DE102016207232A1 - Electric machine - Google Patents

Electric machine Download PDF

Info

Publication number
DE102016207232A1
DE102016207232A1 DE102016207232.3A DE102016207232A DE102016207232A1 DE 102016207232 A1 DE102016207232 A1 DE 102016207232A1 DE 102016207232 A DE102016207232 A DE 102016207232A DE 102016207232 A1 DE102016207232 A1 DE 102016207232A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cooling jacket
stator
electric machine
housing
coolant
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.)
Withdrawn
Application number
DE102016207232.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Erich Cosic
Zoltan Herics
Craig Vitsaxakis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magna Powertrain GmbH and Co KG
Original Assignee
Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magna Powertrain GmbH and Co KG filed Critical Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority to DE102016207232.3A priority Critical patent/DE102016207232A1/en
Priority to PCT/EP2017/054770 priority patent/WO2017186381A1/en
Publication of DE102016207232A1 publication Critical patent/DE102016207232A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/14—Casings; Enclosures; Supports
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/14—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle
    • H02K9/16—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle wherein the cooling medium circulates through ducts or tubes within the casing

Abstract

Elektrische Maschine umfassend einen Stator (1) mit einem Statorblechpaket (2) und einen Kühlmantel (3), wobei der Kühlmantel (3) das Statorblechpaket (2) außenumfänglich umgibt, wobei der Kühlmantel (3) unmittelbar an dem Statorblechpaket (2) stoffschlüssig über zumindest einen Rührreibschweißbereich (4) befestigt ist.Electric machine comprising a stator (1) with a stator lamination stack (2) and a cooling jacket (3), wherein the cooling jacket (3) surrounds the stator lamination stack (2) on the outside, wherein the cooling jacket (3) bonds directly to the stator lamination stack (2) at least one Rührreibschweißbereich (4) is attached.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Maschine umfassend einen Stator mit einem Statorblechpaket und einen Kühlmantel, wobei der Kühlmantel das Statorblechpaket außenumfänglich umgibt.The present invention relates to an electric machine comprising a stator with a laminated stator core and a cooling jacket, wherein the cooling jacket surrounds the stator laminated core on the outside.

Stand der TechnikState of the art

Elektrische Maschinen der oben genannten Art finden als Motor und/oder Generator vielfach im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik Anwendung.Electrical machines of the abovementioned type are frequently used as motor and / or generator in the field of motor vehicle technology.

Eine elektrische Maschine weist im Allgemeinen einen Stator und einen Rotor auf, wobei der Stator den feststehenden Teil der elektrischen Maschine und der Rotor den sich bewegenden Teil der elektrischen Maschine darstellt. In der gängigsten Ausführungsform einer elektrischen Maschine ist der Rotor rotationsbeweglich innerhalb des Stators angeordnet, d.h. der Stator umgibt den Rotor außenumfänglich. Der Stator weist im in der Regel ein Statorblechpaket sowie zumindest eine Statorwicklung auf, wobei die Statorwicklung an dem Statorblechpaket, beispielsweise in dafür vorgesehenen Nuten, angeordnet ist. An electric machine generally includes a stator and a rotor, the stator being the stationary part of the electric machine and the rotor being the moving part of the electric machine. In the most common embodiment of an electric machine, the rotor is rotatably mounted within the stator, i. The stator surrounds the rotor on the outside. As a rule, the stator has a stator lamination stack and at least one stator winding, wherein the stator winding is arranged on the stator lamination stack, for example in grooves provided for this purpose.

Während des Betriebs der elektrischen Maschine produziert diese Abwärme, die zum einen die Effizienz und zum anderen die Lebensdauer der elektrischen Maschine negativ beeinflusst. During operation of the electric machine, it produces waste heat which, on the one hand, adversely affects the efficiency and, on the other hand, the service life of the electric machine.

Nach dem Stand der Technik erfolgt eine aktive Kühlung der elektrischen Maschine, genauer des Stators und/oder Rotors der elektrischen Maschine, oftmals mittels eines kühlmitteldurchströmten Kühlmantels, der den Stator, genauer das Statorblechpaket, außenumfänglich umgibt. Um eine optimierte Temperatur- und Momentübertragung zwischen dem Stator, genauer dem Statorblechpaket und dem Kühlmantel zu gewährleistet, werden das Statorblechpaket und der Kühlmantel in der Regel kraft- und/oder formschlüssig gefügt. Eine Fixierung des Statorblechpakets innerhalb des Kühlmantels erfolgt beispielsweise durch Einschrumpfen des Statorblechpakets in den Kühlmantel. Dabei sind der Kühlmantel und der Stator derart ausgebildet, dass es bei Erhitzung des Kühlmantels zu einer Querschnittsvergrößerung des Kühlmantels kommt und der Stator innerhalb des Kühlmantels positioniert werden kann. Anschließend wird der Kühlmantel abgekühlt, wodurch es zu einer Querschnittsverkleinerung des Kühlmantels kommt und der Stator innerhalb des Gehäuses oder des Kühlmantels fixiert wird. According to the prior art, an active cooling of the electric machine, more precisely of the stator and / or rotor of the electric machine, often by means of a coolant flow-through cooling jacket, which surrounds the stator, more precisely the stator lamination, the outer circumference. In order to ensure optimized temperature and torque transmission between the stator, more precisely the stator lamination stack and the cooling jacket, the stator lamination stack and the cooling jacket are usually joined non-positively and / or positively. A fixation of the stator lamination within the cooling jacket, for example, by shrinking the stator lamination in the cooling jacket. In this case, the cooling jacket and the stator are designed such that, when the cooling jacket is heated, the cross-sectional enlargement of the cooling jacket occurs and the stator can be positioned within the cooling jacket. Subsequently, the cooling jacket is cooled, whereby it comes to a cross-sectional reduction of the cooling jacket and the stator is fixed within the housing or the cooling jacket.

Idealerweise wird dabei der Kühlmantel der elektrischen Maschine aus einem Material gefertigt, das einen ähnlich Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweist wie das Statorblechpaket des Stators, um derart zu verhindern, dass sich bei hohen Betriebstemperaturen der elektrischen Maschine das Statorblechpaket von dem Kühlmantel löst. In der Realität lässt sich dies jedoch oftmals nicht verwirklichen, da das Statorblechpaket aus Stahl gefertigt ist und demnach der Kühlmantel ebenso aus Stahl, genauer aus Edelstahl, gefertigt werden müsste, was zum einen mit hohen Kosten und zum anderen mit einem enormen Gewicht des Kühlmantels einhergeht. Um diesen beiden Nachteilen entgegen zu wirken werden Kühlmäntel daher bevorzugt aus Aluminium hergestellt. Ideally, the cooling jacket of the electric machine is made of a material having a similar coefficient of thermal expansion as the stator lamination stack of the stator, so as to prevent the stator lamination from detaching itself from the cooling jacket at high operating temperatures of the electrical machine. In reality, however, this can often not be achieved, since the stator lamination stack is made of steel and therefore the cooling jacket should also be made of steel, more precisely of stainless steel, which is associated with high costs and an enormous weight of the cooling jacket , To counteract these two disadvantages, cooling jackets are therefore preferably made of aluminum.

Weiterhin ist oftmals eine besonders dünnwandige Ausbildung des Kühlmantels notwendig, um reduzierten Bauraumanforderungen gerecht zu werden. Aufgrund der Dünnwandigkeit des Kühlmantels ist eine oben beschriebene Fixierung des Statorblechpakets innerhalb des Kühlmantels problematisch, da die mechanische Festigkeit des Kühlmantels im Tieftemperaturbereich oftmals ungenügend ist und Risse im Kühlmantel entstehen können.Furthermore, often a particularly thin-walled design of the cooling jacket is necessary to meet reduced space requirements. Due to the thinness of the cooling jacket, a fixation of the laminated stator core within the cooling jacket described above is problematic because the mechanical strength of the cooling jacket in the low-temperature region is often insufficient and cracks in the cooling jacket can occur.

Das Dokument DE 10 2011 080 199 A1 beschreibt beispielsweise ein Gehäuse, insbesondere für elektrische Maschinen, mit einem Verbindungskanal für ein Kühlmittel. Das Gehäuse weist ein im Wesentlichen zylindrisches Außengehäuse und ein im Wesentlichen zylindrisches Innengehäuse auf, das innerhalb des Außengehäuses eingesetzt ist. Zwischen einem Außenumfang des Innengehäuses und einem Innenumfang des Außengehäuses ist in deren zylindrischen Abschnitt ein Raum belassen, welcher als Strömungsraum für ein Kühlmittel ausgebildet ist. In dem Strömungsraum sind im Wesentlichen mehrere Strukturelemente, insbesondere Strukturelemente als Einlegeteile, ausgebildet, die die Strömung des Kühlmittels beeinflussen. Die Montage des Innengehäuses und des Außengehäuses erfolgt bevorzugt mittels einer Presspassung oder über ein Reibschweißverfahren.The document DE 10 2011 080 199 A1 describes, for example, a housing, in particular for electrical machines, with a connecting channel for a coolant. The housing has a substantially cylindrical outer housing and a substantially cylindrical inner housing which is inserted within the outer housing. Between an outer periphery of the inner housing and an inner periphery of the outer housing, a space is left in the cylindrical portion thereof, which is formed as a flow space for a coolant. In the flow space are essentially a plurality of structural elements, in particular structural elements as inserts, formed, which influence the flow of the coolant. The assembly of the inner housing and the outer housing is preferably carried out by means of a press fit or a friction welding process.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine elektrische Maschine mit einem Kühlmantel anzugeben, die einen zuverlässigen Betrieb über ihre Lebensdauer gewährleistet. It is an object of the invention to provide an electric machine with a cooling jacket, which ensures reliable operation over its lifetime.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine elektrische Maschine umfassend einen Stator mit einem Statorblechpaket und einen Kühlmantel, wobei der Kühlmantel das Statorblechpaket außenumfänglich umgibt und wobei der Kühlmantel unmittelbar an dem Statorblechpaket stoffschlüssig über zumindest einen Rührreibschweißbereich befestigt ist.The object is achieved by an electric machine comprising a stator with a stator lamination stack and a cooling jacket, wherein the cooling jacket surrounds the stator lamination packet on the outside and wherein the cooling jacket is fastened directly to the stator lamination packet via at least one friction stir welding region.

Erfindungsgemäß umfasst die elektrische Maschine einen Stator mit einem Statorblechpaket und einen Kühlmantel. According to the invention, the electric machine comprises a stator with a laminated stator core and a cooling jacket.

Der Kühlmantel ist gemäß der vorliegenden Erfindung konzentrisch zu dem Stator, genauer dem Statorblechpaket angeordnet und umgibt diesen außenumfänglich. The cooling jacket is arranged according to the present invention concentric with the stator, more precisely the stator lamination stack and surrounds this outside circumference.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist der Kühlmantel der elektrischen Maschine unmittelbar an dem Statorblechpaket des Stators stoffschlüssig über zumindest einen Rührreibschweißbereich befestigt. According to the present invention, the cooling jacket of the electric machine is fastened directly to the stator laminated core of the stator in a material-locking manner via at least one friction stir welding region.

Die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Statorblechpaket und dem Kühlmantel kann axial, radial und/oder als Orbitalnaht ausgeführt werden.The cohesive connection between the laminated stator core and the cooling jacket can be carried out axially, radially and / or as an orbital seam.

Die Begrifflichkeit „axial“ entspricht einer Richtung entlang oder parallel zur Längsachse des Stators der elektrischen Maschine.The term "axial" corresponds to a direction along or parallel to the longitudinal axis of the stator of the electric machine.

Die Begrifflichkeit „radial“ entspricht einer Richtung normal auf die Längsachse des Stators der elektrischen Maschine. The term "radial" corresponds to a direction normal to the longitudinal axis of the stator of the electric machine.

Vermittels der erfindungsgemäßen Ausbildung der elektrischen Maschine wird eine zuverlässige Temperatur- und Momentübertragung zwischen dem Statorblechpaket des Stators und dem Kühlmantel über den gesamten Betriebstemperaturbereich der elektrischen Maschine gewährleistet und somit ein zuverlässiger Betrieb der elektrischen Maschine über ihre Lebensdauer sichergestellt. By means of the design of the electric machine according to the invention, reliable temperature and torque transmission between the stator lamination stack of the stator and the cooling jacket over the entire operating temperature range of the electrical machine is ensured, thus ensuring reliable operation of the electrical machine over its lifetime.

Weiterhin kann die elektrische Maschine effizient und leistungsoptimiert betrieben werden und zeichnet sich durch eine kostengünstige Herstellung aus. Furthermore, the electric machine can be operated efficiently and optimized performance and is characterized by a cost-effective production.

Durch die unmittelbare Ausführung der stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Statorblechpaket und dem Kühlmantel mittels Rührreibschweißen werden thermisch sensible Komponenten der elektrischen Maschine nicht negativ beeinflusst.The direct execution of the cohesive connection between the laminated stator core and the cooling jacket by means of friction stir welding does not adversely affect thermally sensitive components of the electrical machine.

Zudem kann ein besonders bauteilreduzierter und somit in seinen Herstellungskosten optimierter Aufbau der elektrischen Maschine gewährleistet werden. In addition, a particularly component-reduced and thus optimized in its manufacturing cost structure of the electrical machine can be ensured.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben. Further developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the accompanying drawings.

Der Kühlmantel ist bevorzugt aus zumindest zwei Segmenten ausgebildet, wobei die einzelnen Segmente stoffschlüssig miteinander verbunden sind.The cooling jacket is preferably formed from at least two segments, wherein the individual segments are integrally connected to one another.

Die stoffschlüssige Verbindung zwischen den einzelnen Segmenten des Kühlmantels erfolgt beispielsweise durch Rührreibschweißen. The cohesive connection between the individual segments of the cooling jacket takes place, for example, by friction stir welding.

Bevorzugt umfasst die elektrische Maschine ein Gehäuse und der Kühlmantel der elektrischen Maschine weist ein Innenelement sowie zumindest ein Mittel zur Führung eines Kühlmittels auf. Das Mittel zur Führung eines Kühlmittels ist vorzugsweise zwischen dem Innenelement und dem Gehäuse angeordnet und an dem Innenelement und/oder an dem Gehäuse befestigt oder ausgebildet.Preferably, the electric machine comprises a housing and the cooling jacket of the electric machine has an inner element and at least one means for guiding a coolant. The means for guiding a coolant is preferably arranged between the inner element and the housing and fastened or formed on the inner element and / or on the housing.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung sind das Innenelement, das Gehäuse sowie das Mittel zur Führung eines Kühlmittels jeweils aus formbaren Blech gefertigt, wobei das Mittel zur Führung eines Kühlmittels sowohl mit dem Innenelement wie auch mit dem Gehäuse stoffschlüssig verbunden ist.In a preferred embodiment of the present invention, the inner element, the housing and the means for guiding a coolant are each made of moldable sheet metal, wherein the means for guiding a coolant is integrally connected both to the inner member and to the housing.

Die stoffschlüssige Verbindung des Mittels zur Führung eines Kühlmittels mit dem Innenelement und dem Gehäuse des Kühlmantels erfolgt beispielsweise durch Rührreibschweißen. Die stoffschlüssige Verbindung des Mittels zur Führung eines Kühlmittels mit dem Innenelement des Kühlmantels und dem Gehäuse der elektrischen Maschine kann axial, radial und/oder als Orbitalnaht ausgeführt werden.The cohesive connection of the means for guiding a coolant with the inner element and the housing of the cooling jacket takes place for example by friction stir welding. The cohesive connection of the means for guiding a coolant with the inner element of the cooling jacket and the housing of the electric machine can be performed axially, radially and / or as an orbital seam.

Die Ausbildung des Innenelements des Kühlmantels und des Mittels zur Führung eines Kühlmittels des Kühlmantels aus einzelnen formbaren Blechen, die unmittelbar stoffschlüssig verbunden sind, ermöglicht eine besonders dünnwandige Gestaltung des Kühlmantels, woraus sich in weiterer Folge eine Steigerung der Leistungsdichte der elektrischen Maschine ergibt. The design of the inner element of the cooling jacket and of the means for guiding a coolant of the cooling jacket of individual formable sheets, which are directly cohesively connected, allows a particularly thin-walled design of the cooling jacket, resulting in an increase in the power density of the electric machine results.

Weiterhin sind Blechteile sehr kostengünstig und einfach zu fertigen und beeinflussen somit die Kosten des Kühlmantels und somit die Gesamtkosten der elektrischen Maschine positiv.Furthermore, sheet metal parts are very inexpensive and easy to manufacture and thus affect the cost of the cooling jacket and thus the overall cost of the electric machine positive.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung sind das Innenelement und das Gehäuse unter Ausbildung eines Zwischenraums unmittelbar dichtend stoffschlüssig miteinander verbunden.In a further advantageous embodiment of the present invention, the inner element and the housing are connected to form a gap directly sealingly cohesively with each other.

Die stoffschlüssige Verbindung des Innenelements und des Gehäuses erfolgt beispielsweise durch Rührreibschweißen. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Kühlmantel und dem Gehäuse kann axial, radial und/oder als Orbitalnaht ausgeführt werden.The cohesive connection of the inner element and the housing takes place, for example, by friction stir welding. The cohesive connection between the cooling jacket and the housing can be performed axially, radially and / or as an orbital seam.

Durch das stoffschlüssige Verbinden des Statorblechpakets über den Kühlmantel mit dem Gehäuse wird eine zuverlässige, bauteilreduzierte Verbindung geschaffen.By the cohesive connection of the laminated stator core over the cooling jacket with the Housing is a reliable, component-reduced connection created.

Der Kühlmantel und/oder das Gehäuse sind beispielsweise aus Aluminium ausgebildet.The cooling jacket and / or the housing are formed, for example, of aluminum.

Das Statorblechpaket des Stators ist aus Elektroblech, zum Beispiel aus Stahl ausgebildet.The Statorblechpaket the stator is made of electrical steel, for example made of steel.

Durch unmittelbares Verbinden des Kühlmantels mit dem Statorblechpaket mittels Rührreibschweißen ist es möglich zwei unterschiedliche Materialien, bevorzugt Aluminium und Stahl, stoffschlüssig zu verbinden ohne die elektromagnetischen Eigenschaften des Statorblechpakets nachteilig zu beeinflussen. By directly connecting the cooling jacket to the laminated stator core by means of friction stir welding, it is possible to materially connect two different materials, preferably aluminum and steel, without adversely affecting the electromagnetic properties of the laminated stator core.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. The invention will now be described by way of example with reference to the drawings.

1 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen elektrische Maschine. 1 shows a cross-sectional view of a first embodiment of an electrical machine according to the invention.

2 zeigt eine Längsansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine gemäß 1. 2 shows a longitudinal view of an electric machine according to the invention according to 1 ,

3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine gemäß 1 und 2. 3 shows a perspective view of an electric machine according to the invention according to 1 and 2 ,

4 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine gemäß 1 und 2. 4 shows a further perspective view of an electric machine according to the invention according to 1 and 2 ,

5 zeigt eine Längsschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen elektrische Maschine gemäß 1 bis 4 mit einem Gehäuse. 5 shows a longitudinal sectional view of a first embodiment of an inventive electric machine according to 1 to 4 with a housing.

6 zeigt eine Detailansicht aus 5. 6 shows a detailed view 5 ,

7 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße elektrische Maschine gemäß 5. 7 shows a plan view of an inventive electrical machine according to 5 ,

8 zeigt eine dritte perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine gemäß 5 und 7. 8th shows a third perspective view of an electric machine according to the invention according to 5 and 7 ,

9 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine. 9 shows a perspective view of a second embodiment of an electric machine according to the invention.

10 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine gemäß 9. 10 shows a further perspective view of an electric machine according to the invention according to 9 ,

11 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine gemäß 9 mit einem Gehäuse. 11 shows a perspective view of a second embodiment of an inventive electrical machine according to 9 with a housing.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

1 bis 11 zeigen unterschiedlichen Ausführungsmöglichkeiten einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, wobei 1 bis 8 im Wesentlichen eine erste Ausführungsvariante einer elektrischen Maschine zeigen und 9 bis 11 eine zweite Ausführungsvariante einer elektrischen Maschine zeigen. 1 to 11 show different embodiments of an electrical machine according to the invention, wherein 1 to 8th essentially show a first embodiment of an electric machine and 9 to 11 show a second embodiment of an electric machine.

Die elektrische Maschine umfasst einen Stator 1, einen Kühlmantel 3 sowie ein Gehäuse 7. Der Stator 1 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet. The electric machine comprises a stator 1 , a cooling jacket 3 as well as a housing 7 , The stator 1 is formed substantially hollow cylindrical.

Weiterhin umfasst die elektrische Maschine einen in 1 bis 11 nicht dargestellten Rotor, der rotationsbeweglich innerhalb des Stators 1 angeordnet ist. Furthermore, the electric machine comprises an in 1 to 11 not shown rotor, the rotationally movable within the stator 1 is arranged.

Der Stator 1 weist ein Statorblechpaket 2 sowie mehrere Statorwicklungen 9 auf, die jeweils in zur Aufnahme einer Statorwicklung 9 ausgebildeten Nuten 10 des Statorblechpakets 2 angeordnet sind. Die jeweiligen Nuten 10 sind innenumfänglich, gleichmäßig beabstandet an dem Statorblechpaket 2 ausgebildet (z.B. 1). The stator 1 has a stator core 2 as well as several stator windings 9 on, each in for receiving a stator winding 9 trained grooves 10 of stator laminated core 2 are arranged. The respective grooves 10 are internally circumferentially spaced evenly on the stator lamination stack 2 trained (eg 1 ).

Der Kühlmantel 3 ist entsprechend der Außenkontur des Stators 1 im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet. Der Kühlmantel 3 ist konzentrisch zu dem Stator 1 angeordnet und umgibt den Stator 1, genauer das Statorblechpaket 2, außenumfänglich. Der Kühlmantel 3 ist unmittelbar mit dem Statorblechpaket 2 des Stators 1 stoffschlüssig verbunden. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Statorblechpaket 2 und dem Kühlmantel 3 erfolgt über zumindest einen Rührreibschweißbereich 4.The cooling jacket 3 is according to the outer contour of the stator 1 formed substantially hollow cylindrical. The cooling jacket 3 is concentric with the stator 1 arranged and surrounds the stator 1 , more precisely, the laminated stator core 2 , outside. The cooling jacket 3 is directly with the laminated stator core 2 of the stator 1 cohesively connected. The cohesive connection between the laminated stator core 2 and the cooling jacket 3 takes place via at least one Rührreibschweißbereich 4 ,

In dem ersten Ausführungsbeispiel einer elektrischen Maschine gemäß 1 bis 8 ist der Kühlmantel 3 der elektrischen Maschine segmentiert ausgebildet – der Kühlmantel 3 umfasst drei Segmente 5, nämlich Hohlzylindersegmente. Alternativ kann der Kühlmantel 3 jedoch auch einteilig ausgebildet sein.In the first embodiment of an electric machine according to 1 to 8th is the cooling jacket 3 segmented formed the electrical machine - the cooling jacket 3 includes three segments 5 , namely hollow cylinder segments. Alternatively, the cooling jacket 3 However, also be formed in one piece.

Die Segmente 5 sind jeweils stoffschlüssig, beispielsweise vermittels Rührreibschweißen, miteinander verbunden. The segments 5 are each cohesively, for example by means of friction stir welding, interconnected.

Der Kühlmantel 3 weist in dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 8 sowie in dem Ausführungsbeispiel gemäß 9 bis 11 ein Innenelement 6 und zumindest ein Mittel zur Führung eines Kühlmittels 8 auf.The cooling jacket 3 has in the embodiment according to 1 to 8th and in the embodiment according to 9 to 11 one inner element 6 and at least one means for guiding a coolant 8th on.

Das Mittel zur Führung eines Kühlmittels 8 ist in beiden Ausführungsvarianten zwischen dem Innenelement 6 und dem Gehäuse 7 angeordnet.The means for guiding a coolant 8th is in both embodiments between the inner element 6 and the housing 7 arranged.

In der ersten Ausführungsvariante nach 1 bis 8 ist das Mittel zur Führung eines Kühlmittels 8 an dem Innenelement 6 des Kühlmantels 3 ausgebildet. In dieser Ausführungsvariante einer elektrischen Maschine ist das Innenelement 6 des Kühlmantels 3 mit dem Gehäuse 7 der elektrischen Maschine unter Ausbildung eines Zwischenraums 11 stoffschlüssig, beispielsweise vermittels Rührreibschweißen, verbunden (5, 6). In the first embodiment according to 1 to 8th is the means for guiding a coolant 8th on the inner element 6 of the cooling jacket 3 educated. In this embodiment of an electric machine, the inner element 6 of the cooling jacket 3 with the housing 7 the electric machine forming a gap 11 cohesively, for example by means of friction stir welding, connected ( 5 . 6 ).

In dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 9 bis 11 sind das Innenelement 6 und das Mittel zur Führung eines Kühlmittels 8 sowie das Gehäuse 7 der elektrischen Maschine jeweils aus formbaren Blech gefertigt. Das Innenelement 6 ist dabei als Innenblech 6‘, das Gehäuse 7 als Außenblech 7‘ und das Mittel zur Führung eines Kältemittels 8 als Leitblech 8‘ ausgebildet.In the second embodiment according to 9 to 11 are the interior element 6 and the means for guiding a coolant 8th as well as the housing 7 each electrical machine made of malleable sheet metal. The interior element 6 is here as an inner sheet 6 ' , the case 7 as an outer panel 7 ' and the means for guiding a refrigerant 8th as a baffle 8th' educated.

Das Leitblech 8‘ ist sowohl mit dem Innenblech 6‘ wie auch mit dem Außenblech 7‘ stoffschlüssig, beispielsweise vermittels Rührreibschweißen, verbunden. The baffle 8th' is both with the inner panel 6 ' as well as with the outer panel 7 ' cohesively, for example by means of friction stir welding, connected.

Das Leitblech 8‘ weist zumindest eine Ausnehmung 12 auf, die der Führung eines Kühlmittels zwischen dem Innenblech 6‘ und dem Außenblech 7‘ dient.The baffle 8th' has at least one recess 12 on, the leadership of a coolant between the inner panel 6 ' and the outer panel 7 ' serves.

Das Leitblech 8‘ weist weiterhin eine Zulaufausnehmung 13 und eine Ablaufausnehmung 14 auf. Die Zulaufausnehmung 13 dient dem Zulauf von Kühlmittel in den Kühlmantel 3; die Ablaufausnehmung 14 dient dem Ablauf von Kühlmittel aus dem Kühlmantel 3. The baffle 8th' also has an inlet recess 13 and a drainage recess 14 on. The inlet recess 13 serves to feed coolant into the cooling jacket 3 ; the drainage recess 14 serves the drain of coolant from the cooling jacket 3 ,

Das Innenblech 6‘, das Außenblech 7‘ sowie das Leitblech 8‘ sind einzeln und/oder miteinander verbunden entsprechend der Außenkontur des Stators 1 der elektrischen Maschine, genauer des Statorblechpakets 2 der elektrischen Maschine, formbar. The inner sheet 6 ' , the outer panel 7 ' as well as the baffle 8th' are individually and / or interconnected according to the outer contour of the stator 1 the electric machine, more precisely the stator lamination 2 the electric machine, malleable.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel einer elektrischen Maschine ist der Kühlmantel 3 einteilig ausgebildet – das Innenblech 6‘, das Außenblech 7‘ sowie das Leitblech 8‘ werden dichtend stoffschlüssig miteinander verbunden, anschließend entsprechend der Außenkontur des Stators 1 geformt und an ihrer Stoßstelle 15 stoffschlüssig verbunden, so dass entsprechend der Außenkontur des Stators 1 ein im Wesentlichen hohlzylindrischer Kühlmantel 3 ausgebildet wird.In the second embodiment of an electric machine is the cooling jacket 3 formed in one piece - the inner panel 6 ' , the outer panel 7 ' as well as the baffle 8th' are sealingly interconnected, then according to the outer contour of the stator 1 Shaped and at its joint 15 cohesively connected, so that according to the outer contour of the stator 1 a substantially hollow cylindrical cooling jacket 3 is trained.

Alternativ kann der Kühlmantel 3 der zweiten Ausführungsvariante einer elektrischen Maschine auch segmentiert ausgebildet sein.Alternatively, the cooling jacket 3 The second embodiment of an electric machine also be segmented.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Stator stator
22
Statorblechpaket stator lamination
33
Kühlmantel cooling jacket
44
Rührreibschweißbereich Rührreibschweißbereich
55
Segment segment
66
Innenelement inner element
77
Gehäuse casing
88th
Mittel zur Führung eines Kühlmittels Means for guiding a coolant
99
Statorwicklung stator
1010
Nut groove
1111
Zwischenraum gap
1212
Ausnehmung recess
1313
Zulaufausnehmung Zulaufausnehmung
1414
Ablaufausnehmung Ablaufausnehmung
1515
Stoßstelle joint
1616
Fügestelle joint
1717
Längsachse (des Stators) Longitudinal axis (of the stator)

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 102011080199 A1 [0008] DE 102011080199 A1 [0008]

Claims (5)

Elektrische Maschine umfassend einen Stator (1) mit einem Statorblechpaket (2) und einen Kühlmantel (3), wobei der Kühlmantel (3) das Statorblechpaket (2) außenumfänglich umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (3) unmittelbar an dem Statorblechpaket (2) stoffschlüssig über zumindest einen Rührreibschweißbereich (4) befestigt ist. Electric machine comprising a stator ( 1 ) with a laminated stator core ( 2 ) and a cooling jacket ( 3 ), wherein the cooling jacket ( 3 ) the laminated stator core ( 2 ) surrounds the outer circumference, characterized in that the cooling jacket ( 3 ) directly on the stator lamination stack ( 2 ) via at least one Rührreibschweißbereich ( 4 ) is attached. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmantel (3) aus zumindest zwei Segmenten (5) ausgebildet ist, wobei die einzelnen Segmente (5) stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Electrical machine according to claim 1, characterized in that the cooling jacket ( 3 ) of at least two segments ( 5 ), wherein the individual segments ( 5 ) are cohesively connected to each other. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine ein Gehäuse (7) umfasst und der Kühlmantel (3) der elektrischen Maschine ein Innenelement (6) und zumindest ein Mittel zur Führung eines Kühlmittels (8) aufweist, wobei das Mittel zur Führung eines Kühlmittels (8) zwischen dem Innenelement (6) und dem Gehäuse (7) angeordnet ist und an dem Innenelement (6) und/oder an dem Gehäuse (7) befestigt oder ausgebildet ist.Electrical machine according to claim 1 or 2, characterized in that the electric machine comprises a housing ( 7 ) and the cooling jacket ( 3 ) of the electrical machine an interior element ( 6 ) and at least one means for guiding a coolant ( 8th ), wherein the means for guiding a coolant ( 8th ) between the inner element ( 6 ) and the housing ( 7 ) is arranged and on the inner element ( 6 ) and / or on the housing ( 7 ) is attached or formed. Elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenelement (6), das Gehäuse (7) sowie das Mittel zur Führung eines Kühlmittels (8) jeweils aus formbaren Blech gefertigt sind, wobei das Mittel zur Führung eines Kühlmittels (8) sowohl mit dem Innenelement (6) wie auch mit dem Gehäuse (7) stoffschlüssig verbunden ist. Electrical machine according to claim 3, characterized in that the inner element ( 6 ), the housing ( 7 ) and the means for guiding a coolant ( 8th ) are each made of malleable sheet metal, wherein the means for guiding a coolant ( 8th ) with both the inner element ( 6 ) as well as with the housing ( 7 ) is integrally connected. Elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenelement (6) und das Gehäuse (7) unter Ausbildung eines Zwischenraums dichtend stoffschlüssig verbunden sind.Electrical machine according to claim 3, characterized in that the inner element ( 6 ) and the housing ( 7 ) are sealed to form a gap sealingly cohesively.
DE102016207232.3A 2016-04-28 2016-04-28 Electric machine Withdrawn DE102016207232A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016207232.3A DE102016207232A1 (en) 2016-04-28 2016-04-28 Electric machine
PCT/EP2017/054770 WO2017186381A1 (en) 2016-04-28 2017-03-01 Electrical machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016207232.3A DE102016207232A1 (en) 2016-04-28 2016-04-28 Electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016207232A1 true DE102016207232A1 (en) 2017-11-02

Family

ID=58265943

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016207232.3A Withdrawn DE102016207232A1 (en) 2016-04-28 2016-04-28 Electric machine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016207232A1 (en)
WO (1) WO2017186381A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018114246A1 (en) * 2018-06-14 2019-12-19 Schaufler Tooling GmbH & Co. KG Housing with at least one cooling water channel and method for its production
DE102019116941A1 (en) * 2019-06-24 2020-12-24 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Stator housing for an electric machine, electric machine and vehicle
CN113263255A (en) * 2021-06-16 2021-08-17 天津大学 Friction stir welding electromagnetic force increasing device with internal force balancing mechanism and method
DE102021208273A1 (en) 2021-07-30 2023-02-02 Valeo Eautomotive Germany Gmbh Stator-housing arrangement for an electrical machine with improved welding
DE102021130968A1 (en) 2021-11-25 2023-05-25 Joma-Polytec Gmbh Cooling arrangement, depositor and drive arrangement with such a cooling arrangement

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3789155A4 (en) * 2018-07-02 2021-07-07 Jing-Jin Electric Technologies Co., Ltd. Method for sealing and welding cooling water channel of electric motor housing

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010142067A (en) * 2008-12-15 2010-06-24 Mazda Motor Corp Rotary electric machine and method of manufacturing the same
DE102011080199A1 (en) 2011-08-01 2013-02-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Housing for electric machine, has connecting channels for coolant and comprising two annular channels, where annular channels are connected via connecting channels for passing coolant between two annular channels
DE102012215018A1 (en) * 2012-08-23 2014-02-27 Robert Bosch Gmbh Housing for an electric machine with a meandering cooling channel and guide geometries
DE102015010192A1 (en) * 2015-08-06 2016-03-17 Daimler Ag Motor housing for a motor, in particular a motor vehicle
WO2016169676A1 (en) * 2015-04-20 2016-10-27 Magna powertrain gmbh & co kg Electric machine and method for producing an electric machine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006035697A1 (en) * 2006-08-01 2008-02-07 Temic Automotive Electric Motors Gmbh Machine housing of an electrical machine
US8161643B2 (en) * 2007-09-20 2012-04-24 Arvinmeritor Technology, Llc Method for forming a cooling jacket for an electric motor
US8659191B2 (en) * 2010-05-18 2014-02-25 Remy Technologies, Llc Sleeve member for an electric machine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010142067A (en) * 2008-12-15 2010-06-24 Mazda Motor Corp Rotary electric machine and method of manufacturing the same
DE102011080199A1 (en) 2011-08-01 2013-02-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Housing for electric machine, has connecting channels for coolant and comprising two annular channels, where annular channels are connected via connecting channels for passing coolant between two annular channels
DE102012215018A1 (en) * 2012-08-23 2014-02-27 Robert Bosch Gmbh Housing for an electric machine with a meandering cooling channel and guide geometries
WO2016169676A1 (en) * 2015-04-20 2016-10-27 Magna powertrain gmbh & co kg Electric machine and method for producing an electric machine
DE102015010192A1 (en) * 2015-08-06 2016-03-17 Daimler Ag Motor housing for a motor, in particular a motor vehicle

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018114246A1 (en) * 2018-06-14 2019-12-19 Schaufler Tooling GmbH & Co. KG Housing with at least one cooling water channel and method for its production
DE102019116941A1 (en) * 2019-06-24 2020-12-24 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Stator housing for an electric machine, electric machine and vehicle
EP3758197A1 (en) * 2019-06-24 2020-12-30 Valeo Siemens eAutomotive Germany GmbH Electric machine, vehicle and stator housing for an electric machine,
CN113263255A (en) * 2021-06-16 2021-08-17 天津大学 Friction stir welding electromagnetic force increasing device with internal force balancing mechanism and method
CN113263255B (en) * 2021-06-16 2022-03-15 天津大学 Friction stir welding electromagnetic force increasing device with internal force balancing mechanism and method
DE102021208273A1 (en) 2021-07-30 2023-02-02 Valeo Eautomotive Germany Gmbh Stator-housing arrangement for an electrical machine with improved welding
DE102021130968A1 (en) 2021-11-25 2023-05-25 Joma-Polytec Gmbh Cooling arrangement, depositor and drive arrangement with such a cooling arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017186381A1 (en) 2017-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016207232A1 (en) Electric machine
DE102018117463A1 (en) Stator for an electric motor, electric motor with the stator and electric drive with the electric motor
EP3480929B1 (en) Cooled housing for the stator of a direct drive
WO2008034864A1 (en) Stator for an electrical machine with liquid cooling
DE102011056007A1 (en) Cooling system for a rotating electrical machine of highest power density
DE102013211408B4 (en) Cooling device for cooling an electrical machine and corresponding electrical machine with cooling device
DE102012023050A1 (en) Method for producing electrical machine e.g. drive motor for vehicle, involves producing force-locking connection between stator and shell, such that the rotor is arranged in stator and a bearing plate is fixed at one end of shell
DE102004007322A1 (en) Stator arrangement for an electrical machine
DE102019008251A1 (en) HIGH-SPEED INDUCTION MACHINE
DE112015006496T5 (en) Rotating electrical machine
DE102013215790A1 (en) Cooling for a hybrid drive assembly
DE102019205762A1 (en) Electric machine with torque support in the housing
WO2019149651A1 (en) Active part for an electrical machine, in particular of a motor vehicle
DE102015011863B4 (en) Electric machine
EP3070815A1 (en) Stator with thermal connection of vent tubes
DE102020117266A1 (en) Stator arrangement for an electric machine
DE102020106798A1 (en) Electric machine and motor vehicle
DE102017221805A1 (en) Electric machine, in particular for a vehicle
DE102013205132A1 (en) Stator with axial liquid cooling
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
DE102015204872A1 (en) Squirrel cage rotor for an electric asynchronous machine with a short-circuit ring stabilizing tie rods
EP3205004A1 (en) Squirrel-cage rotor for an asynchronous electric machine having a support disk that stabilizes a short-circuit ring
DE102016217107A1 (en) Stator of an electric machine with a cooling jacket
DE102012219943A1 (en) Cooling device for electromotor, has cooling jacket surrounding stator, and cooling jacket surrounding resiliently deformable annular plates whose inner diameters are smaller than outer diameter of cooling jacket in relaxed state
DE102019202567A1 (en) Rotor for an electrical machine with a support arrangement having cooling channels

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R120 Application withdrawn or ip right abandoned