DE102020210304A1

DE102020210304A1 - ELECTRIC MOTOR, VEHICLE AND METHOD OF COOLING AN ELECTRIC MOTOR

Info

Publication number: DE102020210304A1
Application number: DE102020210304.6A
Authority: DE
Inventors: Ciprian Antaloae
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2020-08-13
Filing date: 2020-08-13
Publication date: 2022-02-17
Also published as: KR20220021362A; CN114079351A

Abstract

Ein Elektromotor für ein Fahrzeug umfasst einen Stator, einen Rotor, der um eine Rotordrehachse relativ zum Stator drehbar ist, um ein Drehmoment zu erzeugen, eine Endplatte, die an einem axialen Ende des Rotors angeordnet und drehfest mit dem Rotor gekoppelt ist, und eine Vielzahl von Kühlfinnen. Die Kühlfinnen sind an der Endplatte angeordnet und relativ zur Endplatte derart bewegbar, dass mindestens eine Orientierung der Finnen relativ zu einer radialen Richtung, die senkrecht zur Rotordrehachse ist, und/oder eine Höhe, um welche die Finnen von der Endplatte vorstehen, einstellbar ist.

An electric motor for a vehicle includes a stator, a rotor rotatable about a rotor axis of rotation relative to the stator to generate torque, an endplate disposed at an axial end of the rotor and non-rotatably coupled to the rotor, and a plurality of cooling fins. The cooling fins are arranged on the endplate and are movable relative to the endplate such that at least one orientation of the fins relative to a radial direction perpendicular to the rotor axis of rotation and/or a height by which the fins protrude from the endplate is adjustable.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor, ein Fahrzeug mit einem Elektromotor und ein Verfahren zum Kühlen eines Elektromotors.The present invention relates to an electric motor, a vehicle having an electric motor, and a method for cooling an electric motor.

Hintergrundbackground

Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere bei elektrisch angetriebenen Automobilen, werden leistungsstarke Elektromotoren zum Antrieb des Fahrzeugs eingesetzt. Typischerweise werden verschiedene Maßnahmen zur Kühlung der Elektromotoren getroffen.In electrically driven vehicles, in particular in electrically driven automobiles, powerful electric motors are used to drive the vehicle. Typically, various measures are taken to cool the electric motors.

Um die Kühlung des Elektromotors zu verbessern, können beispielsweise Kühlfinnen an einer Endplatte eines Rotors des Elektromotors vorgesehen sein. Wenn sich der Rotor dreht, bewirken die Kühlfinnen einen Luftstrom entlang der Endplatte und entlang der Finnen, der bei der Wärmeabfuhr aus dem Elektromotor hilft. Darüber hinaus wirken die Kühlfinnen als Kühlkörper, indem sie die Oberfläche der Endplatte vergrößern. Dieses Kühlprinzip wird zum Beispiel in US 6 879 078 B2 beschrieben.In order to improve the cooling of the electric motor, cooling fins can be provided on an end plate of a rotor of the electric motor, for example. As the rotor spins, the cooling fins cause airflow along the endplate and along the fins, which helps to dissipate heat from the electric motor. In addition, the cooling fins act as heat sinks by increasing the surface area of the endplate. This cooling principle is used, for example, in U.S. 6,879,078 B2 described.

Ferner beschreibt US 5 763 969 A einen Elektromotor mit einem Kühlgebläse, das an eine rotierende Welle des Motors gekoppelt sein kann.Further describes U.S. 5,763,969 A an electric motor with a cooling fan that may be coupled to a rotating shaft of the motor.

Kühlfinnen, die mit dem Rotor gedreht werden, und ein Ventilator, der mit dem Rotor gedreht wird, helfen bei der Wärmeabfuhr aus dem Elektromotor. Da jedoch sowohl die Kühlfinnen als auch der Ventilator durch den Rotor des Elektromotors gedreht werden, kann das vom Elektromotor abgegebene Drehmoment aufgrund des Luftwiderstands der Kühlfinnen verringert werden.Cooling fins that spin with the rotor and a fan that spins with the rotor help remove heat from the electric motor. However, since both the cooling fins and the fan are rotated by the rotor of the electric motor, the torque output from the electric motor may be reduced due to the air resistance of the cooling fins.

Folglich besteht ein Bedarf, verbesserte Lösungen für die Kühlung eines Elektromotors zu finden.Consequently, there is a need to find improved solutions for cooling an electric motor.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor nach Anspruch 1, ein Fahrzeug nach Anspruch 10 und ein Verfahren nach Anspruch 12.The present invention relates to an electric motor according to claim 1, a vehicle according to claim 10 and a method according to claim 12.

Gemäß einem Aspekt umfasst ein Elektromotor für ein Fahrzeug, zum Beispiel für ein Automobil, einen Stator, einen Rotor, der um eine Rotordrehachse relativ zum Stator drehbar ist, um ein Drehmoment zu erzeugen, eine Endplatte, die an einem axialen Ende des Rotors angeordnet und drehfest mit dem Rotor gekoppelt ist, und eine Vielzahl von Kühlfinnen, die an der Endplatte angeordnet sind. Die Kühlfinnen sind relativ zur Endplatte derart bewegbar, dass mindestens eine Orientierung der Finnen relativ zu einer radialen Richtung senkrecht zur Rotordrehachse und/oder eine Höhe, um welche die Finnen von der Endplatte vorstehen, einstellbar oder variierbar ist.According to one aspect, an electric motor for a vehicle, for example an automobile, comprises a stator, a rotor rotatable about a rotor axis of rotation relative to the stator to generate torque, an end plate arranged at an axial end of the rotor and non-rotatably coupled to the rotor, and a plurality of cooling fins disposed on the end plate. The cooling fins are movable relative to the end plate such that at least one orientation of the fins relative to a radial direction perpendicular to the rotor axis of rotation and/or a height by which the fins protrude from the end plate is adjustable or variable.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Fahrzeug, zum Beispiel ein Straßenfahrzeug wie ein Automobil, einen Elektromotor nach dem ersten Aspekt der Erfindung.According to a second aspect of the invention, a vehicle, for example a road vehicle such as an automobile, comprises an electric motor according to the first aspect of the invention.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Kühlung eines Elektromotors gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen. Das Verfahren umfasst ein Drehen des Rotors des Elektromotors und ein Variieren eines Luftstroms entlang der Endplatte des Rotors durch Bewegen der Kühlfinnen zwischen einer offenen Position, in der die Kühlfinnen aus der Endplatte des Rotors herausragen und zumindest teilweise entlang einer radialen Richtung ausgerichtet sind, die sich senkrecht zur Rotordrehachse des Rotors erstreckt, und einer geschlossenen Position, in der die Finnen bündig mit der Endplatte des Rotors sind und/oder quer zur radialen Richtung ausgerichtet sind.According to a third aspect of the invention, there is provided a method of cooling an electric motor according to the first aspect of the invention. The method includes rotating the rotor of the electric motor and varying airflow along the endplate of the rotor by moving the cooling fins between an open position in which the cooling fins protrude from the endplate of the rotor and are at least partially aligned along a radial direction that is the same perpendicular to the rotor axis of rotation of the rotor, and a closed position in which the fins are flush with the end plate of the rotor and/or are aligned transverse to the radial direction.

Es ist eine der Ideen der Erfindung, verstellbare Kühlfinnen auf einer Endplatte vorzusehen, die sich mit dem Rotor eines Elektromotors dreht. Die Kühlfinnen können so verstellbar sein, dass eine Höhe, um die sie aus der Endplatte herausragen, vergrößert oder verkleinert werden kann. Zusätzlich oder alternativ dazu können die Kühlfinnen relativ zur radialen Richtung bewegt werden, so dass sie mehr oder weniger in einer Strömungsrichtung ausgerichtet sind, die senkrecht zur radialen Richtung verläuft, wenn sich der Rotor um die Rotordrehachse dreht.It is one of the ideas of the invention to provide adjustable cooling fins on an end plate that rotates with the rotor of an electric motor. The cooling fins may be adjustable to increase or decrease a height by which they protrude from the endplate. Additionally or alternatively, the cooling fins can be moved relative to the radial direction so that they are more or less aligned in a flow direction that is perpendicular to the radial direction when the rotor rotates about the rotor axis of rotation.

Da die Ausrichtung der Finnen relativ zur radialen Richtung und/oder eine Höhe, um die die Finnen aus der Endplatte herausragen, variiert werden kann, kann eine Widerstandsreferenzfläche der Finnen, die wirksam ist, wenn sich der Rotor um die Rotordrehachse dreht, variiert werden, um eine Fluidströmung entlang der Finnen und/oder durch die Finnen verursachte Turbulenzen zu vergrößeren oder zu verringern. Dadurch kann der Kühleffekt je nach Bedarf für jede Betriebssituation des Elektromotors angepasst werden. Wenn beispielsweise eine hohe Kühlleistung erforderlich ist, können die Finnen so bewegt werden, dass sie stärker aus der Endplatte hervorstehen als in dem Fall, in dem eine niedrige Kühlleistung erforderlich ist, und/oder die Finnen können so bewegt werden, dass sie näher an der radialen Richtung ausgerichtet sind als in dem Fall, in dem eine niedrige Kühlleistung erforderlich ist. Dadurch kann die Kühlleistung je nach Bedarf effizient angepasst werden.Because the orientation of the fins relative to the radial direction and/or a height by which the fins protrude from the endplate can be varied, a drag reference area of the fins effective when the rotor rotates about the rotor axis of rotation can be varied. to increase or decrease fluid flow along the fins and/or turbulence caused by the fins. As a result, the cooling effect can be adjusted as required for each operating situation of the electric motor. For example, if high cooling performance is required, the fins can be moved to protrude more from the endplate than when low cooling performance is required, and/or the fins can be moved to be closer to the endplate radial direction than in the case where low cooling performance is required. This allows the cooling capacity to be efficiently adjusted as needed.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Kühlfinnen zurückgezogen und/oder in eine Orientierung gebracht werden können, in der sie sich im Wesentlichen quer oder senkrecht zur radialen Richtung erstrecken, um ihre Widerstandsreferenzfläche zu verringern. Dadurch kann der von den Kühlfinnen verursachte Luftwiderstand bei Bedarf reduziert werden, wodurch die Leistungsabgabe des Motors erhöht werden kann.Another advantage is that the cooling fins can be retracted and/or placed in an orientation where they extend substantially transversely or perpendicularly to the radial direction to reduce their drag reference area. This allows the drag caused by the cooling fins to be reduced when needed, which can increase the power output of the engine.

Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.Further embodiments of the present invention are subject matter of the dependent claims and the following description with reference to the drawings.

Nach einigen Ausführungsformen können die Kühlfinnen linear entlang der Drehachse des Rotors bewegbar sein, um die Höhe, um welche die Finnen von der Endplatte vorstehen, zu variieren. Das heißt, die Finnen können in einer Richtung quer zur Endplatte bewegbar sein, so dass sie mehr oder weniger aus der Endplatte hervorstehen. Dadurch wird ein einfaches Einstellverfahren bereitgestellt.According to some embodiments, the cooling fins may be linearly moveable along the axis of rotation of the rotor to vary the height that the fins protrude from the endplate. That is, the fins can be moveable in a direction transverse to the endplate so that they more or less protrude from the endplate. This provides a simple adjustment method.

Nach einigen Ausführungsformen können die Kühlfinnen zwischen einer zurückgezogenen oder geschlossenen Position, in der die Finnen mit einer äußeren Oberfläche der Endplatte bündig sind, und einer Betriebs- oder offenen Position bewegbar sein, in welcher die Finnen von der äußeren Oberfläche der Endplatte vorstehen. In der geschlossenen Stellung ist die Höhe, um welche die Finnen von der Außenfläche der Endplatte vorstehen, gleich Null. In der geöffneten Stellung stehen die Finnen um eine Höhe größer als Null vor, zum Beispiel um einige Zentimeter, zum Beispiel um eine Höhe im Bereich zwischen 0,5 cm und 10 cm. Durch eine Anordnung der Finnen in der geschlossenen Position bündig mit der äußeren Oberfläche kann der durch die Finnen verursachte Widerstand vorteilhaft auf ein Minimum reduziert werden.According to some embodiments, the cooling fins may be moveable between a retracted or closed position in which the fins are flush with an outer surface of the endplate and an operative or open position in which the fins protrude from the outer surface of the endplate. In the closed position, the height by which the fins project from the outer surface of the endplate is zero. In the open position the fins protrude by a height greater than zero, for example a few centimetres, for example a height in the range between 0.5 cm and 10 cm. By arranging the fins in the closed position flush with the outer surface, the drag caused by the fins can advantageously be reduced to a minimum.

Nach einigen Ausführungsformen können die Kühlfinnen an einer Trägerstruktur, zum Beispiel an einer Trägerplatte oder einem Rahmen, angebracht sein und in Aufnahmeöffnungen der Endplatte hineinragen, wobei die erste Trägerstruktur entlang der Rotordrehachse linear geführt ist. Die Trägerstruktur ist relativ zum Rotor drehfest oder dreht sich mit dem Rotor. Die Trägerstruktur kann zum Beispiel auf einer Trägerwelle geführt werden, die koaxial zur Rotordrehachse des Rotors angeordnet ist. Zum Bewegen der Trägerstruktur kann ein Aktuator, zum Beispiel ein Spindelantrieb oder dergleichen, vorgesehen sein. Durch die Anordnung einiger oder aller Finnen auf einer gemeinsamen Trägerstruktur kann eine synchrone Linearbewegung der Finnen auf einfache Weise realisiert werden.According to some embodiments, the cooling fins can be attached to a support structure, for example a support plate or a frame, and protrude into receiving openings in the end plate, the first support structure being linearly guided along the rotor axis of rotation. The support structure is rotationally fixed relative to the rotor or rotates with the rotor. The support structure can be guided, for example, on a support shaft which is arranged coaxially to the axis of rotation of the rotor. An actuator, for example a spindle drive or the like, can be provided for moving the support structure. By arranging some or all of the fins on a common carrier structure, a synchronous linear movement of the fins can be implemented in a simple manner.

Nach einigen Ausführungsformen können die Kühlfinnen um eine Finnendrehachse drehbar sein, die sich entlang der Rotordrehachse erstreckt. Daher können die Kühlfinnen derart geschwenkt oder gedreht werden, dass ein Ende einer entsprechenden Finne näher an der Rotordrehachse oder weiter von der Rotordrehachse entfernt positioniert ist. Dadurch kann der Strömungswiderstand der jeweiligen Finne, der bei der Drehung des Rotors auftritt, vergrößert oder verringert werden. Wenn sich der Rotor dreht, ist die Strömungsgeschwindigkeit quer zur radialen Richtung von der radialen Position abhängig und nimmt mit zunehmendem Abstand von der Rotordrehachse zu. Daher kann durch Drehen der Finnen um eine Finnendrehachse, die sich entlang der Rotordrehachse erstreckt, der Luftstrom entlang der Endplatte auch an inneren radialen Positionen einfach erhöht werden.According to some embodiments, the cooling fins may be rotatable about a fin axis of rotation that extends along the rotor axis of rotation. Therefore, the cooling fins can be pivoted or rotated such that an end of a respective fin is positioned closer to the rotor axis of rotation or farther from the rotor axis of rotation. As a result, the flow resistance of the respective fin, which occurs when the rotor rotates, can be increased or decreased. As the rotor rotates, the flow velocity across the radial direction is dependent on radial position and increases with increasing distance from the rotor axis of rotation. Therefore, by rotating the fins about a fin rotation axis that extends along the rotor rotation axis, airflow along the endplate can be easily increased even at inner radial positions.

Nach einigen Ausführungsformen umfassen die Finnen eine Finnenlängsachse und sind zwischen einer ausgerichteten oder geschlossenen Position, in welcher die Finnenlängsachse quer zur radialen Richtung verläuft, und einer offenen Position drehbar, in welcher die Finnenlängsachse entlang der radialen Richtung verläuft. Die Finnenlängsachse kann zum Beispiel durch eine Sehnenlinie definiert sein, die eine gerade Linie ist, welche gegenüberliegende Vorder- und Hinterkanten der Finne verbindet. In der geschlossenen Position können die Finnen entlang einer Tangente eines Kreises ausgerichtet sein, dessen Mittelpunkt die Rotordrehachse des Rotors ist und der die Finnendrehachse enthält. Das heißt, in der geschlossenen Position sind die Finnen so ausgerichtet, dass eine erste Bezugsfläche wirksam ist, wenn sich der Rotor um seine Drehachse dreht. In der gedrehten oder offenen Position sind die Finnen so ausgerichtet, dass eine zweite Bezugsfläche wirksam ist, wenn sich der Rotor um seine Drehachse dreht, wobei die zweite Bezugsfläche größer als die erste wirksame Fläche ist. Die wirksame Referenzfläche kann als eine projizierte Fläche der Finne definiert sein, wenn die Finne in Richtung einer Tangente an einen Kreis betrachtet wird, dessen Mittelpunkt die Rotordrehachse des Rotors ist und der die Finnendrehachse enthält. Folglich können die Kühlleistung und der Widerstand der Finnen einfach variiert werden.According to some embodiments, the fins include a fin longitudinal axis and are rotatable between an aligned or closed position in which the fin longitudinal axis is transverse to the radial direction and an open position in which the fin longitudinal axis is along the radial direction. For example, the fin longitudinal axis may be defined by a chord line, which is a straight line connecting opposite leading and trailing edges of the fin. In the closed position, the fins may be aligned along a tangent of a circle centered on the rotor's axis of rotation and containing the axis of rotation of the fins. That is, in the closed position, the fins are oriented such that a first reference surface is in effect as the rotor rotates about its axis of rotation. In the rotated or open position, the fins are oriented such that a second datum area is operative as the rotor rotates about its axis of rotation, the second datum area being greater than the first operative area. The effective reference area may be defined as a projected area of the fin when the fin is viewed in the direction of a tangent to a circle centered on the rotor's rotational axis and containing the fin rotational axis. Consequently, the cooling capacity and the resistance of the fins can be easily varied.

Nach einigen Ausführungsformen kann der Elektromotor darüber hinaus einen Betätigungsmechanismus aufweisen, der dazu ausgebildet ist, die Finnen synchron zu drehen. Dadurch kann die Kühlleistung bei einer gleichmäßigeren Verteilung über die Endplatte erhöht werden.According to some embodiments, the electric motor may also include an actuation mechanism configured to synchronously rotate the fins. This allows the cooling capacity to be increased with a more even distribution across the end plate.

Nach einigen Ausführungsformen kann der Betätigungsmechanismus eine zentrale Betätigungswelle, ein zentrales Zahnrad, das an der zentralen Betätigungswelle angebracht und durch diese drehbar ist, und eine Anzahl von Finnenzahnrädern, die mit dem zentralen Zahnrad in Eingriff stehen, aufweisen, wobei jedes Finnenzahnrad an einen Stift gekoppelt ist, der die Finnendrehachse der jeweiligen Finne definiert. Zum Beispiel kann jede Finne mit einem Stift gekoppelt oder daran befestigt sein, der an der Endplatte derart montiert ist, dass er um die Finnendrehachse drehbar ist. Ein Finnenrad mit Zähnen kann an dem Stift befestigt sein und in ein zentrales, gezahntes Rad eingreifen. Das zentrale Zahnrad ist an einer Betätigungs- oder Antriebswelle montiert, die zum Beispiel von einem Hilfsmotor angetrieben werden kann. Durch die Drehung der zentralen Welle wird also das zentrale Zahnrad gedreht, was wiederum eine Drehung der Finnenräder und der Stifte bewirkt, an welche die Finnen gekoppelt sind. Auf diese Weise kann ein Übersetzungsverhältnis realisiert werden, das die Einstellung der Ausrichtung der Finnen erleichtert, zum Beispiel auch dann, wenn hohe Widerstandskräfte auf die Finnen wirken, zum Beispiel wenn der Rotor mit hoher Drehzahl gedreht wird. Die zentrale Betätigungswelle kann zum Beispiel koaxial zur Drehachse des Rotors angeordnet sein. Beispielsweise kann eine Abtriebswelle des Rotors als Hohlachse ausgeführt sein, und die zentrale Betätigungswelle kann sich zumindest teilweise innerhalb dieser Hohlachse erstrecken. Auf diese Weise kann ein kompakter Mechanismus bereitgestellt werden.According to some embodiments, the actuation mechanism may include a central actuation shaft, a central gear mounted at the center mounted on and rotatable by a central actuation shaft, and having a number of fin gears meshing with the central gear, each fin gear being coupled to a pin defining the fin axis of rotation of the respective fin. For example, each fin may be coupled or attached to a pin that is mounted to the endplate such that it is rotatable about the fin axis of rotation. A toothed fin wheel may be attached to the pin and mesh with a central toothed wheel. The central gear is mounted on an actuating or drive shaft, which can be driven by an auxiliary engine, for example. Thus, rotation of the central shaft rotates the central gear, which in turn causes rotation of the fin wheels and the pins to which the fins are coupled. In this way, a transmission ratio can be realized that facilitates the adjustment of the orientation of the fins, for example even when high drag forces act on the fins, for example when the rotor is rotated at high speed. The central actuating shaft can be arranged coaxially to the axis of rotation of the rotor, for example. For example, an output shaft of the rotor can be designed as a hollow axle, and the central actuating shaft can extend at least partially inside this hollow axle. In this way, a compact mechanism can be provided.

Nach einigen Ausführungsformen können die Finnen plattenförmig sein. Das heißt, die Dicke der Finnen kann im Vergleich zur Länge einer Seite der Finne gering sein. Als „plattenförmig“ können in diesem Zusammenhang Finnen mit ebenen oder geraden Oberflächen, aber auch Finnen mit gekrümmten Oberflächen bezeichnet werden. Beispielsweise kann sich eine plattenförmige Finne auch mit einem bogenförmigen Querschnitt erstrecken.According to some embodiments, the fins can be plate-shaped. That is, the thickness of the fins can be small compared to the length of one side of the fin. In this context, fins with flat or straight surfaces, but also fins with curved surfaces can be referred to as “plate-shaped”. For example, a plate-shaped fin can also extend with an arcuate cross-section.

Nach einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug ein Straßenfahrzeug mit mindestens einem Rad und einem Antriebsstrang zum Drehen des mindestens einen Rads sein, wobei der Elektromotor kinematisch mit dem Antriebsstrang gekoppelt ist, um dem Antriebsstrang ein Drehmoment zuzuführen. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Automobil, ein Lastkraftwagen, ein Bus oder ähnliches sein. Das Fahrzeug kann zum Beispiel auch ein Motorrad sein. Der Antriebsstrang kann zum Beispiel optional ein Zahnradgetriebe enthalten, das eine Ausgangswelle des Elektromotors mit einer angetriebenen Achse koppelt. Der Elektromotor kann aber auch direkt mit der angetriebenen Achse gekoppelt sein. Im Allgemeinen kann der Elektromotor ein Antriebsmotor des Fahrzeugs sein. Somit tragen die verstellbaren Finnen dazu bei, den Wirkungsgrad des gesamten Fahrzeugs zu erhöhen.According to some embodiments, the vehicle may be a road vehicle having at least one wheel and a drive train for rotating the at least one wheel, wherein the electric motor is kinematically coupled to the drive train to provide torque to the drive train. The vehicle can be, for example, an automobile, a truck, a bus or the like. The vehicle can also be a motorcycle, for example. For example, the powertrain may optionally include a gear train that couples an output shaft of the electric motor to a driven axle. However, the electric motor can also be coupled directly to the driven axle. In general, the electric motor can be a drive motor of the vehicle. The adjustable fins thus help to increase the efficiency of the entire vehicle.

Nach einigen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner ein Erfassen einer Temperatur des Rotors und/oder des Stators umfassen, wobei das Variieren des Luftstroms ein Einstellen einer Höhe, um welche die Finnen von der Endplatte vorstehen, und/oder einer Ausrichtung der Finnen relativ zur radialen Richtung basierend auf der erfassten Temperatur umfassen kann. Optional kann das Einstellen die Durchführung einer Steuerung mit offenem oder einer Regelung mit geschlossenem Regelkreis umfassen. Durch das Einstellen der Finnen auf der Grundlage der Temperatur des Rotors und/oder Stators wird eine Überhitzung des Elektromotors zuverlässiger verhindert.According to some embodiments, the method may further include sensing a temperature of the rotor and/or the stator, varying the airflow, adjusting a height by which the fins protrude from the endplate and/or an orientation of the fins relative to the radial direction based on the sensed temperature. Optionally, adjusting may include performing open loop control or closed loop control. By adjusting the fins based on the temperature of the rotor and/or stator, overheating of the electric motor is more reliably prevented.

Nach einigen weiteren Ausführungsformen kann der Elektromotor ein Antriebsmotor eines Fahrzeugs sein, und das Verfahren kann ferner ein Erfassen eines Betriebszustands des Fahrzeugs einschließen, wobei das Variieren des Luftstroms das Einstellen mindestens einer Höhe, um welche die Finnen von der Endplatte vorstehen, oder einer Orientierung der Finnen relativ zur radialen Richtung auf der Grundlage des erfassten Betriebszustands einschließen kann. Der Betriebszustand kann einen oder mehrere der folgenden Zustände umfassen: eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Leistungsaufnahme des Motors, einen Ladezustand einer Batterie, die den Motor mit Energie versorgt, oder einen ausgewählten Fahrmodus, wie zum Beispiel „Sportmodus“, „Effizienzmodus“, „Normalmodus“, und so weiter. Wenn zum Beispiel die Fahrgeschwindigkeit des Motors hoch ist, kann die Konvektion aufgrund der Fahrgeschwindigkeit ausreichen, um den Motor zu kühlen, und folglich können die Finnen so eingestellt werden, dass sie die geschlossene oder eingefahrene Position einnehmen. Ähnlich können in einem „Effizienzmodus“ oder wenn der Ladezustand der Batterie unter einen Schwellenwert sinkt, die Finnen so eingestellt werden, dass sie die geschlossene oder eingefahrene Position einnehmen, um einen durch die Finnen verursachten Luftwiderstand zu vermeiden, der zu einer Verringerung des Wirkungsgrades führen könnte. Andererseits können die Finnen bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten oder im Sportmodus, wenn eine hohe Motorleistung einen Temperaturanstieg des Elektromotors verursacht, so eingestellt werden, dass sie die offene Position einnehmen, um den Luftstrom über die Endplatte zu erhöhen und so die Wärmeabfuhr zu erhöhen.According to some further embodiments, the electric motor may be a drive motor of a vehicle, and the method may further include sensing an operating condition of the vehicle, wherein varying the airflow includes adjusting at least one height by which the fins protrude from the endplate, or an orientation of the fins relative to the radial direction based on the detected operating condition. The operating state may include one or more of the following states: a driving speed of the vehicle, a power consumption of the motor, a state of charge of a battery that supplies energy to the motor, or a selected driving mode, such as "sport mode", "efficiency mode", " normal mode”, and so on. For example, if the engine travel speed is high, the convection due to the travel speed may be sufficient to cool the engine and consequently the fins may be adjusted to assume the closed or retracted position. Similarly, in an "efficiency mode" or when the battery state of charge falls below a threshold, the fins can be adjusted to assume the closed or stowed position to avoid fin-induced drag that results in a reduction in efficiency could. On the other hand, at low driving speeds or in Sport mode, when high engine power is causing the temperature of the electric motor to rise, the fins can be set to occupy the open position to increase airflow over the endplate, thus increasing heat dissipation.

Die für den Elektromotor offenbarten Merkmale und Vorteile sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.The features and advantages disclosed for the electric motor are also disclosed for the method and vice versa.

Figurenlistecharacter list

Für ein umfassenderes Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird nun auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verwiesen. Nachfolgend wird die Erfindung anhand exemplarischer Ausführungsbeispiele, die in den schematischen Figuren angegeben sind, näher erläutert:

1 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Elektromotor nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 zeigt eine Draufsicht auf eine äußere Oberfläche einer Endplatte eines Elektromotors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Kühlfinnen in drei verschiedenen Drehorientierungen (A), (B) und (C) dargestellt sind;
3 zeigt eine vereinfachte schematische Schnittansicht eines Rotors eines Elektromotors nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 zeigt eine Draufsicht auf eine innere Oberfläche einer Endplatte des Rotors aus 3;
5 zeigt einen Teilschnitt einer Endplatte eines Elektromotors nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Kühlfinnen in drei verschiedenen Positionen (A), (B) und (C) dargestellt sind;
6 zeigt einen vereinfachten schematischen Schnitt durch einen Rotor eines Elektromotors nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
7 zeigt ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Drehzahl eines Elektromotors nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und der Kühlleistung/dem Luftwiderstand veranschaulicht;
8 zeigt ein funktionales Blockschaltbild eines Fahrzeugs nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
9 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kühlfinne eines Elektromotors nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
10 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

For a more complete understanding of the present invention and its advantages, reference is now made to FIG the following description is referred to in conjunction with the accompanying drawings. The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments that are specified in the schematic figures:

1 shows schematically a section through an electric motor according to an embodiment of the invention;
2 12 shows a plan view of an outer surface of an end plate of an electric motor according to an embodiment of the invention, showing cooling fins in three different rotational orientations (A), (B) and (C);
3 shows a simplified schematic sectional view of a rotor of an electric motor according to an embodiment of the invention;
4 FIG. 12 shows a plan view of an inner surface of an end plate of the rotor 3 ;
5 Figure 12 shows a partial section of an end plate of an electric motor according to an embodiment of the invention, showing cooling fins in three different positions (A), (B) and (C);
6 shows a simplified schematic section through a rotor of an electric motor according to a further embodiment of the invention;
7 Fig. 12 is a graph showing the relationship between the rotation speed of an electric motor according to an embodiment of the invention and cooling capacity/air resistance;
8th 12 shows a functional block diagram of a vehicle according to an embodiment of the invention;
9 shows a perspective view of a cooling fin of an electric motor according to an embodiment of the invention; and
10 shows a flowchart of a method according to an embodiment of the invention.

Sofern nicht anders angegeben, bezeichnen dieselben Referenznummern oder -zeichen in den Figuren gleiche Elemente.Unless otherwise indicated, the same reference numbers or characters in the figures indicate the same elements.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispielenDetailed description of the embodiments

1 zeigt schematisch einen Elektromotor 1. Der Elektromotor 1 kann einen Stator 2, einen Rotor 3, Endplatten 4 und Kühlfinnen 5 aufweisen. 1 1 schematically shows an electric motor 1. The electric motor 1 can have a stator 2, a rotor 3, end plates 4 and cooling fins 5. FIG.

Der Stator 2 kann Wicklungen (nicht abgebildet) zur Erzeugung eines elektromagnetischen Drehfeldes aufweisen. Wie in 1 beispielhaft dargestellt, kann der Stator eine zylindrische Form aufweisen und einen Innenraum 20 definieren.The stator 2 can have windings (not shown) for generating a rotary electromagnetic field. As in 1 Illustrated by way of example, the stator may be cylindrical in shape and define an interior space 20 .

Der Rotor 3 kann ebenfalls elektrische Wicklungen und/oder Magnete enthalten (nicht abgebildet). Wie in 1 beispielhaft dargestellt, kann der Rotor 3 eine allgemein zylindrische Form aufweisen. Der Rotor 3 kann im Innenraum des Stators 2 angeordnet sein, wie in 1 beispielhaft dargestellt. Alternativ kann der Stator 2 in einem Innenraum des Rotors 3 angeordnet sein. Der Rotor 3 ist drehbar gelagert, zum Beispiel über Lager (nicht dargestellt), so dass er um eine Rotordrehachse A3 relativ zum Stator 3 drehbar ist. Insbesondere ist der Rotor 3 durch das vom Stator 2 erzeugte elektromagnetische Drehfeld drehbar, wodurch ein Drehmoment erzeugt wird. Wie in 1 schematisch dargestellt, kann an dem Rotor 3 eine Abtriebswelle 30 zur Drehmomentübertragung befestigt sein.The rotor 3 can also contain electrical windings and/or magnets (not shown). As in 1 shown by way of example, the rotor 3 may have a generally cylindrical shape. The rotor 3 can be arranged in the interior of the stator 2, as in 1 shown as an example. Alternatively, the stator 2 can be arranged in an interior space of the rotor 3 . The rotor 3 is rotatably mounted, for example via bearings (not shown), so that it can rotate relative to the stator 3 about a rotor axis of rotation A3. In particular, the rotor 3 can be rotated by the rotating electromagnetic field generated by the stator 2, as a result of which a torque is generated. As in 1 shown schematically, an output shaft 30 can be attached to the rotor 3 for torque transmission.

Wie in 1 weiter dargestellt, kann eine erste Endplatte 4, 4A an einem ersten axialen Ende 31 des Rotors 3 befestigt sein, und eine zweite Endplatte 4, 4B kann an einem zweiten axialen Ende 32 des Rotors 3 befestigt sein, wobei das zweite axiale Ende 32 dem ersten axialen Ende 31 in Bezug auf die Rotordrehachse A3 gegenüberliegt. Auch wenn 1 einen Elektromotor 1 mit der ersten und der zweiten Endplatte zeigt, kann der Elektromotor 1 auch nur eine der ersten und zweiten Endplatten 4A, 4B umfassen. Im Folgenden wird daher nur eine Endplatte 4 beschrieben.As in 1 further illustrated, a first end plate 4, 4A may be attached to a first axial end 31 of the rotor 3, and a second end plate 4, 4B may be attached to a second axial end 32 of the rotor 3, the second axial end 32 being the first axial end 31 with respect to the rotor axis of rotation A3. Even if 1 shows an electric motor 1 with the first and the second end plate, the electric motor 1 can also comprise only one of the first and second end plates 4A, 4B. Therefore, only one end plate 4 is described below.

Die Endplatte 4 ist drehfest mit dem Rotor 3 verbunden, zum Beispiel mittels Schrauben, Bolzen oder dergleichen. Wenn sich der Rotor 3 um die Rotordrehachse A3 dreht, dreht sich somit die Endplatte 4 mit dem Rotor 3, wenn der Rotor 3 gedreht wird. Wie in 1 schematisch dargestellt, kann die Endplatte 4 eine erste oder äußere Oberfläche 4a, die vom Rotor 3 abgewandt ist, und eine zweite oder innere Oberfläche 4b aufweisen, die entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche 4a gelegen und dem Rotor 3 zugewandt ist. Die innere und die äußere Oberfläche 4b, 4a können plan oder eben sein, wie in 1 schematisch dargestellt. Optional können auf der Außenfläche 4a und/oder der Innenfläche 4b lokale Vertiefungen oder Vorsprünge, zum Beispiel zur Aufnahme von Schrauben oder Befestigungsstrukturen, vorgesehen sein. Wie in 2 beispielhaft dargestellt ist, kann die Endplatte 4 zum Beispiel einen kreisförmigen Umfang aufweisen. Im Allgemeinen kann der Umfang der Endplatte 4 einem Umfang des Rotors 3 entsprechen. Ferner kann optional ein zentrales Loch 40 vorgesehen sein, durch das sich die Abtriebswelle 30 erstrecken kann.
Die Endplatte 4 kann aus einem Metallwerkstoff gebildet sein, zum Beispiel aus einer Aluminiumlegierung oder ähnlichem. Alternativ kann die Endplatte 4 auch aus einem Kunststoff oder einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sein.The end plate 4 is non-rotatably connected to the rotor 3, for example by means of screws, bolts or the like. Thus, when the rotor 3 rotates about the rotor rotation axis A3, the end plate 4 rotates with the rotor 3 as the rotor 3 is rotated. As in 1 Illustrated schematically, the end plate 4 may have a first or outer surface 4a remote from the rotor 3 and a second or inner surface 4b opposite the first surface 4a and facing the rotor 3. The inner and outer surfaces 4b, 4a can be planar or planar, as in 1 shown schematically. Optionally, local indentations or projections can be provided on the outer surface 4a and/or the inner surface 4b, for example for receiving screws or fastening structures. As in 2 shown by way of example, the end plate 4 may have a circular periphery, for example. In general, the circumference of the end plate 4 can correspond to a circumference of the rotor 3 . Furthermore, a central hole 40 can optionally be provided, through which the output shaft 30 can extend.
The end plate 4 can be made of a metal material be formed, for example, from an aluminum alloy or the like. Alternatively, the end plate 4 can also be made of a plastic or a fiber composite material.

Die Kühlfinnen 5 des Motors 1 dienen zur Kühlung des Stators 2 und des Rotors 3, indem sie einen Luftstrom entlang der äußeren Oberfläche 4a und/oder der inneren Oberfläche 4b der Endplatte 4 erzeugen. Wie in 1 beispielhaft und schematisch dargestellt ist, sind die Kühlfinnen 5 an der Stirnplatte 4 angeordnet bzw. gelegen. 9 zeigt beispielhaft eine plattenförmige Kühlfinne 5 mit einer ersten Oberfläche 5a und einer zweiten Oberfläche 5b, die entgegengesetzt zu der ersten Oberfläche 5a orientiert ist. Wie in 9 beispielhaft dargestellt, kann die erste Oberfläche 5a konvex und die zweite Fläche 5b konkav sein. Alternativ kann es auch möglich sein, dass die erste und zweite Fläche 5a, 5b flach oder eben sind. Wie in 9 weiter dargestellt, können die Kühlfinnen 5 eine Finnenlängsachse L5 aufweisen, die durch eine Verbindungslinie zwischen den gegenüberliegenden Kanten 51, 52 der Finne 5 definiert sein kann. Die Kühlfinnen 5 können aus einem Metallmaterial, einem Kunststoffmaterial oder einem Faserverbundmaterial ausgebildet sein.The cooling fins 5 of the motor 1 serve to cool the stator 2 and the rotor 3 by generating an air flow along the outer surface 4a and/or the inner surface 4b of the end plate 4. As in 1 is shown as an example and schematically, the cooling fins 5 are arranged or located on the end plate 4 . 9 shows an example of a plate-shaped cooling fin 5 with a first surface 5a and a second surface 5b, which is oriented opposite to the first surface 5a. As in 9 exemplified, the first surface 5a may be convex and the second surface 5b may be concave. Alternatively, it may also be possible for the first and second surfaces 5a, 5b to be flat or planar. As in 9 further illustrated, the cooling fins 5 can have a fin longitudinal axis L5, which can be defined by a connecting line between the opposite edges 51, 52 of the fin 5. The cooling fins 5 can be made of a metal material, a plastic material or a fiber composite material.

Wie in den 1 und 3 beispielhaft dargestellt, können die Finnen 5 auf der äußeren Oberfläche 4a der Endplatte 4 angeordnet sein oder im Allgemeinen von der äußeren Oberfläche 4a der Endplatte 4 vorstehen. Wie in 2 beispielhaft dargestellt, können die Finnen 5 um eine Finnendrehachse A5 drehbar sein. Zum Beispiel können die Finnen 5 direkt an der Endplatte 4 durch Stifte 84 fixiert sein, welche die Finnendrehachse A5 definieren. Im Allgemeinen erstreckt sich die Finnendrehachse entlang oder parallel zur Rotordrehachse A3.As in the 1 and 3 As exemplified, the fins 5 may be disposed on the outer surface 4a of the endplate 4 or generally protrude from the outer surface 4a of the endplate 4 . As in 2 shown by way of example, the fins 5 can be rotatable about a fin axis of rotation A5. For example, the fins 5 may be fixed directly to the endplate 4 by pins 84 that define the fin axis of rotation A5. In general, the fin axis of rotation extends along or parallel to the rotor axis of rotation A3.

Wie in 2 schematisch dargestellt, können die Finnen 5 derart gedreht werden, dass eine Orientierung der Finnenlängsachse L5 relativ zu einer radialen Richtung R, die senkrecht zur Rotordrehachse A3 steht, variiert wird. Zum Beispiel zeigt 2 beispielhaft einen Zustand (A), in dem die Finnenlängsachse L5 quer oder im Wesentlichen senkrecht zur radialen Richtung R ausgerichtet ist. Die Finnenlängsachse L5 kann in diesem Zustand parallel zu einem Kreis verlaufen, dessen Mittelpunkt die Rotordrehachse A3 ist und der die Finnendrehachse A5 enthält. Diese Ausrichtung der Finnen 5 kann zum Beispiel als geschlossene oder ausgerichtete Position bezeichnet werden. In der geschlossenen oder ausgerichteten Position, wie in der Teilansicht (A) von 2 gezeigt, sind die Finnen 5 im Wesentlichen stromlinienförmig ausgerichtet, wenn die Endplatte 4 mit dem Rotor 3 um die Rotordrehachse A3 gedreht wird, was keinen oder nur minimalen Luftwiderstand und Luftstrom entlang der Außenfläche 4a verursacht.As in 2 shown schematically, the fins 5 can be rotated in such a way that an orientation of the fin longitudinal axis L5 is varied relative to a radial direction R, which is perpendicular to the rotor axis of rotation A3. For example shows 2 for example a state (A) in which the longitudinal axis L5 of the fin is aligned transversely or substantially perpendicularly to the radial direction R. In this state, the fin longitudinal axis L5 can run parallel to a circle whose center is the rotor axis of rotation A3 and which contains the fin axis of rotation A5. This orientation of the fins 5 can be referred to as a closed or aligned position, for example. In the closed or aligned position as shown in partial view (A) of FIG 2 As shown, the fins 5 are substantially streamlined when the endplate 4 is rotated with the rotor 3 about the rotor axis of rotation A3, causing no or minimal drag and airflow along the outer surface 4a.

Teilansicht (C) in 2 zeigt eine vollständig geöffnete Position, in welcher die Finnen 5 derart ausgerichtet sind, dass ihre Finnenlängsachsen L5 entlang der radialen Richtung R verlaufen. In diesem Zustand, wenn die Endplatte 4 mit dem Rotor 3 um die Rotordrehachse A3 gedreht wird, erstreckt sich die erste oder zweite Oberfläche 5a, 5b der Finne 5 im Wesentlichen quer zur Strömungsrichtung und bewirkt dadurch eine Luftströmung entlang der Außenfläche 4a der Endplatte 4 und/oder erhöht die Turbulenz. Dadurch wird die Kühlung der Endplatte 4 und damit des Elektromotors 1 gefördert. Andererseits wird durch die Finnen 5 ein Luftwiderstand verursacht, der das an der Abtriebswelle 30 abgegebene Drehmoment verringert.Partial view (C) in 2 shows a fully open position in which the fins 5 are aligned in such a way that their fin longitudinal axes L5 run along the radial direction R. In this state, when the end plate 4 is rotated with the rotor 3 about the rotor axis of rotation A3, the first or second surface 5a, 5b of the fin 5 extends essentially transversely to the flow direction and thereby causes an air flow along the outer surface 4a of the end plate 4 and /or increases turbulence. As a result, the cooling of the end plate 4 and thus of the electric motor 1 is promoted. On the other hand, the fins 5 cause air resistance, which reduces the torque delivered to the output shaft 30 .

Teilansicht (B) in 2 zeigt einen Zustand, in dem die Finnen 5 zwischen der geschlossenen und der vollständig geöffneten Position ausgerichtet sind. In diesem Zustand wird ein Luftstrom entlang der Außenfläche 4a der Endplatte 4 verursacht, der kleiner ist als in der vollständig geöffneten Stellung. Die Finnen 5 können bewegt oder gedreht werden, um eine beliebige Position zwischen der geschlossenen oder ausgerichteten Position und der vollständig geöffneten Position einzunehmen. Im Allgemeinen ist eine Ausrichtung der Finnen 5 relativ zur radialen Richtung R einstellbar.Partial view (B) in 2 Fig. 12 shows a state in which the fins 5 are aligned between the closed position and the fully open position. In this state, an air flow is caused along the outer surface 4a of the end plate 4, which is smaller than in the fully open position. The fins 5 can be moved or rotated to assume any position between the closed or aligned position and the fully open position. In general, an orientation of the fins 5 relative to the radial direction R can be adjusted.

Die 3 und 4 zeigen einen optionalen Betätigungsmechanismus 8, der dazu augebildet ist, die Finnen 5 synchron zu drehen. Der Betätigungsmechanismus 8 kann eine zentrale Betätigungswelle 81, ein zentrales Zahnrad 82 und Finnenzahnräder 83 umfassen. Wie in 3 beispielhaft dargestellt, kann die zentrale Betätigungswelle 81 koaxial zur Rotordrehachse A3 angeordnet sein. Das zentrale Zahnrad 82, das zum Beispiel ein Zahnrad sein kann, kann drehfest mit der zentralen Betätigungswelle 81 verbunden sein, zum Beispiel durch Schrumpfen oder ein anderes Verfahren. Das zentrale Zahnrad 82 dreht sich somit, wenn sich die Betätigungswelle 81 dreht. Um die zentrale Betätigungswelle 81 zu bewegen, kann ein Aktuator (nicht abgebildet) vorgesehen sein.the 3 and 4 12 show an optional actuation mechanism 8 designed to rotate the fins 5 synchronously. The actuating mechanism 8 may include a central actuating shaft 81, a central gear 82 and fin gears 83. As in 3 shown by way of example, the central actuating shaft 81 can be arranged coaxially to the rotor axis of rotation A3. Central gear 82, which may be a gear, for example, may be non-rotatably connected to central operating shaft 81, for example by shrink fitting or other method. The central gear 82 thus rotates as the operating shaft 81 rotates. In order to move the central operating shaft 81, an actuator (not shown) may be provided.

Die Finnenzahnräder 83 können auch Zahnräder sein, wobei jedes Finnenzahnrad 83 mit einem Stift 84 gekoppelt oder fest verbunden ist. Jeder Stift 84 kann sich durch eine Stiftöffnung der Endplatte 4 erstrecken, die sich zwischen der inneren und der äußeren Oberfläche 4b, 4a der Endplatte 4 erstreckt. An jeden Stift 84 ist eine Finne 5 gekoppelt. Wie in 4 schematisch dargestellt, stehen die Finnenräder 83 mit dem Zentralrad 82 in Eingriff. Dabei bewirkt das zentrale Zahnrad 82 bei Drehung des zentralen Zahnrads 82 durch die Betätigungswelle 81 eine Drehung der Finnenräder 83 und damit der Finnen 5 um die Finnendrehachsen A5. Wie in 3 beispielhaft dargestellt, können das Zentralrad 82 und die Finnenräder 83 zum Beispiel an der inneren Oberfläche 4b der Endplatte 4 angeordnet sein. Die Stifte 84 können, wie in 3 beispielhaft dargestellt, direkt an der Endplatte 4 montiert sein. Alternativ kann eine Trägerstruktur, wie zum Beispiel ein Rahmen oder eine Platte, die parallel zur Endplatte verläuft, vorgesehen sein, wobei die Stifte 84 an der Trägerstruktur angebracht sein können.The fin gears 83 can also be gears, with each fin gear 83 being coupled to a pin 84 or firmly connected. Each pin 84 can extend through a pin opening of the end plate 4 which extends between the inner and outer surfaces 4b, 4a of the end plate 4. FIG. A fin 5 is coupled to each pin 84 . As in 4 shown schematically, the fin wheels 83 mesh with the central wheel 82 . When the central gear wheel 82 is rotated by the actuating shaft 81, the central gear wheel 82 causes the fin wheels 83 and thus the fins 5 to rotate about the fin rotation axes A5. As in 3 shown as an example, the central wheel 82 and the fin wheels 83 may be arranged on the inner surface 4b of the end plate 4, for example. The pins 84 can, as in 3 shown as an example, be mounted directly on the end plate 4. Alternatively, a support structure, such as a frame or plate, parallel to the end plate may be provided, and the pins 84 may be attached to the support structure.

Alternativ zu dem in den 3 und 4 gezeigten Getriebemechanismus können auch andere Mechanismen eingesetzt werden. Zum Beispiel kann jede Finne 5 durch einen separaten Antrieb bewegt werden. Eine weitere Möglichkeit, die Finnen 5 synchron zu bewegen, wäre zum Beispiel ein Riemenantrieb oder ein Hebelantrieb. Im Allgemeinen kann ein Betätigungsmechanismus 8 vorgesehen sein, der dazu ausgebildet ist, die Finnen 5 synchron zu drehen.As an alternative to the one in the 3 and 4 shown gear mechanism, other mechanisms can be used. For example, each fin 5 can be moved by a separate drive. A further possibility of moving the fins 5 synchronously would be, for example, a belt drive or a lever drive. In general, an actuating mechanism 8 can be provided which is designed to rotate the fins 5 synchronously.

Zusätzlich oder alternativ zur Drehung der Finnen 5 um die Finnendrehachse A5 können die Finnen 5 linear entlang oder parallel zur Rotordrehachse A3 bewegt werden, um die Höhe h5, um welche die Finnen 5 über der Endplatte 4 vorstehen, zu variieren. 5 zeigt beispielhaft eine vergrößerte Querschnittsansicht der Endplatte 4 in einem Bereich, in welchem eine Kühlfinne 5 angeordnet ist. Wie in 5 schematisch dargestellt, kann die Kühlfinne 5 innerhalb einer Aufnahmeöffnung 41 der Endplatte 4 angeordnet oder geführt sein, wobei die Aufnahmeöffnung 41 an der Außenfläche 4a der Endplatte 4 mündet und sich optional zwischen der Außen- und Innenfläche 4a, 4b der Endplatte 4 erstrecken kann. Die Kühlfinne 5 ist im Allgemeinen quer zur Außenfläche 4a der Endplatte 4 bewegbar, zum Beispiel mittels eines linearen Betätigungsmechanismus 9. In addition or as an alternative to rotating the fins 5 about the fin axis of rotation A5, the fins 5 can be moved linearly along or parallel to the rotor axis of rotation A3 in order to vary the height h5 by which the fins 5 protrude above the end plate 4. 5 1 shows an enlarged cross-sectional view of the end plate 4 in an area in which a cooling fin 5 is arranged. As in 5 shown schematically, the cooling fin 5 can be arranged or guided within a receiving opening 41 of the end plate 4, with the receiving opening 41 opening out on the outer surface 4a of the end plate 4 and optionally extending between the outer and inner surfaces 4a, 4b of the end plate 4. The cooling fin 5 is movable generally transversely to the outer surface 4a of the endplate 4, for example by means of a linear actuating mechanism 9.

5 zeigt beispielhaft drei Zustände (A), (B) und (C), die die Kühlfinnen 5 einnehmen können. In einer eingefahrenen oder geschlossenen Stellung, die in der Teilansicht (A) von 5 dargestellt ist, können die Kühlfinnen 5 bündig mit der Außenfläche 4a der Endplatte angeordnet sein. In vollständig geöffnetem Zustand oder in vollständig geöffneter Position, die in Teilansicht (C) von 5 dargestellt ist, können die Kühlfinnen 5 um eine Höhe h5 von der äußeren Oberfläche 4a der Endplatte 4 vorstehen. Die Teilansicht (B) von 5 zeigt einen Zustand, in welchem die Kühlfinnen 5 in einer Position zwischen der geschlossenen Position und der vollständig geöffneten Position angeordnet sind, wobei die Höhe h5, um welche die Finne von der Außenfläche 4a der Endplatte 4 vorsteht, kleiner ist als in der vollständig geöffneten Position. Daher können die Kühlfinnen 5 im Allgemeinen relativ zur Endplatte 4 derart bewegbar sein, dass eine Höhe h5, um welche die Finnen 5 aus der Endplatte 4 herausragen, einstellbar ist. 5 shows an example of three states (A), (B) and (C) that the cooling fins 5 can assume. In a stowed or closed position shown in partial view (A) of FIG 5 As shown, the cooling fins 5 may be flush with the outer surface 4a of the end plate. In the fully open state or in the fully open position shown in partial view (C) of 5 As shown, the cooling fins 5 may protrude from the outer surface 4a of the end plate 4 by a height h5. The partial view (B) of 5 Fig. 14 shows a state in which the cooling fins 5 are located in a position between the closed position and the fully opened position, the height h5 by which the fin protrudes from the outer surface 4a of the end plate 4 is smaller than that in the fully opened position . Therefore, the cooling fins 5 can generally be movable relative to the end plate 4 in such a way that a height h5 by which the fins 5 protrude from the end plate 4 can be adjusted.

In der in der Teilansicht (A) von 5 gezeigten geschlossenen oder zurückgezogenen Position verursachen die Finnen 5 keine oder nur minimale Luftströmung oder Turbulenzen an der äußeren Oberfläche 4a der Endplatte 4. Je weiter die Finnen 5 aus der äußeren Oberfläche 4a herausragen, desto mehr Luftströmung und/oder Turbulenzen werden an der Außenfläche 4a der Endplatte 4 verursacht, und desto mehr Widerstandskräfte wirken auf die Finnen 5, was das abgegebene Drehmoment des Elektromotors 1 verringert.In the in the partial view (A) of 5 In the closed or retracted position shown, the fins 5 cause no or minimal airflow or turbulence at the outer surface 4a of the endplate 4. The further the fins 5 protrude from the outer surface 4a, the more airflow and/or turbulence is created at the outer surface 4a of the End plate 4 causes, and the more resistance forces act on the fins 5, which reduces the torque output of the electric motor 1.

6 zeigt beispielhaft einen linearen Betätigungsmechanismus 9, der zur synchronen Bewegung der Kühlfinnen 5 ausgebildet ist. Der Betätigungsmechanismus 9 kann zum Beispiel eine Trägerstruktur 6 und optional einen Spindeltrieb 90 oder einen anderen Aktuator aufweisen. Die Trägerstruktur 6 kann zum Beispiel als Platte oder als Rahmen ausgeführt sein, der sich parallel zur Endplatte 4 auf der Seite der inneren Oberfläche 4b der Endplatte 4 erstreckt und dazu ausgebildet ist, sich mit der Endplatte 4 zu drehen. Die Kühlfinnen 5 können an der Trägerstruktur 6 befestigt oder angebracht sein, zum Beispiel durch Stifte, Schrauben oder ähnliches. Die Kühlfinnen 5 können zum Beispiel auch einstückig mit der Trägerstruktur ausgebildet sein. Wie in 6 schematisch dargestellt, ragen die an der Trägerstruktur 6 befestigten Kühlfinnen 5 in Aufnahmeöffnungen 41 der Endplatte 4 hinein. 6 shows an example of a linear actuating mechanism 9, which is designed for synchronous movement of the cooling fins 5. The actuating mechanism 9 can have, for example, a support structure 6 and optionally a spindle drive 90 or another actuator. The support structure 6 can be embodied, for example, as a plate or a frame that extends parallel to the end plate 4 on the inner surface 4b side of the end plate 4 and is configured to rotate with the end plate 4 . The cooling fins 5 can be fixed or attached to the support structure 6, for example by pins, screws or the like. The cooling fins 5 can, for example, also be formed in one piece with the support structure. As in 6 shown schematically, the cooling fins 5 attached to the support structure 6 protrude into receiving openings 41 in the end plate 4 .

Die Trägerstruktur 6 kann linear entlang der Rotordrehachse A3 oder allgemein in einer Richtung quer zur Außenfläche 4a der Endplatte 4 geführt sein, so dass durch die Bewegung der Trägerstruktur 6 die Finnen 5 zwischen der eingefahrenen und der offenen Position bewegt werden. Zum Beispiel kann die Trägerstruktur 6 linear an der Abtriebswelle 30 des Rotors 3 oder an einer separaten Führungswelle (nicht abgebildet) geführt sein.The support structure 6 may be guided linearly along the rotor axis of rotation A3 or generally in a direction transverse to the outer surface 4a of the endplate 4 such that movement of the support structure 6 moves the fins 5 between the retracted and open positions. For example, the support structure 6 can be guided linearly on the output shaft 30 of the rotor 3 or on a separate guide shaft (not shown).

Wie in 6 beispielhaft und schematisch dargestellt ist, kann zum Beispiel ein Spindeltrieb 90 zum Bewegen der Endplatte 4 eingesetzt werden. Der Spindelantrieb 90 kann einen Antriebsaktuator 91, zum Beispiel einen Elektromotor, und eine an die Trägerstruktur 6 gekoppelte Spindel 92 aufweisen. Der Antriebsaktuator 91 kann relativ zur Endplatte 4 ortsfest angeordnet oder angebracht sein und dazu ausgebildet sein, die Spindel 92 entlang der Rotordrehachse A3 linear zu bewegen. Wie in 6 schematisch dargestellt, können der Antriebsaktuator 91 und die Spindel 92 zum Beispiel innerhalb der Abtriebswelle 30 angeordnet sein. In diesem Fall oder generell kann die Abtriebswelle 30 als Hohlwelle ausgeführt sein. 6 zeigt beispielhaft, dass für jede Endplatte 4 separate Spindelantriebe 90 vorgesehen sein können. Es wäre aber auch möglich, einen gemeinsamen Spindelantrieb 90 für zwei Endplatten 4A, 4B vorzusehen. Zum Beispiel kann der Antriebsaktuator 91 mit beiden Spindeln 92 gekoppelt und dazu ausgebildet sein, dass er jede Spindel 92 einzeln oder zusammen mit der anderen Spindel 92 bewegt.As in 6 is shown as an example and schematically, a spindle drive 90 can be used to move the end plate 4, for example. The spindle drive 90 can have a drive actuator 91 , for example an electric motor, and a spindle 92 coupled to the support structure 6 . The drive actuator 91 may be fixed or mounted relative to the endplate 4 and configured to linearly move the spindle 92 along the rotor axis of rotation A3. As in 6 For example, as shown schematically, drive actuator 91 and spindle 92 may be located within output shaft 30 . In this case or in general, the output shaft 30 can be designed as a hollow shaft. 6 shows by way of example that 4 separate spindle drives 90 can be provided for each end plate. However, it would also be possible to provide a common spindle drive 90 for two end plates 4A, 4B. For example, he can Drive actuator 91 may be coupled to both spindles 92 and configured to move each spindle 92 individually or together with the other spindle 92.

7 zeigt schematisch ein Diagramm, in dem auf der horizontalen Achse X eine Drehzahl des Rotors 3 und auf der vertikalen Achse Y eine Wärmeübertragungsrate und ein durch die Finnen 5 auf den Rotor 3 wirkender Widerstand dargestellt ist. In 7 zeigt eine gestrichelte Linie 11 den Verlauf von Luftwiderstand und Wärmeübertragung für eine feste Position der Finnen 5. Wie zu erkennen ist, nimmt mit zunehmender Drehzahl des Rotors 3 sowohl die Wärmeübertragungsrate als auch die Widerstandskraft zu. Die volle Linie 12 in 7 zeigt die Grenzen eines Arbeitsbereichs, der durch den oben beschriebenen Elektromotor 1 erreicht werden kann. Da die Finnen 5 zwischen einer geschlossenen Position (2, Teilansicht (A), und 5, Teilansicht (A)), in der kein oder nur minimaler Widerstand und Wärmeübertragung stattfindet, und einer vollständig geöffneten Position (2, Teilansicht (C), und 5, Teilansicht (C)), in der maximale Wärme und Widerstand auftreten, bewegbar sind, kann der Rotor 3 einerseits mit sehr hohen Geschwindigkeiten ohne oder mit minimalem Widerstand gedreht werden. Andererseits kann die Wärmeübertragung bei niedrigen Drehzahlen erhöht werden, indem die Finnen 5 in die offene Position gebracht werden. In 7 entspricht der linear ansteigende obere Abschnitt s1 der vollen Linie 12 der vollständig geöffneten Position der Finnen 5. Der untere Abschnitt s2 der vollen Linie 12, der mit der horizontalen Achse X zusammenfällt, entspricht der geschlossenen Stellung der Finnen 5. 7 FIG. 12 schematically shows a diagram in which a rotational speed of the rotor 3 is shown on the horizontal axis X and a heat transfer rate and a resistance acting through the fins 5 on the rotor 3 are shown on the vertical axis Y. In 7 a dashed line 11 shows the history of drag and heat transfer for a fixed position of the fins 5. As can be seen, as the speed of the rotor 3 increases, both the heat transfer rate and the drag force increase. The full line 12 in 7 shows the limits of a working range that can be achieved by the electric motor 1 described above. Since the fins 5 are between a closed position ( 2 , partial view (A), and 5 , partial view (A)), in which there is no or minimal resistance and heat transfer, and a fully open position ( 2 , partial view (C), and 5 , partial view (C)), in which maximum heat and resistance occur, the rotor 3 can on the one hand be rotated at very high speeds with little or no resistance. On the other hand, the heat transfer at low speeds can be increased by placing the fins 5 in the open position. In 7 the linearly increasing upper portion s1 of the solid line 12 corresponds to the fully open position of the fins 5. The lower portion s2 of the solid line 12, which coincides with the horizontal axis X, corresponds to the closed position of the fins 5.

In 8 ist schematisch ein Blockschaltbild eines Fahrzeugs 100 dargestellt, das den oben beschriebenen Elektromotor 1 enthalten kann. Das Fahrzeug 100 kann zum Beispiel ein Straßenfahrzeug sein, wie zum Beispiel ein Automobil, ein Bus, ein Lastwagen, ein Motorrad oder ähnliches. Wie in 8 beispielhaft dargestellt, kann das Fahrzeug 100 den Elektromotor 1, mindestens ein Rad 101, einen Antriebsstrang 102, eine optionale Batterie 103 und, weiterhin optional, ein Steuergerät 104 enthalten.In 8th 1 is a schematic block diagram of a vehicle 100 that may include the electric motor 1 described above. For example, the vehicle 100 may be a road vehicle such as an automobile, bus, truck, motorcycle, or the like. As in 8th shown by way of example, the vehicle 100 can contain the electric motor 1, at least one wheel 101, a drive train 102, an optional battery 103 and, further optionally, a control unit 104.

Der Elektromotor 1 kann elektrisch mit der optionalen Batterie 103 verbunden sein, die zum Beispiel eine wiederaufladbare Batterie sein kann, die den Motor 1 mit elektrischer Energie versorgt. Der Elektromotor 1 ist kinematisch an den Antriebsstrang 102 gekoppelt, um dem Antriebsstrang 102 ein Drehmoment zuzuführen, wobei der Antriebsstrang 102 dazu ausgebildet ist, das Drehmoment an das eine oder die mehreren Räder 101 zu liefern, um die Räder 101 zum Antrieb des Fahrzeugs 100 zu drehen.The electric motor 1 may be electrically connected to the optional battery 103, which may be a rechargeable battery, for example, that supplies the motor 1 with electrical energy. The electric motor 1 is kinematically coupled to the powertrain 102 to provide torque to the powertrain 102, wherein the powertrain 102 is configured to provide the torque to the one or more wheels 101 to rotate the wheels 101 to propel the vehicle 100 rotate.

Das Steuergerät 104 ist mit dem Elektromotor 1 verbunden und kann optional auch mit der Batterie 103 verbunden sein. Weiterhin kann ein Sensorsystem 105 vorgesehen sein, das verschiedene Sensoren umfasst. Beispielsweise können ein Sensor zur Erfassung der Temperatur des Stators 2 und/oder des Rotors 3 des Elektromotors 1, Raddrehzahlsensoren zur Erfassung der Raddrehzahl der Räder usw. vorgesehen sein. Das Sensorsystem 105 kann ebenfalls mit dem Steuergerät 104 verbunden sein. Das Steuergerät 104 kann mit dem Elektromotor 1 und/oder mit dem Sensorsystem 105 über eine Kabelverbindung oder eine drahtlose Verbindung zur Signalübertragung verbunden sein. Das Steuergerät 104, bei dem es sich um ein elektronisches Steuergerät handeln kann, kann dazu eingerichtet sein, Steuerbefehle zur Betätigung eines oder mehrerer Aktuatoren zu erzeugen, die eine Bewegung der Kühlfinnen 5 relativ zur Endplatte 4 bewirken. Beispielsweise können die von dem Steuergerät 104 erzeugten Steuerbefehle die Betätigungsmechanismen 8, 9 dazu veranlassen, die Kühlfinnen 5 zu verschieben oder zu drehen. Das Steuergerät 104 kann eine Prozessoreinheit (nicht abgebildet), zum Beispiel eine CPU, ein ASIC, ein FPGA oder ähnliches, und einen Datenspeicher (nicht abgebildet) aufweisen, der von der Prozessoreinheit gelesen werden kann, zum Beispiel ein Flash-Laufwerk, ein Festplattenlaufwerk, eine CD-ROM, eine DVD-ROM oder ähnliches.Control unit 104 is connected to electric motor 1 and can optionally also be connected to battery 103 . Furthermore, a sensor system 105 can be provided, which includes various sensors. For example, a sensor for detecting the temperature of the stator 2 and/or the rotor 3 of the electric motor 1, wheel speed sensors for detecting the wheel speed of the wheels, etc. can be provided. The sensor system 105 can also be connected to the control device 104 . Control unit 104 can be connected to electric motor 1 and/or to sensor system 105 via a cable connection or a wireless connection for signal transmission. The control unit 104 , which can be an electronic control unit, can be set up to generate control commands for actuating one or more actuators, which cause the cooling fins 5 to move relative to the end plate 4 . For example, the control commands generated by the control unit 104 can cause the actuating mechanisms 8, 9 to move the cooling fins 5 or rotate them. The controller 104 may include a processing unit (not shown), for example a CPU, an ASIC, an FPGA or the like, and a data memory (not shown) that can be read by the processing unit, for example a flash drive, a hard disk drive , a CD-ROM, a DVD-ROM or the like.

10 zeigt beispielhaft ein Flussdiagramm eines Verfahrens M zum Kühlen eines Elektromotors 1. Das Verfahren M kann mit dem oben beschriebenen Elektromotor 1 durchgeführt werden, insbesondere mit dem Elektromotor 1, der in das Fahrzeug 100 eingebaut ist. Zum Beispiel kann das Steuergerät 1 Software ausführen, die das Steuergerät 1 veranlasst, die Schritte des Verfahrens M auszuführen. 10 shows an example of a flow chart of a method M for cooling an electric motor 1. The method M can be carried out with the electric motor 1 described above, in particular with the electric motor 1 that is installed in the vehicle 100. For example, controller 1 may execute software that causes controller 1 to perform the steps of method M.

Im Schritt M1 wird der Rotor 3 in Drehung versetzt, zum Beispiel durch ein rotierendes elektromagnetisches Feld, das vom Stator 2 erzeugt wird.In step M1, the rotor 3 is rotated, for example by a rotating electromagnetic field generated by the stator 2.

Im optionalen Schritt M2 kann eine Temperatur des Stators 2 und/oder des Rotors 3 erfasst werden, zum Beispiel mit Hilfe des Sensorsystems 105 des Fahrzeugs 100. Die erfasste Temperatur des Stators 2 und/oder des Rotors 3 kann an das Steuergerät 104 übermittelt werden.In the optional step M2, a temperature of the stator 2 and/or the rotor 3 can be recorded, for example using the sensor system 105 of the vehicle 100. The recorded temperature of the stator 2 and/or the rotor 3 can be transmitted to the control device 104.

In einem weiteren optionalen Schritt M3, der zusätzlich oder alternativ zu Schritt M2 durchgeführt werden kann, kann ein Betriebszustand des Fahrzeugs 100 erfasst oder ermittelt werden. Der Betriebszustand kann eine oder mehrere der folgenden Zustände umfassen: Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, die Leistungsaufnahme des Motors, den Ladezustand einer Batterie, die den Motor mit Energie versorgt, oder einen ausgewählten Fahrmodus wie „Sportmodus“, „Effizienzmodus“, „Normalmodus“ usw. . Die Fahrgeschwindigkeit kann zum Beispiel mit Hilfe des Steuergeräts 105 basierend auf den von den Raddrehzahlsensoren des Sensorsystems 105 erfassten Radgeschwindigkeiten bestimmt werden. In ähnlicher Weise kann der Ladezustand der Batterie durch das Steuergerät 105 bestimmt werden. Ein ausgewählter Fahrmodus kann dem Steuergerät 105 mitgeteilt werden, zum Beispiel über eine Benutzerschnittstelle (nicht abgebildet). In jedem Fahrmodus kann eine spezifische Einstellung der Fahrzeugkomponenten voreingestellt werden, zum Beispiel für die Position der Finnen 5, ein Übersetzungsverhältnis des Antriebsstrangs 102 usw.In a further optional step M3, which can be carried out in addition to or as an alternative to step M2, an operating state of vehicle 100 can be detected or determined. The operating state may include one or more of the following: vehicle speed, motor power consumption, state of charge of a battery that powers the motor, or a selected driving mode such as “Sport Mode”, “Efficiency Mode”, “Normal Mode” etc. . The driving speed can be determined, for example, with the aid of control unit 105 based on the wheel speeds detected by the wheel speed sensors of sensor system 105 . Similarly, the state of charge of the battery can be determined by the controller 105 . A selected drive mode may be communicated to controller 105, for example via a user interface (not shown). In each driving mode, a specific setting of the vehicle components can be preset, e.g. for the position of the fins 5, a transmission ratio of the drive train 102, etc.

Im optionalen Schritt M4 wird der Betriebszustand des Fahrzeugs 100 bestimmt. In dem in 10 gezeigten Beispiel stellt der Betriebszustand einen ausgewählten Fahrmodus des Fahrzeugs dar. Wenn das Steuergerät 104 in Schritt M4 feststellt, dass ein „Sportmodus“ ausgewählt ist, wie in 10 durch das Symbol „#“ gekennzeichnet, wird als nächstes Schritt M61 ausgeführt. Wenn in Schritt M4 ein „Effizienzmodus“ festgestellt wird, wie in 10 durch das Symbol „*“ gekennzeichnet, wird als nächstes Schritt M63 ausgeführt. Wenn in Schritt M4 ein „Normalmodus“ festgestellt wird, der in 10 durch das Symbol „+“ gekennzeichnet ist, wird als nächstes Schritt M5 ausgeführt.In the optional step M4, the operating state of the vehicle 100 is determined. in the in 10 example shown, the operating state represents a selected driving mode of the vehicle. If the control unit 104 determines in step M4 that a “sports mode” is selected, as in FIG 10 indicated by the symbol "#", step M61 is executed next. If an "efficiency mode" is determined in step M4, as in 10 indicated by the symbol "*", step M63 is executed next. If a "normal mode" is determined in step M4, which is in 10 is marked by the symbol "+", the next step is M5.

Im optionalen Schritt M5 kann eine Änderungsrate der Temperatur des Stators 2 und/oder des Rotors 3 ermittelt werden. Im Allgemeinen kann in Schritt M5 die erfasste Temperatur untersucht werden. Wenn Schritt M5 ausgelassen wird oder wenn in Schritt M5 festgestellt wird, dass die Änderungsrate der Temperatur des Rotors 3 unter einem vordefinierten Schwellwert liegt, wie durch das Symbol „+“ in 10 angezeigt, kann die Position der Finnen 5, zum Beispiel die Höhe h5, um die sie über die äußere Oberfläche 4a der Endplatte 4 vorstehen, und/oder die Orientierung der Finnenlängsachsen L5 relativ zur radialen Richtung R basierend auf der Temperatur eingestellt werden (Schritt M62). Zum Beispiel kann eine funktionelle Korrelation eine Orientierung und/oder Höhe h5 für bestimmte Temperaturbereiche definieren. Das Einstellen kann in einem offenen oder in einem geschlossenen Regelkreis erfolgen.In the optional step M5, a rate of change of the temperature of the stator 2 and/or the rotor 3 can be determined. In general, in step M5, the sensed temperature can be examined. If step M5 is omitted or if it is determined in step M5 that the rate of change of the temperature of the rotor 3 is below a predefined threshold, as indicated by the symbol "+" in 10 is displayed, the position of the fins 5, for example the height h5 by which they protrude above the outer surface 4a of the end plate 4, and/or the orientation of the fin longitudinal axes L5 relative to the radial direction R can be adjusted based on the temperature (step M62 ). For example, a functional correlation can define an orientation and/or height h5 for certain temperature ranges. The adjustment can be made in an open or in a closed control loop.

Wenn in Schritt M5 festgestellt wird, dass die Änderungsrate der Temperatur des Rotors 3 größer oder gleich dem vordefinierten Schwellenwert ist, wie durch das Symbol „-“ in 10 angezeigt, geht das Verfahren zu Schritt M61 über.If it is determined in step M5 that the rate of change of the temperature of the rotor 3 is greater than or equal to the predefined threshold, as indicated by the symbol "-" in 10 is displayed, the procedure goes to step M61.

Im Schritt M61 werden die Finnen 5 in ihre vollständig geöffnete Position gebracht, um die Wärmeübertragung von der Endplatte 4 und damit vom Elektromotor 1 zu erhöhen.In step M61, the fins 5 are brought to their fully open position in order to increase the heat transfer from the end plate 4 and thus from the electric motor 1.

In Schritt M63 werden die Finnen in ihre geschlossene Position gebracht, um den durch die Finnen verursachten Widerstand zu minimieren 5.In step M63 the fins are brought to their closed position to minimize the drag caused by the fins 5.

So wird im Allgemeinen in den Schritten M61, M62 und M63 ein Luftstrom entlang der Endplatte 4 des Rotors 3 variiert (Schritt M6), indem die Kühlfinnen 5 zwischen der offenen und der geschlossenen Position bewegt werden.Thus, in general, in steps M61, M62 and M63, airflow along the end plate 4 of the rotor 3 is varied (step M6) by moving the cooling fins 5 between the open and closed positions.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen ausführlich beschrieben. Dem Fachmann ist sich jedoch bewusst, dass Änderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Grundsätzen und Leitgedanken der Erfindung, dem in den Ansprüchen definierten Schutzbereich der Erfindung und deren Äquivalenten abzuweichen.The invention has been described in detail with reference to exemplary embodiments. However, those skilled in the art will appreciate that changes can be made in these embodiments without departing from the principles and spirit of the invention, the scope of the invention as defined in the claims, and their equivalents.

BezugszeichenlisteReference List

11: Elektromotorelectric motor
22: Statorstator
33: Rotorrotor
44: Endplatteendplate
4A4A: erste Endplattefirst endplate
4B4B: zweite Endplattesecond endplate
4a4a: äußere Oberfläche der Endplatteouter surface of the endplate
4b4b: innere Oberfläche der Endplatteinner surface of the endplate
55: Kühlfinnencooling fins
5a5a: erste Oberfläche der Kühlfinnefirst surface of the cooling fin
5b5b: zweite Oberfläche der Kühlfinnesecond surface of the cooling fin
66: Trägerstruktursupport structure
88th: Betätigungsmechanismusoperating mechanism
99: Betätigungsmechanismus operating mechanism
2020: Innenraum des Statorsinterior of the stator
3030: Abtriebswelleoutput shaft
3131: erstes axiales Ende des Rotorsfirst axial end of the rotor
3232: zweites axiales Ende des Rotorssecond axial end of the rotor
4040: zentrales Lochcentral hole
4141: Aufnahmeöffnungenintake openings
51, 5251, 52: Kanten der Finnenedges of the fins
8181: zentrale Betätigungswellecentral operating shaft
8282: zentrales Zahnradcentral gear
8383: Finnenzahnräderfin gears
8484: Stiftepencils
9090: Spindeltrieb spindle drive
100100: Fahrzeugvehicle
101101: Räderwheels
102102: Antriebsstrangpowertrain
103103: Batteriebattery
104104: Steuergerätcontrol unit
105105: Sensorsystem sensor system
A3A3: Rotordrehachserotor axis of rotation
A5A5: Finnendrehachsefin axis of rotation
h5h5: Höheheight
1111: gestrichelte Liniedashed line
1212: volle Liniefull line
s1s1: oberer Abschnitt / obere Grenzeupper section / upper limit
s2s2: unterer Abschnitt / untere Grenzelower section / lower limit
L5L5: Finnenlängsachsefin longitudinal axis
MM: Verfahrenprocedure
M1-M6M1-M6: Verfahrensschritteprocess steps
M61-M63M61-M63: Verfahrensschritteprocess steps
RR: radiale Richtungradial direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

US 6879078 B2 [0003]
US5763969A [0004]

Claims

Electric motor (1) for a vehicle (100), comprising: a stator (2); a rotor (3) rotatable about a rotor rotation axis (A3) relative to the stator (2) to generate torque; an end plate (4) arranged at an axial end of the rotor (3) and non-rotatably coupled to the rotor (3); and a plurality of cooling fins (5) which are arranged on the end plate (4) and are movable relative to the end plate (4) in such a way that an orientation of the fins (5) relative to a radial direction (R) which is perpendicular to the rotor axis of rotation ( A3) and/or a height (h5) by which the fins (5) protrude from the end plate (4) can be adjusted.

Electric motor (1) after claim 1 wherein the cooling fins (5) are linearly movable along the axis of rotation (A3) of the rotor to vary the height (h5) by which the fins (5) protrude above the end plate (4).

Electric motor (1) after claim 2 , wherein the cooling fins (5) are movable between a retracted or closed position in which the fins (5) are flush with an outer surface (4a) of the end plate (4) and an operative position or open position in which the fins ( 5) protrude from the outer surface (4a) of the end plate (4).

Electric motor (1) after claim 2 or 3 , wherein the cooling fins (5) are attached to a support structure (6) and extend into receiving openings (41) of the end plate (4), the support structure (6) being linearly guided along the rotor axis of rotation (A3).

Electric motor (1) according to one of the preceding claims, in which the cooling fins (5) can be rotated about a fin axis of rotation (A5) which extends along the rotor axis of rotation (A3).

Electric motor (1) after claim 5 , wherein the fins (5) have a fin longitudinal axis (L5) and are rotatable between an aligned or closed position in which the fin longitudinal axis (L5) extends transversely to the radial direction (R) and an open position in which the fin longitudinal axis (L5) along the radial direction (R).

Electric motor (1) after claim 5 or 6 , Additionally comprising an actuating mechanism (8) which is designed to rotate the fins (5) synchronously.

Electric motor (1) after claim 7 wherein the actuating mechanism (8) comprises a central actuating shaft (81), a central gear (82) attached to and rotatable by the central actuating shaft (81), and a number of fin gears (83) meshing with the central Gear (82) are engaged, each fin gear (83) is coupled to a pin (84) which defines the fin axis of rotation (A5) of the respective fin (5).

Electric motor (1) according to one of the preceding claims, wherein the fins (5) are plate-shaped.

Vehicle (100) with an electric motor (1) according to one of the preceding claims.

vehicle (100) after claim 10 , wherein the vehicle (100) is a road vehicle having at least one wheel (101) and a drive train (102) for rotating the at least one wheel (101), the electric motor (1) being kinematically coupled to the drive train (102) in order to supply torque to the drive train (102).

Method (M) for cooling an electric motor (1) according to one of Claims 1 until 9 , the method comprising: rotating (M1) the rotor (3) of the electric motor (1); and varying (M6) air flow along the end plate (4) of the rotor (3) by moving the cooling fins (5) between an open position in which the cooling fins (5) protrude from the end plate (4) of the rotor (3) and are at least partially aligned along a radial direction (R) extending perpendicular to the rotor axis of rotation (A3) of the rotor and a closed position in which the fins (5) are flush with the end plate (4) of the rotor (3) and /or are aligned transversely to the radial direction (R).

procedure after claim 12 , additionally comprising detecting (M2) a temperature of at least one of the stator (2) and rotor (3), wherein varying the air flow (M6) adjusting the height (h5) by which the fins (5) from the end plate (4) project, and / or an orientation of the fins (5) relative to the radial direction (R) based on the detected temperature.

procedure after Claim 13 wherein the step of adjusting the fins (5) comprises performing open loop control or closed loop control.

Procedure according to one of Claims 12 until 14 , wherein the electric motor (1) is a drive motor of a vehicle (100), and wherein the method additionally comprises a detection (M3) of an operating state of the vehicle (100), in particular one or more of driving speed, power consumption of the motor (1), state of charge of a battery which is connected to the motor (1) Energizing, or selected propulsion mode, wherein varying the airflow comprises controlling at least one of: a height by which the fins (5) protrude from the endplate (4) and an orientation of the fins (5) relative to the radial Direction (R) based on the detected operating condition.