DE102017001369A1

DE102017001369A1 - Electrical machine, in particular for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102017001369A1
Application number: DE102017001369.1A
Authority: DE
Inventors: Goran Ogrizovic; Daniel Mueller; Daniel Doll
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2017-08-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (10), mit einem Stator (16), mit einem um eine Drehachse relativ zu dem Stator (16) drehbaren Rotor (18), welcher mit einer Kühlflüssigkeit versorgbar ist, und mit einer mit dem Rotor (18) mitdrehbaren Führungseinrichtung (20) zum Führen und Verteilen zumindest eines während eines Betriebs der elektrischen Maschine (10) fliehkraftbedingt in radialer Richtung des Rotors (18) nach außen strömenden Teils der Kühlflüssigkeit, wobei die Führungseinrichtung (20) eine Mehrzahl von zumindest in Umfangsrichtung des Rotors (18) voneinander getrennten, radialen Taschen (16, 18) zum Auffangen und Zwischenspeichern zumindest des Teils der Kühlflüssigkeit sowie jeweilige, den Taschen (16, 18) zugeordnete Abführöffnungen (34) aufweist, über welche auf in axialer Richtung der elektrischen Maschine (10) gegenüberliegenden Seiten (30, 32) angeordnete Wicklungen (22, 24) des Stators (16) mit der Kühlflüssigkeit aus den Taschen (16, 18) versorgbar sind.The invention relates to an electric machine (10) comprising a stator (16), a rotor (18) which is rotatable relative to the stator (16) about an axis of rotation and which can be supplied with a cooling liquid, and a rotor (18 ) rotatable guide means (20) for guiding and distributing at least one part of the cooling liquid flowing in the radial direction of the rotor (18) during operation of the electric machine (10), wherein the guide means (20) has a plurality of at least in the circumferential direction of the Rotor (18) from each other, radial pockets (16, 18) for collecting and buffering at least the portion of the cooling liquid and respective, the pockets (16, 18) associated discharge openings (34), via which in the axial direction of the electric machine ( 10) opposite sides (30, 32) arranged windings (22, 24) of the stator (16) with the cooling liquid from the pockets (16, 18) ve are caring.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an electrical machine, in particular for a motor vehicle, according to the preamble of patent claim 1.

Eine solche elektrische Maschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ist beispielsweise bereits der DE 10 2014 218 453 A1 als bekannt zu entnehmen. Die elektrische Maschine weist einen Stator und einen Rotor auf, welcher um eine Drehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Dabei ist beispielsweise der Rotor mittels des Stators antreibbar. Ferner ist der Rotor mit einer Kühlflüssigkeit versorgbar, welche beispielsweise als ein Öl ausgebildet ist und genutzt wird, um zumindest einen Teilbereich der elektrischen Maschine, insbesondere des Rotors, zu kühlen.Such an electric machine, in particular for a motor vehicle, for example, is already the DE 10 2014 218 453 A1 to be known as known. The electric machine has a stator and a rotor which is rotatable about an axis of rotation relative to the stator. In this case, for example, the rotor by means of the stator can be driven. Further, the rotor can be supplied with a cooling liquid, which is formed for example as an oil and is used to cool at least a portion of the electric machine, in particular of the rotor.

Außerdem weist die elektrische Maschine eine mit dem Rotor mitdrehbare Führungseinrichtung auf, mittels welcher zumindest ein Teil der Kühlflüssigkeit, der während eines Betriebs der elektrischen Maschine fliehkraftbedingt in radialer Richtung des Rotors nach außen strömt, geführt und verteilt werden kann. Während des genannten Betriebs der elektrischen Maschine dreht sich der Rotor um die Drehachse relativ zum Stator. Ferner wird dabei der Rotor mit der Kühlflüssigkeit versorgt, sodass auf die Kühlflüssigkeit Fliehkräfte wirken. Die Fliehkräfte sind in radialer Richtung der elektrischen Maschine nach außen gerichtet und bewirken somit eine Strömung zumindest des genannten Teils der Hydraulikflüssigkeit in radialer Richtung nach außen.In addition, the electric machine has a co-rotatable with the rotor guide means, by means of which at least a portion of the cooling liquid which flows during operation of the electric machine due to centrifugal force in the radial direction of the rotor to the outside, can be guided and distributed. During said operation of the electric machine, the rotor rotates about the axis of rotation relative to the stator. Furthermore, while the rotor is supplied with the cooling liquid, so act on the cooling fluid centrifugal forces. The centrifugal forces are directed in the radial direction of the electric machine to the outside and thus cause a flow of at least said part of the hydraulic fluid in the radial direction to the outside.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders vorteilhafte Kühlung der elektrischen Maschine realisieren lässt.Object of the present invention is to further develop an electrical machine of the type mentioned above, that can be realized a particularly advantageous cooling of the electric machine.

Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an electric machine having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine elektrische Maschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders vorteilhafte Kühlung der elektrischen Maschine realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Führungseinrichtung eine Mehrzahl von zumindest in Umfangsrichtung des Rotors voneinander getrennten, radialen Taschen aufweist, mittels welchen zumindest der genannte Teil der Kühlflüssigkeit, der fliehkraftbedingt in radialer Richtung des Rotors beziehungsweise der elektrischen Maschine insgesamt nach außen strömt, aufgefangen und zwischengespeichert, das heißt vorübergehend gespeichert werden kann. Außerdem weist die Führungseinrichtung jeweilige, den Taschen zugeordnete Abführöffnungen auf, über welche Wicklungen des Stators, die auf in axialer Richtung der elektrischen Maschine beziehungsweise des Stators gegenüberliegenden Seiten, insbesondere des Stators, angeordnet sind, mit der Kühlflüssigkeit aus den Taschen versorgbar sind.In order to further develop an electric machine, in particular for a motor vehicle, of the type specified in the preamble of claim 1 such that a particularly advantageous cooling of the electric machine can be realized, it is provided according to the invention that the guide device has a plurality of each other at least in the circumferential direction of the rotor has separated, radial pockets, by means of which at least the said part of the cooling liquid which flows centrifugally force in the radial direction of the rotor or the electric machine in total flows outwards, intercepted and cached, that can be temporarily stored. In addition, the guide device has respective discharge openings associated with the pockets, via which windings of the stator, which are arranged on opposite sides in the axial direction of the electric machine or of the stator, in particular of the stator, can be supplied with the cooling liquid from the pockets.

Die Taschen sind beispielsweise jeweilige Ausnehmungen, deren jeweilige Böden beispielsweise in radialer Richtung nach außen hin gegenüber jeweiligen, sich in Umfangsrichtung des Rotors an die jeweiligen Taschen anschließenden beziehungsweise zwischen den jeweiligen Taschen angeordneten Teilbereichen, insbesondere der Führungseinrichtung, zurückversetzt sind, sodass die fliehkraftbedingt in radialer Richtung nach außen strömende Hydraulikflüssigkeit besonders vorteilhaft in den Taschen aufgefangen werden kann, insbesondere derart, dass sich zunächst eine hinreichend große Menge an Hydraulikflüssigkeit in der jeweiligen Tasche sammelt. Mittels der beispielsweise als Durchgangsöffnungen und/oder Bohrungen ausgebildeten Abführöffnungen lassen sich dann jeweilige Volumenströme der Kühlflüssigkeit aus den Taschen zu den auf den gegenüberliegenden Seiten angeordneten Wicklungen des Stators gezielt einstellen, wobei beispielsweise die zunächst in den Taschen aufgenommene Hydraulikflüssigkeit mit Hilfe der Abführöffnungen in einem festlegbaren beziehungsweise festgelegten Verhältnis auf die auf den gegenüberliegenden Seiten angeordneten Wicklungen aufgeteilt und diesen zugeführt werden kann. Dadurch kann eine gezielte und definierte Kühlung der Wicklungen, insbesondere von durch die Wicklungen gebildeten Wickelköpfen, realisiert werden. Das Verhältnis, mit welchem die mittels der Taschen aufgefangene Hydraulikflüssigkeit auf die jeweiligen Wicklungen aufgeteilt wird, kann beispielsweise durch einen jeweiligen, von der Hydraulikflüssigkeit aus der jeweiligen Tasche durchströmbaren Strömungsquerschnitt der jeweiligen Abführöffnung bedarfsgerecht eingestellt beziehungsweise festgelegt werden. Insbesondere wird das genannte Verhältnis beziehungsweise die Aufteilung der Hydraulikflüssigkeit auf die auf den aufeinander gegenüberliegenden Seiten angeordneten Wicklungen so festgelegt beziehungsweise so gewählt, dass beispielsweise erste der Wicklungen beziehungsweise erste der Wickelköpfe, die auf einer ersten der Seiten angeordnet sind, und zweite der Wicklungen beziehungsweise zweite der Wickelköpfe die auf der zweiten Seite angeordnet sind, die gleiche Kühlleistung erfahren. Dadurch kann eine zumindest im Wesentlichen homogene beziehungsweise gleichmäßige Kühlung der elektrischen Maschine realisiert werden, sodass beispielsweise eine zumindest im Wesentlichen gleichmäßige beziehungsweise homogene Temperatur beziehungsweise Temperaturverteilung in der elektrischen Maschine realisiert werden kann.The pockets are, for example, respective recesses whose respective bottoms are set back, for example in the radial direction outwards relative to respective partial regions, in particular the guide device, adjoining the respective pockets in the circumferential direction of the rotor or between the respective pockets, so that the centrifugal force is reduced to radial Direction outwardly flowing hydraulic fluid can be collected particularly advantageous in the pockets, in particular such that initially collects a sufficiently large amount of hydraulic fluid in the respective pocket. By means of, for example, designed as through-holes and / or bores discharge openings can then specific volume flows of the cooling liquid from the pockets to the windings arranged on the opposite sides of the stator set specifically, for example, the first recorded in the pockets hydraulic fluid by means of the discharge openings in a definable or fixed ratio can be divided on the arranged on the opposite sides windings and these can be supplied. As a result, a targeted and defined cooling of the windings, in particular windings formed by the windings, can be realized. The ratio with which the hydraulic fluid collected by means of the pockets is distributed to the respective windings can be set or determined as required, for example, by a respective flow cross section of the respective discharge opening through which the hydraulic fluid can flow from the respective pocket. In particular, the said ratio or the distribution of the hydraulic fluid to the arranged on the mutually opposite sides windings is set or chosen so that, for example, first of the windings or first of the winding heads, which are arranged on a first of the sides, and second of the windings or second the winding heads are arranged on the second side, experience the same cooling performance. As a result, an at least substantially homogeneous or uniform cooling of the electric machine can be realized, so that, for example, an at least substantially uniform or homogeneous temperature or Temperature distribution in the electric machine can be realized.

Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass die elektrische Maschine während ihres Betriebs durch unterschiedliche, insbesondere externe Wärmequellen sowie durch Verlustleistungen der elektrischen Maschine selbst erwärmt wird. Bei einer der externen Wärmequellen handelt es sich beispielsweise um eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, welches mittels der Verbrennungskraftmaschine und/oder mittels der elektrischen Maschine, insbesondere in einem Motorbetrieb der elektrischen Maschine, antreibbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei einer der externen Wärmequellen um einen Wandler, das heißt um einen hydrodynamischen Drehmomentwandler und/oder um eine andere Komponente, insbesondere des Kraftfahrzeugs, handeln. Steigt beispielsweise eine Temperatur der elektrischen Maschine derart an, dass die Temperatur wenigstens einen Schwellenwert überschreitet, so kann üblicherweise einer weiteren Erwärmung der elektrischen Maschine nur durch eine Leistungsreduzierung der elektrischen Maschine und/oder durch eine starke Kühlung der elektrischen Maschine entgegengewirkt werden, um die elektrische Maschine vor Schädigung zu schützen. Die Leistungsreduzierung wird auch als Derating bezeichnet. Thermisch hoch belastete Bauteile sind dabei die Wicklungen beziehungsweise durch die Wicklungen gebildete Wickelköpfe des Stators.The invention is based in particular on the recognition that the electrical machine is heated during its operation by different, in particular external heat sources and by power losses of the electric machine itself. One of the external heat sources is, for example, an internal combustion engine of a motor vehicle, which can be driven by means of the internal combustion engine and / or by means of the electric machine, in particular in an engine operation of the electric machine. Alternatively or additionally, one of the external heat sources may be a converter, that is to say a hydrodynamic torque converter and / or another component, in particular of the motor vehicle. If, for example, a temperature of the electric machine increases such that the temperature exceeds at least one threshold value, usually further heating of the electric machine can be counteracted only by a reduction in the power of the electric machine and / or by a strong cooling of the electric machine in order to reduce the electrical power Protect machine from damage. The power reduction is also called derating. Thermally highly loaded components are the windings or windings formed by the windings of the stator.

Üblicherweise erfolgt eine Kühlung des Rotors und des Stators, insbesondere der Wickelköpfe des Stators, durch eine interne Zuführung von Kühlflüssigkeit, die beispielsweise als ein Öl ausgebildet ist. Die Zuführung erfolgt beispielsweise über eine Drehdurchführung. Die Kühlflüssigkeit durchströmt üblicherweise zunächst den Rotor und verlässt diesen dann fliehkraftbedingt in radialer Richtung nach außen in Richtung des Stators. Dabei ist herkömmlicherweise eine genaue Aufteilung der Kühlflüssigkeit auf die auf den gegenüberliegenden Seiten angeordneten Wicklungen beziehungsweise Wickelköpfe des Stators aufgrund von Sogwirkungen und Verwirbelungen nicht eindeutig sichergestellt, wodurch der Stator nur ungleichmäßig gekühlt wird. Dies führt üblicherweise dazu, dass die Leistungsreduzierung zu einem frühen Zeitpunkt während des Betriebs erfolgen muss.Usually, a cooling of the rotor and the stator, in particular the winding heads of the stator, by an internal supply of cooling liquid, which is formed for example as an oil. The supply takes place for example via a rotary feedthrough. The cooling liquid usually flows through the rotor initially and then leaves it in centrifugal force in the radial direction outward in the direction of the stator. Conventionally, a precise division of the cooling liquid is not clearly ensured on the arranged on the opposite sides windings or winding heads of the stator due to suction effects and turbulence, whereby the stator is cooled only unevenly. This usually results in the power reduction having to take place at an early stage during operation.

Dies kann nun mittels der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine vermieden werden, da sich durch die gezielte und definierte Aufteilung der mittels der Taschen aufgefangenen Kühlflüssigkeit auf die auf den gegenüberliegenden Seiten angeordneten Wicklungen eine zumindest im Wesentlichen gleichmäßige beziehungsweise homogene Temperaturverteilung infolge einer besonders effektiven Kühlung realisieren lässt.This can now be avoided by means of the electric machine according to the invention, since an at least substantially uniform or homogeneous temperature distribution due to a particularly effective cooling can be realized by the targeted and defined division of the captured by the pockets of cooling liquid on the windings arranged on opposite sides.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:The drawing shows in:

1 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug; 1 a schematic longitudinal sectional view of an electrical machine according to the invention, in particular for a motor vehicle;

2 ausschnittsweise eine weitere schematische Längsschnittansicht der elektrischen Maschine; und 2 a detail of another schematic longitudinal sectional view of the electrical machine; and

3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht der elektrischen Maschine. 3 a schematic perspective view of the electrical machine.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 und 2 zeigen jeweils ausschnittsweise in einer schematischen Längsschnittansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, welches beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist. Die elektrische Maschine 10 kommt dabei beispielsweise in einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs zum Einsatz, welches mittels des Antriebsstrangs antreibbar ist. Somit ist das Kraftfahrzeug beispielsweise mittels der elektrischen Maschine 10 antreibbar. Optional kann der Antriebsstrang wenigstens eine Verbrennungskraftmaschine umfassen, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Das Kraftfahrzeug ist somit beispielsweise als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildet. 1 and 2 each show a detail in a schematic longitudinal sectional view of a whole 10 designated electrical machine for a motor vehicle, which is designed for example as a motor vehicle, especially as a passenger car. The electric machine 10 is used for example in a drive train of the motor vehicle, which is drivable by means of the drive train. Thus, the motor vehicle is for example by means of the electric machine 10 drivable. Optionally, the drive train may comprise at least one internal combustion engine, by means of which the motor vehicle is drivable. The motor vehicle is thus designed, for example, as a hybrid or electric vehicle.

Die elektrische Maschine 10 ist beispielsweise in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar, mittels welchem das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine 10 in einem Generatorbetrieb und somit als Generator betreibbar ist. Im Generatorbetrieb wird die elektrische Maschine 10 beispielsweise von Rädern und somit mittels kinetischer Energie des sich bewegenden Kraftfahrzeugs angetrieben, wodurch mittels des Generators zumindest ein Teil der kinetischen Energie des Kraftfahrzeugs in von dem Generator bereitgestellte elektrische Energie umgewandelt werden kann. Die von dem Generator bereitgestellte elektrische Energie kann beispielsweise wenigstens einem Verbraucher des Kraftfahrzeugs und/oder einem Energiespeicher zugeführt werden, in welchem die elektrische Energie gespeichert werden kann. Der Antriebsstrang umfasst beispielsweise ein Getriebe, von welchem in 1 und 2 ausschnittsweise ein Getriebegehäuse 12 erkennbar ist. Die elektrische Maschine 10 ist dabei beispielsweise in dem Getriebegehäuse 12, insbesondere in einer Glocke des Getriebegehäuses 12, aufgenommen.The electric machine 10 is for example in an engine operation and thus operable as an electric motor, by means of which the motor vehicle is driven. Furthermore, it can be provided that the electric machine 10 in a generator mode and thus can be operated as a generator. In generator mode, the electric machine 10 For example, by wheels and thus driven by kinetic energy of the moving motor vehicle, whereby by means of the generator at least a part of the kinetic energy of the motor vehicle in can be converted by the generator provided electrical energy. The electrical energy provided by the generator can be supplied, for example, to at least one consumer of the motor vehicle and / or an energy store in which the electrical energy can be stored. The powertrain includes, for example, a transmission, of which in 1 and 2 partially a transmission housing 12 is recognizable. The electric machine 10 is for example in the gearbox 12 , in particular in a bell of the transmission housing 12 , added.

Aus 1 und 2 ist erkennbar, dass die elektrische Maschine 10 einen Stator 15 und einen Rotor 17 aufweist, welcher um eine Drehachse relativ zu dem Stator 15 drehbar und mittels des Stators 15 antreibbar ist. Durch Antreiben des Rotors 17 wird der Rotor 17 um die Drehachse relativ zu dem Stator 15 und relativ zu dem Getriebegehäuse 12 gedreht. Dabei ist der Rotor 17 mit einer Kühlflüssigkeit versorgbar, welche beispielsweise als ein Öl ausgebildet ist. Die elektrische Maschine 10 ist somit mit einer Ölkühlung ausgestattet, sodass zumindest ein Teilbereich der elektrischen Maschine 10 mittels der Kühlflüssigkeit gekühlt werden kann.Out 1 and 2 is recognizable that the electric machine 10 a stator 15 and a rotor 17 which is about an axis of rotation relative to the stator 15 rotatable and by means of the stator 15 is drivable. By driving the rotor 17 becomes the rotor 17 about the axis of rotation relative to the stator 15 and relative to the transmission housing 12 turned. Here is the rotor 17 supplied with a cooling liquid, which is formed for example as an oil. The electric machine 10 is thus equipped with oil cooling, so that at least a portion of the electric machine 10 can be cooled by means of the cooling liquid.

In Zusammenschau mit 3 ist besonders gut erkennbar, dass die elektrische Maschine 10 darüber hinaus eine mit dem Rotor 17 um die Drehachse relativ zu dem Stator 15 mitdrehbare Führungseinrichtung 20 aufweist, mittels welcher zumindest ein Teil der Kühlflüssigkeit, der während eines Betriebs der elektrischen Maschine 10 fliehkraftbedingt in radialer Richtung des Rotors 17 beziehungsweise die elektrische Maschine 10 insgesamt nach außen strömt, geführt und verteilt werden kann beziehungsweise wird. Während des genannten Betriebs der elektrischen Maschine 10 wird der Rotor 17 mittels des Stators 15 angetrieben, wodurch der Rotor 17 um die Drehachse relativ zu dem Stator 15 gedreht wird. Ferner wird dabei der Rotor 17 mit der Kühlflüssigkeit versorgt. Durch die Drehung des Rotors 17 wirken auf die Kühlflüssigkeit Fliehkräfte, welche in radialer Richtung nach außen gerichtet sind. Diese Fliehkräfte bewirken eine Strömung zumindest des genannten Teils der Hydraulikflüssigkeit in radialer Richtung nach außen. Die radiale Richtung verläuft dabei zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse und somit zur axialen Richtung des Rotors 17 und somit des Stators 15 und der elektrischen Maschine 10 insgesamt.In synopsis with 3 is particularly well recognizable that the electric machine 10 in addition, one with the rotor 17 about the axis of rotation relative to the stator 15 co-rotating guide device 20 by means of which at least a part of the cooling liquid, during an operation of the electrical machine 10 centrifugal force in the radial direction of the rotor 17 or the electric machine 10 flows outward overall, can be guided and distributed or is. During said operation of the electric machine 10 becomes the rotor 17 by means of the stator 15 driven, causing the rotor 17 about the axis of rotation relative to the stator 15 is turned. Furthermore, while the rotor 17 supplied with the cooling liquid. By the rotation of the rotor 17 act on the cooling fluid centrifugal forces, which are directed in the radial direction to the outside. These centrifugal forces cause a flow of at least the said part of the hydraulic fluid in the radial direction to the outside. The radial direction runs at least substantially perpendicular to the axis of rotation and thus to the axial direction of the rotor 17 and thus the stator 15 and the electric machine 10 all in all.

Ferner weist der Stator 15 erste Wicklungen 22 auf, durch welche zumindest ein erster Wickelkopf 24 gebildet ist. Des Weiteren weist der Stator 15 zweite Wicklungen 26, durch welche wenigstens ein zweiter Wickelkopf 28 gebildet ist. Die ersten Wicklungen 22 und somit der erste Wickelkopf 24 sind dabei auf einer ersten Seite 30, insbesondere des Stators 15, angeordnet, wobei die zweiten Wicklungen 26 und somit der zweite Wickelkopf 28 auf einer der ersten Seite 30 in axialer Richtung gegenüberliegenden zweiten Seite 32, insbesondere des Stators 15, angeordnet sind.Furthermore, the stator has 15 first windings 22 on, by which at least a first winding head 24 is formed. Furthermore, the stator 15 second windings 26 through which at least one second winding head 28 is formed. The first windings 22 and thus the first winding head 24 are on a first page 30 , in particular the stator 15 arranged, wherein the second windings 26 and thus the second winding head 28 on one of the first page 30 in the axial direction opposite second side 32 , in particular the stator 15 , are arranged.

Um nun eine besonders vorteilhafte Kühlung der elektrischen Maschine 10 realisieren zu können, weist die Führungseinrichtung 20 eine Mehrzahl von zumindest in Umfangsrichtung des Rotors 17 voneinander getrennten, radialen Taschen 16 und 18 (3) auf, mittels welchen zumindest der genannte Teil der Kühlflüssigkeit, der während des Betriebs der elektrischen Maschine 10 fliehkraftbedingt in radialer Richtung nach außen strömt, aufgefangen und zwischengespeichert werden kann beziehungsweise wird. Ferner weist die Führungseinrichtung 20 jeweilige, den Taschen 16 und 18 zugeordnete Abführöffnungen auf, über welche die auf den gegenüberliegenden Seiten 30 und 32 angeordneten Wicklungen 22 und 26 beziehungsweise Wickelköpfe 24 und 28 mit der Hydraulikflüssigkeit aus den Taschen 16 und 18 versorgt werden können. Von den den Taschen 16 und 18 zugeordneten Abführöffnungen ist in 3 lediglich eine der in 3 gezeigten Tasche 16 zugeordnete, mit 34 bezeichnete Abführöffnung erkennbar, wobei die folgenden und vorigen Ausführungen zur Abführöffnung 34 ohne weiteres auf die anderen Abführöffnungen übertragen werden können und umgekehrt.To now a particularly advantageous cooling of the electric machine 10 to be able to realize, has the guide device 20 a plurality of at least in the circumferential direction of the rotor 17 separate, radial pockets 16 and 18 ( 3 ), by means of which at least said part of the cooling liquid, during the operation of the electrical machine 10 Due to centrifugal force flowing in the radial direction to the outside, can be collected and cached or will. Furthermore, the guide device 20 respective, the bags 16 and 18 associated discharge openings, over which the on the opposite sides 30 and 32 arranged windings 22 and 26 or winding heads 24 and 28 with the hydraulic fluid from the pockets 16 and 18 can be supplied. From the bags 16 and 18 associated discharge openings is in 3 only one of in 3 shown bag 16 assigned, with 34 designated discharge opening recognizable, the following and previous versions of the discharge opening 34 can be easily transferred to the other discharge openings and vice versa.

Beispielsweise ist die Abführöffnung 34 als Bohrung und/oder Durchgangsöffnung ausgebildet. Das Abführen der Kühlflüssigkeit aus den Taschen 16 und 18 und somit das Versorgen der Wickelköpfe 24 und 28 mit der Hydraulikflüssigkeit aus den Taschen 16 und 18 geschieht in einem festgelegten Verhältnis, welches durch entsprechende Ausgestaltung der Abführöffnungen, insbesondere durch entsprechende Ausgestaltung wenigstens eines von der aufgefangenen Hydraulikflüssigkeit durchströmbaren Strömungsquerschnitts der jeweiligen Abführöffnung, festgelegt ist beziehungsweise wird.For example, the discharge opening 34 designed as a bore and / or passage opening. The removal of the coolant from the pockets 16 and 18 and thus the supply of the winding heads 24 and 28 with the hydraulic fluid from the pockets 16 and 18 happens in a fixed ratio, which is determined by appropriate design of the discharge openings, in particular by appropriate design of at least one of the collected hydraulic fluid flow cross-section of the respective discharge opening is or will.

Beispielsweise wird die Seite 30 auch als A-Seite bezeichnet, wobei die Seite 32 auch als B-Seite bezeichnet wird. In vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs ist die auch als Elektromaschine bezeichnete elektrische Maschine 10 beispielsweise derart angeordnet, dass die B-Seite in Fahrzeuglängsrichtung hinter der A-Seite angeordnet ist, sodass die B-Seite beispielsweise in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten und die A-Seite in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne weist.For example, the page becomes 30 Also referred to as the A-side, the page 32 also called B-side. In fully manufactured state of the motor vehicle, which is also referred to as an electric machine electric machine 10 For example, arranged such that the B-side is arranged in the vehicle longitudinal direction behind the A-side, so that the B-side, for example, in the vehicle longitudinal direction to the rear and the A-side in the vehicle longitudinal direction has forward.

Bei dem in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind beispielsweise die Taschen 16 ausschließlich den Wicklungen 22 auf der Seite 30 zugeordnet, wobei die Taschen 18 ausschließlich den Wicklungen 26 auf der Seite 32 zugeordnet sind, sodass die mittels der Taschen 16 aufgefangene Kühlflüssigkeit lediglich den auf der Seite 30 angeordneten Wicklungen 22 und die mittels der Taschen 18 aufgefangene Kühlflüssigkeit lediglich den auf der Seite 32 angeordneten Wicklungen 26 zugeführt wird. Durch entsprechende Ausgestaltung der jeweiligen Tasche 16 beziehungsweise 18 und/oder durch entsprechende Ausgestaltung des jeweiligen, von der Kühlflüssigkeit durchströmbaren Strömungsquerschnitts der jeweiligen Abführöffnung und/oder durch entsprechende Wahl der Anzahl der jeweiligen Taschen 16 und 18 können beispielsweise eine den Wicklungen 22 zuzuführende erste Menge der Kühlflüssigkeit sowie eine den Wicklungen 26 zuzuführende zweite Menge der Kühlflüssigkeit bedarfsgerecht eingestellt werden, wodurch das zuvor genannte Verhältnis, insbesondere der Mengen zueinander, eingestellt werden kann. Somit kann die mittels der Taschen 16 und 18 aufgefangene Kühlflüssigkeit bedarfsgerecht auf die Wicklungen 22 und 26 aufgeteilt werden, wodurch beispielsweise eine jeweilige Kühlleistung, mittels welcher die jeweiligen Wicklungen 22 beziehungsweise 26 gekühlt werden, einstellbar ist. Insbesondere kann auf diese Weise ein jeweiliger Volumenstrom der Kühlflüssigkeit zu den Wicklungen 22 beziehungsweise 26 präzise und bedarfsgerecht eingestellt werden, insbesondere derart, dass die Wicklungen 22 auf der Seite 30 die gleiche Kühlleistungen wie die Wicklungen 26 auf der Seite 32 erfahren. Durch die gezielte Führung und Aufteilung der Kühlflüssigkeit können unerwünschte, durch Strömungen oder Sogwirkungen bewirkte Beeinflussungen auf die Verteilung der Kühlflüssigkeit verhindert werden, denn sobald die Kühlflüssigkeit in den radialen Taschen 16 und 18 gefangen ist, kann die Kühlflüssigkeit die radialen Taschen 16 und 18 nur noch über die definiert vorgesehenen, als Ausgänge fungierenden Abführöffnungen verlassen. Die jeweilige Abführöffnung dient daher der Entleerung der jeweiligen Tasche 16 beziehungsweise 18 sowie zur Einstellung der jeweiligen, den jeweiligen Wicklungen 22 beziehungsweise 26 zuzuführenden Menge der Kühlflüssigkeit.In the embodiment illustrated in the figures, for example, the pockets 16 excluding the windings 22 on the website 30 assigned, with the pockets 18 exclusively the windings 26 on the website 32 are assigned, so that by means of the pockets 16 Trapped coolant only on the side 30 arranged windings 22 and those by means of the bags 18 Trapped coolant only on the side 32 arranged windings 26 is supplied. By appropriate design of the respective bag 16 respectively 18 and / or by appropriate configuration of the respective flow cross section of the respective discharge opening through which the cooling liquid can flow and / or by appropriate selection of the number of the respective pockets 16 and 18 For example, one can use the windings 22 to be supplied first quantity of the cooling liquid and one of the windings 26 supplied second quantity of the cooling liquid can be adjusted as needed, whereby the aforementioned ratio, in particular the amounts to each other, can be adjusted. Thus, the means of the pockets 16 and 18 trapped coolant as needed on the windings 22 and 26 be divided, whereby, for example, a respective cooling capacity, by means of which the respective windings 22 respectively 26 be cooled, is adjustable. In particular, in this way a respective volume flow of the cooling liquid to the windings 22 respectively 26 be set precisely and demand, in particular such that the windings 22 on the website 30 the same cooling performance as the windings 26 on the website 32 Experienced. The targeted guidance and distribution of the cooling liquid can be used to prevent undesired influences on the distribution of the cooling liquid caused by currents or suction effects, because as soon as the cooling liquid in the radial pockets 16 and 18 is trapped, the coolant can be the radial pockets 16 and 18 leave only via the defined provided, acting as exits discharge openings. The respective discharge opening therefore serves to empty the respective pocket 16 respectively 18 and for setting the respective, the respective windings 22 respectively 26 supplied amount of the cooling liquid.

Um den Bauraumbedarf, das Gewicht, die Teilanzahl und die Kosten der elektrischen Maschine 10 besonders gering halten zu können, sind die Taschen 16 und 18 bei der in den Fig. gezeigten Ausführungsform durch einen als Außenlamellenträger 36 gebildeten Lamellenträger einer Lamellenkupplung 38 gebildet. Die Lamellenkupplung 38 weist dabei als Außenlamellen 40 ausgebildete erste Kupplungslamellen auf, welche zumindest in Umfangsrichtung des Außenlamellenträgers 36 an diesem abgestützt sind, sodass Drehmomente zwischen dem Außenlamellenträger 36 und den Außenlamellen 40 übertragen werden können. Dabei sind die Außenlamellen 40 jeweils teilweise in den jeweiligen Taschen 16 und 18 aufgenommen beziehungsweise angeordnet.To the space requirements, the weight, the number of parts and the cost of the electric machine 10 To keep particularly low, are the bags 16 and 18 in the embodiment shown in FIGS. By an outer disc carrier 36 formed disk carrier of a multi-plate clutch 38 educated. The multi-plate clutch 38 points as outer disks 40 trained first clutch plates, which at least in the circumferential direction of the outer disk carrier 36 supported on this, so that torques between the outer disk carrier 36 and the outer plates 40 can be transmitted. Here are the outer plates 40 each partially in the respective pockets 16 and 18 recorded or arranged.

Über die Lamellenkupplung 38 kann beispielsweise der Rotor 17 mit einem um die Drehachse relativ zu dem Getriebegehäuse 12 drehbaren weiteren Bauelement des Antriebsstrangs gekoppelt werden, sodass über die Lamellenkupplung 38 Drehmomente zwischen dem Rotor 17 und dem weiteren Bauelement übertragen werden können. Hierzu umfasst die Lamellenkupplung 38 beispielsweise einen weiteren, als Innenlamellenträger 42 ausgebildeten Lamellenträger sowie weitere, als Innenlamellen 44 ausgebildete Kupplungslamellen, welche zumindest in Umfangsrichtung des Innenlamellenträgers 42 an diesem abgestützt sind, sodass Drehmomente zwischen den Innenlamellen 44 und dem Innenlamellenträger 42 übertragen werden können.About the multi-plate clutch 38 For example, the rotor 17 with one about the axis of rotation relative to the transmission housing 12 rotatable another component of the powertrain are coupled, so over the multi-plate clutch 38 Torques between the rotor 17 and the further component can be transmitted. This includes the multi-plate clutch 38 for example, another, as an inner disk carrier 42 trained plate carrier and others, as inner plates 44 trained clutch plates, which at least in the circumferential direction of the inner disk carrier 42 supported on this, so that torques between the inner plates 44 and the inner disc carrier 42 can be transmitted.

In 1 und 3 veranschaulichen Pfeile eine Strömung der Kühlflüssigkeit zunächst in radialer Richtung nach außen in die Taschen 16 und dann weiter von diesen zu den auf der A-Seite angeordneten Wicklungen 22. Ferner veranschaulicht in 2 ein Pfeil eine Strömung der Kühlflüssigkeit zunächst in radialer Richtung nach außen in die Taschen 18 und von diesen weiter zu den auf der B-Seite angeordneten Wicklungen 26. Somit ist anhand der Pfeile die zuvor beschriebene, definierte und bedarfsgerechte Führung und Aufteilung der Hydraulikflüssigkeit auf die Wicklungen 22 und 26 erkennbar, wodurch sich eine bedarfsgerechte und definierte Kühlung der Wicklungen 22 und 26 realisieren lässt. In der Folge kann eine zumindest im Wesentlichen gleichmäßige beziehungsweise homogene Temperatur beziehungsweise Temperaturverteilung der elektrischen Maschine 10 während ihres Betriebs gewährleistet werden, sodass die elektrische Maschine 10 über eine lange Zeitspanne eine besonders hohe Leistung bereitstellen kann.In 1 and 3 arrows illustrate a flow of the cooling liquid initially in the radial direction outward into the pockets 16 and then further from these to the windings arranged on the A side 22 , Further illustrated in FIG 2 an arrow, a flow of the cooling liquid initially in the radial direction outward into the pockets 18 and from there to the B-side windings 26 , Thus, with reference to the arrows, the previously described, defined and needs-based guidance and distribution of the hydraulic fluid to the windings 22 and 26 recognizable, resulting in a needs-based and defined cooling of the windings 22 and 26 can be realized. As a result, an at least substantially uniform or homogeneous temperature or temperature distribution of the electric machine 10 be ensured during their operation, so that the electric machine 10 over a long period of time can provide a particularly high performance.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Elektrische MaschineElectric machine
1212: Getriebegehäusegearbox
1515: Statorstator
1616: Taschebag
1717: Rotorrotor
1818: Taschebag
2020: Führungseinrichtungguide means
2222: Wicklungenwindings
2424: Wickelkopfwinding
2626: Wicklungenwindings
2828: Wickelkopfwinding
3030: Seitepage
3232: Seitepage
3434: Abführöffnungdischarge opening
3636: AußenlamellenträgerExternal disk carrier
3838: Lamellenkupplungmulti-plate clutch
4040: Außenlamellenouter disk
4242: InnenlamellenträgerInner disk carrier
4444: Innenlamelleninner disk

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014218453 A1 [0002]

Claims

Electric machine ( 10 ), with a stator ( 15 ), with one about an axis of rotation relative to the stator ( 15 ) rotatable rotor ( 17 ), which is supplied with a cooling liquid, and one with the rotor ( 17 ) with rotatable guide device ( 20 ) for guiding and distributing at least one during an operation of the electric machine ( 10 ) due to centrifugal force in the radial direction of the rotor ( 17 ) outwardly flowing part of the cooling liquid, characterized in that the guide means ( 20 ) a plurality of at least in the circumferential direction of the rotor ( 17 ) separated radial pockets ( 16 . 18 ) for collecting and temporarily storing at least the part of the cooling liquid and respective, the pockets ( 16 . 18 ) associated discharge openings ( 34 ), over which in the axial direction of the electric machine ( 10 ) opposite sides ( 30 . 32 ) arranged windings ( 22 . 24 ) of the stator ( 16 ) with the coolant from the pockets ( 16 . 18 ) are available.

Electric machine ( 10 ) According to claim 1, characterized in that the bags ( 16 . 18 ) by a plate carrier ( 36 ) a multi-plate clutch ( 38 ) are formed, wherein clutch plates ( 40 ) of the multi-plate clutch ( 38 ) partially in the respective pockets ( 16 . 18 ) are partially included.

Electric machine ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the guide device ( 20 ) as outer disc carrier ( 36 ) is trained.

Electric machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that first of the pockets ( 16 . 18 ) exclusively to the windings ( 22 ) on a first of the pages ( 30 . 32 ) and second of the pockets ( 16 . 18 ) exclusively to the windings ( 24 ) on the second page ( 32 ) are assigned, so that by means of the first pockets ( 16 ) collected coolant only on the first page ( 30 ) arranged windings ( 22 ) and by means of the second pockets ( 18 ) collected coolant only on the second side ( 32 ) arranged windings ( 24 ) can be fed.

Electric machine ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the pockets ( 16 . 18 ) several discharge openings ( 34 ) assigned.