DE102021118708A1

DE102021118708A1 - Electric machine and vehicle with an electric traction drive

Info

Publication number: DE102021118708A1
Application number: DE102021118708.7A
Authority: DE
Inventors: Jonas Kniel; Patrick Gramann; Michael Heilmann; Maximilian Flack
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2023-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (2) mit einem Gehäuse (3), einem innerhalb des Gehäuses (3) angeordneten Stator (4), welcher mehrere Nuten zur Aufnahme einer Wicklung umfasst, mit einem Kühlkreislauf (10) zur direkten Kühlung der Wicklung (13) mit einem ersten Kühlmittel, insbesondere einem Öl, und mit einem Wärmeübertrager (9) zur thermischen Kopplung des ersten Kühlmittels mit einem zweiten Kühlmittel, wobei der Wärmeübertrager (9) innerhalb des Gehäuses (3) angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug (1), insbesondere Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit einem Traktionsantrieb, der als derartige elektrische Maschine (2) ausgebildet ist.The invention relates to an electrical machine (2) with a housing (3), a stator (4) which is arranged inside the housing (3) and comprises a plurality of slots for accommodating a winding, with a cooling circuit (10) for direct cooling of the winding ( 13) with a first coolant, in particular an oil, and with a heat exchanger (9) for thermally coupling the first coolant with a second coolant, the heat exchanger (9) being arranged within the housing (3). The invention also relates to a vehicle (1), in particular an electric or hybrid vehicle, with a traction drive which is designed as an electric machine (2) of this type.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Gehäuse, einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Stator, welcher mehrere Nuten zur Aufnahme einer Wicklung umfasst, und mit einem Kühlkreislauf zur direkten Kühlung der Wicklung mit einem ersten Kühlmittel, insbesondere einem Öl. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit einem Traktionsantrieb, der als elektrische Maschine ausgebildet ist.The invention relates to an electrical machine with a housing, a stator which is arranged inside the housing and has a plurality of slots for accommodating a winding, and with a cooling circuit for directly cooling the winding with a first coolant, in particular an oil. Furthermore, the invention relates to a vehicle, in particular an electric or hybrid vehicle, with a traction drive that is designed as an electric machine.

Bei Fahrzeugen mit elektrischem Traktionsantrieb, wie beispielsweise Elektro- oder Hybridfahrzeugen, entsteht in der elektrischen Maschine des Traktionsantriebs typischerweise Verlustwärme, die durch geeignete Maßnahmen abgeführt werden muss, um eine Überhitzung der elektrischen Maschine zu vermeiden. Ein Großteil der Wärmeentwicklung ist auf den Stator, insbesondere die Wicklung des Stators zurückzuführen. Eine effiziente Möglichkeit zur Kühlung des Stators besteht dabei in der direkten Nutkühlung, bei welcher ein Kühlmittel, beispielsweise ein Öl, durch die Nuten des Stators geleitet wird.In vehicles with an electric traction drive, such as electric or hybrid vehicles, there is typically heat loss in the electric machine of the traction drive, which must be dissipated by suitable measures in order to prevent the electric machine from overheating. A large part of the heat development is due to the stator, in particular the winding of the stator. An efficient way of cooling the stator is direct slot cooling, in which a coolant, for example an oil, is passed through the slots of the stator.

Eine derartige elektrische Maschine mit einem durch die Nuten des Stators geleiteten Öl als Kühlmittel ist beispielsweise aus der DE 10 2015 220 852 A1 bekannt. Bei dieser elektrischen Maschine wird das Öl aus der elektrischen Maschine herausgeführt und die Phasenanschlussleitungen sowie die Leistungselektronikergibt geleitet. Hierdurch ergibt sich eine aufwändige Konstruktion, die einen gewissen Bauraum erfordert. Ferner entstehen unerwünschte thermische Verluste durch Abgabe von Wärme an die Umgebung. Die Abwärme kann daher nicht in anderen Systemen des Fahrzeugs genutzt werden.Such an electrical machine with an oil conducted through the slots of the stator as a coolant is, for example, from DE 10 2015 220 852 A1 known. With this electrical machine, the oil is led out of the electrical machine and the phase connection cables and the power electronics are routed. This results in a complex construction that requires a certain amount of space. Furthermore, undesirable thermal losses arise due to the release of heat to the environment. The waste heat can therefore not be used in other systems of the vehicle.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, eine effizientere Nutzung der Abwärme einer elektrischen Maschine in einem Fahrzeug zu ermöglichen.Against this background, the task arises of enabling more efficient use of the waste heat from an electric machine in a vehicle.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Maschine mit einem Gehäuse, einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Stator, welcher mehrere Nuten zur Aufnahme einer Wicklung umfasst, mit einem Kühlkreislauf zur direkten Kühlung der Wicklung mit einem ersten Kühlmittel, insbesondere einem Öl, und mit einem Wärmeübertrager zur thermischen Kopplung des ersten Kühlmittels mit einem zweiten Kühlmittel, wobei der Wärmeübertrager innerhalb des Gehäuses angeordnet ist.The object is achieved by an electrical machine with a housing, a stator which is arranged within the housing and comprises a plurality of slots for accommodating a winding, with a cooling circuit for directly cooling the winding with a first coolant, in particular an oil, and with a heat exchanger for thermal coupling of the first coolant with a second coolant, wherein the heat exchanger is arranged within the housing.

Zur Lösung der Aufgabe wird ferner ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, vorgeschlagen, welches einen Traktionsantrieb umfasst, der als derartige elektrische Maschine ausgebildet ist.To solve the problem, a vehicle, in particular an electric or hybrid vehicle, is also proposed, which includes a traction drive that is designed as such an electric machine.

Die erfindungsgemäße Maschine bietet den Vorteil, dass durch den innerhalb des Gehäuses angeordneten Wärmeübertrager unerwünschte Wärmeverluste an die Umgebung der Maschine vermieden werden. Es ist nicht erforderlich, Durchführungen in dem Gehäuse und/oder Rohrleitungen für das erste Kühlmittel vorzusehen, wodurch der erforderliche Aufwand und Bauraum reduziert werden kann. Insgesamt kann mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine eine effiziente Nutzung deren Abwärme in einem Fahrzeug erfolgen.The machine according to the invention offers the advantage that undesirable heat losses to the surroundings of the machine are avoided by the heat exchanger arranged inside the housing. It is not necessary to provide leadthroughs in the housing and/or pipelines for the first coolant, as a result of which the effort and installation space required can be reduced. Overall, with the electric machine according to the invention, its waste heat can be used efficiently in a vehicle.

Das erste Kühlmittel ist bevorzugt als elektrisch nicht leitfähiges Kühlmittel ausgebildet, beispielsweise als Öl. Das zweite Kühlmittel kann Wasser und/oder Glykol enthalten. Bevorzugt ist das zweite Kühlmittel ein Gemisch, welches Wasser und Glykol enthält, beispielsweise in einem Verhältnis Wasser zu Glykol im Bereich von 0,5 bis 2, insbesondere im Verhältnis 1:1.The first coolant is preferably in the form of an electrically non-conductive coolant, for example oil. The second coolant can contain water and/or glycol. The second coolant is preferably a mixture which contains water and glycol, for example in a ratio of water to glycol in the range from 0.5 to 2, in particular in a ratio of 1:1.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Rotor aufweist, der um eine Maschinenachse drehbar ist, wobei die Nuten des Stators parallel zu der Maschinenachse verlaufen und der Wärmeübertrager in einer Richtung parallel zu der Maschinenachse neben dem Stator, insbesondere neben einer Stirnseite des Stators, angeordnet ist. Eine derartige Ausgestaltung der elektrischen Maschine bietet den Vorteil, dass das erste Kühlmittel aus den Nuten des Stators, insbesondere unmittelbar, durch den Wärmeübertrager strömen kann. Die thermische Kopplung von Stator und Wärmeübertrager kann hierdurch nochmals verbessert werden.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the electric machine has a rotor which is arranged within the housing and can be rotated about a machine axis, the slots of the stator running parallel to the machine axis and the heat exchanger being in a direction parallel to the machine axis next to the Stator, is arranged in particular next to an end face of the stator. Such a configuration of the electrical machine offers the advantage that the first coolant can flow out of the slots of the stator, in particular directly, through the heat exchanger. The thermal coupling of the stator and the heat exchanger can be further improved as a result.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der elektrischen Maschine sieht vor, dass der Wärmeübertrager neben einem Wicklungsendkopf der Wicklung des Stators angeordnet ist.An advantageous embodiment of the electrical machine provides that the heat exchanger is arranged next to a winding end head of the winding of the stator.

Die Anordnung des Wärmeübertrager, insbesondere unmittelbar, neben dem Wicklungsendkopf kann eine besonders gut thermische Kopplung ermöglichen.The arrangement of the heat exchanger, in particular directly next to the winding end head, can enable particularly good thermal coupling.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmeübertrager ringförmig ausgestaltet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung wird eine besonders bauraumsparende Anordnung des Wärmeübertragers im Bereich eines Wicklungsendkopfes des Stators ermöglicht. Der ringförmige Wärmeübertrager kann konzentrisch zu der Maschinenachse der elektrischen Maschine angeordnet sein. Im Bereich einer Ringöffnung des ringförmigen Wärmeübertragers können weitere Komponenten der elektrischen Maschine angeordnet sein, beispielsweise ein Lager zum drehbaren Lagern des Rotors und/oder einer Maschinenwelle der elektrischen Maschine.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the heat exchanger is designed in the shape of a ring. Such a design enables a particularly space-saving arrangement of the heat exchanger in the area of a winding end head of the stator. The ring-shaped heat exchanger can be arranged concentrically to the machine axis of the electrical machine. In the area of a ring opening of the ring-shaped heat exchanger, more Be arranged components of the electrical machine, such as a bearing for rotatably supporting the rotor and / or a machine shaft of the electrical machine.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Wärmeübertrager einen Vorlauf und einen parallel zu dem Vorlauf angeordneten Rücklauf aufweist. Vorlauf und Rücklauf können bei einer derartigen Ausgestaltung der Maschine in einer gemeinsamen Durchführung im Gehäuse angeordnet sein. Alternativ ist es möglich, dass das Gehäuse zwei parallel angeordnete Durchführungen für den Vorlauf und den Rücklauf des Wärmeübertragers umfasst.A preferred embodiment of the invention provides that the heat exchanger has a flow and a return arranged parallel to the flow. With such a configuration of the machine, the flow and return can be arranged in a common passage in the housing. Alternatively, it is possible for the housing to include two passages arranged in parallel for the flow and return of the heat exchanger.

In diesem Zusammenhang hat es sich eine Ausgestaltung als konstruktiv vorteilhaft erwiesen, bei welcher der Vorlauf und der Rücklauf senkrecht zu der Maschinenachse verlaufend angeordnet sind. Durch eine solche Ausgestaltung kann eine in axialer Richtung bauraumsparenden Bauweise der elektrischen Maschine ermöglicht werden.In this context, an embodiment has proven to be structurally advantageous in which the feed and the return are arranged so as to run perpendicular to the machine axis. A design of this type that saves installation space in the axial direction can be made possible for the electrical machine.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wärmeübertrager mehrere konzentrisch angeordnete ringförmige bzw. ringsegmentförmige Strömungskanäle umfasst. Die Strömungskanäle erstrecken sich bevorzugt ringförmig bzw. ringsegmentförmig ausgehend von dem Vorlauf bis zu dem Rücklauf. Der Vorlauf und der Rücklauf können zur Verbindung mit den Strömungskanälen jeweils mehrere Durchflussöffnungen aufweisen. Die Durchflussöffnungen können entlang des Vorlaufs bzw. entlang des Rücklaufs in einer senkrecht zur Maschinenachse angeordneten radialen Richtung voneinander beabstandet sein, beispielswiese durch identische Abstände. Die Strömungskanäle und/oder der Vorlauf und/oder der Rücklauf können Turbulatoren umfassen. Durch diese Turbulatoren können Verwirbelungen erzeugt und damit der Wärmeübergang im Wärmeübertrager verbessert werden.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the heat exchanger comprises a plurality of concentrically arranged annular or ring-segment-shaped flow channels. The flow channels preferably extend in the form of a ring or a ring segment, starting from the forward flow to the return flow. The flow and the return can each have a plurality of flow openings for connection to the flow channels. The through-flow openings can be spaced apart from one another along the forward flow or along the return flow in a radial direction arranged perpendicularly to the machine axis, for example by identical distances. The flow channels and/or the flow and/or the return can include turbulators. These turbulators can generate turbulence and thus improve the heat transfer in the heat exchanger.

In diesem Zusammenhang hat sich eine Ausgestaltung als vorteilhaft erwiesen, bei welcher zwischen zwei benachbarten ringförmigen Strömungskanälen ein Strömungsraum für das erste Kühlmittel angeordnet ist, der von dem ersten Kühlmittel in einer Richtung parallel zu der Maschinenachse durchströmbar ist. Insofern kann ein Zusammenwirken des ersten Kühlmittelns mit dem zweiten Kühlmittel nach Art eines Kreuzstroms bereitgestellt werden. Das erste Kühlmittel kann insofern senkrecht zu einer Strömungsrichtung des zweiten Kühlmittels durch den Wärmeübertrager strömen.In this context, an embodiment has proven to be advantageous in which a flow chamber for the first coolant is arranged between two adjacent annular flow channels, through which the first coolant can flow in a direction parallel to the machine axis. In this respect, an interaction of the first coolant with the second coolant can be provided in the manner of a cross-flow. In this respect, the first coolant can flow through the heat exchanger perpendicularly to a flow direction of the second coolant.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektrische Maschine als Innenläufermaschine ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die elektrische Maschine ein Spaltrohr zur Trennung des mit dem ersten Kühlmittel durchströmten Stators von einem Rotorraum aufweist, in welchem der Rotor angeordnet ist.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the electrical machine is designed as an internal rotor machine. It is particularly advantageous if the electrical machine has a can for separating the stator, through which the first coolant flows, from a rotor chamber in which the rotor is arranged.

Vorteilhaft ist es, wenn der erste Kühlkreislauf eine erste Fördereinrichtung, insbesondere eine erste Pumpe, zum Fördern des ersten Kühlmittels umfasst. Das zweite Kühlmittel kann Teil eines zweiten Kühlkreislaufs sein, welcher eine zweite Fördereinrichtung, insbesondere eine zweite Pumpe, zum Fördern des zweiten Kühlmittels aufweist.It is advantageous if the first cooling circuit includes a first delivery device, in particular a first pump, for delivering the first coolant. The second coolant can be part of a second cooling circuit, which has a second delivery device, in particular a second pump, for delivering the second coolant.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Hierin zeigt:

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einen schematischen Blockdiagramm;
2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine in einer ausschnittsweisen Schnittdarstellung; und
3 ein Wärmeübertrager für eine elektrische Maschine gemäß dem Ausführungsbeispiel in einer schematischen Darstellung.

Further details and advantages of the invention will be explained below with reference to the embodiment shown in the drawings. Herein shows:

1 an embodiment of a vehicle according to the invention in a schematic block diagram;
2 an embodiment of an electrical machine according to the invention in a partial sectional view; and
3 a heat exchanger for an electrical machine according to the embodiment in a schematic representation.

In der 1 ist ein als Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildetes Fahrzeugs 1 mit einem Traktionsantrieb dargestellt, der als elektrische Maschine 2 ausgebildet ist. Die elektrische Maschine 2 umfasst ein Gehäuse 3 sowie einen innerhalb des Gehäuses 3 angeordneten Stator 4, der durch einen Kühlkreislauf 10 mit einem ersten Kühlmittel, hier einem Öl, direkt gekühlt wird. Hierzu wird das Kühlmittel durch Nuten des Stators geleitet, in welchen eine Wicklung des Stators 4 aufgenommen ist.In the 1 a vehicle 1 designed as an electric or hybrid vehicle is shown with a traction drive, which is designed as an electric machine 2 . The electrical machine 2 comprises a housing 3 and a stator 4 which is arranged inside the housing 3 and which is directly cooled by a cooling circuit 10 with a first coolant, here an oil. For this purpose, the coolant is passed through slots of the stator, in which a winding of the stator 4 is accommodated.

Der Kühlkreislauf 10 umfasst eine als Pupe ausgestaltete Fördereinrichtung 5, welche das in einem Vorratsbehälter 6, beispielsweise einem Ölsumpf, vorgehaltene erste Kühlmittel durch den Stator 4 fördert. Nach dem Austritt aus dem Stator 4 wird das erste Kühlmittel durch einen innerhalb des Gehäuses 3 angeordneten Wärmeübertrager 9 geleitet. Über diesen Wärmeübertrager ist das erste Kühlmittel thermisch mit einem zweiten Kühlmittel, hier ein Gemisch enthaltend Wasser und Glykol, gekoppelt. Nach Durchströmen des Wärmeübertragers 9 wird das erste Kühlmittel in den Vorratsbehälter 6 geleitet. Der Kühlkreislauf 10 ist insofern geschlossen. Das erste Kühlmittel zirkuliert innerhalb des Gehäuses 3 der elektrischen Maschine und verlässt das Gehäuse 3 nicht.The cooling circuit 10 comprises a delivery device 5 designed as a pump, which delivers the first coolant held in a reservoir 6 , for example an oil sump, through the stator 4 . After leaving the stator 4 , the first coolant is conducted through a heat exchanger 9 arranged inside the housing 3 . The first coolant is thermally coupled to a second coolant, here a mixture containing water and glycol, via this heat exchanger. After flowing through the heat exchanger 9 , the first coolant is conducted into the reservoir 6 . In this respect, the cooling circuit 10 is closed. The first coolant circulates inside the housing 3 of the electric machine and does not leave the housing 3 .

In der 2 ist die elektrischen Maschine 2 gemäß 1 in einer ausschnittsweisen Schnittdarstellung gezeigt. Die elektrische Maschine 2 umfasst einen außenliegenden Stator 4 sowie einen innerhalb des Stators 4, um eine Maschinenachse A drehbar angeordneten Rotor 14. Insofern handelt es sich bei der elektrischen Maschine 2 um eine Innenläufermaschine. Der Bereich des Rotors 14 ist gegenüber dem Bereich des Stators 4 durch ein Spaltrohr 17 abgedichtet. Hierdurch wird ein unerwünschtes Eindringen des den Stator 34 durchströmenden ersten Kühlmittels in den Bereich des Rotors 14 verhindert. Der Stator 4 umfasst mehrere Nuten 12, die sich in einer Richtung parallel zu der Maschinenachse A erstrecken. Innerhalb der Nuten 12 ist die Wicklung 13 des Stators 4 angeordnet. Die Wicklung 13 wird entlang der Nuten 12 von dem ersten Kühlmittel des Kühlkreislaufs 10 umströmt, wie dies in 2 durch Pfeile angedeutet ist.In the 2 is the electrical machine 2 according to 1 shown in a partial sectional view. The electrical machine 2 includes an external stator 4 and a rotor 14 arranged inside the stator 4 so that it can rotate about a machine axis A. In this respect, the electric machine 2 is an internal rotor machine. The area of the rotor 14 is sealed off from the area of the stator 4 by a can 17 . This prevents the first coolant flowing through the stator 34 from undesirably penetrating into the region of the rotor 14 . The stator 4 includes a plurality of slots 12 extending in a direction parallel to the machine axis A. The winding 13 of the stator 4 is arranged within the slots 12 . The first coolant of the cooling circuit 10 flows around the winding 13 along the slots 12, as is shown in 2 is indicated by arrows.

Das erste Kühlmittel tritt dabei an einer Stirnseite 18 des Stators 4 aus diesem aus und strömt entlang dem Wicklungskopfende 11 in axialer Richtung, also parallel zur Maschinenachse A, auf den innerhalb des Gehäuses 3 im Bereich des Wicklungskopfendes 11 angeordneten Wärmeübertrager 9 zu. Insofern ist der Wärmeübertrager 9 in einer Richtung parallel zu der Maschinenachse A neben dem Stator 4, hier neben seiner Stirnseite 18, angeordnet. Der Wärmeübertrager 9 weist eine ringförmige Gestalt auf und ist koaxial zu der Maschinenachse A angeordnet. Die Ringöffnung ermöglicht es dabei, im Bereich um die Maschinenachse A herum, weitere Komponenten des elektrischen Maschine 2 anzuordnen. Der außerhalb der Ringöffnung liegende Abschnitt des Wärmetauschers ist von einem zweiten Kühlmittel durchströmt, welches durch einen Vorlauf 7 eingeleitet wird. Zum Ausleiten des zweiten Kühlmittels ist ferner ein Rücklauf 8 vorgesehen. Sowohl Vorlauf 7 als auch Rücklauf 8 sind in einer zur Maschinenachse A senkrechten, radialen Richtung aus dem Gehäuse 3 herausgeführt, weshalb in der Darstellung nach 2 nur einer von Vorlauf 7 und Rücklauf 8 sichtbar ist. Das erste Kühlmittel durchströmt den Wärmeübertrager 9 in axialer Richtung und wird dann in radialer Richtung weitergeführt und in den in 2 nicht sichtbaren Vorratsbehälter geleitet.The first coolant exits at an end face 18 of the stator 4 and flows along the winding head end 11 in the axial direction, i.e. parallel to the machine axis A, towards the heat exchanger 9 arranged within the housing 3 in the region of the winding head end 11. In this respect, the heat exchanger 9 is arranged in a direction parallel to the machine axis A next to the stator 4, here next to its end face 18. The heat exchanger 9 has an annular shape and is arranged coaxially to the machine axis A. The ring opening makes it possible to arrange further components of the electrical machine 2 in the area around the machine axis A. A second coolant flows through the section of the heat exchanger lying outside of the annular opening, which coolant is introduced through a feed line 7 . A return 8 is also provided for discharging the second coolant. Both the flow 7 and the return 8 are led out of the housing 3 in a radial direction perpendicular to the machine axis A, which is why in the illustration 2 only one of flow 7 and return 8 is visible. The first coolant flows through the heat exchanger 9 in the axial direction and is then carried on in the radial direction and into the in 2 passed to a non-visible reservoir.

In der 3 ist der Wärmeübertrager 9 der elektrischen Maschine 2 in Alleinstellung gezeigt. Der ringförmige Wärmeübertrager 9 weist einen Vorlauf 7 und einen parallel zu dem Vorlauf 7 angeordneten Rücklauf 8 auf. Sowohl Vorlauf 7 als auch Rücklauf 8 sind senkrecht zu der Maschinenachse A verlaufend angeordnet. Der Vorlauf 7 und der Rücklauf 8 sind jeweils mit ringförmigen bzw. ringsegmentförmigen Strömungskanälen 15 verbunden, die konzentrisch zueinander und zu der Maschinenachse A angeordnet sind. In radialer Richtung sind die Strömungskanäle 15 voneinander beabstandet, so dass jeweils zwischen zwei benachbarten Strömungskanälen 15 ein Strömungsraum 16 bereitgestellt ist, durch welchen das erste Kühlmittel strömen kann. Die Strömungsräume 16 sind ebenfalls konzentrisch zu einander und zu der Maschinenachse A angeordnet. Da das erste Kühlmittel im Wesentlichen in einer Richtung parallel zu der Maschinenachse A strömt, kommt ein Kreuzstrom zustande.In the 3 the heat exchanger 9 of the electrical machine 2 is shown on its own. The annular heat exchanger 9 has a feed 7 and a return 8 arranged parallel to the feed 7 . Both forward 7 and return 8 are arranged perpendicular to the machine axis A running. The feed 7 and the return 8 are each connected to ring-shaped or ring-segment-shaped flow channels 15 which are arranged concentrically to one another and to the machine axis A. The flow channels 15 are spaced apart from one another in the radial direction, so that a flow space 16 is provided between two adjacent flow channels 15 in each case, through which the first coolant can flow. The flow spaces 16 are also arranged concentrically to one another and to the machine axis A. Since the first coolant flows in a direction substantially parallel to the machine axis A, a cross-flow occurs.

BezugszeichenlisteReference List

11: Fahrzeugvehicle
22: elektrische Maschineelectric machine
33: GehäuseHousing
44: Statorstator
55: Fördereinrichtungconveyor
66: Vorratsbehälterreservoir
77: Vorlaufleader
88th: Rücklaufreturn
99: Wärmeübertragerheat exchanger
1010: Kühlkreislaufcooling circuit
1111: Wicklungsendkopfwinding end head
1212: Nutgroove
1313: Wicklungwinding
1414: Rotorrotor
1515: Strömungskanalflow channel
1616: Strömungsraumflow space
1717: Spaltrohrcracking tube
1818: Stirnseite des Stators face of the stator
AA: Maschinenachsemachine axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102015220852 A1 [0003]

Claims

Electrical machine (2) with a housing (3), a stator (4) arranged within the housing (3) and comprising a plurality of slots for accommodating a winding, and with a cooling circuit (10) for direct cooling of the winding (13). a first coolant, in particular an oil, characterized by a heat exchanger (9) for thermally coupling the first coolant to a second coolant, the heat exchanger (9) being arranged within the housing (3).

Electrical machine (2) after claim 1 , characterized by a rotor (14) arranged inside the housing (3) which can be rotated about a machine axis (A), the slots (12) of the stator (4) running parallel to the machine axis (A) and the heat exchanger (9 ) is arranged in a direction parallel to the machine axis (A) next to the stator (4), in particular next to an end face of the stator (4).

Electrical machine (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger (9) is arranged next to a winding end head (11) of the winding (13) of the stator (4).

Electrical machine (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger (9) is designed in the shape of a ring.

Electrical machine (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger (9) has a flow (7) and a return (8) arranged parallel to the flow (7).

Electrical machine (2) after claim 5 , characterized in that the feed (7) and the return (8) are arranged perpendicular to the machine axis (A).

Electrical machine (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger (9) comprises a plurality of concentrically arranged flow channels (15) in the form of a ring or ring segments.

Electrical machine (2) after claim 7 , characterized in that a flow chamber (16) for the first coolant is arranged between two adjacent annular or annular segment-shaped flow channels (15), through which the first coolant can flow in a direction parallel to the machine axis (A).

Electrical machine (2) according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical machine (2) is designed as an internal rotor machine.

Vehicle (1), in particular an electric or hybrid vehicle, with a traction drive which is designed as an electric machine (2) according to one of the preceding claims.