CN110870165A - 特别是用于汽车的电机 - Google Patents

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汉斯-乌尔里希·施托伊雷尔
约瑟夫·松塔格
斯托扬·马尔基奇
安德烈·利琴
亚历克斯·梅德韦斯科
彼得·泽弗
菲利普·格拉布赫
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Abstract

本发明涉及一种电机(1)，尤其用于车辆的电机(1)，包括转子(3)、定子(2)、冷却剂分配室(4)和冷却剂收集室(5)，该转子(3)能围绕限定电机(1)的轴向方向(A)的旋转轴线(D)旋转，定子(2)包括多个定子绕组(6)，冷却剂收集室(5)轴向地布置在距离冷却剂分配室的一定距离处，冷却剂分配室(4)连通过至少一个冷却剂(K)能流过的冷却管道(10)与冷却剂收集室(5)流体连通，至少一个定子绕组(6)被嵌入，至少部分地嵌入，优选整个被嵌入至少一个由电绝缘塑料制成的塑料块(11)中，用于与冷却剂(K)热耦合。冷却剂分配室(4)和/或冷却剂收集室(5)至少部分地布置在至少一个塑料块(11)中，用于与至少一个定子绕组(6)热耦合。

Description

特别是用于汽车的电机
技术领域
本发明涉及一种电机，特别是用于车辆的电机，以及包括该电机的车辆。
背景技术
这样的电机通常可以是电动机或发电机。电机可以构建为外部转子或内部转子。
例如从US 5214325中已知一种通用电机。它包括壳体，该壳体围绕内部空间并且具有套管，该套管在壳体的圆周方向上旋转并且径向地限定内部空间；后侧壁，在轴向上轴向地在一侧上限定内部空间；以及前侧壁，轴向地在另一侧上限定内部空间。电机的定子固定地连接到套管。电机的转子布置在定子中，其中，转子的转子轴通过前轴承可旋转地支撑在前侧壁上。
常规电机的定子通常包括定子绕组，该定子绕组在电机运行期间通电。由此产生热量，该热量必须被消散以避免过热以及与之相关的定子的损坏甚至破坏。为此，从常规的电机中已知为它们配备有冷却装置，用于冷却定子，特别是定子绕组。这种冷却装置包括一个或多个冷却管道，冷却剂流过该冷却管道，并且冷却剂布置在定子绕组附近的定子中。热量可以通过从定子绕组向冷却剂的热传递而从定子消散。
由此证明是不利的，从定子到流经相应的冷却管道的冷却剂的有效的热传递仅与相当大的结构效能有关。然而，这对电机的生产成本具有不利影响。
发明内容
因此，本发明的目的是创造一种用于电机的改进的实施方式，在该实施方式中，该缺点被很大程度上或者甚至完全消除。尤其是要提出一种用于电机的改进的实施方式，其特征在于改进定子的定子绕组的冷却。
该目的通过专利的独立权利要求的主题解决。优选的实施方式是专利的从属权利要求的主题。
因此，本发明的基本思想是将电机的定子绕组嵌入到电绝缘塑料的塑料复合物中，在该电机的定子绕组中还设有用于冷却剂的冷却剂分配室和冷却剂收集室，该塑料复合物通过热相互作用吸收定子绕组产生的废热。因此，该塑料被用作用于将热量从定子绕组传递到冷却剂的传热介质。
以这种方式在定子绕组和通过冷却管道引导的冷却剂之间建立了特别良好的热传递。当使用具有高导热率的塑料时，尤其如此。特别地，所谓的热固性塑料适合于该目的。由于塑料还具有电绝缘体的特性，因此同时确保了待冷却的定子绕组不会通过塑料以不希望的方式电短路。因此，在定子中产生大量废热的情况下，例如在电机的高负荷运行中发生的废热，因此也可以确保所产生的废热可以从定子消散。因此，可以避免由于定子的过热而损坏或者甚至破坏电机。对于本发明重要的是，包括分别构建在其中的冷却剂分配室或冷却剂收集室的塑料复合物的生产可以通过注射成型进行，在这种情况下，待冷却的定子绕组用塑料注塑成型而成。因此，将定子绕组和冷却管道嵌入塑料复合物中非常容易。
为了冷却定子绕组，可分配冷却剂，从构建在塑料复合物中的冷却剂收集室开始分配到多个冷却管道，在冷却管道中，冷却剂通过热相互作用吸收来自定子绕组的废热。在流过冷却管道之后，冷却剂可以收集在冷却剂收集室内。由于根据本发明，冷却剂分配室和冷却剂收集室布置在塑料复合物中，因此存在于冷却剂分配室中的冷却剂可以在分配到冷却管道之前用于冷却定子绕组。冷却剂也是如此，冷却剂在流过冷却管道后收集在冷却剂收集室中。结果，因此实现了改进定子绕组的冷却。
根据本发明的电机，特别是用于车辆的电机包括转子，该转子可以绕旋转轴线旋转。所述旋转轴线限定电机的轴向方向。该电机还包括定子，该定子具有多个定子绕组。该电机还包括冷却剂分配室和冷却剂收集室，该冷却剂收集室被布置在距离所述冷却剂分配室的一轴向距离处。冷却剂分配室通过至少一个冷却管道与冷却剂收集室流体连通，以冷却由定子绕组产生的废热，并且冷却剂可以流过该冷却管道。优选地，提供至少两个，特别优选多个这样的冷却管道。为了进行热耦合，至少一个定子绕组至少一些区域，优选完全地嵌入电绝缘塑料的塑料复合物中。根据本发明，冷却剂分配室和/或冷却剂收集室分别至少部分地构建或布置在塑料复合物中，以用于与至少一个定子绕组热耦合。
根据一个优选实施方式，至少一个冷却管道被嵌入到至少一个塑料的塑料复合物中。由此确保了流过冷却管道的冷却剂与相应的定子绕组的良好的热耦合。
根据另一个优选实施方式，冷却剂分配室和/或冷却剂收集室通过空腔构成，该空腔至少部分地，优选完全地设置在塑料复合物中。因此，可以省略设置分别用于限定冷却剂分配室或冷却剂收集室的单独的壳体或罩。这具有显著的成本优势。
根据另一个优选实施形式，定子具有定子齿部，该定子齿部沿轴向方向延伸并且沿周向彼此间隔设置，并且支承定子绕组。在该实施方式的情况下，包括至少一个冷却管道并且包括至少一个定子绕组的塑料复合物布置在空间中，该空间构建在沿圆周方向相邻的两个定子齿部之间。该措施确保了定子绕组与冷却管道之间的特别良好的热传递，因为冷却管道被布置在紧邻待冷却定子绕组的中间区域内的空间中。响应于塑料复合物的制造，定子齿部之间的所述空间可进一步以浇注成型的方式使用，塑料复合物中的塑料被注入到铸模中。因为可以省略提供单独的铸模，所以这简化了塑料复合物的生产。
根据一个优选的实施方式，至少一个塑料复合物从该空间轴向地，优选在两侧上突出。因此，存在于相应空间中的塑料复合物也可以分别用于限定冷却剂分配室或冷却剂收集室。
有利地，冷却剂分配室和/或冷却剂收集室在垂直于转子的旋转轴线的横截面中可以具有环形几何设计。因此，开环或闭环的几何形状被认为是特别优选的。这允许沿着定子的圆周方向布置彼此间隔开的多个冷却管道。
特别优选地，至少一个塑料复合物至少部分地限定冷却剂分配室和/或冷却剂收集室。因此，可以省略提供单独的外罩。
根据另一优选实施方式，冷却剂分配室和/或冷却剂收集室分别径向布置在至少一个定子绕组的第一端部部分或第二端部部分的外侧和/或径向内侧。由于这样的事实，即冷却剂分配室或冷却剂收集室分别相对于径向上直接邻近待冷却的定子绕组设置，因此就达到了冷却剂分配室或冷却剂收集室分别与待冷却的定子绕组有效地热耦合。
根据另一优选实施方式，冷却剂分配室和/或冷却剂收集室分别构成定子绕组的轴向延伸部，或者分别沿着定子绕组的轴向延伸部布置。特别优选地，冷却剂分配室和/或冷却剂收集室轴向地连接至至少一个定子绕组。由于这样的事实，即，冷却剂分配室或冷却剂收集室分别相对于轴向方向上直接邻近待冷却的定子绕组设置，因此，就达到了冷却剂分配室或冷却剂收集室分别与待冷却的定子绕组有效地热耦合。
根据又一优选实施方式，冷却剂收集室和/或冷却剂分配室分别在径向上与所述至少一个定子绕组的外部和/或内部连接，以及在轴向上与所述至少一个定子绕组的端侧连接，优选分别与至少一个定子绕组的第一轴向端部部分或第二轴向端部部分连接。
特别优选地，冷却剂分配室和/或冷却剂收集室以在沿着转子的旋转轴线的纵向截面呈U形的方式分别围绕所述至少一个定子绕组的第一轴向端部部分或第二轴向端部部分。
根据另一优选实施方式，定子沿轴向方向布置在第一轴承罩和第二轴承罩之间，所述第一轴承罩和第二轴承罩沿轴向方向彼此相对定位。在该实施方式的情况下，冷却剂分配室的一部分布置在第一轴承罩中。替代地或附加地，冷却剂收集室的一部分布置在第二轴承罩中。
根据另一优选实施方式，在第一轴承罩中构建有冷却剂供应装置，该冷却剂供应装置将冷却剂分配室与冷却剂入口流体地连接，该冷却剂入口设置在第一轴承罩的外侧上，优选在前侧或周向。在第二轴承罩中还设有冷却剂出口，该冷却剂出口使冷却剂收集室与冷却剂出口流体连接，该冷却剂出口设置在第二轴承罩的外侧上，优选在前侧或周向。特别优选地，冷却剂供应装置可以热连接到设置在第一轴承罩中的第一轴承，以可旋转地支撑定子。冷却剂排出口可以类似地热连接到第二轴承，该第二轴承设置在第二轴承罩中，用于可旋转地支撑定子。
有利地，塑料复合物的电绝缘塑料包括热固性塑料或者是热固性塑料。所述塑料复合物的电绝缘塑料可以替代地包括热塑性塑料或者可以是热塑性塑料。在另一种选择中，也可以考虑将热固性塑料和热塑性塑料结合使用。
另一优选实施方式提出构建至少一个冷却管道作为管体，其围绕管体内部空间。优选在管体上模制有将管体内部空间分成至少两个部分冷却管道的至少一个分隔元件，所述至少两个局部冷却管道彼此流体隔离。
管体可以有利地构建为包括两个宽侧面和两个窄侧面的扁平的管。
特别优选地，塑料复合物是电绝缘塑料的注塑成型化合物。注塑成型方法的使用简化并加速了塑料复合物的生产。这导致电机生产中的成本优势。
特别优选地，将整个塑料复合物，尤其是布置在定子齿部之间的空间中并且限定冷却剂分配室和冷却剂收集室的塑料复合物一体地构成。该措施简化了电机的生产，这具有成本优势。
在有利的改进方案中，定子包括优选为环形的定子主体，定子齿部从该定子主体突出。在这种进一步改进的情况下，电绝缘塑料的塑料复合物布置在定子主体的外周侧上，并且优选地在该外周侧上构建有塑料涂层。因此，定子可以与周围区域电绝缘。因此，可以省略提供用于容纳定子主体的单独的壳体。在可选的方案中，也可以考虑在定子主体的至少一个前侧或两个前侧上涂覆塑料复合物。在另一选择中，塑料复合物可以优选地完全包围定子主体。
根据一个优选实施方式，所述塑料复合物至少部分地包围至少一个定子绕组的至少一个绕组部分，所述定子绕组轴向地从定子主体的空间突出，从而部分地限定了冷却剂分配室和/或冷却剂收集室，使得绕组部分相对于冷却剂电绝缘。以这种方式防止了在电机的运行期间冷却剂与定子绕组的不希望的电短路。
根据有利的改进方案，冷却剂分配室通过多个冷却管道与冷却剂分配室流体连通。
有利地，多个冷却管道沿轴向方向彼此间隔一定距离地延伸。该措施确保了定子绕组的所有轴向部分都被冷却
冷却管道优选地沿着定子的圆周方向彼此间隔开一定距离地布置。该措施确保了沿圆周方向冷却所有定子绕组。
根据另一优选实施方式，冷却剂分配室和/或冷却剂收集室专门设置在定子主体的轴向延伸部分中，与定子主体相邻。在该实施方式的情况下，优选地，冷却剂分配室或冷却剂收集室沿其径向分别不突出超过定子主体或定子。该实施方式仅在径向方向上需要非常小的安装空间。
特别优选以如下方式构造至少一个定子绕组，使得该定子绕组在电机运行期间至少在相应空间内部的区域中与冷却剂和定子主体电绝缘。这特别优选地适用于电机的所有定子绕组。以此方式分别防止了定子绕组与定子主体的不希望的电短路，或者在电机运行期间与冷却剂的不希望的电短路。
如上所述，至少一个定子绕组与定子主体，优选也与限定空间的定子齿部之间的电绝缘部，特别优选是由塑料复合物和/或额外的电绝缘部完全形成。以此方式可以省略提供额外的电绝缘部。
根据另一优选实施方式，空间内部的额外电绝缘部在沿着轴向方向测定的空间整个长度上延伸，从而使定子绕组与定子主体以及限定该空间的定子齿部绝缘。
根据有利的其它改进方案，额外的电绝缘部在空间的至少整个长度上沿着其圆周在空间内部包围定子绕组。
在一个特别优选实施方式的情况中，至少一个定子绕组也与构造为管体的冷却管道电绝缘。由此，由塑料复合物和/或额外绝缘部形成电绝缘部。
根据一个优选实施方式，塑料复合物至少部分地包围至少一个定子绕组，该定子绕组从该空间轴向地突出，并且由此至少部分地限定了冷却剂分配室和/或冷却剂收集室，从而定子绕组在电机运行期间相对于冷却剂是电绝缘的。
所述定子绕组可以特别优选地是分布式绕组的一部分。
本发明还涉及一种包括上述电机的车辆，尤其是机动车辆。因此，电机的上述优点也可以转移到根据本发明的车辆上。
附图说明
本发明的其他重要特征和优点从从属权利要求，附图以及基于附图的相应的附图说明中得出。
不言而喻，上述特征和以下将要描述的特征不仅可以以各自指定的组合使用，而且可以以其他组合或单独使用，而不会脱离本发明的范围。
在附图中示出了本发明的优选示例性实施方式，并且在下面的描述中将对其进行更详细地描述。
在每种情况下都示意性地：
图1示出了在沿转子的旋转轴线的纵截面中根据本发明的电机的示例；
图2示出了以垂直于转子的旋转轴线的横截面中根据图1的电机的定子；
图3示出了在圆周方向上相邻的两个定子齿部之间的空间区域中的图2的定子的细节；
图4显示了图1的电机的第一可选方案，在这种情况下，流过冷却管道的冷却剂也用于冷却转子的轴承；
图5示出了根据图1的电机的第二可选方案，其需要特别小的安装空间；
图6示出了根据图1的电机的第三可选方案，其提供了定子绕组的特别有效的冷却。
具体实施方式
图1以截面图示出了根据本发明的电机1的示例。电机1的尺寸设计成使得它可以用在车辆中，优选在公路车辆中。
电机1包括仅在图1中以大致示意性方式示出的转子3和定子2。为清楚起见，在图2中以垂直于旋转轴线D的横截面中，沿图1的剖面线II-II，分开显示示出了定子2。根据图1，转子3具有转子轴31，并且可以具有多个磁体，这些磁体在图1中没有更详细地示出，其磁极化沿着圆周方向U交替。转子3可以绕旋转轴线D旋转，旋转轴线D的位置由转子轴31的中心纵向轴线M确定。旋转轴线D限定轴向方向A，该轴向方向A平行于旋转轴线D延伸。径向方向R垂直于轴向方向A。圆周方向U绕旋转轴线D旋转。
如图1所示，转子3布置在定子2中。因此，此处示出的电机1是所谓的内部转子。然而，在将转子3配置在定子2的外侧的情况下，也可以考虑用作所谓的外部转子。在第一轴承32a和在轴向上与之间隔开的第二轴承32b中的定子2上支撑转子轴31，从而可绕旋转轴线D旋转。
定子2还以已知的方式包括多个定子绕组6，这些定子绕组可以被通电以产生磁场。借助于由转子3的磁体产生的磁场与由导电定子绕组6产生的磁场的磁相互作用，使转子3进行旋转。
从图2的横截面可以看出，定子2可以具有环形的定子主体7，例如铁。定子主体7尤其可以由多个定子主体板(未示出)形成，所述多个定子主体板沿着轴向方向A在彼此的顶部上堆叠并且彼此粘附。沿轴向方向A延伸的多个定子齿部8径向地模制在定子主体7内侧上，该定子齿部8从定子主体7径向向内突出，并且沿圆周方向U彼此间隔开地布置。每个定子齿部8支撑定子绕组6。单个定子绕组6一起形成绕组装置。取决于将由定子绕组6形成的磁极的数量，整个绕组装置的各个定子绕组6可以以适当的方式电连接在一起。
在电机1的运行期间，通电的定子绕组6产生废热，该废热必须从电机1中消散，以防止过热以及与之相关的电机1的损坏甚至毁坏。定子绕组6因此借助于冷却剂K冷却，该冷却剂K被引导通过定子2并且其通过热传递吸收由定子绕组6产生的废热。
为了将冷却剂K引导通过定子2，电机1包括冷却剂分配室4，冷却剂K可以通过冷却剂入口33引入冷却剂分配室4。沿轴向方向A，冷却剂收集室5以距离冷却剂分配室4一定距离布置。冷却剂分配室4通过多个冷却管道10与冷却剂收集室5流体连通。冷却管道10在图1的图示中只能看到一个。在图中未示出的与轴向方向A垂直的横截面中，冷却剂分配室4和冷却剂收集室5可分别具有环形的几何形状。从环形冷却剂分配室4分别沿轴向A延伸到环形冷却剂收集室5的多个冷却管道10沿圆周方向U彼此间隔开一定距离地布置。因此，可以将经由冷却剂入口33引入冷却剂分配室4中的冷却剂K分配给各个冷却管道10。在流过冷却管道10和吸收定子绕组的热量之后，冷却剂K被收集在冷却剂收集室5中，并通过设置在定子2上的冷却剂出口34再次从电机1中排出。
如在图1和图2的图示中可以看到的，定子绕组6布置在空间9中，所述空间分别在两个定子齿部8之间构建，所述两个定子齿部在圆周方向U上相邻。所述空间9对于本领域的相关技术人员而言还已知为所谓的“定子槽”或“定子缝”，它们沿着轴向方向A延伸，如同定子的齿部8也是如此。
现在应特别注意图3的图示，其详细示出了在圆周方向U上相邻的两个定子齿部8(以下也称为定子齿部8a，8b)之间构建的空间9。为了改善由定子绕组6产生的废热向流过冷却管道10的冷却剂K的热传递，根据图3，在空间9中分别设置有电绝缘塑料的塑料复合物11。特别优选地，塑料复合物11是电绝缘塑料的注塑成型复合物。注塑成型方法的使用简化并加速了塑料复合物的生产。在图3的实施例的情况下，塑料复合物11由单种塑料材料组成。布置在空间9中的冷却管道10和布置在同一空间9中的定子绕组6嵌入到塑料复合物11中，该塑料复合物可以由例如热固性塑料或热塑性塑料组成。不言而喻，根据图3布置在空间9中的定子绕组6分别部分地属于第一定子绕组6a，该第一定子绕组6a由第一定子齿部8a支撑，并且部分地分配给第二定子绕组6b，该第二定子绕组6b由第二定子齿部8b支撑，第二定子齿部8b在圆周方向U上与第一定子齿部8a相邻。为清楚起见，在图3中画出了可能的虚拟分隔线12。图3中分离线12左侧示出的定子绕组线13a属于定子绕组6a，其支撑在定子齿部8a上。因此，在分隔线12右侧示出的定子绕组线13b属于定子绕组6b，其由第二定子齿部8b支撑。
如图3的详细图示进一步所示，在塑料复合物11与定子主体7或两个定子齿部8a，8b之间的相应空间9中分别布置了电绝缘材料的额外电绝缘体15，这两个定子齿部在圆周方向U上限定了空间9。事实证明，纸电绝缘体15在成本上特别节省成本。在塑料复合物11由于热过载而破裂或以其他方式损坏的情况下，可以分别通过定子主体7或定子齿部8的材料，或者分别通过定子齿部8a,8b的材料(通常为铁或另一种合适的导电材料)以此方式来避免相应的定子绕组6的不希望的电短路。
如图3的详细图示所示，冷却管道10各自可以由例如铝的管体16形成，该管体16围绕管体内部空间22。如图3的详细图示所示，可以可选地在管体16上模制一个或多个分隔元件18，这些分隔元件将冷却管道10分成彼此流体分离的部分冷却管道19。冷却剂K在冷却管道10中的流动行为可以以此方式改进，这与向冷却剂K的改进的热传递有关。此外，管体16另外被机械加固。在图3中，以示例性方式示出了三个这种分隔元件18，从而形成了四个部分冷却管道19。不言而喻，在该实施例的方案中，不同数量的分隔元件18也是可能的。形成冷却管道10的管体16被构建为扁平的管17，该扁平的管在垂直于转子3的旋转轴线D的横截面中具有两个宽侧面20和两个窄侧面21(见图3)。在图3所示的垂直于轴向方向A的横截面中，扁平的管17的两个宽侧面20垂直于径向方向R延伸。在这种情况下，两个宽侧面20的长度是两个窄边21的长度的至少四倍，优选至少十倍。
在图1至图3的实施例中，冷却管道10径向地布置在定子绕组6外侧的相应空间9中。冷却管道10到转子3的旋转轴线D的径向距离因此大于定子绕组6至旋转轴线D的距离。然而，冷却管道10在径向内部的布置也是可能的。
为了制造根据图1至图3的电机1，首先将分别由管体16或扁平的管17形成的冷却管道10引入到空间9中。随后将电绝缘体15，例如纸，***到空间9中。然后，将定子绕组6布置在定子齿部8上，因此也将定子绕组6引入到空间9中，并且随后用例如热固性塑料的塑料注塑成型，从而形成塑料复合物11。在制造塑料复合物11的过程中，定子主体7也可以用产生塑料复合物11的塑料，尤其是用热固性塑料注塑成型。在注塑成型工艺的过程中，同样地制造冷却剂分配器4和冷却剂收集器5。
下面将再次参考图1。如图1清楚地示出的，一体构建的塑料复合物11可从空间9的两侧轴向突出。这也允许将冷却剂分配室4以及代替的或额外的冷却剂收集室5嵌入到塑料复合物11中，以与相应的定子绕组6的轴向端部部分14a,14b热耦合，该定子绕组6的轴向端部部分14a,14b轴向布置在相应空间9的外侧上。换句话说，在该实施方式的方案下，一个塑料复合物11分别至少部分地限定冷却剂分配室4以及冷却剂收集室5。
以此方式也可以在各个定子绕组6的轴向端部部分14a,14b的区域中建立向分别存在于冷却剂分配室4或冷却剂收集室5中的冷却剂K的有效热传递，定子绕组6的轴向端部部分14a,14b通常以特定方式进行热负荷。该措施实现了特别有效地冷却定子绕组6的两个轴向端部部分14a,14b。
根据图1，包括定子主体7和定子齿部8的定子2还轴向地布置在第一轴承罩25a和第二轴承罩25b之间。如图1所示，冷却剂分配室4的一部分布置在第一轴承罩25a中，而冷却剂收集室5的一部分布置在第二轴承罩25b中。因此，冷却剂分配室4由第一轴承罩25a以及塑料复合物11限定。因此，冷却剂收集室5由第二轴承罩25b以及塑料复合物11限定。
冷却剂分配室4以及冷却剂收集室5分别通过设置在塑料复合物11中的中空空间41a，41b部分地实现。由此，第一中空空间41a补充有构建在第一轴承罩25a中的中空空间42a，以形成冷却剂分配室4。因此，第二中空腔41b补充有构建在第二轴承罩25b中的中空空间42b，以形成冷却剂收集室5。
如图1所示，在第一轴承罩25a中还可以构建冷却剂供应装置35，该冷却剂供应装置35使冷却剂分配室4与冷却剂入口33流体连接，该冷却剂入口33设置在第一轴承罩25a的外侧上，特别是周向地。相应地，如图1所示，在第二轴承罩25b中可以构建有冷却剂排出口36，该冷却剂排出口使冷却剂收集室5与冷却剂出口34流体连接，该冷却剂出口34设置在轴承罩25b的外侧，特别是周向地。这提供了冷却剂分配室4或冷却剂收集室5的布置，分别在径向上相应地布置在定子绕组6的第一端部部分或第二端部部分14a,14b的外侧，并且还沿着轴向方向A布置在这些端部部分14a,14b的延伸部中。通过这种方式可以特别有效地冷却定子绕组6的端部部分14a,14b，该定子绕组6的端部部分14a,14b在电机1的运行期间特别被热负荷。
根据图3，空间9包括其中布置有定子绕组6的第一子空间9c以及其中布置有冷却管道10的第二子空间9d，第二子空间9d补充了第一子空间9c以形成空间9。如在图3和图4中可以看到的，可以在两个子空间之间布置固定装置27，借助于该固定装置27将冷却导管10固定在第二子空间9d中。所述固定装置27包括在两个定子齿部8a,8b上构建的两个突起28a,28b，这两个突起在圆周方向U上相邻并且限定了空间9。两个突起28a,28b在圆周方向U上彼此面对，并突出进入用于固定冷却管道的空间。突出部28a,28b用作分别构造为管体16或扁平的管17的冷却管道10的径向止挡件，该止挡件防止冷却管道10沿径向向内的不期望的运动，特别是响应于通过注射成型分别生产一种或多种注塑成型复合物11或11a、11b。
根据图1，电绝缘塑料的塑料复合物11也可以布置在定子主体7的外周侧30上，因此可以在外周侧30上构建塑料涂层11.1。因此，通常由导电的定子板形成的定子2的定子主体7可以对周围区域电绝缘。因此，可以省略提供用于容纳定子主体7的单独的壳体。
图4在沿转子3的旋转轴线D的纵向截面中显示了图1所示的实施例的方案。为了在电机1运行期间冷却转子轴31以及两个轴承32a,32b，冷却剂供应装置35可以与布置在第一轴承罩25a中的第一轴承32a热耦合。冷却剂排出口36同样可以与第二轴承32b热耦合，该第二轴承32b布置在第二轴承罩25b中。以此方式可以省略用于冷却轴承32a,32b的单独的冷却装置，这导致成本优势。在图4的实施例中，冷却剂入口33和冷却剂出口34分别设置在第一轴承罩或第二轴承罩25a,25b的外前侧26a或26b处。在根据图4和图1的方案的情况下，定子绕组6相对于径向方向R径向地布置在冷却管道10的内部。定子绕组6通过以下方式从定子2中引出到外部，通过设置在第二轴承罩25b中的贯通部39形成电连接50，从而可以从外部给它们供电。贯通部39相对于径向方向R分别布置在冷却剂分配室4或冷却剂收集室5与旋转轴线D之间。
在图5的实施例中，其局部地示出了与图4相比的简化了的实施方式，其中，冷却剂分配室4和冷却剂收集室5仅布置在冷却管道10的轴向延伸部中。这种方案特别需要用于冷却剂分配室4和用于冷却剂收集室5的安装空间很小。在根据图5的方案的情况下，定子绕组6相对于径向方向R径向地布置在冷却管道10内。然而，可替代地或额外地，也可以考虑径向地布置在冷却管道10的外侧。定子绕组6借助于电连接部50通过设置在第二轴承罩25b中的贯通部39从定子2中引出到外部，从而可以从外部给定子绕组6通电。贯通部39布置在第二轴承罩25b中，相对于径向方向R分别径向地布置在冷却剂分配室4或冷却剂收集室5的外侧。
在图6的实施例中示出了图4的另一种改进。在这种另一种改进的情况下，因此，如图6所示，沿着其中间轴向延伸部，以及径向地在内侧上以及径向地在外侧上，沿旋转轴线D的纵向截面中，冷却剂分配室4以U形或C形方式围绕相应的定子绕组6的第一轴向端部部分14a。因此，冷却剂收集室5围绕第二轴向端部部分14b，从而沿其轴向延伸部以及径向内侧和径向外侧，沿旋转轴线D的纵向截面延伸。在该方案中，径向地在定子绕组6的内部以及径向地在定子绕组6的外部设置冷却管道10。因此，各个定子绕组6，包括其轴向端部部分14a,14b，通过冷却管道10以及通过冷却剂分配室4和冷却剂收集室5，都处于与冷却剂K的热接触状态。这允许特别有效地冷却定子绕组6，该定子绕组包括其轴向端部部分14a,14b，这些定子绕组在电机1的运行期间经受特殊的热负荷。
特别优选地，将整个塑料复合物11，尤其是塑料复合物11一体地构成，该塑料复合物布置在定子齿部8之间的空间9中，并且限定冷却剂分配室4和冷却剂收集室5。
塑料复合物11还可以围绕定子绕组6的绕组部分，该绕组部分从定子主体的空间9轴向地突出，从而可以分别部分限定冷却剂分配室4或冷却剂收集室5，从而当在电机1的运行期间所述冷却剂流过相应的冷却管道10时，相应的定子绕组6或定子绕组6的相应的绕组部分相对于冷却剂电绝缘。
冷却剂分配室4以及冷却剂收集室5有利地布置在定子主体7的轴向延伸部中，该轴向延伸部与定子主体相邻。优选地，冷却剂分配室4或冷却剂收集室5分别沿其径向方向R不突出超过定子主体7或定子2。
定子绕组6分别以这样的方式构建，即，在电机1的运行中，定子绕组6至少在相应的空间9内部的区域中与冷却剂K和定子2的定子主体7电绝缘。以这种方式防止了定子绕组6与定子主体7的不希望的电短路(在电机1的运行期间)、与冷却剂K的不希望的电短路。定子绕组6相对于定子主体7的这种电绝缘，优选地相对于限定空间9的定子齿部8的这种电绝缘，有利地完全由塑料复合物和/或通过额外的电绝缘体15形成，如上文已经提到的。
沿着轴向方向A测定，在空间9内的额外的电绝缘体15有利地在空间9的整个长度上延伸，从而使定子绕组6分别与定子主体7和/或定子齿部8绝缘。
额外的电绝缘体15有利地沿空间9的周向限制至少在空间9的整个长度上围绕空间9内部的定子绕组6。
有利地，定子绕组6也与构建为管体16的冷却管道电绝缘。由此，电绝缘通过塑料复合物以及可替代地或额外地通过电绝缘体15形成。
塑料复合物11可以至少部分地围绕从空间9轴向突出的定子绕组6，并且由此可以至少部分地限定冷却剂分配室4和/或冷却剂收集室5，使得定子绕组6在电机1的运行期间相对于冷却剂K电绝缘。

Claims (30)

1.一种电机(1)，特别用于车辆，包括：
转子(3)和具有定子绕组(6)的定子(2)，所述转子(3)能围绕旋转轴线(D)旋转，所述旋转轴线(D)限定所述电机(1)的轴向方向(A)；
冷却剂分配室(3)和冷却剂收集室(4)，所述冷却剂收集室(5)布置在距离所述冷却剂分配室的一轴向距离处，其中，所述冷却剂分配室(4)通过至少一个冷却管道(10)与所述冷却剂收集室(5)流体连通，冷却剂(K)能够流过所述冷却管道(10)；
其中，用于与所述冷却剂(K)热耦合的至少一个定子绕组(6)被嵌入到电绝缘塑料的塑料复合物(11)中；
其中，所述冷却剂分配室(4)和/或所述冷却剂收集室(5)至少部分地布置在所述塑料复合物(11)中，用于与所述定子绕组(6)热耦合。
2.根据前述权利要求中的一项所述的电机，其特征在于，至少一个冷却管道(10)也嵌入到电绝缘塑料的至少一个塑料复合物(11)中。
3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，所述冷却剂分配室(4)和/或冷却剂收集室(5)通过中空的空间(41a，41b)构成，该空间至少部分地，优选完全地，设置在所述塑料复合物(11)中。
4.根据权利要求1至3中一项所述的电机，其特征在于，
所述定子(2)具有定子齿部(8)，所述定子齿部(8)沿轴向方向(A)延伸，沿所述转子(3)的周向方向(U)彼此间隔设置，并且支撑所述定子绕组(6)；
其中，包括至少一个冷却管道(10)和至少一个定子绕组(6)的塑料复合物(11)布置在空间(9)中，在两个定子齿部(8)之间构建该空间，所述定子齿部(8)沿所述周向方向(U)相邻。
5.根据权利要求3或4所述的电机，其特征在于，所述塑料复合物(11)优选地从两侧(9)轴向地突出。
6.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，所述冷却剂分配室(4)和/或冷却剂收集室(5)在垂直于所述转子(3)的旋转轴线(D)的横截面中具有环形几何设计，优选为开环或闭环的几何形状。
7.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，所述塑料复合物(11)至少部分地限定所述冷却剂分配室(4)和/或冷却剂收集室(5)。
8.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，所述冷却剂分配室(4)和/或冷却剂收集室(5)分别径向布置在至少一个定子绕组(6)的第一端部部分或第二端部部分(14a，14b)的外侧和/或内侧。
9.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，所述冷却剂分配室(4)和/或冷却剂收集室(5)分别构成所述定子绕组(6)的轴向延伸部，或者分别沿着所述定子绕组(6)的轴向延伸部布置。
10.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，所述冷却剂分配室(4)和/或冷却剂收集室(5)分别与所述至少一个定子绕组(6)轴向连接，优选分别与所述至少一个定子绕组(6)的第一轴向端部部分或第二轴向端部部分(14a，14b)连接。
11.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，所述冷却剂分配室(4)和/或冷却剂收集室(5)分别在径向上与所述至少一个定子绕组(6)的外侧和/或内侧连接以及在轴向上与所述至少一个定子绕组(6)的端侧连接，优选地分别与所述至少一个定子绕组(6)的第一轴向端部部分或第二轴向端部部分(14a，14b)连接。
12.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，所述冷却剂分配室(4)和/或冷却剂收集室(5)分别以沿旋转轴线(D)的纵截面呈U形或C形的方式环绕所述至少一个定子绕组(6)的第一轴向端部部分或第二轴向端部部分(14a，14b)。
13.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，
所述定子(2)沿轴向方向(A)布置在彼此相对定位的第一轴承罩和第二轴承罩(25a，25b)之间；
其中，所述冷却剂分配室(4)的一部分布置在所述第一轴承罩(25a)中，和/或所述冷却剂收集室(5)的一部分布置在所述第二轴承罩(25b)中。
14.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，
冷却剂供应装置(35)构建在所述第一轴承罩(25a)中，所述冷却剂供应装置(35)使所述冷却剂分配室(4)与冷却剂入口(33)流体连接，所述冷却剂入口(33)设置在所述第一轴承罩(25a)的外侧上，优选在前侧或周向；
其中，所述冷却剂供应装置(35)优选与第一轴承(32a)热连接，所述第一轴承设置在第一轴承罩(25a)中，用于可旋转地支撑所述定子(2)，和/或
冷却剂排出口(36)构建在所述第二轴承罩(25b)中，所述冷却剂排出口(36)使所述冷却剂收集室(5)与冷却剂出口(34)流体连接，所述冷却剂出口(34)设置在所述第二轴承罩(25b)的外侧上，优选在前侧或周向；
其中，所述冷却剂排出口(36)优选地与所述第二轴承轴(33a)热连接，所述第二轴承轴(33a)设置在所述第二轴承罩(25b)中，用于可旋转地支撑所述定子(2)。
15.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，
所述电绝缘塑料包括热固性塑料或为热固性塑料；和/或
所述电绝缘塑料包括热塑性塑料或为热塑性塑料。
16.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，
至少一个冷却管道(10)构建为管体(16)，所述管体(16)围绕管体内部空间(22)；
其中，优选在所述管体(16)上模制有将所述管体内部空间(22)分成至少两个部分冷却管道(19)的至少一个分隔元件(18)，所述至少两个部分冷却管道(19)彼此流体隔离。
17.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，
所述管体(16)构造为扁平的管(17)，所述扁平的管(17)包括两个宽侧面(20)和两个窄侧面(21)。
18.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，所述塑料复合物(11)是电绝缘塑料的注塑成型复合物。
19.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，所述塑料复合物一体地构成。
20.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，
所述定子(2)包括优选为环形的定子主体(7)；
电绝缘塑料的塑料复合物(11)布置在定子主体(7)的外周侧(30)上，并且优选地在该外周侧(30)上构建有外涂层(11.1)。
21.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，
所述塑料复合物(11)至少部分地围绕所述定子绕组(6)的至少一个绕组部分，该绕组部分从空间(9)轴向突出，从而部分地限定了所述冷却剂分配室(4)和/或冷却剂收集室(5)，使得该绕组部分在所述电机(1)运行期间相对于冷却剂(K)电绝缘。
22.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，所述冷却剂分配室(4)通过多个冷却剂管道(10)与所述冷却剂收集室(5)流体连通。
23.根据权利要求22所述的电机，其特征在于，所述多个冷却管道(10)沿轴向方向(R)彼此间隔开地延伸。
24.根据权利要求22或23所述的电机，其特征在于，所述冷却管道(10)沿所述定子(2)的圆周方向(U)彼此间隔开。
25.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，
所述冷却剂分配室(4)和/或冷却剂收集室(5)专门设置在定子主体(7)或与其相邻的定子(2)的轴向延伸部分中，并且优选分别沿其径向方向(R)不突出超过所述定子主体(7)或定子(2)。
26.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，
至少一个定子绕组(6)以这样的方式构成，即，在所述电机(1)运行期间，该至少一个定子绕组(6)至少在相应的空间(9)内部的区域中与冷却剂(K)和定子主体(7)电绝缘。
27.根据权利要求26所述的电机，其特征在于，
至少一个定子绕组(6)与定子主体(7)，优选还与限定空间(9)的定子齿部(8)，之间的这种电绝缘优选完全由塑料复合物(11)和/或通过额外的电绝缘部形成。
28.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，
所述塑料复合物(11)至少部分地围绕至少一个定子绕组(6)，该至少一个定子绕组从所述空间(9)轴向突出，从而部分地限定所述冷却剂分配室(4)和/或冷却剂收集室(5)，使得在电机(1)运行期间，定子绕组(6)相对于冷却剂电绝缘。
29.根据前述权利要求中一项所述的电机，其特征在于，所述定子绕组(6)是分布式绕组的一部分。
30.一种车辆，尤其是机动车辆，包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的电机(1)。
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