DE102019104207A1

DE102019104207A1 - Kühldurchlass einer elektrischen maschine mit interner rippenstruktur

Info

Publication number: DE102019104207A1
Application number: DE102019104207.0A
Authority: DE
Inventors: Cyrille Goldstein
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2019-08-22
Also published as: CN110176819A; US10630134B2; US20190260259A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt einen Kühldurchlass einer elektrischen Maschine mit interner Rippenstruktur bereit. Bereitgestellt wird eine elektrische Maschine. Die elektrische Maschine kann eine Welle und einen Rotor beinhalten. Die Welle kann eine Rotationsachse und einen Kühlmitteldurchlass definieren, der quer zur Achse verläuft. Der Rotor kann an der Welle montiert sein und einen Außenumfang, einen Innenumfang und einen Mittelabschnitt definieren, der sich dazwischen erstreckt. Der Mittelabschnitt kann einen Kühlmittelkanal definieren, der einen Innenrand und eine Vielzahl von länglichen Rippen definiert, die sich davon erstreckt. Die Vielzahl von länglichen Rippen kann dazu konfiguriert sein, Wärme vom Außenumfang auf das Kühlmittel zu übertragen, das von dem Kühlmitteldurchlass durch die Kühlmittelöffnung strömt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft elektrische Maschinen zur Verwendung mit Elektro- und Hybridelektrofahrzeugen, die entweder als Elektromotor oder als Generator dienen können.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeuge wie etwa Batterieelektrofahrzeuge und Hybridelektrofahrzeuge enthalten eine Traktionsbatteriebaugruppe, die als eine Energiequelle dient. Beispielsweise ist die Traktionsbatteriebaugruppe elektrisch mit einer elektrischen Maschine verbunden, die Drehmoment zum Antreiben von Rädern bereitstellt. Die Traktionsbatteriebaugruppe kann Komponenten und Systeme beinhalten, um die Regelung von Fahrzeugleistung und -betrieb zu unterstützen. Sie kann auch Hochspannungskomponenten und ein Luft- oder Flüssigkeitswärmeregelungssystem beinhalten, um die Temperatur der Komponenten zu steuern.
Elektrische Maschinen beinhalten in der Regel einen Stator und einen Rotor, die zusammenwirken, um elektrische Energie in mechanische Bewegung umzuwandeln oder umgekehrt. Die elektrischen Maschinen können Wärmeregelungssysteme beinhalten, um den Stator, den Rotor oder beide zu kühlen.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einer Ausführungsform dieser Offenbarung wird eine elektrische Maschine bereitgestellt. Die elektrische Maschine kann einen Stator und einen Rotor beinhalten. Die Welle kann eine Rotationsachse und einen Kühlmitteldurchlass definieren, der quer zur Achse verläuft. Der Rotor kann an der Welle montiert sein und einen Außenumfang, einen Innenumfang und einen Mittelabschnitt definieren, der sich dazwischen erstreckt. Der Mittelabschnitt kann einen Kühlmittelkanal definieren, der einen Innenrand und eine Vielzahl von länglichen Rippen definiert, die sich von ihm erstrecken. Die Vielzahl von länglichen Rippen kann dazu konfiguriert sein, Wärme vom Außenumfang auf das Kühlmittel zu übertragen, das von dem Kühlmitteldurchlass durch die Kühlmittelöffnung strömt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Offenbarung wird eine elektrische Maschine bereitgestellt. Die elektrische Maschine kann einen Rotor mit einer Vielzahl von Laminierungen beinhalten, die jeweils einen Außenumfang, einen Innenumfang und einen Mittelabschnitt definieren, der sich dazwischen erstreckt und der eine Kühlmittelöffnung mit einem Innenrand und einer Vielzahl von länglichen Rippen definieren kann, die sich davon erstreckt und dazu konfiguriert ist, Wärme vom Außenumfang auf Kühlmittel zu übertragen, das durch die Kühlmittelöffnung strömt.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform dieser Offenbarung wird eine elektrische Maschine bereitgestellt. Die elektrische Maschine kann einen Rotor mit einer Vielzahl von Laminierungen beinhalten, wobei jede der Laminierungen einen Außenumfang definiert, der eine Vielzahl von Magnethohlräumen, einen Innenumfang, der dazu ausgebildet ist, mit einer rotierenden Welle in Eingriff zu stehen, und einen Mittelbereich definiert, der sich dazwischen erstreckt und der eine Kühlmittelöffnung mit einem Innenrand und einer Vielzahl von länglichen Rippen definiert, die sich davon erstreckt und dazu konfiguriert ist, Wärme vom Außenumfang auf Kühlmittel zu übertragen, das durch die Kühlmittelöffnung strömt.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines typischen Plug-in-Hybridfahrzeugs (plug-in hybrid-electric vehicle - HEV).
2 ist eine Querschnittansicht einer beispielhaften elektrischen Maschine.
3 ist eine Oberseitenansicht einer beispielhaften Rotorlaminierung gemäß einer ersten Ausführungsform.
3A-3C sind Teildraufsichten von Laminierungen gemäß weiteren Ausführungsformen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie erforderlich, werden detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; allerdings versteht es sich, dass die offenbarten Ausführungsformen nur beispielhaft für die Erfindung sind und in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind spezifische strukturelle und funktionelle Details, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend auszulegen, sondern nur als repräsentative Grundlage, die den Fachmann hinsichtlich der unterschiedlichen Anwendungsweisen der vorliegenden Erfindung lehren soll.
Hybridelektrofahrzeuge und Elektrofahrzeuge greifen für Leistung wenigstens teilweise auf elektrische Maschinen zurück. Wie bei einem Verbrennungsmotor weisen elektrische Maschinen Effizienzverluste auf, die ihre Ausgangsleistung verringern. Die Verluste können im Rotor und im Stator auftreten und zeigen sich als Wärme. Die Leistung der elektrischen Maschine kann begrenzt sein, um ihre Überhitzung zu verhindern. Kühlmittel kann durch einen Kühlmittelkanal bereitgestellt werden, der durch einen Rotor der elektrischen Maschine definiert sein kann. Der Außenumfang oder -abschnitt des Rotors ist häufig heißer als der Innenumfang oder mittlere Abschnitt. Da Wärmeübertragung von der Größe der Fläche abhängig ist, kann das Vergrößern der Oberfläche des Rotors die Wärmeübertragung am Rotor verbessern und allgemein die Effizienz der elektrischen Maschine verbessern. Das Vergrößern der Oberfläche zum Erhöhen der Effizienz wird durch zusätzliches Gewicht im Zusammenhang mit der vergrößerten Oberfläche eingeschränkt. Die Verwendung länglicher Rippen, die sich von einem Innenrand der Kühlmittelöffnung erstrecken, kann die Wärmeübertragung am Rotor verbessern und zugleich eine begrenzte Menge an Gewicht hinzufügen.
1 stellt ein typisches Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (HEV) 12 dar. Ein typisches Plug-in-Hybridelektrofahrzeug 12 kann eine oder mehrere elektrische Maschinen 14 umfassen, die mechanisch mit einem Hybridgetriebe 16 verbunden sind. Die elektrischen Maschinen 14 können als Motor oder Generator betrieben werden. Zusätzlich ist das Hybridgetriebe 16 mechanisch mit einem Verbrennungsmotor 18 verbunden. Das Hybridgetriebe 16 ist auch mechanisch mit einer Antriebswelle 20 verbunden, die mechanisch mit den Rädern 22 verbunden ist. Die elektrischen Maschinen 14 können einen Antrieb oder eine Abbremsung bereitstellen, wenn der Verbrennungsmotor 18 ein- oder ausgeschaltet wird. Die elektrischen Maschinen 14 können außerdem als Generatoren dienen und können eine vorteilhafte Kraftstoffeinsparung bereitstellen, indem Energie, die normalerweise als Wärme im Reibungsbremssystem verloren ginge, zurückgewonnen wird. Die elektrischen Maschinen 14 können außerdem die Emissionen des Fahrzeugs verringern, indem der Verbrennungsmotor 18 mit effizienteren Drehzahlen arbeiten kann und das Hybridelektrofahrzeug 12 in einem elektrischen Modus betrieben werden kann, bei dem der Verbrennungsmotor 18 unter bestimmten Bedingungen abgeschaltet ist.
Eine Traktionsbatterie oder ein Batteriepack 24 speichert Energie, die von den elektrischen Maschinen 14 genutzt werden kann. Der Fahrzeugakkusatz 24 stellt in der Regel eine Hochspannungs-Gleichstrom(DC)-Ausgabe bereit. Die Traktionsbatterie 24 ist elektrisch mit einem oder mehreren Leistungselektronikmodulen 26 verbunden. Ein oder mehrere Kontaktschalter (nicht dargestellt) können im geöffneten Zustand die Traktionsbatterie 24 von anderen Komponenten isolieren und im geschlossenen Zustand die Traktionsbatterie 24 mit anderen Komponenten verbinden. Das Leistungselektronikmodul 26 ist ebenfalls elektrisch mit den elektrischen Maschinen 14 verbunden und stellt die Fähigkeit zur bidirektionalen Übertragung von Energie zwischen der Traktionsbatterie 24 und den elektrischen Maschinen 14 bereit. Beispielsweise kann eine typische Traktionsbatterie 24 eine Gleichstromspannung bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 14 für ihre Funktion Dreiphasenwechselstrom benötigen können. Das Leistungselektronikmodul 26 kann die Gleichstromspannung in einen Dreiphasen-Wechselstrom umwandeln, den die elektrischen Maschinen 14 benötigen. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungsstrommodul 26 den Dreiphasen-Wechselstrom von den elektrischen Maschinen 14, die als Generatoren wirken, in Gleichstromspannung umwandeln, die von der Traktionsbatterie 24 benötigt wird. Die vorliegende Beschreibung gilt ebenso für ein reines Elektrofahrzeug. Bei einem reinen Elektrofahrzeug kann das Hybridgetriebe 16 ein Getriebe sein, das mit einer elektrischen Maschine 14 verbunden ist, und der Verbrennungsmotor 18 kann nicht vorliegen.
Zusätzlich zur Bereitstellung von Energie für den Antrieb kann die Traktionsbatterie 24 Energie für andere elektrische Systeme des Fahrzeugs bereitstellen. Ein typisches System kann einen DC/DC-Wandlermodul 28 beinhalten, das den Hochspannungsgleichstromausgang der Traktionsbatterie 24 in eine Niederspannungsgleichstromversorgung umwandelt, die mit anderen Fahrzeugverbrauchern kompatibel ist. Andere Hochspannungsverbraucher, wie etwa Verdichter und elektrische Heizvorrichtungen, können ohne Verwendung eines DC/DC-Wandlermoduls 28 direkt mit der Hochspannung verbunden sein. Die Niederspannungssysteme können elektrisch mit einer Hilfsbatterie 30 (z. B. einer 12-V-Batterie) verbunden sein.
Das Fahrzeug 12 kann ein Elektrofahrzeug oder ein Plug-in-Hybridfahrzeug sein, bei dem die Traktionsbatterie 24 durch eine externe Stromquelle 36 wieder aufgeladen wird. Die externe Leistungsquelle 36 kann eine Verbindung mit einer Steckdose sein. Die externe Leistungsquelle 36 kann elektrisch mit einer Elektrofahrzeugversorgungsausrüstung (electric vehicle supply equipment - EVSE) 38 verbunden sein. Die EVSE 38 kann Schaltungen und Steuerelemente bereitstellen, um die Übertragung von Energie zwischen der Leistungsquelle 36 und dem Fahrzeug 12 zu regeln und zu verwalten. Die externe Leistungsquelle 36 kann einen Gleichstrom oder Wechselstrom für die EVSE 38 bereitstellen. Die EVSE 38 kann einen Ladesteckverbinder 40 aufweisen, der in einen Ladeanschluss 34 des Fahrzeugs 12 eingesteckt werden kann. Der Ladeanschluss 34 kann jede Art von Anschluss sein, der konfiguriert ist, um Leistung von der ESVE 38 zum Fahrzeug 12 zu übertragen. Der Ladeanschluss 34 kann elektrisch mit einer Ladevorrichtung oder einem bordeigenen Leistungsumwandlungsmodul 32 verbunden sein. Das Leistungsumwandlungsmodul 32 kann die von der EVSE 38 zugeführte Leistung anpassen, um die geeigneten Spannungs- und Strompegel an die Traktionsbatterie 24 bereitzustellen. Das Leistungsumwandlungsmodul 32 kann mit der ESVE 38 über eine Schnittstelle verbunden sein, um die Abgabe von Leistung an das Fahrzeug 12 zu koordinieren. Ein Steckverbinder 40 der EVSE kann Stifte aufweisen, die mit entsprechenden Vertiefungen des Ladeanschlusses 34 zusammenpassen. Alternativ können verschiedene Komponenten, die als elektrisch verbunden beschrieben werden, Leistung unter Verwendung einer drahtlosen induktiven Kopplung übertragen.
Die verschiedenen erörterten Komponenten können eine oder mehrere zugehörige Steuerungen aufweisen, um den Betrieb der Komponenten zu steuern und zu überwachen. Die Steuerungen können über einen seriellen Bus (z. B. CAN (Controller Area Network)) oder über separate Leiter kommunizieren.
Bezug nehmend auf 2 wird eine Querschnittansicht der elektrischen Maschine 14 bereitgestellt, die eine Welle 100 und eine Rotorbaugruppe 102 beinhaltet. Die Rotorbaugruppe 102 ist an einen Abschnitt der Welle 100 angebracht, derart, dass sich die Rotorbaugruppe 102 dreht, wenn sich die Welle um eine Rotationsachse 103 dreht. Die Rotorbaugruppe kann von einem Stator (nicht dargestellt) umgeben sein, der ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das auf Magneten der Rotorbaugruppe 102 einwirkt. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, ist die Rotorbaugruppe oder der Rotor 102 aus einer Vielzahl von Laminierungen 114 gebildet, die jeweils eine oder mehrere Kühlmittelöffnungen 124 beinhalten (3). Wenn die Vielzahl von Laminierungen 114 an der Welle montiert ist, definieren die Kühlmittelöffnungen 124 jeder Laminierung 114 den Rotorkühlmittelkanal 108. Die Vielzahl von Laminierungen kann zwischen einem Paar Endplatten 112 angeordnet sein, das an der Welle 100 angeordnet ist.
Die Welle 100 kann einen oder mehrere Kanäle oder Durchlässe 108 definieren, die Kühlmittel aus einer Quelle, z. B. einer Pumpe, einem Einlassrohr oder einem Behälter (nicht dargestellt) aufnehmen, und stellt das Kühlmittel an den Rotor 102 bereit. Beispielsweise kann die Welle 100 einen zentralen Kühlmittelkanal 104, der sich an der Rotationsachse 103 entlang erstreckt, und quer verlaufende oder vertikale Kühlmittelkanäle 110 beinhalten, die sich zwischen dem zentralen Kühlmittelkanal 104 zu den Rotorkühlmittelkanälen 108 erstrecken. Das Kühlmittel kann in der von dem Richtungspfeil „F“ angegebenen Richtung an den zentralen Kühlmittelkanal 104 bereitgestellt werden. Wenn sich die Welle 100 dreht, wird Kühlmittel aus dem zentralen Kühlmittelkanal 104 durch die quer verlaufenden Kanäle 110 an den Rotor 102 und die Rotorkühlmittelkanäle 108 ausgestoßen. Wenn das Kühlmittel in den Rotorkühlmittelkanal 108 eingedrungen ist, kann sich das Kühlmittel an einem Längenstück des Rotors 102 entlang bewegen (z. B. parallel zur Achse 103).
Bezug nehmend auf 3, wird eine Oberseitenansicht einer Laminierung 114 gezeigt, die eine Anbringungsöffnung 116 beinhaltet, die von einer Keilnut oder einem Innenumfang 118 umgeben ist. Die Laminierung 114 beinhaltet einen Außenumfang oder Außenrand 120, der den äußeren Umfang der Laminierung 114 definiert. Im Allgemeinen können Rotorlaminierungen Taschen oder Hohlräume aufweisen, die um den Umfang des Rotors herum angeordnet sind, um Dauermagneten aufzunehmen. Die Dauermagneten können so angeordnet sein, dass sie mit dem von den Statorwicklungen erzeugten Magnetfeld interagieren. Dabei definiert eine Abschnitt der Laminierung 114 mehrere Magnethohlräume 122, die Magneten (nicht dargestellt) aufnehmen können. Es sei angemerkt, dass Form, Größe, Menge und Winkelposition der Hohlräume 122 nicht auf die gezeigte Darstellung beschränkt sind.
Die Laminierung 114 kann auch ein(e) oder mehrere Gewichtreduzierungsöffnungen oder - löcher 124 beinhalten. Die Gewichtreduzierungsöffnungen 124 sind, wie dargestellt, näher an der Anbringungsöffnung 116 oder an einer anderen geeigneten Position angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform weisen die Gewichtreduzierungsöffnungen 124 eine Trapezform auf. Alternativ können die Gewichtreduzierungsöffnungen 124 eine andere Form aufweisen, z. B. kreisförmig, rechteckig, dreieckig usw. Obwohl nur zwei Gewichtreduzierungsöffnungen 124 mit Bezugszeichen 124 versehen sind, sind die anderen trapezförmigen Öffnungen, die radial um die Anbringungsöffnung 116 herum angeordnet sind, Gewichtreduzierungsöffnungen. Die Bezugszeichen wurden der Klarheit halber weggelassen. Eine oder mehrere Kühlmittelöffnungen 126 sind zwischen dem Innenumfang 118 und dem Außenumfang 120 angeordnet. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, können die Kühlmittelöffnungen 126 verschiedene Formen aufweisen. Außerdem beinhalten die Kühlmittelöffnungen 126 eine oder mehrere Rippen, die sich von einem Innenrand der Kühlmittelöffnung 126 erstrecken.
Bezug nehmend auf die 3A-3C werden Detailansichten der Kühlmittelöffnungen 126 gemäß verschiedenen Ausführungsformen dieser Offenbarung dargestellt. 3A zeigt die dreieckig geformte Kühlmittelöffnung 126 gemäß der ersten Ausführungsform dieser Offenbarung. Die dreieckig geformte Kühlmittelöffnung 126 beinhaltet eine Basis 130 und ein Paar Seiten 132. das sich von der Basis 130 zu einem Scheitelpunkt 134 erstreckt. Die Basis 130 ist am nächsten an der Anbringungsöffnung 116 angeordnet und der Scheitelpunkt ist zum Außenumfang 120 hin ausgerichtet. Die Basis 130 kann aus einem einzelnen geradlinigen Segment gebildet sein, oder die Basis kann ein oder mehrere Segmente beinhalten, die relativ zueinander abgewinkelt sind, wie gezeigt. Die Kühlmittelöffnung 124 ist zwischen den zwei Paaren der Magnethohlräume 122 daran ausgerichtet.
Die Rippen 128 erstrecken sich von beiden Seiten 132 in einer Richtung senkrecht oder orthogonal zu den Seiten 132. Die Rippen 128 sind vom Rand der Seiten durch zwei Radien verbunden. Die Rippen 128 stellen einen weiteren Querschnitt für die Fläche der Laminierung 114 bereit. Der weitere Querschnitt der Rippen 128 ist innerhalb der Kühlmittelöffnungen 126 angeordnet, derart, dass Kühlmittel oder Fluid über die Rippen 128 strömt. Die Rippen 128 ermöglichen eine Wärmeübertragung vom Außenumfang zu den Kühlmittelöffnungen 126. Die Rippen weisen eine Länge Li auf, die von einem Ende der Radien zum distalen Ende gemessen wird, das in der Öffnung 124 angeordnet ist. Jede der Rippen 128 definiert eine Breite W₁ , die in einer Richtung orthogonal zur Länge Li gemessen wird. Die Strecke der Länge Li kann wenigstens doppelt so groß wie die Breite W₁ sein.
Spezifisch Bezug nehmend auf 3B wird eine Kühlmittelöffnung 226 gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Die Kühlmittelöffnung 226 weist eine Kreisform mit einem Durchmesser D auf, der durch einen Innenumfang oder Innenrand 232 definiert ist. Wie in der ersten Ausführungsform beinhaltet die Kühlmittelöffnung Rippen 228, die sich vom Innenrand 232 erstrecken. Die Rippen 228 erstrecken sich vom Innenrand 232 zur Mitte der kreisförmigen Kühlmittelöffnung 226. Ein erster schattierter Abschnitt 234 und ein zweiter schattierter Abschnitt 236, der von dem ersten schattierten Abschnitt 234 beabstandet ist, sind am Innenrand 232 markiert. Diese schattierten Abschnitte definieren zulässige Bereiche, von denen sich die Rippen 228 erstrecken dürfen. Der erste Abschnitt 234 und der zweite Abschnitt 236 sind jeweils aus Segmenten des Innenrands 232 gebildet, die sich zwischen Schnittpunkten 234a und 234b (für den ersten Abschnitt 234) 236a und 236b (für den zweiten Abschnitt) zwischen dem Innenrand 232 und den gestrichelten Radiallinien R₁ und R₂ erstrecken, die sich von der Achse 103 erstrecken. Der erste und der zweite Abschnitt 234 und 236 definieren jeweils eine geradlinige Strecke L₂ zwischen den Schnittpunkten. Die geradlinige Strecke L₂ kann durch die folgende Gleichung bereitgestellt werden: $L_{2} = \frac{D}{\sqrt{2}}$
wobei D der Durchmesser D der kreisförmigen Kühlmittelöffnung 226 ist.
Die Position des ersten Abschnitts 234 und des zweiten Abschnitts 236 ist vordefiniert oder vorgegebenen, derart, dass die Position der Rippen 228 sich in einem relativ spannungsarmen Bereich der Laminierung 114 befindet.
Spezifisch Bezug nehmend auf 3C wird eine Kühlmittelöffnung 336 gemäß einer dritten Ausführungsform dargestellt. Die Kühlmittelöffnung 336 weist eine Trapezform auf, die durch einen Innenrand oder -umfang 332 definiert ist. Der Innenrand 332 beinhaltet ein Paar Basen 338, 342, die durch ein Paar Seiten 340 miteinander verbunden sind. Wie in der ersten und zweiten beinhaltet die trapezförmige Kühlmittelöffnung 336 Rippen 328, die sich von jeder der Seiten erstrecken. Die Rippen 328 können sich in einer Richtung senkrecht zu den Seiten 340 der Kühlmittelöffnung 336 erstrecken.
Obwohl vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Begriffe beschreibende und nicht einschränkende Begriffe, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Außerdem können die Funktionen von verschiedenen implementierenden Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Maschine bereitgestellt, aufweisend: eine Welle, die eine Rotationsachse und einen Kühlmitteldurchlass definiert, der sich quer zur Achse erstreckt; und einen Rotor, der an die Welle montiert ist und einen Außenumfang, einen Innenumfang und einen Mittelabschnitt beinhaltet, der sich dazwischen erstreckt und einen Kühlmittelkanal mit einem Innenrand und einer Vielzahl von länglichen Rippen definiert, die sich davon erstreckt und dazu konfiguriert ist, Wärme vom Außenumfang auf Kühlmittel zu übertragen, das vom Kühlmitteldurchlass durch den Kühlmittelkanal strömt.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Kühlmittelkanal eine dreieckige Form auf, die eine Basis und einen Scheitelpunkt beinhaltet, der ein Paar Seiten aufweist, das sich von der Basis erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich jede der Vielzahl von länglichen Rippen vom Innenrand jeder der Seiten.
Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich jede der Vielzahl von länglichen Rippen von jeder der Seiten in einer Richtung senkrecht zum Innenrand jeder der Seiten.
Gemäß einer Ausführungsform definiert jede der Vielzahl von länglichen Rippen eine Breite und eine Länge, die wenigstens zweimal größer als die Breite ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Kühlmittelkanal kreisförmig und der Innenrand definiert einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, der von dem ersten Abschnitt weg beabstandet ist, und die Vielzahl von länglichen Rippen erstreckt sich vom ersten und zweiten Abschnitt des Innenrands.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Umfangslänge des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts proportional zu einem Quotienten eines Durchmessers des kreisförmigen Kühlmittelkanals und einer Wurzel der beiden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Maschine bereitgestellt, aufweisend: einen Rotor mit einer Vielzahl von Laminierungen, die jeweils einen Außenumfang, einen Innenumfang und einen Mittelabschnitt definieren, der sich dazwischen erstreckt und der eine Kühlmittelöffnung mit einem Innenrand und einer Vielzahl von länglichen Rippen definiert, die sich davon erstreckt und dazu konfiguriert ist, Wärme vom Außenumfang auf Kühlmittel zu übertragen, das durch die Kühlmittelöffnung strömt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch: ein erstes und ein zweites Paar Magneten, die jeweils angeordnet sind, um eine V-Form zu bilden, die im Außenumfang angeordnet ist, wobei die Kühlmittelöffnung zwischen dem Innenumfang und dem Außenumfang und zwischen dem ersten und zweiten Paar Magneten angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Kühlmittelöffnung eine Trapezform auf, die ein Paar Basen beinhaltet, das durch ein Paar Seiten verbunden ist, und die Vielzahl von länglichen Rippen erstreckt sich von jeder der Seiten.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Kühlmittelöffnung eine Dreieckform auf, die eine Basis und einen Scheitelpunkt beinhaltet, der durch ein Paar Seiten gebildet ist, das sich von der Basis zum Außenumfang erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich jede der Vielzahl von länglichen Rippen vom Innenrand in einer Richtung senkrecht zu jeder der Seiten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch: eine Welle, die im Innenumfang jeder der Vielzahl von Laminierungen angeordnet ist und einen zentralen Kühlmitteldurchlass, der sich an einer Rotationsachse der Welle entlang erstreckt, und einen quer verlaufenden Kühlmitteldurchlass definiert, der sich von dem zentralen Kühlmitteldurchlass erstreckt, derart, dass Kühlmittel, das aus dem zentralen Durchlass durch den quer verlaufenden Kühlmitteldurchlass ausgestoßen wird, von der Kühlmittelöffnung aufgenommen wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrische Maschine bereitgestellt, aufweisend: einen Rotor mit einer Vielzahl von Laminierungen, die jeweils einen Außenumfang, eine Vielzahl von Magnethohlräumen, einen Innenumfang, der dazu ausgebildet ist, mit einer rotierenden Welle in Eingriff zu stehen, und einen Mittelbereich definieren, der sich dazwischen erstreckt und der eine Kühlmittelöffnung mit einem Innenrand und einer Vielzahl von länglichen Rippen beinhaltet, die sich davon erstreckt und dazu konfiguriert ist, Wärme vom Außenumfang auf Kühlmittel zu übertragen, das durch die Kühlmittelöffnung strömt.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Kühlmittelöffnung eine dreieckige Form auf, die eine Basis und einen Scheitelpunkt beinhaltet, der ein Paar Seiten aufweist, das sich von der Basis erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich jede der Vielzahl von länglichen Rippen vom Innenrand jeder der Seiten.
Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich jede der Vielzahl von länglichen Rippen von jeder der Seiten in einer Richtung senkrecht zum Innenrand jeder der Seiten.
Gemäß einer Ausführungsform definiert jede der Vielzahl von länglichen Rippen eine Breite und eine Länge, die wenigstens zweimal größer als die Breite ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Kühlmittelöffnung kreisförmig und der Innenrand definiert einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt, der von dem ersten Abschnitt weg beabstandet ist, und die Vielzahl von länglichen Rippen erstreckt sich vom ersten und zweiten Abschnitt des Innenrands.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Umfangslänge des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts proportional zu einem Quotienten eines Durchmessers des kreisförmigen Kühlmittelkanals und einer Wurzel der beiden.

Claims

Elektrische Maschine, umfassend: eine Welle, die eine Rotationsachse und einen Kühlmitteldurchlass definiert, der sich quer zur Achse erstreckt; und einen Rotor, der an der Welle montiert ist, mit einem Außenumfang, einem Innenumfang und einem Mittelabschnitt, der sich dazwischen erstreckt und der einen Kühlmittelkanal mit einem Innenrand und einer Vielzahl von länglichen Rippen definiert, die sich davon erstreckt und dazu konfiguriert ist, Wärme vom Außenumfang auf Kühlmittel zu übertragen, das von dem Kühlmitteldurchlass durch den Kühlmittelkanal strömt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei der Kühlmittelkanal eine dreieckige Form aufweist, die eine Basis und einen Scheitelpunkt beinhaltet, der ein Paar Seiten aufweist, das sich von der Basis erstreckt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 2, wobei sich jede der Vielzahl von länglichen Rippen vom Innenrand jeder der Seiten erstreckt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei sich jede der Vielzahl von länglichen Rippen von jeder der Seiten in einer Richtung senkrecht zum Innenrand jeder der Seiten erstreckt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei jede der Vielzahl von länglichen Rippen eine Breite und eine Länge definiert, die wenigstens zweimal größer als die Breite ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei der Kühlmittelkanal kreisförmig ist und der Innenrand einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt definiert, der von dem ersten Abschnitt weg beabstandet ist, und die Vielzahl von länglichen Rippen sich vom ersten und zweiten Abschnitt des Innenrands erstreckt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 6, wobei eine Umfangslänge des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts proportional zu einem Quotienten eines Durchmessers des kreisförmigen Kühlmittelkanals und einer Wurzel der beiden ist.
Elektrische Maschine, umfassend: einen Rotor mit einer Vielzahl von Laminierungen, die jeweils einen Außenumfang, einen Innenumfang und einen Mittelabschnitt definieren, der sich dazwischen erstreckt und der eine Kühlmittelöffnung mit einem Innenrand und einer Vielzahl von länglichen Rippen definiert, die sich davon erstreckt und dazu konfiguriert ist, Wärme vom Außenumfang auf Kühlmittel zu übertragen, das durch die Kühlmittelöffnung strömt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 8, ferner umfassend: ein erstes und ein zweites Paar Magneten, die jeweils angeordnet sind, um eine V-Form zu bilden, die im Außenumfang angeordnet ist, wobei die Kühlmittelöffnung zwischen dem Innenumfang und dem Außenumfang und zwischen dem ersten und zweiten Paar Magneten angeordnet ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 8, wobei die Kühlmittelöffnung eine Trapezform aufweist, die ein Paar Basen beinhaltet, das durch ein Paar Seiten verbunden ist, und die Vielzahl von länglichen Rippen sich von jeder der Seiten erstreckt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 9, wobei die Kühlmittelöffnung eine Dreieckform aufweist, die eine Basis und einen Scheitelpunkt beinhaltet, der durch ein Paar Seiten gebildet ist, das sich von der Basis zum Außenumfang erstreckt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 11, wobei sich jede der Vielzahl von länglichen Rippen vom Innenrand in einer Richtung senkrecht zu jeder der Seiten erstreckt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine Welle, die im Innenumfang jeder der Vielzahl von Laminierungen angeordnet ist und einen zentralen Kühlmitteldurchlass, der sich an einer Rotationsachse der Welle entlang erstreckt, und einen quer verlaufenden Kühlmitteldurchlass definiert, der sich von dem zentralen Kühlmitteldurchlass erstreckt, derart, dass Kühlmittel, das aus dem zentralen Durchlass durch den quer verlaufenden Kühlmitteldurchlass ausgestoßen wird, von der Kühlmittelöffnung aufgenommen wird.
Elektrische Maschine, umfassend: einen Rotor mit einer Vielzahl von Laminierungen, die jeweils einen Außenumfang, eine Vielzahl von Magnethohlräumen, einen Innenumfang, der dazu ausgebildet ist, mit einer rotierenden Welle in Eingriff zu stehen, und einen Mittelbereich definieren, der sich dazwischen erstreckt und der eine Kühlmittelöffnung mit einem Innenrand und einer Vielzahl von länglichen Rippen beinhaltet, die sich davon erstreckt und dazu konfiguriert ist, Wärme vom Außenumfang auf Kühlmittel zu übertragen, das durch die Kühlmittelöffnung strömt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 14, wobei die Kühlmittelöffnung eine dreieckige Form aufweist, die eine Basis und einen Scheitelpunkt beinhaltet, der ein Paar Seiten aufweist, das sich von der Basis erstreckt.