DE102022207424A1

DE102022207424A1 - Gehäuse mit Gehäusekühlung, elektrische Maschine, Verfahren zur Kühlung der elektrischen Maschine und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022207424A1
Application number: DE102022207424.6A
Authority: DE
Inventors: Christoph Heukenroth; Lennart Leopold; Wolfgang Halbmeyer; Ivan Krotow; Martin Becker
Original assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2022-07-20
Filing date: 2022-07-20
Publication date: 2024-01-25
Also published as: WO2024017819A1

Abstract

Die Erfindung betriff ein Gehäuse (10) für eine elektrische Maschine (12) eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, umfassend ein zylinderförmiges erstes Gehäuseteil (14) mit einer Außenseite (24),ein auf das erste Gehäuseteil (14) angeordnetes rohrförmiges zweites Gehäuseteil (18) mit einer Innenseite (26), undeine Gehäusekühlung, die einen in dem zweiten Gehäuseteil (18) angeordneten ersten Kühlmittelanschluss (20), einen von dem ersten Kühlmittelanschluss (20) beabstandet angeordneten zweiten Kühlmittelanschluss (22), und eine auf der Innenseite (26) und/oder der Außenseite (24) ausgebildete Kühlstruktur (28) zur Ausbildung eines ersten Kühlkanals (32) und eines zweiten Kühlkanals (34) aufweist, wobeider erste Kühlmittelanschluss (20) und der zweite Kühlmittelanschluss (22) in axialer Richtung und in Umfangsrichtung des zweiten Gehäuseteils (18) zueinander versetzt angeordnet sind, und der Versatz in Umfangsrichtung größer 135° und kleiner 225° ist, wobei die Grenzen mit eingeschlossen sind, unddie Kühlstruktur (28) in radialer Richtung des ersten Gehäuseteils (14) und/oder des zweiten Gehäuseteils (18) ausgebildete Stege (30) aufweist, um die Kühlkanäle (32, 34) auszubilden, die, bezogen auf die Umfangsrichtung, in einem ersten Abschnitt (42) in axialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sind und in einem zweiten Abschnitt (44) helixförmig verlaufen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für eine elektrische Maschine eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, mit zwei sowohl in axialer Richtung als auch in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordneten Kühlmittelanschlüssen und wenigstens zwei Kühlkanälen. Gegenstand der Erfindung ist zudem eine elektrische Maschine mit dem erfindungsgemäßen Gehäuse. Des Weiteren ist ein Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Kühlung der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine. Überdies ist ein Gegenstand der Erfindung ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.
Eine Kühlung von elektrischen Maschinen ist grundsätzlich bekannt. Beispielsweise zeigt die DE 10 2006 044 785 A1 eine Kühlung, bei der ein Stator von einen Kühlgrundkörper umgeben ist, der auf seiner Außenseite eine Kühlstruktur mit einem Zulauf und einem Ablauf aufweist, wobei die Kühlstruktur zwischen dem Zulauf und dem Ablauf in Form einer Wendelnut bzw. schraubenförmig verläuft. Mit anderen Worten ist lediglich ein schraubenförmiger Kühlkanal zwischen dem Zulauf und dem Ablauf ausgebildet. Nachteilig hierbei ist, dass über die Länge des Kühlkanals keine gleichmäßige Kühlung der elektrischen Maschine möglich ist, da sich das Kühlmedium mit zunehmendem Abstand vom Zulauf zum Ablauf kontinuierlich erwärmt. Dies kann insbesondere dann problematisch sein, wenn die Aktivteile, also Rotor und Stator, der elektrischen Maschine in axialer Richtung verlängert werden.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Gehäuse für eine elektrische Maschine anzugeben, dass eine erhöhte Kühlwirkung aufweisen kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei kann jedes Merkmal sowohl einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen, sofern sich nicht explizit etwas Gegenteiliges aus der Beschreibung ergibt.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Gehäuse für eine elektrische Maschine eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, umfassend ein erstes Gehäuseteil mit einer Außenseite, ein auf das erste Gehäuseteil angeordnetes rohrförmiges zweites Gehäuseteil mit einer Innenseite, und eine Gehäusekühlung, die einen in dem zweiten Gehäuseteil angeordneten ersten Kühlmittelanschluss, einen von dem ersten Kühlmittelanschluss beabstandet angeordneten zweiten Kühlmittelanschluss, und eine auf der Innenseite und/oder der Außenseite ausgebildete Kühlstruktur zur Ausbildung eines ersten Kühlkanals und eines zweiten Kühlkanals aufweist, wobei der erste Kühlmittelanschluss und der zweite Kühlmittelanschluss in axialer Richtung und in Umfangsrichtung des zweiten Gehäuseteils zueinander versetzt angeordnet sind, und der Versatz in Umfangsrichtung größer 135° und kleiner 225° ist, die Kühlstruktur in radialer Richtung des ersten Gehäuseteils und/oder des zweiten Gehäuseteils ausgebildete Stege aufweist, die, bezogen auf die Umfangsrichtung, in einem ersten Abschnitt in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind und in einem zweiten Abschnitt helixförmig verlaufen.
Mit anderen Worten ist gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass ein Gehäuse für eine elektrische Maschine eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs bereitgestellt wird. Das Gehäuse weist ein erstes Gehäuseteil auf, das vorzugsweise zumindest abschnittsweise zylinderförmig ausgebildet ist. Auf einer vorzugsweise in radialer Richtung nach außen gerichteten Seite weist das erste Gehäuseteil eine Außenseite auf. Zudem ist ein zweites Gehäuseteil vorgesehen. Das zweite Gehäuseteil ist rohrförmig ausgebildet und weist auf einer dem ersten Gehäuseteil zugewandten Seite eine Innenseite auf. Somit ist die Innenseite des zweiten Gehäuseteils der Außenseite des ersten Gehäuseteils zugewandt. Ferner umfasst das Gehäuse eine Gehäusekühlung. Die Gehäusekühlung weist in dem zweiten Gehäuseteil einen ersten Kühlmittelanschluss und einen von dem ersten Kühlmittelanschluss beabstandet angeordneten zweiten Kühlmittelanschluss auf. Zudem umfasst die Gehäusekühlung eine auf der Innenseite und/oder der Außenseite ausgebildete Kühlstruktur, wobei die Kühlstruktur dazu eingerichtet ist, einen ersten Kühlkanal und einen zweiten Kühlkanal auszubilden. Der erste Kühlkanal und der zweite Kühlkanal erstrecken sich folglich zwischen dem ersten Kühlmittelanschluss und dem zweiten Kühlmittelanschluss. Der erste Kühlmittelanschluss und der zweite Kühlmittelanschluss sind sowohl in axialer Richtung des zweiten Gehäuseteils zueinander beabstandet und zudem in Umfangsrichtung des zweiten Gehäuseteils zueinander versetzt ausgebildet. Ausgehend von dem ersten Kühlmittelanschluss ist der zweite Kühlmittelanschluss in einem Winkel von größer 135° und kleiner 225°, vorzugsweise von größer 150° und kleiner 210°, besonders bevorzugt von größer 160° und kleiner 200°, versetzt angeordnet, wobei die Grenzen mit eingeschlossen sind. Zudem weist die Kühlstruktur in radialer Richtung des ersten Gehäuseteils und/oder des zweiten Gehäuseteils ausgebildete Stege auf, um die Kühlkanäle auszubilden. Die Kühlkanäle sind in einem ersten Abschnitt, der sich auf die Umfangsrichtung des ersten Gehäuseteils und/oder des zweiten Gehäuseteils bezieht, in axialer Richtung versetzt bzw. parallel zueinander angeordnet. In einem an den ersten Abschnitt angrenzenden zweiten Abschnitt verlaufen der erste Kühlkanal und der zweite Kühlkanal zumindest abschnittsweise helixförmig.
Sind die Stege auf der Außenseite des ersten Gehäuseteils ausgebildet, so dichten diese gegen die Innenseite des zweiten Gehäuseteils ab. Denkbar ist jedoch auch, dass die Stege auf der Innenseite des zweiten Gehäuseteils ausgebildet sind und gegen die Außenseite des ersten Gehäuseteils abdichten. Vorstellbar ist weiter, dass sowohl auf der Innenseite des zweiten Gehäuseteils als auch auf der ersten Seite des ersten Gehäuseteils Stege ausgebildet sind, die dann gegeneinander abdichten. Durch die Ausbildung der wenigstens zwei Kühlkanäle, die sich zwischen den in axialer Richtung zueinander beabstandeten Kühlmittelanschlüssen erstrecken, wird die gesamte Kühlkanallänge auf wenigstens zwei kürzere Einzelkanäle verteilt, was zu einem geringeren Druckverlust eines durch die Kühlkanäle strömenden Kühlmediums führen kann. Zudem wird das durch die Kühlkanäle fließende Kühlmedium aufgrund der kürzeren Länge eines Einzelkanals langsamer erwärmt, was sich ebenfalls positiv auf die Kühlleistung auswirken kann. Ferner wird durch die besondere Ausbildung der Stege, die in einem ersten Abschnitt in axialer Richtung versetzt bzw. parallel zueinander angeordnet sind und in einem zweiten Abschnitt helixförmig verlaufen, eine Möglichkeit geschaffen, die Kühlmittelanschlüsse nicht nur axial, sondern auch in Umfangsrichtung versetzt zueinander anzuordnen. Dies kann sich vorteilhaft auf die Kühlleistung auswirken, da somit der Abstand zwischen einem Zulauf und einem Ablauf vergrößert werden kann.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass ausgehend vom ersten Kühlmittelanschluss der erste Kühlkanal und der zweite Kühlkanal in entgegengesetzte Richtungen verlaufen. Die entgegengesetzte Richtung ist dabei vorzugsweise in Umfangsrichtung des ersten und/oder des zweiten Gehäuseteils ausgebildet. Mit anderen Worten verläuft vorzugsweise der erste Kühlkanal ausgehend vom ersten Kühlmittelanschluss im Uhrzeigersinn, während der zweite Kühlkanal entgegen dem Uhrzeigersinn verläuft. Somit kann vorzugsweise, wenn der ersten Kühlmittelanschluss als Zulauf ausgebildet ist, der erste Kühlkanal und der zweite Kühlkanal gleichmäßig angeströmt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem Bereich des zweiten Kühlmittelanschlusses der erste Kühlkanal und der zweite Kühlkanal in einem Winkel zwischen 0° und 45°, wobei die Grenzen mit eingeschlossen sind, zusammenlaufen. Somit können die beiden Kühlkanäle im Bereich des zweiten Kühlmittelanschlusses in einfacher Weise zusammengeführt und/oder aufgeteilt werden. Dies kann, jedoch nicht darauf beschränkt, vorzugweise vorteilhaft sein, wenn der zweite Kühlmittelanschluss als Auslass ausgebildet ist, und der erste Kühlkanal und der zweite Kühlkanal in diesem Bereich strömungstechnisch zusammengeführt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Kühlmittelanschluss der Zulauf und der zweite Kühlmittelanschluss der Auslass ist. Folglich kann vorgesehen sein, dass über den Zulauf ein Kühlmedium in den ersten Kühlkanal und den zweiten Kühlkanal eintritt, wobei es durch die zwei Kühlkanäle dann in entgegengesetzte Richtungen strömt. Im Bereich des Auslasses werden dann die beiden Kühlkanäle zusammengeführt, sodass das Kühlmedium über den Auslass bzw. den zweiten Kühlmittelanschluss aus dem Gehäuse abgeführt werden kann.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der erste Kühlmittelanschluss der Auslass und der zweite Kühlmittelanschluss der Zulauf ist. Denkbar ist folglich, dass der Zulauf im Bereich des zweiten Kühlmittelanschlusses ausgebildet ist. Ein über den zweiten Kühlmittelanschluss einströmendes Kühlmedium wird dem ersten Kühlkanal und dem zweiten Kühlkanal, die, bezogen auf die axiale Länge des Gehäuses, in diesem Bereich parallel zueinander verlaufen, zugeführt. Im Bereich des Auslasses strömt das Kühlmedium aus dem ersten Kühlkanal dem Kühlmedium aus dem zweiten Kühlkanal entgegen und wird über den Auslass aus dem Gehäuse abgeführt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass der erste Kühlkanal in einem Bereich um 180° umgelenkt ist. Mit anderen Worten wird die Strömungsrichtung des ersten Kühlkanals in einem Bereich derart umgelenkt, dass, sofern ausgehend vom ersten Kühlmittelanschluss, durch die Umlenkung die Strömungsrichtung des ersten Kühlkanals gleich der Strömungsrichtung des zweiten Kühlkanals ist. Durch die Umlenkung des ersten Kühlkanals und die Zusammenführung des ersten und des zweiten Kühlkanals im Bereich des zweiten Kühlmittelanschlusses kann erzielt werden, dass lediglich ein erster Kühlmittelanschluss und ein zweiter Kühlmittelanschluss für die Kühlung der elektrischen Maschine erforderlich sind. Durch die Reduzierung der Kühlmittelanschlüsse können Undichtigkeiten und Kosten reduziert werden.
Denkbar ist, dass der erste Kühlkanal und/oder der zweite Kühlkanal zwischen den Stegen eine Ebene und/oder eine flache Kontur aufweisen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der erste Kühlkanal und/oder der zweite Kühlkanal zwischen den Stegen zumindest abschnittsweise eine rillenförmige Kontur aufweist, die zumindest abschnittsweise parallel zu den Stegen verläuft. Durch die rillenförmige Kontur kann die Oberfläche des ersten Kühlkanals und/oder des zweiten Kühlkanals vergrößert werden, wodurch die Kühlwirkung erhöht werden kann. Die rillenförmige Kontur kann kontinuierlich fortlaufend ausgebildet sein. Denkbar ist jedoch auch, dass die rillenförmige Kontur nur abschnittsweise ausgebildet ist. Auf diese Weise können vorzugsweise Turbulenzen erzeugt werden, wenn das Kühlmedium den ersten Kühlkanal und/oder den zweiten Kühlkanal durchströmt. Durch die Turbulenzen wird das Kühlmedium innerhalb des ersten Kühlkanals und/oder des zweiten Kühlkanals umgewälzt, wodurch die Kühlwirkung erhöht werden kann.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass eine Länge des ersten Kühlkanals verschieden ist von einer Länge des zweiten Kühlkanals. In diesem Fall sollte dann jedoch in einer vorteilhaften Weise der hydraulische Widerstand in den Kanälen so angepasst werden, dass jeder Einzelkanal gleichermaßen durchströmt wird.
Alternativ dazu sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, dass eine Länge des ersten Kühlkanals im Wesentlichen einer Länge des zweiten Kühlkanals entspricht. Im Wesentlichen bedeutet, dass eine Länge des ersten Kühlkanals maximal um +/-15% länger ist als eine maximale Länge des zweiten Kühlkanals, vorzugsweise maximal um +/-10% länger ist als eine maximale Länge des zweiten Kühlkanals und besonders bevorzugt maximal um +/-5% länger ist als eine maximale Länge des zweiten Kühlkanals.
In diesem Zusammenhang liegt eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin, dass ein Querschnitt des ersten Kühlkanals gleich einem Querschnitt des zweiten Kühlkanals ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das erste Gehäuseteil ein Gussbauteil ist. Besonders bevorzugt ist das Gussbauteil aus einem Metall gegossen. Das Metall weist vorzugsweise Aluminium auf und/oder ist zumindest teilweise aus Aluminium ausgebildet. Ein derartiges Gehäuse ist preiswert herstellbar, kann eine geringes Gewicht sowie eine erhöhte thermische Leitfähigkeit aufweisen, um die von dem Gehäuse aufgenommene Wärme der Aktivteile der elektrischen Maschine an das Kühlmedium abzugeben.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Gehäuseteil ein stranggepresstes Bauteil ist. Das stranggepresste Bauteil ist vorzugsweise aus einem Metall hergestellt. Ein derartiges zweites Bauteil ist einfach und preiswert herstellbar, wodurch die Kosten des Gehäuses reduziert werden können.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit dem erfindungsgemäßen Gehäuse.
Die elektrische Maschine kann vorzugsweise als fremderregte und/oder als permanenterregte elektrische Maschine ausgebildet sein.
Besonders vorteilhaft ist die elektrische Maschine ein Bestandteil eines Traktionsantriebs für ein zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug.
In einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Kühlung der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, wobei ein Kühlmedium über den ersten Kühlmittelanschluss oder den zweiten Kühlmittelanschluss dem ersten Kühlkanal und dem zweiten Kühlkanal zugeführt wird, und über den jeweils anderen Kühlmittelanschluss aus dem Gehäuse abgeführt wird.
Auf diese Weise wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem die elektrische Maschine eine erhöhte Kühlwirkung aufweisen kann. Über eine erhöhte Kühlwirkung der elektrischen Maschine kann auch die Leistungsfähigkeit bzw. die Performance der elektrischen Maschine erhöht werden.
Grundsätzlich ist vorstellebar, dass das Kühlmedium ein Öl ist. Dies ist vorzugsweise dann vorgesehen, wenn das Kühlmedium zumindest teilweise mit den Aktivteilen der elektrischen Maschine in Berührung kommt. Durch die Verwendung von Öl kann eine Korrosion der Aktivteile vermieden werden.
Denkbar ist, dass das Kühlmedium verschieden von Öl ist. Beispielsweise kann das Kühlmedium wasserbasiert sein. Vorstellbar ist, dass das Kühlmedium ein Wasser-Glykol-Gemisch ist. Ein wasserbasiertes Kühlmedium ist vorteilhaft, wenn das Kühlmedium nicht unmittelbar mit Getriebeteilen und/oder den Aktivteilen der elektrischen Maschine in Berührung kommt.
In einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.
Die elektrische Maschine ist dazu eingerichtet und/oder ausgebildet das Kraftfahrzeug zumindest teilweise elektrisch anzutreiben. Hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass die elektrische Maschine ein Bestandteil eines Traktionsantriebs des Kraftfahrzeugs ist.
Es sei bemerkt, dass sämtliche Merkmale, welche vorstehend und nachfolgend in Bezug auf einen Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, gleichermaßen für jeden anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung gelten. Im Speziellen können sämtliche Merkmale des Gehäuses auch Merkmale der elektrischen Maschine und/oder Merkmale des Verfahrens und/oder Merkmale des Kraftfahrzeugs sein. Dies gilt auch umgekehrt.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel. Das Ausführungsbeispiel ist nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Es soll den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Die Anmelderin behält sich vor, einzelne und/oder mehrere der in dem Ausführungsbeispiel offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen, oder solche Merkmale in bestehende Patentansprüche aufzunehmen. Das Ausführungsbeispiel wird anhand von Zeichnungen näher erläutert.
In diesen zeigen:

1 eine dreidimensionale Ansicht eines Gehäuses für eine elektrische Maschine;
2 einen Längsschnitt durch das Gehäuse der elektrischen Maschine;
3 eine Detailansicht im Bereich einer Kühlstruktur in einer ersten Ausgestaltung;
4 eine Detailansicht im Bereich der Kühlstruktur in einer zweiten Ausgestaltung;
5 eine dreidimensionale Ansicht einer Außenseite eines ersten Gehäuseteils des Gehäuses in einer ersten Perspektive;
6 eine dreidimensionale der Kühlstruktur auf der Außenseite in einer zweiten Perspektive.

In 1 ist eine dreidimensionale Ansicht eines Gehäuses 10 für eine elektrische Maschine 12 gezeigt. Das Gehäuse 10 weist ein erstes Gehäuseteil 14 auf, das zumindest abschnittsweise zylinderförmig ausgebildet ist. Innerhalb des ersten Gehäuseteils 14 ist ein Stator 16 der elektrischen Maschine 12 drehfest angeordnet. Auf dem zylinderförmig ausgebildeten Abschnitt des ersten Gehäuseteils 14 ist ein zweites Gehäuseteil 18 angeordnet. Das Gehäuse 10 weist ferner eine Gehäusekühlung auf. Die Gehäusekühlung weist in dem zweiten Gehäuseteil 18 einen ersten Kühlmittelanschluss 20 und einen von dem ersten Kühlmittelanschluss 20 beabstandet angeordneten zweiten Kühlmittelanschluss 22 auf.
2 zeigt einen Längsschnitt durch das aus 1 bekannte Gehäuse 10 der elektrischen Maschine 12. Das erste Gehäuseteil 14 weist auf einer in radialer Richtung nach außen gerichteten Seite eine Außenseite 24 auf. Zudem weist das zweite Gehäuseteil 18 auf einer in radialer Richtung nach innen gerichteten Seite eine Innenseite 26 auf. Die Innenseite 26 des zweiten Gehäuseteils 18 ist der Außenseite 24 des ersten Gehäuseteils 14 zugewandt. Die Gehäusekühlung umfasst neben dem ersten Kühlmittelanschluss 20 und dem zweiten Kühlmittelanschluss 22 eine auf der Außenseite 24 ausgebildete Kühlstruktur 28. Die Kühlstruktur 28, bildet einen über Stege 30 voneinander getrennten ersten Kühlkanal 32 und einen zweiten Kühlkanal 34 aus. Der erste Kühlkanal 32 und der zweite Kühlkanal 34 erstrecken sich zwischen dem ersten Kühlmittelanschluss 20 und dem zweiten Kühlmittelanschluss 22. Die Stege 30 sind auf der Außenseite 24 ausgebildet und dichten mit der Innenseite 26 des zweiten Gehäuseteils 18 fluiddicht ab.
Der erste Kühlmittelanschluss 20 und der zweite Kühlmittelanschluss 22 sind sowohl in axialer Richtung des zweiten Gehäuseteils 18 zueinander beabstandet und zudem in Umfangsrichtung des zweiten Gehäuseteils 18 zueinander versetzt ausgebildet. Ausgehend von dem ersten Kühlmittelanschluss 20 ist der zweite Kühlmittelanschluss 22 in einem Winkel α von 170° in Umfangsrichtung versetzt zum ersten Kühlmittelanschluss 20 angeordnet.
An einem jeweiligen axialen Ende des zweiten Gehäuseteils 18 dichtet das zweite Gehäuseteil 18 über ein Dichtelement 36, vorzugsweise über O-Ringe, gegen das erste Gehäuseteil 14 fluiddicht und/oder mediendicht ab.
3 zeigt eine Detailansicht im Bereich der Kühlstruktur 28 in einer ersten Ausgestaltung. Der erste Kühlkanal 32 und der zweite Kühlkanal 34 weisen zwischen den Stegen 30 eine ebene Fläche 38, die parallel zur Längsachse des Gehäuses 10 verläuft, auf. Eine derartige Ausgestaltung in Bezug auf die ebene Fläche 38 kann entweder über die gesamte Länge des ersten Kühlkanals 32 und/oder über die gesamte Länge des zweiten Kühlkanals 34 vorgesehen sein. Denkbar ist ebenso, dass die ebene Fläche 38 nur lokal, vorzugsweise in einem Bereich des ersten Kühlmittelanschlusses 20 und/oder des zweiten Kühlmittelanschlusses 22 ausgebildet ist.
4 zeigt eine Detailansicht im Bereich der Kühlstruktur 28 in einer zweiten Ausgestaltung. In der zweiten Ausgestaltung weisen der erste Kühlkanal 32 und der zweite Kühlkanal 34 zwischen den Stegen 30 wenigstens eine rillenförmige Kontur 40 auf, die zumindest abschnittsweise parallel zu den Stegen 30 verläuft. Die rillenförmige Kontur 40 kann die Oberfläche des ersten Kühlkanals 32 und des zweiten Kühlkanals 34 vergrößern, wodurch die Kühlwirkung erhöht werden kann. Die Rillenförmige Kontur kann kontinuierlich fortlaufend ausgebildet sein. Denkbar ist jedoch auch, dass die rillenförmige Kontur 40 nur abschnittsweise ausgebildet ist. Auf diese Weise können vorzugsweise Turbulenzen erzeugt werden, wenn ein Kühlmedium den ersten Kühlkanal 32 und/oder den zweiten Kühlkanal 34 durchströmt. Durch die Turbulenzen wird das Kühlmedium innerhalb des ersten Kühlkanals 32 und/oder des zweiten Kühlkanals 34 umgewälzt, wodurch die Kühlwirkung erhöht werden kann.
5 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Außenseite 24 des ersten Gehäuseteils 14 in einer ersten Perspektive. In der ersten Perspektive ist der erste Kühlmittelanschluss 20 ersichtlich. Der erste Kühlmittelanschluss 20 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Zulauf ausgebildet. Mit anderen Worten wird über den Zulauf der Kühlstruktur 28 ein Kühlmedium zur Kühlung des Gehäuses 10 zugeführt.
In der ersten Perspektive sind die Stege 30 zur Ausbildung des ersten Kühlkanals 32 und des zweiten Kühlkanals 34 über einen ersten Abschnitt 42, der sich in Umfangsrichtung des Gehäuses 10 erstreckt, bezogen auf die Längsrichtung des Gehäuses 10, parallel zueinander angeordnet.
Ein Kühlmedium, das über den ersten Kühlmittelanschluss 20 der Kühlstruktur 28 zugeführt wird, fließt in den ersten Kühlkanal 32 und den zweiten Kühlkanal 34, die, ausgehend vom ersten Kühlmittelanschluss 20, in Umfangsrichtung des Gehäuses 10 in entgegengesetzte Richtungen verlaufen.
Der Teil des Kühlmediums, der in den ersten Kühlkanal 32 strömt ist als KM1 dargestellt. Der Teil des Kühlmediums, der in den zweiten Kühlkanal 34 strömt ist als KM2 gezeigt.
6 zeigt eine dreidimensionale Ansicht der Kühlstruktur 28 auf der Außenseite 24 des zweiten Gehäuseteils 18 in einer zweiten Perspektive. In der zweiten Perspektive ist der zweite Kühlmittelanschluss 22 dargestellt, über den das Kühlmedium aus dem Gehäuse 10 abgeführt wird.
Weiterhin ist ein an den ersten Abschnitt 42 angrenzender zweiter Abschnitt 44 gezeigt, in dem der erste Kühlkanal 32 und der zweite Kühlkanal 34 helixförmig verlaufen. Zudem ist ersichtlich, dass der erste Kühlkanal 32 in einem Bereich 48 um 180° umgelenkt ist. Mit anderen Worten wird die Strömungsrichtung des ersten Kühlkanals 32 in dem Bereich 48 derart umgelenkt, dass durch die Umlenkung die Strömungsrichtung des ersten Kühlkanals 32 gleich der Strömungsrichtung des zweiten Kühlkanals 34 ist. Durch die Umlenkung des zweiten Kühlkanals 34 und die Zusammenführung des ersten Kühlkanals 32 und des zweiten Kühlkanals 34 im Bereich des zweiten Kühlmittelanschlusses 22 kann erzielt werden, dass bei zwei Kühlkanälen lediglich ein erster Kühlmittelanschluss 20 und ein zweiter Kühlmittelanschluss 22 für die Kühlung der elektrischen Maschine 12 erforderlich sind. Durch die Reduzierung der Kühlmittelanschlüsse 20, 22 für die zwei Kühlkanäle 32, 34 können Undichtigkeiten und Kosten reduziert werden.
Durch die Ausbildung der wenigstens zwei Kühlkanäle 32, 34, die sich zwischen den in axialer Richtung zueinander beabstandeten Kühlmittelanschlüssen 20, 22 erstrecken, wird die gesamte Kühlkanallänge auf wenigstens zwei kürzere Einzelkanäle verteilt, was zu einem geringeren Druckverlust eines durch die Kühlkanäle 32, 34 strömenden Kühlmediums führen kann. Zudem wird das durch die Kühlkanäle 32, 34 fließende Kühlmedium aufgrund der kürzeren Länge eines Einzelkanals langsamer erwärmt, was sich ebenfalls positiv auf die Kühlleistung auswirken kann. Ferner wird durch die besondere Ausbildung der Stege 30, die in dem ersten Abschnitt 42 in axialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sind und in dem zweiten Abschnitt 44 helixförmig verlaufen, die Möglichkeit geschaffen, die Kühlmittelanschlüsse 20, 22 nicht nur axial, sondern auch in Umfangsrichtung versetzt zueinander anzuordnen. Dies kann sich vorteilhaft auf die Kühlleistung auswirken, da somit der Abstand zwischen einem Zulauf und einem Ablauf vergrößert werden kann.
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

DE 102006044785 A1 [0002]

Claims

Gehäuse (10) für eine elektrische Maschine (12) eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, umfassend ein zylinderförmiges erstes Gehäuseteil (14) mit einer Außenseite (24), ein auf das erste Gehäuseteil (14) angeordnetes rohrförmiges zweites Gehäuseteil (18) mit einer Innenseite (26), und eine Gehäusekühlung, die einen in dem zweiten Gehäuseteil (18) angeordneten ersten Kühlmittelanschluss (20), einen von dem ersten Kühlmittelanschluss (20) beabstandet angeordneten zweiten Kühlmittelanschluss (22), und eine auf der Innenseite (26) und/oder der Außenseite (24) ausgebildete Kühlstruktur (28) zur Ausbildung eines ersten Kühlkanals (32) und eines zweiten Kühlkanals (34) aufweist, wobei der erste Kühlmittelanschluss (20) und der zweite Kühlmittelanschluss (22) in axialer Richtung und in Umfangsrichtung des zweiten Gehäuseteils (18) zueinander versetzt angeordnet sind, und der Versatz in Umfangsrichtung größer 135° und kleiner 225° ist, wobei die Grenzen mit eingeschlossen sind, und die Kühlstruktur (28) in radialer Richtung des ersten Gehäuseteils (14) und/oder des zweiten Gehäuseteils (18) ausgebildete Stege (30) aufweist, um die Kühlkanäle (32, 34) auszubilden, die, bezogen auf die Umfangsrichtung, in einem ersten Abschnitt (42) in axialer Richtung zueinander versetzt und/oder parallel angeordnet sind und in einem zweiten Abschnitt (44) helixförmig verlaufen.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend vom ersten Kühlmittelanschluss (20) der erste Kühlkanal (32) und der zweite Kühlkanal (34) in entgegengesetzte Richtungen verlaufen.
Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich des zweiten Kühlmittelanschlusses (22) der erste Kühlkanal (32) und der zweite Kühlkanal (34) in einem zwischen 0° und 45°, wobei die Grenzen mit eingeschlossen sind, zusammenlaufen.
Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlmittelanschluss (20) der Zulauf und der zweite Kühlmittelanschluss (22) der Auslass ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlmittelanschluss (20) der Auslass und der zweite Kühlmittelanschluss (22) der Zulauf ist.
Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlkanal (32) in einem Bereich um 180° umgelenkt ist.
Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kühlkanal (32) und/oder der zweiten Kühlkanal (34) zwischen den Stegen (30) eine rillenförmige Kontur (40) aufweist, die zumindest abschnittsweise parallel zu den Stegen (30) verläuft.
Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des ersten Kühlkanals (32) im Wesentlichen einer Länge des zweiten Kühlkanals (34) entspricht.
Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (14) ein Gussbauteil ist.
Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (18) ein stranggepresstes Bauteil ist.
Elektrische Maschine (12) mit einem Gehäuse (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Verfahren zur Kühlung einer elektrische Maschine (12) nach Anspruch 11, wobei ein Kühlmedium über den ersten Kühlmittelanschluss (20) oder den zweiten Kühlmittelanschluss (22) dem ersten Kühlkanal (32) und dem zweiten Kühlkanal (34) zugeführt wird, und über den jeweils anderen Kühlmittelanschluss (20, 22) aus dem Gehäuse (10) abgeführt wird.
Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine (12) nach Anspruch 11.