WO2023088732A1 - Elektrische maschine, insbesondere elektrische maschine für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Elektrische maschine, insbesondere elektrische maschine für ein kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
WO2023088732A1
WO2023088732A1 PCT/EP2022/081131 EP2022081131W WO2023088732A1 WO 2023088732 A1 WO2023088732 A1 WO 2023088732A1 EP 2022081131 W EP2022081131 W EP 2022081131W WO 2023088732 A1 WO2023088732 A1 WO 2023088732A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
throttle device
cooling
electrical machine
base body
cooling channel
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/081131
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mario Gudlin
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
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 Zf Friedrichshafen Ag filed Critical Zf Friedrichshafen Ag
Publication of WO2023088732A1 publication Critical patent/WO2023088732A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/09—Machines characterised by the presence of elements which are subject to variation, e.g. adjustable bearings, reconfigurable windings, variable pitch ventilators

Definitions

  • Electric machine in particular electric machine for a motor vehicle
  • the invention relates to an electrical machine, in particular an electrical machine for a motor vehicle, comprising a stator base body having a plurality of cooling ducts, the cooling ducts each having a cooling duct opening in an axial end face of the stator base body.
  • stator carrier Since the production or assembly of the stator carrier usually requires the stator to be pressed in, which in turn leads to a change in the diameter of the stator carrier, which in turn entails post-processing of the stator carrier for the fit in the transmission housing, the omission of the stator carrier leads to a significant simplification of production.
  • the cooling areas usually delimited by the stator carrier are therefore implemented in the form of cooling ducts in the stator base body itself.
  • the cooling ducts can be formed, for example, by lining up openings in the individual laminations or laminations of the stator base body, so that a suitable fluid, in particular a liquid, for example oil, can be conducted through the cooling ducts in order to absorb heat from the stator base body and from the electrical machine to dissipate
  • a suitable fluid in particular a liquid, for example oil
  • a parallel flow of coolant through the cooling channels is possible, since the parallel flow is easier to supply, since precise positioning is not required.
  • a lower pressure loss is to be expected than, for example, with a meandering course.
  • the coolant can have a different pressure in an inflow area than in an area that is different from the inflow area. If the coolant is introduced into an inlet in an annular channel at a defined radial position, for example, the coolant flows under increased pressure in the area of the inlet into the coolant channels arranged there than, for example, at a radial position of the annular channel opposite the inlet.
  • the routing of the coolant in particular the pressure distribution of the coolant, can therefore depend on the position of the inlet or outlet.
  • the resulting different pressures within the cooling circuit make it difficult to evenly distribute the coolant to the individual cooling channels. However, such an even distribution is desirable in order to achieve the highest possible cooling efficiencies. In particular, it must be avoided that, due to the different pressure distribution, individual cooling channels carry too little or no coolant, so that the stator base body could be cooled unevenly or locally overheated.
  • the invention is based on the object of specifying an electrical machine which is improved in comparison thereto and in which a more uniform distribution of the coolant is achieved.
  • the invention relates to an electrical machine, for example an electrical machine for a motor vehicle.
  • the electrical machine has a stator with a stator base body, in which stator base body a multiplicity of cooling channels is arranged or formed.
  • Each of the cooling channels has a cooling channel opening at an axial end or an axial end face of the stator base body, for example an end face of the stator base body.
  • each of the cooling ducts usually has two cooling duct openings which are arranged on opposite axial end faces of the stator base body and between which the cooling duct extends within the stator base body.
  • the cooling channels are ultimately formed by individual openings in the individual laminations or laminations of which the stator base body is composed.
  • the cooling channels can thus extend between the two axial end faces of the stator base body.
  • the axial direction is understood to mean the axis of rotation or central axis of the electrical machine, in particular the axis of rotation of the rotor of the electrical machine or the axis of symmetry of the stator base body.
  • the invention is based on the knowledge that at least one throttle device is provided, which can be introduced or is introduced into at least one cooling channel opening on the axial end face of the stator base body, the throttle device being designed to reduce a flow cross section through the at least one cooling channel opening.
  • the invention thus proposes providing one or more throttle devices, which can be designed in particular as a separate component, i.e. separately from the stator base body.
  • the production of the throttle device which results from the production of the stator base body. For example, in relation to the manufacturing process of the laminations of the stator base body that have the cooling channel opening, no consideration needs to be taken.
  • the cooling channel openings are usually produced by means of a stamping tool, the formation of filigree cooling channel openings is only possible to a limited extent.
  • the provision of the throttle device makes it possible to cover any cross section of the cooling channel opening and thus to reduce the cooling channel opening in terms of its flow cross section, so that the cooling channel openings themselves can be of any shape and the manufacturing process for the production of the cooling channel opening can be designed without the formation of a Throttle device in the stator itself must be considered.
  • the throttle device which is manufactured separately, can thus be manufactured depending on the application or depending on the desired pressure distribution and introduced into the corresponding cooling channel openings.
  • the throttle device described can thus be manufactured separately from the stator base body, for example from a plastic.
  • the throttle device can be placed in that area of the cooling ducts in which a reduction in the flow cross section or a reduction in the flow of the coolant is required in order to equalize the flow of the coolant over the entire stator base body.
  • a liquid can be used as the coolant, in particular water or oil, so that the pressure of the coolant can be increased in a range that would be preferred by the coolant without a throttling device, and the coolant can thus be redistributed to the other cooling channels.
  • the throttle device can reduce exactly as many cooling channel openings in its flow cross section as is necessary for the redistribution.
  • the throttle device which is designed separately, also enables flexible adjustment of the distribution of the coolant, in particular compared to the introduction of filigree openings in the stator base body itself.
  • the at least one throttle device can be designed to change a distribution of coolant over the individual cooling channels, in particular to homogenize a distribution.
  • the throttle device is introduced into at least one cooling channel opening, so that the volume flow of coolant through this cooling channel opening is reduced and increased in proportion to it in at least one further cooling channel.
  • the flow cross section that the cooling channel opening has, into which the throttle device is introduced is reduced by the throttle device.
  • an uneven distribution of the coolant can occur, for example due to the arrangement of an inlet or outlet of the coolant.
  • the throttling device can be introduced into those cooling ducts that convey more coolant than other cooling ducts in the non-uniform distribution. Through the targeted reduction of the flow cross section, the distribution of the coolant over all cooling channels is more even, so that the at least one throttle device Cooling effect is improved and in particular it can be ensured that no area forms on the stator body that is insufficiently cooled.
  • the reduction of the flow cross section is realized by the throttling device through a ratio of a closed to an open area in relation to the cooling channel opening into which the throttling device is introduced.
  • the throttle device covers an area of the cooling channel opening, so that the cooling channel opening is partially covered by the throttle device.
  • the free flow cross section that the coolant can take into the cooling channel opening or out of the cooling channel opening is correspondingly reduced.
  • the at least one throttle device can be arranged both on the inlet side and on the outlet side.
  • the throttle device can be arranged, for example, at least in sections in an area provided for flow reduction, in particular based on pressure and/or at a supply point and/or discharge point of the coolant and/or based on the direction of flow of the coolant and/or based on gravity.
  • the throttling device it is fundamentally possible to arrange the throttling device on the stator base body in such a way that, in a state without a throttling device, preferred cooling ducts are reduced in terms of their throughput and thus an increase in the throughflow occurs in cooling ducts in which no throttling device is arranged.
  • the arrangement of the at least one throttle device can be selected in relation to the specific electrical machine.
  • the at least one throttle device can be arranged on the basis of pressure. This means that depending on a pressure distribution in a basic state, for example operation of the cooling circuit without a throttle device, an arrangement of the throttle device can be selected. It is also possible to arrange the at least one throttling device specifically at a supply point or a discharge point of the coolant, since the arrangement of the supply point or discharge point specifies a defined pressure distribution that can be changed by the throttling device accordingly for homogenization.
  • the direction of flow or gravity can also be included. For example, at a discharge point in a lower area of the stator base body in relation to its mounting direction, an accumulation of the coolant can occur due to gravity. If a throttle device is arranged in this area, the flow through other cooling channels, for example in an upper area, is increased.
  • the at least one throttle device can have at least one engagement element, in particular a plug, which engagement element engages in the at least one cooling duct opening when it is inserted, a cover element being arranged on the engagement element and at least partially covering the cooling duct opening.
  • the throttle device can have an engagement element or a plurality of engagement elements, the engagement elements or the at least one engagement element of the throttle device ultimately engaging in the at least one cooling passage through the cooling passage opening.
  • the throttle device is arranged on the cooling channels and thus on the stator base body via the engagement element.
  • a cover element which at least partially covers the cooling channel opening, is arranged on the engagement element.
  • the throttle device is thus T-shaped.
  • the shape of the engagement element can be adapted to the shape of the cooling channels or the cooling channel openings.
  • the engagement element can have a circular, elliptical or rectangular shape when viewed in cross section.
  • the engagement element ultimately forms a web which extends away from the cover element, in particular by 90°.
  • the engagement element and the cover element together thus form a plug which can be introduced into the at least one cooling channel opening in order to reduce its cross section.
  • At least one engagement element of at least one throttle device can have an opening.
  • the opening can extend in the axial direction, so that the inside of the cooling channel, in which the engagement element is arranged, is connected to the outside space in the axial direction.
  • the opening in Extend the axial direction completely through the engagement element and cover element, so that the throttle device is opened through the opening.
  • the throttle device can completely cover the cooling channel opening, so that coolant can only flow through the opening in the engagement element into the cooling channel or out of the cooling channel through the throttle device. It is also possible that the throttle device covers the cooling channel opening only in sections and coolant can thus additionally flow out or flow in through the opening in the engagement element.
  • the opening in the engagement element thus connects the inside of the channel with the outside space and reduces the cross section of the cooling channel opening.
  • the size of the opening can be chosen depending on the desired flow, for example in a range between 0.1 mm and 2 mm, in particular between 0.5 mm and 1 mm. It can be provided that different engagement elements of the same or different throttle devices have different openings or that all engagement elements have the same opening. Likewise, openings can only be provided in individual engaging elements, with other engaging elements having no opening.
  • the throttle device can thus have two or more engagement elements which are connected to one another via the cover element.
  • the two engagement elements can be introduced, for example, into two cooling channel openings that belong to cooling channels that are adjacent in the circumferential direction of the stator base body.
  • two engagement elements can be connected to a common cover element, which are arranged in different cooling channel openings, with at least one cooling channel opening remaining free between the two engagement elements, i.e. although no engagement element is arranged in it, which cooling channel opening that remains free is nevertheless covered by the common cover element is covered.
  • the throttle device does not have to have an engagement element for each cooling duct opening, but the cover element can also be guided over cooling duct openings without engagement elements in order to reduce their flow cross section.
  • the throttle device has only two engagement elements in different Cooling channel openings are introduced, with a covering element, which connects the two engaging elements, covering cooling channel openings between the two engaging elements in the circumferential direction.
  • the cover element can cover an angular segment or a peripheral segment of cooling channels.
  • the cover member may extend circumferentially at the same radial position.
  • the cover element can be designed as a (circular) arc segment.
  • any number of throttle devices can be provided, for example two throttle devices, which are arranged in different circumferential positions on the stator base body.
  • the throttle devices can thus form segments in the circumferential direction or each cover a segment or a group of cooling channel openings in the stator base body.
  • the throttle devices can each cover a segment of 30°, 45°, 60° or 90° or any other angular range.
  • At least one engagement element of the throttle device can have a cross-sectional shape that corresponds to or differs from a geometry of the cooling channel opening.
  • the geometries of the cooling channels or the cooling channel openings can be selected as desired. For example, these can be elliptical, rectangular, (circular) round, cloverleaf or T-shaped.
  • the engagement elements can have the same shape or different shapes. In principle, any combination of the geometries of the cross-sectional shape of the cooling channel openings and the engagement elements is possible.
  • the at least one throttle device can be arranged in an inlet area and/or an outlet area of the coolant.
  • the inflow area or outflow area is that area of the cooling circuit in which the coolant, in the case of the inflow area, is introduced into the stator base body and, in the case of the outflow area, is discharged from the stator base body.
  • the throttle device can also be arranged, in particular in the axial direction, between an annular channel section and the end face of the stator base body.
  • the annular channel section is used in particular to collect coolant at the axial end surface of the stator base.
  • the electrical machine can in particular provide an inlet-side annular channel section in the area of the inlet area and an outlet-side annular channel section in the area of the outlet area.
  • the throttle device can be arranged between the ring channel section and the end surface of the stator base body in such a way that the throttle device is fixed by the ring channel section on the end surface of the stator base body.
  • the annular channel section forms in particular an annular channel extending in the circumferential direction, which establishes the fluid connection between the inlet or outlet and the cooling channels. Coolant can thus flow from the annular duct into the cooling duct openings or coolant can flow out of the cooling duct openings into the annular duct.
  • the invention relates to a motor vehicle comprising an electric machine as described above. All advantages, details and features that have been described in relation to the electric machine can be fully transferred to the motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a perspective section of a stator base body of an electrical machine
  • FIG. 2 shows a perspective representation of a throttle device
  • FIG. 3 shows a detail of an axial view in the area of an axial end face of the stator base body; 4 shows a detail of a longitudinal section in the area of an axial end face of the stator base body; and
  • FIG. 5 shows a section of a perspective view in the area of an axial end face of the stator base body.
  • Fig. 1 shows an electric machine 1 of a motor vehicle, not shown. Such a motor vehicle can thus have an electric machine 1 as described below.
  • the electrical machine 1 has a stator 2 with a stator base body 3 .
  • the stator base body 3 has a multiplicity of cooling channels 4 which are formed in the stator base body 3 or which the stator base body 3 delimits.
  • the cooling channels 4 extend in the stator base body 3 between the two axial end faces 5, with each cooling channel 4 having a cooling channel opening 6 through which coolant can flow into the cooling channel 4 and out of it.
  • the electric machine 1 also has a throttle device 7, which is shown isolated in FIG. In the assembled state, the throttle device 7 is arranged on the axial end face 5 of the stator base body 3 .
  • the throttle device 7 is arranged on the axial end face 5 of the stator base body 3 .
  • only one throttle device 7 is shown for the sake of simplicity. It is also possible to provide any number of throttle devices 7 which are arranged at different points on the axial end face 5 . Different throttle devices 7 can be arranged in particular at different circumferential positions on the stator base body 3 in order to cover different segments or groups of cooling channels 4 . For this purpose, the individual throttle devices can be different from one another.
  • the throttle device 7 has a plurality of engagement elements 8 which are connected to one another by a common cover element 9 .
  • the throttle device 7 can also have only a single engagement element 8, which has a cover element 9 at its axial end.
  • the throttle device 7 it is possible for the throttle device 7 to have two engagement elements 8 which are connected to a cover element 9, with between the two Engagement elements 8, a covering area of the covering element 9 is arranged in the circumferential direction, on which no engaging elements 8 are formed, which covering area nevertheless covers cooling channel openings 6.
  • Such a throttle device 7 would thus be arranged via two engagement elements 8 on the axial end face 5, with cooling channels 4 between the cooling channels 4 in which the engagement elements 8 are arranged being covered only by the cover element 9 or the cover area described.
  • the throttle device 7 has engagement elements 8 for each of the cooling channels 4 . This means that adjacent engagement elements 8 engage in adjacent cooling channel openings 6 .
  • the throttle device 7 reduces the flow cross section through the cooling channel openings 6, which are at least partially covered by the cover element 9. As a result, the throttle device 7 distributes the coolant or homogenizes the distribution of the coolant over the individual cooling ducts 4 in the stator base body 3. In particular, the coolant can escape to the cooling ducts 4 that are not covered by the cover element 9.
  • the throttle device 7 it is fundamentally possible for the throttle device 7 to be arranged in an inlet area or an outlet area. Arranging the throttle device 7 in the outlet area ensures, in particular, that the cooling channels 4 are all filled and that the throttle device 7 does not unintentionally prevent or impede the filling of a cooling channel 4 . Instead, the throttle device 7 should accumulate coolant in a filled cooling duct 4 and thereby ensure the redistribution of the volume flow to other cooling ducts 4 .
  • FIG. 3 shows by way of example that the cross-sectional shape of the cooling channel openings 6 is elliptical.
  • the cross-sectional shape is only to be understood as an example, so that any other cross-sectional shape can also be implemented, for example circular, rectangular and the like.
  • the cover element 9 covers part of the cross section of the cooling channel opening 6 and thus reduces the flow cross section that is possible through the cooling channel opening 6 .
  • the pressure distribution or the flow distribution of the coolant through the stator base body 3 can be adjusted from the size of the cover element 9 and the size of the cooling channel openings 6 or ultimately the remaining free cross section of the cooling channel openings 6 .
  • each engagement element 8 can thus have its own opening, through which coolant can flow through the cover element 9 and the engagement element 8 into the covered cooling channels 4 or can flow out of the covered cooling channels 4 .
  • FIG. 4 shows a longitudinal section in which an engagement element 8 of the throttle device 7 can be seen engaging in a cooling channel opening 6 or a cooling channel 4 .
  • the cover element 9 bears against the axial end face 5 of the stator base body 3 so that ultimately a free cross section of the cooling channel 4 is reduced by the area of the cover element 9 .
  • FIG. 5 shows a perspective view of the stator base body 3, with an annular channel section 10 being arranged on the axial end surface 5.
  • FIG. The annular channel section 10 defines the position of the throttle device 7 .
  • the axial end face 5 shown can be the inlet or the outlet, or an annular channel section 10 can be arranged both on the axial end face 5 facing the inlet and on the axial end face 5 facing the outlet.
  • a ring channel is formed in the ring channel section 10 , in which coolant can collect before it flows into the cooling channels 4 or after it flows out of the cooling channels 4 .
  • the throttle device 7 ensures that the coolant can flow evenly through the multiplicity of cooling channels 4 .

Abstract

Elektrische Maschine (1), insbesondere elektrische Maschine (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen eine Vielzahl von Kühlkanälen (4) aufweisenden Statorgrundkörper (3), wobei die Kühlkanäle (4) jeweils eine Kühlkanalöffnung (6) in einer axialen Endfläche (5) des Statorgrundkörpers (3) aufweisen, wobei wenigstens eine Drosseleinrichtung (7) vorgesehen ist, die an der axialen Endfläche (5) des Statorgrundkörpers (3) in wenigstens eine Kühlkanalöffnung (6) einbringbar oder eingebracht ist, wobei die Drosseleinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, einen Strömungsquerschnitt durch die wenigstens eine Kühlkanalöffnung (6) zu reduzieren.

Description

Elektrische Maschine, insbesondere elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen eine Vielzahl von Kühlkanälen aufweisenden Statorgrundkörper, wobei die Kühlkanäle jeweils eine Kühlkanalöffnungen einer axialen Endfläche des Statorgrundkörpers aufweisen.
Elektrische Maschinen für Kraftfahrzeuge, die einen Statorgrundkörper mit einer Vielzahl von Kühlkanälen aufweisen, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Die Anordnung der Kühlkanäle in dem Statorgrundkörpers selbst wird beispielsweise im Rahmen einer Kostensenkung und Verbesserung der Fertigung von elektrischen Maschinen vorgenommen, um auf einen zusätzlichen Statorträger verzichten zu können, der unterschiedliche Fluidbereiche voneinander abtrennt, beispielsweise unterschiedliche Kühl- und Schmiermedien voneinander abtrennt. Da die Herstellung bzw. Montage des Statorträgers in der Regel ein Einpressen des Stators erfordert und somit zu einer Veränderung des Durchmessers des Statorträgers führt, welche wiederum für die Passung in das Getriebegehäuse eine Nachbearbeitung des Statorträgers mit sich zieht, führt der Verzicht auf den Statorträger zu einer deutlichen Vereinfachung der Herstellung.
Die üblicherweise durch den Statorträger begrenzten Kühlbereiche werden daher in Form von Kühlkanälen in dem Statorgrundkörpers selbst realisiert. Die Kühlkanäle können beispielsweise durch Aneinanderreihen von Öffnungen in den einzelnen Blechen bzw. Blechlamellen des Statorgrundkörpers gebildet werden, sodass durch die Kühlkanäle ein geeignetes Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, beispielsweise Öl, geführt werden kann, um Wärme von dem Statorgrundkörper aufzunehmen und aus der elektrischen Maschine abzuführen. Hierbei ist insbesondere ein paralleler Durchfluss von Kühlmittel durch die Kühlkanäle möglich, da der parallele Durchfluss einfacher zu versorgen ist, da kein positionsgenaues Zubringen erforderlich ist. Ferner ist bei der parallelen Führung des Kühlmittels ein geringerer Druckverlust zu erwarten als beispielsweise bei einem mäanderförmigen Verlauf. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass das Kühlmittel an einem Zulaufbereich einen anderen Druck aufweisen kann als in einem von dem Zulaufbereich unterschiedlichen Bereich. Wird das Kühlmittel beispielsweise an einer definierten Radialposition in einen Zulauf in einen ringförmigen Kanal eingebracht, strömt das Kühlmittel im Bereich des Zulaufs unter erhöhtem Druck in die dort angeordneten Kühlmittelkanäle, als beispielsweise auf einer dem Zulauf gegenüberliegenden Radialposition des ringförmigen Kanals. Im Allgemeinen kann somit die Führung des Kühlmittels, insbesondere die Druckverteilung des Kühlmittels, von der Position des Zulaufs bzw. des Ablaufs abhängen. Die somit unterschiedlichen Drücke innerhalb des Kühlkreislauf erschweren die gleichmäßige Verteilung des Kühlmittels auf die einzelnen Kühlkanäle. Eine solche gleichmäßige Verteilung ist jedoch wünschenswert, um möglichst hohe Wirkungsgrade bei der Kühlung zu erreichen. Insbesondere muss vermieden werden, dass aufgrund der unterschiedlichen Druckverteilung einzelne Kühlkanäle zu wenig oder kein Kühlmittel führen, sodass der Statorgrundkörper ungleichmäßig gekühlt bzw. lokal überhitzt werden könnte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine demgegenüber verbesserte elektrische Maschine anzugeben, bei der eine gleichmäßigere Verteilung des Kühlmittels erreicht wird.
Die Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Wie beschrieben, betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine, beispielsweise eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug. Die elektrische Maschine weist einen Stator mit einem Statorgrundkörper auf, in welchem Statorgrundkörper eine Vielzahl von Kühlkanälen angeordnet bzw. ausgebildet ist. Jeder der Kühlkanäle weist an einem axialen Ende bzw. einer axialen Endfläche des Statorgrundkörpers, beispielsweise einer Stirnfläche des Statorgrundkörpers, eine Kühlkanalöffnung auf. Hierbei weist jeder der Kühlkanäle üblicherweise zwei an gegenüberliegenden axialen Endflächen des Statorgrundkörpers angeordnete Kühlkanalöffnungen auf, zwischen denen sich der Kühlkanal innerhalb des Statorgrundkörpers erstreckt. Wie beschrieben, werden die Kühlkanäle letztlich durch einzelne Öffnungen in den einzelnen Blechen bzw. Blechlamellen gebildet, aus denen der Statorgrundkörper zusammengesetzt ist. Innerhalb des Statorgrundkörpers können sich die Kühlkanäle somit zwischen den beiden axialen Endflächen des Statorgrundkörpers erstrecken. Als Axialrichtung wird im Rahmen dieser Anmeldung die Drehachse bzw. Zentralachse der elektrischen Maschine verstanden, insbesondere die Drehachse des Rotors der elektrischen Maschine bzw. die Symmetrieachse des Statorgrundkörpers.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass wenigstens eine Drosseleinrichtung vorgesehen ist, die an der axialen Endfläche des Statorgrundkörpers in wenigstens eine Kühlkanalöffnung einbringbar oder eingebracht ist, wobei die Drosseleinrichtung dazu ausgebildet ist, einen Strömungsquerschnitt durch die wenigstens eine Kühlkanalöffnung zu reduzieren. Die Erfindung schlägt somit vor, eine oder mehrere Drosseleinrichtungen bereitzustellen, die insbesondere als separates Bauteil, d.h. separat zu dem Statorgrundkörper, ausgeführt sein können. Dadurch entfällt eine Begrenzung in Bezug auf die Herstellung der Drosseleinrichtung, die sich aus der Herstellung des Statorgrundkörpers ergibt. Beispielsweise muss somit bezogen auf den Herstellungsprozess der die Kühlkanalöffnung aufweisenden Blechlamellen des Statorgrundkörpers keine Rücksicht genommen werden. Da die Kühlkanalöffnungen üblicherweise mittels eines Stanzwerkzeugs hergestellt werden, ist das Ausbilden filigraner Kühlkanalöffnungen nur begrenzt möglich. Das Bereitstellen der Drosseleinrichtung ermöglicht, einen beliebigen Querschnitt der Kühlkanalöffnung abzudecken und die Kühlkanalöffnung somit in Bezug auf ihren Strömungsquerschnitt zu reduzieren, sodass die Kühlkanalöffnungen selbst beliebig geformt sein können und der Herstellungsprozess auf die Herstellung der Kühlkanalöffnung hin ausgelegt werden kann, ohne dass das Ausbilden einer Drosseleinrichtung in dem Statorgrundkörper selbst beachtet werden muss. Die separat hergestellte Drosseleinrichtung kann somit je nach Anwendungsfall bzw. je nach gewünschter Druckverteilung hergestellt und in die entsprechenden Kühlkanalöffnungen eingebracht werden.
Die beschriebene Drosseleinrichtung kann somit separat zu dem Statorgrundkörper hergestellt werden, beispielsweise aus einem Kunststoff. Die Drosseleinrichtung kann in denjenigen Bereich der Kühlkanäle eingebracht werden, in dem eine Reduzierung des Strömungsquerschnitts bzw. eine Reduzierung des Durchflusses des Kühlmittels erforderlich ist, um den Durchfluss des Kühlmittels über den gesamten Statorgrundkörper zu vergleichmäßigen. Wie beschrieben, kann als Kühlmittel eine Flüssigkeit verwendet werden, insbesondere Wasser oder Öl, sodass der Druck des Kühlmittels in einem Bereich, der ohne Drosseleinrichtung von dem Kühlmittel bevorzugt wäre, erhöht werden kann und das Kühlmittel somit auf die übrigen Kühlkanäle umverteilt werden kann. Die Drosseleinrichtung kann ferner genau so viele Kühlkanalöffnungen in ihrem Strömungsquerschnitt reduzieren, wie dies für die Umverteilung erforderlich ist. Die separat ausgeführte Drosseleinrichtung ermöglicht somit auch eine flexible Anpassung der Verteilung des Kühlmittels, insbesondere gegenüber dem Einbringen von filigranen Öffnungen in den Statorgrundkörper selbst.
Die wenigstens eine Drosseleinrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Verteilung von Kühlmittel über die einzelnen Kühlkanäle zu verändern, insbesondere eine Verteilung zu homogenisieren. Wie beschrieben, wird die Drosseleinrichtung in wenigstens eine Kühlkanalöffnung eingebracht, sodass der Volumenstrom von Kühlmittel durch diese Kühlkanalöffnung reduziert und im Verhältnis in wenigstens einem weiteren Kühlkanal dafür erhöht ist. Mit anderen Worten wird der Strömungsquerschnitt, den die Kühlkanalöffnung aufweist, in die die Drosseleinrichtung eingebracht wird, durch die Drosseleinrichtung reduziert. Dadurch werden, beispielsweise durch die Geometrie des Statorgrundkörpers bevorzugte Fluidpfade für das Kühlmittel weniger attraktiv, sodass sich eine Homogenisierung der Verteilung des Kühlmittels über die Anzahl der Kühlkanäle einstellt.
Betrachtet man den Betrieb der elektrischen Maschine ohne Drosseleinrichtung, kann, beispielsweise aufgrund einer Anordnung eines Zulaufs oder Ablaufs des Kühlmittels, eine ungleichmäßige Verteilung des Kühlmittels auftreten. Die Drosseleinrichtung kann dabei in diejenigen Kühlkanäle eingebracht werden, die in der ungleichmäßigen Verteilung mehr Kühlmittel fördern als andere Kühlkanäle. Durch die gezielte Reduzierung des Strömungsquerschnitts wird die Verteilung des Kühlmittels über alle Kühlkanäle gleichmäßiger, sodass durch die wenigstens eine Drosseleinrichtung die Kühlwirkung verbessert wird und insbesondere sichergestellt werden kann, dass sich an dem Statorgrundkörper kein Bereich bildet, der unzureichend gekühlt wird.
Die Reduzierung des Strömungsquerschnitts wird von der Drosseleinrichtung durch ein Verhältnis eines geschlossenen zu einem offenen Bereich in Bezug auf die Kühlkanalöffnung realisiert, in die die Drosseleinrichtung eingebracht ist. Mit anderen Worten deckt die Drosseleinrichtung einen Bereich der Kühlkanalöffnung ab, sodass die Kühlkanalöffnung von der Drosseleinrichtung abschnittsweise verdeckt ist. Entsprechend reduziert sich der freie Strömungsquerschnitt, den das Kühlmittel in die Kühlkanalöffnung bzw. aus der Kühlkanalöffnung nehmen kann. Es ist festzustellen, dass die wenigstens eine Drosseleinrichtung sowohl zulaufseitig als auch ablaufseitig angeordnet werden kann.
Die Drosseleinrichtung kann beispielsweise zumindest abschnittsweise in einem zur Durchflussreduzierung vorgesehen Bereich angeordnet sein, insbesondere druckbasiert und/oder an einer Zufuhrstelle und/oder Abfuhrstelle des Kühlmittels und/oder basierend auf der Flussrichtung des Kühlmittels und/oder schwerkraftbasiert. Wie bereits beschrieben, ist es grundsätzlich möglich, die Drosseleinrichtung an dem Statorgrundkörper so anzuordnen, dass in einem Zustand ohne Drosseleinrichtung bevorzugte Kühlkanäle hinsichtlich ihres Durchflusses reduziert werden und somit eine Erhöhung des Durchflusses in Kühlkanälen auftritt, in denen keine Drosseleinrichtung angeordnet ist. Hierbei kann die Anordnung der wenigstens eine Drosseleinrichtung bezogen auf die konkrete elektrische Maschine gewählt werden.
Zum Beispiel kann die Anordnung der wenigstens einen Drosseleinrichtung druckbasiert durchgeführt werden. Das bedeutet, dass in Abhängigkeit einer Druckverteilung in einem Grundzustand, zum Beispiel ein Betrieb des Kühlkreislaufs ohne Drosseleinrichtung, eine Anordnung der Drosseleinrichtung gewählt werden kann. Ebenso ist es möglich, die wenigstens eine Drosseleinrichtung gezielt an einer Zufuhrstelle oder einer Abfuhrstelle des Kühlmittels anzuordnen, da hier aufgrund der Anordnung der Zufuhrstelle oder Abfuhrstelle eine definierte Druckverteilung vorgegeben ist, die durch die Drosseleinrichtung entsprechend zur Homogenisierung verändert werden kann. Ebenso kann die Flussrichtung bzw. die Schwerkraft mit einbezogen werden. Beispielsweise kann bei einer Abfuhrstelle an einem unteren Bereich des Statorgrundkörpers bezogen auf seine Montagerichtung, eine Ansammlung des Kühlmittels aufgrund der Schwerkraft auftreten. Wird in diesem Bereich eine Drosseleinrichtung angeordnet, werden die Durchflüsse durch andere Kühlkanäle, beispielsweise in einem oberen Bereich, verstärkt.
Die wenigstens eine Drosseleinrichtung kann wenigstens ein Eingriffselement, insbesondere einen Stopfen, aufweisen, welches Eingriffselement in einem eingebrachten Zustand in die wenigstens eine Kühlkanalöffnung eingreift, wobei an dem Eingriffselement ein Abdeckelement angeordnet ist, das die Kühlkanalöffnung zumindest teilweise abdeckt. Nach dieser Ausgestaltung kann die Drosseleinrichtung ein Eingriffselement oder mehrere Eingriffselemente aufweisen, wobei die Eingriffselemente bzw. das wenigstens eine Eingriffselement der Drosseleinrichtung letztlich durch die Kühlkanalöffnung in den wenigstens einen Kühlkanal eingreift.
Mit anderen Worten ist die Drosseleinrichtung über das Eingriffselement an den Kühlkanälen und somit an dem Statorgrundkörper angeordnet. An dem Eingriffselement ist ein Abdeckelement angeordnet, das die Kühlkanalöffnung zumindest teilweise abdeckt. Je nach Geometrie bzw. Größe des Abdeckelements wird somit eine Reduzierung des Strömungsquerschnitts der Kühlkanalöffnung erreicht. In einem Längsschnitt betrachtet, ist die Drosseleinrichtung somit T-förmig ausgebildet. Die Form des Eingriffselements kann grundsätzlich an die Form der Kühlkanäle bzw. der Kühlkanalöffnungen ausgebildet werden. Beispielsweise kann das Eingriffselement im Querschnitt betrachtet eine kreisrunde, elliptische oder rechteckige Form aufweisen. Das Eingriffselement bildet letztlich einen Steg, der sich von dem Abdeckelement, insbesondere um 90° weg erstreckt. Das Eingriffselement und das Abdeckelement zusammen bilden somit einen Stopfen, der in die wenigstens eine Kühlkanalöffnung eingebracht werden kann, um deren Querschnitt zu reduzieren.
Wenigstens ein Eingriffselement wenigstens einer Drosseleinrichtung kann eine Öffnung aufweisen. Die Öffnung kann sich dabei in Axialrichtung erstrecken, sodass das Innere des Kühlkanals, in dem das Eingriffselement angeordnet ist, in Axialrichtung mit dem Außenraum verbunden ist. Mit anderen Worten kann sich die Öffnung in Axialrichtung komplett durch das Eingriffselement und Abdeckelement durch erstrecken, sodass die Drosseleinrichtung durch die Öffnung geöffnet ist. Hierbei kann die Drosseleinrichtung die Kühlkanalöffnung vollständig abdecken, sodass Kühlmittel lediglich durch die Öffnung in dem Eingriffselement in den Kühlkanal bzw. aus dem Kühlkanal durch die Drosseleinrichtung strömen kann. Ebenso ist es möglich, dass die Drosseleinrichtung die Kühlkanalöffnung nur abschnittsweise abdeckt und Kühlmittel somit zusätzlich durch die Öffnung in dem Eingriffselement ausströmen kann oder einströmen kann. Die Öffnung in dem Eingriffselement verbindet somit das Kanalinnere mit dem Außenraum und reduziert den Querschnitt der Kühlkanalöffnung. Die Größe der Öffnung kann je nach gewünschtem Durchfluss gewählt werden, beispielsweise in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 2 mm, insbesondere zwischen 0,5 mm und 1 mm. Hierbei kann vorgesehen sein, dass verschiedene Eingriffselemente derselben oder verschiedener Drosseleinrichtungen verschiedene Öffnungen aufweisen oder dass alle Eingriffselemente dieselbe Öffnung aufweisen. Ebenso können Öffnungen nur in einzelnen Eingriffselementen vorgesehen sein, wobei andere Eingriffselemente keine Öffnung aufweisen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der elektrischen Maschine kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Eingriffselemente mit einem gemeinsamen Abdeckelement verbunden sind. Beispielsweise kann die Drosseleinrichtung somit zwei oder mehr Eingriffselemente aufweisen, die über das Abdeckelement miteinander verbunden sind. Die beiden Eingriffselemente können zum Beispiel in zwei Kühlkanalöffnungen eingebracht sein, die zu in Umfangsrichtung des Statorgrundkörpers benachbarten Kühlkanälen gehören. Ebenso ist es möglich, dass zwei Eingriffselemente mit einem gemeinsamen Abdeckelement verbunden sind, die in unterschiedlichen Kühlkanalöffnungen angeordnet sind, wobei wenigstens eine Kühlkanalöffnung zwischen den beiden Eingriffselementen frei bleibt, d.h. zwar kein Eingriffselement darin angeordnet ist, welche freibleibende Kühlkanalöffnung jedoch dennoch von dem gemeinsamen Abdeckelement abgedeckt ist. Dadurch wird erreicht, dass die Drosseleinrichtung nicht für jede Kühlkanalöffnung ein Eingriffselement aufweisen muss, sondern das Abdeckelement auch ohne Eingriffselemente über Kühlkanalöffnungen geführt werden kann, um deren Strömungsquerschnitt zu reduzieren. Beispielsweise weist die Drosseleinrichtung lediglich zwei Eingriffselemente auf, die in verschiedene Kühlkanalöffnungen eingebracht sind, wobei ein Abdeckelement, das die beiden Eingriffselemente verbindet, Kühlkanalöffnungen zwischen den beiden Eingriffselementen in Umfangsrichtung abdeckt. Das Abdeckelement kann dabei ein Winkelsegment bzw. ein Umfangssegment an Kühlkanälen abdecken. Das Abdeckelement kann sich in Umfangsrichtung auf derselben Radialposition erstrecken. Das Abdeckelement kann als (Kreis-) Bogensegment ausgebildet sein.
Wie beschrieben, kann grundsätzlich eine beliebige Anzahl von Drosseleinrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise zwei Drosseleinrichtungen, die in unterschiedlichen Umfangspositionen an dem Statorgrundkörper angeordnet sind. Die Drosseleinrichtungen können somit Segmente in Umfangsrichtung ausbilden bzw. je ein Segment oder eine Gruppe an Kühlkanalöffnungen des Statorgrundkörpers abdecken. Beispielsweise können die Drosseleinrichtungen je ein Segment von 30°, 45°, 60° oder 90° bzw. einen beliebigen anderen Winkelbereich abdecken.
Wenigstens ein Eingriffselement der Drosseleinrichtung kann eine zu einer Geometrie der Kühlkanalöffnung korrespondierende oder abweichende Querschnittsform aufweisen. Hierbei sind zunächst die Geometrien der Kühlkanäle bzw. der Kühlkanalöffnungen beliebig wählbar. Zum Beispiel können diese elliptisch, rechteckig, (kreis-) rund, kleeblattförmig oder T-förmig ausgeführt sein. Dazu korrespondierend können die Eingriffselemente dieselbe Form aufweisen oder abweichende Formen aufweisen. Grundsätzlich ist eine beliebige Kombination der Geometrien der Querschnittsform der Kühlkanalöffnungen und der Eingriffselemente möglich.
Die wenigstens eine Drosseleinrichtung kann in einem Zulaufbereich und/oder einem Ablaufbereich des Kühlmittels angeordnet sein. Als Zulaufbereich bzw. Ablaufbereich wird derjenige Bereich des Kühlkreislaufs verstanden, in dem das Kühlmittel, im Falle des Zulaufbereichs, in den Statorgrundkörper eingebracht wird und, im Falle des Ablaufbereichs, aus dem Statorgrundkörper ausgeleitet wird. Je nach vorherrschender Druckverteilung, Strömungsrichtung, Anordnung und sonstiger Auslegung der elektrischen Maschine, kann es sich anbieten die wenigstens eine Drosseleinrichtung in dem einen oder dem anderen Bereich anzuordnen oder eine Kombination von Drosseleinrichtungen, die auf den Zulaufbereich und den Ablaufbereich verteilt sind, auszuwählen. Grundsätzlich kann es sich anbieten, wenigstens eine Drosseleinrichtung in dem Ablaufbereich anzuordnen, sodass eine Füllung der Kühlkanäle sichergestellt wird.
Die Drosseleinrichtung kann ferner, insbesondere in Axialrichtung, zwischen einem Ringkanalabschnitt und der Endfläche des Statorgrundkörpers angeordnet sein. Der Ringkanalabschnitt wird insbesondere dafür verwendet, Kühlmittel an der axialen Endfläche des Statorgrundkörpers zu sammeln. Die elektrische Maschine kann insbesondere einen eingangsseitigen Ringkanalabschnitt im Bereich des Zulaufbereichs und einen ausgangsseitigen Ringkanalabschnitt im Bereich des Ablaufbereichs vorsehen. Die Drosseleinrichtung kann derart zwischen dem Ringkanalabschnitt und der Endfläche des Statorgrundkörpers angeordnet sein, dass die Drosseleinrichtung durch den Ringkanalabschnitt an der Endfläche des Statorgrundkörpers fixiert wird. Der Ringkanalabschnitt bildet insbesondere einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ringkanal, der die Fluidverbindung zwischen Zulauf oder Ablauf und Kühlkanälen herstellt. Aus dem Ringkanal kann somit Kühlmittel in die Kühlkanalöffnungen einströmen bzw. kann Kühlmittel aus den Kühlkanalöffnungen in den Ringkanal ausströmen.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine zuvor beschriebene elektrische Maschine. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die elektrische Maschine beschrieben wurden, sind vollständig auf das Kraftfahrzeug übertragbar.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:
Fig. 1 einen perspektivischen Ausschnitt eines Statorgrundkörpers einer elektrischen Maschine;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Drosseleinrichtung;
Fig. 3 einen Ausschnitt einer axialen Ansicht im Bereich einer axialen Endfläche des Statorgrundkörpers; Fig. 4 einen Ausschnitt eines Längsschnitts im Bereich einer axialen Endfläche des Statorgrundkörpers; und
Fig. 5 einen Ausschnitt einer perspektivischen Darstellung im Bereich einer axialen Endfläche des Statorgrundkörpers.
Fig. 1 zeigt eine elektrische Maschine 1 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs. Ein solches Kraftfahrzeug kann somit eine elektrische Maschine 1 , wie nachfolgend beschrieben, aufweisen.
Die elektrische Maschine 1 weist einen Stator 2 mit einem Statorgrundkörper 3 auf. Der Statorgrundkörper 3 weist eine Vielzahl von Kühlkanälen 4 auf, die in dem Statorgrundkörper 3 ausgebildet sind bzw. die der Statorgrundkörper 3 begrenzt. Die Kühlkanäle 4 erstrecken sich in dem Statorgrundkörper 3 zwischen den beiden axialen Endflächen 5, wobei jeder Kühlkanal 4 eine Kühlkanalöffnung 6 aufweist, durch die Kühlmittel in den Kühlkanal 4 einströmen bzw. aus diesem ausströmen kann.
Die elektrische Maschine 1 weist ferner eine Drosseleinrichtung 7 auf, die isoliert in Fig. 2 dargestellt ist. Die Drosseleinrichtung 7 ist im montierten Zustand an der axialen Endfläche 5 des Statorgrundkörpers 3 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Einfachheit halber lediglich eine Drosseleinrichtung 7 dargestellt. Es ist ebenso möglich, eine beliebige Anzahl von Drosseleinrichtungen 7 vorzusehen, die an unterschiedlichen Stellen an der axialen Endfläche 5 angeordnet sind. Verschiedene Drosseleinrichtungen 7 können insbesondere an verschiedenen Umfangspositionen an dem Statorgrundkörper 3 angeordnet sein, um verschiedene Segmente oder Gruppen von Kühlkanälen 4 abzudecken. Die einzelnen Drosseleinrichtungen können dazu untereinander unterschiedlich sein.
Die Drosseleinrichtung 7 weist in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Eingriffselemente 8 auf, die mit einem gemeinsamen Abdeckelement 9 miteinander verbunden sind. Grundsätzlich kann die Drosseleinrichtung 7 auch nur ein einziges Eingriffselement 8 aufweisen, das ein Abdeckelement 9 an seinem axialen Ende aufweist. Ferner ist es möglich, dass die Drosseleinrichtung 7 zwei Eingriffselemente 8 aufweist, die mit einem Abdeckelement 9 verbunden sind, wobei zwischen den beiden Eingriffselementen 8 in Umfangsrichtung ein Abdeckbereich des Abdeckelements 9 angeordnet ist, an dem keine Eingriffselemente 8 ausgebildet sind, welcher Abdeckbereich dennoch Kühlkanalöffnungen 6 abdeckt. Eine solche Drosseleinrichtung 7 wäre somit über zwei Eingriffselemente 8 an der axialen Endfläche 5 angeordnet, wobei Kühlkanäle 4 zwischen den Kühlkanälen 4, in denen die Eingriffselemente 8 angeordnet sind, nur über das Abdeckelement 9 bzw. den beschriebenen Abdeckbereich abgedeckt wären.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Drosseleinrichtung 7 Eingriffselemente 8 für jeden der Kühlkanäle 4 auf. D.h., dass benachbarte Eingriffselemente 8 in benachbarte Kühlkanalöffnungen 6 eingreifen. Die Drosseleinrichtung 7 reduziert den Strömungsquerschnitt durch die Kühlkanalöffnungen 6, die zumindest teilweise durch das Abdeckelement 9 abgedeckt sind. Dadurch realisiert die Drosseleinrichtung 7 eine Verteilung des Kühlmittels bzw. eine Homogenisierung der Verteilung des Kühlmittels über die einzelnen Kühlkanäle 4 in dem Statorgrundkörper 3. Insbesondere kann das Kühlmittel auf die Kühlkanäle 4 ausweichen, die nicht von dem Abdeckelement 9 abgedeckt sind.
Wie beschrieben, ist es grundsätzlich möglich, dass die Drosseleinrichtung 7 in einem Zulaufbereich oder einem Ablaufbereich angeordnet ist. Das Anordnen der Drosseleinrichtung 7 in dem Ablaufbereich stellt insbesondere sicher, dass die Kühlkanäle 4 allesamt befü lit werden und nicht unbeabsichtigt ein Befüllen eines Kühlkanals 4 durch die Drosseleinrichtung 7 verhindert oder erschwert wird. Stattdessen soll die Drosseleinrichtung 7 Kühlmittel in einem befüllten Kühlkanal 4 aufstauen und dadurch die Umverteilung des Volumenstroms auf weitere Kühlkanäle 4 sicherstellen.
In Fig. 3 ist beispielhaft dargestellt, dass eine Querschnittsform der Kühlkanalöffnungen 6 elliptisch ausgebildet ist. Die Querschnittsform ist lediglich beispielhaft zu verstehen, sodass auch jedwede andere Querschnittsform realisierbar ist, beispielsweise kreisrund, rechteckig und dergleichen. Ersichtlich deckt das Abdeckelement 9 einen Teil des Querschnitts der Kühlkanalöffnung 6 ab und reduziert somit den Strömungsquerschnitt, der durch die Kühlkanalöffnung 6 möglich ist. Je nach Verhältnis aus der Größe des Abdeckelements 9 und der Größe der Kühlkanalöffnungen 6 bzw. letztlich dem verbleibenden freien Querschnitt der Kühlkanalöffnungen 6 kann die Druckverteilung bzw. die Strömungsverteilung des Kühlmittels durch den Statorgrundkörper 3 eingestellt werden.
Ebenso ist es möglich, dass das Abdeckelement 9 den gesamten Querschnitt der Kühlkanalöffnungen 6 abdeckt und dafür eine Öffnung in den Eingriffselementen 8 vorgesehen ist. Beispielsweise kann jedes Eingriffselement 8 somit eine eigene Öffnung aufweisen, durch die Kühlmittel durch das Abdeckelement 9 und das Eingriffselement 8 in die abgedeckten Kühlkanäle 4 einströmen oder aus den abgedeckten Kühlkanälen 4 ausströmen kann.
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt, bei dem ersichtlich ein Eingriffselement 8 der Drosseleinrichtung 7 in eine Kühlkanalöffnung 6 bzw. einen Kühlkanal 4 eingreift. Das Abdeckelement 9 liegt an der axialen Endfläche 5 des Statorgrundkörpers 3 an, sodass sich letztlich ein freier Querschnitt des Kühlkanals 4 um die Fläche des Abdeckelements 9 reduziert.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung des Statorgrundkörpers 3, wobei ein Ringkanalabschnitt 10 an der axialen Endfläche 5 angeordnet ist. Der Ringkanalabschnitt 10 legt die Position der Drosseleinrichtung 7 fest. Bei der gezeigten axialen Endfläche 5 kann es sich um den Zulauf oder den Ablauf handeln bzw. kann ein Ringkanalabschnitt 10 sowohl an der axialen Endfläche 5, die dem Zulauf zugewandt ist als auch der axialen Endfläche 5, die dem Ablauf zugewandt ist, angeordnet sein. In dem Ringkanalabschnitt 10 wird ein Ringkanal ausgebildet, in dem sich Kühlmittel ansammeln kann, bevor es in die Kühlkanäle 4 einströmt bzw. nachdem es aus den Kühlkanälen 4 ausströmt. Durch die Drosseleinrichtung 7 wird erreicht, dass das Kühlmittel gleichmäßig durch die Vielzahl an Kühlkanälen 4 strömen kann.
Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind beliebig miteinander kombinierbar, untereinander austauschbar und aufeinander übertragbar. Bezuqszeichen elektrische Maschine
Stator
Statorgrundkörper
Kühlkanal
Endfläche
Kühlkanalöffnung
Drosseleinrichtung
Eingriffselement
Abdeckelement
Ringkanalabschnitt

Claims

Patentansprüche Elektrische Maschine (1 ), insbesondere elektrische Maschine (1 ) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen eine Vielzahl von Kühlkanälen (4) aufweisenden Statorgrundkörper (3), wobei die Kühlkanäle (4) jeweils eine Kühlkanalöffnung (6) in einer axialen Endfläche (5) des Statorgrundkörpers (3) aufweisen, gekennzeichnet durch wenigstens eine Drosseleinrichtung (7), die an der axialen Endfläche (5) des Statorgrundkörpers (3) in wenigstens eine Kühlkanalöffnung (6) einbringbar oder eingebracht ist, wobei die Drosseleinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, einen Strömungsquerschnitt durch die wenigstens eine Kühlkanalöffnung (6) zu reduzieren. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, eine Verteilung von Kühlmittel über die einzelnen Kühlkanäle (4) zu verändern, insbesondere eine Verteilung zu homogenisieren. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (7) zumindest abschnittsweise in einem zur Durchflussreduzierung vorgesehen Bereich angeordnet ist, insbesondere druckbasiert und/oder an einer Zufuhrstelle oder Abfuhrstelle des Kühlmittels und/oder basierend auf der Flussrichtung des Kühlmittels und/oder schwerkraftbasiert. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (7) wenigstens ein Eingriffselement (8), insbesondere einen Stopfen, aufweist das in einem eingebrachten Zustand in die wenigstens eine Kühlkanalöffnung (6) eingreift, wobei an dem Eingriffselement (8) ein Abdeckelement (9) angeordnet ist, das die Kühlkanalöffnung (6) zumindest teilweise abdeckt. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Eingriffselement (8) eine Öffnung vorgesehen ist. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Eingriffselemente (8) mit einem gemeinsamen Abdeckelement (9) verbunden sind. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorangehenden Abschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Eingriffselement (8) der Drosseleinrichtung (7) eine zu einer Geometrie der Kühlkanalöffnung (6) korrespondierende oder abweichende Querschnittsform aufweist. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorangehenden Abschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Drosseleinrichtung (7) in einem Zulaufbereich und/oder einem Ablaufbereich angeordnet ist. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorangehenden Abschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (7) zwischen einem Ringkanalabschnitt (10) und der Endfläche (5) des Statorgrundkörpers (3) angeordnet ist. Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
PCT/EP2022/081131 2021-11-17 2022-11-08 Elektrische maschine, insbesondere elektrische maschine für ein kraftfahrzeug WO2023088732A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021212894.7 2021-11-17
DE102021212894.7A DE102021212894A1 (de) 2021-11-17 2021-11-17 Elektrische Maschine, insbesondere elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023088732A1 true WO2023088732A1 (de) 2023-05-25

Family

ID=84365272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/081131 WO2023088732A1 (de) 2021-11-17 2022-11-08 Elektrische maschine, insbesondere elektrische maschine für ein kraftfahrzeug

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102021212894A1 (de)
WO (1) WO2023088732A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150318749A1 (en) * 2012-12-11 2015-11-05 Siemens Aktiengesellschaft Electrically rotating machine
US20210347245A1 (en) * 2020-05-11 2021-11-11 Atieva, Inc. Motor Cooling System Utilizing Axial Coolant Channels

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019216125A1 (de) 2019-10-21 2021-04-22 Zf Friedrichshafen Ag Stator für eine elektrische Maschine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150318749A1 (en) * 2012-12-11 2015-11-05 Siemens Aktiengesellschaft Electrically rotating machine
US20210347245A1 (en) * 2020-05-11 2021-11-11 Atieva, Inc. Motor Cooling System Utilizing Axial Coolant Channels

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021212894A1 (de) 2023-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3474418B1 (de) Elektrische maschine
DE102005002897B4 (de) Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine mit Gussgehäuse
EP1649575A1 (de) Elektrische maschine mit läuferkühlung und entsprechendes kühlungsverfahren
WO2018114099A1 (de) Kühlmantel-gehäuse, insbesondere für eine elektrische maschine
DE102015100090A1 (de) Kühlung von Statorspulen einer elektrischen Maschine
DE102010016935A1 (de) Axial gekühlter Generator mit mehreren Wegen
EP4042546A1 (de) Elektrische maschine mit bypass-kühlkanal
EP2856617B1 (de) Kühlbares maschinengehäuse
DE102014112223A1 (de) Kühleinrichtung
WO2010049204A2 (de) Elektrische maschine
DE102021214491A1 (de) Stator für eine elektrische Maschine und elektrische Maschine
WO1988007284A1 (en) Process for fastening the stator package of an electric generator and electric generator
WO2021018831A1 (de) Statorvorrichtung für eine elektrische maschine und elektrische maschine
WO2023088732A1 (de) Elektrische maschine, insbesondere elektrische maschine für ein kraftfahrzeug
DE102018212654A1 (de) Kühlung einer elektrischen Maschine
DE2219964A1 (de) Fluessigkeitsgekuehlte elektrische maschine
EP2997272B1 (de) Kippsegment und radialgleitlager
DE102021002993A1 (de) Kühlvorrichtung zum Kühlen einer elektrischen Maschine, sowie elektrische Maschine mit einer entsprechenden Kühlvorrichtung
DE102020121724A1 (de) Elektrische Maschine mit innengekühlter Rotorwelle
DE102021119324B4 (de) Elektrische Maschine
EP3690902B1 (de) Vorrichtung zum pressen eines eine oder mehrere wicklungen aufweisenden blockes einer statischen elektrischen maschine
DE102021130471B4 (de) Elektrische Maschine und Verfahren zum Betreiben derselben
DE102019124789B4 (de) Fluidführende Einrichtung
DE102021127034A1 (de) Stator für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs sowie elektrische Maschine
WO2023067082A1 (de) Elektrische maschine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22814036

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1