DE102022121996A1

DE102022121996A1 - Blechpaket für eine elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, elektrische Maschine und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022121996A1
Application number: DE102022121996.8A
Authority: DE
Inventors: Jochen Kronsteiner; Andreas Wagner; Anirudh Jaipuria
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-08-31
Filing date: 2022-08-31
Publication date: 2024-02-29
Also published as: WO2024047013A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Blechpaket (1) für eine elektrische Maschine, mit wenigstens drei in axialer Richtung (9) aufeinanderfolgend angeordneten Blechpaketteilen (2, 3, 4, 5), nämlich einem ersten Blechpaketteil (2), welches wenigstens zwei erste Temperierkanäle (16, 17) aufweist, welche von einem Temperiermittel zum Temperieren des Blechpakets (1) durchströmbar sind, und einem sich axial an eine erste axiale Stirnseite (A1) des ersten Blechpaketteils (2) anschließenden, zweiten Blechpaketteil (3), welches wenigstens einen zweiten Temperierkanal (19) aufweist, welcher fluidisch zumindest mit den zwei ersten Temperierkanälen (16, 17) verbunden und dadurch von dem Temperiermittel zumindest aus den zwei ersten Temperierkanälen (16, 17) durchströmbar ist und einen von dem Temperiermittel durchströmbaren, ersten Strömungsquerschnitt aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Blechpaket für eine elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen Blechpaket. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug.
Der EP 2 933 901 B1 ist ein Verfahren zur automatisierten Herstellung einer Wicklung eines Stators einer rotierenden elektrischen Maschine als bekannt zu entnehmen. Des Weiteren offenbart die DE 10 2008 064 495 B3 eine elektrische Maschine. Aus der EP 3 324 517 A1 ist eine elektrische Maschine bekannt. Außerdem offenbart die US 2021/0347245 A1 ein Kühlsystem für einen Elektromotor.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Blechpaket für eine elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen Blechpaket sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, sodass eine besonders vorteilhafte Temperierung, das heißt Kühlung und/oder Erwärmung, des Blechpakets auf besonders einfache Weise realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Blechpaket mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Blechpaket für eine elektrische Maschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet beispielsweise, dass das einfach auch als Fahrzeug bezeichnete Kraftfahrzeug, welches vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildet ist, in seinem vollständig hergestellten Zustand die elektrische Maschine aufweist und mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Dabei weist die elektrische Maschine das Blechpaket auf. Das Blechpaket weist wenigstens drei in axialer Richtung des Blechpakets und somit in axialer Richtung der elektrischen Maschine aufeinanderfolgend und somit hintereinander angeordnete Blechpaketteile auf. In Einbaulage des Blechpakets fällt die axiale Richtung des Blechpakets mit der axialen Richtung der elektrischen Maschine zusammen. Insbesondere weist die elektrische Maschine einen Stator und einen Rotor auf, welcher mittels des Stators antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Dabei fällt die axiale Richtung der elektrischen Maschine und somit des Blechpakets mit der Maschinendrehachse zusammen. Das Blechpaket nimmt seine Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand der das Blechpaket aufweisenden, elektrischen Maschine ein.
Ein erstes der Blechpaketteile weist wenigstens zwei, insbesondere mehr als zwei, erste Temperierkanäle auf, welche von einem vorzugsweise flüssigen Temperiermittel zum Temperieren, das heißt zum Kühlen und/oder Erwärmen des Blechpakets, insbesondere in axialer Richtung des Blechpakets, durchströmbar sind. Mittels des beispielsweise als ein Öl ausgebildeten Temperiermittels, welches Bestandteil der elektrischen Maschine sein kann, kann das Blechpaket gekühlt werden, insbesondere durch einen Wärmeübergang von dem Blechpaket an das Temperiermittel. Dies erfolgt insbesondere dann, wenn das Temperiermittel eine geringere Temperatur als das Blechpaket aufweist. Dann wird das Temperiermittel als Kühlmittel, insbesondere als Kühlflüssigkeit, genutzt, um das Blechpaket zu kühlen. Ferner ist es denkbar, dass das Temperiermittel zum Erwärmen des Blechpakets genutzt wird. Hierbei erfolgt ein Wärmeübergang von dem Temperiermittel an das Blechpaket, was insbesondere dann erfolgt, wenn das Temperiermittel eine höhere Temperatur als das Blechpaket aufweist. Insbesondere handelt es sich bei dem Temperiermittel um ein Öl. Insbesondere kann der jeweilige, erste Temperierkanal entlang einer jeweiligen, ersten Strömungsrichtung von dem Temperiermittel durchströmt werden, wobei es vorzugsweise vorgesehen ist, dass die erste Strömungsrichtung in axialer Richtung des Blechpakets und somit der elektrischen Maschine, mithin parallel zur axialen Richtung des Blechpakets, verläuft.
Insbesondere ist das erste Blechpaketteil aus mehreren, separat voneinander ausgebildeten und miteinander verbundenen Blechteilen, insbesondere Einzelblechen, gebildet, welche in axialer Richtung des Blechpakets aufeinanderfolgend angeordnet sein können. Das erste Blechpaketteil weist eine erste axiale Stirnseite auf. Dabei schließt sich ein zweites der Blechpaketteile axial, das heißt in axialer Richtung des Blechpakets und somit der elektrischen Maschine, an die erste axiale Stirnseite des ersten Blechpaketteils an. Das zweite Blechpaketteil weist eine zweite axiale Stirnseite auf, die in axialer Richtung des Blechpakets und somit der elektrischen Maschine von der ersten Stirnseite des ersten Blechpakets abgewandt ist, mithin weg weist. Dabei schließt sich ein drittes der Blechpakete axial, das heißt in axialer Richtung des Blechpakets und somit der elektrischen Maschine, an die zweite Stirnseite des zweiten Blechpakets an. Das zweite Blechpaketteil weist wenigstens einen, insbesondere mehr als einen, zweiten Temperierkanal auf, welcher fluidisch zumindest mit den zwei ersten Temperierkanälen des ersten Blechpaketteils verbunden und dadurch von dem Temperiermittel zumindest aus den zwei ersten Temperierkanälen durchströmbar ist. Dies bedeutet, dass das Temperiermittel, insbesondere zunächst, die ersten Temperierkanäle durchströmen und aus den Temperierkanälen ausströmen und dabei in den den ersten Temperierkanälen gemeinsamen, zweiten Temperierkanal einströmen und in der Folge den zweiten Temperierkanal durchströmen kann. Insbesondere ist der zweite Temperierkanal in axialer Richtung des Blechpakets von dem Temperiermittel durchströmbar. Dies bedeutet, dass beispielsweise der zweite Temperierkanal entlang einer zweiten Strömungsrichtung von dem Temperiermittel durchströmbar ist, wobei vorzugsweise die zweite Strömungsrichtung in axialer Richtung des Blechpakets, mithin parallel zur axialen Richtung des Blechpakets, verläuft. Dadurch, dass der zweite Temperierkanal fluidisch mit den zweiten Temperierkanälen verbunden ist, sind sozusagen die ersten Temperierkanäle in den oder zu dem zweiten Temperierkanal zusammengeführt, sodass das zweite Blechpaketteil eine Kanalzusammenführung oder Kanalzusammenlegung bewirkt. Bei der Kanalzusammenlegung werden die ersten Temperierkanäle zu dem zweiten Temperierkanal zusammengeführt. Da der zweite Temperierkanal in dem zweiten Blechpaketteil verläuft, ist die genannte Kanalzusammenlegung in das zweite Blechpaketteil integriert und somit eine integrierte Kanalzusammenlegung. Beispielsweise ist das zweite Blechpaketteil aus mehreren, separat voneinander ausgebildeten und miteinander verbundenen, zweiten Blechteilen, insbesondere zweiten Einzelblechen, gebildet, welche in axialer Richtung des Blechpakets aufeinanderfolgend angeordnet sein können. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise das dritte Blechpaketteil aus mehreren, separat voneinander ausgebildeten und miteinander verbundenen, dritten Blechteilen, insbesondere Einzelblechen, gebildet sein, welche in axialer Richtung des Blechpakets aufeinanderfolgend angeordnet sein können. Wenn im Folgenden von der axialen Richtung oder von „axial“ die Rede ist so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die axiale Richtung des Blechpakets und somit der elektrischen Maschine zu verstehen.
Der zweite Temperierkanal weist einen von dem Temperiermittel durchströmbaren, ersten Strömungsquerschnitt auf, welcher insbesondere entlang der oder in die zweite Strömungsrichtung von dem Temperiermittel durchströmbar ist.
Das sich axial an die zweite Stirnseite des zweiten Blechpaketteils anschließende, dritte Blechpaketteil weist einen fluidisch mit dem zweiten Temperierkanal verbundenen und dadurch von dem Temperiermittel aus dem zweiten Temperierkanal durchströmbaren, dritten Temperierkanal auf, welcher einen gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt geringeren, zweiten Strömungsquerschnitt aufweist. Insbesondere ist der dritte Temperierkanal in axialer Richtung des Blechpakets von dem Temperiermittel durchströmbar. Mit anderen Worten kann beispielsweise der dritte Temperierkanal entlang einer dritten Strömungsrichtung von dem Temperiermittel durchströmt werden, wobei vorzugsweise die dritte Strömungsrichtung in axialer Richtung des Blechpakets, mithin parallel zur axialen Richtung des Blechpakets, verläuft. Insbesondere ist es vorgesehen, dass je zweitem Temperierkanal des zweiten Blechpaketteils, insbesondere genau, ein zugeordneter, dritter Temperierkanal des dritten Blechpaketteils vorgesehen ist, wobei der zweite Temperierkanal fluidisch mit dem zugeordneten, dritten Temperierkanal verbunden ist, sodass der zweite Temperierkanal und der dritte Temperierkanal von dem Temperiermittel, insbesondere mit demselben Temperiermittel, durchströmbar sind. Dabei weist der dritte Temperierkanal einen gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt geringeren, zweiten Strömungsquerschnitt auf, sodass durch den dritten Temperierkanal beziehungsweise durch das dritte Blechpaketteil eine Strömungsquerschnittsverengung oder Strömungsquerschnittsverjüngung oder Strömungsquerschnittsverkleinerung gebildet oder bewirkt ist. Dadurch erfolgt eine Strahlbildung, in deren Rahmen aus dem Temperiermittel mittels des dritten Temperierkanals beziehungsweise mittels des dritten Strömungsquerschnitts ein einfach auch als Strahl bezeichneter, durch das den dritten Temperierkanal durchströmende Temperiermittel gebildeter Spraystrahl gebildet wird, welcher beispielsweise aus dem Blechpaket insgesamt an eine Umgebung des Blechpakets ausspritzbar ist oder ausgespritzt wird, insbesondere während eines Betriebs der elektrischen Maschine. Es ist erkennbar, dass der zweite Temperierkanal die ersten Temperierkanäle und somit das die ersten Temperierkanäle durchströmende und beispielsweise als ein Öl ausgebildete Temperiermittel bündelt, mithin zusammenführt, wobei der dritte Temperierkanal aus dem den zweiten Temperierkanal und den dritten Temperierkanal durchströmenden Temperiermittel den genannten Spraystrahl bildet, welcher über den dritten Temperierkanal aus dem Blechpaket an dessen Umgebung ausgespritzt wird. Beispielsweise wird der Spraystrahl, welcher aus dem Blechpaket ausgespritzt wird, gegen einen Teilbereich wenigstens einer durch das Blechpaket getragenen Wicklung der elektrischen Maschine gespritzt. Insbesondere kann es sich bei dem Teilbereich um einen Wickelkopf der Wicklung handeln, deren Wickelkopf dadurch, dass der Spraystrahl gegen den Wickelkopf gespritzt wird, besonders vorteilhaft mit dem Temperiermittel benetzt wird.
In der Folge kann der Wickelkopf besonders vorteilhaft temperiert werden. Insgesamt ermöglicht das Blechpaket eine besonders vorteilhafte Führung des Temperiermittels und eine vorteilhafte Bereitstellung des Spraystrahls, sodass zusätzliche Bauteile zur Führung des Temperiermittels sowie zur Bildung des Spraystrahls vermieden werden können. Dadurch kann eine besonders einfache und somit zeit- und kostengünstige Herstellung oder Montage des Blechpakets und der elektrischen Maschine realisiert werden.
Insbesondere mündet der dritte Temperierkanal an einer vierten axialen Stirnseite des dritten Blechpaketteils, dessen vierte axiale Stirnseite in axialer Richtung des Blechpakets von der ersten axialen Stirnseite und von der zweiten axialen Stirnseite abgewandt ist, mithin weg weist.
Um eine besonders vorteilhafte Temperierung realisieren zu können, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der jeweilige Temperierkanal entlang seiner jeweiligen Umfangsrichtung insbesondere vollständig umlaufend und direkt durch das jeweilige Blechpaketteil gebildet ist. Dabei verläuft die jeweilige Umfangsrichtung des jeweiligen Temperierkanals um die jeweilige Strömungsrichtung herum, entlang welcher das Temperiermittel durch den jeweiligen Temperierkanal hindurchströmen kann oder hindurchströmt.
Das zweite Blechpaketteil schließt sich in eine in axialer Richtung des Blechpakets verlaufende Anschlussrichtung an das erste Blechpaketteil an, und das dritte Blechpaketteil schließt sich in die Anschlussrichtung an das zweite Blechpaketteil an. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass in die Anschlussrichtung betrachtet das dritte Blechpaketteil das letzte, das Blechpaket abschließende Blechpaketteil des Blechpakets ist, wodurch sich eine besonders vorteilhafte Strahlbildung und somit Temperierung realisieren lassen.
Das erste Blechpaketteil weist eine dritte axiale Stirnseite auf, die in axialer Richtung von der ersten axialen Stirnseite und von der zweiten axialen Stirnseite und auch von der vierten axialen Stirnseite weg weist, mithin abgewandt ist.
Um eine besonders einfache und somit kostengünstige Versorgung der Temperierkanäle mit dem Temperiermittel und in der Folge eine besonders vorteilhafte Temperierung realisieren zu können, ist es bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Blechpaket ein sich axial, mithin in axialer Richtung des Blechpakets an die dritte axiale Stirnseite des ersten Blechpaketteils anschließendes, viertes Blechpaketteil aufweist, welches einen fluidisch mit einem der ersten Temperierkanäle verbundenen, vierten Temperierkanal und einen fluidisch mit dem anderen der ersten Temperierkanäle verbundenen, fünften Temperierkanal aufweist. Der vierte Temperierkanal und der fünfte Temperierkanal weisen jeweils eine sich in radialer Richtung oder schräg zur radialen Richtung des Blechpakets und somit der elektrischen Maschine erstreckende Eintrittsöffnung auf, über welche das vorzugsweise flüssige Temperiermittel in radialer Richtung oder entlang einer schräg zur radialen Richtung des Blechpakets und somit der elektrischen Maschine verlaufenden Richtung von außerhalb des Blechpakets in den vierten Temperierkanal und den fünften Temperierkanal einleitbar ist. Wenn von „radial“ oder von „radialer Richtung“ die Rede ist, so ist darunter, falls nichts anderes angegeben ist, die senkrecht zur radialen Richtung des Blechpakets und somit der elektrischen Maschine verlaufende, radiale Richtung des Blechpakets und somit der elektrischen Maschine zu verstehen. Diese Ausführungsform ermöglicht eine besonders einfache und vorteilhafte Einleitung des Temperiermittels in den vierten Temperierkanal und den fünften Temperierkanal und über diese in die anderen Temperierkanäle des Blechpakets. Die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem jeweiligen, ersten Temperierkanal, zu dem zweiten Temperierkanal und zu dem dritten Temperierkanal können ohne Weiteres auch auf den vierten Temperierkanal und auf den fünften Temperierkanal übertragen werden und umgekehrt.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Blechpaketteile separat und unabhängig voneinander hergestellt und in axialer Richtung des Blechpakets aneinander angeordnet und somit zusammengesetzt sind. Dadurch kann ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau des Blechpakets realisiert werden, sodass eine besonders effektive und effiziente Kühlung auf einfache und kostengünstige Weise darstellbar ist.
Beispielsweise ist das vierte Blechpaketteil aus mehreren, separat voneinander ausgebildete und miteinander verbundenen, vierten Blechteilen, insbesondere Einzelblechen, gebildet beziehungsweise zusammengesetzt, welche beispielsweise in axialer Richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind. Es ist denkbar, dass das jeweilige Blechteil einstückig ausgebildet, mithin aus einem einzigen Stück gebildet ist. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das jeweilige Blechteil nicht aus mehreren, separat voneinander ausgebildeten und miteinander verbundenen Teilen zusammengesetzt ist, sondern vorzugsweise ist das jeweilige Blechteil aus einem einzigen Stück gebildet, mithin durch einen Monoblock gebildet oder als ein Monoblock ausgebildet.
Bei einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Blechpaketteil mehrere, in um die axiale Richtung des Blechpakets verlaufender Umfangsrichtung des Blechpakets aufeinanderfolgende Zähne zum Tragen der zuvor genannten Wicklung aufweist. Insbesondere weist die Wicklung erste Längenbereiche auf, über welche die Wicklung an den Zähnen gehalten ist. Zweite Längenbereiche der Wicklung stehen beispielsweise in axialer Richtung des Blechpakets von dem Blechpaket ab und bilden beispielsweise den zuvor genannten Wickelkopf. Insbesondere dann, wenn das Blechpaket Bestandteil des Stators der elektrischen Maschine ist, werden die Zähne auch als Statorzähne bezeichnet. Des Weiteren ist es vorgesehen, dass das erste Blechpaketteil mehrere, in um die axiale Richtung des Blechpakets verlaufender Umfangsrichtung des Blechpakets aufeinanderfolgende und zwischen den Zähnen angeordnete Nuten zum Durchführen der Wicklung aufweist. Mit anderen Worten ist beispielsweise in vollständig hergestelltem Zustand der elektrischen Maschine die Wicklung, insbesondere die ersten Längenbereiche, durch die Nuten hindurchgeführt, insbesondere in axialer Richtung.
Die ersten Temperierkanäle des ersten Blechpakets sind Kanäle beziehungsweise werden auch einfach als Kanäle bezeichnet. Um dabei eine besonders effektive und effiziente Temperierung realisieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass einem der Zähne ein erster der Kanäle zugeordnet ist, wobei in radialer Richtung des Blechpakets und somit der elektrischen Maschine nach außen hin zumindest teilweise durch den zugeordneten, ersten Kanal überlappt ist. Dadurch kann der eine Zahn besonders vorteilhaft temperiert werden. Die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem einen Zahn können ohne Weiteres auch auf die weiteren Zähne übertragen werden und umgekehrt.
Des Weiteren ist es vorzugsweise vorgesehen, dass einer der Nuten der zweite Kanal zugeordnet ist, wobei die eine Nut in radialer Richtung des Blechpakets nach außen hin zumindest teilweise durch den zugeordneten, zweiten Kanal überlappt ist. Dadurch kann die eine Nut und dadurch der in der einen Nut angeordnete, erste Längenbereich der Wicklung effektiv und effizient temperiert werden. Die vorigen und folgenden Ausführungen zu der einen Nut können ohne Weiteres auch auf die anderen Nuten übertragen werden und umgekehrt.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Kanal einen in radialer Richtung betrachtet länglich verlaufenden und von dem Temperiermittel durchströmbaren Strömungsquerschnitt aufweist. Mit anderen Worten ist vorzugsweise der erste Kanal als ein Schlitz ausgebildet, dessen längliche Erstreckung oder längliche Erstreckungsrichtung in radialer Richtung des Blechpakets verläuft. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Temperierung des Zahns realisiert werden
Um die Nut besonders vorteilhaft temperieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass der zweite Kanal einen in Umfangsrichtung des Blechpakets betrachtet länglich verlaufenden und von dem Temperiermittel durchströmbaren Strömungsquerschnitt aufweist. Mit anderen Worten ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der zweite Kanal ein Schlitz ist, dessen längliche Erstreckung oder Erstreckungsrichtung in Umfangsrichtung des Blechpakets verläuft. Dadurch kann die Nut besonders effektiv und effizient temperiert werden.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass der erste Strömungsquerschnitt und/oder der zweite Strömungsquerschnitt kreisrund ausgebildet sind, wodurch eine besonders vorteilhafte Bildung des Spraystrahls realisiert werden kann. Die Nuten und die Zähne des ersten Blechpaketteils bilden ein Nutbild oder sind Bestandteil eines Nutbilds, welches beispielsweise auch bei dem zweiten Blechpaketteil, bei dem dritten Blechpaketteil und/oder bei dem vierten Blechpaketteil vorgesehen ist. Somit können die vorigen und folgenden Ausführungen zu dem ersten Blechpaketteil im Hinblick auf die Nuten und die Zähne auch auf das zweite Blechpaketteil, das dritte Blechpaketteil und das vierte Blechpaketteil übertragen werden. Dabei können beispielsweise die Ausführungen zu dem ersten Kanal des ersten Blechpaketteils auch auf den vierten Temperierkanal übertragen werden, welcher beispielsweise fluidisch mit dem ersten Kanal verbunden ist. Ferner können beispielsweise die vorigen Ausführungen zu dem zweiten Kanal auf den fünften Temperierkanal übertragen werden, welcher beispielsweise fluidisch mit dem zweiten Kanal verbunden ist. Dadurch können eine besonders vorteilhafte Führung des Temperiermittels und in der Folge eine besonders vorteilhafte Temperierung dargestellt werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, wobei die elektrische Maschine wenigstens ein Blechpaket gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des zweiten Aspekts der Erfindung ist es vorgesehen, dass die elektrische Maschine den Stator und den Rotor aufweist, wobei das Blechpaket ein Blechpaket des Stators, mithin ein Statorblechpaket ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Temperierung der elektrischen Maschine dargestellt werden.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein vorzugsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, ausgebildetes Kraftfahrzeug, welches wenigstens eine elektrische Maschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung aufweist und mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:

1 eine schematische und perspektivische Explosionsansicht eines Blechpakets für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs;
2 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Blechpakets;
3 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des Blechpakets;
4 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des Blechpakets; und
5 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht des Blechpakets.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen und perspektivischen Explosionsansicht ein Blechpaket 1 für eine elektrische Maschine eines einfach auch als Fahrzeug bezeichneten Kraftfahrzeugs. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die elektrische Maschine aufweist und mittels der elektrischen Maschine, insbesondere rein, elektrisch angetrieben werden kann. Die elektrische Maschine weist einen Stator und einen Rotor auf, welcher mittels des Stators antreibbar und dadurch um eine Maschinendrehachse relativ zu dem Stator drehbar ist. Über ihren Rotor kann die elektrische Maschine Antriebsdrehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen. Somit ist das Kraftfahrzeug beispielsweise ein Hybridfahrzeug oder aber ein Elektrofahrzeug, insbesondere ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV). Vorzugsweise ist die elektrische Maschine eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebs- oder Nennspannung, vorzugsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und ganz vorzugsweise mehrere 100 Volt beträgt.
Das Blechpaket 1 ist vorzugsweise Bestandteil des Stators und somit ein Statorblechpaket. Das Blechpaket 1 weist, vorliegend genau, sieben Blechpaketteile auf, nämlich ein erstes Blechpaketteil 2, ein zweites Blechpaketteil 3, ein drittes Blechpaketteil 4, ein viertes Blechpaketteil 5, ein fünftes Blechpaketteil 6, ein sechstes Blechpaketteil 7 und ein siebtes Blechpaketteil 8. Die Blechpaketteile 2 und 6 sind vorzugsweise identisch, mithin baugleich. Vorzugsweise sind die Blechpaketteile 3 und 7 identisch, mithin baugleich. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Blechpaketteile 4 und 8 identisch, mithin baugleich sind. Es ist erkennbar, dass die Blechpaketteile 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8 in axialer Richtung des Blechpakets 1 und somit der elektrischen Maschine, deren axiale Richtung mit der axialen Richtung des Blechpakets 1 und mit der Maschinendrehachse zusammenfällt, aufeinanderfolgend, mithin hintereinander angeordnet sind. Die axiale Richtung des Blechpakets 1 und somit der elektrischen Maschine ist durch einen Doppelpfeil 9 veranschaulicht. Es ist erkennbar, dass in axialer Richtung des Blechpakets 1 die Blechpaketteile 4 und 8 die letzten Blechpaketteile des Blechpakets 1 sind. Ferner ist erkennbar, dass das Blechpaketteil 2 in axialer Richtung zwischen den Blechpaketteilen 3 und 5 und das Blechpaketteil 3 in axialer Richtung zwischen den Blechpaketteilen 2 und 4 angeordnet ist. Das Blechpaketteil 5 ist in axialer Richtung zwischen den Blechpaketteilen 2 und 6 angeordnet, das Blechpaketteil 6 ist in axialer Richtung zwischen den Blechpaketteilen 5 und 7 angeordnet, und das Blechpaketteil 7 ist in axialer Richtung zwischen den Blechpaketteilen 6 und 8 angeordnet. Insbesondere ist das Blechpaketteil 5 in axialer Richtung des Blechpakets 1 genau in der Mitte des Blechpakets 1 angeordnet, sodass das Blechpaketteil 5 auch als Mittelteil bezeichnet wird.
Aus 1 ist am Beispiel des Blechpaketteils 4 besonders gut erkennbar, dass das jeweilige Blechpaketteil 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 mehrere, in um die axiale Richtung des Blechpakets 1 verlaufender Umfangsrichtung aufeinanderfolgende, auch als Statorzähne bezeichnete Zähne 10 sowie mehrere, in Umfangsrichtung des Blechpakets 1 aufeinanderfolgende und zwischen den Zähnen 10 angeordnete, auch als Statornuten bezeichnete Nuten 11 aufweist. Die Umfangsrichtung des Blechpakets 1 ist durch einen Doppelpfeil 12 veranschaulicht und verläuft um die axiale Richtung des Blechpakets 1 herum. In vollständig hergestelltem Zustand der elektrischen Maschine ist an dem Blechpaket 1 wenigstens eine auch als Statorwicklung bezeichnete Wicklung der elektrischen Maschine gehalten, insbesondere dadurch, dass die Wicklung über erste Längenbereiche der Wicklung an dem Blechpaket 1 gehalten ist. Die ersten Längenbereiche erstrecken sich beispielsweise in axialer Richtung des Blechpakets 1 und sind dabei durch die Nuten 11 hindurchgeführt. Jeweilige, zweite Längenbereiche der Wicklung stehen in axialer Richtung des Blechpakets 1 von dem Blechpaket 1 und somit von den letzten Blechpaketteilen 4 und 8 ab, wodurch die zweiten Längenbereiche wenigstens einen Wickelkopf der wenigstens einen Wicklung bilden. Der in axialer Richtung von dem Blechpaket 1 von dem in axialer Richtung betrachtet letzten Blechpaketteil 4 abstehende Wickelkopf ist aus 3 erkennbar und dort mit 13 bezeichnet. Außerdem ist aus 1 erkennbar, dass sich das Blechpaketteil 3 in eine in axialer Richtung verlaufende und durch einen Pfeil 14 veranschaulichte, erste Anschlussrichtung an das Blechpaketteil 2 anschließt, und das Blechpaketteil 4 schließt sich in die erste Anschlussrichtung an das Blechpaketteil 3 an, und das Blechpaketteil 2 schließt sich in die erste Anschlussrichtung an das Blechpaketteil 5 an. Das Blechpaketteil 5 schließt sich in eine in axialer Richtung verlaufende, der ersten Anschlussrichtung entgegengesetzte und durch einen Pfeil 15 veranschaulichte, zweite Anschlussrichtung an das Blechpaketteil 2 an, und das Blechpaketteil 6 schließt sich in die zweite Anschlussrichtung an das Blechpaketteil 5 an, und das Blechpaketteil 7 schließt sich in die zweite Anschlussrichtung an das Blechpaketteil 6 an, und das Blechpaketteil 8 schließt sich in die zweite Anschlussrichtung an das Blechpaketteil 7 an.
Aus 2 ist erkennbar, dass das jeweilige Blechpaketteil 2, 6 mehrere, erste Temperierkanäle 16 und 17 aufweist, wobei die ersten Temperierkanäle 16 auch als erste Kanäle und die ersten Temperierkanäle 17 auch als zweite Kanäle bezeichnet werden. Die Temperierkanäle 16 und 17 sind von einem vorzugsweise flüssigen Temperiermittel zum Temperieren, das heißt zum Kühlen und/oder Erwärmen des Blechpakets 1, durchströmbar.
Das Blechpaketteil 2 weist eine erste axiale Stirnseite A1 auf, wobei sich das Blechpaketteil 3 in axialer Richtung des Blechpakets 1 an die axiale Stirnseite A1 anschließt. Das Blechpaketteil 3 weist eine zweite axiale Stirnseite A2 auf, wobei sich das Blechpaketteil 4 axial, das heißt in axialer Richtung des Blechpakets 1, an die axiale Stirnseite A2 anschließt. In 2 veranschaulichen Pfeile 18 eine jeweilige Strömung des Temperiermittels durch die Temperierkanäle 16 und 17. Es ist erkennbar, dass das Blechpaketteil 3 zweite Temperierkanäle 19 und 20 aufweist. Die Temperierkanäle 19 werden beispielsweise auch als dritte Kanäle bezeichnet, die Temperierkanäle 20 werden beispielsweise auch als vierte Kanäle bezeichnet. Aus 2 ist erkennbar, dass jeweils einer der Temperierkanäle 19 mit wenigstens zwei, insbesondere mit wenigstens oder genau drei, der ersten Temperierkanäle 16 und 17 des ersten Blechpaketteils 2 fluidisch verbunden ist, vorliegend derart, dass jeweils einer der Temperierkanäle 19 mit wenigstens oder genau zwei der Temperierkanäle 17 und mit wenigstens oder genau einem der Temperierkanäle 16 fluidisch verbunden ist. Dadurch sind jeweils zwei der Temperierkanäle 17 und jeweils einer der Temperierkanäle 16 zu, insbesondere genau, einem der Temperierkanäle 19 zusammengeführt, mithin gebündelt, sodass das Blechpaketteil 3 eine Kanalbündelung oder Kanalzusammenführung bewirkt. Ferner ist erkennbar, dass beispielsweise der jeweilige Temperierkanal 20 mit, insbesondere genau, einem jeweiligen der Temperierkanäle 16 fluidisch verbunden ist.
Der jeweilige Temperierkanal 16, 17 weist einen jeweiligen, von dem Temperiermittel durchströmbaren, ersten Strömungsquerschnitt auf.
Das Blechpaketteil 4 weist dritte Temperierkanäle 21 und 22 auf, wobei jeweils einer der Temperierkanäle 21 mit jeweils einem der Temperierkanäle 19 und jeweils einer der Temperierkanäle 22 mit jeweils einem der Temperierkanäle 20 fluidisch verbunden ist. Der jeweilige Temperierkanal 20, 21 weist einen jeweiligen, zweiten Strömungsquerschnitt auf, welcher geringer als der jeweilige, erste Strömungsquerschnitt ist. Dadurch bewirkt das Blechpaketteil 4 eine Querschnittsverengung oder Querschnittsverjüngung. Hierdurch kann das Temperiermittel durch die Temperierkanäle 16, 17, 19, 20, 21 und 22 hindurchströmen, wobei mittels der Temperierkanäle 21 und 22 aus dem die Temperierkanäle 21 und 22 durchströmenden Temperiermittel ein jeweiliger, einfach auch als Strahl bezeichneter Spraystrahl gebildet wird, welcher über die Temperierkanäle 21 und 22 aus dem Blechpaket 1 insgesamt ausgespritzt und dadurch an eine Umgebung 23 des Blechpakets 1 gespritzt wird. In 2 veranschaulichen Pfeile 24 die Spraystrahlen, welche aus den Temperierkanälen 21 und 22 ausströmen und hierüber an die Umgebung 23 gespritzt werden. Es ist erkennbar, dass der jeweilige, zweite Strömungsquerschnitt des jeweiligen Temperierkanals 21, 22 kreisrund ausgebildet ist, wodurch der jeweilige Spraystrahl besonders vorteilhaft gebildet wird.
Die Spraystrahlen sind in 3 besonders schematisch dargestellt und mit 25 bezeichnet. Aus 3 ist erkennbar, dass die Spraystrahlen 25 gegen den Wickelkopf 13 gespritzt werden, welcher dadurch mit dem die Spraystrahlen 25 bildenden Temperiermittel benetzt wird. Hierdurch wird der Wickelkopf 13 effektiv und effizient temperiert.
Das Blechpaketteil 4 weist eine vierte axiale Stirnseite A4 auf, welche in axialer Richtung von den Stirnseiten A1 und A2 weg weist, mithin abgewandt ist. Aus 2 ist erkennbar, dass die Temperierkanäle 21 und 22 an der axialen Stirnseite A4 in oder an die Umgebung 23 münden, sodass die Spraystrahlen 25 an der vierten axialen Stirnseite A4 aus dem Blechpaket 1 insgesamt ausgespritzt werden.
Aus 2 ist erkennbar, dass die fluidisch mit dem Temperierkanal 19 verbundenen Temperierkanäle 16 und 17 insbesondere in Umfangsrichtung des Blechpakets 1 voneinander beabstandet sind. Somit erfolgt eine Strömungsumlenkung, in deren Rahmen das Temperiermittel auf seinem Weg von den fluidisch mit dem Temperierkanal 19 verbundenen Temperierkanälen 16 und 17 zu dem und in den Temperierkanal 19 umgelenkt wird. Diese Strömungsumlenkung findet bei der Kanalzusammenlegung statt, in deren Rahmen die zwei Temperierkanäle 17 und der eine Temperierkanal 16 zu dem Temperierkanal 19 zusammengeführt oder zusammengefasst, mithin gebündelt werden.
Das erste Blechpaketteil 2 weist eine dritte axiale Stirnseite A3 auf, welche in axialer Richtung von den axialen Stirnseiten A1 und A2 und auch von der axialen Stirnseite A4 weg weist, mithin abgewandt ist. Das vierte Blechpaketteil 5 schließt sich in die zweite Anschlussrichtung und somit in axialer Richtung des Blechpakets 1 an die dritte axiale Stirnseite A3 des ersten Blechpaketteils 2 an.
Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das Blechpaketteil 5 je Temperierkanal 16 des Blechpaketteils 2, insbesondere genau, einen vierten Temperierkanal 26 und je Temperierkanal 17 des Blechpaketteils 2, insbesondere genau, einen fünften Temperierkanal 27 aufweist. Der jeweilige Temperierkanal 26 ist dabei fluidisch mit dem jeweiligen Temperierkanal 16 verbunden, und der jeweilige Temperierkanal 27 ist mit dem jeweiligen Temperierkanal 17 fluidisch verbunden. Dadurch können die Temperierkanäle 16 über die Temperierkanäle 26 mit dem Temperiermittel versorgt werden, und die Temperierkanäle 17 können über die Temperierkanäle 27 mit dem Temperiermittel versorgt werden. Dabei weist der jeweilige Temperierkanal 26, 27 eine jeweilige Eintrittsöffnung auf, die sich in radialer Richtung des Blechpakets 1 oder schräg zur radialen Richtung des Blechpakets 1 erstreckt. Die radiale Richtung des Blechpakets 1 ist durch einen Doppelpfeil 28 veranschaulicht. Unter dem Merkmal, dass sich die jeweilige Eintrittsöffnung in radialer Richtung des Blechpakets 1, dessen radiale Richtung in der radialen Richtung der elektrischen Maschine verläuft, erstreckt, ist zu verstehen, dass das Temperiermittel von außerhalb des Blechpakets 1 und somit aus der Umgebung 23 in radialer Richtung des Blechpakets 1 oder entlang einer schräg zur radialen Richtung des Blechpakets 1 verlaufenden Richtung durch die jeweilige Eintrittsöffnung hindurch und dadurch in den jeweiligen Temperierkanal 26, 27 eingeleitet werden kann, sodass die Temperierkanäle der Blechpakete 2, 3, 4, 6, 7 und 8 über das Mittelteil (Blechpaketteil 5) mit dem Temperiermittel versorgbar sind. Mit anderen Worten kann das Temperiermittel in radialer Richtung oder in die schräg zur radialen Richtung verlaufende Richtung in das Mittelteil eingeführt und über dieses auf die Temperierkanäle der anderen Blechpaketteile 2, 3, 4, 6, 7 und 8 verteilt werden.
Die Temperierkanäle 21 und 22 des Blechpaketteils 4 sind auch besonders gut aus 4 erkennbar. Außerdem sind aus 4 besonders gut die Zähne 10 und die dazwischen angeordneten Nuten 11 erkennbar. Die Spraystrahlen 25 sind auch in 5 dargestellt.
Wie aus 2 und 4 erkennbar ist, weist der jeweilige Temperierkanal 16 einen in radialer Richtung des Blechpakets 1 betrachtet länglich verlaufenden und von dem Temperiermittel durchströmbaren Strömungsquerschnitt auf, durch welchen der jeweilige Zahn 10 in radialer Richtung nach außen hin zumindest teilweise überlappt ist. Dadurch können die Zähne 10 besonders gut temperiert werden. Der jeweilige Temperierkanal 17 weist einen jeweiligen, in Umfangsrichtung des Blechpakets 1 betrachtet länglich verlaufenden und von dem Temperiermittel durchströmbaren Strömungsquerschnitt auf, durch welchen die jeweilige Nut 11 in radialer Richtung des Blechpakets 1 nach außen hin zumindest teilweise überlappt ist. Dadurch können die Nuten 11 und die darin verlaufenden, ersten Längenbereiche der Wicklung besonders vorteilhaft temperiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Blechpaket
2: erstes Blechpaketteil
3: zweites Blechpaketteil
4: drittes Blechpaketteil
5: viertes Blechpaketteil
6: Blechpaketteil
7: Blechpaketteil
8: Blechpaketteil
9: Doppelpfeil
10: Zahn
11: Nut
12: Doppelpfeil
13: Wickelkopf
14: Pfeil
15: Pfeil
16: Temperierkanal
17: Temperierkanal
18: Pfeil
19: Temperierkanal
20: Temperierkanal
21: Temperierkanal
22: Temperierkanal
23: Umgebung
24: Pfeil
25: Spraystrahl
26: Temperierkanal
27: Temperierkanal
28: Doppelpfeil
A1: erste axiale Stirnseite
A2: zweite axiale Stirnseite
A3: dritte axiale Stirnseite
A4: vierte axiale Stirnseite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2933901 B1 [0002]
DE 102008064495 B3 [0002]
EP 3324517 A1 [0002]
US 2021/0347245 A1 [0002]

Claims

Blechpaket (1) für eine elektrische Maschine, mit wenigstens drei in axialer Richtung (9) aufeinanderfolgend angeordneten Blechpaketteilen (2, 3, 4, 5), nämlich: - einem ersten Blechpaketteil (2), welches wenigstens zwei erste Temperierkanäle (16, 17) aufweist, welche von einem Temperiermittel zum Temperieren des Blechpakets (1) durchströmbar sind; - einem sich axial an eine erste axiale Stirnseite (A1) des ersten Blechpaketteils (2) anschließenden, zweiten Blechpaketteil (3), welches wenigstens einen zweiten Temperierkanal (19) aufweist, welcher fluidisch zumindest mit den zwei ersten Temperierkanälen (16, 17) verbunden und dadurch von dem Temperiermittel zumindest aus den zwei ersten Temperierkanälen (16, 17) durchströmbar ist und einen von dem Temperiermittel durchströmbaren, ersten Strömungsquerschnitt aufweist; und - einem sich axial an eine in axialer Richtung (9) von der ersten Stirnseite (A1) abgewandte, zweite axiale Stirnseite (A2) des zweiten Blechpaketteils (3) anschließenden, dritten Blechpaketteil (4), welches einen fluidisch mit dem zweiten Temperierkanal (19) verbundenen und dadurch von dem Temperiermittel aus dem zweiten Temperierkanal (19) durchströmbaren, dritten Temperierkanal (20) mit einem gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt geringeren, zweiten Strömungsquerschnitt aufweist.
Blechpaket (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein sich axial an eine in axialer Richtung (9) von der ersten Stirnseite (A1) und von der zweiten Stirnseite (A2) abgewandte, dritte axiale Stirnseite (A3) des ersten Blechpaketteils (2) anschließendes, viertes Blechpaketteil (5), welches einen fluidisch mit einem der ersten Temperierkanäle (16, 17) verbundenen, vierten Temperierkanal (26) und einen fluidisch mit dem anderen der ersten Temperierkanäle (16, 17) verbundenen, fünften Temperierkanal (27) aufweist, wobei der vierte Temperierkanal (26) und der fünfte Temperierkanal (27) jeweils eine sich in radialer Richtung (28) oder schräg zur radialen Richtung (28) erstreckende Eintrittsöffnung aufweist, über welche das Temperiermittel in radialer Richtung (28) oder entlang einer schräg zur radialen Richtung (28) verlaufenden Richtung von außerhalb des Blechpakets (1) in den vierten Temperierkanal (26) und den fünften Temperierkanal (27) einleitbar ist.
Blechpaket (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechpaketteile (2, 3, 4, 5) separat und unabhängig voneinander hergestellt und axialer Richtung (9) aneinander angeordnet sind.
Blechpaket (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Blechpaketteil (2) mehrere, in Umfangsrichtung (12) des Blechpakets (1) aufeinanderfolgende Zähne (10) zum Tragen wenigstens einer Wicklung und mehrere, in Umfangsrichtung (12) des Blechpakets (1) aufeinanderfolgende und zwischen den Zähnen (10) angeordnete Nuten (11) zum Durchführen der Wicklung aufweist.
Blechpaket (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Temperierkanäle (16, 17) Kanäle sind, wobei: - einem der Zähne (10) ein erster der Kanäle zugeordnet ist und in radialer Richtung (28) nach außen hin zumindest teilweise durch den zugeordneten, ersten Kanal überlappt ist; und - einer der Nuten (11) der zweite Kanal zugeordnet ist und in radialer Richtung (28) nach außen hin zumindest teilweise durch den zugeordneten, zweiten Kanal überlappt ist.
Blechpaket (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kanal einen in radialer Richtung (28) betrachtet länglich verlaufenden und von dem Temperiermittel durchströmbaren Strömungsquerschnitt aufweist.
Blechpaket (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kanal einen in Umfangsrichtung (12) des Blechpakets (1) betrachtet länglich verlaufenden und von dem Temperiermittel durchströmbaren Strömungsquerschnitt aufweist.
Elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Blechpaket (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Elektrische Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine einen Stator und einen Rotor aufweist, wobei das Blechpaket (1) ein Blechpaket des Stators ist.
Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer elektrischen Maschine nach Anspruch 9.