DE102022208672A1

DE102022208672A1 - Rotor for an asynchronous machine with cooling channels, asynchronous machine and motor vehicle

Info

Publication number: DE102022208672A1
Application number: DE102022208672.4A
Authority: DE
Inventors: Sven Pieper; Tim Bachmann; Stefan Grützner
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-08-22
Filing date: 2022-08-22
Publication date: 2024-02-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor (1) für eine Asynchronmaschine (2) für ein Kraftfahrzeug (3), aufweisend eine Rotorwelle (4) mit einer Rotorachse (5) sowie einen auf der Rotorwelle (4) angeordneten Aktivkörper (6), wobei der Aktivkörper (6) ein Blechpaket (7) und einen das Blechpaket (7) durchdringenden Käfig (8) mit einer Vielzahl von Käfigstäben (9) sowie jeweils einem stirnseitigen Kurzschlussring (10), über welchen die Käfigstäbe (9) kurzgeschlossen sind, aufweist. Im Aktivkörper (6) sind in Umfangsrichtung (U) verteilte, sich entlang der Rotorachse (5) erstreckende Kühlkanäle (11) ausgebildet. Ferner betrifft die Erfindung eine Asynchronmaschine (2) für ein Kraftfahrzeug (3) sowie ein Kraftfahrzeug (3) mit einem Antriebssystem (19).The present invention relates to a rotor (1) for an asynchronous machine (2) for a motor vehicle (3), comprising a rotor shaft (4) with a rotor axis (5) and an active body (6) arranged on the rotor shaft (4), wherein the Active body (6) has a laminated core (7) and a cage (8) penetrating the laminated core (7) with a plurality of cage bars (9) and each with an end-side short-circuit ring (10), via which the cage bars (9) are short-circuited. Cooling channels (11) which are distributed in the circumferential direction (U) and extend along the rotor axis (5) are formed in the active body (6). The invention further relates to an asynchronous machine (2) for a motor vehicle (3) and a motor vehicle (3) with a drive system (19).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine Asynchronmaschine für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung eine Asynchronmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebssystem.The present invention relates to a rotor for an asynchronous machine for a motor vehicle. The invention further relates to an asynchronous machine for a motor vehicle and a motor vehicle with a drive system.

Es sind Asynchronmaschinen bekannt, bei welchen ein Rotor ein Blechpaket aus einer Vielzahl von koaxial übereinander gestapelten Blechscheiben aufweist, an welchem ein Käfig mit Kurzschlussleitern angeordnet ist. Aus dem Dokument US 2011 / 0080068 A1 ist ein Rotor für eine Synchronmaschine bekannt, welcher ein solches Blechpaket aufweist. Das Dokument CN 113 437 811 A1 zeigt einen Rotor für eine Hochgeschwindigkeits-Asynchronmaschine. Der Rotor weist eine Rotorwelle auf, auf welcher ein Rotorkern angeordnet ist. In den Rotorkern sind Kupferstäbe eines Käfigs eingebettet, welche stirnseitig an Aluminiumscheiben angeschweißt und somit miteinander kurzgeschlossen sind. Die Aluminiumscheiben sind an die Rotorwelle angeschweißt. Aus dem Dokument DE10 2015 202 004 A1 ist ein Rotor für eine Asynchronmaschine bekannt, bei welcher der Käfig durch einen Gießprozess in Nuten der Blechscheiben erzeugt ist.Asynchronous machines are known in which a rotor has a laminated core made of a large number of sheet metal disks stacked coaxially one above the other, on which a cage with short-circuit conductors is arranged. From the document US 2011 / 0080068 A1 a rotor for a synchronous machine is known which has such a laminated core. The document CN 113 437 811 A1 shows a rotor for a high-speed asynchronous machine. The rotor has a rotor shaft on which a rotor core is arranged. Copper rods of a cage are embedded in the rotor core, which are welded to the front of aluminum disks and are therefore short-circuited with each other. The aluminum discs are welded to the rotor shaft. From the document DE10 2015 202 004 A1 a rotor for an asynchronous machine is known, in which the cage is produced in grooves of the sheet metal disks by a casting process.

Bekannte Rotoren haben den Nachteil, dass die Herstellung mitunter recht aufwendig ist. Zudem weisen herkömmliche Rotoren bei hoher Belastung oftmals eine unzureichende Wärmeabfuhr und/oder einen unvorteilhaften magnetischen Fluss auf, sodass eine Leistung der Asynchronmaschine hierdurch begrenzt ist.Known rotors have the disadvantage that their production is sometimes quite complex. In addition, conventional rotors often have inadequate heat dissipation and/or an unfavorable magnetic flux under high loads, so that the performance of the asynchronous machine is limited.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Rotor für eine Asynchronmaschine zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Rotor für eine Asynchronmaschine, eine Asynchronmaschine und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine verbesserte Wärmeabfuhr aufweisen und einen sicheren Halt der Komponenten des Rotors bei hohen Drehzahlen sowie hohen Betriebstemperaturen gewährleisten.It is therefore the object of the present invention to eliminate or at least partially eliminate the disadvantages described above in a rotor for an asynchronous machine. In particular, it is the object of the present invention to create a rotor for an asynchronous machine, an asynchronous machine and a motor vehicle, which has improved heat dissipation in a simple and cost-effective manner and ensures a secure hold of the components of the rotor at high speeds and high operating temperatures.

Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch einen Rotor für eine Asynchronmaschine für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie, durch eine Asynchronmaschine für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 9 durch ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebssystem mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Rotor beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Asynchronmaschine dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above task is solved by the patent claims. Accordingly, the task is solved by a rotor for an asynchronous machine for a motor vehicle with the features of independent claim 1 and, by an asynchronous machine for a motor vehicle with the features of independent claim 9, by a motor vehicle with a drive system with the features of independent claim 10. Further features and details of the invention emerge from the subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the rotor according to the invention naturally also apply in connection with the asynchronous machine according to the invention to the motor vehicle according to the invention and vice versa, so that reference is or can always be made to each other with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch einen Rotor für eine Asynchronmaschine für ein Kraftfahrzeug gelöst. Der Rotor weist eine Rotorwelle mit einer Rotorachse sowie einen auf der Rotorwelle angeordneten Aktivkörper auf. Der Aktivkörper weist ein Blechpaket und einen das Blechpaket durchdringenden Käfig auf. Der Käfig weist eine Vielzahl von Käfigstäben sowie jeweils einen stirnseitigen Kurzschlussring auf, über welchen die Käfigstäbe kurzgeschlossen sind. Erfindungsgemäß sind im Aktivkörper in Umfangsrichtung verteilte, sich entlang der Rotorachse erstreckende Kühlkanäle ausgebildet.According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a rotor for an asynchronous machine for a motor vehicle. The rotor has a rotor shaft with a rotor axis and an active body arranged on the rotor shaft. The active body has a laminated core and a cage penetrating the laminated core. The cage has a large number of cage bars and a short-circuit ring on the front side, via which the cage bars are short-circuited. According to the invention, cooling channels distributed in the circumferential direction and extending along the rotor axis are formed in the active body.

Die Rotorwelle ist vorzugsweise als Hohlwelle ausgebildet und ist um die Rotorachse rotationssymmetrisch bzw. zumindest überwiegend rotationssymmetrisch ausgebildet. Ein Innendurchmesser der Rotorwelle ist vorzugsweise konstant. Alternativ kann vorgesehen sein, dass zur Einsparung von Gewicht ein Innendurchmesser in einem mittleren Bereich der Rotorwelle größer ist als ein Innendurchmesser in einem oder beiden Randbereichen der Rotorwelle. Vorzugsweise weist die Rotorwelle an Endbereichen jeweils einen Lagersitz zur Anordnung eines Wälzlagers auf. Weiter bevorzugt weist die Rotorwelle abschnittsweise unterschiedliche Außendurchmesser auf. Hierbei ist es bevorzugt, dass durch die unterschiedlichen Außendurchmesser Absätze auf der Rotorwelle ausgebildet sind. An den Absätzen sind vorzugsweise Rundungen und/oder Fasen ausgebildet. Vorzugsweise weist die Rotorwelle in dem mittleren Bereich einen größeren Außendurchmesser als in einem oder beiden Randbereichen auf. Die Rotorwelle ist vorzugsweise aus einem Metall, wie beispielsweise Stahl, Aluminium oder dergleichen, oder einem faserverstärkten Kunststoff gebildet oder weist eine Kombination dieser Materialien auf, beispielsweise eine Kernstruktur aus Metall, insbesondere Stahl, mit radial abstehenden Halteelementen und/oder sich in Umfangsrichtung erstreckenden Haltenuten zum formschlüssigen Halten einer Mantelstruktur aus faserverstärktem Kunststoff. Eine derartige Rotorwelle weist bei geringem Gewicht eine hohe Belastbarkeit sowie eine hohe Laufruhe auf.The rotor shaft is preferably designed as a hollow shaft and is designed to be rotationally symmetrical or at least predominantly rotationally symmetrical about the rotor axis. An inner diameter of the rotor shaft is preferably constant. Alternatively, it can be provided that, in order to save weight, an inner diameter in a central region of the rotor shaft is larger than an inner diameter in one or both edge regions of the rotor shaft. The rotor shaft preferably has a bearing seat at each end region for arranging a rolling bearing. More preferably, the rotor shaft has different outer diameters in sections. It is preferred that shoulders are formed on the rotor shaft due to the different outer diameters. Curves and/or chamfers are preferably formed on the shoulders. The rotor shaft preferably has a larger outside diameter in the central region than in one or both edge regions. The rotor shaft is preferably formed from a metal, such as steel, aluminum or the like, or a fiber-reinforced plastic, or has a combination of these materials, for example a core structure made of metal, in particular steel, with radially projecting holding elements and/or holding grooves extending in the circumferential direction for positively holding a jacket structure made of fiber-reinforced plastic. Such a rotor shaft has a low weight, high load capacity and smooth running.

Der Aktivkörper ist vorzugsweise direkt auf der Rotorwelle angeordnet und an der Rotorwelle gehalten, beispielsweise kraftschlüssig, reibschlüssig, formschlüssig, stoffschlüssig oder dergleichen. Zur Erzeugung eines Drehmoments als Reaktion auf ein Drehfeld eines Stators weist der Aktivkörper den Käfig auf. Der Käfig weist die Käfigstäbe auf, die zwischen den Kurzschlussringen angeordnet und mit diesen elektrisch und mechanisch gekoppelt sind, beispielsweise durch Stecken, Löten, Schweißen oder dergleichen. Die Käfigstäbe weisen vorzugsweise Kupfer und/oder ein alternatives Material mit einer relativ hohen elektrischen Leitfähigkeit auf oder sind aus Kupfer bzw. dem alternativen Material gebildet. Die Käfigstäbe sind vorzugsweise in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet und erstrecken sich entlang der Rotorachse. Vorzugsweise weisen die Käfigstäbe zusätzlich eine Erstreckung in Umfangsrichtung auf, sodass sich die Käfigstäbe schräg zur Rotorachse erstrecken. Die Kurzschlussringe weisen vorzugsweise jeweils eine zentrale Bohrung auf, welche einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser der Rotorwelle am Kurzschlussring. Somit ist zwischen den Kurzschlussringen und der Rotorwelle eine Durchführung gebildet, durch welche Kühlfluid leitbar ist.The active body is preferably arranged directly on the rotor shaft and on the rotor shaft held, for example non-positively, frictionally, positively, cohesively or the like. To generate a torque in response to a rotating field of a stator, the active body has the cage. The cage has the cage bars, which are arranged between the short-circuit rings and are electrically and mechanically coupled to them, for example by plugging, soldering, welding or the like. The cage bars preferably have copper and/or an alternative material with a relatively high electrical conductivity or are formed from copper or the alternative material. The cage bars are preferably arranged evenly distributed in the circumferential direction and extend along the rotor axis. The cage bars preferably also have an extension in the circumferential direction, so that the cage bars extend obliquely to the rotor axis. The short-circuit rings preferably each have a central bore which has an inside diameter that is larger than the outside diameter of the rotor shaft on the short-circuit ring. A passage is thus formed between the short-circuit rings and the rotor shaft, through which cooling fluid can be conducted.

Zur Verstärkung der im Käfig induzierten Ströme und somit des Drehmoments weist der Aktivkörper das Blechpaket auf. Das Blechpaket ist vorzugsweise in eine Vielzahl von Blechscheiben aufgeteilt, welche sich jeweils um die Rotorachse erstrecken und zu einem Scheibenstapel zusammengefasst sind. Unter einer Blechscheibe wird in diesem Zusammenhang sowohl eine monolithisch ausgebildete Blechscheibe als auch eine aus mehreren Blechsegmenten zusammengesetzte Blechscheibe verstanden. Das Blechpaket ist vorzugsweise direkt auf der Rotorwelle angeordnet und an der Rotorwelle gehalten, beispielsweise kraftschlüssig, reibschlüssig, formschlüssig, stoffschlüssig oder dergleichen. Das Blechpaket ist vorzugsweise aus Elektroblechen gebildet. Die Elektrobleche weisen vorzugsweise eine isolierende Beschichtung auf, beispielsweise aus Backlack oder dergleichen. Die Käfigstäbe sind in Zwischenräumen des Blechpakets angeordnet. Somit weist das Blechpaket vorzugsweise eine Vielzahl von Zähnen auf, zwischen welchen die Zwischenräume ausgebildet sind. Ein Querschnittsflächenmittelpunkt des Blechpakets ist vorzugsweise näher an der Rotorachse angeordnet als ein Querschnittsflächenmittelpunkt der Käfigstäbe. Das Blechpaket ist durch die Kurzschlussringe beidseitig begrenzt.To amplify the currents induced in the cage and thus the torque, the active body has the laminated core. The laminated core is preferably divided into a large number of sheet metal disks, each of which extends around the rotor axis and are combined to form a disk stack. In this context, a sheet metal disk is understood to mean both a monolithic sheet metal disk and a sheet metal disk composed of several sheet metal segments. The laminated core is preferably arranged directly on the rotor shaft and held on the rotor shaft, for example non-positively, frictionally, positively, cohesively or the like. The laminated core is preferably formed from electrical sheets. The electrical sheets preferably have an insulating coating, for example made of baking varnish or the like. The cage bars are arranged in spaces in the laminated core. The laminated core thus preferably has a plurality of teeth, between which the spaces are formed. A cross-sectional area center of the laminated core is preferably arranged closer to the rotor axis than a cross-sectional area center of the cage bars. The laminated core is limited on both sides by the short-circuit rings.

Die Kühlkanäle sind im Aktivkörper in Umfangsrichtung verteilt angeordnet und erstrecken sich entlang der Rotorachse. Vorzugsweise weisen die Kühlkanäle jeweils beidseitig eine der Rotorwelle benachbarte Kanaleinlassöffnung auf. Somit ist ein Kühlfluid von einer Umgebung der Rotorwelle sowie durch die Durchführung zwischen dem einen Kurzschlussring und der Rotorwelle in den Kühlkanal einbringbar bzw. aus dem Kühlkanal sowie durch die Durchführung zwischen dem anderen Kurzschlussring und der Rotorwelle in die Umgebung der Rotorwelle abführbar. Die Kühlkanäle können beispielsweise einen runden, gerundeten, ovalen, rechteckigen, trapezförmigen oder ähnlichen Querschnitt aufweisen.The cooling channels are distributed in the active body in the circumferential direction and extend along the rotor axis. Preferably, the cooling channels each have a channel inlet opening adjacent to the rotor shaft on both sides. A cooling fluid can thus be introduced into the cooling channel from an area surrounding the rotor shaft and through the feedthrough between the one short-circuit ring and the rotor shaft or can be removed from the cooling channel and into the surroundings of the rotor shaft through the feedthrough between the other short-circuit ring and the rotor shaft. The cooling channels can, for example, have a round, rounded, oval, rectangular, trapezoidal or similar cross section.

Es ist bevorzugt, dass mindestens ein Kühlkanal der Kühlkanäle zumindest von einer Seite durch einen Käfigstab begrenzt ist. Die Kühlkanäle können beispielsweise als Bohrungen im Blechpaket ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Kühlkanäle als lokale Freimachungen im Blechpaket zum Vergrößern eines lokalen Abstands des Blechpakets zur Rotorachse ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Kühlkanäle als lokale Freimachungen im Blechpaket zum lokalen Verringern eines Außendurchmessers des Blechpakets ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Kühlkanäle als lokale Freimachungen in den Käfigstäben ausgebildet sein, beispielsweise auf einer der Rotorachse zugewandten und/oder abgewandten Seite der Käfigstäbe und/oder als Längsbohrung in den Käfigstäben. Die auf diese Arten gebildeten Kühlkanäle können auch als innenliegende Kühlkanäle bezeichnet werden, da diese in radialer Richtung nach außen durch die Käfigstäbe und/oder das Blechpaket begrenzt sind.It is preferred that at least one cooling channel of the cooling channels is delimited at least on one side by a cage bar. The cooling channels can, for example, be designed as holes in the laminated core. Alternatively or additionally, the cooling channels can be designed as local clearances in the laminated core to increase a local distance of the laminated core from the rotor axis. Alternatively or additionally, the cooling channels can be designed as local clearances in the laminated core for locally reducing an outer diameter of the laminated core. Alternatively or additionally, the cooling channels can be designed as local clearances in the cage bars, for example on a side of the cage bars facing and/or away from the rotor axis and/or as a longitudinal bore in the cage bars. The cooling channels formed in this way can also be referred to as internal cooling channels, since they are limited in the radial direction to the outside by the cage bars and/or the laminated core.

Ein erfindungsgemäßer Rotor für eine Asynchronmaschine für ein Kraftfahrzeug hat gegenüber herkömmlichen Rotoren den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise bei einer hohen Leistung eine verbesserte Kühlung des Rotors bereitgestellt ist. Zudem ist über die Ausbildung der Kühlkanäle ein Gesamtgewicht des Rotors auf vorteilhafte Weise reduzierbar. Überdies weist der Rotor eine hohe Belastbarkeit und Stabilität auf, sodass der Rotor für Asynchronmaschinen mit hoher Belastung sowie hohen Drehzahlen besonders geeignet ist.A rotor according to the invention for an asynchronous machine for a motor vehicle has the advantage over conventional rotors that improved cooling of the rotor is provided with simple means and in a cost-effective manner with high performance. In addition, the overall weight of the rotor can be advantageously reduced by designing the cooling channels. In addition, the rotor has a high load capacity and stability, making the rotor particularly suitable for asynchronous machines with high loads and high speeds.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Rotor vorgesehen sein, dass mindestens ein Kühlkanal der Kühlkanäle in radialer Richtung eine größere Ausbreitung als in Umfangsrichtung aufweist. Vorzugsweise weisen mehrere der Kühlkanäle, insbesondere eine Gruppe von ähnlich angeordneten Kühlkanälen, oder sämtliche Kühlkanäle in radialer Richtung eine größere Ausbreitung als in Umfangsrichtung auf. Vorzugsweise sind die Kühlkanäle zumindest teilweise schlitzförmig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein durch die Kühlkanäle verursachter Verlust einer Wirkung des Aktivkörpers bei Gewährleistung einer guten Wärmeabfuhr aus dem Aktivkörper reduzierbar ist.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a rotor that at least one of the cooling channels has a greater spread in the radial direction than in the circumferential direction. Preferably, several of the cooling channels, in particular a group of similarly arranged cooling channels, or all cooling channels have a greater spread in the radial direction than in the circumferential direction. The cooling channels are preferably at least partially slot-shaped. This has the advantage that a loss of effect of the active body caused by the cooling channels can be guaranteed using simple means and in a cost-effective manner performance of good heat dissipation from the active body can be reduced.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass das Blechpaket eine Vielzahl von Blechsegmenten aufweist, welche in Umfangsrichtung des Rotors voneinander getrennt sind, wobei mindestens ein Kühlkanalsegment der Kühlkanäle zwischen zwei benachbarten Blechsegmenten ausgebildet ist. Die Blechsegmente sind in Umfangsrichtung der Rotorwelle nebeneinander angeordnet. Die Blechsegmente sind vorzugsweise derart angeordnet, dass die Blechsegmente die Rotorwelle kontaktieren und zusammen mit den Käfigstäben die Rotorwelle vollumfänglich umgeben. Auf diese Weise können die Blechsegmente beispielsweise eine Blechscheibe bilden. Vorzugsweise sind mehrere oder alle Blechscheiben des Blechpakets auf diese Weise gebildet. Die Blechsegmente sind zusammen mit den Käfigstäben vorzugsweise derart angeordnet, dass zwischen zwei benachbarten Blechsegmenten ein Spalt ausgebildet ist, welcher sich zwischen der Rotorwelle und dem Käfigstab erstreckt und somit das Kühlkanalsegment bildet. Die Kühlkanäle sind durch die Zusammenführung der Blechscheiben zum Blechpaket sowie eine fluchtende Anordnung der Kühlkanalsegmente gebildet. Alternativ weisen die Blechsegmente eine Erstreckung entlang der Rotorachse auf, welche einer Erstreckung des Blechpakets entspricht, sodass das mindestens eine Kühlkanalsegment einen kompletten Kühlkanal bildet. Die Blechsegmente sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein Teilabschnitt der Blechsegmente zwischen dem Käfigstab und der Rotorwelle angeordnet ist. Vorzugsweise weisen die Blechsegmente hierfür jeweils einen oder zwei Absätze zur Anlage an einen oder zwei benachbarte Käfigstäbe auf. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Kühlkanäle bereitgestellt sind. Über eine entsprechende Ausbildung des Käfigs sind die Blechsegmente formschlüssig sowie sicher an der Rotorwelle fixierbar.It is preferred according to the invention that the laminated core has a plurality of laminated metal segments which are separated from one another in the circumferential direction of the rotor, with at least one cooling channel segment of the cooling channels being formed between two adjacent laminated metal segments. The sheet metal segments are arranged next to each other in the circumferential direction of the rotor shaft. The sheet metal segments are preferably arranged in such a way that the sheet metal segments contact the rotor shaft and, together with the cage bars, completely surround the rotor shaft. In this way, the sheet metal segments can form a sheet metal disk, for example. Preferably, several or all of the sheet metal disks of the laminated core are formed in this way. The sheet metal segments are preferably arranged together with the cage bars in such a way that a gap is formed between two adjacent sheet metal segments, which extends between the rotor shaft and the cage bar and thus forms the cooling channel segment. The cooling channels are formed by bringing together the sheet metal disks to form a laminated core and by aligning the cooling channel segments. Alternatively, the sheet metal segments have an extension along the rotor axis, which corresponds to an extension of the laminated core, so that the at least one cooling channel segment forms a complete cooling channel. The sheet metal segments are preferably designed in such a way that a portion of the sheet metal segments is arranged between the cage bar and the rotor shaft. For this purpose, the sheet metal segments preferably each have one or two shoulders for contact with one or two adjacent cage bars. This has the advantage that the cooling channels are provided using simple means and in a cost-effective manner. By appropriately designing the cage, the sheet metal segments can be positively and securely fixed to the rotor shaft.

Weiter bevorzugt ist zwischen jeweils zwei Blechsegmenten ein Käfigstab des Käfigs angeordnet. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Anzahl der Blechsegmente in Umfangsrichtung der Anzahl der Käfigstäbe entspricht. Alternativ kann die Anzahl der Blechsegmente in Umfangsrichtung auch das Doppelte der Anzahl der Käfigstäbe betragen. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn benachbarte Blechsegmente einen Formschlussabschnitt zum formschlüssigen Verbinden der Blechsegmente miteinander aufweisen. Durch den Käfig, insbesondere das Zusammenspiel der Käfigstäbe mit den Blechsegmenten sowie der Kurzschlussringe mit den Käfigstäben, ist das Blechpaket somit an der Rotorwelle fixierbar. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Blechsegmente formschlüssig sowie sicher an der Rotorwelle fixierbar sind.More preferably, a cage bar of the cage is arranged between two sheet metal segments. It is preferred that the number of sheet metal segments in the circumferential direction corresponds to the number of cage bars. Alternatively, the number of sheet metal segments in the circumferential direction can also be twice the number of cage bars. In this case, it is preferred if adjacent sheet metal segments have a form-fitting section for positively connecting the sheet metal segments to one another. Due to the cage, in particular the interaction of the cage bars with the sheet metal segments and the short-circuit rings with the cage bars, the laminated core can thus be fixed to the rotor shaft. This has the advantage that the sheet metal segments can be fixed positively and securely to the rotor shaft using simple means and in a cost-effective manner.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann bei einem Rotor vorgesehen sein, dass das Blechpaket eine von der Rotorachse wegweisende Außenfläche eines Käfigstabs in radialer Richtung zumindest teilweise überragt und/oder dass die Außenfläche des Käfigstabs das Blechpaket in radialer Richtung zumindest teilweise überragt. Das Überragen der Außenfläche des Käfigstabs durch das Blechpaket kann beispielsweise durch eine Ausbildung des Käfigstabs realisiert sein, bei welcher die Außenfläche beispielsweise eine Freimachung, beispielsweise mit einem Querschnitt eines Teilkreises, aufweist und/oder in radialer Richtung gegenüber dem Blechpaket eine geringere Entfernung zur Rotorwelle aufweist. Somit sind die zwischen zwei Zähnen des Blechpakets ausgebildeten Zwischenräume teilweise durch die Käfigstäbe ausgefüllt und bilden teilweise den Kühlkanal oder zumindest ein Kühlkanalsegment. Das Überragen des Blechpakets durch die Käfigstäbe kann beispielsweise durch eine Ausbildung des Blechpakets realisiert sein, bei welcher eine Paketaußenfläche des Blechpakets beispielsweise eine Freimachung, beispielsweise mit einem Querschnitt eines Teilkreises, aufweist und/oder in radialer Richtung gegenüber dem Käfigstab eine geringere Entfernung zur Rotorwelle aufweist. Somit sind zwischen benachbarten Käfigstäben und der Paketaußenfläche Freiräume ausgebildet, welche den Kühlkanal oder zumindest ein Kühlkanalsegment bilden. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Käfigstäbe die Kurzschlussringe in radialer Richtung nach außen ebenfalls überragen, sodass ein Zugang zu den Kühlkanälen verbessert ist. Die auf diese Arten gebildeten Kühlkanäle können auch als außenliegende Kühlkanäle bezeichnet werden, da diese in radialer Richtung von der Rotorachse einen maximalen Abstand aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Kühlkanäle bereitstellbar sind.In a particularly preferred embodiment of the invention, it can be provided in a rotor that the laminated core at least partially projects beyond an outer surface of a cage bar pointing away from the rotor axis in the radial direction and/or that the outer surface of the cage bar at least partially projects beyond the laminated core in the radial direction. The protruding beyond the outer surface of the cage bar by the laminated core can be realized, for example, by designing the cage bar in which the outer surface has, for example, a clearance, for example with a cross section of a partial circle, and / or has a smaller distance to the rotor shaft in the radial direction compared to the laminated core . Thus, the spaces formed between two teeth of the laminated core are partially filled by the cage bars and partially form the cooling channel or at least a cooling channel segment. The cage bars protruding beyond the laminated core can be realized, for example, by designing the laminated core in which an outer surface of the laminated core has, for example, a clearance, for example with a cross section of a partial circle, and/or is at a smaller distance from the rotor shaft in the radial direction compared to the cage bar . Free spaces are thus formed between adjacent cage bars and the outer surface of the package, which form the cooling channel or at least a cooling channel segment. It is preferred here if the cage bars also project beyond the short-circuit rings in the radial direction outwards, so that access to the cooling channels is improved. The cooling channels formed in this way can also be referred to as external cooling channels, since they have a maximum distance from the rotor axis in the radial direction. This has the advantage that the cooling channels can be provided using simple means and in a cost-effective manner.

Vorzugsweise weist der Aktivkörper zwischen den Kurzschlussringen auf einer von der Rotorachse wegweisenden Körperaußenfläche eine Bandage auf. Die Bandage ist vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet. Die Verstärkungsfasern weisen vorzugsweise Kohlefasern und/oder Glasfasern und/oder Aramidfasern auf. Als Matrixwerkstoff ist vorzugsweise ein Werkstoff mit einem verhältnismäßig hohen Schmelzpunkt bevorzugt, um im Betrieb des Rotors eine hohe Festigkeit zu gewährleisten. Die Bandage ist vorzugsweise durch Wickeln von trockenen oder vorimprägnierten Verstärkungsfasern erzeugt. Die trockenen Verstärkungsfasern sind nach dem Wickeln mit dem Matrixwerkstoff benetzt. Die beim Wickeln imprägnierten Verstärkungsfasern können anschließend zusätzlich mit dem Matrixwerkstoff benetzt sein. Die Kurzschlussringe sind beispielsweise neben der Bandage angeordnet. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Bandage das komplette Blechpaket vollumfänglich sowie über dessen gesamte Längserstreckung entlang der Rotorachse umgibt. Alternativ kann die Bandage derart angeordnet sein, dass lediglich ein sicherer Halt des Blechpakets, beispielsweise der Blechsegmente des Blechpakets, sowie der Käfigstäbe gewährleistet ist. Hierbei ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass mindestens ein Kühlkanal durch die Bandage in radialer Richtung nach außen begrenzt ist. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Stabilität des Rotors verbessert ist. Somit weist der Rotor eine höhere Belastbarkeit auf, ist bei verhältnismäßig hohen Drehzahlen sicher einsetzbar und weist vor allem bei hohen Drehzahlen eine besonders geringe Geräuschemission auf.The active body preferably has a bandage between the short-circuit rings on an outer body surface facing away from the rotor axis. The bandage is preferably made of a fiber-reinforced plastic. The reinforcing fibers preferably have carbon fibers and/or glass fibers and/or aramid fibers. A material with a relatively high melting point is preferred as the matrix material in order to ensure high strength during operation of the rotor. The bandage is preferably produced by winding dry or pre-impregnated reinforcing fibers. After winding, the dry reinforcing fibers are wetted with the matrix material. The reinforcing fibers impregnated during winding can then be used must also be wetted with the matrix material. The short-circuit rings are arranged, for example, next to the bandage. According to the invention, it can be provided that the bandage completely surrounds the entire laminated core and over its entire longitudinal extent along the rotor axis. Alternatively, the bandage can be arranged in such a way that only a secure hold of the laminated core, for example the laminated metal segments of the laminated core, and the cage bars is guaranteed. In this case, according to the invention, it is preferred that at least one cooling channel is delimited outwards in the radial direction by the bandage. This has the advantage that the stability of the rotor is improved using simple means and in a cost-effective manner. The rotor therefore has a higher load capacity, can be used safely at relatively high speeds and has particularly low noise emissions, especially at high speeds.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umgibt die Bandage einen der Kurzschlussringe oder beide Kurzschlussringe in Umfangsrichtung. Auf diese Weise ist eine verbesserte mechanische Anbindung des Blechpakets an die Kurzschlussringe erreichbar. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Stabilität des Rotors verbessert ist. Somit weist der Rotor eine höhere Belastbarkeit auf, ist bei verhältnismäßig hohen Drehzahlen sicher einsetzbar und weist vor allem bei hohen Drehzahlen eine besonders geringe Geräuschemission auf.According to a preferred embodiment of the invention, the bandage surrounds one of the short-circuit rings or both short-circuit rings in the circumferential direction. In this way, an improved mechanical connection of the laminated core to the short-circuit rings can be achieved. This has the advantage that the stability of the rotor is improved using simple means and in a cost-effective manner. The rotor therefore has a higher load capacity, can be used safely at relatively high speeds and has particularly low noise emissions, especially at high speeds.

Besonders bevorzugt ist mindestens ein Käfigstab der Käfigstäbe durch ein Halteelement in radialer Richtung am Blechpaket gehalten. Das Halteelement kann beispielsweise als Stabelement ausgebildet sein, welches eine längliche Erstreckung entlang der Rotorachse aufweist. Das Halteelement ist vorzugsweise in Nuten des Blechpakets angeordnet und kontaktiert eine Außenfläche des Käfigstabs. Vorzugsweise sind mehrere oder sämtliche Käfigstäbe derart am Blechpaket gehalten. Ein Kühlkanal ist somit beispielsweise durch das Blechpaket sowie das Halteelement begrenzt und in radialer Richtung nach außen offen oder durch eine Bandage begrenzt. Vorzugsweise weist das Halteelement ein Material mit verhältnismäßig hoher Wärmeleitfähigkeit, wie beispielsweise Kupfer oder Aluminium, auf oder ist aus einem solchen Material gebildet. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Stabilität des Rotors verbessert ist. Somit weist der Rotor eine höhere Belastbarkeit auf, ist bei verhältnismäßig hohen Drehzahlen sicher einsetzbar und weist vor allem bei hohen Drehzahlen eine besonders geringe Geräuschemission auf.Particularly preferably, at least one cage bar of the cage bars is held on the laminated core in the radial direction by a holding element. The holding element can be designed, for example, as a rod element which has an elongated extension along the rotor axis. The holding element is preferably arranged in grooves of the laminated core and contacts an outer surface of the cage bar. Preferably, several or all of the cage bars are held on the laminated core in this way. A cooling channel is therefore delimited, for example, by the laminated core and the holding element and is open to the outside in the radial direction or delimited by a bandage. The holding element preferably has a material with relatively high thermal conductivity, such as copper or aluminum, or is formed from such a material. This has the advantage that the stability of the rotor is improved using simple means and in a cost-effective manner. The rotor therefore has a higher load capacity, can be used safely at relatively high speeds and has particularly low noise emissions, especially at high speeds.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Asynchronmaschine für ein Kraftfahrzeug gelöst. Die Asynchronmaschine weist einen mehrphasigen Stator mit einer Mehrzahl von Statorwicklungen auf. Erfindungsgemäß weist die Asynchronmaschine einen erfindungsgemäßen Rotor auf. Der Stator ist vorzugsweise dreiphasig ausgebildet. Zur Erzeugung eines um die Rotorachse rotierenden Felds weist der Stator vorzugsweise mehrere Statorspulen auf. Die Statorspulen weisen einen Spulendraht auf und können durch Wicklungsdraht, Hairpins oder dergleichen gebildet sein. Der Spulendraht ist vorzugsweise in Statornuten eines Statorgrundkörpers angeordnet.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by an asynchronous machine for a motor vehicle. The asynchronous machine has a multi-phase stator with a plurality of stator windings. According to the invention, the asynchronous machine has a rotor according to the invention. The stator is preferably designed to be three-phase. To generate a field rotating around the rotor axis, the stator preferably has a plurality of stator coils. The stator coils have a coil wire and can be formed by winding wire, hairpins or the like. The coil wire is preferably arranged in stator slots of a stator base body.

Bei der erfindungsgemäßen Asynchronmaschine für ein Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Rotor für eine Asynchronmaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat die erfindungsgemäße Asynchronmaschine gegenüber herkömmlichen Asynchronmaschinen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise bei einer hohen Leistung eine verbesserte Kühlung des Rotors bereitgestellt ist. Zudem ist über die Ausbildung der Kühlkanäle ein Gesamtgewicht des Rotors und somit der Asynchronmaschine auf vorteilhafte Weise reduzierbar. Überdies weist der Rotor eine hohe Belastbarkeit und Stabilität auf, sodass die Asynchronmaschine für hohe Belastungen sowie hohe Drehzahlen besonders geeignet ist.The asynchronous machine according to the invention for a motor vehicle has all the advantages that have already been described for a rotor for an asynchronous machine for a motor vehicle according to the first aspect of the invention. Accordingly, the asynchronous machine according to the invention has the advantage over conventional asynchronous machines that improved cooling of the rotor is provided with simple means and in a cost-effective manner with high performance. In addition, the overall weight of the rotor and thus of the asynchronous machine can be advantageously reduced by designing the cooling channels. The rotor also has a high load capacity and stability, making the asynchronous machine particularly suitable for high loads and high speeds.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebssystem gelöst. Erfindungsgemäß weist das Antriebssystem zum Antreiben des Kraftfahrzeugs eine erfindungsgemäße Asynchronmaschine auf. Das Antriebssystem kann beispielsweise als elektrisches Antriebssystem oder als hybrides Antriebssystem ausgebildet sein. Ein elektrisches Antriebssystem weist zum Antreiben des Kraftfahrzeugs nur einen oder mehrere Elektromotoren, wie beispielsweise die erfindungsgemäße Asynchronmaschine auf. Für die Bereitstellung elektrischer Energie kann das elektrische Antriebssystem beispielsweise eine Traktionsbatterie aufweisen. Es kann ferner vorgesehen sein, dass das elektrische Antriebssystem für die Bereitstellung elektrischer Energie eine Brennstoffzelle aufweist. Ein hybrides Antriebssystem weist zum Antreiben des Kraftfahrzeugs zusätzlich noch eine Verbrennungskraftmaschine auf.According to a third aspect of the invention, the object is achieved by a motor vehicle with a drive system. According to the invention, the drive system for driving the motor vehicle has an asynchronous machine according to the invention. The drive system can be designed, for example, as an electric drive system or as a hybrid drive system. An electric drive system has only one or more electric motors, such as the asynchronous machine according to the invention, to drive the motor vehicle. To provide electrical energy, the electric drive system can have, for example, a traction battery. It can also be provided that the electric drive system has a fuel cell for providing electrical energy. A hybrid drive system also has an internal combustion engine to drive the motor vehicle.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Rotor für eine Asynchronmaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie zu einer Asynchronmaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise bei einer hohen Leistung eine verbesserte Kühlung des Rotors bereitgestellt ist. Zudem ist über die Ausbildung der Kühlkanäle ein Gesamtgewicht des Rotors und somit des Kraftfahrzeugs auf vorteilhafte Weise reduzierbar. Überdies weist der Rotor eine hohe Belastbarkeit und Stabilität auf, sodass das Kraftfahrzeug eine Asynchronmaschine aufweist, die für hohe Belastungen sowie hohe Drehzahlen besonders geeignet ist.The motor vehicle according to the invention has all the advantages that have already been described for a rotor for an asynchronous machine for a motor vehicle according to the first aspect of the invention and for an asynchronous machine for a motor vehicle according to the second aspect of the invention. Accordingly, this has Motor vehicle according to the invention has the advantage over conventional motor vehicles that improved cooling of the rotor is provided with simple means and in a cost-effective manner with high performance. In addition, the overall weight of the rotor and thus of the motor vehicle can be advantageously reduced by designing the cooling channels. In addition, the rotor has a high load capacity and stability, so that the motor vehicle has an asynchronous machine that is particularly suitable for high loads and high speeds.

Ein erfindungsgemäßer Rotor für eine Asynchronmaschine für ein Kraftfahrzeug, eine erfindungsgemäße Asynchronmaschine für ein Kraftfahrzeug sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug mit einem Antriebssystem werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

1 in einer perspektivischen Ansicht einen Rotor gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsform der Erfindung,
2 in einer Schnittdarstellung den Rotor aus 1,
3 in einer weiteren Schnittdarstellung den Rotor aus 1,
4 in einer Schnittdarstellung einen Rotor gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform der Erfindung,
5 in einer Schnittdarstellung den Rotor aus 4,
6 in einer Schnittdarstellung einen Rotor gemäß einer bevorzugten dritten Ausführungsform der Erfindung,
7 in einer Schnittdarstellung den Rotor aus 6,
8 in einer perspektivischen Ansicht eine Asynchronmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und
9 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.

A rotor according to the invention for an asynchronous machine for a motor vehicle, an asynchronous machine according to the invention for a motor vehicle and a motor vehicle according to the invention with a drive system are explained in more detail below with reference to drawings. They show schematically:

1 in a perspective view a rotor according to a preferred first embodiment of the invention,
2 in a sectional view of the rotor 1 ,
3 in another sectional view of the rotor 1 ,
4 in a sectional view a rotor according to a preferred second embodiment of the invention,
5 in a sectional view of the rotor 4 ,
6 in a sectional view a rotor according to a preferred third embodiment of the invention,
7 in a sectional view of the rotor 6 ,
8th in a perspective view an asynchronous machine according to a preferred embodiment of the invention, and
9 in a side view a preferred embodiment of a motor vehicle according to the invention.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 9 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of operation are in the 1 to 9 each provided with the same reference numerals.

In 1 ist ein Rotor 1 gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch in einer perspektivischen Ansicht abgebildet. Der Rotor 1 weist eine Rotorwelle 4 mit einer Rotorachse 5 auf. Auf einem zentralen Bereich der Rotorwelle 4 ist ein Aktivkörper 6 angeordnet. Der Aktivkörper 6 weist ein Blechpaket 7 auf, welches aus einer Vielzahl von in einer Umfangsrichtung U des Rotors 1 nebeneinander angeordneten Blechsegmenten 12 gebildet ist. Zwischen benachbarten Blechsegmenten 12 ist ein spaltförmiger Kühlkanal 11 ausgebildet. Von einem Käfig 8 des Aktivkörpers 6 ist in dieser Ansicht nur ein Kurzschlussring 10 erkennbar. Ferner weist der Aktivkörper 6 eine Bandage 15 auf, welche den Aktivkörper 6 in Umfangsrichtung U sowie entlang der Rotorachse 5 vollständig umgibt.In 1 a rotor 1 according to a preferred first embodiment of the invention is shown schematically in a perspective view. The rotor 1 has a rotor shaft 4 with a rotor axis 5. An active body 6 is arranged on a central area of the rotor shaft 4. The active body 6 has a laminated core 7, which is formed from a plurality of laminated metal segments 12 arranged next to one another in a circumferential direction U of the rotor 1. A gap-shaped cooling channel 11 is formed between adjacent sheet metal segments 12. Of a cage 8 of the active body 6, only a short-circuit ring 10 can be seen in this view. Furthermore, the active body 6 has a bandage 15 which completely surrounds the active body 6 in the circumferential direction U and along the rotor axis 5.

2 zeigt den Rotor 1 aus 1 schematisch in einer Schnittdarstellung. In dieser Ansicht ist der Käfig 8 des Aktivkörpers 6 erkennbar. Der Käfig 8 weist eine Vielzahl von Käfigstäben 9 auf, die sich entlang der Rotorachse 5 erstrecken und beidseitig durch die Kurzschlussringe 10 gehalten sowie durch diese kurzgeschlossen sind, beispielsweise durch Schweißen. Die Bandage 15 kontaktiert eine Außenfläche 13 der Käfigstäbe 9 sowie einen Teil einer Ringaußenfläche 21 der Kurzschlussringe 10. 2 shows rotor 1 1 schematically in a sectional view. The cage 8 of the active body 6 can be seen in this view. The cage 8 has a plurality of cage bars 9 which extend along the rotor axis 5 and are held on both sides by the short-circuit rings 10 and are short-circuited by them, for example by welding. The bandage 15 contacts an outer surface 13 of the cage bars 9 and a part of an outer ring surface 21 of the short-circuit rings 10.

In 3 ist der Rotor 1 aus 1 schematisch in einer weiteren Schnittdarstellung abgebildet. In dieser Ansicht sind die zwischen benachbarten Blechsegmenten 12 ausgebildeten Kühlkanäle 11 besonders gut erkennbar. Überdies ist erkennbar, dass die Bandage 15 eine Körperaußenfläche 14 des Blechpakets 7 sowie die Außenfläche 13 der Käfigstäbe 9 kontaktiert und somit einen festen Halt der Komponenten des Aktivkörpers 6 gewährleistet. In dieser Ansicht ist durch die Kühlkanäle 11 der am Ende des Aktivkörpers 6 angeordnete Kurzschlussring 10 erkennbar.In 3 rotor 1 is off 1 shown schematically in another sectional view. In this view, the cooling channels 11 formed between adjacent sheet metal segments 12 can be seen particularly well. Furthermore, it can be seen that the bandage 15 contacts an outer body surface 14 of the laminated core 7 as well as the outer surface 13 of the cage bars 9 and thus ensures a firm hold of the components of the active body 6. In this view, the short-circuit ring 10 arranged at the end of the active body 6 can be seen through the cooling channels 11.

4 zeigt einen Rotor 1 gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform der Erfindung schematisch in einer Schnittdarstellung. In 5 ist der Rotor 1 aus 4 schematisch in einer weiteren Schnittdarstellung abgebildet. Der Rotor 1 gemäß der bevorzugten zweiten Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von dem in 1 bis 3 dargestellten Rotor 1 gemäß der bevorzugten ersten Ausführungsform der Erfindung in einer Ausbildung der Außenfläche 13 der Käfigstäbe 9. Die Außenfläche 13 weist eine konkave Ausnehmung auf, sodass das Blechpaket 7 die Außenfläche 13 in radialer Richtung R zumindest teilweise überragt. Somit ist zwischen jeweils einer dieser Ausnehmungen und der Bandage 15 ein weiterer Kühlkanal 11 gebildet. Dieser Rotor 1 weist somit innenliegende Kühlkanäle 11 und außenliegende Kühlkanäle 11 auf. 4 shows a rotor 1 according to a preferred second embodiment of the invention schematically in a sectional view. In 5 rotor 1 is off 4 shown schematically in another sectional view. The rotor 1 according to the preferred second embodiment of the invention differs from that in 1 to 3 shown rotor 1 according to the preferred first embodiment of the invention in a design of the outer surface 13 of the cage bars 9. The outer surface 13 has a concave recess, so that the laminated core 7 at least partially projects beyond the outer surface 13 in the radial direction R. A further cooling channel 11 is therefore formed between one of these recesses and the bandage 15. This rotor 1 thus has internal cooling channels 11 and external cooling channels 11.

6 zeigt einen Rotor 1 gemäß einer bevorzugten dritten Ausführungsform der Erfindung schematisch in einer Schnittdarstellung. In 7 ist der Rotor 1 aus 6 schematisch in einer weiteren Schnittdarstellung abgebildet. Der Rotor 1 gemäß der bevorzugten dritten Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von dem in 1 bis 3 dargestellten Rotor 1 gemäß der bevorzugten ersten Ausführungsform der Erfindung in einer Ausbildung in mehreren Details. Die Käfigstäbe 9 weisen in radialer Richtung R eine geringere Erstreckung auf als das Blechpaket 7 und sind über sich entlang der Rotorachse 5 sowie in Umfangsrichtung U in das Blechpaket 7 erstreckende Halteelemente 16 gesichert. Die Halteelemente 16kontaktieren hierbei die Außenflächen 13 der Käfigstäbe 9. Das Blechpaket 7 ist vorzugsweise aus mehreren hintereinander angeordneten Blechscheiben zusammengesetzt und weist vorzugsweise keine in Umfangsrichtung U voneinander getrennte Blechsegmente 12 auf. Zwischen dem Halteelement 16 und benachbarten Wandungen des Blechpakets 7 ist ein Kühlkanal 11 ausgebildet. 6 shows a rotor 1 according to a preferred third embodiment of the invention schematically in a sectional view. In 7 rotor 1 is off 6 shown schematically in another sectional view. The rotor 1 according to the preferred third embodiment of the invention differs from that in 1 to 3 shown rotor 1 according to the preferred first Embodiment of the invention in a training in several details. The cage bars 9 have a smaller extension in the radial direction R than the laminated core 7 and are secured by holding elements 16 which extend along the rotor axis 5 and in the circumferential direction U into the laminated core 7. The holding elements 16 contact the outer surfaces 13 of the cage bars 9. The laminated core 7 is preferably composed of several sheet metal disks arranged one behind the other and preferably does not have any sheet metal segments 12 separated from one another in the circumferential direction U. A cooling channel 11 is formed between the holding element 16 and adjacent walls of the laminated core 7.

8 zeigt eine Asynchronmaschine 2 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schematisch in einer perspektivischen Ansicht. Die Asynchronmaschine 2 weist einen erfindungsgemäßen Rotor 1 auf, der von einem Stator 17 umgeben ist. Der Stator 17 weist eine Statorwicklung 18 aus Hairpins auf. 8th shows an asynchronous machine 2 according to a preferred embodiment of the invention schematically in a perspective view. The asynchronous machine 2 has a rotor 1 according to the invention, which is surrounded by a stator 17. The stator 17 has a stator winding 18 made of hairpins.

In 9 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 3 schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Das Kraftfahrzeug 3 weist ein Antriebssystem 19 mit einer erfindungsgemäßen Asynchronmaschine 2 zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 3 sowie eine Traktionsbatterie 20 zum Bereitstellen elektrischer Energie zum Betreiben der Asynchronmaschine 2 auf. Das Antriebssystem 19 ist in diesem Ausführungsbeispiel als rein elektrisches Antriebssystem 19 ausgebildet. Die erfindungsgemäße Asynchronmaschine 2 weist einen Stator 17 sowie einen erfindungsgemäßen Rotor 1 auf.In 9 a preferred embodiment of a motor vehicle 3 according to the invention is shown schematically in a side view. The motor vehicle 3 has a drive system 19 with an asynchronous machine 2 according to the invention for driving the motor vehicle 3 and a traction battery 20 for providing electrical energy for operating the asynchronous machine 2. The drive system 19 is designed as a purely electric drive system 19 in this exemplary embodiment. The asynchronous machine 2 according to the invention has a stator 17 and a rotor 1 according to the invention.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: Rotorrotor
22: AsynchronmaschineAsynchronous machine
33: Kraftfahrzeugmotor vehicle
44: RotorwelleRotor shaft
55: RotorachseRotor axis
66: AktivkörperActive body
77: BlechpaketSheet metal package
88th: KäfigCage
99: Käfigstabcage bar
1010: KurzschlussringShort circuit ring
1111: KühlkanalCooling channel
1212: BlechsegmentSheet metal segment
1313: Außenflächeexternal surface
1414: Körperaußenflächeexternal surface of the body
1515: Bandagebandage
1616: HalteelementHolding element
1717: Statorstator
1818: StatorwicklungStator winding
1919: AntriebssystemDrive system
2020: TraktionsbatterieTraction battery
2121: Ringaußenfläche Ring outer surface
RR: radiale Richtungradial direction
UU: UmfangsrichtungCircumferential direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 20110080068 A1 [0002]
CN 113437811 A1 [0002]
DE 102015202004 A1 [0002]

Claims

Rotor (1) for an asynchronous machine (2) for a motor vehicle (3), having a rotor shaft (4) with a rotor axis (5) and an active body (6) arranged on the rotor shaft (4), the active body (6) being a laminated core (7) and a cage (8) penetrating the laminated core (7) with a plurality of cage bars (9) and each with an end-side short-circuit ring (10), via which the cage bars (9) are short-circuited, characterized in that in Active body (6) distributed in the circumferential direction (U) and extending along the rotor axis (5) cooling channels (11) are formed.

Rotor (1). Claim 1 , characterized in that at least one cooling channel (11) of the cooling channels (11) has a greater spread in the radial direction (R) than in the circumferential direction (U).

Rotor (1). Claim 1 or 2 , characterized in that the laminated core (7) has a plurality of sheet metal segments (12) which are separated from one another in the circumferential direction (U) of the rotor (1), with at least one cooling channel segment of the cooling channels (11) between two adjacent sheet metal segments (12) is trained.

Rotor (1). Claim 3 , characterized in that a cage bar (9) of the cage (8) is arranged between two sheet metal segments (12).

Rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the laminated core (7) at least partially projects beyond an outer surface (13) of a cage bar (9) facing away from the rotor axis (5) in the radial direction (R) and / or that Outer surface (13) of the cage bar (9) at least partially projects beyond the laminated core (7) in the radial direction (R).

Rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the active body (6) has a bandage (15) between the short-circuit rings (10) on an outer body surface (14) facing away from the rotor axis (5).

Rotor (1). Claim 6 , characterized in that the bandage (15) surrounds one of the short-circuit rings (10) or both short-circuit rings (10) in the circumferential direction (U).

Rotor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one cage bar (9) of the cage bars (9) is held on the laminated core (7) in the radial direction (R) by a holding element (16).

Asynchronous machine (2) for a motor vehicle (3), having a multi-phase stator (17) with a plurality of stator windings (18), characterized in that the asynchronous machine (2) has a rotor (1) according to one of the preceding claims.

Motor vehicle (3) with a drive system (19), characterized in that the drive system (19) for driving the motor vehicle (3) is an asynchronous machine (2). Claim 9 having.