DE102016222850B4

DE102016222850B4 - Electric machine and motor vehicle

Info

Publication number: DE102016222850B4
Application number: DE102016222850.1A
Authority: DE
Inventors: Norbert Rajmon
Original assignee: Audi Hungaria Kft
Current assignee: Audi Hungaria Kft
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2023-01-19
Anticipated expiration: 2036-11-22
Also published as: WO2018091578A1; DE102016222850A1

Abstract

Elektrische Maschine, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs (21), mit einem Stator (2), einem Rotor (3) und wenigstens einem von einem Kühlfluid durchströmbaren Kühlkörper (4), der drehfest bezüglich des Stators (3) angeordnet ist und sich ringförmig um eine Rotorwelle (5) des Rotors (3) erstreckt und durch den ein in thermischem Kontakt zu dem Rotor (3) stehendes Gas kühlbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (4) mehrere Kühlrippen (6) umfasst, deren Oberflächen sich jeweils in Radialrichtung und in Axialrichtung des Rotors (3) erstrecken, wobei zwischen den Kühlrippen (6) und einer axialseitigen Stirnfläche des Rotors (3) eine parallel zu der Stirnfläche verlaufende, ringförmige Trennwand (8) angeordnet ist, die gemeinsam mit der Stirnfläche ein rotorseitiges ringförmiges Gasvolumen axial begrenzt.Electrical machine, in particular for a drive train of a motor vehicle (21), with a stator (2), a rotor (3) and at least one cooling body (4) through which a cooling fluid can flow, which is arranged non-rotatably with respect to the stator (3) and is annular extends around a rotor shaft (5) of the rotor (3) and by means of which a gas that is in thermal contact with the rotor (3) can be cooled, characterized in that the cooling body (4) comprises a plurality of cooling ribs (6), the surfaces of which in the radial direction and in the axial direction of the rotor (3), with an annular partition wall (8) running parallel to the end face being arranged between the cooling fins (6) and an axial end face of the rotor (3) which, together with the end face, has a rotor-side ring-shaped gas volume limited axially.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Stator, einem Rotor und wenigstens einem von einem Kühlfluid durchströmbaren Kühlkörper, der drehfest bezüglich des Stators angeordnet ist und sich ringförmig um eine Rotorwelle des Rotors erstreckt und durch den ein in thermischem Kontakt zu dem Rotor stehendes Gas kühlbar ist. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.The invention relates to an electrical machine, in particular for a drive train of a motor vehicle, with a stator, a rotor and at least one cooling body through which a cooling fluid can flow, which is arranged in a rotationally fixed manner with respect to the stator and extends annularly around a rotor shaft of the rotor and through which an in thermal contact with the rotor standing gas can be cooled. In addition, the invention relates to a motor vehicle.

Elektrische Maschinen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs sollen bei einem geringen Gewicht und einem geringen Bauraumverbrauch hohe Leistungen bereitstellen können. Bei einer hohen Last, beispielsweise bei einer Fahrt mit Höchstgeschwindigkeit, kann es daher erforderlich sein, den Rotor der elektrischen Maschine zu kühlen. Hierbei ist es möglich, eine Wasserkühlung des Rotors vorzusehen. Dies erfordert jedoch dynamische Dichtungen, die gegeneinander rotierende Teile abdichten, beispielsweise einen Radialwellendichtring oder eine Gleitringdichtung. Aufgrund dieser Dichtungen entstehen Reibungsverluste, die insbesondere bei hohen Drehzahlen und somit hohen Gleitgeschwindigkeiten zusätzliche Abwärme erzeugen und die Leistung der Elektromaschine reduzieren können. Hierbei ist insbesondere problematisch, dass diese Reibungsverluste auch in Leistungsbereichen auftreten, in denen ohne entsprechende zusätzliche Reibungsverluste keine Rotorkühlung erforderlich wäre. Es ist somit erforderlich, eine Kühlung des Rotor bereits bei geringen Lasten zu beginnen, wodurch der Energieverbrauch der Elektromaschine auch bei geringen Leistungen aufgrund dieser zusätzlichen Reibungsverluste erhöht sein kann.Electrical machines in a drive train of a motor vehicle should be able to provide high power with a low weight and a small installation space requirement. With a high load, for example when driving at maximum speed, it may therefore be necessary to cool the rotor of the electric machine. It is possible here to provide water cooling for the rotor. However, this requires dynamic seals that seal against rotating parts, such as a radial shaft seal or a mechanical seal. Due to these seals, friction losses occur, which generate additional waste heat and can reduce the performance of the electric machine, especially at high speeds and thus high sliding speeds. A particular problem here is that these friction losses also occur in power ranges in which no rotor cooling would be required without corresponding additional friction losses. It is therefore necessary to start cooling the rotor even at low loads, as a result of which the energy consumption of the electric machine can be increased even at low power levels due to these additional friction losses.

Ein alternativer Ansatz zum Kühlen einer elektrischen Maschine ist aus der Druckschrift DE 10 2013 106 675 A1 bekannt. Hierbei wird ein gasdichtes, mit Helium gefülltes Gehäuse genutzt, das den Rotor und den Stator einschließt. An alternative approach to cooling an electric machine is from the reference DE 10 2013 106 675 A1 known. Here, a gas-tight housing filled with helium is used, which encloses the rotor and the stator.

In diesem Gehäuse ist ein Wärmetauscher angeordnet, der durch Wasser gekühlt wird. Zusätzlich kann in dem Gehäuse ein Ventilator vorgesehen sein, um eine Helium-Gasströmung in dem Inneren des Gehäuses zu erzeugen. Nachteilig hierbei ist, dass die Bereitstellung eines im Wesentlichen heliumdichten Gehäuses sehr aufwendig ist und eine sehr gute Abdichtung der in das Gehäuse beziehungsweise aus dem Gehäuse geführten Wellen erfordert. Hierdurch erhöht sich der Aufwand zur Bereitstellung der elektrischen Maschine und es können zusätzliche Reibungsverluste auftreten.A heat exchanger, which is cooled by water, is arranged in this housing. In addition, a fan can be provided in the housing to generate a helium gas flow in the interior of the housing. The disadvantage here is that the provision of an essentially helium-tight housing is very expensive and requires very good sealing of the shafts guided into the housing or out of the housing. This increases the effort involved in providing the electrical machine and additional friction losses can occur.

Einen anderen Ansatz zur Kühlung einer elektrischen Maschine beschreibt die Druckschrift DE 10 2013 020 426 A1 . Hierbei wird ein separater aktiver Kühlkreislauf genutzt, in dem Kältemittel umgewälzt wird, das an temperaturkritischen Komponenten des Rotors und des Stators vorbei durch einen von einem Gehäuse umschlossenen Innenraum der elektrischen Maschine strömt. Hierzu werden Gaskanäle genutzt, die durch die Rotorwelle und den Rotor geführt sind. Hierdurch ist eine entsprechende Ausgestaltung des Rotors erforderlich, die zu einer Vergrößerung des erforderlichen Bauraums und/oder zu einer aufwendigeren Herstellung des Rotors führen kann. Der freie Gasaustausch zwischen dem Innenraum der Elektromaschine und dem Kühlkreislauf kann zudem zu einer Verunreinigung des Kühlkreislaufes führen.The publication describes another approach to cooling an electrical machine DE 10 2013 020 426 A1 . In this case, a separate active cooling circuit is used, in which refrigerant is circulated, which flows past temperature-critical components of the rotor and the stator through an interior space of the electrical machine enclosed by a housing. For this purpose, gas channels are used, which are routed through the rotor shaft and the rotor. As a result, a corresponding configuration of the rotor is required, which can lead to an increase in the required installation space and/or to a more complex manufacture of the rotor. The free gas exchange between the interior of the electric machine and the cooling circuit can also lead to contamination of the cooling circuit.

Die gattungsbildende Druckschrift US 2009 / 0 267 426 A1 beschreibt eine elektrische Maschine, mit einem einfachen, ringförmigen flüssigkeitsgekühlten Kühlkörper seitlich neben den Rotoren.The generic publication U.S. 2009/0 267 426 A1 describes an electrical machine with a simple, annular, liquid-cooled heat sink on the side next to the rotors.

Die Kühleinrichtung der elektrischen Maschine gemäß DE 102 44 428 A1 weist an wenigstens einer Stirnseite der Maschine ein geschlossenes Leitungssystem mit einem außerhalb des Gehäuses der Maschine befindlichen Kondensator und einem innerhalb des Gehäuses befindlichen Verdampfer auf. Die Zirkulation des Kältemittels erfolgt durch den Thermosyphon-Effekt.The cooling device of the electrical machine according to DE 102 44 428 A1 has a closed line system on at least one end face of the machine with a condenser located outside the housing of the machine and an evaporator located inside the housing. The refrigerant is circulated by the thermosiphon effect.

Im elektrischen Asynchronmotor gemäß DE 101 17 398 A1 wird ein Kühlersystem mit Kühlleitungen an Stirnflächen des Rotors und/oder des Stators genutzt.In the electric asynchronous motor according to DE 101 17 398 A1 a cooler system with cooling lines on the end faces of the rotor and/or the stator is used.

Die Druckschrift US 5 744 880 A offenbart einen Motor, der über Kühlscheiben gekühlt wird.The pamphlet U.S. 5,744,880 A discloses an engine that is cooled by cooling disks.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine anzugeben, die eine effiziente Kühlung des Rotors mit einem geringen technischen Aufwand ermöglicht.The invention is therefore based on the object of specifying an electrical machine that enables efficient cooling of the rotor with little technical effort.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art gelöst, wobei der Kühlkörper mehrere Kühlrippen umfasst, deren Oberflächen sich jeweils in Radialrichtung und in Axialrichtung des Rotors erstrecken, wobei zwischen den Kühlrippen und einer axialseitigen Stirnfläche des Rotors eine parallel zu der Stirnfläche verlaufende, ringförmige Trennwand angeordnet ist, die gemeinsam mit der Stirnfläche ein rotorseitiges ringförmiges Gasvolumen axial begrenzt.The object is achieved according to the invention by an electrical machine of the type mentioned at the outset, the cooling body comprising a plurality of cooling fins, the surfaces of which each extend in the radial direction and in the axial direction of the rotor, with a cooling fin and an axial end face of the rotor running parallel to the end face , Ring-shaped partition is arranged, which axially delimits a rotor-side ring-shaped gas volume together with the end face.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, einen ringförmigen Kühlkörper zu nutzen, der mehrere Kühlrippen umfasst deren Oberflächen sich jeweils in Radialrichtung und in Axialrichtung des Rotors erstrecken. Hierdurch kann die Rotorwelle durch den Kühlkörper geführt werden und der Kühlkörper kann nah an eine axiale Stirnfläche des Rotors herangeführt werden. Dies ermöglicht eine stirnflächenseitige Kühlung des Rotors mit einem guten Wärmetransport von der axialen Stirnfläche des Rotors zu dem Kühlkörper. Die elektrische Maschine kann ein Motor, insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs, sein.According to the invention, it is proposed to use an annular heat sink which comprises a plurality of cooling ribs, the surfaces of which are each in the radial direction and in the axial direction of the rotor extend. As a result, the rotor shaft can be guided through the heat sink and the heat sink can be brought close to an axial end face of the rotor. This enables the rotor to be cooled on the face side with good heat transport from the axial face of the rotor to the heat sink. The electrical machine can be a motor, in particular for driving a motor vehicle.

Vorzugsweise kann im Bereich jeder axialen Stirnfläche des Stators ein entsprechender Kühlkörper vorgesehen sein. Der Kühlkörper kann parallel zu der jeweiligen Stirnseite des Rotors verlaufen. Das Kühlfluid kann insbesondere durch eine Kompressionskältemaschine gekühlt werden. Eine derartige Kühlung ermöglicht es eine Wärmeleistung von dem Rotor weg zu transportieren, die einem Vielfachen der Leistungsaufnahme der Kompressionskältemaschine entspricht. Beispielsweise können pro Kilowatt Leistungsaufnahme der Kompressionskältemaschine drei Kilowatt oder mehr an Wärmeleistung des Rotors abtransportiert werden.A corresponding heat sink can preferably be provided in the region of each axial end face of the stator. The heat sink can run parallel to the respective end face of the rotor. The cooling fluid can be cooled in particular by a compression refrigeration machine. Such cooling makes it possible to transport heat away from the rotor, which corresponds to a multiple of the power consumption of the compression refrigerating machine. For example, three kilowatts or more of thermal output of the rotor can be transported away per kilowatt of power consumption of the compression refrigeration machine.

Die erfindungsgemäße Kühlung der Elektromaschine kann dadurch weiter verbessert werden, das ein zusätzlicher Kühlmantel für den Stator vorgesehen wird, der den Stator außenseitig, beispielsweise durch eine Wasserströmung, kühlt.The cooling of the electric machine according to the invention can be further improved by providing an additional cooling jacket for the stator, which cools the stator on the outside, for example by a water flow.

Die Kühlrippen können quaderförmig sein und eine geringe Dicke aufweisen. Beispielsweise kann die Dicke der Kühlrippen wenigstens zehn oder wenigstens hundertmal kleiner sein als ihre Länge und/oder Breite in Radial- bzw. Axialrichtung. Die Kühlrippen unterteilen somit ein axial von dem Rotor beabstandetes Volumen in mehrere Umfangssegmente. Die Kühlrippen können vorzugsweise dadurch gehaltert werden, dass sie an wenigstens einer Kühlfluidleitung angeordnet sind, die das Kühlmittel führt.The cooling fins can be cuboid and have a small thickness. For example, the thickness of the cooling fins can be at least ten or at least a hundred times smaller than their length and/or width in the radial or axial direction. The cooling fins thus divide a volume spaced axially from the rotor into a plurality of circumferential segments. The cooling fins can preferably be held in place by being arranged on at least one cooling fluid line that carries the coolant.

Zwischen den Kühlrippen und einer axialseitigen Stirnfläche des Rotors ist eine parallel zu der Stirnfläche verlaufende, ringförmige Trennwand angeordnet, die gemeinsam mit der Stirnfläche ein rotorseitiges ringförmiges Gasvolumen axial begrenzt. Dieses Gasvolumen ist insbesondere in Radialrichtung sowohl zur Rotorwelle des Rotors als auch zur Richtung des Stators oder eines Gehäuses der Elektromaschine hin offen.Arranged between the cooling fins and an axial end face of the rotor is an annular partition wall which runs parallel to the end face and, together with the end face, axially delimits an annular gas volume on the rotor side. This gas volume is open, in particular in the radial direction, both to the rotor shaft of the rotor and to the direction of the stator or a housing of the electric machine.

Die elektrische Maschine kann mehrere den Kühlkörper durchsetzende Kühlkörperkanäle für das Gas aufweisen, die durch jeweils zwei der Kühlrippen und die Trennwand begrenzt werden. Das Gas kann zum Wärmetransport in dem rotorseitigen Gasvolumen radial nach außen geführt werden und auf der von dem Rotor abgewandten Seite der Trennwand durch die Kühlrippen wieder radial nach innen geführt werden oder umgekehrt. Durch eine entsprechende Führung des Gases durch die Kühlkörperkanäle wird eine Wärmeübertragung von dem Gas zu den Kühlrippen und somit auch von dem Rotor zu dem Kühlkörper hin verbessert.The electrical machine can have a plurality of heat sink ducts for the gas, which pass through the heat sink and are delimited by two of the cooling ribs and the partition wall. The gas can be guided radially outwards for heat transport in the gas volume on the rotor side and can be guided radially inwards again through the cooling fins on the side of the partition wall facing away from the rotor, or vice versa. Corresponding routing of the gas through the heat sink channels improves heat transfer from the gas to the cooling fins and thus also from the rotor to the heat sink.

An der Stirnfläche des Rotors können mehrere sich entlang der Stirnfläche in Radialrichtung erstreckende Vorsprünge vorgesehen sein, die Gas in dem rotorseitigen ringförmigen Gasvolumen bei einer Rotation des Rotors in Umfangsrichtung des Rotors beschleunigen. Das derart beschleunigte Gas wird aufgrund der Zentrifugalkraft radial nach außen geführt. Diese Gasführung kann weiter verstärkt werden, wenn die Vorsprünge derart geformt sind, dass in zumindest einem Teil ihrer Länge zusätzliche eine Radialbeschleunigung auf das Gas nach außen hin bewirkt wird. Durch diese Vorsprünge, die in Axialrichtung über den Rotor beziehungsweise die Stirnfläche hinaus stehen, wird erreicht, dass das Gas bei einer Rotation des Rotors in dem rotorseitigen ringförmigen Gasvolumen radial nach außen strömt. Hierdurch wird nahe der Rotorwelle des Rotors durch die zentrale Öffnung der ringförmigen Trennwand Gas von der rotorabgewandten Seite der Trennwand angesaugt. Dieses Gas wird von dem äußeren Randbereich der Trennwand über die Kühlkörperkanäle zugeführt. Somit resultiert aus der Rotation des Rotors aufgrund der entsprechend geformten Vorsprünge eine Luftzirkulation um die Trennwand herum, wodurch durch den Rotor erwärmtes Gas, z. B. Luft, durch die Kühlkanäle geführt wird.A plurality of projections extending in the radial direction along the end face can be provided on the end face of the rotor, which protrusions accelerate the gas in the annular gas volume on the rotor side when the rotor rotates in the circumferential direction of the rotor. The gas accelerated in this way is guided radially outwards due to the centrifugal force. This gas guidance can be further reinforced if the projections are shaped in such a way that in at least part of their length an additional radial acceleration is effected on the gas to the outside. These projections, which protrude beyond the rotor or the end face in the axial direction, ensure that the gas flows radially outwards in the annular gas volume on the rotor side when the rotor rotates. As a result, near the rotor shaft of the rotor, gas is sucked in through the central opening of the ring-shaped partition from the side of the partition facing away from the rotor. This gas is supplied from the outer edge area of the partition via the heatsink channels. Thus, due to the correspondingly shaped projections, the rotation of the rotor results in air circulation around the partition wall, whereby gas heated by the rotor, e.g. B. air, is passed through the cooling channels.

Die elektrische Maschine kann ein Gehäuse aufweisen, das axial wenigstens einseitig durch ein Lagerschild abgeschlossen ist, über das der Rotor gelagert ist, wobei zwischen dem Kühlkörper und dem Lagerschild ein Abschirmelement zur thermischen Entkopplung des Lagerschilds von dem Kühlkörper angeordnet ist. Das Abschirmelement kann insbesondere ringförmig oder kreisförmig sein und/oder jeweils eine Wand der Kühlkörperkanäle bilden. Der Kühlkörper kann über das Abschirmelement an dem Lagerschild befestigt sein. Dies ermöglicht einerseits eine mechanisch einfache Halterung des Kühlkörpers und andererseits wird vermieden, das Lagerschild und somit das Gehäuse der elektrischen Maschine zu kühlen, wodurch Kühlleistung verschwendet werden würde.The electrical machine can have a housing which is axially closed off at least on one side by an end shield, via which the rotor is mounted, a shielding element for thermally decoupling the end shield from the heat sink being arranged between the heat sink and the end shield. The shielding element can in particular be ring-shaped or circular and/or form a wall of the heat sink channels. The heat sink can be attached to the end shield via the shielding element. On the one hand, this enables the heat sink to be held in a mechanically simple manner and, on the other hand, it is avoided to cool the end shield and thus the housing of the electrical machine, which would result in wasted cooling capacity.

Der Kühlkörper kann wenigstens eine Kühlfluidleitung zur Führung des Kühlfluids mit einem Kühlfluidzufluss und einem Kühlfluidabfluss aufweisen, die sich ringförmig oder spiralförmig umlaufend um die Rotorwelle erstreckt. Vorzugsweise können die Kühlrippen durch die Kühlfluidleitung gehaltert sein. Die Kühlrippen können senkrecht auf der Strömungsrichtung der Kühlfluidleitung stehen. Die Nutzung eines Kühlkörpers, der eine derartige Kühlfluidleitung und an dieser angeordnete Kühlrippen umfasst, ermöglicht einen mechanisch einfachen Aufbau des Kühlkörpers und zugleich eine effiziente Kühlung der elektrischen Maschine.The heat sink can have at least one cooling fluid line for guiding the cooling fluid with a cooling fluid inflow and a cooling fluid outflow, which extends in a ring or spiral shape around the rotor shaft. The cooling fins can preferably be held by the cooling fluid line. The cooling fins can be perpendicular to the direction of flow of the cooling fluid line. The use of a heatsink containing such a cooling fluid line and cooling fins arranged on it, enables a mechanically simple design of the heat sink and at the same time efficient cooling of the electrical machine.

Die elektrische Maschine kann ein Gehäuse aufweisen, das den Rotor umschließt, wobei an dem Gehäuse wenigstens eine durch einen Aktor verschließbare Öffnung vorgesehen ist, über die ein Gasaustausch zwischen dem Innenraum des Gehäuses und der Umgebung möglich ist. Wird der Kühlkörper zu einer aktiven Kühlung der elektrischen Maschine genutzt, beispielsweise indem ihm durch eine Kompressionskältemaschine kaltes Kühlfluid zugeführt wird, ist es vorteilhaft, einen Gasaustausch zwischen dem Innenvolumen des Gehäuses und der Umgebung zu minimieren, um eine Kühlung des Umfelds durch die bereitgestellte Kühlleistung zu verhindern und somit den Energieverbrauch für die Kühlung zu minimieren. Es ist möglich, dass das Gehäuse vollständig gasdicht abgeschlossen wird, es ist jedoch auch möglich, dass weiterhin ein geringer Gasaustausch möglich ist.
Soll die erfindungsgemäße elektrische Maschine hingegen ohne eine aktive Kühlung betrieben werden, kann es vorteilhaft sein, wenn ein Gasaustausch zwischen der Umgebung und dem Innenvolumen des Gehäuses möglich ist, um die elektrische Maschine bzw. deren Rotor hauptsächlich oder ausschließlich aufgrund dieses Gasaustausches zu kühlen. Hierzu können durch den jeweiligen Aktor eine oder mehrere verschließbare Öffnungen des Gehäuses geöffnet werden. Besonders vorteilhaft sind wenigstens zwei stirnflächenseitige Öffnungen vorgesehen, von denen eine benachbart zur Rotationswelle des Rotors und eine demgegenüber zum äußeren Rand des Rotors hin versetzt vorgesehen ist. In diesem Fall kann die Umwälzung des Gases durch Vorsprünge des Rotors, die vorangehend beschrieben wurde, auch im Falle einer Kühlung durch Umgebungsluft vorteilhaft genutzt werden.The electrical machine can have a housing that encloses the rotor, with at least one opening that can be closed by an actuator being provided on the housing and via which a gas exchange between the interior of the housing and the environment is possible. If the heat sink is used for active cooling of the electrical machine, for example by being supplied with cold cooling fluid by a compression refrigeration machine, it is advantageous to minimize gas exchange between the interior volume of the housing and the environment in order to cool the environment using the cooling capacity provided prevent and thus minimize the energy consumption for cooling. It is possible for the housing to be sealed in a completely gas-tight manner, but it is also possible for a small gas exchange to continue to be possible.
On the other hand, if the electric machine according to the invention is to be operated without active cooling, it can be advantageous if gas exchange between the environment and the interior volume of the housing is possible in order to cool the electric machine or its rotor mainly or exclusively due to this gas exchange. For this purpose, one or more closable openings of the housing can be opened by the respective actuator. Particularly advantageously, at least two openings on the face side are provided, one of which is provided adjacent to the rotary shaft of the rotor and one of which is provided offset towards the outer edge of the rotor. In this case, the circulation of the gas by protrusions of the rotor, described above, can also be used to advantage in the case of cooling by ambient air.

Neben der elektrischen Maschine betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das eine erfindungsgemäße elektrische Maschine umfasst. Bei der elektrischen Maschine kann es sich insbesondere um eine Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs handeln. Elektrische Maschinen in Kraftfahrzeugen sollen besonders leicht und kompaktbauend sein und zugleich hohe Leistungen bereitstellen. In diesem Fall ist die erfindungsgemäße Kühlung des Rotors besonders vorteilhaft.In addition to the electrical machine, the invention relates to a motor vehicle that includes an electrical machine according to the invention. The electric machine can in particular be a drive machine of the motor vehicle. Electrical machines in motor vehicles should be particularly light and compact and at the same time provide high performance. In this case, the cooling of the rotor according to the invention is particularly advantageous.

Vorzugsweise umfasst das Kraftfahrzeug zusätzlich eine Kompressionskältemaschine zur Kühlung des Kühlfluides. Durch Nutzung einer derartigen Kompressionskältemaschine kann eine effiziente Kühlung erreicht werdend. Die Kompressionskältemaschine kann insbesondere separat von der elektrischen Maschine und/oder von einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Entsprechende Kompressionskältemaschinen könne relativ leicht und kleinbauend implementiert werden, so dass der Energieverbrauch des Kraftahrzeugs bei einer Nutzung der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine dann, wenn keine aktive Kühlung durch die Kompressionskältemaschine und den Kühlkörper erfolgt, also bei einem Betrieb der elektrischen Maschine mit geringer Leistung, aufgrund des zusätzlichen Gewichts nur geringfügig höher ist als bei einer Nutzung einer ungekühlten elektrischen Maschine. Durch die Möglichkeit der aktiven Kühlung des Rotors können durch die erfindungsgemäße elektrische Maschine jedoch höhere Leistungen über längere Zeiträume bereitgestellt werden und/oder es kann die Lebenszeit der elektrischen Maschine erhöht werden.The motor vehicle preferably also includes a compression refrigerating machine for cooling the cooling fluid. Efficient cooling can be achieved by using such a compression refrigerating machine. The compression refrigeration machine can in particular be designed separately from the electric machine and/or from an air conditioning system of the motor vehicle. Corresponding compression refrigeration machines can be implemented relatively easily and compactly, so that the energy consumption of the motor vehicle when using the electric machine according to the invention when there is no active cooling by the compression refrigeration machine and the heat sink, i.e. when the electric machine is operated at low power, due to the additional weight is only slightly higher than when using an uncooled electric machine. However, due to the possibility of active cooling of the rotor, the electrical machine according to the invention can provide higher power levels over longer periods of time and/or the service life of the electrical machine can be increased.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann eine Steuereinrichtung umfassen, durch die in Abhängigkeit wenigstens eines Betriebsparameters der elektrischen Maschine die Kompressionskältemaschine aktivierbar und/oder deaktivierbar ist. Es ist möglich, dass in der elektrischen Maschine Temperatursensoren vorgesehen sind, die eine Temperatur der elektrischen Maschine überwachen, und bei Überschreiten eines Temperaturgrenzwertes durch die erfassten Temperaturen kann die Kompressionskältemaschine aktiviert werden. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, die Kompressionskältemaschine in Abhängigkeit von einer genutzten Drehzahl und/oder von einem angeforderten Drehmoment und/oder von einer angeforderten Leistung zu aktivieren beziehungsweise zu deaktivieren.The motor vehicle according to the invention can include a control device by means of which the compression refrigerating machine can be activated and/or deactivated as a function of at least one operating parameter of the electric machine. It is possible for temperature sensors to be provided in the electrical machine, which monitor the temperature of the electrical machine, and if the detected temperatures exceed a temperature limit value, the compression refrigerating machine can be activated. Alternatively or additionally, it is also possible to activate or deactivate the compression refrigeration machine depending on a speed used and/or a requested torque and/or a requested power.

Im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug kann die elektrische Maschine ein Gehäuse aufweisen, das den Rotor umschließt, wobei an dem Gehäuse wenigstens eine durch einen Aktor verschließbare Öffnung vorgesehen ist, über die ein Gasaustausch zwischen dem Innenraum des Gehäuses und der Umgebung möglich ist, wobei das Kraftfahrzeug die oder eine Steuereinrichtung umfasst, durch die der Aktor in Abhängigkeit eines Betriebsparameters der elektrischen Maschine steuerbar ist. Vorzugsweise wird die wenigstens eine Öffnung genau dann verschlossen, wenn die Kompressionskältemaschine aktiviert wird und dann geöffnet, wenn die Kompressionskältemaschine deaktiviert wird. Die Steuereinrichtung kann somit bedarfsgerecht zwischen einer passiven Kühlung der elektrischen Maschine durch Umgebungsluft und einer aktiven Kühlung durch die Kompressionskältemaschine und den Kühlkörper umschalten.In the motor vehicle according to the invention, the electric machine can have a housing that encloses the rotor, with at least one opening that can be closed by an actuator being provided on the housing, via which a gas exchange between the interior of the housing and the environment is possible, with the motor vehicle having the or comprises a control device by which the actuator can be controlled as a function of an operating parameter of the electrical machine. The at least one opening is preferably closed precisely when the compression refrigerating machine is activated and then opened when the compression refrigerating machine is deactivated. The control device can thus switch between passive cooling of the electrical machine by ambient air and active cooling by the compression refrigerating machine and the heat sink as required.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie den Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:

1 eine geschnittene Detailansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine,
2 den Kühlkörper mit daran angeordneter Trennwand der elektrischen Maschine gemäß 1,
3 eine Draufsicht auf die Stirnfläche des Rotors der elektrischen Maschine gemäß 1, und
4 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.

Further advantages and details of the invention result from the following exemplary embodiments and the drawings. Here show schematically:

1 a detailed sectional view of an electrical machine according to the invention,
2 according to the heat sink with the partition wall arranged thereon of the electrical machine 1 ,
3 a plan view of the end face of the rotor of the electrical machine according to FIG 1 , and
4 a motor vehicle according to the invention.

1 zeigt eine elektrische Maschine 1, die beispielsweise in einem Antriebstrang eines Kraftahrzeugs genutzt werden kann. Die elektrische Maschine 1 weist einen Stator 2 und einen Rotor 3 auf. Um einen Betrieb der elektrischen Maschine 1 über längere Zeiträume bei hohen Lasten zu ermöglichen, soll der Rotor 3 gezielt gekühlt werden. Hierzu ist in der elektrischen Maschine 1 ein von einem Kühlfluid durchströmbarer Kühlkörper 4 vorgesehen, der drehfest bezüglich des Stators 2 angeordnet ist und durch den ein in thermischem Kontakt zu dem Rotor 3 stehendes Gas kühlbar ist. Um eine hohe Wärmeübertragung zwischen dem Rotor 3 und dem Kühlkörper 4 zu ermöglichen, ist der Kühlkörper an der Stirnfläche des Rotors 3 angeordnet und erstreckt sich ringförmig um eine Rotorwelle 5 des Rotors 3. 1 shows an electric machine 1, which can be used for example in a drive train of a motor vehicle. The electrical machine 1 has a stator 2 and a rotor 3 . In order to enable the electric machine 1 to be operated over longer periods of time at high loads, the rotor 3 should be cooled in a targeted manner. For this purpose, a cooling body 4 through which a cooling fluid can flow is provided in the electrical machine 1 , which is arranged in a rotationally fixed manner with respect to the stator 2 and through which a gas which is in thermal contact with the rotor 3 can be cooled. In order to enable high heat transfer between the rotor 3 and the cooling body 4, the cooling body is arranged on the end face of the rotor 3 and extends in a ring shape around a rotor shaft 5 of the rotor 3.

Der Kühlkörper 4 ist ergänzend in 2 in einer anderen Ansicht dargestellt, wobei die in 2 gezeigte Ansicht senkrecht zu der Rotorwelle 5 steht und der Rotor 3 hinter der Bildebene liegt. Der Kühlkörper 4 umfasst mehrere Kühlrippen 6, deren Oberflächen sich jeweils in Radialrichtung und in Axialrichtung des Rotors 3 erstrecken. Die Kühlrippen 6 sind an einer Kühlfluidleitung 7 zur Führung des Kühlfluides angebracht, die die Rotorwelle spiralförmig umläuft. Über einen in 1 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellten Kühlfluidzufluss 18 kann der Kühlfluidleitung 7 gekühltes Kühlfluid zugeführt werden. Nach dem durchströmen der Kühlfluidleitung kann das durch Abwärme des Rotors erwärmte Kühlfluid über den Kühlfluidabfluss 19 wieder abgeführt werden. Über nicht dargestellte weitere Kühlfluidleitungen können der Kühlfluidzufluss 18 und der Kühlfluidabfluss 19 mit einem maschinenexternen Kühlkreislauf verbunden werden, in dem das Kühlmittel, beispielsweise durch eine Kompressionskältemaschine, gekühlt wird.The heat sink 4 is additionally in 2 shown in a different view, with the in 2 shown view is perpendicular to the rotor shaft 5 and the rotor 3 is behind the image plane. The cooling body 4 comprises a plurality of cooling fins 6, the surfaces of which extend in the radial direction and in the axial direction of the rotor 3, respectively. The cooling fins 6 are attached to a cooling fluid line 7 for guiding the cooling fluid, which runs around the rotor shaft in a spiral shape. About an in 1 Cooling fluid inflow 18 , not shown for reasons of clarity, can be supplied with cooled cooling fluid to the cooling fluid line 7 . After flowing through the cooling fluid line, the cooling fluid heated by waste heat from the rotor can be discharged again via the cooling fluid outlet 19 . The cooling fluid inflow 18 and the cooling fluid outflow 19 can be connected to a machine-external cooling circuit, in which the coolant is cooled, for example by a compression refrigeration machine, via further cooling fluid lines that are not shown.

Zwischen den Kühlrippen 6 und der Stirnfläche des Rotors 3 ist eine parallel zu der Stirnfläche verlaufende ringförmige Trennwand 8 angeordnet, auf der die Kühlrippen 6 aufliegen. Hierdurch werden mehrere den Kühlkörper durchsetzende Kühlkörperkanäle 9 für das Gas gebildet, die jeweils durch zwei der Kühlrippen 6 und die Trennwand 8 begrenzt werden. Auf der rotorabgewandten Seite können die Kühlkörperkanäle 9 zusätzlich durch ein Abschirmelement 15 zur thermischen Abschirmung begrenzt sein, über das der Kühlkörper 4 an einem Lagerschild 14 der elektrischen Maschine 1 befestigt sein kann. Die Kühlkörperkanäle 9 dienen, wie durch die Pfeile 10 in 1 angedeutet ist, dazu, das in thermischem Kontakt zu dem Rotor stehende Gas von einem Randbereich des Rotors 3 durch den Kühlkörper 4 in Richtung der Rotorwelle 5 zu führen und hierbei durch den Kontakt mit den Kühlrippen 6 sowie den Kühlfluidleitungen 7 zu kühlen.Arranged between the cooling fins 6 and the end face of the rotor 3 is an annular partition wall 8 which runs parallel to the end face and on which the cooling fins 6 rest. As a result, several heat sink channels 9 passing through the heat sink are formed for the gas, each of which is delimited by two of the cooling fins 6 and the partition wall 8 . On the side facing away from the rotor, the heat sink channels 9 can additionally be delimited by a shielding element 15 for thermal shielding, via which the heat sink 4 can be attached to an end shield 14 of the electrical machine 1 . The heatsink channels 9 serve, as indicated by the arrows 10 in 1 is indicated to guide the gas in thermal contact with the rotor from an edge region of the rotor 3 through the cooling body 4 in the direction of the rotor shaft 5 and to cool it through contact with the cooling fins 6 and the cooling fluid lines 7 .

Um die durch die Pfeile 10 gezeigte Bewegung des Gases herbeizuführen, sind an der Stirnfläche des Rotors 3, wie in 3 gezeigt ist, mehrere sich entlang der Stirnfläche in Radialrichtung erstreckende Vorsprünge 11 vorgesehen, die das Gas in einem rotorseitigen ringförmigen Gasvolumen, das durch die Stirnfläche des Rotors 3 und die Trennwand 8 begrenzt wird, in Umfangsrichtung des Rotors zu beschleunigen. Dies führt aufgrund der Zentrifugalkraft dazu, dass das Gas sich an der Stirnfläche des Rotors 3 radial nach außen bewegt. Die geringfügige Krümmung der Vorsprünge 11 gegenüber der Radialrichtung verstärkt diese Beschleunigung des Gases radial nach außen, wenn der Rotor in Richtung des Pfeils 12 rotiert wird. Hierdurch wird benachbart zu der Rotorwelle 5 Gas durch die zentrale Öffnung der Trennwand 8 angesaugt, was wiederum zu einer Gasbewegung durch die Kühlkanäle 9 zur Rotorwelle 5 hin führt. Somit führt eine Rotation des Rotors 3 in Richtung des Pfeils 12 zu einer Gasumwälzung, wie sie durch die Pfeile 10 in 1 gezeigt ist. Durch diesen Aufbau der elektrischen Maschine 1 wird eine leistungsfähige stirnsteitige Kühlung des Rotors 3 erreicht.In order to bring about the movement of the gas shown by the arrows 10, on the end face of the rotor 3, as in FIG 3 1, a plurality of projections 11 extending radially along the end face are provided, which accelerate the gas in a rotor-side annular gas volume delimited by the end face of the rotor 3 and the partition wall 8 in the circumferential direction of the rotor. Due to the centrifugal force, this leads to the gas moving radially outwards at the end face of the rotor 3 . The slight curvature of the projections 11 with respect to the radial direction increases this acceleration of the gas radially outwards when the rotor is rotated in the direction of the arrow 12. As a result, gas is sucked in through the central opening of the partition wall 8 adjacent to the rotor shaft 5 , which in turn leads to gas movement through the cooling channels 9 to the rotor shaft 5 . Thus, a rotation of the rotor 3 in the direction of the arrow 12 leads to a gas circulation as indicated by the arrows 10 in 1 is shown. This design of the electrical machine 1 achieves efficient cooling of the rotor 3 at the end face.

Der Rotor 3, der Stator 2 sowie der Kühlkörper 4 können in einem Gehäuse 13 der elektrischen Maschine 1 angeordnet sein, das stirnflächenseitig durch das Lagerschild 14 abgeschlossen wird. Über das Gehäuse 13 kann zusätzlich eine nicht gezeigte Kühlung des Stators 2 realisiert werden. Beispielsweise kann Wasser durch Kühlkanäle des Gehäuses 13 gepumpt werden, um den Stator 2 zu kühlen. Ein derartiges Vorgehen ist dem Stand der Technik bekannt und soll daher nicht detailliert erläutert werden.The rotor 3, the stator 2 and the heat sink 4 can be arranged in a housing 13 of the electrical machine 1, which is closed off at the end face by the end shield 14. The housing 13 can also be used to cool the stator 2 (not shown). For example, water can be pumped through cooling channels of housing 13 in order to cool stator 2 . Such a procedure is known in the prior art and will therefore not be explained in detail.

Durch das Gehäuse 13 mit dem Lagerschild 14 kann ein Gasaustausch zwischen dem Innenraum der elektrischen Maschine 1 und der Umgebung begrenzt werden. Prinzipiell ist es möglich, den Innenraum der elektrischen Maschine 1 vollständig gasdicht abzuschließen. Dies ist beispielsweise dann zweckmäßig, wenn spezielle Gase, beispielsweise Helium, im Innenraum der elektrischen Maschine 1 genutzt werden sollen, um einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlkörper 4 und dem Rotor 3 weiter zu erhöhen. Es ist jedoch auch möglich, den Gasaustausch mit der Umgebung bei einer Kühlung durch den Kühlkörper nur insoweit einzuschränken, dass das in einem bestimmten Zeitraum mit der Umgebung ausgetauschte Gasvolumen um einen bestimmten Faktor, beispielsweise 3 oder 10 kleiner ist als das durch die Kühlkanäle 9 des Kühlkörper 4 geführte Gasvolumen. Durch eine entsprechende Entkopplung von der Umwelt soll insbesondere erreicht werden, dass nur ein kleiner Teil des durch den Kühlkörper 4 gekühlten Gases in die Umgebung ausströmt, so dass ein wesentlicher Teil der Kühlleistung genutzt werden kann, um den Rotor 3 zu kühlen.A gas exchange between the interior of the electrical machine 1 and the environment can be limited by the housing 13 with the end shield 14 . In principle, it is possible to seal off the interior of the electric machine 1 in a completely gas-tight manner. This is expedient, for example, when special gases, for example helium, are to be used in the interior of the electrical machine 1 in order to further increase heat exchange between the cooling body 4 and the rotor 3 . However, it is also possible for the gas exchange with the environment at a Restrict cooling by the heatsink only to the extent that the volume of gas exchanged with the environment in a certain period of time is smaller by a certain factor, for example 3 or 10, than the gas volume guided through the cooling channels 9 of the heatsink 4 . Appropriate decoupling from the environment is intended in particular to ensure that only a small part of the gas cooled by the heat sink 4 flows out into the environment, so that a significant part of the cooling capacity can be used to cool the rotor 3 .

Eine derartige Einschränkung des Gasaustausches zwischen der Umwelt und dem Innenraum der elektrischen Maschine 1 ist zweckmäßig, solange durch den Kühlkörper 4 eine aktive Kühlung, beispielsweise durch Zuführung von Kühlmittel von einer Kompressionskältemaschine stattfindet. Wird die elektrische Maschine 1 jedoch mit relativ geringer Leistung betrieben, so ist es möglich, dass eine Kühlung des Rotors 3 durch Umgebungsluft ausreichend ist. Eine aktive Kühlung würde in diesem Fall zu einer unnötigen Erhöhung des Energieverbrauchs der elektrischen Maschine 1 führen. Um eine effiziente Kühlung des Rotors 3 durch Umgebungsluft zu ermöglichen, sind in dem Lagerschild 14 zwei Öffnungen 16 vorgesehen, die durch die Aktoren 17, die durch eine nichtgezeigte Steuereinrichtung gesteuert werden können, geöffnet und geschlossen werden können. Sind die Öffnungen 16 verschlossen, so erfolgt eine Gaszirkulation im Wesentlichen innerhalb des Gehäuses 13 der elektrischen Maschine, wie vorangehend erläutert. Werden die Öffnungen 16 jedoch geöffnet, so führt die Rotation des Rotors 3 weiterhin zu einer Bewegung von Gas an der Stirnfläche des Rotors hin zum Rand des Rotors 3 hin. Das zum Rand des Rotors 3 bewegte Gas kann anschließend an der randseitigen Öffnung 16 ausströmen. Kühle Luft aus der Umgebung kann anschließend durch die rotorwellenseitige Öffnung 16 wieder in den Innenraum der elektrischen Maschine 1 einströmen.Such a restriction of the gas exchange between the environment and the interior of the electrical machine 1 is expedient as long as active cooling takes place through the heat sink 4, for example by supplying coolant from a compression refrigerating machine. However, if the electrical machine 1 is operated with relatively low power, it is possible for the rotor 3 to be sufficiently cooled by ambient air. In this case, active cooling would lead to an unnecessary increase in the energy consumption of the electrical machine 1 . In order to enable efficient cooling of the rotor 3 by ambient air, two openings 16 are provided in the end shield 14, which can be opened and closed by the actuators 17, which can be controlled by a control device (not shown). If the openings 16 are closed, gas circulation occurs essentially within the housing 13 of the electrical machine, as explained above. However, if the openings 16 are opened, the rotation of the rotor 3 continues to result in a movement of gas at the end face of the rotor towards the edge of the rotor 3 . The gas moved to the edge of the rotor 3 can then flow out at the opening 16 on the edge. Cool air from the environment can then flow back into the interior of the electrical machine 1 through the opening 16 on the rotor shaft side.

Die Aktoren 17 werden vorzugsweise derart gesteuert, dass die Öffnungen 16 dann verschlossen werden, wenn eine aktive Kühlung durch den Kühlkörper 4 erfolgt, also beispielsweise wenn eine Kompressionskältemaschine zur Bereitstellung von kühlem Kühlfluid betrieben wird. Wirkt eine derartige aktive Kühlung nicht und ist beispielsweise dann, eine entsprechende Kompressionskältemaschine deaktiviert, können die Öffnungen 16 durch eine entsprechende Ansteuerung der Aktoren 17 geöffnet werden, um eine Kühlung des Rotors 3 durch Umgebungsluft zu verbessern.The actuators 17 are preferably controlled in such a way that the openings 16 are closed when active cooling takes place through the heat sink 4, for example when a compression refrigeration machine is operated to provide cool cooling fluid. If such an active cooling does not work and if, for example, a corresponding compression refrigerating machine is then deactivated, the openings 16 can be opened by a corresponding activation of the actuators 17 in order to improve cooling of the rotor 3 by ambient air.

Die elektrische Maschine 1 kann mit besonderem Vorteil in einem Kraftfahrzeug 21 genutzt werden, wie es in 4 dargestellt ist. Die vorgeschlagene Rotorkühlung ermöglicht eine dauerhafte hohe Leistungsabgabe auch bei einer kompakten und leichten Bauform der elektrischen Maschine, weshalb sie für eine Nutzung in Kraftfahrzeugen besonders vorteilhaft ist.The electrical machine 1 can be used with particular advantage in a motor vehicle 21, as shown in 4 is shown. The proposed rotor cooling allows a permanent high power output even with a compact and lightweight design of the electrical machine, which is why it is particularly advantageous for use in motor vehicles.

Zur Kühlung der elektrischen Maschine 1 umfasst das Kraftfahrzeug 21 eine Kompressionskältemaschine 22. Kühlfluid, das im Kühlkörper 4 erwärmt wurde, wird durch die Kompressionskältemaschine 22 zunächst komprimiert und anschließend durch einen Wärmetauscher gekühlt. Durch eine anschließende Expansion wird das Kühlmittel auf einer sehr niedrigen Temperatur wieder an dem Kühlkörper 4 bereitgestellt. Die prinzipielle Funktion von Kompressionskältemaschinen ist im Stand der Technik wohlbekannt und soll daher nicht detailliert erläutert werden.To cool the electric machine 1, the motor vehicle 21 includes a compression refrigeration machine 22. Cooling fluid that has been heated in the heat sink 4 is first compressed by the compression refrigeration machine 22 and then cooled by a heat exchanger. Subsequent expansion makes the coolant available again at the cooling body 4 at a very low temperature. The basic function of compression refrigeration machines is well known in the prior art and will therefore not be explained in detail.

Eine Steuereinrichtung 23 des Kraftfahrzeugs 21 dient zur Steuerung der Kühlung der elektrischen Maschine 1. Diese Steuerung kann in Abhängigkeit von an der elektrischen Maschine 1 erfassten Messdaten, die beispielsweise von Temperatursensoren erfasst werden, erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Steuerung der Kühlung unmittelbar in Abhängigkeit von Steuerparametern der elektrischen Maschine 1, also beispielsweise von angeforderten Drehzahlen, Drehmomenten und/oder Leistungen abhängt. Ist keine aktive Kühlung des Rotors erforderlich, so steuert die Steuereinrichtung 23 die Aktoren 17 derart an, dass die in 4 nicht gezeigten Öffnungen 16 geöffnet werden und somit eine Kühlung des Rotors 3 durch Umgebungsluft möglich ist. Zugleich wird die Kompressionskältemaschine 22 deaktiviert. Soll eine höhere Leistung bereitgestellt werden, werden die Aktoren 17 angesteuert, um die Öffnungen 16 zu verschließen und die Kompressionskältemaschine 22 wird aktiviert, so dass eine aktive Kühlung des Rotors 3 erfolgt.A control device 23 of the motor vehicle 21 is used to control the cooling of the electric machine 1. This control can take place as a function of measured data recorded on the electric machine 1, which are recorded by temperature sensors, for example. However, it is also possible for the control of the cooling to depend directly on the control parameters of the electrical machine 1, for example on the required speeds, torques and/or power. If no active cooling of the rotor is required, the control device 23 controls the actuators 17 in such a way that the in 4 Not shown openings 16 are opened and thus cooling of the rotor 3 by ambient air is possible. At the same time, the compression refrigerating machine 22 is deactivated. If a higher output is to be provided, the actuators 17 are controlled in order to close the openings 16 and the compression refrigerating machine 22 is activated, so that the rotor 3 is actively cooled.

Claims

Electrical machine, in particular for a drive train of a motor vehicle (21), with a stator (2), a rotor (3) and at least one cooling body (4) through which a cooling fluid can flow, which is arranged non-rotatably with respect to the stator (3) and is annular extends around a rotor shaft (5) of the rotor (3) and by means of which a gas that is in thermal contact with the rotor (3) can be cooled, characterized in that the cooling body (4) comprises a plurality of cooling ribs (6), the surfaces of which in the radial direction and in the axial direction of the rotor (3), wherein between the cooling fins (6) and an axial end face of the rotor (3) is arranged parallel to the end face, annular partition (8) which together with the end face che axially limited a rotor-side annular gas volume.

Electric machine after claim 1 , characterized in that it has a plurality of heat sink (4) penetrating heat sink channels (9) for the gas, which are delimited by two of the cooling fins (6) and the partition (8).

Electric machine after claim 1 or 2 , characterized in that on the end face of the rotor (3) there are provided a plurality of projections (11) which extend in the radial direction along the end face and which draw gas in the annular gas volume on the rotor side when the rotor (3) rotates in the circumferential direction of the rotor (3). accelerate.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that it has a housing (13) which is closed off axially at least on one side by a bearing plate (14) via which the rotor (3) is mounted, with between the cooling body (4) and a shielding element (15) for thermal decoupling of the end shield (14) from the heat sink (4) is arranged on the end shield (14).

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling body (4) has at least one cooling fluid line (7) for guiding the cooling fluid with a cooling fluid inflow (18) and a cooling fluid outflow (19) which runs around the rotor shaft in the form of a ring or spiral (5) extends.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that it has a housing (13) which encloses the rotor (3), at least one opening (16) which can be closed by an actuator (17) being provided on the housing (13). , via which a gas exchange between the interior of the housing (13) and the environment is possible.

Motor vehicle, characterized in that it comprises an electric machine (1) according to any one of the preceding claims.

motor vehicle after claim 7 , characterized in that it comprises a compression refrigerator (22) for cooling the cooling fluid.

motor vehicle after claim 8 , characterized in that it comprises a control device (23) by which, depending on at least one operating parameter of the electric machine (1), the compression refrigerating machine (22) can be activated and/or deactivated.

Motor vehicle according to one of Claims 7 until 9 , characterized in that the electrical machine (1) has a housing (13) which encloses the rotor (3), at least one opening (16) which can be closed by an actuator (17) being provided on the housing (13), via gas exchange between the interior of the housing (13) and the environment is possible, the motor vehicle (21) comprising the or a control device (23) by which the actuator (17) can be controlled as a function of an operating parameter of the electrical machine (1). is.