EP4078776A1 - Stator für eine elektrische maschine, elektrische maschine und fahrzeug - Google Patents

Stator für eine elektrische maschine, elektrische maschine und fahrzeug

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Publication number
EP4078776A1
EP4078776A1 EP20824205.7A EP20824205A EP4078776A1 EP 4078776 A1 EP4078776 A1 EP 4078776A1 EP 20824205 A EP20824205 A EP 20824205A EP 4078776 A1 EP4078776 A1 EP 4078776A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stator
hairpin
hairpin element
element arrangement
electrical machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20824205.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian FINGER-ALBERT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo eAutomotive Germany GmbH
Original Assignee
Valeo eAutomotive Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo eAutomotive Germany GmbH filed Critical Valeo eAutomotive Germany GmbH
Publication of EP4078776A1 publication Critical patent/EP4078776A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
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    • H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • H02K3/505—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto for large machine windings, e.g. bar windings

Definitions

  • the present invention relates to a stator for an electrical machine, to summarize a stator core with stator slots, which are formed along an axial direction with respect to Lich a central axis of the stator and distributed in a circumferential direction with respect to the central axis; and a hairpin winding with a multiplicity of hairpin element arrangements arranged in the stator slots, each of which protrudes from the stator core at the end.
  • the invention also relates to an electrical machine and a vehicle.
  • Hairpin stators have become the focus of industrial development efforts, particularly in the field of electric drives for vehicles. Compared to distributed windings, they allow a largely automated production, because there is no need for the laborious pulling in of windings formed from thin wires.
  • Document DE 102017 201 533 A1 discloses a stator for an electrical machine, comprising an annular laminated core with a longitudinal axis and with several grooves each extending along the longitudinal axis, several connecting wires designed as hairpins, which are each arranged in the grooves to form a ring , and an insulating layer of the grooves, which is arranged on the inside and designed as insulating paper.
  • the insulating paper not only serves as an electrical insulator, but also for positioning the hairpin element arrangements in the stator slots.
  • the insulating paper is inserted into the stator slots and completely lines the stator slots.
  • the hairpin element arrangements are then pushed into the stator slots so that the insulating paper separates the hairpin element arrangements from the stator core.
  • the arrangement formed in this way is typically fixed by an impregnation process.
  • the disadvantage of such stators is that the insulation paper allows only low positioning accuracy and also forms a thermal insulator between the hairpin element arrangements and the stator core.
  • the invention is based on the object of specifying an improved option for arranging a hairpin winding in a stator core.
  • the invention proposes a stator of the type mentioned, further comprising at least one insulation device with a body in which a plurality of through openings distributed in the circumferential direction is formed, with a respective hairpin element arrangement penetrating one of the through openings and the The insulation device specifies a distance between the hairpin element arrangement and an edge of the stator groove that receives the hairpin element arrangement.
  • the invention is based on the idea of realizing a defined position of the hairpine element arrangements within a respective stator groove through the Isolationsvor direction, the passage openings of which define the position of the hairpin element arrangements with respect to the stator grooves. It can be dispensed with conventionally used insulation paper, which is complex to introduce in individual work steps in the stator. The electrical insulation of the hairpin winding with respect to the stator core is ensured in the stator according to the invention by the distance given by the insulation device.
  • a hairpin winding in the sense of the present invention is a winding that is formed from essentially rigid, possibly curved, shaped conductors.
  • the term “hairpin winding” for hairpin winding is also known, so that the term “hairpin” - also in word combinations - can be replaced by “hairpin”.
  • the body of the isolation device is annular.
  • a central axis of the isolation device preferably corresponds to the central axis of the stator.
  • an edge of a respective through opening has projections which point into the through opening and which define the spacing.
  • the projections create suitable support points or support surfaces for the hairpin element arrangement in order to reliably predetermine its distance from the stator groove.
  • each hairpin element arrangement has a plurality of hairpin elements which are arranged in a layered manner in a layering direction with respect to the central axis in the stator groove.
  • one of the projections is formed for a respective hairpin element of the hairpin element arrangement on one or on a respective edge section of the through opening which extends along or parallel to the layering direction.
  • each hairpin element can be supported separately, in particular on both sides, for specifying the distance.
  • one or a respective hairpin element of the hairpin element arrangement which is outer with respect to the layering direction is formed on an edge section of the through opening which extends transversely to the layering direction, one of the projections. In this way, the hairpin element arrangement can be reliably supported along the layering direction for specifying the distance.
  • the layering direction typically runs along a radial direction with respect to the central axis of the stator.
  • a casting compound surrounding the hairpin element arrangements is arranged in the stator slots.
  • the heat generated during operation of the electrical machine can be dissipated to the stator core via the potting compound.
  • the cooling of the hairpin winding can be considerably improved. This is because the heat can be dissipated directly from the potting compound to the stator core.
  • the improved heat dissipation increases the efficiency of the electrical machine; in particular, its continuous output can be increased.
  • the potting compound is preferably a hardened resin.
  • the potting compound can essentially completely fill a space between the stator groove and the hairpin element arrangements and seal it off essentially without air. In this way, the heat dissipation can be increased further. “Essentially” only means taking into account unwanted manufacturing tolerances.
  • an insulation device is preferably arranged on an end face of the stator core.
  • Such an insulation device can therefore also be regarded as a stator end disk.
  • an insulation device can be arranged on the other end face of the stator core opposite the end face.
  • the hairpin winding is supported on both sides to specify the distance.
  • Such an insulation device can also be regarded as a stator end disk.
  • stator core is subdivided into at least two partial stator cores along the axial direction, an insulation device being arranged between a respective pair of adjacent partial stator cores. So can be an additional tangential or radial support of the hairpin winding can be realized. A combined tangential and radial support can also be made possible.
  • an electrical machine comprising a stator according to the invention and a rotor which is rotatably arranged within the stator.
  • the object on which the invention is based is achieved by a vehicle comprising an electrical machine according to the invention, which is designed to drive the vehicle.
  • Fig. 1 is a perspective view of an end face of a first gameforsbei of the stator according to the invention
  • Fig. 2 is a sectional detailed view of the stator according to the first Ausry approximately example
  • Fig. 3 is a perspective detailed view of the stator according to the first Ausry approximately example
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of a second exemplary embodiment of the stator according to the invention.
  • FIG. 5 shows a schematic diagram of a third exemplary embodiment of the stator according to the invention.
  • 6 is a schematic diagram of an embodiment of the vehicle according to the invention with an embodiment of the electrical machine according to the invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of an end face of a first embodiment of a stator 1.
  • the stator 1 comprises a stator core 2 with - concealed in Fig. 1 - stator slots 3 (see Fig. 2 and Fig. 3), which are formed along an axial direction with respect to a central axis 4 of the stator.
  • the stator slots 3 are distributed with respect to the central axis 4 in a circumferential direction in the stator core 2.
  • the stator 1 comprises a Flairpin winding 5 with a multiplicity of Flairpinelementanord openings 6 distributed in the circumferential direction in the stator slots 3, each of which protrudes from the stator core 2 at the end.
  • the Flairpin winding 5 thus forms 2 winding heads 7 on both end faces of the stator core.
  • an Isolationsvor device 8 is provided in the stator 1 according to the first embodiment.
  • This has an annular body 9 in which a multiplicity of through openings 10 arranged distributed in the circumferential direction is formed.
  • a respective Flairpin element arrangement 6 penetrates one of the through openings 10.
  • Fig. 2 is a sectional detailed view of the stator 1 according to the first Ausry approximately example.
  • the isolation device 8 (see FIG. 1) is a distance between the Flairpinele element arrangement 6 and an edge 11 of the stator groove 3 that receives it.
  • Fig. 3 is a perspective detailed view of the stator 1 according to the first exemplary embodiment from. Only one, shown in the middle in Fig. 3, Flairpinelementan order 6 is shown in full, whereas other stator slots 3 are unoccupied or are shown only partially occupied in order to be able to write the isolation device 8 more precisely.
  • Each hairpin element arrangement 6 comprises several, in the present example four, hairpin elements 12a, 12b, which are arranged in layers in the stator slot 3 in a layering direction symbolized by an arrow 13 with respect to the central axis 4 (see FIG. 1).
  • Each through opening 10 of the Isolationsvorrich device 8 comprises two edge sections 14a, 14b, which extend along the direction of lamination, and two edge sections 15a, 15b, which extend transversely to the direction of lamination.
  • a projection 16 is formed on the opposite edge sections 14a, 14b.
  • a projection 17 is provided for each outer Flairpin element 12a with respect to the layering direction on the edge sections 15a, 15b extending transversely to the layering direction.
  • stator slots 3 are filled with a potting compound surrounding the Flairpin element arrangements 6. This is a hardened Flarz.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a second exemplary embodiment of a stator 1.
  • two insulation devices 8 of the same type are arranged on both opposite end faces of the stator core 2.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a third exemplary embodiment of a stator 1.
  • the stator core 2 is divided into two partial stator cores 18.
  • a further insulation device 8 is arranged between the adjacent partial stator cores 18, which is madebil det essentially corresponding to the two other insulation devices 8 We.
  • the stator core 2 can also be subdivided into more than two partial stator cores 18, an insulation device 8 being provided between a respective adjacent pair of partial stator cores 18.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of an exemplary embodiment of a vehicle 19 with an exemplary embodiment of an electrical machine 20.
  • the electrical machine 20 is set up to drive the vehicle 19 and comprises a stator 1 according to one of the exemplary embodiments described above, in which a rotatable Rotor 21 is arranged.
  • the vehicle is an electric vehicle (BEV) or a flybridge vehicle.
  • BEV electric vehicle
  • flybridge vehicle As can be seen, the central axis 4 corresponds to the axis of rotation of the rotor 21.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

Stator (1) für eine elektrische Maschine (20), umfassend - einen Statorkern (2) mit Statornuten (3), die entlang einer Axialrichtung bezüglich einer Mittelachse (4) des Stators (1) ausgebildet und in einer Umfangsrichtung bezüglich der Mittelachse (4) verteilt angeordnet sind; - eine Hairpinwicklung (5) mit einer Vielzahl von in den Statornuten (3) angeordneten Hairpinelementanordnungen (6), die jeweils stirnseitig aus dem Statorkern (2) heraustreten; und wenigstens eine Isolationsvorrichtung (8) mit einem Körper (9), in dem eine Vielzahl von in der Umfangsrichtung verteilt angeordneten Durchgangsöffnungen (10) ausgebildet ist; wobei eine jeweilige Hairpinelementanordnung (6) eine der Durchgangsöffnungen (10) durchsetzt und die Isolationsvorrichtung (8) einen Abstand der Hairpinelementanordnung (6) zu einem Rand (11) der die Hairpinelementanordnung (6) aufnehmenden Statornut (3) vorgibt.

Description

Stator für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine und Fahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, um fassend einen Statorkern mit Statornuten, die entlang einer Axialrichtung bezüg lich einer Mittelachse des Stators ausgebildet und in einer Umfangsrichtung be züglich der Mittelachse verteilt angeordnet sind; und eine Hairpinwicklung mit ei ner Vielzahl von in den Statornuten angeordneten Hairpinelementanordnungen, die jeweils stirnseitig aus dem Statorkern heraustreten.
Daneben betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine und ein Fahrzeug.
Statoren mit Hairpinwicklung sind, insbesondere auf dem Gebiet elektrischer An triebe für Fahrzeuge, in den Fokus industrieller Entwicklungsbemühungen gerückt. Gegenüber verteilten Wicklungen lassen Sie insbesondere eine weitgehend auto matisierte Fertigung zu, weil auf ein aufwendiges Einziehen von aus dünnen Dräh ten gebildeten Wicklungen verzichtet werden kann.
Das Dokument DE 102017 201 533 A1 offenbart einen Stator für eine elektrische Maschine, umfassend ein ringförmiges Blechpaket mit einer Längsachse und mit mehreren sich jeweils entlang der Längsachse erstreckenden Nuten, mehrere als Hairpins ausgebildete Verbindungdrähte, die jeweils unter Bildung eines Kranzes in den Nuten angeordnet sind, und eine Isolierschicht der Nuten, die an deren In nenseite angeordnet und als Isolierpapier ausgeführt ist.
Bei derartigen Statoren dient das Isolierpapier nicht nur als elektrische Isolator, sondern auch zur Positionierung der Hairpinelementanordnungen in den Statornu ten. Dazu wird das Isolationspapier in die Statornuten eingebracht und kleidet die Statornuten komplett aus. Die Hairpinelementanordnungen werden im Anschluss in die Statornuten geschoben, sodass das Isolierpapier die Hairpinelementanord nungen vom Statorkern trennt. Typischerweise wird die so gebildete Anordnung durch einen Imprägnierprozess fixiert. Nachteilig an derartigen Statoren ist, dass das Isolationspapier nur eine geringe Positioniergenauigkeit ermöglicht und zudem auch einen thermischen Isolator zwi schen den Hairpinelementanordnungen und dem Statorkern ausbildet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit zur Anord nung eine Hairpinwicklung in einem Statorkern anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß ein Stator der eingangs genannten Art vorgeschlagen, ferner umfassend wenigstens eine Isolationsvorrichtung mit ei nem Körper, in dem eine Vielzahl von in der Umfangsrichtung verteilt angeordne ten Durchgangsöffnungen ausgebildet ist, wobei eine jeweilige Hairpinelementan- ordnung eine der Durchgangsöffnungen durchsetzt und die Isolationsvorrichtung einen Abstand der Hairpinelementanordnung zu einem Rand der die Hairpinele- mentanordnung aufnehmenden Statornut vorgibt.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, eine definierte Position der Hairpine lementanordnungen innerhalb einer jeweiligen Statornut durch die Isolationsvor richtung zu realisieren, deren Durchgangsöffnungen die Lage der Hairpinelemen tanordnungen gegenüber den Statornuten vorgeben. Es kann dabei auf herkömm licherweise verwendetes Isolationspapier, das aufwendig in einzelnen Arbeits schritten in die Statornuten einzuführen ist, verzichtet werden. Die elektrische Iso lation der Hairpinwicklung gegenüber dem Statorkern wird bei dem erfindungsge mäßen Stator durch den von der Isolationsvorrichtung vorgegebenen Abstand si chergestellt.
Eine Hairpinwicklung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Wicklung, die aus im Wesentlichen starren, ggf. gebogenen, Formleitern gebildet sind. Es ist auch die Bezeichnung „Haarnadelwicklung“ für Hairpinwicklung bekannt, so dass sich der Begriff „Hairpin“ - auch in Wortkombinationen - durch „Haarnadel“ erset zen lässt. Typischerweise ist der Körper der Isolationsvorrichtung ringförmig ausgebildet.
Eine Mittelachse der Isolationsvorrichtung entspricht dabei vorzugsweise der Mit telachse des Stators.
Mit Vorteil kann bei dem erfindungsgemäßen Stator vorgesehen sein, dass ein Rand einer jeweiligen Durchgangsöffnung in die Durchgangsöffnung weisende Vorsprünge, die den Abstand vorgeben, aufweist. Die Vorsprünge schaffen dabei geeignete Auflagepunkte oder Auflageflächen für die Hairpinelementanordnung, um deren Abstand zur Statornut zuverlässig vorzugeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Stator wird es ferner bevorzugt, wenn jede Hairpine lementanordnung mehrere Hairpinelemente aufweist, die in einer Schichtungsrich tung bezüglich der Mittelachse geschichtet in der Statornut angeordnet sind.
In vorteilhafter Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass für ein jeweiliges Hairpi- nelement der Hairpinelementanordnung an einem oder an einem jeweiligen Rand abschnitt der Durchgangsöffnung, der sich entlang der oder parallel zur Schich tungsrichtung erstreckt, einer der Vorsprünge ausgebildet ist. Dadurch kann jedes Hairpinelement separat, insbesondere beidseitig, zur Vorgabe des Abstands abge stützt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, ein oder ein jeweiliges bezüglich der Schichtungsrichtung äußere Hairpinelement der Hairpinelementanordnung an einem Randabschnitt der Durchgangsöffnung, der sich quer zur Schichtungsrich tung erstreckt, einer der Vorsprünge ausgebildet ist. So kann die Hairpinelemen tanordnung entlang der Schichtungsrichtung zuverlässig zur Vorgabe des Ab stands abgestützt werden.
Typischerweise verläuft die Schichtungsrichtung entlang einer Radialrichtung be züglich der Mittelachse des Stators. Bei dem erfindungsgemäßen Stator ist es von besonderem Vorteil, wenn in den Statornuten eine die Hairpinelementanordnungen umgebende Vergussmasse an geordnet ist. Dadurch kann beim Betrieb der elektrischen Maschine entstehende Wärme über die Vergussmasse an den Statorkern abgeführt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Statoren mit einem Isolationspapier, das eine thermische Barri ere zwischen der Hairpinwicklung und dem Statorkern ausbildet, kann eine Ent- wärmung der Hairpinwicklung so erheblich verbessert werden. Die Wärme kann nämlich direkt von der Vergussmasse an den Statorkern abgeführt werden. Die verbesserte Entwärmung steigert dabei eine Effizienz der elektrischen Maschine, insbesondere kann deren Dauerleistung angehoben werden. Die Vergussmasse ist bevorzugt ein ausgehärtetes Harz.
Weiter bevorzugt kann die Vergussmasse einen Raum zwischen der Statornut und der Hairpinelementanordnungen im Wesentlichen komplett ausfüllen und im We sentlichen luftfrei abschließen. So kann die Entwärmung weiter gesteigert werden. „Im Wesentlichen“ bedeutet damit lediglich die Berücksichtigung von ungewollten Fertigungstoleranzen.
Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Stator eine Isolationsvorrichtung an einer Stirnseite des Statorkerns angeordnet. Eine solche Isolationsvorrichtung kann mithin auch als Statorendscheibe aufgefasst werden.
Außerdem kann eine Isolationsvorrichtung an der der Stirnseite gegenüberliegen den anderen Stirnseite des Statorkerns angeordnet sein. So wird die Hairpinwick lung beidseitig zur Vorgabe des Abstands abgestützt. Auch eine solche Isolations vorrichtung kann als Statorendscheibe aufgefasst werden.
Daneben kann bei dem er erfindungsgemäßen Stator vorgesehen sein, dass der Statorkern entlang der Axialrichtung in wenigstens zwei Teilstatorkerne unterglie dert ist, wobei zwischen einem jeweiligen Paar benachbarter Teilstatorkerne eine Isolationsvorrichtung angeordnet ist. So kann eine zusätzliche tangentiale oder radiale Abstützung der Hairpinwicklung realisiert werden. Es kann auch eine kom binierte tangentiale und radiale Abstützung ermöglicht werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch eine elektrische Maschine gelöst, umfassend einen erfindungsgemäßen Stator und einen innerhalb des Stators drehbar angeordneten Rotor.
Außerdem wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch ein Fahrzeug gelöst, umfassend eine erfindungsgemäße elektrische Maschine, welche dazu ein gerichtet ist, das Fahrzeug anzutreiben.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeich nungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Stirnseite eines ersten Ausführungsbei spiels des erfindungsgemäßen Stators;
Fig. 2 eine geschnittene Detailansicht des Stators gemäß dem ersten Ausfüh rungsbeispiel;
Fig. 3 eine perspektivische Detailansicht des Stators gemäß dem ersten Ausfüh rungsbeispiel;
Fig. 4 eine Prinzipskizze eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsge mäßen Stators;
Fig. 5 eine Prinzipskizze eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemä ßen Stators; und Fig. 6 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektri schen Maschine.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Stirnseite eines ersten Ausführungs beispiels eines Stators 1 .
Der Stator 1 umfasst einen Statorkern 2 mit - in Fig. 1 verdeckten - Statornuten 3 (siehe Fig. 2 und Fig. 3), die entlang einer Axialrichtung bezüglich einer Mittel achse 4 des Stators ausgebildet sind. Die Statornuten 3 sind bezüglich der Mittel achse 4 verteilt in einer Umfangsrichtung im Statorkern 2 angeordnet.
Daneben umfasst der Stator 1 eine Flairpinwicklung 5 mit einer Vielzahl von in der Umfangsrichtung verteilt in den Statornuten 3 angeordneten Flairpinelementanord nungen 6, die jeweils stirnseitig aus dem Statorkern 2 heraustreten. Die Flairpin wicklung 5 bildet so an beiden Stirnseiten des Statorkerns 2 Wickelköpfe 7 aus.
Bei dem Stator 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Isolationsvor richtung 8 vorgesehen. Diese weist einen ringförmigen Körper 9 auf, in dem eine Vielzahl von in der Umfangsrichtung verteilt angeordneten Durchgangsöffnungen 10 ausgebildet ist. Eine jeweilige Flairpinelementanordnung 6 durchsetzt dabei eine der Durchgangsöffnungen 10.
Fig. 2 ist eine geschnittene Detailansicht des Stators 1 gemäß dem ersten Ausfüh rungsbeispiel.
Die Isolationsvorrichtung 8 (siehe Fig. 1) gibt dabei einen Abstand der Flairpinele mentanordnung 6 zu einem Rand 11 der sie aufnehmenden Statornut 3 vor.
Fig. 3 ist eine perspektivische Detailansicht des Stators 1 gemäß dem ersten Aus führungsbeispiel. Dabei ist nur eine, in Fig. 3 mittig gezeigte, Flairpinelementan ordnung 6 vollständig dargestellt, wohingegen andere Statornuten 3 unbelegt oder nur teilweise belegt dargestellt sind, um die Isolationsvorrichtung 8 genauer be schreiben zu können.
Jede Hairpinelementanordnung 6 umfasst mehrere, vorliegend exemplarisch vier, Hairpinelemente 12a, 12b, die in einer durch einen Pfeil 13 symbolisierten Schich tungsrichtung bezüglich der Mittelachse 4 (siehe Fig. 1 ) geschichtet in der Statornut 3 angeordnet sind. Jede Durchgangsöffnung 10 der Isolationsvorrich tung 8 umfasst dabei zwei Randabschnitte 14a, 14b, die sich entlang der Schich tungsrichtung erstrecken, und zwei Randabschnitte 15a, 15b, die sich quer zur Schichtungsrichtung erstrecken. Für ein jeweiliges Flairpinelement 12a, 12b der Flairpinelementanordnung 6 ist dabei an den sich gegenüberliegenden Randab schnitten 14a, 14b jeweils ein Vorsprung 16 ausgebildet. Daneben ist für jedes be züglich der Schichtungsrichtung äußere Flairpinelement 12a an den sich quer zur Schichtungsrichtung erstreckenden Randabschnitten 15a, 15b jeweils ein Vor sprung 17 vorgesehen.
Obwohl in Fig. 2 und Fig. 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt, sind die Statornuten 3 mit einer die Flairpinelementanordnungen 6 umgebenden Vergussmasse befüllt. Bei dieser handelt es sich um ein ausgehärtetes Flarz.
Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele eine Stators 1 beschrieben, für die bis auf die im Nachfolgenden beschriebenen Abweichungen alle Ausfüh rungen zum ersten Ausführungsbeispiel entsprechend gelten. Dabei sind gleiche oder gleichwirkende Komponenten mit identischen Bezugszeichen versehen.
Fig. 4 ist eine Prinzipskizze eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Stators 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei gleichartige Isolationsvorrichtungen 8 an beiden sich gegenüberliegenden Stirnseiten des Statorkerns 2 angeordnet.
Fig. 5 ist eine Prinzipskizze eines dritten Ausführungsbeispiels eines Stators 1 . Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Statorkern 2 in zwei Teilstatorkerne 18 unter gliedert. Neben zwei stirnseitig angeordneten Isolationsvorrichtungen 8 entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel ist zwischen den benachbarten Teilstatorkernen 18 eine weitere Isolationsvorrichtung 8 angeordnet, die im We sentlichen entsprechend den beiden anderen Isolationsvorrichtungen 8 ausgebil det ist. Selbstverständlich kann der Statorkern 2 auch in mehr als zwei Teilstator- kerne 18 untergliedert sein, wobei zwischen einem jeweiligen benachbarten Paar von Teilstatorkernen 18 eine Isolationsvorrichtung 8 vorgesehen ist.
Fig. 6 ist eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels eines Fahrzeugs 19 mit ei nem Ausführungsbeispiel einer elektrischen Maschine 20. Die elektrische Ma- schine 20 ist zum Antreiben des Fahrzeugs 19 eingerichtet und umfasst einen Sta tor 1 gemäß einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, in welchem drehbar ein Rotor 21 angeordnet ist. Bei dem Fahrzeug handelt es sich um ein Elektrofahrzeug (BEV) oder um ein Flybridfahrzeug. Ersichtlich entspricht die Mit telachse 4 der Drehachse des Rotors 21.

Claims

Patentansprüche
1 . Stator (1 ) für eine elektrische Maschine (20), umfassend
- einen Statorkern (2) mit Statornuten (3), die entlang einer Axialrichtung bezüglich einer Mittelachse (4) des Stators (1 ) ausgebildet und in einer Umfangsrichtung be züglich der Mittelachse (4) verteilt angeordnet sind; und
- eine Hairpinwicklung (5) mit einer Vielzahl von in den Statornuten (3) angeordne ten Hairpinelementanordnungen (6), die jeweils stirnseitig aus dem Statorkern (2) heraustreten, gekennzeichnet durch wenigstens eine Isolationsvorrichtung (8) mit einem Körper (9), in dem eine Viel zahl von in der Umfangsrichtung verteilt angeordneten Durchgangsöffnungen (10) ausgebildet ist, wobei eine jeweilige Hairpinelementanordnung (6) eine der Durch gangsöffnungen (10) durchsetzt und die Isolationsvorrichtung (8) einen Abstand der Hairpinelementanordnung (6) zu einem Rand (11 ) der die Hairpinelementan ordnung (6) aufnehmenden Statornut (3) vorgibt.
2. Stator nach Anspruch 1 , wobei ein Rand einer jeweiligen Durchgangsöffnung (10) in die Durchgangsöffnung wei sende Vorsprünge (16, 17), die den Abstand vorgeben, aufweist.
3. Stator nach Anspruch 1 oder 2, wobei jede Hairpinelementanordnung (6) mehrere Hairpinelemente (12a, 12b) aufweist, die in einer Schichtungsrichtung bezüglich der Mittelachse (4) geschichtet in der Statornut (3) angeordnet sind.
4. Stator nach Anspruch 2 und 3, wobei dass für ein jeweiliges Hairpinelement (12a, 12b) der Hairpinelementanordnung (6) an einem oder an einem jeweiligen Randabschnitt (14a, 14b) der Durchgangs öffnung (10), der sich entlang der oder parallel zur Schichtungsrichtung erstreckt, einer der Vorsprünge (16) ausgebildet ist.
5. Stator nach Anspruch 2 und 3 oder nach Anspruch 4, wobei für ein oder ein jeweiliges bezüglich der Schichtungsrichtung äußere Hairpinele- ment (12a) der Hairpinelementanordnung (6) an einem Randabschnitt (15a, 15b) der Durchgangsöffnung (10), der sich quer zur Schichtungsrichtung erstreckt, ei ner der Vorsprünge (17) ausgebildet ist.
6. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in den Statornuten (3) eine die Hairpinelementanordnungen (6) umgebenden Ver gussmasse anordnet ist.
7. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Isolationsvorrichtung (8) an einer Stirnseite des Statorkerns (2) angeordnet ist.
8. Stator nach Anspruch 7, wobei eine Isolationsvorrichtung (8) der der Stirnseite gegenüberliegenden anderen Stirnseite des Statorkerns (2) angeordnet ist.
9. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Statorkern (2) entlang der Axialrichtung in wenigstens zwei Teilstatorkerne (18) untergliedert ist, wobei zwischen einem jeweiligen Paar benachbarter Teil statorkerne (18) eine Isolationsvorrichtung (8) angeordnet ist.
10. Elektrische Maschine (20), umfassend einen Stator (1) nach einem der vor hergehenden Ansprüche und einen innerhalb des Stators (1) drehbar angeordne ten Rotor (21).
11. Fahrzeug (19), umfassend eine elektrische Maschine (20) nach Anspruch 10, welche dazu eingerichtet ist, das Fahrzeug (19) anzutreiben.
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