DE102019213118A1 - Stator für eine elektrische Maschine mit zwei Rotoren und elektrische Maschine mit zwei Rotoren und einem gemeinsamen Stator - Google Patents

Stator für eine elektrische Maschine mit zwei Rotoren und elektrische Maschine mit zwei Rotoren und einem gemeinsamen Stator Download PDF

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Manfred Till
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Abstract

Es wird eine Stator (1) für eine elektrische Maschine (3) mit zwei Rotoren (2A, 2B) vorgeschlagen. Die Stator (1) umfasst ein gemeinsames Statorblechpaket (10) für die zwei Rotoren (2A, 2B) mit zwei getrennten Rotoraufnahmebereiche (11A, 11B) zum Aufnehmen je eines Rotors (2A, 2B) und zwei Statorwicklungen (16A, 16B). Die Stator (1) umfasst ferner ein gemeinsames Statorgehäuse (30), das radial um das gemeinsame Statorblechpaket (10) herum angeordnet ist. Dabei ist in einem radial zwischen Statorblechpaket (10) und Statorgehäuse (30) gelegenen Bereich der Stator (1) ein Kühlraum (28) zum Führen eines Kühlfluides ausgebildet, um ein Kühlen einer Mantelfläche (13A, 14A) des Statorblechpakets (10), welche die Rotoraufnahmebereiche (11A, 11B) umgibt, zu ermöglichen. Ferner wird eine elektrische Maschine (3) mit zwei Rotoren (2A, 2B) und einem gemeinsamen Stator (1) vorgeschlagen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine mit zumindest zwei Rotoren sowie eine elektrische Maschine mit zumindest zwei Rotoren und einem gemeinsamen Stator der Rotoren. Insbesondere werden Kühlkonzepte für die gemeinsame Stator und die elektrische Maschine mit der gemeinsamen Stator vorgeschlagen.
  • Elektrische Maschinen, beispielsweise Synchronmaschinen, weisen üblicherweise einen Stator auf, der in einem dafür vorgesehenen Gehäuse (Statorgehäuse) montiert ist und einen Rotor aufnimmt. Üblicherweise umfasst der Stator ein Statorblechpaket mit einer Statorwicklung, welche beim Betreiben der elektrischen Maschine in einer vorbestimmten Weise mit einem Strom beaufschlagt wird.
  • Dabei kann es notwendig sein, eine Kühlung des Stators bereitzustellen, um eine Temperatur des Stators oder der elektrischen Maschine unterhalb einer vorbestimmten maximalen Betriebstemperatur zu halten. Insbesondere kann eine Kühlung der Statorwicklung und der Wickelköpfe der Statorwicklung erforderlich sein.
  • Beispielsweise werden elektrische Maschinen für Elektroantriebe in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen eingesetzt. Bekannte Elektroantriebskonzepte werden z.B. als Zentralantrieb ausgeführt und weisen z.B. je ein Untersetzungsgetriebe, eine elektrische Maschine (E-Maschine) und einen Wechselrichter auf.
  • Es sind darüber hinaus auch Konzepte mit mehreren E-Maschinen bekannt, bei denen z.B. zwei Rotoren in einem gemeinsamen Stator angeordnet sind. Beispielsweise können zwei E-Maschinen, die gemeinsam in einem einzigen Antrieb eingesetzt werden (z.B. mit einem gemeinsamen Stator), bereitgestellt werden (z.B. Doppel-E-Maschine). Die beiden E-Maschinen können beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.
  • Aus der DE 1 538 915 A sind verschachtelte elektrische Maschinen bekannt und es ist eine elektrische Maschine mit zwei Rotoren gezeigt. Die zwei Rotoren sind in einem gemeinsamen, aus einer Verschachtelung von jeweils zwei Einzelgehäusen gebildeten Statorgehäuse angeordnet.
  • Bei dem Bereitstellen zweier Rotoren in einer elektrischen Maschine mit einem gemeinsamen Stator kann sich im Gegensatz zu getrennten Statoren durch die Notwendigkeit von stabilen Verbindungsbereichen ein erhöhtes Gewicht ergeben. Insbesondere bei elektrischen Maschinen, die für den Antrieb in Fahrzeugen eingesetzt werden, kann das erhöhte Gewicht der elektrischen Maschine mit zwei Rotoren (z.B. im Vergleich zu zwei einzeln aufgebauten elektrischen Maschinen mit separaten Statoren) nachteilig sein.
  • Eine Aufgabe ist es daher, eine verbesserte Stator für eine elektrische Maschine mit zwei Rotoren und einem gemeinsamen Statorblech der zwei Rotoren bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst gemäß den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere Aspekte und Weiterbildungen der Erfindung, die zusätzliche Vorteile bewirken können, sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie in Verbindung mit den gezeigten Figuren beschrieben.
  • Dazu wird eine Stator für eine elektrische Maschine mit zumindest zwei Rotoren vorgeschlagen, welche insbesondere achsparallel oder koaxial zueinander angeordnet sein können. Der Stator weist für die zumindest zwei Rotoren ein gemeinsames Blechpaket mit einem ersten Statorbereich und mit einem zweiten Statorbereich auf. Das Statorblechpaket kann eine Mehrzahl an gleichartigen und/oder verschiedenartigen, axial versetzt (z.B. in Kontakt zueinander angeordneten) Statorblechen umfassen.
  • Der gemeinsame Stator bzw. das gemeinsame Statorblechpaket für die zwei Rotoren weist zumindest zwei getrennte Rotoraufnahmebereiche zur Aufnahme je eines Rotors auf. Beispielsweise können auch drei (oder mehrere) Rotoraufnahmebereiche in dem gemeinsamen Statorblechpaket bereitgestellt sein, um eine elektrische Maschine mit mehreren Rotoren bilden zu können (z.B. Triple-E-Maschine). Die beiden (oder mehreren) Rotoraufnahmebereiche können demgemäß achsparallel, koaxial oder unter einem beliebigen Winkel zueinander angeordnet sein. Bei einer achsparallelen Anordnung können die einzelnen Bleche des Statorblechpakets je zwei nebeneinander angeordnete radiale Ausnehmungen aufweisen, die zusammen (z.B. im zusammengefügten Zustand des Statorblechpakets) die Rotoraufnahmebereiche bilden.
  • Es ist vorgesehen, dass das Statorblechpaket zu jedem der Rotoraufnahmebereiche radial benachbart zur Aufnahme je einer Statorwicklung ausgebildet ist. Die beiden Rotoraufnahmebereiche können je von einem Jochbereich umgeben sein, wobei zwischen Jochbereich und Rotoraufnahmebereich Nuten bzw. allgemein Aufnahmemittel zur Aufnahme je einer Statorwicklung bereitgestellt sein können. Bei angebrachten Statorwicklungen kann somit radial außerhalb eines Rotoraufnahmebereichs eines Statorbereichs die Statorwicklung angeordnet sein (z.B. an den Rotoraufnahmebereich angrenzend) und radial außerhalb der Statorwicklung ein jeweiliges Jochbereich des gemeinsamen Stators angeordnet sein.
  • Die vorgeschlagene Stator umfasst ferner ein gemeinsames Statorgehäuse, das radial um das gemeinsame Statorblechpaket herum angeordnet ist. Dabei ist in einem radial zwischen Statorblechpaket und Statorgehäuse gelegenen Bereich des Stators ein Kühlraum zum Führen eines Kühlfluides ausgebildet. Mit anderen Worten kann der Kühlraum des Stators zumindest nach radial außen durch das Statorgehäuse abschlossen sein. Dadurch kann ein in den Kühlraum des Stators eingebrachtes Kühlfluid über eine Außenfläche (z.B. Mantelfläche) des Statorblechpakets geführt werden.
  • Der Kühlraum zwischen Statorblechpaket und Statorgehäuse kann insbesondere ein Kühlen einer Außenmantelfläche des Statorblechpakets, welche die Rotoraufnahmebereiche umgibt, ermöglichen. Mit anderen Worten umgibt der Kühlraum die zumindest zwei Rotoraufnahmebereiche, sodass bei montierten Statorwicklungen ein gemeinsames Kühlen der zwei (oder mehreren) Statorwicklungen mit einem einzigen Kühlraum bzw. einem Kühlmantel ermöglicht wird. Dabei können vorteilhafterweise Bereiche des Stators, die zum Verbinden der Rotoraufnahmebereiche benötigt werden, in effizienter Weise gleichzeitig z.B. auch für das Bilden eines (z.B. gemeinsamen) Kühlraumes und/oder für eine Führung von Kühlfluid im Kühlraum genutzt werden.
  • Durch die Möglichkeit, die Statorwicklungen der Stator gleichzeitig kühlen zu können, ist z.B. eine effiziente Kühlung möglich. Im Gegensatz zu zwei (oder mehreren) getrennten Statoren ist etwa nur eine einzige Abdichtung des Kühlraums nach außen hin notwendig. Beispielsweise kann eine einzige Kühlmittelzufuhr des gemeinsamen Stators genügen, um zwei Statorwicklungen zu kühlen. Dadurch kann es möglich sein, eine zunächst potentiell nachteilige Gewichtserhöhung, die durch das Bereitstellen des gemeinsamen Stators entstehen kann, zu kompensieren, oder sogar insgesamt ein geringeres Gewicht und/oder geringere Kosten zu erreichen, als es mit zwei getrennten Statoren mit jeweils separaten Kühlräumen, Abdichtungen und Kühlmittelzufuhren möglich wäre.
  • Insbesondere ist es möglich, ein Kühlfluid von einem Eingang (z.B. einem axial ausgebildeten Fluideinlasskanal) des Kühlraums zu einem Ausgang des Kühlraums (z.B. einem Fluidauslass) in Umfangsrichtung je um die Rotoraufnahmebereiche herumzuführen (z.B. bei zwei Rotoraufnahmebereichen in jeweils zueinander entgegengesetzter Umfangsrichtung), z.B. um eine großflächige Kühlung der Mantelfläche zu erreichen. Der Kühlraum grenzt z.B. direkt an die Mantelfläche des Statorblechpakets an.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Statorblechpaket axial außenseitig angeordnete und axial voneinander beabstandete Abdeckbleche umfasst, welche axial zwischenliegende Statorbleche radial überragen und wobei die Abdeckbleche fluiddicht mit dem Statorgehäuse verbunden sind. Beispielsweise können also die stirnseitig an inneren Statorblechen angeordneten Abdeckbleche die inneren Statorbleche in radialer Richtung zumindest bereichsweise überragen. Dadurch kann zwischen einer radialen Außenfläche der inneren Statorbleche und eine radialen Außenfläche der Abdeckbleche der Kühlraum ausgebildet werden. Beispielsweise kann eine Abdichtung der Abdeckbleche mit dem Statorgehäuse stirnseitig und/oder radial ausgeführt werden. Dagegen kann es möglich sein, auf eine Abdichtung zwischen den Abdeckblechen und den axial innen liegenden Statorblechen (und/oder axial zwischen den innen liegenden Statorblechen) zu verzichten, sodass sich ein Aufwand für eine Abdichtung verringern kann.
  • In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest eines der Abdeckbleche einen Fluideinlass aufweist, der zum Einführen des Kühlfluids in den Kühlraum ausgebildet ist. Beispielsweise kann vom Fluideinlass in axialer Richtung in den Kühlraum ein Fluideinlasskanal ausgebildet sein. Der Fluideinlasskanal kann sich durch die einzelnen Statorbleche des Statorblechpakets erstrecken und eine axiale Verteilung von Kühlmittel im Kühlraum bewirken. Beispielsweise kann der Fluideinlass im Abdeckblech insbesondere mittig zwischen den beiden Rotoraufnahmebereichen angeordnet sein. Ferner kann der Fluideinlass in einem radial äußeren Bereich des Abdeckblechs ausgebildet sein. Beispielsweise ist das dem Abdeckblech mit dem Fluideinlass gegenüberliegende Abdeckblech im Bereich des Fluideinlasskanals abgeschlossen ausgebildet, um den Fluideinlasskanal axial zu begrenzen.
  • Mit Vorteil können die Abdeckbleche (oder zumindest eines der Abdeckbleche) Fluidauslässe aufweisen, um ein Austreten des Kühlfluids aus dem Kühlraum zu ermöglichen. Die Fluidauslässe können zum Beispiel durch Öffnungen (z.B. axiale Durchführungen) radial außerhalb der axial zwischen den Abdeckblechen angeordneten Statorbleche und fern der Rotoraufnahmebereiche ausgebildet sein. Beispielsweise kann sich der Kühlraum in Umfangsrichtung um die jeweiligen Rotoraufnahmebereiche erstrecken. Der Fluideinlasskanal kann in Bezug auf Mittelachsen der Rotoraufnahmebereiche nach radial außen hin mittels Verbindungsbereichen der jeweiligen Statorbleche abgeschlossen sein, sodass das Kühlfluid oder Kühlmedium von einem oberen Halbraum in Richtung einer die Mittelachsen verbindenden Ebene durch diese Ebene in einen unteren Halbraum geführt wird. Im unteren Bereich des Kühlraums, also unterhalb der Ebene bzw. im unteren Halbraum kann der Kühlraum zum Aufteilen des Kühlfluids ausgebildet sein, um einen ersten Teil des Kühlfluids in einer (zum Beispiel ersten) Umfangsrichtung um den ersten Rotoraufnahmebereich zu führen, und um einen zweiten Teil des Kühlfluids in einer (zum Beispiel zweiten) Umfangsrichtung um den zweiten Rotoraufnahmebereich zu führen.
  • Beispielsweise ist der Kühlraum ausgebildet, das Kühlfluid insbesondere mittig zwischen den beiden Rotoraufnahmebereichen durchzuleiten und jeweils umfangsseitig um die beiden Rotoraufnahmebereiche herumzuleiten. Die insbesondere mittige Anordnung des Fluideinlasses kann zum Beispiel eine gleichmäßigere Aufteilung des Kühlmittels bewirken, sodass um beide Rotoraufnahmebereiche eine gleiche (oder zumindest ähnliche) Menge an Kühlmittel fließen kann. Durch die Anordnung des Fluideinlasses in einem oberen Bereich der Stator kann erreicht werden, dass das Kühlfluid bis zu den oberhalb der Rotoraufnahmebereiche ausgebildeten Fluidauslässe um die Rotoraufnahmebereich herum über eine möglichst große Mantelaußenfläche fließt, wodurch z.B. eine besonders effektive Kühlung der Stator erreicht werden kann.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist an den zumindest zwei Statorbereichen jeweils eine Statorwicklung, z.B. eine Hairpin-Wicklung angeordnet. Ein gemeinsamer Stator kann somit ein zuvor beschriebenes Statorblechpaket und zumindest zwei Statorwicklungen umfassen. Dabei kann vorgesehen sein, dass jeweilige Wicklungsköpfe der Statorwicklungen radial zwischen den dort befindlichen Fluidauslässen und dem jeweiligen Rotoraufnahmebereich angeordnet sind. Mit anderen Worten können die Wicklungsenden unterhalb der Fluidauslässe angeordnet sein. Die Wickelköpfe können ferner die Abdeckbleche axial überragen, sodass die Wickelköpfe der Statorwicklungen bei einem Austreten des Kühlfluids aus den Fluidauslässen gekühlt werden können. Wenn Kühlfluid aus den Fluidauslässen des Kühlraums austritt, kann es beispielsweise nach radial innen über die Wicklungsenden der Statorwicklungen fließen (z.B. direkter Kontakt mit den Wicklungsenden) und somit zusätzlich zur im Kühlraum bereitgestellten Mantelkühlung für die Statorwicklungen auch eine Kühlung (zum Beispiel direkte Kühlung) der Wickelköpfe bewirken. Dadurch kann z.B. eine Kühlleistung des Stators weiter erhöht werden.
  • Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Kühlraum zwei oder mehrere axial (z.B. zumindest teilweise) voneinander getrennte Kühlkanäle umfasst, die ausgebildet sind, das Kühlfluid aus einem zwischen den Rotoraufnahmebereichen gelegenen Bereich in Umfangsrichtung um die Rotoraufnahmebereiche zu führen.
  • Zum Beispiel umfasst der Kühlraum zumindest zwei Kühlkanäle, die zumindest bereichsweise zum Beispiel in einem vorbestimmten Umfangsbereich axial voneinander getrennt sein können. Zum Beispiel können axial zwischen den Abdeckblechen verschiedenartig ausgebildete Statorbleche bereitgestellt sein. Zum Beispiel kann ein Trennsteg eines Statorblechs die zwei Kühlkanäle zumindest in dem vorbestimmten Umfangsbereich der Rotoraufnahmebereiche axial voneinander trennen. Beispielsweise ist der Trennsteg jedoch nicht in einem axialen Bereich zwischen den Fluidauslässen ausgebildet, sodass ein Austreten des Kühlfluids aus allen Kühlkanälen des Kühlraums durch die Fluidauslässe möglich ist. Beispielsweise können mittels mehreren Trennstegen mehrere (zum Beispiel drei, vier oder fünf) Kühlkanäle ausgebildet werden. Eine Trennung des Kühlraums in zwei oder mehrere axial getrennte Kühlkanäle kann zum Beispiel eine gleichmäßigere Kühlung der Mantelaußenflächen der Stator bewirken.
  • Beispielsweise kann der Kühlraum vollständig, z.B. mit Ausnahme eines Fluiddurchlasses im Bereich des Fluideinlasskanals, in zwei axial voneinander getrennte Kühlkammern unterteilt sein. Beispielsweise kann ein axial insbesondere mittig angeordnetes Trennblech der Stator den Kühlraum in die zwei Kühlkammern unterteilen und axial gegenüberliegende Fluidauslässe des Kühlraums axial voneinander trennen.
  • Der vorgeschlagene Stator kann beispielsweise in einer elektrischen Maschine mit zwei Rotoren eingesetzt werden. Dabei kann zum Beispiel eine effiziente Kühlung der Statorwicklungen beider Rotoren gleichzeitig erfolgen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine elektrische Maschine für einen elektrischen Antrieb eines Kraftwagens vorgeschlagen, welche einen Stator gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausgestaltung aufweist. Weiter umfasst die elektrische Maschine zwei (oder mehrere) Rotoren, die je in einem Rotoraufnahmebereich des Stators angeordnet sind. Die beiden Rotoren können z.B. unabhängig voneinander betrieben werden. Zum Beispiel können auf diese Weise in einem gemeinsamen Gehäuse zwei elektrische Maschinen mit unterschiedlichen Leistungen und/oder Leistungskennzahlen bereitgestellt werden. Durch die Verwendung der vorgeschlagenen Stator in der elektrischen Maschine können bezüglich des Gewichts und/oder der Kühlfunktion der elektrischen Maschine Vorteile erreicht werden, wie sie bereits zuvor in Verbindung mit der Stator beschrieben sind.
  • Gemäß einer Weiterbildung der elektrischen Maschine ist vorgesehen, dass die Rotoren (oder zumindest einer der beiden Rotoren) je zumindest einen Hohlraum z.B. in Form einer zumindest abschnittweise als Hohlwelle ausgebildeten Rotorwelle zum Zuführen eines Kühlfluids in den jeweiligen Rotor aufweisen. Durch die Hohlwelle kann ein Kühlfluid über dort vorgesehene Austrittsöffnungen in zumindest einen der Rotoraufnahmebereiche eintreten. Auf diese Weise ist es möglich sein, Kühlfluid auch von radial innen an einen Rotor und/oder an die Statorwicklungen zu führen und eine Kühlleistung weiter zu erhöhen.
  • Beispielsweise kann die elektrische Maschine mit den zumindest zwei Rotoren durch das Bereitstellen der vorgeschlagenen Stator besonders effektiv gekühlt werden, sodass zum Beispiel höhere Dauerleistungen erreicht werden können.
  • Weiterbildungen der elektrischen Maschine betreffen Merkmale von Weiterbildungen wie sie bereits in Verbindung mit der Stator beschrieben sind. Daher wird auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet und die entsprechenden Merkmale gelten auch in Verbindung mit der elektrischen Maschine als offenbart. Weitere Aspekte der zuvor beschriebenen Stator und/oder elektrischen Maschine sind auch in Verbindung mit in den nachfolgenden Figuren gezeigten Aspekten und Beispielen offenbart.
  • Einige Beispiele von Vorrichtungen werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren lediglich beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Maschine mit zwei Rotoren, einem gemeinsamen Stator, einem Statorgehäuse und einem Außengehäuse;
    • 2 ein Ausführungsbeispiel eines Stators einer elektrischen Maschine nach 1 mit zwei Rotoraufnahmebereichen und mit Kühlkanälen an der Mantelaußenfläche des Statorblechs in einer Perspektivansicht;
    • 3 Statorbleche des Stators in Einzelansichten;
    • 4a ein Ausführungsbeispiel eines Stators mit im Bereich von Fluidauslässen des Stators voneinander getrennten Kühlkammern;
    • 4b ein Beispiel eines Trennblechs des Stators zur Trennung von Kühlkammern; und
    • 5a, b schematische Darstellungen eines Durchflussweges eines Kühlfluids durch Kühlkanäle eines Stators;
    • 6 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform eines in einem Statorgehäuse angeordneten Stators einer elektrischen Maschine nach 1;
    • 7 eine perspektivische Einzeldarstellung des Gehäuses von 2;
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer gemeinsamen elektrischen Maschine 3 mit zwei Rotoren 2A, 2B und mit einem gemeinsamen Stator 1 in Form eines Doppelstators mit zwei Statorbereichen 1A, 1B, wobei diese Komponenten in einem gemeinsamen Statorgehäuse 30 angeordnet sind. Das Statorgehäuse 30 kann auch als ein Statorträger fungieren, welcher von einem weiteren Gehäuse in Form eines Außengehäuses 36 umgeben sein kann. Die Maschine 3 ist somit als eine Doppel-E-Maschine mit zwei elektrischen Teilmaschinen 3A, 3B ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel sind Mittelachsen 12A, 12B dieser Teilmaschinen 3A, 3B, welche die Drehachsen der Rotoren 2A, 2B bilden, parallel zueinander angeordnet. Zwischen den Mittelachsen 12A, 12B verläuft eine axiale Mittellinie 12C. Diese Anordnung ist jedoch nicht zwingend. Das heißt, die Achsen können sich alternativ unter einem Winkel schneiden, windschief oder koaxial mit einer gegenseitigen axialen oder radialen Staffelung zueinander angeordnet sein. Die Rotoren 2A, 2B sind jeweils auf zumindest abschnittweise als Hohlwellen ausgebildeten Rotorwellen 4A, 4B festgelegt. Die beiden Teilmaschinen 3A, 3B können identisch ausgebildet oder unterschiedlich ausgebildet und dimensioniert sein. Die erläuterte elektrische Maschine ist zum Einsatz als Antriebsmotor in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug vorgesehen.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Stators 1 mit zwei Statorbereichen 1A, 1B, welche jeweils einen zentralen zylinderförmigen Rotoraufnahmebereich 11A, 11B mit Mittelachsen 12A, 12B aufweisen. Der Stator 1 umfasst ein lamelliertes Statorblechpaket 10 mit ersten Statorblechen 13 und mit zweiten Statorblechen 14, die sich von den ersten Statorblechen 13 unterscheiden und die jeweils axial zwischen ersten Statorblechen 13 angeordnet sein können, wie das in 2 dargestellt ist. Die ersten und zweiten Statorbleche 13, 14 weisen jeweils radial nach außen zeigende Mantelaußenflächen 13A, 14A auf, welche zumindest bereichsweise am Umfang zueinander radial gestaffelt ausgebildet sein können. Ferner umfasst das Statorblechpaket 10 stirnseitig an den Statorblechen 13, 14 angeordnete Abdeckbleche 15A, 15B. Die Abdeckbleche 15A, 15B überragen die Statorbleche 13, 14 zumindest in einem vorbestimmten Umfangsbereich in radialer Richtung. Die an den Statorblechen 13, 14 und an den Abdeckblechen 15A, 15B vorgesehenen Rotoraufnahmebereiche 11A, 11B sind hier identisch ausgebildet. Die genannten Statorbleche 13, 14 und die Abdeckbleche 15A, 15B können am Stator 1 jeweils einzeln oder mehrfach gestapelt in einzelnen Gruppen vorhanden sein.
  • Der Stator 1 ist innerhalb eines gemeinsamen Statorgehäuses 30, wie in den 6, 7 dargestellt, angeordnet. Zurückkommend auf 2 ist in Bezug auf die Mittelachsen 12A, 12B radial zwischen den Mantelaußenflächen 13A, 14A und dem Statorgehäuse 30 ein Abstandsbereich ausgebildet. Der Abstandsbereich fungiert als ein Kühlraum 28 bzw. als ein Statorkühlmantel mit zumindest einem Kühlkanal. Stirnseitig ist der Kühlmantel 28 mittels der Abdeckbleche 15A, 15B begrenzt. Ein in dem gemeinsamen Kühlraum 28 eingebrachtes strömendes Kühlfluid kann an den Mantelaußenflächen 13A, 14A z.B. in Umfangsrichtung um die Rotoraufnahmebereiche 11A, 11B herum geführt werden und den Stator 1 in einem sehr großen Bereich kühlen. Das Statorgehäuse 30 kann als ein Gussteil beispielweise aus einem Aluminiumwerkstoff ausgebildet sein.
    Mit Blick auf die 6, 7 ist erkennbar, dass das Statorgehäuse 30 im Wesentlichen an die äußere Form des Stators 1 angepasst ist und entsprechend der Anzahl von elektrischen Teilmaschinen vorliegend zwei parallel verlaufende und im Wesentlichen zylinderförmige Gehäuseabschnitte 30A, 30B aufweist. Ein Zwischenbereich 30C ist zur Aufnahme eines zwischen den einzelnen Statorbereichen 1A, 1B ausgebildeten Verbindungsbereiches offen ausgeführt. An den Statorbereichen 1A, 1B sind Statorwicklungen 16A, 16B angeordnet. Das Statorgehäuse 30 kann sich axial über stirnseitige Wickelköpfe 161A, 161B dieser Statorwicklungen 16A, 16B erstrecken und kann durch stirnseitige Lagerschilde, durch welche Rotorwellen 4A, 4B (1) durchgeführt sind, abgeschlossen und abgedichtet sein.
  • Ein derart ausgebildeter Kühlraum 28 kann demnach zur gemeinsamen Kühlung der Statorbereiche 1A, 1B und deren Statorwicklungen 16A, 16B ausgebildet sein, die jeweils radial benachbart zu den Rotoraufnahmebereichen 11A, 11B angebracht sind (siehe 2). Beispielsweise weisen die ersten und zweiten Statorbleche 13, 14 sowie die Abdeckbleche 15A, 15B jeweils nutförmige Aufnahmebereiche für eine jeweilige Statorwicklung 16A, 16B auf.
  • Im Betrieb der elektrischen Maschine 3 mit dem Stator 1 können sich die Statorwicklungen 16A, 16B aufgrund einer anfallenden Verlustleistung erwärmen. Der Stator 1 ermöglicht dabei, die beiden Statorwicklungen 16A, 16B gleichzeitig zu kühlen, indem ein Kühlfluid durch den gemeinsamen Kühlraum 28 zwischen Mantelaußenfläche 13A, 14A und dem Statorgehäuse 30 geführt werden kann. Die thermische Leitfähigkeit der Statorbleche 13, 14 ermöglicht dabei durch eine Kühlung der Mantelaußenflächen 13A, 14A eine entsprechende Kühlung der Statorwicklungen 16A, 16B, die radial innerhalb der Mantelaußenflächen 13A, 14A angeordnet sind.
  • Die gemeinsame Kühlung kann es ermöglichen, einen gemeinsamen Fluideinlass 19 (3) zu verwenden, sodass beispielsweise eine Einsparung von Kühlkomponenten ermöglicht werden kann. Es ist möglich, den Stator 1 mit dem gemeinsamen Kühlraum 28 mittels der ersten Statorbleche 13 und der stirnseitigen Abdeckbleche 15A, 15B (z.B. ohne Verwendung der zweiten Statorbleche 14) zu bilden. Die zweiten Statorbleche 14 können jedoch eine gleichmäßigere Verteilung von Kühlfluid im Kühlraum 28 des Stators 1 bewirken. Die in 2 dargestellten zweiten Statorbleche 14 weisen dafür in einem vorbestimmten Umfangsbereich ausgebildete Trennstege 14B auf, welche die dazu axial benachbarten Mantelaußenflächen 13A radial überragen. Die Trennstege 14B können in dem Umfangsbereich eine Unterteilung des Kühlraums 28 in mehrere Kühlkanäle bewirken. Ein im vorbestimmten Umfangsbereich axial abgetrennter erster Kühlkanal A1 ist beispielsweise einer Anordnung von ersten Statorblechen 13 zugeordnet und im vorbestimmten Umfangsbereich von einem zweiten Kühlkanal A2, der einer benachbart gelegenen, weiteren Anordnung von ersten Statorblechen 13 zugeordnet ist, getrennt. Durch das Bilden von zumindest bereichsweise getrennten Kühlkanälen kann etwa eine Verteilung von Kühlfluid in dem Kühlraum 28 des Stators 1 verbessert werden und z.B. die Mantelaußenflächen 13A, 14A gleichmäßiger gekühlt werden. Durch die Trennstege 14B können somit z.B. einzelne Kühlbereiche abgetrennt werden.
  • Die Abdeckbleche 15A, 15B weisen in einem äußeren Randbereich, also in einem Bereich radial außerhalb bzw. in den Figuren oberhalb der Rotoraufnahmebereiche 11A, 11B ein oder mehrere Öffnungen bzw. Durchlässe 17 auf, die Fluidauslässe für das Kühlfluid aus dem Kühlraum 28 ausbilden. Die Öffnungen 17 sind radial außerhalb der Wickelköpfe 161A, 161B der Statorwicklungen 16A, 16B angeordnet. Dadurch wird bei einem Austreten des Kühlfluids durch die Öffnungen 17 ein z.B. direkter Kontakt des Kühlfluid mit den Wickelköpfen 161A, 161B erreicht. Die zusätzliche Kühlung der Wickelköpfe 161A, 161B kann eine verbesserte Kühlleistung zum Kühlen der Statorwicklungen 16A, 16B bewirken.
  • Ein Kühlfluid kann durch einen gemeinsamen Fluideinlass 19,der beispielsweise in einem ersten Abdeckblech 15A oder in dem Statorgehäuse 30 ausgebildet ist, in den Kühlraum 28 des Stators 1 eingeleitet werden. Der Fluideinlass 19 kann sich am Abdeckblech 15A zwischen den beiden Rotoraufnahmebereichen 11A, 11B befinden. Der Fluideinlass 19 kann sich dort in einem exemplarisch gezeigten Halbraum 32 außerhalb einer durch die Mittelachsen 12A, 12B aufgespannten Mittelebene 33 befinden. Das Kühlfluid kann von dem Fluideinlass 19 zunächst durch die genannte Mittelebene 33 hindurch in der 2 nach unten bzw. in den Halbraum 34 geleitet werden und dann über einen weiten Bereich der beiden Mantelaußenflächen 13A, 14A umfangsseitig um die Rotoraufnahmebereiche 11A, 11B herumgeführt werden, bis es über die gleichfalls in dem Halbraum 32 befindlichen Öffnungen 17 (2-4 oben am Stator angeordnet) wieder aus dem Kühlraum 28 bzw. dem Statorkühlmantel austritt. Beispielsweise kann das Kühlfluid in Umfangsrichtung um eine jeweilige Rotoraufnahmeöffnung 11A, 11B in einem Umfangsbereich von mehr als 270° (oder von mehr als 300°) um die jeweilige Rotoraufnahmeöffnung 11A, 11B herumgeführt werden. Beispielsweise kann nur ein kleiner Verbindungsbereich (vgl. 3) der Statorbleche 13, 14 von einem Kontakt des Kühlfluids ausgeschlossen sein. Dadurch kann eine großflächige und effektive Kühlung der Statorwicklungen 16A, 16B bewirkt werden.
  • Durch die gemeinsame einteilige Ausbildung der beiden Statorbereiche 1A, 1B ergeben sich z.B. zusätzliche Designfreiheiten. Das geschaffene Blechpaket besteht dabei anders als üblich z.B. aus unterschiedlichen Blechkonturen, die sowohl in axialer, als auch in radialer Dimension variable Gestaltungsmöglichkeiten ermöglichen. Durch eine geeignete Wahl der Konturen können auf diese Weise Kühlkanäle direkt im Blechpaket (bzw. im Statorgehäuse) oder direkt auf der Oberfläche des Blechpakets ausgebildet werden, wobei eine sehr flexible Medienführung (z.B. Führung des Kühlfluids) ermöglicht werden kann. Beispielsweise kann als Kühlmedium Öl verwendet werden und teils axial (und/oder zum Großteil in Umfangsrichtung) durch das Blechpaket geführt werden.
  • Das Blechpaket 10, das heißt, die Statorbleche 13, 14 und die Abdeckbleche 15A, 15B, ist in seiner Gesamtheit im verbauten Zustand dichtend von dem Statorgehäuse 30 umschlossen, wodurch sich bis auf die erwünschten Fluiddurchlässe ein geschlossener Kühlkanal ergibt. Hierbei müssen z.B. ausschließlich die Bleche am Anfang und am Ende der Maschine (z.B. die Abdeckbleche) als dicht dargestellt werden, was z.B. durch eine radiale und/oder durch eine stirnseitige Abdichtung realisiert werden kann. Zum Beispiel können die Abdeckbleche 15A, 15B mit dem Statorgehäuse 30 abgedichtet verbunden sein.
  • Beispielsweise kann das Kühlmedium (z.B. ein im Getriebe eines Antriebs eingesetztes Schmiermedium, z.B. Öl) zusätzlich auch in eine (oder beide) Rotorwellen (in 1a nicht dargestellt) eingeleitet werden. Das Kühlmedium kann z.B. durch radiale Löcher in der Welle austreten und wird zur Kühlung auf die Innenseite (radial innen) der Statorwicklung geschleudert. Die Kühlung der Rotorbleche kann dadurch ebenfalls verbessert werden.
  • 3 zeigt Einzeldarstellungen der Bleche 13, 14, 15A, 15B der Stator 1 aus 2. Die Statorbleche 13, 14, 15A, 15B weisen jeweils Verbindungsmittel 18 zum Verbinden der jeweiligen Statorbleche miteinander auf. Beispielsweise sind die Verbindungsmittel 18 durch Ausnehmungen 18 zur Aufnahme von Bolzen oder Nieten ausgebildet, sodass die Statorbleche 13, 14, 15A, 15B damit verbunden werden können.
  • Alternativ oder zusätzlich können als Verbindungsmittel an den Blechen Paketiernoppen vorgesehen sein. Des Weiteren kann eine Beschichtung mittels Backlack und ein gegenseitiges Verbacken der Bleche erfolgen.
  • Das erste Abdeckblech 15A weist den Fluideinlass 19 in Form einer Ausnehmung auf, durch den ein Kühlmittel in den Kühlraum 28 eingeführt werden kann. Der Fluideinlass 19 ist in einem Verbindungsbereich 15C des Abdeckblechs 15A ausgebildet. Um die Rotoraufnahmebereiche 11A, 11B sind jeweils radial nach außen hin aneinander angrenzend ein Aufnahmebereich 6A, 6B für die Statorwicklungen 16A, 16B, ein Jochbereich 5A, 5B und ein äußerer Randbereich mit Öffnungen 17 ausgebildet, wobei der Verbindungsbereich 15C die jeweiligen Statorbereiche 1A, 1B miteinander verbindet. Der Verbindungsbereich 15C ist somit bis auf die Ausnehmung 18 und den Fluideinlass 19 stofflich geschlossen ausgeführt. Das Abdeckblech 15A bewirkt z.B. eine axiale Begrenzung des Kühlraums 28 und ermöglicht mittels des Fluideinlasses eine Zuführung des Kühlmittels in den Kühlraum 28.
  • Das erste Statorblech 13 weist einen Verbindungsbereich 13C auf. Unterhalb der Ausnehmung 18 in Richtung der Mittelebene 33 ist im Verbindungsbereich 13C ein Fluidführungsbereich 19a ausgebildet, der axial an den Fluideinlass 19 eines Deckblechs 15A angrenzt. Der Fluidführungsbereich 19a stellt einen hier symmetrisch ausgebildeten Einschnitt bzw. eine Ausnehmung im Verbindungsbereich 13C zwischen den beiden Rotoraufnahmebereiche 11A, 11B dar. Der als Verbindungsbereich 13C verbleibende Steg verhindert, dass ein durch den Fluideinlass 19 in den Kühlraum 28 eintretendes Kühlfluid unmittelbar nach oben, das heißt an der Ausnehmung 18 vorbeifließen kann. Der Verbindungsbereich 13C bewirkt eine Führung des Kühlfluids zwischen den beiden Rotoraufnahmebereichen 11A, 11B nach unten, das heißt vom oberen Halbraum 32 mit der Ausnehmung 18 weg zum unteren Halbraum 34. Das erste Statorblech 13 stellt z.B. eine große Mantelaußenfläche 13A und damit einen großen Kühlbereich des Kühlraum 28 bereit und ermöglicht die Verteilung des Kühlmittels.
  • Das zweite Statorblech 14 weist einen Verbindungsbereich 14C auf, welcher im Vergleich zum Verbindungsbereich 13C bis auf einen Fluiddurchlass 19B zur axialen Durchführung von Kühlmittel und die Ausnehmung 18 stofflich zusammenhängend ausgebildet ist. Der Trennsteg 14B des zweiten Statorblechs 14 ist in einem Umfangsbereich 20 jeweils um die Rotoraufnahmebereiche 11A, 11B ausgebildet. Beispielsweise umgibt der Trennsteg 14B einen jeweiligen Rotoraufnahmebereich 11A, 11B umfangsmäßig zumindest zur Hälfte. Der Verbindungsbereich 14C und der Trennsteg 14B bewirken eine Trennung von Kühlkanälen, die an jeweiligen axial an das zweite Statorblech 14 angrenzenden ersten Statorblechen 13 ausgebildet sind. Beispielsweise kann das Kühlfluid nur durch den Fluiddurchfluss 19B und in einem Bereich oberhalb der Trennstege 14B von einem ersten in einen zweiten Kühlkanal fließen. Das zweite Statorblech 14 ermöglicht eine Abtrennung von Kühlbereichen.
  • Das zweite Abdeckblech 15B weist einen stofflich geschlossenen Verbindungsbereich 15C auf, in dem lediglich eine Ausnehmung bzw. Öffnung 18 zum Verbinden des zweiten Abdeckblechs 15B mit den übrigen Statorblechen ausgebildet ist. Jedoch ist keine weitere Öffnung für einen Fluiddurchfluss ausgebildet, sodass das zweite Abdeckblech 15B den Kühlraum 28 des Stators 1 in axialer Richtung abschließt. Alternativ kann vorgesehen sein, auch im zweiten Abdeckblech 15B einen Fluideinlass auszubilden, z.B. um mittels zwei Fluidzufuhren Kühlmittel in den Kühlraum 28 einzubringen. Dadurch kann etwa eine Durchflussleistung und/oder ein Gewicht der einzelnen Fluidzufuhrvorrichtungen verringert werden.
  • 4a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Stators 1 mit im Bereich von Fluidauslässen des Stators 1 voneinander getrennten Kühlkammern B1, B2 (z.B. Kühlkanäle, die bis auf einen axialen Fluiddurchlass vollständig voneinander abgetrennt sind). Im Gegensatz zum in den 2 und 3 dargestellten Beispiel umfasst das in 4 dargestellte Statorblechpaket 10 zu diesem Zweck ein Trennblech 21, das axial zwischen den getrennten Kühlkammern B1, B2 angeordnet ist. Beispielsweise ist das Trennblech 21 axial mittig im Stator 1 angeordnet. Das Trennblech 21 kann mittels eines am Außenumfang gegenüber den Statorblechen 13, 14 bezüglich den Rotoraufnahmebereichen 11A, 11B radial vergrößerten Trennbereiches 21A im Gegensatz zu den Trennstegen 14B auch im Umfangsbereiche der Fluidauslässe (Öffnungen 17 der Abdeckbleche 15, 15B) eine axiale Trennung von Kühlkanälen des Kühlraums 28 bewirken. Die Öffnungen 17 des ersten Abdeckblechs 15A ermöglichen somit ein Austreten von Kühlfluid aus der ersten Kühlkammer B1 und die Öffnungen 17 des zweiten Abdeckblechs 15B ermöglichen ein Austreten von Kühlfluid aus der zweiten Kühlkammer B2. Beispielsweise kann das Trennblech 21 dem ohne Öffnungen 17 ausgebildeten ersten Abdeckblech 15A entsprechen.
  • In 4b ist eine Einzeldarstellung des Trennblechs 21 gezeigt. Im Trennbereich 21A ist ein Verbindungsmittel 18 zum Montieren des Trennblechs 21 im Stator 1 ausgebildet. Ferner weist das Trennblech 21 einen Fluiddurchfluss 21B auf, durch den ein Kühlfluid in axialer Richtung fließen kann. Beispielsweise kann Kühlfluid durch den Fluideinlass 19 in die erste Kühlkammer B1 des Stators eintreten und durch die Öffnungen 17 des ersten Abdeckblechs 15A wieder aus dem ersten Kühlkanal austreten. Das durch den Fluideinlass 19 eingebrachte Kühlfluid kann durch den Fluiddurchfluss 21B ebenso auch weite in die zweite, von der ersten mittels des Trennblechs 21 ansonsten getrennte Kühlkammer B2 eintreten, wobei das Kühlfluid aus der zweiten Kühlkammer B2 durch Öffnungen 17 des zweiten Abdeckblechs 15B wieder austreten kann.
  • Die Trennung von zwei Kühlkammern B1, B2 oder Kühlkanälen auch im Umfangsbereich der Fluidauslässe 17 kann eine Steuerung oder Aufteilung der Kühlmittelmenge zu den Wickelköpfen 161A, 161B der Statorwicklungen 16A, 16B beispielsweise verbessern, sodass insgesamt zum Beispiel eine gleichmäßigere Kühlung erfolgen kann. Alternativ kann durch das Trennblech 21 beispielsweise ein Verhältnis der Kühlmittelmenge, die den ersten und den zweiten Kühlkanal durchfließt, eingestellt werden, sodass eine unterschiedliche Kühlleistung an den axial gegenüberliegenden Wickelköpfen 161A, 161B eingestellt werden kann. Der in 4a gezeigte Stator 1 umfasst somit fünf verschiedene Statorbleche, wodurch eine gleichmäßigere Kühlmittelverteilung erreicht werden kann.
  • 5a und 5b zeigen je eine schematische Darstellung eines Durchflusses eines Kühlfluids (Darstellung durch gestrichelte Pfeile) durch Kühlkanäle des Stators 1 in axialer Richtung und in Umfangsrichtung. Das Kühlfluid oder Kühlmedium tritt durch den Fluideinlass 19 in den Kühlraum 28 ein und wird dort zum Teil in Umfangsrichtung um die Rotoraufnahmebereiche 11A, 11B in den Figuren nach unten geleitet, um in Umfangsrichtung der Rotoraufnahmebereiche 11A, 11B den Stator 1 zu umfließen und zum Teil axial durch Fluidführungsbereiche 19A und Fluiddurchlässe 19B in Richtung des zweiten Abdeckblechs 15B geleitet. Von dem oben mittig gelegenen Einflussbereich wird das Kühlfluid in jeweiligen Kühlkanälen im Uhrzeigersinn hierbei z.B. fast vollständig um den ersten Rotoraufnahmebereich 11A geführt und gegen den Uhrzeigersinn hierbei fast vollständig um den zweiten Autoaufnahmebereich 11B geführt, bis es im oberen Bereich des Stators 1 durch die jeweiligen Öffnungen 17 wieder aus dem Kühlraum 28 austritt.
  • Das Kühlmedium wird mit anderen Worten zunächst durch einen axialen Kanal beginnend am Fluideinlass 19 - wobei der axiale Kanal die Fluidführungsbereiche 19A und die Fluiddurchlässe 19B umfasst - leicht nach oben versetzt zwischen beiden Maschinen eingeleitet, wobei dieser Kanal am hinteren Ende, insbesondere am Abdeckblech 15B verschlossen bleibt. Das Medium fließt dann zwangsgeführt zwischen beiden Rotoraufnahmebereichen 11A, 11B nach unten und teilt sich auf zwei Volumenströme auf, die sowohl die erste Teilmaschine 3A als auch die zweite Teilmaschine 3B parallel umrunden, bis sie oberhalb (im oberen Bereich) in zwei Sammelbereiche einfließen, welche axial zwischen den Öffnungen 17 der Abdeckbleche 15A, b ausgebildet sind. So kann effektiv die gesamte Mantelfläche gekühlt werden.
  • Nach der Umrundung der Teilmaschinen 3A, 3B tritt das Kühlmedium aus dem Sammelbereich stirnseitig durch die Öffnungen 17 in den abschließenden, ersten und letzten Abdeckblechen 15A, 15B des Blechpakets 10 aus und fließt über die Wickelköpfe 161A, 161B der Teilmaschinen 3A, 3B. So kann geschickt und ohne weitere Führungsbauteile der Statormantel 13A, 14A und der Wickelkopf 161A, 161B gleichzeitig gekühlt werden.
  • Zur Führung des Kühlmediums am Kühlmantel werden vorliegend Zwischenbleche mit Führungsrippen in Form der Trennstege 14B eingesetzt, die eine verbesserte laminare Strömung und ein gleichmäßigeres Umströmen des Kühlmittels um beide Maschinen bewirken können. Zum Beispiel kann die mittlere Rippe, insbesondere der Trennbereich 21A den Sammelbereich in zwei Kammern aufteilen (vgl. 4) und so eine Separierung in jeweils eine linke und rechte Maschinenhälfte darstellen. Der Volumenstrom verteilt sich hierdurch z.B. gleichmäßiger auf die beiden Wickelkopfseiten.
  • 5b zeigt schematisch eine axiale Durchflussrichtung 22 des Kühlfluids vom Fluideinlass 19 durch Fluidführungsbereiche 19A jeweiliger erster Statorbleche 13. Ferner sind schematisch Durchflussrichtungen 23 in Umfangsrichtung gezeigt, wobei ein jeweiliger Durchfluss des Kühlmittels durch getrennte Kühlkanäle dargestellt ist, die den jeweiligen ersten Statorblechen 13 zugeordnet sind.
  • Mit 6 ist eine Perspektivansicht des im Statorgehäuse 30 angeordneten Stators 1 der einer elektrischen Maschine 3 nach 1 gezeigt. 7 zeigt eine perspektivische Einzeldarstellung des Statorgehäuses 30 von 6. Zusätzlich zu der vorstehend erläuterten Kühlung des Stators 1 kann ein Kühlfluid auch durch die zumindest abschnittweise als Hohlwellen ausgebildeten Rotorwellen 4A, 4B in die beiden Teilmaschinen 3A, 3B eingebracht werden. Von dort kann das Kühlfluid über Fluiddurchgänge 41A, 41B in die Rotoraufnahmebereiche 11A, 11B eintreten.
  • Die Abführung des Kühlmediums aus den Rotoraufnahmebereichen 11A, 11B kann durch eine oder mehrere Abflussöffnungen erfolgen, welche jeweils an einer in der Einbauposition des Außengehäuses 36 an einem Fahrzeug geodätisch tief bzw. untenliegenden Position ausgebildet sind.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Fluidkühlung, insbesondere eine Ölkühlung für eine Doppel-E-Maschine. Eine Doppel-E-Maschine umfasst zumindest zwei Rotoren (z.B. parallellaufend) in einem gemeinsamen Stator, der von einem gemeinsamen Statorgehäuse umgeben ist. Dadurch kann eine effiziente Kühlung der jeweiligen Statorwicklungen der beiden Rotoren gleichzeitig erfolgen. Ein oder mehrere Fluideinlässe und ein oder mehrere Fluidauslässe können am Blechpaket oder am Statorgehäuse oder gleichzeitig an beiden der genannten Elemente vorgesehen sein. Mit Vorteil kann ein Fluidauslass an einer geodätisch unten liegenden Einbauposition eines Außengehäuses vorgesehen sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Stator
    1A
    erster Statorbereich
    1B
    zweiter Statorbereich
    2A
    erster Rotor
    2B
    zweiter Rotor
    3
    elektrische Maschine
    3A
    erste Teilmaschine
    3B
    zweite Teilmaschine
    4A
    erste Rotorwelle
    41A
    Austrittsöffnung
    4B
    zweite Rotorwelle
    41B
    Austrittsöffnung
    5A
    Jochbereich
    5B
    Jochbereich
    6A
    Aufnahmebereich
    6B
    Aufnahmebereich
    10
    Statorblechpaket
    11A
    erster Rotoraufnahmebereich
    11B
    zweiter Rotoraufnahmebereich
    12A
    Mittelachse
    12B
    Mittelachse
    12C
    Mittellinie
    13
    erstes Statorblech
    13A
    Mantelaußenfläche
    13C
    Verbindungsbereich
    14
    zweites Statorblech
    14A
    Mantelaußenfläche
    14B
    Trennsteg
    14C
    Verbindungsbereich
    15A
    erstes Abdeckblech
    15B
    zweites Abdeckblech
    15C
    Verbindungsbereich
    16A
    Statorwicklung
    16B
    Statorwicklung
    161A
    Wickelkopf
    161B
    Wickelkopf
    17
    Öffnungen/Fluidauslass
    18
    Verbindungsmittel
    19
    Fluideinlass
    19A
    Fluiddurchführungsbereich
    19B
    Fluiddurchfluss
    20
    Umfangsbereich
    21
    Trennblech
    21A
    Trennbereich
    21B
    Fluiddurchfluss
    22
    axiale Durchflussrichtung
    23
    Durchfluss in Umfangsrichtung
    28
    Kühlraum
    30
    Statorgehäuse
    30A
    erster Gehäuseabschnitt
    30B
    zweiter Gehäuseabschnitt
    30C
    Zwischenbereich
    32
    Halbraum
    33
    Mittelebene
    34
    Halbraum
    36
    Außengehäuse
    A1/A2
    erster/zweiter Kühlkanal
    B1/B2
    erste/zweite Kühlkammer
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 1538915 A [0006]

Claims (10)

  1. Stator (1) für eine elektrische Maschine (3) mit zumindest zwei Rotoren (2A, 2B), welche mit deren Drehachsen insbesondere parallel oder koaxial angeordnet sind, umfassend: - ein gemeinsames Statorblechpaket (10) mit einem ersten Statorbereich (1A) und einem zweiten Statorbereich (1B), wobei - die Statorbereiche (1A, 1B) jeweils einen Rotoraufnahmebereiche (11A, 11B) zur Aufnahme je eines Rotors (2A, 2B) aufweisen, wobei - das Statorblechpaket (10) zu jedem der Rotoraufnahmebereiche (11A, 11B) benachbart zur Aufnahme einer Statorwicklung (16A, 16B) ausgebildet ist; und umfassend - ein gemeinsames Statorgehäuse (30), das um das gemeinsame Statorblechpaket (10) herum angeordnet ist, wobei - in einem radial zwischen Statorblechpaket (10) und Statorgehäuse (30) gelegenen Bereich der Stator (1) einen Kühlraum (28) zum Führen eines Kühlfluides ausgebildet ist, um ein Kühlen einer gemeinsamen Mantelfläche (13A, 14A) des Statorblechpakets (10) zu ermöglichen.
  2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorblechpaket (10) axial außenseitig angeordnete Abdeckbleche (15A, 15B) umfasst, welche axial zwischenliegende Statorbleche (13, 14) radial überragen und wobei die Abdeckbleche (15A, 15B) fluiddicht mit dem Statorgehäuse (30) verbunden sind.
  3. Die Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Abdeckbleche (15A) einen Fluideinlass (19) aufweist, der zum Einführen des Kühlfluids in den Kühlraum (28) ausgebildet ist, wobei der Fluideinlass (19) im Abdeckblech (15A) zwischen den beiden Rotoraufnahmebereichen (11A, 11B) angeordnet ist.
  4. Stator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckbleche (15A, 15B) Fluidauslässe (17) aufweisen, die durch Öffnungen (17) radial außerhalb der axial zwischen den Abdeckblechen (15A, 15B) angeordneten Statorbleche (13, 14) ausgebildet sind.
  5. Stator nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Statorbereichen (1A, 1B)jeweils eine Statorwicklung (16A, 16B) angeordnet ist, wobei Wickelköpfe (161A, 161B) der Statorwicklungen (16A, 16B) radial zwischen den jeweiligen Fluidauslässen (17) und dem jeweiligen Rotoraufnahmebereich (11A, 11B) angeordnet sind und wobei die Wickelköpfe (161A, 161B) die Abdeckbleche (15A, 15B) axial überragen, sodass die Wickelköpfe (161A, 161B) der Statorwicklungen (16A, 16B) bei einem Austreten des Kühlfluids aus den Fluidauslässen (17) gekühlt werden.
  6. Stator nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlraum (28) ausgebildet ist, das Kühlfluid aus einem insbesondere mittig zwischen den beiden Rotoraufnahmebereichen (11A, 11B) gelegenen Bereich in Umfangsrichtung um die Rotoraufnahmebereiche (11A, 11B) zu führen.
  7. Stator nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlraum (28) zumindest zwei Kühlkanäle (A1, A2) umfasst, wobei ein Trennsteg (14B) eines Statorblechs (14) die zwei Kühlkanäle (A1, A2) zumindest in einem vorbestimmten Umfangsbereich (20) der Rotoraufnahmebereiche (11A, 11B) axial voneinander trennt.
  8. Stator nach Anspruch 4-7, dadurch gekennzeichnet, dass ein insbesondere axial mittig angeordnetes Trennblech (21) den Kühlraum (28) in zwei Kühlkammern (B1, B2) unterteilt und axial gegenüberliegende Fluidauslässe (17) des Kühlraums (28) axial voneinander trennt.
  9. Elektrische Maschine (3) für einen elektrischen Antrieb eines Kraftwagens, die elektrische Maschine (3) umfassend: eine gemeinsame Stator (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, und zwei Rotoren (2A, 2B), die jeweils in einem der Rotoraufnahmebereiche (11A, 11B) des gemeinsamen Stators (1) angeordnet sind.
  10. Elektrische Maschine (3) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren (2A, 2B) eine zumindest abschnittweise als Hohlwelle ausgebildete Rotorwelle (4A, 4B) aufweisen, durch welche ein Kühlfluid über Austrittsöffnungen (41A, 41B) in einen der Rotoraufnahmebereiche (11A, 11B) eintreten kann.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020122197A1 (de) 2020-08-25 2022-03-03 Brose Schließsysteme GmbH & Co. Kommanditgesellschaft Kraftfahrzeugschloss
DE102021121035A1 (de) 2021-08-12 2023-02-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Statorkühlmantel mit gerichtetem Kühlmittelfluss
DE102021121032A1 (de) 2021-08-12 2023-02-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Mantelhülse für einen Statorkühlmantel
DE102021121031A1 (de) 2021-08-12 2023-02-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Statorkühlmantel mit Wickelkopfkühlung
CN117097100A (zh) * 2023-10-20 2023-11-21 盛视科技股份有限公司 外转子电机及闸机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1538915A1 (de) * 1966-10-20 1970-03-26 Licentia Gmbh Verschachtelte elektrische Maschinen
DE102010007636A1 (de) * 2010-02-05 2011-08-11 Dr. Ing. h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft, 70435 Elektromaschinenanordnung
DE102010031490A1 (de) * 2010-07-16 2012-01-19 Robert Bosch Gmbh Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug
DE112011103343T5 (de) * 2010-10-04 2013-07-18 Remy Technologies, L.L.C. Kühlmittelkanäle für einen Stator einer elektrischen Maschine
DE102017202721A1 (de) * 2017-02-21 2018-08-23 Audi Ag Elektromaschine
US20190190350A1 (en) * 2017-12-19 2019-06-20 Honda Motor Co., Ltd. Rotary electric machine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1538915A1 (de) * 1966-10-20 1970-03-26 Licentia Gmbh Verschachtelte elektrische Maschinen
DE102010007636A1 (de) * 2010-02-05 2011-08-11 Dr. Ing. h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft, 70435 Elektromaschinenanordnung
DE102010031490A1 (de) * 2010-07-16 2012-01-19 Robert Bosch Gmbh Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug
DE112011103343T5 (de) * 2010-10-04 2013-07-18 Remy Technologies, L.L.C. Kühlmittelkanäle für einen Stator einer elektrischen Maschine
DE102017202721A1 (de) * 2017-02-21 2018-08-23 Audi Ag Elektromaschine
US20190190350A1 (en) * 2017-12-19 2019-06-20 Honda Motor Co., Ltd. Rotary electric machine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020122197A1 (de) 2020-08-25 2022-03-03 Brose Schließsysteme GmbH & Co. Kommanditgesellschaft Kraftfahrzeugschloss
DE102021121035A1 (de) 2021-08-12 2023-02-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Statorkühlmantel mit gerichtetem Kühlmittelfluss
DE102021121032A1 (de) 2021-08-12 2023-02-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Mantelhülse für einen Statorkühlmantel
DE102021121031A1 (de) 2021-08-12 2023-02-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Statorkühlmantel mit Wickelkopfkühlung
CN117097100A (zh) * 2023-10-20 2023-11-21 盛视科技股份有限公司 外转子电机及闸机
CN117097100B (zh) * 2023-10-20 2024-02-02 盛视科技股份有限公司 外转子电机及闸机

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