DE102020118612A1 - Stator for an electric machine, electric machine and vehicle - Google Patents

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Fabian Seufert
Robin Büsch
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine (1), der ein Statorgehäuse (2) aufweist, das einen Aufnahmeraum für einen bezüglich einer Drehachse drehbar lagerbaren Rotor (5) aufweist, in dem wenigstens ein mit einer Kühlflüssigkeit gefüllter Kühlkanal (9, 12, 13, 14, 15) ausgebildet ist. Die Kühlflüssigkeit ist ein Ferrofluid, das unter der Wirkung eines magnetischen Wechselfelds zum Abführen von Wärme in Bewegung versetzbar ist.The invention relates to a stator for an electrical machine (1), which has a stator housing (2) which has a receiving space for a rotor (5) which can be mounted so that it can rotate with respect to an axis of rotation and in which at least one cooling channel (9, 12 , 13, 14, 15). The coolant is a ferrofluid that can be set in motion under the effect of an alternating magnetic field to dissipate heat.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, eine elektrische Maschine, und ein Fahrzeug mit der elektrischen Maschine.The invention relates to a stator for an electrical machine, an electrical machine, and a vehicle with the electrical machine.

Der Begriff „elektrische Maschine“ wird in dieser Anmeldung als Oberbegriff für Elektromotoren und Generatoren verwendet. Beim Betrieb eines Elektromotors entsteht Wärme, die in einfachen Fällen durch passive Kühlung abgeführt werden kann, beispielsweise von einem Statorgehäuse an eine Befestigungskonstruktion wie eine Motorhalterung, eine Fahrzeugkarosserie oder dergleichen. Neben der passiven Kühlung sind auch elektrische Maschinen mit Luftkühlung oder Flüssigkeitskühlung gebräuchlich. Bei einer flüssigkeitsgekühlten elektrischen Maschine wird ein flüssiges Kühlmittel in einem Kreislauf durch Kühlkanäle eines Statorgehäuses gepumpt. Als Kühlmittel kann ein Öl oder eine Flüssigkeit auf Wasserbasis verwendet werden. Dementsprechend muss ein Kühlkreislauf mit einer Pumpe und entsprechenden Leitungen zwischen der Pumpe und der elektrischen Maschine vorgesehen werden. Häufig bestehen jedoch Bauraumeinschränkungen, sodass es schwierig ist, einen externen Kühlkreislauf für eine elektrische Maschine zu integrieren.The term “electrical machine” is used in this application as a generic term for electric motors and generators. During the operation of an electric motor, heat is generated which, in simple cases, can be dissipated by passive cooling, for example from a stator housing to a mounting structure such as an engine mount, a vehicle body or the like. In addition to passive cooling, electrical machines with air cooling or liquid cooling are also common. In a liquid-cooled electric machine, a liquid coolant is pumped in a circuit through cooling channels of a stator housing. An oil or a water-based liquid can be used as the coolant. Accordingly, a cooling circuit with a pump and corresponding lines must be provided between the pump and the electrical machine. However, space restrictions often exist, making it difficult to integrate an external cooling circuit for an electrical machine.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stator für eine elektrische Maschine anzugeben, der ohne eine externe Pumpe gekühlt werden kann.The invention is therefore based on the object of specifying a stator for an electrical machine which can be cooled without an external pump.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen Stator für eine elektrische Maschine, der ein Statorgehäuse aufweist, das einen Aufnahmeraum für einen bezüglich einer Drehachse drehbar lagerbaren Rotor aufweist, in dem wenigstens ein mit einer Kühlflüssigkeit gefüllter Kühlkanal ausgebildet ist, wobei die Kühlflüssigkeit ein Ferrofluid ist, das unter der Wirkung eines magnetischen Wechselfelds zum Abführen von Wärme in Bewegung versetzbar ist.The object of the invention is achieved by a stator for an electrical machine which has a stator housing which has a receiving space for a rotor which can be mounted so that it can rotate relative to an axis of rotation and in which at least one cooling channel filled with a cooling liquid is formed, the cooling liquid being a ferrofluid , which can be set in motion under the effect of an alternating magnetic field to dissipate heat.

Die Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Maschine, aufweisend den erfindungsgemäßen Stator und einen in dem Statorgehäuse bezüglich der Drehachse drehbar gelagerten Rotor. Die erfindungsgemäße elektrische Maschine kann als Motor oder als Generator ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Drehfeldmaschine, insbesondere ein Drehstrommotor.The invention also relates to an electrical machine, having the stator according to the invention and a rotor which is mounted in the stator housing so that it can rotate with respect to the axis of rotation. The electric machine according to the invention can be designed as a motor or as a generator. The electrical machine is preferably an induction machine, in particular a three-phase motor.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen elektrischen Motor, insbesondere einen Drehstrommotor, aufweisend einen bezüglich einer Drehachse drehbar gelagerten Rotor und einen Stator, der ein Statorgehäuse aufweist, das einen Aufnahmeraum für den bezüglich der Drehachse drehbar gelagerten Rotor aufweist, wobei im bestimmungsgemäßen Betrieb des elektrischen Motors der Stator ein elektromagnetisches Drehfeld erzeugt, welches eingerichtet ist, den Rotor bezüglich der Drehachse zu drehen, und im Aufnahmeraum ein mit einer als Ferrofluid ausgeführten Kühlflüssigkeit gefüllter Kühlkanal ausgebildet ist, und das Ferrofluid unter der Wirkung des Drehfeldes zum Abführen von Wärme in Bewegung versetzbar ist.One aspect of the invention relates to an electric motor, in particular a three-phase motor, having a rotor which is rotatably mounted with respect to an axis of rotation and a stator which has a stator housing which has a receiving space for the rotor which is rotatably mounted with respect to the axis of rotation, wherein during intended operation of the electric motor the stator generates an electromagnetic rotary field which is set up to rotate the rotor with respect to the axis of rotation, and a cooling channel filled with a cooling liquid designed as a ferrofluid is formed in the receiving space, and the ferrofluid can be set in motion under the effect of the rotary field to dissipate heat .

Daneben betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, umfassend wenigstens eine zum Antreiben des Fahrzeugs konfigurierte elektrische Maschine der beschriebenen Art.In addition, the invention relates to a vehicle, comprising at least one electric machine of the type described that is configured to drive the vehicle.

Ein Ferrofluid ist eine Flüssigkeit, die magnetische Partikeln aufweist, die in einer Trägerflüssigkeit suspendiert sind. Die magnetischen Partikel sind zum Beispiel Eisen, Magnetit oder Kobalt und umfassen z.B. einen Durchmesser von wenigen Nanometern. Unter dem Einfluss eines Magnetfelds richten sich die magnetischen Partikel aus und werden bewegt und verschoben.A ferrofluid is a liquid that has magnetic particles suspended in a carrier liquid. The magnetic particles are, for example, iron, magnetite or cobalt and have a diameter of a few nanometers, for example. Under the influence of a magnetic field, the magnetic particles align and are moved and shifted.

Aufgrund eines vom Stator erzeugten Magnetfeldes, das vorzugsweise ein elektromagnetisches Drehfeld ist, können die magnetischen Partikel des Ferrofluid bewegt werden. Die magnetischen Partikel transportieren Wärme, die auf diese Weise von einem erwärmten Teil des Stators abgeführt werden kann. Das Ferrofluid befindet sich vorzugsweise in einem geschlossenen Kühlkreislauf, in dem es unter dem Einfluss des Magnetfelds, insbesondere des Drehfeldes bewegt wird. Due to a magnetic field generated by the stator, which is preferably an electromagnetic rotating field, the magnetic particles of the ferrofluid can be moved. The magnetic particles transport heat, which can be dissipated in this way from a heated part of the stator. The ferrofluid is preferably located in a closed cooling circuit in which it is moved under the influence of the magnetic field, in particular the rotating field.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stators kann es vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Kühlkanal in dem Statorgehäuse in Umfangsrichtung um den Aufnahmeraum für den Rotor ausgebildet ist. Der Kühlkanal kann als geschlossener Kanal ausgebildet sein, in dem das Ferrofluid vollständig eingeschlossen ist. Es handelt sich dabei um einen wartungsfreien, gekapselten Kühlkreislauf.According to one embodiment of the stator according to the invention, it can be provided that the at least one cooling channel is formed in the stator housing in the circumferential direction around the receiving space for the rotor. The cooling channel can be designed as a closed channel in which the ferrofluid is completely enclosed. It is a maintenance-free, encapsulated cooling circuit.

Der wenigstens eine Kühlkanal kann insbesondere ringförmig ausgebildet sein. Ein ringförmiger Kühlkanal kann relativ einfach in dem Statorgehäuse ausgebildet werden. Beispielsweise kann der Kühlkanal in dem Stator angeordnete Statorwicklungen außenseitig umgeben.The at least one cooling channel can, in particular, be designed in the shape of a ring. An annular cooling channel can be formed relatively easily in the stator housing. For example, the cooling channel can surround stator windings arranged in the stator on the outside.

Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäße Stators kann es vorgesehen sein, dass in dem Statorgehäuse ein Wärmetauscher zum Abführen von Wärme von dem Kühlkanal angeordnet ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass kein vergrößerter Bauraum benötigt wird.According to a development of the stator according to the invention, it can be provided that a heat exchanger for dissipating heat from the cooling channel is arranged in the stator housing. This results in the advantage that no increased installation space is required.

Eine relativ gute Kühlwirkung kann sich ergeben, wenn gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stators der wenigstens eine Kühlkanal exzentrisch bezüglich der Drehachse des Rotors ausgebildet ist. Ein Abschnitt des Kühlkanals ist dabei weiter von der Drehachse des Rotors entfernt als übrige Abschnitte. In diesem Abschnitt, in dem der Abstand des Kühlkanals von der Drehachse vergrößert ist, ist der Wärmetauscher angeordnet. Durch die exzentrische Gestaltung des Kühlkanals wird die Bewegung und Strömung des als Kühlflüssigkeit dienenden Ferrofluids nicht beeinträchtigt, insbesondere wird die Reibung nicht nennenswert erhöht.A relatively good cooling effect can result if, according to one embodiment of the stator according to the invention, the at least one cooling channel is formed eccentrically with respect to the axis of rotation of the rotor. A section of the cooling channel is further away from the axis of rotation of the rotor than other sections. The heat exchanger is arranged in this section, in which the distance between the cooling channel and the axis of rotation is increased. Due to the eccentric design of the cooling channel, the movement and flow of the ferrofluid serving as the cooling liquid is not impaired, in particular the friction is not appreciably increased.

Es kann vorgesehen sein, dass das Statorgehäuse ein oder mehrere Statorblechpakete aufweist und der wenigstens eine Kühlkanal im Inneren des oder der Statorblechpakete angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung kann der wenigstens eine Kühlkanal besonders platzsparend untergebracht werden, ohne dass sich die Außenabmessungen des Statorgehäuses erhöhen.It can be provided that the stator housing has one or more stator cores and the at least one cooling channel is arranged inside the stator core or cores. In this configuration, the at least one cooling channel can be accommodated in a particularly space-saving manner without increasing the external dimensions of the stator housing.

Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stators sieht vor, dass in dem Statorgehäuse mehrere bezüglich einer Drehachse des Rotors axial beabstandete Kühlkanäle angeordnet sind. Durch das Vorsehen mehrerer separater Kühlkanäle kann der Betrag der abführbaren Wärme vergrößert werden. Vorzugsweise sind die mehreren axial beabstandete Kühlkanäle parallel zueinander angeordnet.An alternative embodiment of the stator according to the invention provides that a plurality of cooling ducts are arranged in the stator housing and are spaced axially with respect to an axis of rotation of the rotor. By providing several separate cooling channels, the amount of heat that can be dissipated can be increased. The plurality of axially spaced cooling channels are preferably arranged parallel to one another.

Es kann auch vorgesehen sein, dass zwei Kühlkanäle über einen axialen Verbindungskanal miteinander gekoppelt sind. Innerhalb des axialen Verbindungskanals ist durch eine axiale Strömung des Ferrofluids ein Wärmeaustausch zwischen benachbarten Kühlkanälen möglich. Somit kann zwischen mehreren voneinander beabstandeten Kühlkanälen, die unterschiedliche Temperaturen aufweisen, ein Temperaturausgleich des als Kühlflüssigkeit dienenden und in den einzelnen Kühlkanälen zirkulierenden Ferrofluids stattfinden.Provision can also be made for two cooling channels to be coupled to one another via an axial connecting channel. Within the axial connecting channel, heat can be exchanged between adjacent cooling channels by an axial flow of the ferrofluid. Temperature equalization of the ferrofluid serving as cooling liquid and circulating in the individual cooling channels can thus take place between a plurality of cooling channels spaced apart from one another and having different temperatures.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:

  • 1 eine in Axialrichtung gesehene, geschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine; und
  • 2 die in 1 gezeigte elektrische Maschine entlang der Linie I-I von 1 geschnitten.
The invention is explained below using an exemplary embodiment with reference to the drawings. The drawings are schematic representations and show:
  • 1 seen in the axial direction, sectional view of an embodiment of an electrical machine according to the invention; and
  • 2 in the 1 shown electrical machine along the line II of 1 cut.

Ein Ausführungsbeispiel einer elektrischen Maschine 1 ist in 1 in einer axialen, geschnittenen Ansicht und in 2 in einer dazu senkrechten Ansicht, entlang der Axialrichtung geschnitten, gezeigt. Die elektrische Maschine 1 ist insbesondere ein Drehstrommotor.An embodiment of an electrical machine 1 is in 1 in an axial, sectional view and in 2 in a view perpendicular thereto cut along the axial direction. The electrical machine 1 is in particular a three-phase motor.

Die elektrische Maschine 1 umfasst einen Stator mit einem Statorgehäuse 2, in dem Statorwicklungen 3 aufgenommen sind. Wie am besten in 2 zu sehen ist, weisen die Statorwicklungen 3 an beiden axialen Enden jeweils einen Wickelkopf 4 auf. In der 1 ist dargestellt, dass der Stator einen Aufnahmeraum befindet, in dessen Inneren sich ein Rotor 5 mit einer Rotorwelle 6 befindet. Der Rotor 5 ist über Wälzlager 7, 8 drehbar in dem Statorgehäuse 2 bezüglich einer Drehachse drehbar gelagert.The electric machine 1 includes a stator with a stator housing 2 in which the stator windings 3 are accommodated. As best in 2 As can be seen, the stator windings 3 each have a winding overhang 4 at both axial ends. In the 1 it is shown that the stator has a receiving space inside which a rotor 5 with a rotor shaft 6 is located. The rotor 5 is rotatably mounted in the stator housing 2 via roller bearings 7, 8 with respect to an axis of rotation.

Zum Abführen von Wärme dient eine Kühlflüssigkeit, die in mehreren ringförmigen Kühlkanälen 9 aufgenommen ist. Als Kühlflüssigkeit wird ein Ferrofluid verwendet. Es handelt sich dabei um eine Suspension aus magnetischen Partikeln, die in einer Flüssigkeit wie Wasser, Alkohol oder Öl suspendiert sind. Die magnetischen Partikel besitzen die Eigenschaft, sich unter dem Einfluss eines Magnetfelds auszurichten.A cooling liquid, which is accommodated in a plurality of ring-shaped cooling channels 9, serves to dissipate heat. A ferrofluid is used as the cooling liquid. It is a suspension of magnetic particles suspended in a liquid such as water, alcohol or oil. The magnetic particles have the property of aligning themselves under the influence of a magnetic field.

1 ist eine geschnittene Ansicht der elektrischen Maschine 1 in Axialrichtung gesehen. Die Schnittebene befindet sich im Bereich des Kühlkanals 9. Man erkennt, dass die Rotorwelle 6, der Rotor 5 und die Statorwicklungen 3 konzentrisch zur Drehachse 10 des Rotors 6 angeordnet sind. Dasselbe gilt für die Außenkontur des Statorgehäuses 2. Demgegenüber ist der Kühlkanal 9 exzentrisch bezüglich der Drehachse 10 angeordnet. 1 12 is a sectional view of the electric machine 1 viewed in the axial direction. The section plane is in the area of the cooling channel 9. It can be seen that the rotor shaft 6, the rotor 5 and the stator windings 3 are arranged concentrically to the axis of rotation 10 of the rotor 6. The same applies to the outer contour of the stator housing 2. In contrast, the cooling channel 9 is arranged eccentrically with respect to the axis of rotation 10.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kühlkanal näherungsweise aus einem oberen Halbkreis und einem unteren Halbkreis zusammengesetzt, wobei der untere Halbkreis einen größeren Radius als der obere Halbkreis aufweist. Dementsprechend befindet sich der in 1 untere Abschnitt des Kühlkanals 9 weiter entfernt von den Statorwicklungen 3 als der gegenüberliegende obere Abschnitt. In Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Ferrofluids in dem Kühlkanal 9 befindet sich dieses in Radialrichtung unterschiedlich weit von dem Rotor 5 entfernt.In the exemplary embodiment shown, the cooling channel is composed approximately of an upper semicircle and a lower semicircle, with the lower semicircle having a larger radius than the upper semicircle. Accordingly, the in 1 lower section of the cooling channel 9 further away from the stator windings 3 than the opposite upper section. Depending on the respective position of the ferrofluid in the cooling channel 9, this is at different distances from the rotor 5 in the radial direction.

Im Betrieb der als Drehstrommotor ausgebildeten elektrischen Maschine 1 liegt an der Statorwicklungen 3 eine elektrische Spannung an, sodass ein durch die Statorwicklungen 3 fließender elektrischer Strom ein Drehfeld erzeugt, aufgrund dessen sich der Rotor 5 um seine Drehachse dreht. Das Drehfeld ist allgemein ein magnetisches Wechselfeld, das auf die magnetischen Partikel des Ferrofluids wirkt, wodurch das Ferrofluid in Bewegung versetzt wird. Durch das vom Stator bzw. dessen Statorwicklungen 3 erzeugte rotierende Magnetfeld bzw. Drehfeld werden die magnetischen Partikel des Ferrofluids entlang des geschlossenen Kühlkanals 9 in einem Umlauf transportiert.During operation of the electric machine 1 designed as a three-phase motor, an electric voltage is applied to the stator windings 3, so that an electric current flowing through the stator windings 3 generates a rotating field, as a result of which the rotor 5 rotates about its axis of rotation. The rotating field is generally an alternating magnetic field that acts on the magnetic particles of the ferrof luids acts, whereby the ferrofluid is set in motion. The magnetic particles of the ferrofluid are transported along the closed cooling channel 9 in one circulation by the rotating magnetic field or rotary field generated by the stator or its stator windings 3 .

In 1 ist dargestellt, dass sich im unteren Bereich des Statorgehäuses 2 ein schematisch dargestellter Wärmetauscher 11 befindet. In diesem Bereich ist der Kühlkanal 9 in Radialrichtung maximal weit von der Drehachse 10 entfernt. In dem Wärmetauscher 11 gibt das Ferrofluid seine Wärme teilweise an ein anderes Medium ab, bei dem es sich um Luft oder eine andere Kühlflüssigkeit handeln kann.In 1 It is shown that in the lower area of the stator housing 2 there is a heat exchanger 11 shown schematically. In this area, the cooling channel 9 is at a maximum distance from the axis of rotation 10 in the radial direction. In the heat exchanger 11, the ferrofluid gives up some of its heat to another medium, which can be air or another cooling liquid.

In der entlang der Axialrichtung geschnittenen Ansicht von 2 erkennt man, dass insgesamt fünf axial voneinander beabstandete Kühlkanäle 9, 12, 13, 14, 15 vorhanden sind. Sämtliche Kühlkanäle befinden sich im Bereich des Stators, genauer gesagt innerhalb des Statorgehäuses 2, außerhalb der Statorwicklungen 3, in einem Statorblechpaket 16. Die Kühlkanäle 9, 12, 13, 14, 15 umgeben die Statorwicklungen 3 ringförmig. Das in den Kühlkanälen 9, 12, 13, 14, 15 enthaltene Ferrofluid unterliegt dem Einfluss des magnetischen Wechselfelds und wird beim Betrieb der elektrischen Maschine 1 ebenfalls in Bewegung versetzt.In the view cut along the axial direction of FIG 2 it can be seen that there are a total of five cooling channels 9, 12, 13, 14, 15 that are axially spaced apart from one another. All cooling channels are located in the area of the stator, more precisely inside the stator housing 2, outside the stator windings 3, in a stator core 16. The cooling channels 9, 12, 13, 14, 15 surround the stator windings 3 annularly. The ferrofluid contained in the cooling channels 9, 12, 13, 14, 15 is subject to the influence of the alternating magnetic field and is also set in motion when the electrical machine 1 is in operation.

Im Bereich des Wärmetauschers 11 befindet sich ein axialer Verbindungskanal 17, der die einzelnen Kühlkanäle 9, 12, 13, 14, 15 miteinander verbindet. Wenn zwischen dem in zwei benachbarten Kühlkanälen aufgenommenen Ferrofluid eine Temperaturdifferenz besteht, tritt ein Temperaturausgleich ein. Die Temperaturdifferenz bewirkt, dass die Kühlflüssigkeit mit der höheren Temperatur selbsttätig in Richtung der Kühlflüssigkeit mit niedrigerer Temperatur strömt. Auf diese Weise kommt es zu einem Temperaturausgleich zwischen der in den einzelnen Kühlkanälen 9, 12, 13, 14, 15 aufgenommenen Kühlflüssigkeit, sodass sich die Temperaturen in den verschiedenen axialen Bereiche des Stators, in denen sich die axial voneinander beabstandeten Kühlkanäle 9, 12, 13, 14, 15 befinden, angleichen.In the area of the heat exchanger 11 there is an axial connecting channel 17 which connects the individual cooling channels 9, 12, 13, 14, 15 to one another. If there is a temperature difference between the ferrofluid contained in two adjacent cooling channels, a temperature equalization occurs. The temperature difference causes the coolant with the higher temperature to automatically flow in the direction of the coolant with the lower temperature. In this way, there is a temperature equalization between the cooling liquid contained in the individual cooling channels 9, 12, 13, 14, 15, so that the temperatures in the various axial regions of the stator, in which the cooling channels 9, 12, which are spaced apart axially, 13, 14, 15 are located, adjust.

Claims (10)

Stator für eine elektrische Maschine (1), der ein Statorgehäuse (2) aufweist, das einen Aufnahmeraum für einen bezüglich einer Drehachse drehbar lagerbaren Rotor (5) aufweist, in dem wenigstens ein mit einer Kühlflüssigkeit gefüllter Kühlkanal (9, 12, 13, 14, 15) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeit ein Ferrofluid ist, das unter der Wirkung eines magnetischen Wechselfelds zum Abführen von Wärme in Bewegung versetzbar ist.Stator for an electrical machine (1), which has a stator housing (2) which has a receiving space for a rotor (5) which can be mounted so that it can rotate relative to an axis of rotation and in which at least one cooling channel (9, 12, 13, 14 , 15) is formed, characterized in that the cooling liquid is a ferrofluid which can be set in motion under the effect of an alternating magnetic field to dissipate heat. Stator nach Anspruch 1, wobei der wenigstens eine Kühlkanal (9, 12, 13, 14, 15) in dem Statorgehäuse (2) in Umfangsrichtung um den Aufnahmeraum für den Rotor (5) ausgebildet ist, und/oder wobei der wenigstens eine Kühlkanal (9, 12, 13, 14, 15) ringförmig ausgebildet ist.stator after claim 1 , wherein the at least one cooling channel (9, 12, 13, 14, 15) is formed in the stator housing (2) in the circumferential direction around the receiving space for the rotor (5), and/or wherein the at least one cooling channel (9, 12, 13, 14, 15) is ring-shaped. Stator nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in dem Statorgehäuse (2) ein Wärmetauscher (11) zum Abführen von Wärme von dem Kühlkanal (9, 12, 13, 14, 15) angeordnet ist.Stator according to one of the preceding claims, wherein a heat exchanger (11) for dissipating heat from the cooling channel (9, 12, 13, 14, 15) is arranged in the stator housing (2). Stator nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Kühlkanal (9, 12, 13, 14, 15) exzentrisch bezüglich der Drehachse (10) des Rotors (5) ausgebildet ist.Stator according to one of the preceding claims, wherein the at least one cooling channel (9, 12, 13, 14, 15) is formed eccentrically with respect to the axis of rotation (10) of the rotor (5). Stator nach Anspruch 4, wobei in einem von der Drehachse (10) des Rotors (5) entfernten Abschnitt des exzentrischen Kühlkanals (9, 12, 13, 14, 15) ein oder der Wärmetauscher (11) angeordnet ist.stator after claim 4 , wherein in a section of the eccentric cooling channel (9, 12, 13, 14, 15) remote from the axis of rotation (10) of the rotor (5), one or the heat exchanger (11) is arranged. Stator nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Statorgehäuse (2) ein Statorblechpaket (16) aufweist, in dem der wenigstens eine Kühlkanal (9, 12, 13, 14, 15) angeordnet ist.Stator according to one of the preceding claims, in which the stator housing (2) has a laminated stator core (16) in which the at least one cooling duct (9, 12, 13, 14, 15) is arranged. Stator nach Anspruch 6, wobei in dem Statorgehäuse (2) mehrere bezüglich der Drehachse (10) des Rotors (5) axial beabstandete Kühlkanäle (9, 12, 13, 14, 15) angeordnet sind, wobei insbesondere wenigstens zwei der Kühlkanäle (9, 12, 13, 14, 15) über einen axialen Verbindungskanal (17) miteinander gekoppelt sind.stator after claim 6 , wherein in the stator housing (2) a plurality of cooling channels (9, 12, 13, 14, 15) are arranged which are spaced axially with respect to the axis of rotation (10) of the rotor (5), in particular at least two of the cooling channels (9, 12, 13, 14, 15) are coupled to one another via an axial connecting channel (17). Elektrische Maschine (1), umfassend einen Stator nach einem der vorangehenden Ansprüche und einen in dem Statorgehäuse (2) drehbar bezüglich der Drehachse drehbar gelagerten Rotor (5).Electrical machine (1), comprising a stator according to one of the preceding claims and a rotor (5) mounted in the stator housing (2) so as to be rotatable with respect to the axis of rotation. Elektrische Maschine nach Anspruch 8, dessen Stator im bestimmungsgemäßen Betrieb der elektrischen Maschine ein elektromagnetisches Drehfeld als das magnetische Wechselfeld erzeugt, welches eingerichtet ist, den Rotor bezüglich der Drehachse zu drehen und die als Ferrofluid ausgebildete Kühlflüssigkeit zum Abführen von Wärme in Bewegung versetzt.Electric machine after claim 8 , whose stator generates an electromagnetic rotating field as the alternating magnetic field when the electric machine is operated as intended, which is set up to rotate the rotor with respect to the axis of rotation and sets the cooling liquid designed as a ferrofluid to dissipate heat in motion. Fahrzeug, umfassend wenigstens eine zum Antreiben des Fahrzeugs konfigurierte elektrische Maschine (1) nach Anspruch 9.A vehicle comprising at least one electric machine (1) configured to power the vehicle claim 9 .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2608624A (en) * 2021-07-06 2023-01-11 Imra Europe S A S Shielding in electrical machine
GB2615741A (en) * 2022-02-01 2023-08-23 Imra Europe S A S Electrical machine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62201034A (en) 1986-02-27 1987-09-04 Shin Meiwa Ind Co Ltd Direct drive motor
JP2000236649A (en) 1999-02-17 2000-08-29 Toshiba Corp Liquid-cooled electromagnetic machine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62201034A (en) 1986-02-27 1987-09-04 Shin Meiwa Ind Co Ltd Direct drive motor
JP2000236649A (en) 1999-02-17 2000-08-29 Toshiba Corp Liquid-cooled electromagnetic machine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2608624A (en) * 2021-07-06 2023-01-11 Imra Europe S A S Shielding in electrical machine
GB2615741A (en) * 2022-02-01 2023-08-23 Imra Europe S A S Electrical machine
GB2615741B (en) * 2022-02-01 2024-08-14 Imra Europe S A S Electrical machine

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