DE102020103437A1

DE102020103437A1 - Electric drive device and drive arrangement

Info

Publication number: DE102020103437A1
Application number: DE102020103437.7A
Authority: DE
Inventors: Jonas Kniel; Patrick Gramann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-02-11
Filing date: 2020-02-11
Publication date: 2021-08-12
Also published as: WO2021160213A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinrichtung sowie eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug.Die Elektrische Antriebseinrichtung (1) umfasst in einem von einem Gehäuse umgebenden Raum eine elektrische Rotationsmaschine (10) mit einem um eine Rotationsachse (2) drehbaren Rotor sowie einem bezüglich dem Rotor statisch angeordneten Stator (11) sowie eine Fluidzufuhreinrichtung (20) zur Zuführung eines Kühlfluids zur elektrischen Rotationsmaschine (10) und eine mit der Fluidzufuhreinrichtung (20) strömungstechnisch verbundene, sich im Wesentlichen vollständig um die Rotationsachse (2) erstreckende, statisch angeordnete Verteileinrichtung (30) mit Strömungsleitelementen (31) zur Verteilung des Kühlfluids im Wesentlichen auf einem geschlossenen Umfang um die Rotationsachse in Richtung auf die in einem Abstand zu den Strömungsleitelementen (31) der Verteileinrichtung (30) angeordnete elektrische Rotationsmaschine (10).Mit der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinrichtung sowie einer damit ausgestatteten Antriebsanordnung lässt sich in konstruktiv einfacher und kostengünstiger Weise eine optimale Kühlung der elektrischen Rotationsmaschine realisieren.The invention relates to an electric drive device and a drive arrangement for a motor vehicle. The electric drive device (1) comprises, in a space surrounded by a housing, an electric rotary machine (10) with a rotor rotatable about an axis of rotation (2) and a rotor that is statically arranged with respect to the rotor Stator (11) and a fluid supply device (20) for supplying a cooling fluid to the electric rotating machine (10) and a statically arranged distribution device (30) which is fluidically connected to the fluid supply device (20) and extends essentially completely around the axis of rotation (2) Flow guiding elements (31) for distributing the cooling fluid essentially on a closed circumference around the axis of rotation in the direction of the electric rotary machine (10) arranged at a distance from the flow guiding elements (31) of the distribution device (30). With the electric drive device according to the invention g as well as a drive arrangement equipped with it, optimal cooling of the electric rotary machine can be implemented in a structurally simple and cost-effective manner.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinrichtung sowie eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to an electric drive device and a drive arrangement for a motor vehicle.

Aus dem Stand der Technik sind diverse elektrische Antriebseinrichtungen bekannt, die in Antriebsanordnungen für Kraftfahrzeuge eingesetzt werden.Various electrical drive devices which are used in drive arrangements for motor vehicles are known from the prior art.

Derartige elektrische Antriebseinrichtungen umfassen in der Regel eine elektrische Rotationsmaschine mit einem um eine Rotationsachse drehbaren Rotor sowie einem bezüglich dem Rotor statisch angeordneten Stator und ein Gehäuse, in welchem die elektrische Rotationsmaschine angeordnet ist oder welches von der elektrischen Rotationsmaschine ausgebildet ist, zur Einhausung des Rotors. Dabei ist es bekannt, zum Zweck der Effizienzsteigerung eine Kühlung des Stators und/oder Rotors der elektrischen Rotationsmaschine vorzusehen.Such electrical drive devices usually comprise an electrical rotating machine with a rotor rotatable about a rotation axis and a stator arranged statically with respect to the rotor and a housing in which the electrical rotating machine is arranged or which is formed by the electrical rotating machine for housing the rotor. It is known to provide cooling of the stator and / or rotor of the electric rotating machine for the purpose of increasing efficiency.

Die DE 10 2015 015 797 A1 offenbart eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator. Der Stator umfasst dabei zumindest eine Wicklung, die wenigstens eine dem Rotor zugewandte Fläche aufweist, welche mit einer von dem Rotor in radialer Richtung nach außen durch Drehen des Rotors abgesprühten Kühlflüssigkeit zum Kühlen der Wicklung beaufschlagbar ist.the DE 10 2015 015 797 A1 discloses an electrical machine having a rotor and a stator. The stator comprises at least one winding which has at least one surface facing the rotor, which can be acted upon by a cooling liquid sprayed outward from the rotor in the radial direction by rotating the rotor for cooling the winding.

In der EP 3 059 937 A1 wird ein Verfahren zur Oberflächenkühlung von zumindest einem Teil einer elektrischen Maschine sowie eine Kühlvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben. Die Kühlvorrichtung ist dazu vorgesehen, eine Hochdruckströmung und eine Niederdruckströmung auszubilden, zur Erzeugung eines Kühlmittelstroms. Die Kühlvorrichtung umfasst dazu eine Düse, welche die Hochdruckströmung erzeugt, wobei die Hochdruckströmung dafür vorgesehen ist, an einer zu kühlenden Oberfläche eines Rotors der elektrischen Maschine unter Nutzung des Coanda-Effekts zu verlaufen und eine Niederdruckströmung nach dem Injektionsprinzip mitzuführen.In the EP 3 059 937 A1 a method for surface cooling of at least part of an electrical machine and a cooling device for performing the method are described. The cooling device is provided to form a high pressure flow and a low pressure flow for generating a coolant flow. For this purpose, the cooling device comprises a nozzle which generates the high pressure flow, the high pressure flow being provided to run on a surface to be cooled of a rotor of the electrical machine using the Coanda effect and to carry along a low pressure flow according to the injection principle.

Die WO 2016 132 060 A1 beschreibt eine elektrische Rotationsmaschine mit einem Stator mit einem Statorkörper sowie einen Verteilerkreis zur Aufnahme eines Kühlfluids zur Kühlung der elektrischen Rotationsmaschine.the WO 2016 132 060 A1 describes a rotary electric machine with a stator with a stator body and a distributor circuit for receiving a cooling fluid for cooling the rotary electric machine.

Der Verteilerkreis ist dabei dazu ausgebildet, ein Kühlfluid in einen Innenraum der elektrischen Rotationsmaschine zu leiten, in welchem sich der Stator befindet. Der Verteilerkreis weist dazu genau eine Öffnung auf, welche einer Seitenfläche des Statorkörpers zugewandt ist, so dass das Kühlfluid direkt an den Statorkörper heran geführt werden kann.The distributor circuit is designed to conduct a cooling fluid into an interior space of the electric rotary machine in which the stator is located. For this purpose, the distributor circuit has precisely one opening which faces a side surface of the stator body, so that the cooling fluid can be guided directly to the stator body.

Mit der JP 2016 149 900 A wird eine Kühlstruktur offenbart, welche eine elektrische Rotationsmaschine, einen Zirkulationspfad, einen Fluid-Tank, einen Rückführkanal sowie eine Ventileinrichtung umfasst.With the JP 2016 149 900 A a cooling structure is disclosed which comprises an electric rotary machine, a circulation path, a fluid tank, a return duct and a valve device.

Die elektrische Rotationsmaschine umfasst einen Rotor und einen Stator, wobei der Rotor in einer Rotorkammer angeordnet ist und der Stator in einer Statorkammer angeordnet ist und diese beiden Kammern durch eine Trennwand fluiddicht voneinander getrennt sind. Der Zirkulationspfad verbindet den Fluid-Tank mit der Statorkammer und auch der Rückführkanal verbindet den Fluid-Tank mit der Statorkammer, wobei die Ventileinrichtung zur Steuerung des Volumenstroms im Rückführkanal eingerichtet ist. Die Ventileinrichtung steuert dabei in Abhängigkeit des in der Statorkammer vorherrschenden Fluid-Drucks.The rotary electric machine comprises a rotor and a stator, the rotor being arranged in a rotor chamber and the stator being arranged in a stator chamber and these two chambers being separated from one another in a fluid-tight manner by a partition. The circulation path connects the fluid tank to the stator chamber and the return duct also connects the fluid tank to the stator chamber, the valve device being set up to control the volume flow in the return duct. The valve device controls depending on the fluid pressure prevailing in the stator chamber.

Die DE 10 2016 103 408 A1 lehrt einen Stator eines elektrischen Motors, umfassend einen Statorkern, eine Spule, welche um Zähne des Statorkerns gewickelt ist, einen Außenzylinder, welcher die Zähne an deren Joch umgibt, sowie ein wärmeleitendes Teil, welches mit einer inneren Umfangsfläche des Außenzylinders und einem Spulenende der Spule in Kontakt steht.the DE 10 2016 103 408 A1 teaches a stator of an electric motor comprising a stator core, a coil which is wound around teeth of the stator core, an outer cylinder which surrounds the teeth on the yoke thereof, and a heat conductive member which has an inner peripheral surface of the outer cylinder and a coil end of the coil is in contact.

Durch diesen Aufbau wird ein Teil der Wärme, die während des Betriebs des Motors an den Spulen erzeugt wird, durch das wärmeleitende Teil zu dem Außenzylinder geleitet und von dem Außenzylinder an die Außenluft abgeleitet. Die Spule des Motors wird entsprechend über das wärmeleitende Teil gekühlt.With this structure, some of the heat that is generated at the coils during operation of the motor is conducted through the heat-conducting part to the outer cylinder and dissipated from the outer cylinder to the outside air. The coil of the motor is cooled accordingly via the heat-conducting part.

Eine besonders effiziente Kühlung der elektrischen Rotationsmaschine wird in der Regel durch eine Fluid-Kühlung erreicht. Dabei wird meist Öl als Kühlfluid genutzt, welches an den Rotor und/oder den Stator geleitet wird, um dort Wärme abzuführen. Üblicherweise wird das Öl dazu mittels einer von zwei Methoden an den Rotor und/oder den Stator geleitet.A particularly efficient cooling of the electric rotary machine is usually achieved by fluid cooling. Oil is mostly used as a cooling fluid, which is directed to the rotor and / or the stator in order to dissipate heat there. Typically, this is done by directing the oil to the rotor and / or the stator using one of two methods.

Erstens ist bekannt, eine Verteileinrichtung vorzusehen, die mit einem rotierenden Bauteil verbunden ist und die bei Rotation unter Nutzung von Fliehkraft das Öl an den Rotor und/oder den Stator schleudert. Eine gleichmäßige Kühlung ist dabei jedoch nur bei Rotation der Verteileinrichtung realisierbar.Firstly, it is known to provide a distribution device which is connected to a rotating component and which, when rotating, uses centrifugal force to fling the oil onto the rotor and / or the stator. However, uniform cooling can only be achieved when the distribution device rotates.

Andererseits ist bekannt, eine Verteileinrichtung an einem feststehenden Bauteil anzuordnen, um von dort düsenartig das Öl an den Rotor und/oder den Stator zu sprühen. Bei einer Ausgestaltung der Verteileinrichtung als Düse wird jedoch nur ein bestimmter Abschnitt am Umfang des Rotors und/oder Stators angesprüht, so dass entsprechend zur gleichmäßigen Kühlung des Stators mehrere Düsen am Umfang verteilt vorgesehen sein müssen, was mit hohen Kosten und hohem Aufwand in der Fertigung verbunden ist. Zudem ist eine gleichmäßige Kühlung des Rotors nur bei dessen Rotation realisierbar.On the other hand, it is known to arrange a distributor device on a stationary component in order to spray the oil onto the rotor and / or the stator from there in a nozzle-like manner. If the distribution device is configured as a nozzle, however, only a certain section is sprayed on the circumference of the rotor and / or stator, so that corresponding to the uniform cooling of the stator several nozzles must be provided distributed around the circumference, which is associated with high costs and high effort in production. In addition, uniform cooling of the rotor can only be achieved when it is rotating.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Antriebseinrichtung sowie eine damit ausgestattete Antriebsanordnung zur Verfügung zu stellen, die in konstruktiv einfacher und kostengünstiger Weise eine optimale Kühlung der elektrischen Rotationsmaschine realisieren.Proceeding from this, the present invention is based on the object of providing an electric drive device and a drive arrangement equipped therewith, which implement optimal cooling of the electric rotary machine in a structurally simple and cost-effective manner.

Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße elektrische Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der elektrischen Antriebseinrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben. Ergänzend wird eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, welche die elektrische Antriebseinrichtung aufweist, gemäß Anspruch 10 zur Verfügung gestellt.The object is achieved by the electrical drive device according to the invention according to claim 1. Advantageous refinements of the electric drive device are specified in subclaims 2 to 9. In addition, a drive arrangement for a motor vehicle, which has the electric drive device, is provided according to claim 10.

Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.The features of the claims can be combined in any technically meaningful manner, in which case the explanations from the following description and features from the figures can also be used, which include additional embodiments of the invention.

Die Begriffe „axial“ und „radial“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Rotationsachse der elektrischen Antriebseinrichtung.In the context of the present invention, the terms “axial” and “radial” always relate to the axis of rotation of the electric drive device.

Die Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinrichtung, umfassend in einem von einem Gehäuse umgebenden Raum eine elektrische Rotationsmaschine mit einem um eine Rotationsachse drehbaren Rotor sowie einem bezüglich dem Rotor statisch angeordneten Stator. Die elektrische Antriebseinrichtung umfasst weiterhin eine Fluidzufuhreinrichtung zur Zuführung eines Kühlfluids zur elektrischen Rotationsmaschine und eine mit der Fluidzufuhreinrichtung strömungstechnisch verbundene, sich im Wesentlichen vollständig um die Rotationsachse erstreckende, statisch angeordnete Verteileinrichtung mit Strömungsleitelementen zur Verteilung des Kühlfluids im Wesentlichen auf einem geschlossenen Umfang um die Rotationsachse in Richtung auf die in einem Abstand zu den Strömungsleitelementen der Verteileinrichtung angeordnete elektrische Rotationsmaschine.The invention relates to an electric drive device, comprising, in a space surrounded by a housing, an electric rotary machine with a rotor rotatable about an axis of rotation and a stator arranged statically with respect to the rotor. The electric drive device further comprises a fluid supply device for supplying a cooling fluid to the electric rotary machine and a statically arranged distribution device, which is fluidically connected to the fluid supply device and extends essentially completely around the axis of rotation, with flow guide elements for distributing the cooling fluid essentially over a closed circumference around the axis of rotation Direction of the electrical rotary machine arranged at a distance from the flow guide elements of the distribution device.

Die Verteileinrichtung bzw. die Anordnung der Strömungsleitelemente kann sich dabei vollständig entlang eines Umfangs um die Rotationsachse erstrecken und somit eine ringförmige Ausgestaltung realisieren.The distribution device or the arrangement of the flow guide elements can extend completely along a circumference around the axis of rotation and thus realize an annular configuration.

Insbesondere kann der Umfang der Ausbringung des Kühlfluids vollständig geschlossen sein und/oder ringförmig ausgestaltet sein, so dass die Ausbringung des Kühlfluids in einem Winkelbereich von 360° um die Rotationsachse und demzufolge flächendeckend an der elektrischen Rotationsmaschine erfolgt.In particular, the circumference of the discharge of the cooling fluid can be completely closed and / or configured in a ring shape, so that the discharge of the cooling fluid takes place in an angular range of 360 ° around the axis of rotation and consequently over the entire area of the electric rotary machine.

Der Umfang hier ist als ein Bereich um die Rotationsachse gemeint, der radial innen und radial außen durch zwei radial voneinander beabstandete ideelle Umfänge begrenzt ist, insbesondere für die Ausgestaltung der Verteileinrichtung, wenn diese nicht kreisringförmig ausgeführt ist, sondern Abweichungen zu einer Kreisringform aufweisen sollte.The circumference here is meant as an area around the axis of rotation that is limited radially on the inside and radially on the outside by two radially spaced ideal circumferences, especially for the design of the distribution device if it is not designed in the form of a circular ring, but rather deviates from a circular ring shape.

Die Strömungsleitelemente der Verteileinrichtung sind entsprechend dazu eingerichtet, mittels mehrerer Sprühstrahlen bzw. Strömen Kühlfluid auf die Oberfläche der elektrischen Rotationsmaschine aufzubringen, ohne dass dabei das Kühlfluid durch ein Leitungselement zwischen der Verteileinrichtung und der elektrischen Rotationsmaschine geleitet oder geführt wird.The flow guiding elements of the distribution device are set up accordingly to apply cooling fluid to the surface of the electrical rotating machine by means of several spray jets or streams without the cooling fluid being passed or guided through a line element between the distribution device and the electrical rotating machine.

Mit anderen Worten ermöglicht die Verteileinrichtung ein Besprühen bzw. Anströmen der elektrischen Rotationsmaschine mit Kühlfluid.In other words, the distribution device enables cooling fluid to be sprayed or flowed onto the electric rotary machine.

Insbesondere ist der Stator der elektrischen Rotationsmaschine mechanisch fest mit dem Gehäuse verbunden.In particular, the stator of the rotary electric machine is mechanically fixedly connected to the housing.

Es kann vorgesehen sein, dass die Fluidzufuhreinrichtung ebenfalls in dem von dem Gehäuse umgebenden Raum angeordnet ist.It can be provided that the fluid supply device is also arranged in the space surrounding the housing.

Bei der elektrischen Rotationsmaschine kann es sich sowohl um einen Synchronmotor als auch um einen Asynchronmotor handeln.The electric rotating machine can be either a synchronous motor or an asynchronous motor.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Verteileinrichtung mehrere radial ausgerichtete Strömungsleitelemente auf zur Ausbringung des Kühlfluids in einer Strömungsrichtung mit radialer Komponente in Richtung auf die elektrische Rotationsm aschine.According to a further aspect of the invention, the distribution device has a plurality of radially aligned flow guide elements for discharging the cooling fluid in a flow direction with a radial component in the direction of the electrical rotary machine.

Dabei ist das Strömungsleitelement insbesondere durch eine Bohrung ausgebildet. Dies schließt jedoch die Anwendung alternativer Strömungsleitelemente nicht aus, wie etwa an bzw. von der Verteileinrichtung ausgebildete Leitflächen bzw. Leitschaufeln.The flow guide element is in particular formed by a bore. However, this does not rule out the use of alternative flow guide elements, such as guide surfaces or guide vanes formed on or by the distribution device.

Gemäß einer ergänzenden Ausführungsform weist die Fluidzufuhreinrichtung eine Anzahl von n_k Strömungskanälen zur Leitung des Kühlfluids zur Verteileinrichtung auf, und die Verteileinrichtung weist eine Anzahl von n_sl Strömungsleitelementen auf, wobei gilt: n_sl / n_k ≥ 6.According to a supplementary embodiment, the fluid supply device has a number of n _k flow channels for conveying the cooling fluid to the distribution device, and the distribution device has a number of n _{sl flow guide elements} , where: n _sl / n _k ≥ 6.

Das bedeutet, dass deutlich mehr Strömungsleitelemente vorhanden sind als Strömungskanäle, so dass die Zufuhr von Kühlfluid zur Verteileinrichtung konstruktiv einfach und platzsparend ausgeführt sein kann.This means that there are significantly more flow guide elements than flow channels, so that the supply of cooling fluid to the distribution device can be designed to be simple and space-saving in terms of design.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist von der Fluidzufuhreinrichtung lediglich ein Strömungskanal ausgebildet, mit dem Kühlfluid zu der Verteileinrichtung übertragbar ist.In a preferred embodiment, only one flow channel is formed by the fluid supply device, with which the cooling fluid can be transferred to the distribution device.

Der einzelne bzw. jeweilige Strömungskanal bildet einen oder mehrere Auslässe zur Übergabe des Kühlfluids in die Verteileinrichtung aus. Entsprechend der zuvor genannten vorteilhaften Ausführungsform kann die Verteileinrichtung 6 bis 8 oder noch mehr Strömungsleitelemente aufweisen, die auf einem Umfang verteilt sind.The individual or respective flow channel forms one or more outlets for transferring the cooling fluid into the distribution device. According to the advantageous embodiment mentioned above, the distribution device can have 6 to 8 or even more flow guide elements which are distributed over a circumference.

Gemäß einem weiteren ergänzenden Aspekt bildet der Strömungskanal zumindest einen Auslass in radialer Richtung aus.According to a further supplementary aspect, the flow channel forms at least one outlet in the radial direction.

In einer konstruktiv vorteilhaften Ausführungsform ist die Verteileinrichtung an einem Statorträger der elektrischen Rotationsmaschine oder am Gehäuse fixiert.In a structurally advantageous embodiment, the distribution device is fixed on a stator carrier of the electric rotating machine or on the housing.

Der Statorträger ist dabei insbesondere ein bezüglich dem Gehäuse separates Bauteil, wobei der Statorträger vom Gehäuse getragen werden kann. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Verteileinrichtung an einem vom Gehäuse als integraler Bestandteil ausgebildeten Statorträger fixiert ist.The stator carrier is in particular a separate component with respect to the housing, it being possible for the stator carrier to be carried by the housing. Alternatively, it can also be provided that the distribution device is fixed on a stator carrier formed as an integral part of the housing.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die elektrische Antriebseinrichtung eine Steuerungseinrichtung, mit der Strömungsparameter des Kühlfluids derart einstellbar sind, dass eine laminare Strömung in der Ausbringung des Kühlfluids auf die elektrische Rotationsmaschine realisierbar ist.According to a further embodiment, the electric drive device comprises a control device with which the flow parameters of the cooling fluid can be set in such a way that a laminar flow can be achieved in the application of the cooling fluid to the electric rotating machine.

Diese Steuerungseinrichtung steuert den Druck und/oder die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlfluids derart und der Strömungskanal sowie die Strömungsleitelemente sind derart konzipiert, dass die Ausströmung des Kühlfluids auf die elektrische Rotationsmaschine mit laminarer Strömung erfolgen kann.This control device controls the pressure and / or the flow rate of the cooling fluid in such a way and the flow channel and the flow guide elements are designed in such a way that the cooling fluid can flow out onto the electric rotary machine with a laminar flow.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Verteileinrichtung mehrere nach radial innen ausgerichtete Strömungsleitelemente sowie mehrere nach radial außen ausgerichtete Strömungsleitelemente auf zur Ausbringung des Kühlfluids in Strömungsrichtungen mit nach radial innen bzw. außen ausgerichteter Komponente. Dabei kann die Fluidzufuhreinrichtung als Hohlzylinder ausgebildet sein oder als ein oder mehrere Zapfen ausgebildet sein, wobei in dem Hohlzylinder bzw. in einem jeweiligen Zapfen zumindest ein Strömungskanal ausgebildet ist.In a further embodiment, the distribution device has a plurality of flow guide elements oriented radially inward and a plurality of flow guide elements oriented radially outward for discharging the cooling fluid in flow directions with components oriented radially inward or outward. The fluid supply device can be designed as a hollow cylinder or as one or more pegs, with at least one flow channel being configured in the hollow cylinder or in a respective peg.

Bei einer Ausgestaltung in Ringform bzw. als Hohlzylinder kann die Fluidzufuhreinrichtung auf ihrem gesamten Umfang bereichsweise von einer ebenfalls ringförmigen Verteileinrichtung aufgenommen sein. Vorteilhafterweise ist in dieser Ausgestaltung eine Abdichtung in radialer Richtung zwischen der Fluidzufuhreinrichtung und der Verteileinrichtung realisiert.In the case of an embodiment in the form of a ring or as a hollow cylinder, the fluid supply device can be received in some areas over its entire circumference by a likewise ring-shaped distribution device. In this embodiment, a seal is advantageously implemented in the radial direction between the fluid supply device and the distribution device.

Bei einer Ausgestaltung in Zapfenform kann die Fluidzufuhreinrichtung auf einem Teilbereich des Umfangs der Verteileinrichtung von dieser bereichsweise umschlossen sein. Vorteilhafterweise ist in dieser Ausgestaltung eine Abdichtung zwischen der Fluidzufuhreinrichtung und der Verteileinrichtung an der Außenseite der zapfenförmigen Fluidzufuhreinrichtung realisiert.In the case of an embodiment in the form of a pin, the fluid supply device can be partially enclosed by the distribution device on a partial area of the circumference of the latter. In this embodiment, a seal is advantageously implemented between the fluid supply device and the distribution device on the outside of the peg-shaped fluid supply device.

Insbesondere kann dabei die Verteileinrichtung derart angeordnet und ausgestaltet sein, dass mit ihr die Wicklungen des Stators der elektrischen Rotationsmaschine kühlbar sind.In particular, the distribution device can be arranged and configured in such a way that it can be used to cool the windings of the stator of the electric rotating machine.

Dabei ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausgestaltungsform eingeschränkt, sondern die Verteileinrichtung kann auch derart angeordnet und ausgestaltet sein, dass mit ihr die Wicklungen des Rotors der elektrischen Rotationsmaschine kühlbar sind.The present invention is not restricted to this embodiment, but the distribution device can also be arranged and configured in such a way that it can be used to cool the windings of the rotor of the electric rotary machine.

In einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verteileinrichtung derart angeordnet und ausgestaltet ist, dass mit ihr der Stator als auch der Rotor der elektrischen Rotationsmaschine kühlbar sind.In a particular embodiment, it is provided that the distribution device is arranged and designed in such a way that it can be used to cool the stator and the rotor of the electric rotary machine.

Insbesondere in dieser Ausführungsform kann die Verteileinrichtung mehrere nach radial innen ausgerichtete Strömungsleitelemente zur Kühlung eines Innenläufer-Rotors sowie mehrere nach radial außen ausgerichtete Strömungsleitelemente zur Kühlung des dazugehörigen Stators aufweisen.In this embodiment in particular, the distribution device can have a plurality of radially inwardly oriented flow guide elements for cooling an internal rotor rotor and a plurality of radially outwardly oriented flow guide elements for cooling the associated stator.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Verteileinrichtung derart angeordnet und ausgestaltet, dass mit ihr mehrere Statoren, d.h., bei einer auf einer axialen Position realisierten Kombination einer Innenläufermaschine sowie einer Außenläufermaschine, kühlbar sind. Auch hierfür bietet es sich an, dass die Verteileinrichtung mehrere nach radial innen ausgerichtete Strömungsleitelemente sowie mehrere nach radial außen ausgerichtete Strömungsleitelemente zur Kühlung der beiden Statoren aufweist.In a further embodiment, the distribution device is arranged and designed in such a way that it can be used to cool a plurality of stators, i.e. in the case of a combination of an internal rotor machine and an external rotor machine implemented in an axial position. For this purpose, too, it is advisable for the distribution device to have a plurality of flow guide elements oriented radially inward and a plurality of flow guide elements oriented radially outward for cooling the two stators.

Die beiden Statoren der beiden elektrischen Rotationsmaschinen können dabei integrale Bestandteile einer Stator-Einheit sein, über die gegebenenfalls die Zuführung des Kühlfluids erfolgt.The two stators of the two electric rotating machines can be integral components of a stator unit, via which the cooling fluid is optionally supplied.

Zur Fixierung der Verteileinrichtung umfasst die erfindungsgemäße elektrische Antriebseinrichtung eine Fixierungseinrichtung, zum Beispiel in Form mehrerer Schrauben, die mechanische Verbindungen zwischen der Verteilereinrichtung und dem Gehäuse und/oder dem Stator der elektrischen Antriebseinrichtung herstellen.To fix the distribution device, the electrical drive device according to the invention comprises a fixing device, for example in the form of several screws, which establish mechanical connections between the distribution device and the housing and / or the stator of the electrical drive device.

Die erfindungsgemäße elektrische Antriebseinrichtung weist den Vorteil auf, dass sich die Verteileinrichtung zur Verteilung des Kühlfluids im Wesentlichen vollständig um die Rotationsachse der elektrischen Antriebseinrichtung erstreckt, so dass eine Ausbringung des Kühlfluids in einem Winkelbereich von 360° um die Rotationsachse und demzufolge flächendeckend an der elektrischen Rotationsmaschine erfolgt. Dabei ist die Verteileinrichtung zudem statisch angeordnet und es kann lediglich ein Strömungskanal in der Fluidzufuhreinrichtung vorgesehen sein, so dass die Fluidzufuhreinrichtung konstruktiv einfach und damit kostengünstig realisierbar ist. Die erfindungsgemäße elektrische Antriebseinrichtung kann somit bei Betrieb, also Rotation des Rotors der elektrischen Rotationsmaschine, sowie bei Stillstand des Rotors der elektrischen Rotationsmaschine eine optimale Kühlung realisieren.The electric drive device according to the invention has the advantage that the distribution device for distributing the cooling fluid extends essentially completely around the axis of rotation of the electric drive device, so that the cooling fluid can be discharged in an angular range of 360 ° around the axis of rotation and consequently over the entire area of the electric rotary machine he follows. In this case, the distribution device is also arranged statically and only one flow channel can be provided in the fluid supply device, so that the fluid supply device can be implemented in a structurally simple and thus inexpensive manner. The electrical drive device according to the invention can thus achieve optimal cooling during operation, that is to say when the rotor of the electrical rotating machine is rotating, as well as when the rotor of the electrical rotating machine is at a standstill.

Des Weiteren wird erfindungsgemäß eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, die eine erfindungsgemäße elektrische Antriebseinrichtung sowie eine Abtriebseinrichtung aufweist.Furthermore, according to the invention, a drive arrangement for a motor vehicle is made available, which has an electrical drive device according to the invention and an output device.

Die Abtriebseinrichtung kann zum Beispiel ein Getriebe sein oder auch eine anzutreibende Achse des Kraftfahrzeugs.The output device can be, for example, a transmission or an axle of the motor vehicle that is to be driven.

Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in

1: eine geschnittene Seitenansicht einer Fluidzufuhreinrichtung und einer Verteileinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform,
2: eine geschnittene Seitenansicht einer Fluidzufuhreinrichtung und einer Verteileinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
3: eine abschnittsweise Darstellung einer Verteileinrichtung einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinrichtung in Vorderansicht,
4: eine abschnittsweise Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinrichtung mit der ersten Ausführungsform der Fluidzufuhreinrichtung und der Verteileinrichtung in geschnittener Seitenansicht,
5: eine abschnittsweise Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinrichtung mit der zweiten Ausführungsform der Fluidzufuhreinrichtung und der Verteileinrichtung in geschnittener Seitenansicht und
6: eine abschnittsweise Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform in geschnittener Seitenansicht.

The invention described above is explained in detail below against the relevant technical background with reference to the accompanying drawings, which show preferred embodiments. The invention is in no way restricted by the purely schematic drawings, it being noted that the exemplary embodiments shown in the drawings are not restricted to the dimensions shown. It is shown in

1 : a sectional side view of a fluid supply device and a distribution device according to a first embodiment,
2 : a sectional side view of a fluid supply device and a distribution device according to a second embodiment,
3 : a sectional representation of a distribution device of an electric drive device according to the invention in a front view,
4th : a sectional representation of an electric drive device according to the invention with the first embodiment of the fluid supply device and the distribution device in a sectional side view,
5 : a sectional representation of an electric drive device according to the invention with the second embodiment of the fluid supply device and the distribution device in a sectional side view and
6th : a sectional representation of an electric drive device according to the invention according to a further embodiment in a sectional side view.

In 1 ist eine geschnittene Seitenansicht einer Fluidzufuhreinrichtung 20 und einer Verteileinrichtung 30 gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt.In 1 Figure 3 is a sectional side view of a fluid delivery device 20th and a distribution device 30th shown according to a first embodiment.

Die Fluidzufuhreinrichtung 20 ist abschnittsweise gezeigt und hohlzylinderförmig ausgestaltet, wobei die Verteileinrichtung 30 ringförmig ausgestaltet ist und an einer ihrer axialen Stirnseiten eine axiale, umlaufende Nut aufweist, welche einen einseitig offenen, ringförmigen Zwischenraum 32 in der Verteileinrichtung 30 ausbildet.The fluid supply device 20th is shown in sections and configured as a hollow cylinder, the distribution device 30th is of annular design and on one of its axial end faces has an axial, circumferential groove which has an annular gap that is open on one side 32 in the distribution facility 30th trains.

Die Fluidzufuhreinrichtung 20 und die Verteileinrichtung 30 sind koaxial in Bezug zu einer Rotationsachse 2 der hier nicht dargestellten erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinrichtung angeordnet.The fluid supply device 20th and the distribution facility 30th are coaxial with respect to an axis of rotation 2 the electric drive device according to the invention, not shown here, is arranged.

Die Fluidzufuhreinrichtung 20 ist mit ihrem axialen Endbereich in dem Zwischenraum 32 der Verteileinrichtung 30 angeordnet, so dass die Verteileinrichtung 30 die Fluidzufuhreinrichtung 20 bereichsweise an ihrer radialen Innenseite und ihrer radialen Außenseite sowie an ihrer axialen Stirnseite umgibt.The fluid supply device 20th is with its axial end region in the space 32 the distribution facility 30th arranged so that the distribution device 30th the fluid supply device 20th surrounds areas on its radial inside and its radial outside as well as on its axial end face.

Die Fluidzufuhreinrichtung 20 ist somit auf ihrem gesamten Umfang bereichsweise von der Verteileinrichtung 30 aufgenommen, wobei Dichtungen 40 in radial innen und radial außen zwischen der Fluidzufuhreinrichtung 20 und der Verteileinrichtung 30 den Zwischenraum 32 fluiddicht abdichten.The fluid supply device 20th is thus partially on its entire circumference of the distribution device 30th added, with seals 40 radially inside and radially outside between the fluid supply device 20th and the distribution device 30th the space in between 32 seal fluid-tight.

Die Verteileinrichtung 30 ist dabei mittels mehrerer am Umfang verteilt angeordneter Schrauben 41 an der Fluidzufuhreinrichtung 20 fixiert. Die Fluidzufuhreinrichtung 20 entspricht einem statisch angeordneten Element, z.B. ausgebildet durch ein Gehäuse der elektrischen Antriebseinrichtung oder einen Statorträger einer elektrischen Rotationsmaschine der elektrischen Antriebseinrichtung. Durch die mechanische Verbindung zwischen der Fluidzufuhreinrichtung 20 und der Verteileinrichtung 30 ist die Verteileinrichtung 30 somit ebenfalls statisch fest angeordnet.The distribution facility 30th is by means of several screws distributed around the circumference 41 on the fluid supply device 20th fixed. The fluid supply device 20th corresponds to a statically arranged element, for example formed by a housing of the electric drive device or a stator carrier of an electric rotating machine of the electric drive device. Through the mechanical connection between the fluid supply device 20th and the distribution device 30th is the distribution facility 30th thus also statically fixed.

Die Fluidzufuhreinrichtung 20 umfasst in der hier gezeigten Ausführungsform genau einen Strömungskanal 21, welcher sich in axialer Richtung bis in den axialen Endbereich der Fluidzufuhreinrichtung 20 durch den hier gezeigten Abschnitt der Fluidzufuhreinrichtung 20 erstreckt. Im von der Verteileinrichtung 30 umgebenen axialen Abschnitt der Fluidzufuhreinrichtung 20 bildet der Strömungskanal 21 einen sich nach radial innen erstreckenden Auslass 22 aus, welcher den Strömungskanal 21 und den Zwischenraum 32 strömungstechnisch miteinander verbindet, so dass das Kühlfluid in den ringförmigen Zwischenraum 32 gelangen und sich vollständig um die Rotationsachse 2 verteilen kann.The fluid supply device 20th comprises exactly one flow channel in the embodiment shown here 21 , which extends in the axial direction into the axial end region of the fluid supply device 20th through the section of the fluid supply device shown here 20th extends. Im from the distribution facility 30th surrounded axial portion of the fluid supply device 20th forms the flow channel 21 an outlet extending radially inward 22nd from which the flow channel 21 and the space in between 32 connects fluidically with each other, so that the cooling fluid in the annular space 32 arrive and move completely around the axis of rotation 2 can distribute.

Die Verteileinrichtung 30 weist wenigstens 6 bis 8 oder noch mehr radial ausgerichtete Strömungsleitelemente 31 auf, welche am Umfang verteilt angeordnet sind und zur Ausbringung eines Kühlfluids aus dem Zwischenraum 32 in einer Strömungsrichtung mit radialer Komponente dienen. Ein jeweiliges Strömungsleitelement 31 ist dabei hier durch eine radiale Bohrung ausgebildet.The distribution facility 30th has at least 6 to 8 or even more radially oriented flow guide elements 31 which are arranged distributed on the circumference and for discharging a cooling fluid from the intermediate space 32 serve in a flow direction with a radial component. A respective flow guide element 31 is formed here by a radial bore.

Ein durch den Strömungskanal 21 in der Fluidzufuhreinrichtung 20 geführtes Kühlfluid strömt über den nach radial innen gerichteten Auslass 22 in den Zwischenraum 32. Im Zwischenraum 32 verteilt sich das Kühlfluid dann über den gesamten Umfang der Verteileinrichtung 30, so dass das an den mehreren Strömungsleitelementen 31 aus dem Zwischenraum 32 ausströmende Kühlfluid in einem Winkelbereich von 360° um die Rotationsachse 2 und demzufolge flächendeckend an einen in einem Abstand zu den Strömungsleitelementen 31 der Verteileinrichtung 30 angeordneten Rotor oder Stator der elektrische Rotationsmaschine (hier nicht dargestellt) strömen kann.One through the flow channel 21 in the fluid supply device 20th Guided cooling fluid flows through the radially inwardly directed outlet 22nd in the space 32 . In the space 32 The cooling fluid is then distributed over the entire circumference of the distribution device 30th , so that at the multiple flow guide elements 31 from the space in between 32 outflowing cooling fluid in an angular range of 360 ° around the axis of rotation 2 and consequently across the board to one at a distance from the flow guide elements 31 the distribution facility 30th arranged rotor or stator of the electric rotating machine (not shown here) can flow.

Eine von der elektrischen Antriebseinrichtung umfasste Steuerungseinrichtung (hier nicht dargestellt) ist dabei dazu eingerichtet, Strömungsparameter des Kühlfluids derart einzustellen, dass eine laminare Strömung in der Ausbringung des Kühlfluids auf die elektrische Rotationsmaschine erfolgt.A control device (not shown here) comprised by the electric drive device is set up to set the flow parameters of the cooling fluid in such a way that a laminar flow occurs in the application of the cooling fluid to the electric rotary machine.

2 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer Fluidzufuhreinrichtung 20 und einer Verteileinrichtung 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform. 2 shows a sectional side view of a fluid supply device 20th and a distribution device 30th according to a second embodiment.

Die Ausführungsform der 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform der 1 dabei nur darin, das die Verteileinrichtung 30 mehrere nach radial innen ausgerichtete Strömungsleitelemente 31 aufweist sowie mehrere nach radial außen ausgerichtete Strömungsleitelemente 31 aufweist. Entsprechend kann Kühlfluid mit Strömungsrichtungen mit nach radial innen und radial außen ausgerichteter Komponente ausgebracht werden.The embodiment of the 2 differs from the embodiment of the 1 only in the fact that the distribution device 30th several radially inwardly oriented flow guide elements 31 has and a plurality of radially outwardly aligned flow guide elements 31 having. Correspondingly, cooling fluid can be discharged with flow directions with components oriented radially inward and radially outward.

Dazu bildet die Fluidzufuhreinrichtung 20 zudem einen nach radial innen ausgerichteten und einen nach radial außen ausgerichteten Auslass 22 aus, so dass sichergestellt ist, dass das durch die Auslässe 22 in den Zwischenraum 32 geführte Kühlfluid gleichmäßig an die mehreren nach radial innen ausgerichteten Strömungsleitelemente 31 sowie an die mehreren nach radial außen ausgerichteten Strömungsleitelemente 31 gelangt.For this purpose, the fluid supply device forms 20th in addition, one outlet oriented radially inward and one outlet oriented radially outward 22nd out, so that it is ensured that that through the outlets 22nd in the space 32 guided cooling fluid uniformly to the plurality of radially inwardly aligned flow guide elements 31 as well as to the plurality of radially outwardly oriented flow guide elements 31 got.

Mit einer Fluidzufuhreinrichtung 20 und einer Verteileinrichtung 30 gemäß der zweiten Ausführungsform ist somit sowohl ein radial innen angeordneter und zu den nach radial innen ausgerichteten Strömungsleitelementen 31 beabstandeter Bestandteil einer elektrischen Rotationsmaschine kühlbar als auch ein radial außen angeordneter und zu den nach radial außen ausgerichteten Strömungsleitelementen 31 beabstandeter Bestandteil einer elektrischen Rotationsmaschine kühlbar.With a fluid supply device 20th and a distribution device 30th According to the second embodiment, there is thus both a radially inwardly arranged and to the radially inwardly oriented flow guide elements 31 spaced component of an electric rotating machine coolable as well as a radially outwardly arranged and to the radially outwardly oriented flow guide elements 31 spaced component of an electric rotary machine coolable.

In 3 ist eine abschnittsweise Darstellung einer Verteileinrichtung 30 einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinrichtung in Vorderansicht gezeigt.In 3 is a sectional representation of a distribution facility 30th an electric drive device according to the invention shown in a front view.

Die Darstellung zeigt einen Winkelbereich von etwa 160 oder Verteileinrichtung 30, in welchem eine jeweilige Wandung der Verteileinrichtung 30, welche den Zwischenraum 32 radial innen bzw. radial außen begrenzt, fünf nach radial innen bzw. nach radial außen ausgerichtete Strömungsleitelemente 31 umfasst.The illustration shows an angular range of approximately 160 or a distribution device 30th , in which a respective wall of the distribution device 30th showing the space in between 32 radially inwardly or radially outwardly bounded, five radially inwardly or radially outwardly oriented flow guide elements 31 includes.

Die nach radial innen und außen ausgerichteten Strömungsleitelemente 31 sind dabei paarweise angeordnet, so dass die Strömungsleitelemente 31 eines Paares die gleiche Winkelposition aufweisen.The radially inward and outward directed flow guide elements 31 are arranged in pairs so that the flow guide elements 31 of a couple have the same angular position.

Zudem sind zwei verdeckt dargestellte Schrauben 41 zur Fixierung der Verteileinrichtung 30 an einer Fluidzuführeinrichtung (hier nicht dargestellt) ersichtlich. Ein aus dem Zwischenraum 32 durch die Strömungsleitelemente 31 nach radial innen und radial außen ausströmendes Kühlfluid ist dabei anhand von Pfeilen verdeutlicht.There are also two hidden screws 41 to fix the distribution device 30th can be seen on a fluid supply device (not shown here). One from the space in between 32 through the flow guide elements 31 Cooling fluid flowing out radially inward and radially outward is illustrated by arrows.

4 zeigt einen Abschnitt der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform in geschnittener Seitenansicht bei der Kühlung eines Stators 11. 4th shows a section of the electric drive device according to the invention 1 according to the first embodiment in a sectional side view during the cooling of a stator 11 .

Die abschnittsweise Darstellung zeigt den Stator 11 einer elektrischen Rotationsmaschine 10 der elektrischen Antriebseinrichtung 1 sowie die in 1 dargestellte Fluidzufuhreinrichtung 20 und Verteileinrichtung 30 gemäß der ersten Ausführungsform.The sectional representation shows the stator 11 an electric rotary machine 10 the electric drive device 1 as well as the in 1 Fluid supply device shown 20th and distribution device 30th according to the first embodiment.

Ein den Stator 11 tragender Statorträger 12 umfasst dabei die Fluidzufuhreinrichtung 20 als integralen Bestandteil, wobei der Stator 11 an der radialen Innenseite des Statorträgers 12 getragen ist. Ein hier nicht dargestellter Rotor der elektrischen Rotationsmaschine 10 wäre entsprechend radial innerhalb des Stators 11 angeordnet, so dass die elektrische Rotationsmaschine 10 hier als Innenläufermaschine ausgebildet ist. Die nach radial innen ausgerichteten Strömungsleitelemente 31 der Verteileinrichtung 30 sind in einem Abstand zu Wicklungen 13 des Stators 11 der elektrischen Rotationsmaschine 10 angeordnet. Auch hier verdeutlichen Pfeile den Strömungspfad eines Kühlfluids.On the stator 11 supporting stator carrier 12th comprises the fluid supply device 20th as an integral part, being the stator 11 on the radial inside of the stator carrier 12th is worn. A rotor, not shown here, of the electric rotary machine 10 would be correspondingly radially inside the stator 11 arranged so that the rotary electric machine 10 is designed here as an internal rotor machine. The radially inwardly aligned flow guide elements 31 the distribution facility 30th are at a distance from windings 13th of the stator 11 of the rotary electric machine 10 arranged. Here, too, arrows illustrate the flow path of a cooling fluid.

Ein durch den Strömungskanal 21 der Fluidzufuhreinrichtung 20 über den nach radial innen ausgerichteten Auslass 22 in den Zwischenraum 32 geleitetes Kühlfluid wird somit durch die nach radial innen gerichteten Strömungsleitelemente 31 der Verteileinrichtung 30 flächendeckend in Richtung auf die Wicklungen 13 des Stators 11 ausgebracht. Mit anderen Worten ermöglicht die Verteileinrichtung 30 ein Besprühen bzw. Anströmen der Wicklungen 13 des Stators 11 der elektrischen Rotationsmaschine 10 mit Kühlfluid und somit auf einem gesamten Umfang eine gleichmäßige Entwärmung der Wicklungen 13 des Stators 11.One through the flow channel 21 the fluid supply device 20th via the radially inwardly directed outlet 22nd in the space 32 conducted cooling fluid is thus passed through the radially inwardly directed flow guide elements 31 the distribution facility 30th across the board in the direction of the windings 13th of the stator 11 applied. In other words, the distribution device enables 30th spraying or flowing onto the windings 13th of the stator 11 of the rotary electric machine 10 with cooling fluid and thus uniform cooling of the windings over the entire circumference 13th of the stator 11 .

5 zeigt eine abschnittsweise Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform in geschnittener Seitenansicht bei der Kühlung von zwei Statoren 11. 5 shows a sectional representation of an electric drive device according to the invention 1 according to the second embodiment in a sectional side view during the cooling of two stators 11 .

Die erste Ausführungsform aus 4 und die zweite Ausführungsform aus 5 stimmen weitestgehend überein, mit dem Unterschied, dass die erfindungsgemäßen elektrische Antriebseinrichtung in 5 sowohl eine Innenläufermaschine als auch eine Außenläufermaschine umfasst.The first embodiment 4th and the second embodiment 5 largely agree, with the difference that the electric drive device according to the invention in 5 includes both an internal rotor machine and an external rotor machine.

Die Innenläufermaschine und die Außenläufermaschine sind dabei auf einer gemeinsamen axialen Position realisiert, so dass deren Statoren 11 integrale Bestandteile einer Stator-Einheit 14 sind.The internal rotor machine and the external rotor machine are implemented in a common axial position, so that their stators 11 integral parts of a stator unit 14th are.

Die beiden Statoren 11 weisen einen gemeinsamen Statorträger 12 auf, welcher wie in 4 die Fluidzufuhreinrichtung 20 als integralen Bestandteil ausbildet.The two stators 11 have a common stator carrier 12th on which as in 4th the fluid supply device 20th trains as an integral part.

Die Fluidzufuhreinrichtung 20 und die Verteileinrichtung 30 sind dabei gemäß der in 2 gezeigten Ausführungsform ausgestaltet. Das heißt also, dass die Verteileinrichtung 30 nach radial innen sowie nach radial außen ausgerichtete Strömungsleitelemente 31 ausbildet, wobei die nach radial innen ausgerichteten Strömungsleitelemente 31 in einem Abstand zu den Wicklungen 13 des Stators 11 der Innenläufermaschine angeordnet sind und die nach radial außen ausgerichteten Strömungsleitelemente 31 in einem Abstand zu den Wicklungen 13 des Stators 11 der Außenläufermaschine angeordnet sind.The fluid supply device 20th and the distribution facility 30th are in accordance with the in 2 embodiment shown configured. So that means that the distribution facility 30th flow guide elements aligned radially inwards and radially outwards 31 forms, wherein the radially inwardly oriented flow guide elements 31 at a distance from the windings 13th of the stator 11 the internal rotor machine are arranged and the radially outwardly oriented flow guide elements 31 at a distance from the windings 13th of the stator 11 the external rotor machine are arranged.

Die Verteileinrichtung 30 dient entsprechend der Kühlung beider Statoren 11 der Stator-Einheit 14, wobei das Kühlfluid durch die Fluidzufuhreinrichtung 20 des Statorträgers 12 zur Verteileinrichtung 30 geführt wird.The distribution facility 30th serves to cool both stators accordingly 11 the stator unit 14th , wherein the cooling fluid through the fluid supply device 20th of the stator carrier 12th to the distribution device 30th to be led.

6 zeigt eine abschnittsweise Darstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinrichtung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform in geschnittener Seitenansicht. 6th shows a sectional representation of an electric drive device according to the invention 1 according to a further embodiment in a sectional side view.

Die dritte Ausführungsform gemäß 6 stimmt im Wesentlichen mit der zweiten Ausführungsform gemäß 5 überein. Unterschiedlich ist dabei nur, dass die Fluidzufuhreinrichtung 20 in 5 nicht integraler Bestandteil des Statorträgers 12 der elektrischen Rotationsmaschine 10 ist. Die Fluidzufuhreinrichtung 20 ist hier ein integraler Bestandteil eines nicht weiter dargestellten Gehäuses der elektrischen Antriebseinrichtung 1.The third embodiment according to 6th corresponds essentially to the second embodiment according to 5 match. The only difference is that the fluid supply device 20th in 5 not an integral part of the stator carrier 12th of the rotary electric machine 10 is. The fluid supply device 20th is here an integral part of a housing, not shown, of the electric drive device 1 .

Das heißt, dass sich die Fluidzufuhreinrichtung 20 und die Verteileinrichtung 30 hier von einer axialen Position axial neben der Stator-Einheit 14 in Richtung auf die Stator-Einheit 14 zu erstrecken und dabei koaxial zur Stator-Einheit 14 angeordnet sind. Die axiale Position der Fluidzufuhreinrichtung 20 und der Verteileinrichtung 30 ist dabei derart realisiert, dass die Strömungsleitelemente 31 der Verteileinrichtung 30, äquivalent zur zweiten Ausführungsform gemäß 5, in radialer Richtung von den Wicklungen 13 der Statoren 11 überdeckt sind.This means that the fluid supply device 20th and the distribution facility 30th here from an axial position axially next to the stator unit 14th towards the stator unit 14th to extend and thereby coaxially to the stator unit 14th are arranged. The axial position of the fluid delivery device 20th and the distribution device 30th is realized in such a way that the flow guide elements 31 the distribution facility 30th , equivalent to the second embodiment according to 5 , in the radial direction from the windings 13th the stators 11 are covered.

Die Verteileinrichtung 30 dient entsprechend der Kühlung beider Statoren 11 der Stator-Einheit 14, wobei das Kühlfluid durch die Fluidzufuhreinrichtung 20 als integraler Bestandteil des Gehäuses der elektrischen Antriebseinrichtung 1 geführt wird.The distribution facility 30th serves to cool both stators accordingly 11 the stator unit 14th , wherein the cooling fluid through the fluid supply device 20th as an integral part of the housing of the electric drive device 1 to be led.

Mit der erfindungsgemäßen elektrischen Antriebseinrichtung sowie einer damit ausgestatteten Antriebsanordnung lässt sich in konstruktiv einfacher und kostengünstiger Weise eine optimale Kühlung der elektrischen Rotationsmaschine realisieren.With the electrical drive device according to the invention and a drive arrangement equipped with it, optimal cooling of the electrical rotating machine can be implemented in a structurally simple and cost-effective manner.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: elektrische Antriebseinrichtungelectric drive device
22: RotationsachseAxis of rotation
1010: elektrische Rotationsmaschineelectric rotary machine
1111: Statorstator
1212th: StatorträgerStator carrier
1313th: Wicklungen des StatorsWindings of the stator
1414th: Stator-EinheitStator unit
2020th: FluidzufuhreinrichtungFluid supply device
2121: StrömungskanalFlow channel
2222nd: AuslassOutlet
3030th: VerteileinrichtungDistribution device
3131: StrömungsleitelementFlow guide element
3232: ZwischenraumSpace
4040: Dichtungpoetry
4141: Schraubescrew

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102015015797 A1 [0004]
EP 3059937 A1 [0005]
WO 2016132060 A1 [0006]
JP 2016149900 A [0008]
DE 102016103408 A1 [0010]

Claims

Electric drive device (1), comprising in a space surrounded by a housing an electric rotary machine (10) with a rotor rotatable about an axis of rotation (2) and a stator (11) arranged statically with respect to the rotor, as well as a fluid supply device (20) for supply of a cooling fluid to the electric rotary machine (10) and a statically arranged distribution device (30) with flow guide elements (31) for distributing the cooling fluid essentially on a closed circumference around the axis of rotation in the direction of the electrical rotary machine (10) arranged at a distance from the flow guide elements (31) of the distribution device (30).

Electric drive device (1) according to Claim 1 , characterized in that the distribution device (30) has a plurality of radially aligned flow guide elements (31) for discharging the cooling fluid in a flow direction with a radial component in the direction of the electric rotary machine (10).

Electric drive device (1) according to Claim 2 , characterized in that the flow guide element (31) is formed by a bore.

Electric drive device (1) according to one of the Claims 2 and 3 , characterized in that the fluid supply device (20) has a number of n _k flow channels (21) for conveying the cooling fluid to the distribution device (30), and the distribution device (30) has a number of n _sl flow guide elements (31), where: n _sl / n _k ≥6.

Electric drive device (1) according to Claim 4 , characterized in that only one flow channel (21) is formed by the fluid supply device (20), with which cooling fluid can be transferred to the distribution device (30).

Electric drive device (1) according to one of the Claims 4 and 5 , characterized in that the flow channel (21) forms at least one outlet (22) in the radial direction.

Electric drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution device (30) is fixed on a stator carrier (12) of the electric rotary machine (10) or on the housing.

Electric drive device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the electric drive device (1) comprises a control device with which the flow parameters of the cooling fluid can be set in such a way that a laminar flow in the discharge of the cooling fluid onto the electric rotating machine (10) is feasible.

Electric drive device (1) according to one of the Claims 2 until 8th , characterized in that the distribution device (30) has a plurality of radially inwardly oriented flow guide elements (31) and a plurality of radially outwardly oriented flow guide elements (31) for discharging the cooling fluid in flow directions with radially inwardly or outwardly oriented components.

Drive arrangement for a motor vehicle with an electric drive device (1) according to one of the Claims 1 until 9 as well as with an output device.