DE102018103651A1

DE102018103651A1 - Electric machine with sectionally segmented stator for use in a motor vehicle drive topology

Info

Publication number: DE102018103651A1
Application number: DE102018103651.5A
Authority: DE
Inventors: Sebastian SCHULTE; Zdeno Neuschl
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-02-19
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2019-08-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektromaschine (1) mit einem Stator (2) und einem relativ zum Stator (2) um eine Rotationsachse (R) rotierbaren Rotor (3), wobei der Stator (2) eine Statorinnenseite (4) mit einer konkaven Hüllfläche und der Rotor (3) eine Rotoraußenseite (5) mit einer konvexen Hüllfläche aufweist, wobei die Statorinnenseite (4) der Rotoraußenseite (5) zugewandt und dieser benachbart angeordnet ist, wobei der Stator (2) in einem sich entlang der Rotationsachse (R) erstreckenden ersten Statorabschnitt (S1) derart ausgebildet ist, dass die Statorinnenseite (4) des Stators (2) im ersten Statorabschnitt (S1) die Rotoraußenseite (5) des Rotors (3) in Umfangsrichtung (U) vollständig umgibt. Der Stator (2) weist in einem sich entlang der Rotationsachse (R) erstreckenden, vom ersten Statorabschnitt (S1) verschiedenen zweiten Statorabschnitt (S2) in Umfangsrichtung (U) des Stators (2) mindestens eine Unterbrechung (6) auf, sodass die Statorinnenseite (4) des Stators (2) im zweiten Statorabschnitt (S2) die Rotoraußenseite (5) des Rotors (3) in Umfangsrichtung (U) nur teilweise umgibt. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Elektromaschine (1).The invention relates to an electric machine (1) having a stator (2) and a rotor (3) rotatable relative to the stator (2) about an axis of rotation (R), the stator (2) having a stator inner side (4) with a concave envelope surface and the rotor (3) has a rotor outer side (5) with a convex envelope surface, the stator inner side (4) facing and being adjacent to the rotor outer side (5), the stator (2) extending in a direction along the axis of rotation (R) first stator portion (S1) is formed such that the stator inner side (4) of the stator (2) in the first stator (S1) completely surrounds the rotor outer side (5) of the rotor (3) in the circumferential direction (U). The stator (2) has at least one interruption (6) in a circumferential direction (U) of the stator (2) extending along the axis of rotation (R), different from the first stator section (S1), so that the inside of the stator (4) of the stator (2) in the second stator section (S2), the rotor outer side (5) of the rotor (3) in the circumferential direction (U) only partially surrounds. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with an electric machine (1) according to the invention.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektromaschine mit einem segmentierten Stator und einem relativ zum Stator um eine Rotationsachse rotierbaren Rotor. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Elektromaschine.The present invention relates to an electric machine having a segmented stator and a rotor rotatable about an axis of rotation relative to the stator. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with an electric machine according to the invention.

Elektromaschinen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt und finden auf einer Vielzahl unterschiedlicher Gebiete der Technik Anwendung. Im Automobilbau werden elektrische Maschinen beispielsweise zum Starten sowie Unterstützen eines Verbrennungsmotors, Antreiben eines Kraftfahrzeugs und zum Generieren von elektrischem Strom eingesetzt. Elektromaschinen für Antriebsstränge von Kraftfahrzeugen sind zumeist als rotierende Elektromaschinen ausgebildet. Eine weit verbreitete Bauart von rotierenden Elektromaschinen weist einen feststehenden Teil, welcher auch als Stator bzw. Ständer bezeichnet wird, und einem beweglichen bzw. rotierbarenden Teil, welcher auch als Rotor oder Läufer bezeichnet wird. Herkömmliche Statoren weisen ein Joch aus einem magnetisch leitfähigen Material, insbesondere Eisen, mit Wicklungen aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere Kupfer, auf. Die Wicklungen weisen einen oder mehrere Drähte auf, welche nach außen isoliert sind, um hierdurch einen Stromfluss über Kontaktstellen benachbarter Drähte zu vermeiden.Electric machines are well known in the art and find application in a variety of different fields of technology. In the automotive industry, electrical machines are used, for example, for starting and supporting an internal combustion engine, driving a motor vehicle and for generating electrical power. Electric machines for drive trains of motor vehicles are usually designed as rotating electrical machines. One widely used type of rotary electric machine has a fixed part, which is also called a stator, and a movable or rotatable part, which is also called a rotor or rotor. Conventional stators have a yoke of a magnetically conductive material, in particular iron, with windings of an electrically conductive material, in particular copper. The windings have one or more wires which are insulated to the outside to thereby avoid current flow over contact points of adjacent wires.

Ferner weisen solche Statoren oftmals ein Gehäuse zum Abschirmen der Elektromaschine vor äußeren Einflüssen sowie zum Befestigen der Elektromaschine an einer Einbaustelle auf. Bei einigen Elektromaschinen, insbesondere bei Elektromaschinen mit einer verhältnismäßig großen Leistung und einer damit verbundenen hohen Wärmeentwicklung, kann der Stator eine Kühlvorrichtung bzw. eine Kühlstruktur aufweisen. Eine solche Kühlstruktur kann einen oder mehrere Kühlkanäle zum Durchleiten eines Kühlfluids und/oder eine oder mehrere Kühlrippen aufweisen. Ein herkömmlicher Rotor weist ebenfalls ein Joch aus Eisen oder einem anderen magnetisch leitfähigen Material auf. An dem Joch des Rotors können ebenfalls Wicklungen aus Kupferdraht und/oder ein Alukäfig und/oder ein Kupferkäfig und/oder Permanentmagnete angeordnet sein. Der Rotor ist zumeist mittels einer Presspassung oder eines Formschlusses mit einer Welle verbunden, welche als Antriebswelle aus dem Gehäuse geführt wird. Der Rotor ist relativ zum Stator um eine Rotationsachse drehbar gelagert. Der Stator ist beispielsweise an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs fixierbar, während der Rotor insbesondere mit einem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs zur Übertragung eines Drehmoments mechanisch koppelbar ist.Furthermore, such stators often have a housing for shielding the electric machine from external influences and for fastening the electric machine to a mounting location. In some electrical machines, in particular in electric machines with a relatively large power and a high heat development associated therewith, the stator may have a cooling device or a cooling structure. Such a cooling structure may have one or more cooling channels for passing a cooling fluid and / or one or more cooling fins. A conventional rotor also has a yoke of iron or other magnetically conductive material. Windings made of copper wire and / or an aluminum cage and / or a copper cage and / or permanent magnets can likewise be arranged on the yoke of the rotor. The rotor is usually connected by means of a press fit or a positive connection with a shaft which is guided as a drive shaft from the housing. The rotor is rotatably mounted relative to the stator about a rotation axis. The stator is fixable, for example, to a body of a motor vehicle, while the rotor is mechanically coupled in particular with a drive train of the motor vehicle for transmitting torque.

Rotierende Elektromaschinen für Antriebssysteme von Kraftfahrzeugen sind oftmals symmetrisch aufgebaut. Hierbei ist der Rotor in der Regel zylinderförmig oder zumindest im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Über den Rotor sind Drehmoment und Drehzahl auf der Antriebswelle der Elektromaschine bereitstellbar. Diese sind über ein Zusammenspiel von Rotor und Stator durch magnetische Wechselwirkungen unterschiedlicher Magnetfelder erzeugbar. Um möglichst vorteilhafte Kräfte zwischen Rotor und Stator zu erzeugen, weist der Stator eine Statorinnenseite auf, die mit einer Rotoraußenseite korrespondiert, insbesondere unter Ausbildung eines Spalts zwischen Rotor und Stator mit zumeist konstanter Spaltbreite. In alternativen Bauformen kann die Spaltbreite auch gezielt nicht konstant ausgebildet sein.Rotating electrical machines for propulsion systems of motor vehicles are often symmetrical. In this case, the rotor is generally cylindrical or at least substantially cylindrical. Torque and speed can be provided on the drive shaft of the electric machine via the rotor. These can be generated by an interaction of rotor and stator by magnetic interactions of different magnetic fields. In order to produce advantageous forces between the rotor and stator, the stator has a stator inside, which corresponds to a rotor outer side, in particular to form a gap between the rotor and stator with a mostly constant gap width. In alternative designs, the gap width can also be deliberately not designed to be constant.

Für die Verwendung und den Einbau von Elektromaschinen in Kraftfahrzeugen müssen die Elektromaschinen eine Vielzahl von Voraussetzungen erfüllen. Zunächst müssen bewegliche Teile, wie z. B. der Rotor, der Elektromaschine nach vorgegebenen Regeln gelagert werden. Ein von der Elektromaschine zu erzeugendes bzw. aufzunehmendes Drehmoment muss ausreichend abgestützt werden. Die Elektromaschine muss ein vorgegebenes Drehmoment sowie eine vorgegebene Leistung bereitstellen. Ein Bauvolumen herkömmlicher Elektromaschinen ist proportional zum Drehmoment und der Leistung. Schließlich müssen Elektromaschinen ein vorgegebenes Verhältnis zwischen Durchmesser und Länge aufweisen, welches ebenfalls mit der Leistung und dem Drehmoment korreliert. Somit ist die geometrische Ausbildung einer Elektromaschine von der bereitzustellenden Leistung und dem bereitzustellenden Drehmoment stark abhängig. Um die Einhaltung von Bauraumvorgaben zu verbessern, werden Getriebe verwendet, welche mit den Elektromaschinen mechanisch sowie drehmomentübertragend gekoppelt werden.For the use and installation of electric machines in motor vehicles, the electric machines must meet a variety of requirements. First, moving parts, such. B. the rotor, the electric machine are stored according to predetermined rules. A torque to be generated or absorbed by the electric machine must be adequately supported. The electric machine must provide a given torque as well as a given power. A construction volume of conventional electric machines is proportional to the torque and the power. Finally, electric machines must have a predetermined ratio between diameter and length, which also correlates with power and torque. Thus, the geometric design of an electric machine is heavily dependent on the power to be provided and the torque to be provided. In order to improve compliance with space requirements, transmissions are used which are coupled mechanically and with torque transmission by the electric machines.

Mittels eines Getriebes können die Drehzahl und das Drehmoment der Elektromaschine gewandelt werden. Wenn beispielsweise ein hohes Drehmoment gefordert ist, wäre eine Elektromaschine mit einem besonders großen Durchmesser erforderlich. Für den Fall, dass ein Bauraum aufgrund einer vorgegebenen Karosserie und vorgegebenen Komponenten in zumindest einer Dimension begrenzt ist, lässt sich eine solche Elektromaschine mit einem derartigen Durchmesser nicht immer verbauen. Gleichwohl kann der Bauraum in einer anderen Dimension wesentlich größer sein, sodass ausreichend Platz für eine besonders lange Elektromaschine zur Verfügung steht. In diesem Beispiel wäre der vorhandene Bauraum also für den Einsatz einer Elektromaschine mit einem relativ geringen Durchmesser und somit einem relativ geringen Drehmoment in Kombination mit einem Getriebe, welches zum Übersetzen des Drehmoments der Elektromaschine in das geforderte Drehmoment ausgebildet ist, geeignet. By means of a gearbox, the speed and the torque of the electric machine can be converted. For example, when high torque is required, an extra large diameter electric machine would be required. In the event that a space is limited due to a given body and predetermined components in at least one dimension, such an electric machine with such a diameter can not always obstruct. However, the space can be much larger in another dimension, so that sufficient space for a particularly long electric machine is available. In this example, the available space would therefore be for the use of an electric machine with a relatively small diameter and thus a relatively low torque in combination with a transmission, which for translating the Torque of the electric machine is formed in the required torque suitable.

Die Verwendung eines Getriebes ermöglicht somit eine erhöhte Flexibilität bei der Auslegung bzw. Dimensionierung eines elektrischen Antriebs bei einem Kraftfahrzeug.The use of a transmission thus allows increased flexibility in the design and dimensioning of an electric drive in a motor vehicle.

Komplexere Antriebsstrangtopologien führen zu einer ständigen Reduzierung des für elektrische Antriebe verfügbaren Bauraums. Bisweilen kann der verfügbare Bauraum auch eine asymmetrische Gestalt aufweisen, sodass bei Verwendung einer symmetrisch bzw. im Wesentlichen symmetrisch aufgebauten Elektromaschine der vorhandene Bauraum unter Umständen nicht effizient genutzt werden kann.More complex powertrain topologies lead to a constant reduction in the space available for electric drives. Sometimes, the available space can also have an asymmetrical shape, so that when using a symmetrical or substantially symmetrical constructed electric machine, the existing space may not be used efficiently under certain circumstances.

Aus der DE 103 55 267 A1 ist eine Elektromaschine bekannt, welche einen asymmetrisch ausgebildeten Stator aufweist, welcher einen Rotor vollumfänglich umgibt. Durch das Einsparen von Statorwicklungen an einigen Bereichen des Stators weist dieser reduzierte äußere Abmessungen auf. Die EP 2 541 740 A1 offenbart eine Elektromaschine mit einem Rotor und einen den Rotor umfassenden Stator, wobei an dem Stator mehrere Abschirmungssegmente angeordnet sind. Die aus dem Stand der Technik bekannten Elektromaschinen haben den Nachteil, dass diese bei besonders begrenzten Bauräumen aufgrund zu großer Abmessungen nicht einsetzbar sind. Ferner kann ein Drehmoment ausschließlich an Endabschnitten des Rotors abgegriffen werden.From the DE 103 55 267 A1 an electric machine is known, which has an asymmetrically shaped stator which surrounds a rotor in full circumference. By saving stator windings in some areas of the stator, this has reduced external dimensions. The EP 2 541 740 A1 discloses an electric machine having a rotor and a stator comprising the rotor, wherein a plurality of shield segments are arranged on the stator. The electric machines known from the prior art have the disadvantage that they can not be used in particularly limited space due to large dimensions. Furthermore, a torque can be tapped only at end portions of the rotor.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Elektromaschine sowie einem Elektromaschinensystem zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Elektromaschine und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welche auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine verbesserte Einbaubarkeit bei stark begrenzten Bauräumen aufweisen.It is therefore an object of the present invention to remedy the disadvantages described above in an electric machine and an electric machine system or at least partially correct. In particular, it is an object of the present invention to provide an electric machine and a motor vehicle, which in a simple and cost-effective manner have improved installation capability with very limited installation space.

Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch eine Elektromaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Elektromaschine beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The above problem is solved by the claims. Accordingly, the object is achieved by an electric machine having the features of claim 1 and by a motor vehicle having the features of claim 10. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the electric machine according to the invention apply, of course, also in connection with the motor vehicle according to the invention and in each case vice versa, so that with respect. The disclosure of the individual aspects of the invention is always reciprocal reference or can be.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Elektromaschine mit einem Stator und einem relativ zum Stator um eine Rotationsachse rotierbaren Rotor gelöst. According to a first aspect of the invention, the object is achieved by an electric machine having a stator and a rotor rotatable about a rotation axis relative to the stator.

Der Stator weist eine Statorinnenseite mit einer konkaven Hüllfläche und der Rotor eine Rotoraußenseite mit einer konvexen Hüllfläche auf. Die Statorinnenseite ist der Rotoraußenseite zugewandt und dieser benachbart angeordnet. Der Stator ist in einem sich entlang der Rotationsachse erstreckenden ersten Statorabschnitt derart ausgebildet, dass die Statorinnenseite des Stators im ersten Statorabschnitt die Rotoraußenseite des Rotors in Umfangsrichtung vollständig umgibt. Erfindungsgemäß weist der Stator in einem sich entlang der Rotationsachse erstreckenden, vom ersten Statorabschnitt verschiedenen zweiten Statorabschnitt in Umfangsrichtung des Stators mindestens eine Unterbrechung auf, sodass die Statorinnenseite des Stators im zweiten Statorabschnitt die Rotoraußenseite des Rotors in Umfangsrichtung nur teilweise umgibt.The stator has a stator inner side with a concave envelope surface and the rotor has a rotor outer side with a convex envelope surface. The stator inside is facing the rotor outside and arranged adjacent thereto. The stator is formed in a first stator section extending along the axis of rotation such that the stator inner side of the stator completely surrounds the rotor outer side of the rotor in the circumferential direction in the first stator section. According to the invention, the stator has at least one interruption in a circumferential direction of the stator extending in the circumferential direction of the stator in a second stator section extending along the axis of rotation, so that the stator inner side of the stator in the second stator section only partially surrounds the rotor outside of the rotor in the circumferential direction.

Der Rotor ist vorzugsweise um die Rotationsachse rotationssymmetrisch ausgebildet, insbesondere zylinderförmig mit konstantem Durchmesser oder zumindest abschnittsweise zylinderförmig mit unterschiedlichen Durchmessern. Somit ist die Rotoraußenseite konvex bzw. zumindest im Wesentlichen konvex ausgebildet. Der Rotor weist vorzugsweise ein magnetisch leitfähiges Joch, insbesondere ein Eisenjoch, mit Wicklungen, insbesondere Kupferwicklungen, und/oder einen Käfig, insbesondere einen Kupferkäfig und/oder einen Alukäfig, und/oder Permanentmagnete sowie eine Antriebswelle auf. Die Antriebswelle ist vorzugsweise als Hohlwelle ausgebildet. Das Joch, die Wicklungen, der Käfig und die Permanentmagnete sind vorzugsweise gleichmäßig bzw. symmetrisch über eine Antriebswelle des Rotors verteilt, es ist aber auch eine ungleichmäßige Verteilung möglich. Der Rotor ist vorzugsweise über mindestens zwei Lager relativ zum Stator um die Rotationsachse drehbar gelagert.The rotor is preferably rotationally symmetrical about the axis of rotation, in particular cylindrical with a constant diameter or at least partially cylindrical with different diameters. Thus, the rotor outer side is convex or at least substantially convex. The rotor preferably has a magnetically conductive yoke, in particular an iron yoke, with windings, in particular copper windings, and / or a cage, in particular a copper cage and / or an aluminum cage, and / or permanent magnets and a drive shaft. The drive shaft is preferably designed as a hollow shaft. The yoke, the windings, the cage and the permanent magnets are preferably distributed uniformly or symmetrically over a drive shaft of the rotor, but it is also an uneven distribution possible. The rotor is preferably mounted rotatably about at least two bearings relative to the stator about the axis of rotation.

Der Stator weist vorzugsweise ein magnetisch leitfähiges Joch, insbesondere ein Eisenjoch, auf, auf welchem Wicklungen, insbesondere Kupferwicklungen, angeordnet sind. Vorzugsweise weist der Stator ein Statorgehäuse auf. Weiter bevorzugt ist der Rotor über die mindestens zwei Lager am Statorgehäuse drehbar gelagert. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Stator eine Kühlvorrichtung zum Kühlen der Elektromaschine aufweist. Die Kühlvorrichtung weist vorzugsweise einen oder mehrere Kühlfluidkanäle zum Durchleiten eines Kühlfluids auf. Weiter bevorzugt weist die Kühlvorrichtung und/oder das Statorgehäuse eine oder mehrere Kühlrippen auf. Es kann vorgesehen sein, dass die Kühlvorrichtung als Teil des Statorgehäuses ausgebildet ist. Die Statorinnenseite weist eine Form auf, welche vorzugsweise mit einer Form der Rotoraußenseite korrespondiert bzw. zumindest abschnittsweise korrespondiert. Rotor und Stator sind vorzugsweise derart relativ zueinander angeordnet, dass ein Spalt zwischen Statorinnenseite und Rotoraußenseite konstant sowie zumindest im Wesentlichen bzw. zumindest abschnittsweise konstant ist. Erfindungsgemäß kann der Spalt in den überdeckten Bereichen auch variabel bzw. nicht konstant ausgebildet sein.The stator preferably has a magnetically conductive yoke, in particular an iron yoke, on which windings, in particular copper windings, are arranged. Preferably, the stator has a stator housing. More preferably, the rotor is rotatably mounted on the stator housing via the at least two bearings. It may be provided according to the invention that the stator has a cooling device for cooling the electric machine. The cooling device preferably has one or more cooling fluid passages for passing a cooling fluid. More preferably, the cooling device and / or the stator housing on one or more cooling fins. It can be provided that the cooling device is designed as part of the stator housing. The stator inside has a shape, which preferably corresponds to a shape of the rotor outer side or corresponds at least in sections. The rotor and the stator are preferably arranged relative to one another in such a way that a gap between the inside of the stator and the outside of the rotor is constant as well as at least essentially or at least in sections. According to the invention, the gap in the overlapped regions can also be variable or not constant.

Der Stator weist einen ersten Statorabschnitt auf, welcher sich entlang der Rotationsachse des Rotors erstreckt. Im ersten Statorabschnitt umgibt die Statorinnenseite des Stators die Rotoraußenseite des Rotors in Umfangsrichtung vollständig. Der erste Statorabschnitt ist vorzugsweise gemäß einer herkömmlichen Elektromaschine ausgebildet. Somit ist eine maximale Leistung der Elektromaschine im ersten Statorabschnitt aufgrund der Überdeckung des Rotors durch den Stator von 360° erzielbar.The stator has a first stator section which extends along the axis of rotation of the rotor. In the first stator section, the stator inner side of the stator completely surrounds the rotor outer side of the rotor in the circumferential direction. The first stator section is preferably formed according to a conventional electric machine. Thus, a maximum power of the electric machine in the first stator section due to the coverage of the rotor by the stator of 360 ° can be achieved.

Erfindungsgemäß weist der Stator einen vom ersten Statorabschnitt verschiedenen zweiten Statorabschnitt auf, welcher sich entlang der Rotationsachse des Rotors erstreckt. Der zweite Statorabschnitt kann dem ersten Statorabschnitt mittelbar oder unmittelbar benachbart sein. Im zweiten Statorabschnitt weist der Stator in Umfangsrichtung des Stators mindestens eine Unterbrechung auf. In dem Bereich der ersten Unterbrechung ist der Rotor in radialer Richtung vorzugsweise nicht nach außen vom Stator abgedeckt. Es kann vorgesehen sein, dass der Rotor im Bereich der ersten Unterbrechung offen sichtbar bzw. von außen frei zugänglich ist. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass im Bereich der ersten Unterbrechung ein wicklungsfreies Joch des Stators angeordnet ist, wobei das wicklungsfreie Joch näher an den Rotor herangeführt ist als im ersten Statorabschnitt. Außerhalb der Unterbrechung ist der Rotor in radialer Richtung vom Stator abgedeckt und weist vorzugsweise einen konstanten bzw. zumindest im Wesentlichen konstanten Spalt zum Stator auf. Mit anderen Worten ist der Stator im zweiten Statorabschnitt als mindestens ein Statorsegment ausgebildet, wobei das Statorsegment den Rotor nicht über 360° umschließt. Eine bevorzugte Erstreckung der Unterbrechung beträgt beispielsweise zwischen 120° und 180°, weiter bevorzugt zwischen 140° und 160° und besonders bevorzugt um die 150°.According to the invention, the stator has a second stator section which is different from the first stator section and which extends along the axis of rotation of the rotor. The second stator section may be directly or indirectly adjacent to the first stator section. In the second stator section, the stator has at least one interruption in the circumferential direction of the stator. In the region of the first interruption, the rotor is preferably not covered in the radial direction to the outside of the stator. It can be provided that the rotor in the region of the first interruption is visible or freely accessible from the outside. Additionally or alternatively it can be provided that in the region of the first interruption, a winding-free yoke of the stator is arranged, wherein the winding-free yoke is brought closer to the rotor than in the first stator section. Outside the interruption, the rotor is covered in the radial direction by the stator and preferably has a constant or at least substantially constant gap to the stator. In other words, the stator is formed in the second stator section as at least one stator segment, wherein the stator segment does not surround the rotor over 360 °. A preferred extent of the interruption is for example between 120 ° and 180 °, more preferably between 140 ° and 160 ° and particularly preferably around 150 °.

Eine erfindungsgemäße Elektromaschine hat gegenüber herkömmlichen Elektromaschinen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Elektromaschine bereitstellbar ist, welche zumindest abschnittsweise reduzierte äußere Abmessungen aufweist und somit für den Einbau in ein Kraftfahrzeug bei reduziertem und/oder asymmetrischem Bauraum besonders geeignet ist. Diese reduzierten äußeren Abmessungen resultieren aus der zweiten Unterbrechung bzw. den zweiten Unterbrechungen. Der Bereich der zweiten Unterbrechung kann auch als statorfreier Bereich bezeichnet werden, da in der zweiten Unterbrechung kein Statorjoch, keine Statorwicklungen und vorzugsweise kein Statorgehäuse und weiter bevorzugt keine Kühlvorrichtung des Stators angeordnet sind. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Elektromaschine besteht in dem im zweiten Statorabschnitt zumindest teilweise freilegbaren Rotor. Dieser ist somit im zweiten Statorabschnitt beispielsweise von außen sichtbar bzw. frei zugänglich.An electric machine according to the invention has the advantage over conventional electric machines that an electric machine can be provided with simple means and in a cost-effective manner, which has at least partially reduced external dimensions and thus particularly suitable for installation in a motor vehicle in a reduced and / or asymmetrical space is. These reduced external dimensions result from the second interruption (s). The region of the second interruption can also be referred to as a stator-free region, since in the second interruption no stator yoke, no stator windings and preferably no stator housing and more preferably no cooling device of the stator are arranged. Another advantage of the electric machine according to the invention consists in the at least partially exposable rotor in the second stator section. This is thus visible in the second stator section, for example, from the outside or freely accessible.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Elektromaschine vorgesehen sein, dass der Stator mindestens zwei zweite Statorabschnitte aufweist, wobei ein erster Statorabschnitt zwischen den zweiten Statorabschnitten angeordnet ist. Die Elektromaschine weist somit an mindestens zwei Bereichen reduzierte äußere Abmessungen auf und ist somit für den Einbau in ein Kraftfahrzeug bei reduziertem und/oder asymmetrischem Bauraum besonders geeignet. Durch einen möglichst groß ausgebildeten ersten Statorabschnitt, welcher vorzugsweise in einem Abschnitt der Elektromaschine angeordnet ist, in welchem keine Bauraumprobleme am Einbauort vorhanden sind, kann eine Leistung der Elektromaschine verbessert werden.According to a preferred development of the invention, it may be provided in an electric machine that the stator has at least two second stator sections, wherein a first stator section is arranged between the second stator sections. The electric machine thus has reduced external dimensions on at least two areas and is therefore particularly suitable for installation in a motor vehicle with reduced and / or asymmetrical installation space. A power of the electric machine can be improved by having a first stator section which is as large as possible and which is preferably arranged in a section of the electric machine in which no installation space problems exist at the installation site.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass der Stator im zweiten Statorabschnitt in Umfangsrichtung um mindestens eine sich entlang der Rotationsachse erstreckende Symmetrieebene symmetrisch ausgebildet ist. Die Symmetrie des Stators ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Elektromaschine im Betrieb eine möglichst geringe elektromagnetische Unwucht aufweist, indem sich magnetische Kräfte zwischen Rotor und Stator, welche Biegemomente auf den Rotor ausüben, einander in Bezug auf das Biegemoment kompensieren bzw. zumindest im Wesentlichen kompensieren.It is inventively preferred that the stator is formed symmetrically in the second stator section in the circumferential direction by at least one symmetry plane extending along the axis of rotation. The symmetry of the stator is preferably designed such that the electric machine has the lowest possible electromagnetic imbalance in operation by magnetic forces between the rotor and stator, which exert bending moments on the rotor, compensate each other with respect to the bending moment or at least substantially compensate ,

Ferner kann bei einer erfindungsgemäßen Elektromaschine vorgesehen sein, dass der Stator mindestens zwei erste Statorabschnitte aufweist, wobei ein zweiter Statorabschnitt zwischen den ersten Statorabschnitten angeordnet ist. Vorzugsweise sind die ersten Statorabschnitte dem zweiten Statorabschnitt unmittelbar benachbart. Die Elektromaschine weist somit einen zentralen Bereich auf, in welchem Abmessungen der Elektromaschine aufgrund der Unterbrechung reduziert sind. Somit können beispielsweise äußere Abmessungen der Elektromaschine in diesem zentralen Bereich der Elektromaschine reduziert sein. Alternativ kann die Elektromaschine in diesem zentralen Bereich eine Durchführung aufweisen. Durch die ersten Statorabschnitte ist eine Leistung der Elektromaschine erhöhbar.Furthermore, it can be provided in an electric machine according to the invention that the stator has at least two first stator sections, wherein a second stator section is arranged between the first stator sections. Preferably, the first stator sections are immediately adjacent to the second stator section. The electric machine thus has a central area in which dimensions of the electric machine are reduced due to the interruption. Thus, for example, external dimensions of the electric machine can be reduced in this central region of the electric machine. Alternatively, the electric machine may have a passage in this central area. By the first stator sections a power of the electric machine can be increased.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Stator einen sich über die mindestens zwei ersten Statorabschnitte erstreckenden Wicklungsstrang auf, wobei der Wicklungsstrang um einen Kernbereich der Unterbrechung des zweiten Statorabschnitts herumgeführt oder an dem Kernbereich entlanggeführt ist. Dabei kann der Wicklungsstrang an einer rotornahen Seite oder einer rotorfernen Seite der Unterbrechung entlanggeführt sein. Bei einer rotornahen Führung des Wicklungsstrangs sind äußere Abmessungen der Elektromaschine im zweiten Statorabschnitt reduzierbar. Bei einer rotorfernen Führung des Wicklungsstrangs kann die Elektromaschine im zweiten Statorabschnitt beispielsweise eine Durchführung für externe Bauteile aufweisen. Durch einen solchen durchgängigen Wicklungsstrang ist die Anzahl der Wicklungsköpfe der Elektromaschine auf vorteilhafte Weise reduzierbar.According to a preferred embodiment of the invention, the stator has a over the At least two first stator sections extending winding strand, wherein the winding strand is guided around a core region of the interruption of the second stator or guided along the core region. In this case, the winding strand may be guided along a rotor-side side or a rotor-remote side of the interruption. With a rotor-near guidance of the winding strand, external dimensions of the electric machine in the second stator section can be reduced. In a rotor remote guidance of the winding strand, the electric machine in the second stator section, for example, have a passage for external components. By such a continuous winding strand, the number of winding heads of the electric machine can be reduced in an advantageous manner.

Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Stator in einem dem zweiten Statorabschnitt benachbarten Randbereich des ersten Statorabschnitts einen zentralen Wickelkopf aufweist, wobei der Rotor im Bereich des zentralen Wickelkopfs einen Reluktanzbereich aufweist, wobei der Rotor in dem Reluktanzbereich (RB) keine Permanentmagnete bzw. keine Wicklungen oder im Vergleich zu anderen Rotorbereichen des Rotors ein schwächeres magnetisches Feld aufweist. In den übrigen Bereichen, insbesondere in einem dem Reluktanzbereich benachbarten Bereich, weist der Rotor vorzugsweise Permanentmagnete bzw. Wicklungen auf. Im Bereich des Wickelkopfes ist das Magnetfeld des Stators anders ausgebildet als in übrigen Bereichen des Stators. Somit kann es in diesem Bereich zu unerwünschten Wechselwirkungen mit einem herkömmlichen Rotor kommen. Insbesondere können Rotorstreufelder negative Effekte bewirken und somit einen Wirkungsgrad sowie eine Leistung der Elektromaschine reduzieren. Durch den Reluktanzbereich sind diese Effekte mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise vermeidbar oder zumindest stark reduzierbar.It may be provided according to the invention that the stator has a central winding head in an edge region of the first stator section adjacent to the second stator section, the rotor having a reluctance region in the region of the central winding head, the rotor being in the reluctance region (FIG. RB ) has no permanent magnets or no windings or a weaker magnetic field compared to other rotor areas of the rotor. In the remaining regions, in particular in a region adjacent to the reluctance region, the rotor preferably has permanent magnets or windings. In the region of the winding head, the magnetic field of the stator is designed differently than in other areas of the stator. Thus, unwanted interactions with a conventional rotor can occur in this area. In particular, rotor leakage fields can cause negative effects and thus reduce efficiency and power of the electric machine. Due to the reluctance range, these effects can be avoided or at least greatly reduced by simple means and in a cost-effective manner.

Weiter bevorzugt ist ein zweiter Statorabschnitt an einem seitlichen Endbereich des Stators ausgebildet. Somit sind beispielsweise äußere seitliche Abmessungen der Elektromaschine mit einfachen Mitteln sowie auf kostengünstige Art und Weise reduzierbar.More preferably, a second stator portion is formed at a lateral end portion of the stator. Thus, for example, external lateral dimensions of the electric machine can be reduced by simple means and in a cost-effective manner.

Vorzugsweise weist die Elektromaschine ein Gehäuse auf, wobei das Gehäuse den Stator umgibt, und wobei das Gehäuse im Bereich der Unterbrechung des Stators näher an dem Rotor angeordnet ist als im ersten Statorabschnitt. Das Gehäuse weist vorzugsweise mehrere Gehäuseteile auf, die miteinander verbunden sind, beispielsweise verschraubt, mittels einer Rastverbindung oder dergleichen. Ein Abstand des Gehäuses zum Rotor im Bereich der Unterbrechung kann beispielsweise einem Abstand der Statorinnenseite zum Rotor im ersten Statorabschnitt entsprechen oder vorzugsweise geringer ausgebildet sein. Das Gehäuse ist vorzugsweise ausgebildet, die Elektromaschine vor äußeren Einflüssen, wie z.B. Kollision, Staub, Wasser oder dergleichen, zu schützen. Zudem ist das Gehäuse vorzugsweise zur Abfuhr von Wärme ausgebildet. Durch die nähere Anordnung des Gehäuses am Rotor ist ein Bauraumbedarf der Elektromaschine reduziert. Dies hat den Vorteil, dass die Elektromaschine mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise für Einsatzorte mit stark eingeschränktem Bauraum besonders geeignet ist.Preferably, the electric machine has a housing, wherein the housing surrounds the stator, and wherein the housing is arranged closer to the rotor in the region of the interruption of the stator than in the first stator section. The housing preferably has a plurality of housing parts, which are connected to one another, for example screwed, by means of a latching connection or the like. A distance of the housing from the rotor in the region of the interruption may, for example, correspond to a distance of the stator inner side from the rotor in the first stator section or may preferably be smaller. The housing is preferably formed, the electric machine from external influences, such. Collision, dust, water or the like to protect. In addition, the housing is preferably designed for dissipating heat. Due to the closer arrangement of the housing on the rotor, a space requirement of the electric machine is reduced. This has the advantage that the electric machine with simple means and in a cost effective manner for use with a very limited space is particularly suitable.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Elektromaschine weist das Gehäuse einen den Stator umgebenden ersten Gehäusebereich und einen zweiten Gehäusebereich auf, wobei der zweite Gehäusebereich innerhalb der Unterbrechung angeordnet ist und einen Kernbereich der Unterbrechung zur Statorwicklung des Stators sowie zum Rotor hin abschirmt. Der erste Gehäusebereich ist vorzugsweise zum Schützen des Inneren der Elektromaschine ausgebildet. Durch den zweiten Gehäusebereich wird somit mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein vom Inneren der Elektromaschine getrennter Kanal bereitgestellt, durch welchen beispielsweise elektrische Leitungen, Fluidleitungen, Konstruktionselemente oder dergleichen einführbar und/oder hindurchführbar sind. Im Bereich eines Kanaleingangs und/oder eines Kanalausgangs des Kanals ist der erste Gehäusebereich vorzugsweise unterbrochen und vorzugsweise mit dem zweiten Gehäusebereich, insbesondere kontaktierend, verbunden oder zumindest an diesen angepasst.In a particularly preferred embodiment of an electric machine according to the invention, the housing has a stator housing surrounding the first housing portion and a second housing portion, wherein the second housing portion is disposed within the interruption and shields a core portion of the interruption to the stator winding of the stator and the rotor. The first housing portion is preferably designed to protect the interior of the electric machine. By the second housing portion is thus provided by simple means and in a cost effective manner separate from the interior of the electric machine channel through which, for example, electrical lines, fluid lines, construction elements or the like can be introduced and / or guided. In the region of a channel entrance and / or a channel exit of the channel, the first housing area is preferably interrupted and preferably connected to the second housing area, in particular contacting, or at least adapted to it.

Es ist bevorzugt, dass der Stator den Rotor im zweiten Statorabschnitt um zwischen 180° und 240° umgibt. Bei einem Umschlingungswinkel von etwa 240° sind die der Unterbrechung zugewandten freien Enden des Stators etwa mit einer Tangentialebene des Rotors angeordnet. Somit ist ein solcher Umschlingungswinkel besonders bevorzugt, da die Leistung der Elektromaschine im zweiten Statorabschnitt aufgrund des verhältnismäßig großen Umschlingungswinkels besonders groß ist und dabei die äußeren Abmessungen auf vorteilhafte Weise reduziert sind. Ein Gehäuse der Elektromaschine ist im zweiten Statorabschnitt im Bereich der Unterbrechung vorzugsweise plattenförmig ausgebildet. Ein Bauraumgewinn durch eine weitere Reduzierung des Umschlingungswinkels würde verhältnismäßig gering ausfallen, da dieser durch den Rotor begrenzt ist. Bei einer plattenförmigen Ausbildung des Gehäuses im Bereich der Unterbrechung würde diese Reduzierung aufgrund der Ausbildung des Rotors keinen Bauraumgewinn bewirken.It is preferred that the stator surround the rotor in the second stator section by between 180 ° and 240 °. At a wrap angle of about 240 °, the interruption facing free ends of the stator are arranged approximately with a tangential plane of the rotor. Thus, such a wrap angle is particularly preferred because the power of the electric machine in the second stator section is particularly large due to the relatively large wrap angle and thereby the outer dimensions are reduced in an advantageous manner. A housing of the electric machine is preferably plate-shaped in the second stator section in the region of the interruption. A space gain by a further reduction of the wrap angle would be relatively low, since this is limited by the rotor. In a plate-shaped design of the housing in the region of the interruption, this reduction would cause no space gain due to the formation of the rotor.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit einer Elektromaschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs gelöst. Die Elektromaschine ist gemäß einer erfindungsgemäßen Elektromaschine ausgebildet.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a motor vehicle having a Electric machine for driving the motor vehicle solved. The electric machine is designed according to an electric machine according to the invention.

Moderne Kraftfahrzeuge weisen aufgrund einer Vielzahl zu verbauender Bauelemente oftmals einen stark begrenzten Bauraum für Elektromaschinen auf. Dies hat zur Folge, dass aufgrund lokal unterschiedlich bzw. unregelmäßig begrenzter Bauräume nur kleine Elektromaschinen herkömmlicher Bauart verbaut werden können. Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug wird dieses Problem dadurch behoben, dass eine erfindungsgemäße Elektromaschine zum Einsatz kommt, wobei die Unterbrechung des zweiten Statorbereichs vorzugsweise im Bereich eines reduzierten Bauraums des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die Elektromaschine kann erfindungsgemäß zum alleinigen oder zum kombinierten Antreiben des Kraftfahrzeugs, beispielsweise zusammen mit einer Verbrennungskraftmaschine, ausgebildet sein.Modern motor vehicles often have a very limited space for electrical machines due to a variety of components to be installed. This has the consequence that due to locally different or irregularly limited space only small electrical machines conventional design can be installed. In the motor vehicle according to the invention, this problem is solved by using an electric machine according to the invention, wherein the interruption of the second stator region is preferably arranged in the region of a reduced installation space of the motor vehicle. According to the invention, the electric machine can be designed for sole or combined driving of the motor vehicle, for example together with an internal combustion engine.

Bei dem beschriebenen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer Elektromaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Kraftfahrzeug bereitstellbar ist, welches bei gleichem zur Verfügung stehenden Bauraum eine erfindungsgemäße Elektromaschine mit einer größeren Leistung als eine in diesen Bauraum passende herkömmliche Elektromaschine aufweist.In the described motor vehicle, all advantages which have already been described for an electric machine according to the first aspect of the invention result. Accordingly, the motor vehicle according to the invention over conventional motor vehicles has the advantage that with simple means and in a cost-effective manner, a motor vehicle is available, which has the same available space an electric machine according to the invention with a larger power than a suitable in this space conventional electric machine ,

Eine erfindungsgemäße Elektromaschine sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

1 in einer Schnittdarstellung eine Elektromaschine nach dem Stand der Technik,
2 in einer Schnittdarstellung die Elektromaschine nach dem Stand der Technik aus 1,
3 in einer Schnittdarstellung eine bevorzugte erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektromaschine,
4 in einer Schnittdarstellung einen ersten Statorabschnitt einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektromaschine,
5 in einer Schnittdarstellung einen zweiten Statorabschnitt einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektromaschine,
6 in einer Schnittdarstellung eine bevorzugte zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektromaschine,
7 in einer Schnittdarstellung eine bevorzugte dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektromaschine, und
8 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.

An electric machine according to the invention and a motor vehicle according to the invention are explained in more detail below with reference to drawings. Each show schematically:

1 in a sectional view of an electric machine according to the prior art,
2 in a sectional view of the electric machine according to the prior art 1 .
3 in a sectional view of a preferred first embodiment of an electric machine according to the invention,
4 1 is a sectional view of a first stator section of a preferred embodiment of an electric machine according to the invention,
5 in a sectional view of a second stator section of a preferred embodiment of an electric machine according to the invention,
6 in a sectional view of a preferred second embodiment of an electric machine according to the invention,
7 in a sectional view of a preferred third embodiment of an electric machine according to the invention, and
8th in a side view of a preferred embodiment of a motor vehicle according to the invention.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 8 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of action are in the 1 to 8th each provided with the same reference numerals.

In 1 und 2 ist eine Elektromaschine 1 nach dem Stand der Technik schematisch in jeweils einer Schnittdarstellung abgebildet. Die Elektromaschine 1 weist einen um eine Rotationsachse R drehbar gelagerten Rotor 3 und einen den Rotor 3 in Umfangsrichtung U vollumfänglich umgebenden Stator 2 auf. An Endbereichen des Stators 2 sind Wickelköpfe 12 des Stators 2 ausgebildet. Eine Statorinnenseite 4 des Stators 2 ist einer Rotoraußenseite 5 des Rotors 3 zugewandt. Zwischen Statorinnenseite 4 und Rotoraußenseite 5 ist ein Spalt 14 ausgebildet. Die Elektromaschine 1 weist ein den Stator 2 und den Rotor 3 umgebendes Gehäuse 8 auf.In 1 and 2 is an electric machine 1 according to the prior art shown schematically in each case a sectional view. The electric machine 1 has one about an axis of rotation R rotatably mounted rotor 3 and one the rotor 3 in the circumferential direction U fully surrounding stator 2 on. At end areas of the stator 2 are winding heads 12 of the stator 2 educated. A stator inside 4 of the stator 2 is a rotor outside 5 of the rotor 3 facing. Between stator inside 4 and rotor outside 5 is a gap 14 educated. The electric machine 1 indicates the stator 2 and the rotor 3 surrounding housing 8th on.

3 zeigt eine bevorzugte erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 1 schematisch in einer Seitenansicht. Die Elektromaschine 1 weist einen Stator 2 sowie einen um eine Rotationsachse R drehbar gelagerten Rotor 3 auf. Entlang der Rotationsachse R sind ein erster Statorbereich S1 und ein dem ersten Statorbereich S1 unmittelbar benachbarter zweiter Statorbereich S2 angeordnet. Eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Statorbereichs S1 einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 1 ist in 4 gezeigt. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des zweiten Statorbereichs S2 einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 1. 3 shows a preferred first embodiment of an electric machine according to the invention 1 schematically in a side view. The electric machine 1 has a stator 2 and one around an axis of rotation R rotatably mounted rotor 3 on. Along the axis of rotation R are a first stator area S1 and a first stator area S1 immediately adjacent second stator region S2 arranged. A schematic sectional view of a first stator region S1 an electric machine according to the invention 1 is in 4 shown. 5 shows a schematic sectional view of the second stator S2 an electric machine according to the invention 1 ,

In dem ersten Statorbereich S1 umgibt der Stator 2 den Rotor 3 in Umfangsrichtung U (vgl. 4) vollumfänglich. An Endbereichen des Stators 2 sind Wickelköpfe 12 des Stators 2 ausgebildet. Eine Statorinnenseite 4 des Stators 2 ist einer Rotoraußenseite 5 des Rotors 3 zugewandt. Zwischen Statorinnenseite 4 und Rotoraußenseite 5 ist ein Spalt 14 ausgebildet.In the first stator area S1 surrounds the stator 2 the rotor 3 in the circumferential direction U (see. 4 ) in full. At end areas of the stator 2 are winding heads 12 of the stator 2 educated. A stator inside 4 of the stator 2 is a rotor outside 5 of the rotor 3 facing. Between stator inside 4 and rotor outside 5 is a gap 14 educated.

In dem zweiten Statorbereich S2 umgibt der Stator 2 den Rotor 3 in Umfangsrichtung U (vgl. 5) nur teilweise. In diesem Ausführungsbeispiel umgibt der Stator 2 den Rotor 3 im zweiten Statorbereich S2 in Umfangsrichtung U um etwa 180°. Somit weist die Elektromaschine 1 im zweiten Statorbereich S2 eine Unterbrechung 6 des Stators 2 auf.In the second stator area S2 surrounds the stator 2 the rotor 3 in the circumferential direction U (see. 5 ) only partially. In this embodiment, the stator surrounds 2 the rotor 3 in the second stator area S2 in the circumferential direction U about 180 °. Thus, the electric machine points 1 in the second stator area S2 a break 6 of the stator 2 on.

An einem der Unterbrechung 6 zugewandten Bereich des Stators 2 ist der Wickelkopf 12 als zentraler Wickelkopf ZW ausgebildet. Ein sich entlang der Rotationsachse R im Bereich des zentralen Wickelkopfes ZW erstreckender Teilbereich des Rotors 3 ist als Reluktanzbereich RB ausgebildet. Im Reluktanzbereich RB weist der Rotor 3 vorzugsweise keine Permanentmagnete und keine Wicklungen auf. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Rotor 3 im Reluktanzbereich RB ein im Vergleich zu anderen Rotorbereichen schwächeres magnetisches Feld aufweist.At one of the interruption 6 facing area of the stator 2 is the winding head 12 as a central winding head ZW educated. A down the axis of rotation R in the area of the central winding head ZW extending portion of the rotor 3 is as a reluctance area RB educated. In the reluctance area RB points the rotor 3 preferably no permanent magnets and no windings. Alternatively it can be provided that the rotor 3 in the reluctance area RB has a weaker magnetic field compared to other rotor areas.

Ferner weist die Elektromaschine 1 ein Gehäuse 8 auf, welches den Stator 2 und den Rotor 3 umgibt und somit die Elektromaschine 1 nach außen begrenzt. Im zweiten Statorabschnitt S2 ist das Gehäuse 8 im Bereich der Unterbrechung 6 näher an den Rotor 3 herangeführt als der Stator 2 im ersten Statorabschnitt S1. Somit ist die Elektromaschine 1 besonders vorteilhaft an Einbaustellen mit einem lokal begrenzten Bauraum montierbar.Furthermore, the electric machine 1 a housing 8th on which the stator 2 and the rotor 3 surrounds and thus the electric machine 1 limited to the outside. In the second stator section S2 is the case 8th in the area of the interruption 6 closer to the rotor 3 introduced as the stator 2 in the first stator section S1 , Thus, the electric machine 1 particularly advantageous at installation sites with a locally limited space mountable.

6 zeigt eine bevorzugte zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 1 schematisch in einer Seitenansicht. Die Elektromaschine 1 weist einen Stator 2 sowie einen um eine Rotationsachse R drehbar gelagerten Rotor 3 auf. Entlang der Rotationsachse R ist ein zweiter Statorbereich S2 ausgebildet, welchem zu beiden Seiten jeweils ein erster Statorbereich S1 der Elektromaschine 1 unmittelbar benachbart angeordnet ist. Eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Statorbereichs S1 einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 1 ist in 4 gezeigt. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des zweiten Statorbereichs S2 einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 1. 6 shows a preferred second embodiment of an electric machine according to the invention 1 schematically in a side view. The electric machine 1 has a stator 2 and one around an axis of rotation R rotatably mounted rotor 3 on. Along the axis of rotation R is a second stator area S2 formed, which on both sides in each case a first stator region S1 the electric machine 1 is arranged immediately adjacent. A schematic sectional view of a first stator region S1 an electric machine according to the invention 1 is in 4 shown. 5 shows a schematic sectional view of the second stator S2 an electric machine according to the invention 1 ,

Die der Unterbrechung 6 zugewandten Wickelköpfe 12 des Stators 2 sind als zentrale Wickelköpfe ZW ausgebildet.The interruption 6 facing winding heads 12 of the stator 2 are as central winding heads ZW educated.

7 zeigt eine bevorzugte dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 1 schematisch in einer Seitenansicht. Die Elektromaschine 1 weist einen Stator 2 sowie einen um eine Rotationsachse R drehbar gelagerten Rotor 3 auf. Entlang der Rotationsachse R ist ein zweiter Statorbereich S2 ausgebildet, welchem zu beiden Seiten jeweils ein erster Statorbereich S1 der Elektromaschine 1 unmittelbar benachbart angeordnet ist. Eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Statorbereichs S1 einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 1 ist in 4 gezeigt. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des zweiten Statorbereichs S2 einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 1. 7 shows a preferred third embodiment of an electric machine according to the invention 1 schematically in a side view. The electric machine 1 has a stator 2 and one around an axis of rotation R rotatably mounted rotor 3 on. Along the axis of rotation R is a second stator area S2 formed, which on both sides in each case a first stator region S1 the electric machine 1 is arranged immediately adjacent. A schematic sectional view of a first stator region S1 an electric machine according to the invention 1 is in 4 shown. 5 shows a schematic sectional view of the second stator S2 an electric machine according to the invention 1 ,

In dem ersten Statorbereich S1 umgibt der Stator 2 den Rotor 3 in Umfangsrichtung U (vgl. 4) vollumfänglich. An äußeren Endbereichen des Stators 2 sind Wickelköpfe 12 des Stators 2 ausgebildet. Eine Statorinnenseite 4 des Stators 2 ist einer Rotoraußenseite 5 des Rotors 3 zugewandt. Zwischen Statorinnenseite 4 und Rotoraußenseite 5 ist ein Spalt 14 ausgebildet.In the first stator area S1 surrounds the stator 2 the rotor 3 in the circumferential direction U (see. 4 ) in full. At outer end portions of the stator 2 are winding heads 12 of the stator 2 educated. A stator inside 4 of the stator 2 is a rotor outside 5 of the rotor 3 facing. Between stator inside 4 and rotor outside 5 is a gap 14 educated.

An den der Unterbrechung 6 zugewandten Seite des Stators 2 ist ein Wicklungsstrang 13 des Stators 2 angeordnet, über welchen die in den ersten Statorabschnitten S1 angeordneten Teilstücke des Stators 2 miteinander elektrisch gekoppelt sind. Der Wicklungsstrang 13 ist im Wesentlichen innerhalb der Unterbrechung 6 sowie um einen Kernbereich K der Unterbrechung 6 herum angeordnet.At the interruption 6 facing side of the stator 2 is a winding strand 13 of the stator 2 arranged over which in the first stator sections S1 arranged sections of the stator 2 are electrically coupled together. The winding strand 13 is essentially within the break 6 as well as around a core area K the interruption 6 arranged around.

Ferner weist die Elektromaschine 1 ein Gehäuse 8 mit einem ersten Gehäusebereich 9 und einem zweiten Gehäusebereich 10 auf. Der erste Gehäusebereich 9 umgibt den Stator 2 sowie den Rotor 3 und begrenzt somit die Elektromaschine 1 nach außen. Der zweite Gehäusebereich 10 ist innerhalb der Unterbrechung 6 im zweiten Statorabschnitt S2 sowie innerhalb bzw. zumindest im Wesentlichen innerhalb des ersten Gehäusebereichs 9 angeordnet. Der zweite Gehäusebereich 10 umgibt einen Kernbereich K der Unterbrechung 6 und schirmt diesen gegenüber dem Rotor 3 sowie dem Stator 2 und dem Wicklungsstrang 13 ab. Somit ist die Elektromaschine 1 besonders vorteilhaft an Einbaustellen mit einem lokal begrenzten Bauraum montierbar, wobei externe Bauteile durch den Kernbereich K hindurchführbar sind.Furthermore, the electric machine 1 a housing 8th with a first housing area 9 and a second housing portion 10 on. The first housing area 9 surrounds the stator 2 as well as the rotor 3 and thus limits the electric machine 1 outward. The second housing area 10 is within the break 6 in the second stator section S2 and within or at least substantially within the first housing portion 9 arranged. The second housing area 10 surrounds a core area K the interruption 6 and shields this opposite the rotor 3 as well as the stator 2 and the winding strand 13 from. Thus, the electric machine 1 mounted particularly advantageous at installation sites with a locally limited space, with external components through the core area K can be passed.

8 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 11 schematisch in einer Seitenansicht. Das Kraftfahrzeug 11 weist zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 11 eine erfindungsgemäße Elektromaschine 1 auf. 8th shows a preferred embodiment of a motor vehicle according to the invention 11 schematically in a side view. The car 11 has to drive the motor vehicle 11 an electric machine according to the invention 1 on.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Elektromaschineelectric machine
22: Statorstator
33: Rotorrotor
44: Statorinnenseitestator interior
55: RotoraußenseiteRotor outside
66: Unterbrechunginterruption
77: Wicklungsstrangwinding phase
88th: Gehäusecasing
99: erster Gehäusebereich first housing area
1010: zweiter Gehäusebereichsecond housing area
1111: Kraftfahrzeugmotor vehicle
1212: Wickelkopfwinding
1313: Wicklungsstrangwinding phase
1414: Spalt gap
KK: Kernbereichcore area
RR: Rotationsachseaxis of rotation
RBRB: ReluktanzbereichReluktanzbereich
S1S1: erster Statorabschnittfirst stator section
S2S2: zweiter Statorabschnittsecond stator section
UU: Umfangsrichtungcircumferentially
ZWZW: zentraler Wickelkopfcentral winding head

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10355267 A1 [0009]
EP 2541740 A1 [0009]

Claims

Electric machine (1) having a stator (2) and a rotor (3) rotatable relative to the stator (2) about a rotation axis (R), the stator (2) having a stator inner side (4) with a concave envelope surface and the rotor (3 ) has a rotor outer side (5) with a convex envelope surface, wherein the stator inner side (4) facing the rotor outer side (5) and adjacent thereto, wherein the stator (2) in a along the rotation axis (R) extending first stator (S1 is formed such that the stator inside (4) of the stator (2) in the first stator (S1) completely surrounds the rotor outer side (5) of the rotor (3) in the circumferential direction (U), characterized in that the stator (2) in at least one interruption (6) in the circumferential direction (U) of the stator (2) extending along the axis of rotation (R), different from the first stator section (S1), so that the stator inner side (4) of the stator (2 ) in the second stator (S2) the rotor outer side (5) of the rotor (3) in the circumferential direction (U) only partially surrounds.

Electric machine (1) after Claim 1 , characterized in that the stator (2) has at least two second stator sections (S2), wherein a first stator section (S1) is arranged between the second stator sections (S2).

Electric machine (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the stator (2) has at least two first stator sections (S1), wherein a second stator section (S2) is arranged between the first stator sections (S1).

Electric machine (1) after Claim 3 characterized in that the stator (2) comprises a winding strand (7) extending over the at least two first stator sections (S1), the winding strand (7) being around a core region (K) of the break (6) of the second stator section (S2 ) or guided along the core region (K).

Electric machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the stator (2) has a central winding head (ZW) in an edge region of the first stator section (S1) adjacent to the second stator section (S2), wherein the rotor (2) Area of the central winding head (ZW) has a reluctance region (RB), wherein the rotor (3) in the reluctance region (RB) no permanent magnets or compared to other rotor regions of the rotor (3) has a weaker magnetic field.

Electric machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a second stator section (S2) is formed on a lateral end region of the stator (2).

Electric machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine (1) comprises a housing (8), wherein the housing (8) surrounds the stator (2), and wherein the housing (8) in the region of the interruption (6) of the stator (2) is arranged closer to the rotor (3) than in the first stator section (S1).

Electric machine (1) after Claim 7 , characterized in that the housing (8) has a stator housing (2) surrounding the first housing portion (9) and a second housing portion (10), wherein the second housing portion (10) within the interruption (6) is arranged and a core region ( K) of the interruption (6) to the stator winding of the stator (2) and the rotor (3) back shields.

Electric machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the stator (2) surrounds the rotor (3) in the second stator section (S2) by between 180 ° and 240 °.

Motor vehicle (11) comprising an electric machine (1) for driving the motor vehicle (11), characterized in that the electric machine (1) is designed according to one of the preceding claims.