfiguration der Gehäusekanäle möglich. Des Weiteren sind die Gehäusekanäle auch unabhängig voneinander mit Kühlmittel beschickbar, da sie achsenparallel zueinander verlaufen. Zudem ist die Form des Gesamtumfangs nicht von Bedeutung, da sie nicht wie beispielsweise ein spiralförmiger Kühlkanal Platz entlang des gesamten Umfangs des Gehäuses beanspruchen. The invention provides the advantage that a number and position of the housing channels along the circumference can be freely varied or adjusted and yet regardless of the selected position of a housing channel this is accessible via the annular distribution channel from the inlet opening, so for example cooling air or a Coolant can pass from the inlet opening via the annular distribution channel to each of the housing channels opening into the distribution channel. Thus, therefore, the angular position of each housing channel in the design of the housing can be chosen freely and in particular the available space to be considered, without additional design measures are necessary to keep the housing channel coupled to the inlet opening for cooling air or coolant. This fluidic coupling is possible for every configuration of the housing channels. Furthermore, the housing channels can also be charged with coolant independently of one another, since they run axially parallel to one another. In addition, the shape of the entire circumference is not important because they do not take up space along the entire circumference of the housing, such as a spiral cooling channel.
Zu der Erfindung gehören auch optionale Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben. The invention also includes optional developments, by the characteristics of which additional benefits.
Das über den Verteilerkanal in die Gehäusekanäle geführte Kühlfluid muss am anderen Ende des Gehäuses, also an der zweiten Stirnseite des Gehäuses, die der ersten Stirnseite gegenüber liegt, abgeführt werden. Eine Weiterbildung hierzu sieht vor, dass an der zweiten Stirnseite ein zweiter Lagerschild angeordnet ist, welcher einen Umlenkkanal aufweist, in welchen alle der Gehäusekanäle münden. Es kann nun vorgesehen sein, dass aus dem Umlenkkanal das Kühlfluid über eine Auslassöffnung direkt abgeführt wird, sodass also alle mit Kühlfluid versorgten Gehäusekanäle unidirektional von dem ersten Lagerschild hin zum zweiten Lagerschild durchströmt werden. In diesem Fall ist es dann sinnvoll, in dem ersten Lagerschild alle Gehäusekanäle in den Verteilerkanal münden zu lassen. The cooling fluid guided into the housing channels via the distributor channel must be removed at the other end of the housing, that is to say at the second end face of the housing, which lies opposite the first end face. A development for this purpose provides that on the second end face, a second bearing plate is arranged, which has a deflection channel, in which open all of the housing channels. It can now be provided that the cooling fluid is discharged directly from the deflection channel via an outlet opening, so that all the housing channels supplied with cooling fluid are flowed through unidirectionally from the first end shield to the second end shield. In this case, it makes sense then to open all housing channels in the distribution channel in the first end shield.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht allerdings vor, dass nur einige der Gehäusekanäle in den Verteilerkanal münden und der Umlenkkanal dazu genutzt wird, das Kühlfluid aus diesen Gehäusekanälen in die benachbarten, verbleibenden Gehäusekanäle umzulenken, wo dann das Kühlfluid in eine zur Fließrichtung in den ersten Gehäusekanälen entgegen gesetzte Fließrichtung zurück zum ersten Lagerschild strömt oder geführt wird. Diese Weiterbildung sieht deshalb vor, dass der erste Lagerschild einen zweiten ringförmigen Kanal, nämlich einen Sammelkanal aufweist, in welchen die übrigen Gehäusekanäle münden, die nicht in den Verteilerkanal münden. Diese übrigen Gehäusekanäle sind dabei über den Sammelkanal mit einer Auslassöffnung fluidisch gekoppelt. Durch die Auslassöffnung kann dann das Kühlfluid abgeführt werden. Diese Weiterbildung weist den Vorteil auf, dass sowohl die Einlassöffnung als auch die Auslassöffnung am selben Lagerschild angeordnet sind und sich hierdurch eine kompaktere oder bauraumsparendere Anordnung oder Ausgestaltung eines Kühlkreislaufes ergibt. However, a development of the invention provides that only some of the housing channels open into the distribution channel and the deflection is used to redirect the cooling fluid from these housing channels in the adjacent, remaining housing channels, where then the cooling fluid in a direction opposite to the flow direction in the first housing channels set flow direction flows back to the first bearing plate or is guided. This development therefore provides that the first bearing plate has a second annular channel, namely a collecting channel, in which open the other housing channels, which do not open into the distribution channel. These remaining housing channels are fluidly coupled via the collecting channel with an outlet opening. The cooling fluid can then be removed through the outlet opening. This further development has the advantage that both the inlet opening and the outlet opening are arranged on the same bearing plate, resulting in a more compact or space-saving arrangement or design of a cooling circuit.
Um die beiden Lagerschilde an dem Gehäuse des Stators zu halten, können beispielsweise Schraubverbindungen vorgesehen sein, wozu dann in dem Gehäuse entsprechende Gewinde vorzusehen sind. Eine mechanisch stärker beanspruchbare Weiterbildung der Erfindung sieht allerdings vor, dass die beiden Lagerschilde über Zuganker untereinander verbunden sind und durch die Zuganker die Lagerschilde mit einer Anpresskraft an der jeweiligen Stirnseite des Gehäuses gehalten sind. Durch die Wahl der Anpresskraft oder das Einstellen der Anpresskraft kann die Dichtigkeit der Lagerschilde, insbesondere der genannten ringförmigen Kanäle, bezüglich des Gehäuses sichergestellt werden. Ein Zuganker kann beispielsweise durch einen Schraubenbolzen gebildet sein, der durch entsprechende Flansche in beiden Lagerschilden gesteckt ist und dann verschraubt ist. Hierdurch ist verhindert, dass ein in dem Gehäuse bereitgestelltes Gewinde verschleißen kann. Bevorzugt ist vorgesehen, dass bei den Zugankern die Enden mit dem Schraubgewinde einen größeren Durchmesser als ein gewindeloser Mittelteil des Zugankers aufweist, um hierdurch die Ausbildung eines Schwachpunktes im Bereich der Gewinde zu vermeiden. To hold the two end shields on the housing of the stator, for example, screw can be provided, for which purpose then be provided in the housing corresponding thread. However, a mechanically stronger claimable development of the invention provides that the two end shields are connected to each other via tie rods and held by the tie rods, the end shields with a contact pressure at the respective end face of the housing. By choosing the contact pressure or adjusting the contact pressure, the tightness of the end shields, in particular the said annular channels, can be ensured with respect to the housing. A tie rod can be formed for example by a bolt which is inserted through corresponding flanges in both end shields and then screwed. This prevents a thread provided in the housing from being able to wear. It is preferably provided that in the tie rods the ends with the screw thread has a larger diameter than a non-threaded central part of the tie rod to thereby avoid the formation of a weak point in the thread.
In der beschriebenen Weise kann der erste Lagerschild einen ringförmigen Verteilerkanal zum Verteilen eines Kühlfluids auf einige der Gehäusekanäle sowie einen ringförmigen Sammelkanal zum Sammeln des Kühlfluids aus den übrigen Gehäusekanälen und zum Abführen hin zur Auslassöffnung aufweisen. In the described manner, the first end shield may include an annular manifold for distributing a cooling fluid to some of the housing channels and an annular collection channel for collecting the cooling fluid from the remaining housing channels and discharging toward the outlet port.
Eine Weiterbildung hierzu sieht vor, dass der Verteilerkanal und der Sammelkanal als konzentrische Ringe ausgestaltet sind und die Gehäusekanäle entlang des Umfangs des Gehäuses jeweils entweder einen ersten radialen Abstand oder einen davon verschiedenen zweiten radialen Abstand zur Statorachse aufweisen und hierdurch jeweils in einen der ringförmigen Kanäle münden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass sich über die Kopplung im Umlenkkanal im zweiten Lagerschild jeweils zwei benachbart zueinander angeordnete Gehäusekanäle ein Kanalpaar aus einem Hinkanal und einem Rückkanal bilden, das unabhängig von den übrigen Gehäusekanälen betrieben werden kann. Dies macht die Anordnung der Gehäusekanäle entlang des Umfangs zur Anpassung an den verfügbaren Bauraum noch flexibler. A development for this purpose provides that the distribution channel and the collecting channel are designed as concentric rings and the housing channels along the circumference of the housing each have either a first radial distance or a different second radial distance from the stator axis and thereby each open into one of the annular channels , This results in the advantage that form on the coupling in the deflection channel in the second bearing plate each two adjacent housing channels arranged a pair of channels from a Hinkanal and a return channel, which can be operated independently of the other housing channels. This makes the arrangement of the housing channels along the circumference to adapt to the available space even more flexible.
Eine Weiterbildung sieht vor, an dem Gehäuse eine Abflachung auszubilden, um hierdurch die Anordnung des Gehäuses in entsprechend schmalen Stellen eines Motorraums eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen. Bei dieser Weiterbildung ist im Querschnitt des Gehäuses, also in einer Ebene senkrecht zur Statorachse, die Gehäusewandung im Bereich der Gehäusekanäle zumindest doppelwandig ausgestaltet. Hierdurch ergeben sich eine Innenwand und eine Außenwand jedes Gehäusekanals, zwischen denen das Kühlfluid geführt werden kann. Entlang eines Umfangs des Gehäuses ist die Gehäusewandung allerdings in zumindest einem Abschnitt kanallos und einwandig ausgestaltet. Dieser Abschnitt ist definiert durch einen Winkelabschnitt oder Kreissektor, der um die Statorachse gebildet ist und der einen Teilbereich des Umfangs abgrenzt. Dieser Kreissektor weist insbesondere einen Öffnungswinkel von mindestens 5 Grad, insbesondere mehr als 10 Grad, auf. In diesem kanallosen Bereich ist eine Außenkontur des Gehäuses abgeflacht, da sie ja keinen Gehäusekanal aufweist. Somit weist das Gehäuse in dem Kreissektor eine Abflachung oder einen abgeflachten Bereich auf. In diesem Bereich kann also der im Gehäuse angeordnete Stator näher an einer Fahrzeugkomponente angeordnet sein, da sich zwischen Stator und Fahrzeugkomponente nur der einwandige, kanallose Bereich des Gehäuses befindet. A further embodiment provides to form a flattening on the housing, thereby enabling the arrangement of the housing in correspondingly narrow areas of an engine compartment of a motor vehicle. In this development, in the cross section of the housing, ie in a plane perpendicular to the stator axis, the housing wall in the region of the housing channels is at least double-walled. This results in an inner wall and an outer wall of each housing channel, between which the cooling fluid can be performed. However, along a circumference of the housing, the housing wall is designed to be channelless and single-walled in at least one section. This section is defined by an angular section or circle sector which is formed around the stator axis and which delimits a partial area of the circumference. In particular, this circular sector has an opening angle of at least 5 degrees, in particular more than 10 degrees. In this channelless area an outer contour of the housing is flattened, since it has no housing channel. Thus, the housing in the circular sector on a flattening or a flattened area. In this area, therefore, the stator arranged in the housing can be arranged closer to a vehicle component, since only the single-walled, channelless area of the housing is located between the stator and the vehicle component.
Die Abflachungen oder abgeflachten Bereiche sind insbesondere derart flach in Bezug auf den Rest des Gehäuses ausgestaltet, dass eine Außenabmessung des Gehäuses, also ein Außendurchmesser, in dem abgeflachten Bereich am kleinsten ist. Durch entsprechendes Drehen der elektrischen Maschine kann also das Gehäuse durch entsprechend schmale Bereiche in einen Motorraum des Kraftfahrzeugs eingeführt und/oder dort verbaut werden. In particular, the flats or flattened regions are configured so flat with respect to the rest of the housing that an outer dimension of the housing, ie an outer diameter, is smallest in the flattened region. By corresponding rotation of the electric machine, therefore, the housing can be inserted through correspondingly narrow areas in an engine compartment of the motor vehicle and / or installed there.
Eine Weiterbildung hierzu sieht vor, dass zwei gegenüberliegende abgeflachte Bereiche vorgesehen sind. Hiermit ist ein besonders schmales Gehäuse realisiert, das nur den Durchmesser des Stators zuzüglich der einwandigen, kanallosen Bereiche des Gehäuses als Außenabmessung aufweist. A development for this purpose provides that two opposite flattened areas are provided. This is a particularly narrow housing realized, which has only the diameter of the stator plus the single-walled, channelless areas of the housing as the outer dimension.
Die einwandigen, abgeflachten Bereiche weisen einen zusätzlichen Vorteil auf, wenn der einwandige, abgeflachte Bereich eine Dehnstelle oder ein Dehnelement darstellt, welches entlang des Umfangs bei einer temperaturbedingten Veränderung eines Umfangs des Stators, also beispielsweise des Blechpakets, die größte relative Längenänderung ausführt oder durchführt. Mit anderen Worten stellt der abgeflachte Bereich den flexibelsten Abschnitt entlang des Umfangs des Gehäuses dar. Dieser kann zum Toleranzausgleich genutzt werden oder eben zur Kompensation unterschiedlicher Temperaturausdehnungen aufgrund unterschiedlicher Temperaturausdehnungskoeffizienten des Materials des Stators einerseits und des Materials des Gehäuses andererseits. The single-walled, flattened areas have an additional advantage if the single-walled, flattened area represents a stretching point or an expansion element which executes or performs the greatest relative change in length along the circumference in the case of a temperature-induced change in a circumference of the stator, for example the laminated core. In other words, the flattened area represents the most flexible portion along the circumference of the housing. This can be used to compensate for tolerances or just to compensate for different temperature expansions due to different thermal expansion coefficients of the material of the stator on the one hand and the material of the housing on the other.
Durch zumindest ein Dehnelement der beschriebenen Weise ist gemäß einer Weiterbildung auch ermöglicht, dass der Stator in dem Gehäuse mittels eines Presssitzes gehalten ist und eine zum Bereitstellen des Presssitzes in dem Gehäuse vorhandene relative Dehnung eines Materials des Gehäuses in dem Dehnelement am größten ist. Das Gehäuse kann beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, beispielsweise AlMg(1,7)Si, gefertigt sein. By means of at least one expansion element of the described manner, according to a further development, it is also possible for the stator to be held in the housing by means of a press fit and for a relative expansion of a material of the housing in the expansion element to be greatest for providing the interference fit in the housing. The housing may for example be made of aluminum or an aluminum alloy, for example AlMg (1.7) Si.
Einen besonderen Aspekt der Erfindung stellt das Zusammenspiel aus der Form des Gehäuses mit dem in einem Kraftfahrzeug verfügbaren Bauraum dar. Entsprechend umfasst die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug mit einem Motorraum, in welchem zumindest eine Fahrzeugkomponente angeordnet ist, durch welche wiederum ein verfügbarer Bauraum für eine elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs begrenzt ist. Eine solche Fahrzugkomponente kann z.B. ein Motorblock eines Verbrennungsmotors oder eine Fahrzeugbatterie sein. Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ist nun vorgesehen, dass eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine bereitgestellt ist und das Gehäuse des Stators dieser elektrischen Maschine, in dem jeweiligen Bereich, in welchem ein Abstand des Gehäuses zu der zumindest einen Fahrzeugkomponente am geringsten ist, eben keiner der Gehäusekanäle angeordnet ist, sondern das Gehäuse in diesem Bereich einwandig und kanallos ausgestaltet ist. Somit muss der Durchmesser des Stators nicht unnötig klein gewählt werden, sondern kann soweit maximiert werden, dass zwischen dem Stator und den Fahrzeugkomponenten nur soviel Abstand oder Platz vorgesehen sein muss, dass in diesem Bereich der einwandige, kanallose Bereich des Gehäuses Platz findet und eingebaut werden kann. A particular aspect of the invention is the interaction of the shape of the housing with the space available in a motor vehicle. Accordingly, the invention also includes a motor vehicle with an engine compartment in which at least one vehicle component is arranged, through which in turn an available space for an electric Machine of the motor vehicle is limited. Such a vehicle component may e.g. an engine block of an internal combustion engine or a vehicle battery. In the motor vehicle according to the invention is now provided that an embodiment of the electric machine according to the invention is provided and the housing of the stator of this electric machine, in the respective area in which a distance of the housing to the at least one vehicle component is least, just none of the housing channels is arranged, but the housing is designed in this area single-walled and channelless. Thus, the diameter of the stator must not be unnecessarily small, but can be maximized to the extent that between the stator and the vehicle components only so much distance or space must be provided that in this area the single-walled, channelless area of the housing fits and installed can.
Um ein entsprechendes Gehäuse zu konstruieren, sieht die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine vor, durch welches eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine bereitgestellt werden kann. Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass Konstruktionsdaten empfangen werden, welche eine Bauraumbemaßung eines für die elektrische Maschine in einem Kraftfahrzeug verfügbaren Bauraum und/oder Einbauweg enthalten. Der Einbauweg ist derjenige Bereich, durch welchen hindurch die elektrische Maschine in dem Kraftfahrzeug bewegt werden muss, um zu dem Bauraum zu gelangen. Hat man nun die Bauraumbemaßung vorliegen, so erfolgt das Festlegen einer jeweiligen Position von Gehäusekanälen entlang eines Umfangs eines als Strangpressprofil ausgebildeten Gehäuses für einen Stator der elektrischen Maschine. Das Festlegen erfolgt derart, dass die Bauraumbemaßung eingehalten wird und zumindest ein abgeflachter Bereich vorgesehen ist, in welchem das Gehäuse einwandig und kanallos ist und hierbei in dem Bereich eine Abmessung des Gehäuses den verfügbaren Bauraum und/oder Einbauweg zu mindestens 90 Prozent, insbesondere mindestens 95 Prozent ausnutzt. Der Durchmesser des Gehäuses wird also möglichst groß im Sinne der angegebenen Prozentmaße gewählt. Da das Gehäuse dabei einwandig und kanallos ist, wird entsprechend auch der Innendurchmesser des Gehäuses, welcher dem Außendurchmesser des Stators entspricht, größer. In order to construct a corresponding housing, the invention provides a method for producing an electrical machine, by means of which an embodiment of the electrical machine according to the invention can be provided. In the method, it is provided that design data are received, which contain a space dimension of a space available for the electrical machine in a motor vehicle and / or installation path. The installation path is the area through which the electric machine in the motor vehicle must be moved in order to reach the installation space. If you now have the space dimension, then setting a respective position of housing channels along a circumference of a trained as an extruded housing for a stator of the electric machine. The setting is carried out such that the space dimension is met and at least a flattened area is provided in which the housing is single-walled and channelless and in this case in the area a dimension of the housing the available space and / or installation path to at least 90 percent, in particular at least 95 Percent exploits. The diameter of the housing is thus chosen as large as possible in the sense of the specified percentages. Since the housing is single-walled and channelless, the inner diameter of the housing, which corresponds to the outer diameter of the stator, becomes correspondingly larger.
Die einwandigen, kanallosen Bereiche können in der beschriebenen Weise auch als Dehnungselement genutzt werden. Damit ist es auch möglich, das Gehäuse mit einer entsprechend großen Toleranz herzustellen. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht entsprechend vor, dass eine Innenwandung des Strangpressprofils, an welcher der Stator der elektrischen Maschine zur Anlage gebracht wird, nach dem Strangpressen im Bezug auf jedes spanende Verfahren unbearbeitet bleibt. Mit anderen Worten wird auf eine spanende Nachbearbeitung verzichtet. Eventuelle Unebenheiten werden durch entsprechendes Dehnen des Dehnelements kompensiert. The single-walled, channelless areas can also be used in the manner described as an expansion element. Thus, it is also possible to produce the housing with a correspondingly large tolerance. A further development of the invention accordingly provides that an inner wall of the extruded profile to which the stator of the electric machine is brought into contact remains unprocessed after extrusion in relation to each machining process. In other words, a subsequent machining is omitted. Any unevenness is compensated by appropriate stretching of the expansion element.
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben. The invention also includes developments of the method according to the invention Have features as they have already been described in connection with the developments of the motor vehicle according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the method according to the invention are not described again here.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt: In the following an embodiment of the invention is described. This shows:
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also each independently further develop the invention and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. In the figures, functionally identical elements are each provided with the same reference numerals.
Zur weiteren Erläuterung der elektrischen Maschine
Die elektrische Maschine
Das Gehäuse
Wie der Querschnitt in
Dank der beiden gegenüberliegend angeordneten flachen Bereiche
Nach dem Festlegen der Lage der Gehäusekanäle
Um die Anpassungsfähigkeit des Gehäusedesigns zu veranschaulichen, wird im Folgenden auf
Die einwandigen, kanallosen Bereiche des Gehäuses
Im Folgenden sind noch einmal die der elektrischen Maschine
Die elektrische Maschine
Punkt 1: Point 1:
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die vornehmlich runde Gehäusegeometrie des Strangpressgehäuses
Punkt 2: Point 2:
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung muss das Gehäusedesign Dehnelemente
Punkt 3: Point 3:
Einlass
Zu Punkt 1: bauraumoptimiertes Gehäuse
Ein wesentlicher Vorteil von Strangpressgehäusen gegenüber Druckgußgehäusen ist die bessere Anpassungsfähigkeit der Gehäusegeometrie an einen vorgegebenen Bauraum
Zu Punkt 2: Funktionsdehnstellen am Strangpressgehäuse und Dehnspannungsverbindung von Stator
Vorteile von Strangpressgehäusen: Stranggussprofilgehäuse
Unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten Befestigungsprobleme ergeben sich daraus, dass das Gehäuse
- c1
- – Ausdehnungskoeffizient, z.B.
Stahl 12·10 1/°K - c2
- – Ausdehnungskoeffizient, z.B.
AlSi8Cu9 21·10 1/K - D
- – Außendurchmesser Lager, z.B. 210mm
- T
- – Temperatur Außenring, z.B. –40°C bis 70°C = 110°C
- dD
- = Durchmesseränderung (Delta D)
- c1
- - Expansion coefficient, eg
steel 12 · 10 1 / ° K - c2
- - Expansion coefficient,
eg AlSi8Cu9 21 · 10 1 / K - D
- - Outer diameter bearings, eg 210mm
- T
- - Temperature outer ring, eg -40 ° C to 70 ° C = 110 ° C
- dD
- = Diameter change (delta D)
Zielstellung goal
Die Erstellung eines stranggepressten Motorgehäuses
- 1. Der Pressverband soll drehfest auf
das Statorblechpaket 7 einwirken und eine gute Wärmeableitung garantiert sein. (Vermeiden des Rutschens des Blechpaketes in dem Gehäuse2 ); - 2. Bei unterschiedlichen Temperaturen eine ausreichende Fixierung des Blechpaketes gewährleistet;
- 3. Trotz der durch das Herstellungsverfahren bedingten großen Toleranzen und ohne mechanische Nacharbeit soll
das Gehäuse 2 einen straffen Sitz auf das Blechpaket aufbringen.
- 1. The interference fit should be rotationally fixed to the
stator lamination stack 7 act and ensure good heat dissipation. (Avoiding the slippage of the laminated core in the housing2 ); - 2. Ensures sufficient fixation of the laminated core at different temperatures;
- 3. Despite the large tolerances caused by the manufacturing process and no mechanical reworking, the housing should
2 apply a firm seat to the laminated core.
Lösungsansatz approach
Das Gehäusedesign muss Dehnelemente
Fazit Conclusion
Große Stranggusstoleranzen und die unterschiedliche Wärmeausdehnung Stahl / Alu erfordern spezielle Designelemente am Gehäuse
Zu Punkt 3: Kühlkanalverbindung parallel To point 3: Cooling duct connection in parallel
Aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit werden für Strangpressgehäuse
Ein Vorteil dieser Kühlkanäle
Zur Befestigung der die jeweilige Gehäusestirnwand
Vorteilhafter Weise können das Gehäuse
Ein bauraumoptimiertes Strangpressgehäuse
Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein flüssigkeitsgekühltes, bauraumoptimiertes Strangpressgehäuse für eine elektrische Maschine bereitgestellt werden kann. Overall, the example shows how can be provided by the invention, a liquid-cooled, space-optimized extruded housing for an electrical machine.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102010025352 A1 [0003] DE 102010025352 A1 [0003]
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016201691.1A DE102016201691A1 (en) | 2016-02-04 | 2016-02-04 | Liquid-cooled electric machine for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016201691.1A DE102016201691A1 (en) | 2016-02-04 | 2016-02-04 | Liquid-cooled electric machine for a motor vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016201691A1 true DE102016201691A1 (en) | 2017-08-10 |
Family
ID=59382277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016201691.1A Pending DE102016201691A1 (en) | 2016-02-04 | 2016-02-04 | Liquid-cooled electric machine for a motor vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102016201691A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019206063A1 (en) * | 2019-04-29 | 2020-10-29 | Audi Ag | Electric machine |
DE102022108371A1 (en) | 2022-04-07 | 2023-10-12 | WBV Weisenburger Bau+Verwaltung GmbH | Electric motor and method for producing a housing for an electric motor and water sports equipment with an electric motor |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69212298T2 (en) * | 1991-10-05 | 1996-11-21 | Fanuc Ltd | COOLED ENGINE AND METHOD FOR PRODUCING ITS COAT |
DE4443427C2 (en) * | 1994-12-06 | 2002-04-18 | Siemens Ag | Electrical machine |
DE102010025352A1 (en) | 2010-06-28 | 2011-12-29 | Audi Ag | Electrical machine for motor vehicle, has coolant channels arranged along periphery contour on outer region of core region for cooling machine, where one of coolant channels includes various sizes |
DE102011008523A1 (en) * | 2011-01-13 | 2012-07-19 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Electric motor, has cooling channels discharging into distributor plates at axial end region, and inlet port provided for supplying cooling medium and spaced at distance from adjacent cooling channels in circumferential direction |
WO2013174406A1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | Baumüller Nürnberg GmbH | Coolable machine housing |
DE102015200096A1 (en) * | 2015-01-08 | 2015-12-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Cooling jacket arrangement for an electric motor and electric drive for a vehicle with the cooling jacket arrangement |
-
2016
- 2016-02-04 DE DE102016201691.1A patent/DE102016201691A1/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69212298T2 (en) * | 1991-10-05 | 1996-11-21 | Fanuc Ltd | COOLED ENGINE AND METHOD FOR PRODUCING ITS COAT |
DE4443427C2 (en) * | 1994-12-06 | 2002-04-18 | Siemens Ag | Electrical machine |
DE102010025352A1 (en) | 2010-06-28 | 2011-12-29 | Audi Ag | Electrical machine for motor vehicle, has coolant channels arranged along periphery contour on outer region of core region for cooling machine, where one of coolant channels includes various sizes |
DE102011008523A1 (en) * | 2011-01-13 | 2012-07-19 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Electric motor, has cooling channels discharging into distributor plates at axial end region, and inlet port provided for supplying cooling medium and spaced at distance from adjacent cooling channels in circumferential direction |
WO2013174406A1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | Baumüller Nürnberg GmbH | Coolable machine housing |
DE102015200096A1 (en) * | 2015-01-08 | 2015-12-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Cooling jacket arrangement for an electric motor and electric drive for a vehicle with the cooling jacket arrangement |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102019206063A1 (en) * | 2019-04-29 | 2020-10-29 | Audi Ag | Electric machine |
DE102022108371A1 (en) | 2022-04-07 | 2023-10-12 | WBV Weisenburger Bau+Verwaltung GmbH | Electric motor and method for producing a housing for an electric motor and water sports equipment with an electric motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102005002897B4 (en) | Liquid-cooled electrical machine with cast housing | |
DE102011089200A1 (en) | Cooled by an external cover electric rotary machine and housing used for it | |
EP3480929B1 (en) | Cooled housing for the stator of a direct drive | |
DE102011056007A1 (en) | Cooling system for a rotating electrical machine of highest power density | |
EP2834906B1 (en) | Electrical machine | |
DE102011075045A1 (en) | Cooling jacket and deflection unit for cooling jackets | |
DE102010050348A1 (en) | Electric motor, kit and method of manufacture | |
EP0858692A1 (en) | Liquid cooling system for electrical machines | |
DE102016207232A1 (en) | Electric machine | |
WO2020126076A1 (en) | Electric motor having a stator housing part | |
DE102011076140A1 (en) | Cooling jacket for electric motor | |
DE102018212794A1 (en) | Coolant management element, cooling system and electrical machine | |
DE102016201691A1 (en) | Liquid-cooled electric machine for a motor vehicle | |
EP1519468A2 (en) | Fluid cooled electric machine and method of manufacturing such machine | |
DE102011079162A1 (en) | Transmission device with at least one electric motor for a vehicle | |
DE102019207325A1 (en) | Cooling arrangement for an electrical machine and electrical machine | |
DE102012204774A1 (en) | Electric machine assembly of motor vehicle, has stator which is supported on housing via annular stator carrier that is inserted into receiving opening of hybrid housing | |
DE102018203939A1 (en) | Stator for an electric machine and method for producing a stator for an electric machine | |
DE102015200096A1 (en) | Cooling jacket arrangement for an electric motor and electric drive for a vehicle with the cooling jacket arrangement | |
DE102008002491A1 (en) | Electric machine for a hybrid vehicle | |
EP1815204A1 (en) | Shell-and-tube high-pressure heat exchanger | |
DE102021002993A1 (en) | Cooling device for cooling an electrical machine, as well as electrical machine with a corresponding cooling device | |
DE102019206777A1 (en) | Housing through which fluid can flow | |
DE102005052783A1 (en) | Electrical machine`s e.g. electrical drive, stator manufacturing method for motor vehicle, involves forming stator from stator carrier and stator outer part, where stator carrier is formed from stator carrier inner and outer parts | |
DE102019131081A1 (en) | Electric machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE |