WO2022127981A1 - Kühlkonzept für eine axial-fluss-maschine in h-ausführung - Google Patents

Kühlkonzept für eine axial-fluss-maschine in h-ausführung Download PDF

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Holger Witt
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    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating

Definitions

  • the present invention relates to an electric machine and a vehicle with an electric machine.
  • this is an axial flow machine in an H arrangement.
  • the axial flow machine Due to constantly increasing demands on torque and power densities and further restrictions on installation space, the axial flow machine is becoming increasingly important, especially for applications in automobiles and in automation technology. Advantages of the axial flux machine over radial flux machines lie in their shortened axial length and their efficiency. A higher torque or power density is achieved with the same outer diameter.
  • EP1538727 which discloses an axial flow machine with a stator and a rotor, should also be mentioned as an example.
  • EP3485558 shows an axial flux machine in an H arrangement, with the electrical machine being referred to as a yoke-free machine.
  • the windings are on the stator cores, which are clamped or cast/glued between cooling lugs, which in turn are connected to the outer housing.
  • the cooling lugs are in particular part of the housing and implemented as a laminated core.
  • US9071117BB shows an axial flux machine in an H arrangement in which the stator teeth are fixed by gluing them into discs with pockets. the.
  • the discs form a closed housing through which a cooling medium can flow.
  • stator core is shown here in which stator teeth are arranged opposite one another on both sides of a carrier disk, and individual windings are then applied to these teeth.
  • stator is often subject to conflicting requirements: On the one hand, high mechanical stability and the guarantee of electromagnetic properties are required, on the other hand there is a reduction in the axial installation space and possibilities for cooling, which, due to the required volumes, continue to contradict an optimal Utilization of space.
  • the object of the present invention is therefore to provide solutions for an optimized use of installation space while ensuring mechanical stability and electromagnetic properties, taking into account suitable cooling concepts.
  • an axial flux type electric machine includes a stator axially disposed between a first rotor and a second rotor, including a stator core forming a unit. This includes a first area, which is oriented towards a first axial outside, and a second area, which is oriented towards a second axial outside. In the first area, stator teeth and winding grooves are formed alternately in the circumferential direction on the first outer side, and a first coil arrangement is also included, which is arranged in sections in the winding grooves of the first area.
  • stator teeth and winding grooves are formed alternately in the circumferential direction on the second outer side, and a second coil arrangement is also included, which is arranged in sections in the winding grooves of the second area.
  • a web structure has a web which is arranged on the inside in the axial direction between the first area and the second area and in the radial direction between the stator core and an outer first housing element or another element of the electrical machine.
  • the further element is a second housing part or a rotor of the electrical machine.
  • the inner web enables the stator space to be divided into a plurality of volumes which are connected to one another for a directed flow through the stator by means of a suitable cooling medium.
  • the web structure comprises a first outer web, which in the first region on the first axial outside of the stator core and in the radial direction between the stator core and an outer first housing element or in the radial direction between the stator core and a further element of the electrical machine is arranged.
  • the web structure also includes a second outer web, which is arranged in the second area on the second axial outside of the stator core and in the radial direction between the stator core and an outer first housing element or in the radial direction between the stator core and a further element of the electrical machine.
  • first outer volume in the first area between the first housing element and the radial outside of the stator core there is a first outer volume in the first area between the first housing element and the radial outside of the stator core, a first inner volume in the first area between the radial inside of the stator core and the further element of the electrical machine, a second inner volume in the second Formed area between the radial inside of the stator core and the further element of the electric machine and a second outer volume in the second area between the first housing element and the radial outside of the stator core
  • the inner web has openings in the axial direction in the region between a radial inner side of the stator core and the further element of the electrical machine such that the first inner volume is fluidically connected to the second inner volume.
  • the first outer volume is connected to the first inner volume via the winding grooves of the first section and the second inner volume is connected to the second outer volume via the winding grooves of the second section.
  • the first housing element has a feed line that establishes a connection to the first outer volume, or the first housing element has a return line that establishes a connection to the second outer volume.
  • the suitable cooling medium advantageously reaches the first outer volume via the supply line, in which, for example, end windings are contained.
  • the first outer volume allows radial distribution of the appropriate cooling medium.
  • the first outer volume is in particular separated from the second outer volume by the inner web.
  • the winding grooves of the first area, together with the first coil arrangement, form a radial connection for the suitable coolant to the first inner volume, in which, for example, winding overhangs can be contained.
  • the conductors together with the cross section of the winding grooves form channels running in the radial direction, for example by the cross section of the winding grooves being rectangular and the conductors having a round cross section. Other combinations of conductor geometry and slot cross-section are also possible.
  • the inner web has openings for connecting the first inner volume to the second inner volume.
  • the openings are positioned such that there is an even circumferential distribution in the first interior volume.
  • they are the Openings positioned in such a way that the cooling medium flows as far radially inwards as possible from the first inner volume to the second inner volume, so that the best possible flow occurs around the first coil arrangement located in the first inner volume or the second coil arrangements located in the second inner volume.
  • the second interior volume allows for circumferential distribution of the appropriate cooling medium.
  • the conductors together with the cross section of the winding grooves form channels running in the radial direction, for example by the cross section of the winding grooves being rectangular and the conductors having a round cross section. Other combinations of conductor geometry and slot cross-section are also possible.
  • a return line in the first outer housing member is connected to the second outer volume.
  • the inner web or the first outer web or the second outer web consists of a plurality of web components.
  • a first web component is a ring which is arranged radially between the first housing element and the radial outside of the stator core. Furthermore, a second web component is a ring, which is arranged radially between the further element of the electric machine and the radial inner side of the stator core.
  • the stator core is fixed to the first outer housing element via the first web component.
  • the stator core is advantageously fixed against the first outer housing element by means of the first web component, and the function of a seal for the suitable cooling medium is implemented, which is provided in the volume described above for the purpose of cooling.
  • a seal that is separate from the web components can also be provided. If the stator core comprises several segments, the first web component adapted to hold the segments together and fixed in the first outer housing.
  • the stator teeth of the first area are offset in the circumferential direction with respect to the stator teeth of the second area.
  • the mechanical stability can be increased by this arrangement without increasing the axial length, since the spaced orientation of the winding grooves leaves sufficient material between a stator tooth of the first area and a diagonally adjacent stator tooth of the second area. This also has a positive effect on the electromagnetic properties of the stator core.
  • the first coil arrangement is realized in the form of a distributed winding and the second coil arrangement is realized in the form of a distributed winding.
  • the further element of the electrical machine is an inner second housing element and contains a receptacle for mounting the first rotor and the second rotor.
  • a compact bearing arrangement for a first rotor hub of the first rotor and a second rotor hub of the second rotor is realized in this way.
  • the magnetic forces of attraction acting on each rotor in the direction of the stator (axial, parallel to the axis of rotation), which are typical for axial flux machines with permanent magnets in an H-arrangement, are supported against one another via the first rotor hub and the second rotor hub. These then do not have to be supported by the bearing arrangement.
  • a vehicle includes an electric machine according to the aspect described above and the configurations described above.
  • the invention is explained in more detail below with reference to the embodiment shown in the figures. It shows:
  • FIG. 1 schematic representations of electrical machines in axial flow design in I-arrangement (1a) and in H-arrangement (1b) according to the prior art
  • Figure 3 is a perspective view and a top view of the stator core of the electrical machine from Figure 2,
  • FIG. 4 shows a perspective partial section and an exploded section of the electrical machine from FIG. 2,
  • FIG. 5 shows a perspective partial section of essential components of the electrical machine from FIG. 2 and a perspective detailed view
  • FIG. 6 shows a detailed plan view of the stator core of the electrical machine from FIG.
  • FIG. 1 shows schematic representations of electrical machines 1 in an axial flow design in an I-arrangement 1a and in an H-arrangement 1b according to the prior art.
  • FIG. 1a shows the I-arrangement of an electrical machine in an axial flow design.
  • a rotor 2 is arranged axially between two halves of a stator 3 .
  • the rotor 2 with magnets 4 is operatively connected to the stator 3 comprising coil arrangements 5 via two air gaps.
  • FIG. 1b shows the H arrangement of an electrical machine 1 in an axial flow design.
  • a stator 3 is arranged axially between two halves of a rotor 2 .
  • the rotor 2 with magnets 4 is operatively connected to the stator 3 comprising coil arrangements 5 via two air gaps.
  • FIG. 2 shows sections through essential elements of an electrical machine 1 .
  • the embodiment of the electrical machine 1 is an axial flow machine in an H arrangement.
  • a rotor 2 is divided into a first rotor 2.1 and a two th rotor 2.2 divided.
  • the stator 3 is arranged axially between the first rotor 2.1 and the second rotor 2.2.
  • the stator 3 comprises a stator core 6, which is operatively connected to the housing 8 radially on the outside via a plurality of webs, with only a first outer housing element 8.1 being shown in the figure.
  • a second inner housing element 8.2 is operatively connected to the stator core 6 radially on the inside via webs 7.
  • the first rotor 2.1 is operatively connected via a bearing 11 to the second inner housing element 8.2, and the second rotor 2.2 is also operatively connected via a bearing 11 to the second inner housing element 8.2.
  • the first rotor 2.1 and the second rotor 2.2 support each other in the axial direction, so that the typical axial flux machines in an H-arrangement with magnets 4, in particular permanent magnets, on the first rotor 2.1 and the second rotor 2.2. acting magnetic forces of attraction in the direction of the stator 3 (axially, parallel to the axis of rotation) are supported against each other.
  • the stator core 6 comprises a first region 6.1 towards a first axial outside and a second region 6.2 towards a second axial outside.
  • the first area 6.1 forms stator teeth 9 and winding grooves 10 alternately in the circumferential direction on the first axial outside toward the first rotor 2.1
  • the second area 6.2 forms stator teeth 9 and winding grooves 10 alternately in the circumferential direction on the second axial outside toward the second rotor 2.2.
  • the sectional plane runs through a winding groove 10 in the first area 6.1 and through a stator tooth 9 in the second area 6.2.
  • stator teeth 9 and the winding grooves 10 of the first area 6.1 extend to the stator teeth 9 and the winding grooves 10 of the second area 6.2 are arranged rotated about the axis of rotation 12, in other words are arranged offset in the circumferential direction.
  • FIG. 2 shows a first coil arrangement 5.1, which runs in sections in the winding groove 10 of the first area 6.1.
  • the first coil arrangement 5.1 is a distributed winding.
  • a second coil arrangement 5.2 is also shown in the second region 6.2. It can be seen here that the first coil arrangement 5.1 is offset in the circumferential direction relative to the second coil arrangement 5.2.
  • Figure 3 shows a perspective view and a top view of the stator core 6 of the electrical machine 1 from Figure 2.
  • the first area 6.1 is offset in the circumferential direction relative to the second area 6.2.
  • the stator teeth 9 of the first area 6.1 are arranged opposite the winding grooves 10 of the second area 6.2. Furthermore, the stator teeth 9 and the winding slots are distributed uniformly in the first area 6.1 and in the second area 6.2.
  • the embodiment of the stator core 6 shown is provided with its stator teeth 9 which are narrow in the circumferential direction and the winding slots 10 with a constant cross section for a distributed winding.
  • FIG. 4 shows a perspective partial section (FIG. 4a) and an exploded section (FIG. 4b) of the electrical machine from FIG. 2.
  • FIG. 4a shows a perspective partial section
  • FIG. 4b shows a exploded section
  • the first outer housing element 8.1 has not been shown.
  • the webs 7 form individual volumes with the first outer housing element 8.1 and the second inner housing element 8.2 for cooling the stator 3 using a suitable coolant.
  • a first outer web 7.1 is arranged in the first region 6.1 on the first axial outer side of the stator core 6.
  • the first outer web 7.1 consists of several web components 7.4 and comprises a first web component 7.4.1 in the form of a ring, which is arranged radially between the first housing element 8.1 and the radial outside of the stator core 6, and a second web component 7.4. 2 in the form of a ring, which is arranged radially between the second inner housing element 8.2 and the radial inside of the stator core 6.
  • a second outer web 7.2 is arranged in the second region 6.2 on the second axial outer side of the stator core 6.
  • the second outer web 7.2 consists of several web components 7.4 and includes a first web component 7.4.1 in the form of a ring, which is arranged radially between the first housing element 8.1 and the radial outside of the stator core 6, and a second web component 7.4.2 in the form of a ring, which is arranged radially between the second inner housing element 8.2 and the radially inside of the stator core 6 is arranged.
  • An inner web 7.3 is arranged in the axial direction between the first area 6.1 and the second area 6.2.
  • the inner web 7.3 consists of several web components 7.4 and comprises a first web component 7.4.1 in the form of a ring, which is arranged radially between the first housing element 8.1 and the radial outside of the stator core 6, and a second web component 7.4.2 in the form of a ring, which is arranged radially between the second inner housing element 8.2 and the radial inside of the stator core 6.
  • a first outer volume 13.1 is formed in the first area 6.1 between the first housing element 8.1 and the radial outside of the stator core 6 and between the first outer web 7.1 and the inner web 7.3.
  • a first inner volume 13.2 is formed in the first area 6.1 between the radial inside of the stator core 6 and the second inner housing element 8.2 and between the first outer web 7.1 and the inner web 7.3.
  • the first outer volume 13.2 is connected to the first inner volume 13.2 via the winding grooves 10 of the first region 6.1 in connection with the first coil arrangement 5.1.
  • a sealing of the winding grooves 10 in the axial direction is not shown for reasons of clarity.
  • a second inner volume 13.3 is formed in the second area 5.2 between the radial inside of the stator core 6 and the second inner housing element 8.2 and between the second outer web 7.2 and the inner web 7.3.
  • the second web component 7.4.2 of the inner web 7.3 has openings 14 for connecting the first inner volume 13.2 to the second inner volume 13.3.
  • a second outer volume 13.4 is formed in the second area 5.2 between the first housing element 8.1 and the radial outside of the stator core 6 and between the second outer web 7.2 and the inner web 7.3.
  • the second inner volume 13.3 is connected to the second outer volume 13.4 via the winding grooves 10 of the second region 6.2 in connection with the second coil arrangement 5.2.
  • a sealing of the winding grooves 10 in the axial direction is not shown for reasons of clarity.
  • FIG. 5 shows a perspective partial section (FIG. 5a) of essential components of the electrical machine 1 from FIG. 2 and a perspective detailed view (FIG. 5b).
  • a feed line 15 is included in the first outer housing element 8.1 for feeding suitable coolant into the first outer volume 13.1.
  • a return line 16 is contained in the first outer housing element 8.1, which is connected to the second outer volume 13.4.
  • the feed line 15 is arranged with the first outer volume 13.1 in such a way that the suitable coolant is initially distributed in the first outer volume 13.1 in the circumferential direction and thus thermally regulates the winding overhangs formed in the first outer volume 13.1, particularly in the case of a first coil arrangement 5.1 realized as a distributed winding.
  • the suitable coolant is distributed in the circumferential direction in the first inner volume 13.2.
  • the inner web 7.3 has several openings 14 for connecting the first inner volume 13.2 to the second inner volume 13.3.
  • the openings 14 are positioned in such a way that there is an even distribution in the circumferential direction in the first inner volume 13.2.
  • the openings 14 are positioned radially inward in such a way that the cooling medium flows as far radially inward as possible from the first inner volume 13.2 to the second inner volume 13.3, so that the best possible flow around those in the first inner volume 13.2 Winding heads of the first coil arrangement 5.1 designed as a distributed winding or of the winding heads of the second coil arrangements 5.2 designed as a distributed winding and located in the second inner volume 13.3.
  • Figure 6 shows a detailed top view of the stator core of the electrical machine from Figure 2.
  • the winding grooves 10 of the first area 6.1 are at a distance du from the winding grooves 10 of the second area 6.2 on an outer radially circumferential surface in the circumferential direction, the winding grooves 10 of the first area 6.1 have a distance dA to the winding grooves 10 of the second area 6.2 on the outer radially circumferential surface in the axial direction.
  • k should advantageously be chosen to be less than 1, so that mechanical stability is guaranteed despite the small axial overall length of the stator core 6.
  • k ⁇ 0.5, particularly preferably k ⁇ 0.25 can be selected due to wider stator teeth 9, without this being at the expense of the mechanical stability.

Abstract

Elektrische Maschine (1) in Axialflussbauweise mit einem axial zwischen einem ersten Rotor (2.1) und einem zweiten Rotor (2.2) angeordneten Stator (3), der einen eine bauliche Einheit ausbildenden Statorkern (6) beinhaltet, der einen ersten Bereich (6.1), der zu einer ersten axialen Außenseite hin ausgerichtet ist, sowie einen zweiten Bereich (6.2), der zu einer zweiten axialen Außenseite hin ausgerichtet ist umfasst. In dem ersten Bereich (6.1) sind in Umfangsrichtung abwechselnd Statorzähne (9) und Wickelnuten (10) an der ersten Außenseite ausgebildet. Weiter ist eine erste Spulenanordnung (5.1) beinhaltet, die abschnittsweise in den Wickelnuten (10) des ersten Bereichs (6.1) angeordnet ist. In dem zweiten Bereich (6.2) sind in Umfangsrichtung abwechselnd Statorzähne (9) und Wickelnuten (10) an der zweiten Außenseite ausgebildet. Weiter ist eine zweite Spulenanordnung (5.2) beinhaltet, die abschnittsweise in den Wickelnuten (10) des zweiten Bereichs (6.2) angeordnet ist. Eine Stegstruktur (7) weist einen Steg (7.3) auf, der in axialer Richtung innenliegend zwischen dem ersten Bereich (6.1) und dem zweiten Bereich (6.2) und in radialer Richtung zwischen dem Statorkern (6) und einem äußeren ersten Gehäuseelement (8.1) oder einem weiteren Element der elektrischen Maschine (1) angeordnet ist. Weiter ist ein Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine (1) offenbart.

Description

Kühlkonzept für eine Axial-Fluss-Maschine in H-Ausführunq
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine sowie ein Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine. Insbesondere handelt es sich dabei um eine Axialflussmaschine in H-Anordnung.
Aufgrund stetig steigender Anforderungen an Drehmoment- und Leistungsdichten bzw. weiterer Beschränkungen des Bauraums, gewinnt die Axialflussmaschine zusehends an Bedeutung, insbesondere für Applikationen im Automobil sowie in der Automatisierungstechnik. Vorteile der Axialflussmaschine gegenüber Radialflussmaschinen liegen in ihrer verkürzten axialen Länge und ihrer Effizienz. Bei gleichem Außendurchmesser wird eine höhere Drehmoment- bzw. Leistungsdichte erreicht.
Im Folgenden sind zwei Bauformen der Axialflussmaschine zu unterschieden:
Bei der sogenannten I-Anordnung (siehe Figur 1a) ist ein Rotor zwischen zwei Statorhälften angeordnet. Exemplarisch sei hier die Druckschrift CN 109194082 A angeführt, die eine Ausführungsform einer solchen Maschine zeigt.
Bei der sogenannten H-Anordnung (siehe Figur 1 b) ist ein Stator zwischen zwei Rotorhälften angeordnet. Exemplarisch sei hier die Druckschrift EP 2 606 561 B1 erwähnt, die eine Ausführungsform einer solche Maschine zeigt.
Für alternative Bauformen sei auf die Literatur verwiesen. Exemplarisch sei noch die EP1538727 erwähnt, eine Axialflussmaschine mit einem Stator und einem Rotor offenbart.
So zeigt die EP3485558 eine Axialflussmaschine in H-Anordnung wobei die elektrische Maschine als jochfreie Maschine bezeichnet wird. Die Wicklungen befinden sich auf Statorkernen, welche zwischen Kühlfahnen geklemmt oder eingegossen / verklebt werden, welche wiederum mit dem Außengehäuse verbunden sind. Die Kühlfahnen sind dabei insbesondere Bestandteil des Gehäuses ausgeprägt und als Blechpaket realisiert.
Die US9071117BB zeigt eine Axialflussmaschine in H-Anordnung, bei der die Fixierung der Statorzähne realisiert ist, indem diese in Scheiben mit Taschen geklebt wer- den. Die Scheiben bilden insbesondere ein geschlossenes Gehäuse aus, welches mittels eines Kühlmediums durchströmt werden kann.
Ebenfalls eine Axialflussmaschine in H-Anordnung ist in der KR101070230 B1 gezeigt. Insbesondere ist hier ein Statorkern dargestellt, bei auf beiden Seiten einer Trägerscheibe, einander gegenüberliegend Statorzähne angeordnet sind, auf welche dann Einzelwicklungen aufgebracht sind.
Insbesondere aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten, unterliegt der Stator oftmals gegenläufig Anforderungen: Einerseits ist eine hohe mechanische Stabilität sowie die Gewährleistung elektromagnetischer Eigenschaften gefordert, dem gegenüber stehen eine Reduktion im axialen Bauraum sowie Möglichkeiten zur Kühlung, die Aufgrund der benötigten Volumina weiter im Widerspruch zu einer optimalen Bauraumausnutzung stehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher Lösungen für eine optimierte Bauraumausnutzung unter Gewährleistung mechanischer Stabilität sowie elektromagnetischer Eigenschaften unter Beachtung geeigneter Kühlkonzepten bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen beschriebenen Maßnahmen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem Aspekt beinhaltet eine elektrische Maschine in Axialflussbauweise einen axial zwischen einem ersten Rotor und einem zweiten Rotor angeordneten Stator, der einen eine bauliche Einheit ausbildenden Statorkern beinhaltet. Dieser umfasst einen ersten Bereich, der zu einer ersten axialen Außenseite hin ausgerichtet ist, sowie einen zweiten Bereich, der zu einer zweiten axialen Außenseite hin ausgerichtet ist. In dem ersten Bereich sind in Umfangsrichtung abwechselnd Statorzähne und Wickelnuten an der ersten Außenseite ausgebildet, weiter ist eine erste Spulenanordnung beinhaltet, die abschnittsweise in den Wickelnuten des ersten Bereichs angeordnet ist. In dem zweiten Bereich sind in Umfangsrichtung abwechselnd Statorzähne und Wickelnuten an der zweiten Außenseite ausgebildet, weiter ist eine zweite Spulenanordnung beinhaltet, die abschnittsweise in den Wickelnuten des zweiten Bereichs angeordnet ist. Eine Stegstruktur weist einen Steg auf, der in axialer Richtung innenliegend zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich und in radialer Richtung zwischen dem Statorkern und einem äußeren ersten Gehäuseelement oder einem weiteren Element der elektrischen Maschine angeordnet ist.
Insbesondere handelt es sich bei dem weiteren Element um ein zweites Gehäuseteil oder einen Rotor der elektrischen Maschine. Der innenliegende Steg ermöglicht in besonders vorteilhafterweise die Aufteilung des Statorraums in mehrere Volumina, welche für eine gerichtete Durchströmung des Stators mittels eines geeigneten Kühlmediums miteinander verbunden sind.
Gemäß einer Ausgestaltung der elektrischen Maschine umfasst die Stegstruktur einen ersten äußeren Steg, der in dem ersten Bereich an der ersten axialen Außenseite des Statorkerns und in radialer Richtung zwischen dem Statorkern und einem äußeren ersten Gehäuseelement oder in radialer Richtung zwischen dem Statorkern und einem weiteren Element der elektrischen Maschine angeordnet ist. Weiter umfasst die Stegstruktur einen zweiten äußeren Steg, der in dem zweiten Bereich an der zweiten axialen Außenseite des Statorkerns und in radialer Richtung zwischen dem Statorkern und einem äußeren ersten Gehäuseelement oder in radialer Richtung zwischen dem Statorkern und einem weiteren Element der elektrischen Maschine angeordnet ist. Dadurch sind ein erstes äußeres Volumen im ersten Bereich zwischen dem erstem Gehäuseelement und der radialen Außenseite des Statorkerns, ein erstes inneres Volumen im ersten Bereich zwischen der radialen Innenseite des Statorkerns und dem weiteren Element der elektrischen Maschine, ein zweites inneres Volumen im zweiten Bereich zwischen der radialen Innenseite des Statorkerns und dem weiteren Element der elektrischen Maschine und ein zweites äußeres Volumen im zweiten Bereich zwischen dem erstem Gehäuseelement und der radialen Außenseite des Statorkerns ausgebildet
Gemäß einer Ausgestaltung der elektrischen Maschine weist der innenliegende Steg im Bereich zwischen einer radialen Innenseite des Statorkerns und dem weiteren Element der elektrischen Maschine Öffnungen in axialer Richtung derart auf, dass das erste innere Volumen mit dem zweiten inneren Volumen fluidisch verbunden ist.
Das erste äußere Volumen ist über die Wickelnuten des ersten Bereichs mit dem ersten inneren Volumen verbunden und das zweite innere Volumen ist über die Wickelnuten des zweiten Bereichs mit dem zweiten äußeren Volumen verbunden.
Gemäß einer Ausgestaltung der elektrischen Maschine weist das erste Gehäuseelement eine Zuleitung auf, die eine Verbindung zu dem ersten äußeren Volumen herstellt oder das erste Gehäuseelement weist eine Rückleitung auf, die eine Verbindung zu dem zweiten äußeren Volumen herstellt.
Vorteilhafterweise gelangt das geeignete Kühlmedium über die Zuleitung zu dem ersten äußeren Volumen, in dem beispielsweise Wickelköpfe beinhaltet sind. Das erste äußere Volumen ermöglicht eine radiale Verteilung des geeigneten Kühlmediums.
Das erste äußere Volumen ist dabei insbesondere durch den innenliegenden Steg von dem zweiten äußeren Volumen abgetrennt. Die Wickelnuten des ersten Bereichs bilden zusammen mit der ersten Spulenanordnung eine radiale Verbindung für das geeignete Kühlmittel zu dem ersten inneren Volumen aus, in dem beispielsweise Wickelköpfe beinhaltet sein können. Für die Kühlmittelströmung entlang von Leitern der ersten Spulenanordnung in den Wickelnuten, bilden die Leiter zusammen mit dem Querschnitt der Wickelnuten in radialer Richtung verlaufende Kanäle aus, beispielsweise indem der Querschnitt der Wickelnuten rechteckig ist und die Leiter einen runden Querschnitt haben. Wobei auch andere Kombinationen von Leitergeometrie und Nutquerschnitt möglich sind. Der innenliegende Steg verfügt über Öffnungen zur Verbindung des ersten inneren Volumens zu dem zweiten inneren Volumen. Insbesondere sind die Öffnungen derart positioniert, dass eine gleichmäßige Verteilung in Umfangsrichtung in dem ersten inneren Volumen erfolgt. Vorteilhafterweise sind die die Öffnungen derart positioniert, dass das Kühlmedium möglichst weit radial innen erst von dem ersten inneren Volumen zu dem zweiten inneren Volumen strömt, so dass eine möglichst gute Umströmung der im ersten inneren Volumen befindlichen ersten Spulenanordnung oder der im zweiten inneren Volumen befindlichen zweiten Spulenanordnungen erfolgt. Das zweite innere Volumen ermöglicht eine Verteilung in Umfangsrichtung des geeigneten Kühlmediums. Die Wickelnuten des zweiten Bereichs bilden zusammen mit der zweiten Spulenanordnung eine radiale Verbindung für das geeignete Kühlmittel zu dem zweiten äußeren Volumen aus, in dem beispielsweise Wickelköpfe beinhaltet sein können. Für die Kühlmittelströmung entlang von Leitern der zweiten Spulenanordnung in den Wickelnuten, bilden die Leiter zusammen mit dem Querschnitt der Wickelnuten in radialer Richtung verlaufende Kanäle aus, beispielsweise indem der Querschnitt der Wickelnuten rechteckig ist und die Leiter einen runden Querschnitt haben. Wobei auch andere Kombinationen von Leitergeometrie und Nutquerschnitt möglich sind. Eine Rückleitung im ersten äußeren Gehäuseelement ist mit dem zweiten äußeren Volumen verbunden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der elektrischen Maschine besteht der innenliegende Steg oder der erste äußere Steg oder der zweite äußere Steg aus mehreren Stegkomponenten.
Gemäß einer Ausgestaltung der elektrischen Maschine ist eine erste Stegkomponente ein Ring, der radial zwischen dem ersten Gehäuseelement und der radialen Außenseite des Statorkerns angeordnet ist. Weiter ist eine zweite Stegkomponente ein Ring, der radial zwischen dem weiteren Element der elektrischen Maschine und der radialen Innenseite des Statorkerns angeordnet ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der elektrischen Maschine ist die Fixierung des Statorkerns zu dem ersten äußeren Gehäuseelement über die erste Stegkomponente realisiert.
Vorteilhafterweise ist mittels der ersten Stegkomponente der Statorkern gegen das erste äußere Gehäuseelement fixiert, sowie die Funktion einer Abdichtung für das geeignete Kühlmedium realisiert, welches in den zuvor beschriebenen Volumen zwecks Kühlung vorgesehen ist. Wobei auch eine von den Stegkomponenten getrennte Abdichtung vorgesehen werden kann. Umfasst der Statorkern mehrere Segmente, ist die erste Stegkomponente dazu geeignet, die Segmente zusammenzuhalten und in dem ersten äußeren Gehäuse zu fixieren.
Gemäß einer Ausgestaltung der elektrischen Maschine sind die Statorzähne des ersten Bereichs in Umfangsrichtung versetzt zu den Statorzähnen des zweiten Bereichs. Insbesondere kann durch diese Anordnung die mechanische Stabilität erhöht werden, ohne dass die axiale Baulänge erhöht wird, da durch die beabstandete Ausrichtung der Wickelnuten genügend Material zwischen einem Statorzahn des ersten Bereichs und einem diagonal benachbarten Statorzahn des zweiten Bereichs verbleibt. Dies wirkt sich ebenfalls positiv auf die elektro-magnetischen Eigenschaften des Statorkerns aus.
Gemäß einer Ausgestaltung der elektrischen Maschine ist die erste Spulenanordnung in Form einer verteilten Wicklung realisiert und die zweite Spulenanordnung in Form einer verteilten Wicklung realisiert.
Gemäß einer Ausgestaltung der elektrischen Maschine ist das weitere Element der elektrischen Maschine ein inneres zweites Gehäuseelement und beinhaltet eine Aufnahme für die Lagerung des ersten Rotors und des zweiten Rotors.
Insbesondere ist so eine kompakte Lageranordnung für eine erste Rotornabe des ersten Rotors und eine zweite Rotornabe des zweiten Rotors realisiert. Über die erste Rotornabe und die zweite Rotornabe werden die für Axial-Fluss-Maschinen mit Permanentmagneten in H-Anordnung typische auf jeden Rotor wirkenden magnetische Anziehungskräfte in Richtung Stator (axial, parallel zur Rotationsachse) gegeneinander abgestützt. Diese müssen dann nicht über die Lageranordnung abgestützt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt beinhaltet ein Fahrzeug eine elektrische Maschine gemäß zuvor beschriebenem Aspekt und zuvor beschriebenen Ausgestaltungen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 schematische Darstellungen von elektrischen Maschinen in Axialflussbauweise in I-Anordnung (1 a) sowie in H-Anordnung (1 b) gemäß Stand der Technik,
Figur 2 Schnitte durch wesentliche Elemente einer elektrischen Maschine,
Figur 3 eine perspektivische Darstellung sowie eine Aufsicht des Statorkerns der elektrischen Maschine aus Figur 2,
Figur 4 einen perspektivischen Teilschnitt sowie einen Explosionsschnitt der elektrischen Maschine aus Figur 2,
Figur 5 einen perspektivischen Teilschnitt wesentlicher Komponenten der elektrischen Maschine aus Figur 2 sowie eine perspektivische Detailansicht,
Figur 6 eine Detailaufsicht des Statorkerns der elektrischen Maschine aus Figur 2.
Nachfolgend erfolgt die Beschreibung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 1 zeigt schematische Darstellungen von elektrischen Maschinen 1 in Axialflussbauweise in I-Anordnung 1 a sowie in H-Anordnung 1 b gemäß Stand der Technik. Figur 1 a zeigt die I-Anordnung einer elektrischen Maschine in Axialflussbauweise. Hierbei ist ein Rotor 2 axial zwischen zwei Hälften eines Stators 3 angeordnet. Der Rotor 2 mit Magneten 4 ist über zwei Luftspalte mit dem Spulenanordnungen 5 umfassenden Stator 3 wirkverbunden.
Figur 1 b zeigt die die H-Anordnung einer elektrischen Maschine 1 in Axialflussbauweise. Hierbei ist ein Stator 3 axial zwischen zwei Hälften eines Rotors 2 angeordnet. Der Rotor 2 mit Magneten 4 ist über zwei Luftspalte mit dem Spulenanordnungen 5 umfassenden Stator 3 wirkverbunden.
Figur 2 zeigt Schnitte durch wesentliche Elemente einer elektrischen Maschine 1 . Bei der Ausführungsform elektrischen Maschine 1 handelt es sich um eine Axialflussmaschine in H-Anordnung. Ein Rotor 2 ist dabei in einen ersten Rotor 2.1 und einen zwei- ten Rotor 2.2 unterteilt. Der Stator 3 ist axial zwischen den ersten Rotor 2.1 und dem zweiten Rotor 2.2 angeordnet. Der Stator 3 umfasst einen Statorkern 6, welcher radial außen über mehrere Stege mit dem Gehäuse 8 wirkverbunden ist, wobei in der Figur lediglich ein erstes äußeres Gehäuseelement 8.1 dargestellt ist. Ein zweites inneres Gehäuseelement 8.2 ist radial innen über Stege 7 mit dem Statorkern 6 wirkverbunden. Der erste Rotor 2.1 ist über eine Lagerung 11 mit dem zweiten inneren Gehäuseelement 8.2 wirkverbunden, ebenso ist der zweite Rotor 2.2 über eine Lagerung 11 mit dem zweiten inneren Gehäuseelement 8.2 wirkverbunden.
Der erste Rotor 2.1 und der zweite Rotor 2.2 stützen sich in axialer Richtung gegenseitig ab, so dass die für Axial-Fluss-Maschinen in H-Anordnung mit Magneten 4, insbesondere Permanentmagneten typischen auf den ersten Rotor 2.1 sowie den zweiten Rotor 2.2. wirkenden magnetischen Anziehungskräfte in Richtung Stator 3 (axial, parallel zur Rotationsachse) gegeneinander abgestützt sind.
In Figur2 ist erkennbar, dass der Statorkern 6 zu einer ersten axialen Außenseite hin einen ersten Bereich 6.1 und zu einer zweiten axialen Außenseite hin einen zweiten Bereich 6.2 umfasst. Der erste Bereich 6.1 bildet Statorzähne 9 und Wickelnuten 10 in Umfangsrichtung abwechselnd an der ersten axialen Außenseite zum ersten Rotor 2.1 hin aus, der zweite Bereich 6.2 bildet Statorzähne 9 und Wickelnuten 10 in Umfangsrichtung abwechselnd an der zweiten axialen Außenseite zum zweiten Rotor 2.2 hin aus. In Figur 2a verläuft die Schnittebene im ersten Bereich 6.1 durch eine Wickelnut 10 und im zweiten Bereich 6.2 durch einen Statorzahn 9. Dies ist dadurch begründet, dass die Statorzähne 9 und die Wickelnuten 10 des ersten Bereichs 6.1 zu den Statorzähnen 9 und den Wickelnuten 10 des zweiten Bereichs 6.2 um die Rotationsachse 12 verdreht angeordnet sind, in anderen Worten also in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.
In Figur 2 ist eine erste Spulenanordnug 5.1 gezeigt, welche abschnittsweise in der Wickelnut 10 des ersten Bereichs 6.1 verläuft. Insbesondere handelt es sich bei der ersten Spulenanordnung 5.1 um eine verteilte Wicklung. Weiter ist eine zweite Spulenanordnung 5.2 im zweiten Bereich 6.2 dargestellt. Hierbei ist ersichtlich, dass die erste Spulenanordnung 5.1 in Umfangsrichtung versetzt zur zweiten Spulenanordnung 5.2 angeordnet ist. Figur 3 zeigt eine perspektivische Darstellung sowie eine Aufsicht des Statorkerns 6 der elektrischen Maschine 1 aus Figur 2.
Hierbei ist insbesondre in Figur Sersichtlich, dass der erste Bereich 6.1 in Umfangsrichtung zu dem zweiten Bereich 6.2 versetzt angeordnet ist. In der hier gezeigten Ausführungsform sind die Statorzähne 9 des ersten Bereichs 6.1 den Wickelnuten 10 des zweiten Bereich 6.2 gegenüberliegend angeordnet. Weiter sind die Statorzähne 9 und die Wickelnuten gleichmäßig im ersten Bereich 6.1 als auch im zweiten Bereich 6.2 verteilt. Die gezeigte Ausführungsform des Statorkerns 6 ist mit ihren in Umfangsrichtung schmalen Statorzähnen 9 sowie den Wickelnuten 10 mit konstantem Querschnitt für eine verteilte Wicklung vorgesehen.
In Figur 3 ist ersichtlich, dass trotz einer kurzen axialen Baulänge des Storkerns 6 genügend Material als Tragstruktur zwischen einem Statorzahn 9 des ersten Bereichs 6.1 und einem diagonal benachbarten Statorzahn 9 des zweiten Bereichs 6.2 verbleibt. Dies wirkt sich ebenfalls positiv auf die elektro-magnetischen Eigenschaften des Statorkerns 6 aus.
Figur 4 zeigt einen perspektivischen Teilschnitt (Figur 4a) sowie einen Explosionsschnitt (Figur 4b) der elektrischen Maschine aus Figur 2. Auf eine Darstellung des ersten äußeren Gehäuseelements 8.1 wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet.
Neben der Funktion der Fixierung des Statorkerns 6 bilden die Stege 7 mit dem ersten äußeren Gehäuseelement 8.1 und dem zweiten inneren Gehäuseelement 8.2 einzelne Volumina aus für die Kühlung des Stators 3 mittels eines geeigneten Kühlmittels. So ist ein erster äußerer Steg 7.1 in dem ersten Bereich 6.1 an der ersten axialen Außenseite des Statorkerns 6 angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform besteht der erste äußere Steg 7.1 aus mehreren Stegkomponenten 7.4 und umfasst eine erste Stegkomponente 7.4.1 in Form eines Rings, der radial zwischen dem ersten Gehäuseelement 8.1 und der radialen Außenseite des Statorkerns 6 angeordnet ist, sowie eine zweite Stegkomponente 7.4.2 in Form eines Rings, der radial zwischen dem zweiten inneren Gehäuseelement 8.2 und der radialen Innenseite des Statorkerns 6 angeordnet ist.
Weiter ist ein zweiter äußerer Steg 7.2 in dem zweiten Bereich 6.2 an der zweiten axialen Außenseite des Statorkerns 6 angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform besteht der zweite äußere Steg 7.2 aus mehreren Stegkomponenten 7.4 und umfasst eine erste Stegkomponente 7.4.1 in Form eines Rings, der radial zwischen dem ersten Gehäuseelement 8.1 und der radialen Außenseite des Statorkerns 6 angeordnet ist, sowie eine zweite Stegkomponente 7.4.2 in Form eines Rings, der radial zwischen dem zweiten inneren Gehäuseelement 8.2 und der radialen Innenseite des Statorkerns 6 angeordnet ist.
In axialer Richtung zwischen dem ersten Bereich 6.1 und dem zweiten Bereich 6.2 ist ein innenliegender Steg 7.3 angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform besteht der innenliegende Steg 7.3 aus mehreren Stegkomponenten 7.4 und umfasst eine erste Stegkomponente 7.4.1 in Form eines Rings, der radial zwischen dem ersten Gehäuseelement 8.1 und der radialen Außenseite des Statorkerns 6 angeordnet ist, sowie eine zweite Stegkomponente 7.4.2 in Form eines Rings, der radial zwischen dem zweiten inneren Gehäuseelement 8.2 und der radialen Innenseite des Statorkerns 6 angeordnet ist.
Somit ergeben sich in der gezeigten Ausführungsform der elektrischen Maschine 1 vier Volumen durch die Anordnung von erstem äußeren Gehäuse 8.1 , zweitem inneren Gehäuse 8.2, erstem äußeren Steg 7.1 , zweitem äußeren Steg 7.2, innenliegendem Steg 7.3 sowie dem Rotorkern.
Ein erstes äußeres Volumen 13.1 ist im ersten Bereich 6.1 zwischen dem erstem Gehäuseelement 8.1 und der radialen Außenseite des Statorkerns 6 sowie zwischen dem ersten äußeren Steg 7.1 und dem innenliegenden Steg 7.3 ausgebildet. Ein erstes inneres Volumen 13.2 ist im ersten Bereich 6.1 zwischen der radialen Innenseite des Statorkerns 6 und dem zweiten inneren Gehäuseelement 8.2 sowie zwischen dem ersten äußeren Steg 7.1 und dem innenliegenden Steg 7.3 ausgebildet.
Das erste äußere Volumen 13.2 ist dabei über die Wickelnuten 10 des ersten Bereichs 6.1 in Verbindung mit der ersten Spulenanordnung 5.1 mit dem ersten inneren Volumen 13.2 verbunden. Eine Abdichtung der Wickelnuten 10 in axialer Richtung ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Ein zweites inneres Volumen 13.3 ist im zweiten Bereich 5.2 zwischen der radialen Innenseite des Statorkerns 6 und dem zweiten inneren Gehäuseelement 8.2 sowie zwischen dem zweiten äußeren Steg 7.2 und dem innenliegenden Steg 7.3 ausgebildet. Die zweite Stegkomponente 7.4.2 des innenliegenden Stegs 7.3 verfügt über Öffnungen 14 zur Verbindung des ersten inneren Volumens 13.2 zu dem zweiten inneren Volumen 13.3. Ein zweites äußeres Volumen 13.4 ist im zweiten Bereich 5.2 zwischen dem erstem Gehäuseelement 8.1 und der radialen Außenseite des Statorkerns 6 sowie zwischen dem zweiten äußeren Steg 7.2 und dem innenliegenden Steg 7.3 ausgebildet. Das zweite innere Volumen 13.3 ist dabei über die Wickelnuten 10 des zweiten Bereichs 6.2 in Verbindung mit der zweiten Spulenanordnung 5.2 mit dem zweiten äußeren Volumen 13.4 verbunden. Eine Abdichtung der Wickelnuten 10 in axialer Richtung ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Figur 5 zeigt einen perspektivischen Teilschnitt (Figur 5a) wesentlicher Komponenten der elektrischen Maschine 1 aus Figur 2 sowie eine perspektivische Detailansicht (Figur 5b).
Zur Zuleitung von geeignetem Kühlmittel in das erste äußere Volumen 13.1 ist eine Zuleitung 15 im ersten äußeren Gehäuseelement 8.1 beinhaltet. Um das geeignete Kühlmittel aus dem Stator 3 abzuleiten und somit einen Kühlmittelfluss zu ermöglichen, ist im ersten äußeren Gehäuseelement 8.1 eine Rückleitung 16 beinhaltet, die mit dem zweiten äußeren Volumen 13.4 verbunden ist.
Die Zuleitung 15 ist mit dem ersten äußeren Volumen 13.1 derart angeordnet, dass das geeignete Kühlmittel zunächst im ersten äußeren Volumen 13.1 in Umfangsrichtung verteilt wird und somit insbesondere bei einer als verteilten Wicklung realisierten ersten Spulenanordnung 5.1 die im ersten äußeren Volumen 13.1 ausgebildeten Wickelköpfe thermisch reguliert.
Ebenso erfolgt im ersten inneren Volumen 13.2 eine Verteilung des geeigneten Kühlmittels in Umfangsrichtung.
Der innenliegende Steg 7.3 verfügt über mehrere Öffnungen 14 zur Verbindung des ersten inneren Volumens 13.2 zu dem zweiten inneren Volumen13.3. Insbesondere sind die Öffnungen 14 derart positioniert, dass eine gleichmäßige Verteilung in Umfangsrichtung in dem ersten inneren Volumen 13.2 erfolgt. Die Öffnungen 14 sind wie in Figur 5, 5b gezeigt radial innen derart positioniert, dass das Kühlmedium möglichst weit radial innen von dem ersten inneren Volumen 13.2 zu dem zweiten inneren Volumen 13.3 strömt, so dass eine möglichst gute Umströmung der im ersten inneren Volumen 13.2 befindlichen Wickelköpfe der als verteilten Wicklung ausgeführten ersten Spulenanordnung 5.1 oder der im zweiten inneren Volumen 13.3 befindlichen Wickelköpfe der als verteilten Wicklung ausgeführten zweiten Spulenanordnungen 5.2 erfolgt. Figur 6 zeigt eine Detailaufsicht des Statorkerns der elektrischen Maschine aus Figur 2. Die Wickelnuten 10 des ersten Bereichs 6.1 weisen zu den Wickelnuten 10 des zweiten Bereichs 6.2 auf einer äußeren radial um laufenden Fläche in Umfangsrich- tung einen Abstand du auf, die Wickelnuten 10 des ersten Bereichs 6.1 weisen zu den Wickelnuten 10 des zweiten Bereichs 6.2 auf der äußeren radial umlaufenden Fläche in axialer Richtung einen Abstand dA auf. Dabei definiert k = ÖA I du ein Verhältnis, wobei k < 1 ,5 ist, vorzugsweise k<0.5, k<0.25, k<0, 1 k<0.05.
Insbesondere bei schmalen Statorzähnen 9 wie bei verteilten Wicklungen erforderlich, ist k vorteilhafterweise kleiner 1 zu wählen, sodass trotz geringer axialer Baulänge des Statorkerns 6 mechanische Stabilität gewährleitstet ist. Insbesondere bei Einzelzahnwicklungen kann aufgrund breiterer Statorzähne 9 k<0.5, besonders bevorzugt k<0.25 gewählt werden, ohne dass dies zu Lasten der mechanischen Stabilität ginge.
Bezuqszeichenliste Elektrische Maschine Rotor Erster Rotor Zweiter Rotor Stator Magnete Spulenanordnung erste Spulenanordnung zweite Spulenanordnung Statorkern erster Bereich zweiter Bereich Stegstruktur erster äußerer Steg zweiter äußerer Steg innenliegender Steg Stegkomponente erste Stegkomponente zweite Stegkomponente Gehäuse erstes äußeres Gehäuseelement zweites inneres Gehäuseelement Statorzahn Wickelnut Lagerung Rotationsachse erstes äußeres Volumen erstes inneres Volumen zweites inneres Volumen zweites äußeres Volumen Öffnungen 15 Zuleitung
16 Rückleitung

Claims

Ansprüche
1 . Elektrische Maschine (1 ) in Axialflussbauweise mit einem axial zwischen einem ersten Rotor (2.1 ) und einem zweiten Rotor (2.2) angeordneten Stator (3), der einen eine bauliche Einheit ausbildenden Statorkern (6) beinhaltet, der einen ersten Bereich
(6.1 ), der zu einer ersten axialen Außenseite hin ausgerichtet ist, sowie einen zweiten Bereich (6.2), der zu einer zweiten axialen Außenseite hin ausgerichtet ist umfasst, wobei im ersten Bereich (6.1 ) in Umfangsrichtung abwechselnd Statorzähne (9) und Wickelnuten (10) an der ersten Außenseite ausgebildet sind sowie eine erste Spulenanordnung (5.1 ) beinhaltet ist, die abschnittsweise in den Wickelnuten (10) des ersten Bereichs (6.1 ) angeordnet ist, und im zweiten Bereich (6.2) in Umfangsrichtung abwechselnd Statorzähne (9) und Wickelnuten (10) an der zweiten Außenseite ausgebildet sind, sowie eine zweite Spulenanordnung (5.2) beinhaltet ist, die abschnittsweise in den Wickelnuten (10) des zweiten Bereichs (6.2) angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Stegstruktur (7), die einen Steg (7.3) aufweist, der in axialer Richtung innenliegend zwischen dem ersten Bereich (6.1 ) und dem zweiten Bereich (6.2) und in radialer Richtung zwischen dem Statorkern (6) und einem äußeren ersten Gehäuseelement
(8.1 ) oder einem weiteren Element der elektrischen Maschine (1 ) angeordnet ist.
2. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Stegstruktur (7) einen ersten äußeren Steg (7.1 ) umfasst, der in dem ersten Bereich (6.1 ) an der ersten axialen Außenseite des Statorkerns (6) und in radialer Richtung zwischen dem Statorkern (6) und einem äußeren ersten Gehäuseelement (8.1 ) oder in radialer Richtung zwischen dem Statorkern (6) und einem weiteren Element der elektrischen Maschine (1 ) angeordnet ist, sowie die Stegstruktur (7) einen zweiten äußeren Steg (7.2) umfasst, der in dem zweiten Bereich (6.2) an der zweiten axialen Außenseite des Statorkerns (6) und in radialer Richtung zwischen dem Statorkern (6) und einem äußeren ersten Gehäuseelement
(8.1 ) oder in radialer Richtung zwischen dem Statorkern (6) und einem weiteren Element der elektrischen Maschine (1 ) angeordnet ist, so dass ein erstes äußeres Volumen (13.1 ) im ersten Bereich (6.1 ) zwischen dem erstem Gehäuseelement (8.1 ) und der radialen Außenseite des Statorkerns (6), ein erstes inneres Volumen (13.2) im ersten Bereich (6.1 ) zwischen der radialen Innenseite des Statorkerns (6) und dem weiteren Element der elektrischen Maschine (1 ), ein zweites inneres Volumen (13.3) im zweiten Bereich (6.2) zwischen der radialen Innenseite des Statorkerns (6) und dem weiteren Element der elektrischen Maschine (1 ) und ein zweites äußeres Volumen (13.4) im zweiten Bereich (6.2) zwischen dem erstem Gehäuseelement (8.1 ) und der radialen Außenseite des Statorkerns (6) ausgebildet sind.
3. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 2, wobei der innenliegende Steg (7.3) im Bereich zwischen einer radialen Innenseite des Statorkerns (6) und dem weiteren Element der elektrischen Maschine (1 ) Öffnungen (14) in axialer Richtung derart aufweist, dass das erste innere Volumen (13.2) mit dem zweiten inneren Volumen (13.3) fluidisch verbunden ist,
4. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei das erste äußere Volumen (13.1 ) über die Wickelnuten (10) des ersten Bereichs
(6.1 ) mit dem ersten inneren Volumen (13.2) verbunden ist und das zweite innere Volumen (13.3) über die Wickelnuten (10) des zweiten Bereichs
(6.2) mit dem zweiten äußeren Volumen (13.4) verbunden ist.
5. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das erste Gehäuseelement (8.1 ) eine Zuleitung (15) aufweist, die eine Verbindung zu dem ersten äußeren Volumen (13.1 ) herstellt oder das erste Gehäuseelement (8.1 ) eine Rückleitung (16) aufweist, die eine Verbindung zu dem zweiten äußeren Volumen (13.4) herstellt.
6. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei mindestens einer des innenliegenden Stegs (7.3), des ersten äußeren Stegs (7.1 ) und des zweiten äußeren Stegs (7.2) aus mehreren Stegkomponenten (7.4) besteht.
7. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 6, wobei - 17 - eine erste Stegkomponente (7.4.1 ) ein Ring ist, der radial zwischen dem ersten Gehäuseelement (8.1 ) und der radialen Außenseite des Statorkerns (6) angeordnet ist und eine zweite Stegkomponente (7.4.2) ein Ring ist, der radial zwischen dem weiteren Element der elektrischen Maschine (1 ) und der radialen Innenseite des Statorkerns (6) angeordnet ist.
8. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 7, wobei die Fixierung des Statorkerns (6) zu dem ersten äußeren Gehäuseelement (8.1 ) über die erste Stegkomponente (7.4.1 ) realisiert ist.
9. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Statorzähne (9) des ersten Bereichs (6.1 ) in Umfangsrichtung versetzt zu den Statorzähnen (9) des zweiten Bereichs (6.1 ) angeordnet sind.
10. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste Spulenanordnung (5.1 ) in Form einer verteilten Wicklung realisiert ist und die zweite Spulenanordnung (5.2) in Form einer verteilten Wicklung realisiert ist.
11 . Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das weitere Element der elektrischen Maschine (1 ) ein inneres zweites Gehäuseelement (8.2) ist und eine Aufnahme für die Lagerung (11 ) des ersten Rotors (2.1 ) oder eine Aufnahme für die Lagerung (11 ) des zweiten Rotors (2.2) beinhaltet.
12 Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine (1 ) nach Anspruch 1 bis 11 .
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