CN111200326A - 用于电机的绝缘体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电机(1)的绝缘体(100)。所述绝缘体(100)包括塑料(K)的外壁(101a、101b、101c、101d)，所述外壁(101a、101b、101c、101d)界定主体内部(104)。在所述主体内部(104)中，设置用于容纳定子绕组(6)的至少一个绕组区(106a、106b)和用于容纳冷却通道(10)的至少一个通道区(107a、107b)。

Description

用于电机的绝缘体

技术领域

本发明涉及具有绝缘体的特别是用于机动车辆的电机。本发明还涉及具有这种电机的机动车辆。

背景技术

这种电机通常可以是电动马达或发电机。电机可以被设计为外部转子机器或内部转子机器。

例如从US 5,214,325中已知通用机器。它包括壳体，所述壳体围绕内部并且包括沿壳体的周向径向地界定内部的周向外壳，一方面在轴向上包括轴向地界定内部的后侧壁，另一方面在轴向上包括轴向地界定内部的前侧壁。机器的定子永久性地连接到外壳。在定子中，布置有机器的转子，其中转子的转子轴经由前轴轴承可旋转地安装在前侧壁上。

通常，常规电机的定子包括在机器的运行期间通电的定子绕组。在过程中，产生热量，为了避免过热以及因此定子的相关损坏或甚至破坏必须去除所述热量。为此，从常规电机中已知，电机配备有用于冷却定子-具体是所述定子绕组的冷却装置。这种冷却装置包括一个或多个冷却通道，冷却剂流过所述一个或多个冷却通道，并且所述一个或多个冷却通道布置在定子中-通常在定子槽中(即在定子的周向上相邻的两个定子齿之间的中间空间中，定子绕组也被容纳在其中)的支座附近。可以通过从定子绕组到冷却剂的热传递而从定子中去除热量。

在此证明不利的是，从定子到流过相应的冷却通道的冷却剂的有效的热传递可能只有使用大量的设计费用才能实现。然而，这对电机的生产成本具有不利影响。

另外，在常规机器中被证明有问题的是，当定子绕组的绕组绝缘(例如由于制造或在组装过程中造成的)受到损坏并且在定子绕组已经被引入中间空间之后，定子绕组(例如由于组装)接触冷却通道或冷却剂或定子齿时，在定子绕组与被引导通过冷却通道的冷却剂之间并且在定子绕组与定子的定子齿之间，在某些条件下可能发生不希望的电气短路。

发明内容

因此，本发明的目的是创造电机的改进的实施例，利用其很大程度上甚至完全消除所述缺点。特别地是，创造电机的改进的实施例，其特征在于定子的定子绕组的改进的冷却。

该目的通过独立专利权利要求的主题解决。优选实施例是从属专利权利要求的主题。

因此，本发明的基本思想是创造电绝缘体，所述电绝缘体作为预制单元可以***到电机的定子的两个定子齿之间的中间空间(所谓的定子槽)中。在将绝缘体***到中间空间中或定子槽中之后，可以将定子绕组引入到中间空间中。在那里存在的绝缘体一方面有利于定子绕组在相应的中间空间中的定位，另一方面可以确保定子绕组相对于冷却通道或在电机的运行期间被引导通过冷却通道的冷却剂的所需的电绝缘，即特别地用作传热介质。后者意味着由定子绕组产生的废热可以经由塑料传递到存在于中间空间中的冷却通道，冷却剂在机器的运行期间流过所述冷却通道。通过选择具有高导热率的合适塑料，可以改善这种效果。由于塑料通常具有电绝缘特性，因此另外可以使布置在绝缘体内的定子绕组相对于定子齿电绝缘。以这种方式，即使在绕组绝缘受损的情况下，也可以消除定子绕组的导体元件之间的不希望的电气短路。

根据本发明的电机包括转子，其可围绕旋转轴线旋转，通过其限定所述电机的轴向，并且包括定子，其包括导电的定子绕组。此外，电机包括至少一个冷却通道，冷却剂可以流过所述至少一个冷却通道以冷却定子绕组。定子具有定子齿，所述定子齿沿转子的周向彼此间隔开布置并且沿轴向延伸，所述定子齿从定子的定子主体优选地径向突出到内部并承载定子绕组。在沿周向相邻的两个定子齿之间各自形成中间空间。根据本发明，绝缘体被布置或容纳在至少一个中间空间中。优选地，这种绝缘体被布置在定子的多个中间空间中，特别地优选在所有中间空间中。该绝缘体包括由塑料组成的外壁，所述外壁部分地界定主体内部。优选地，塑料也被形成为电绝缘的。除此之外，塑料也可以用于热传递。在主体内部中，存在用于容纳定子绕组的至少一个绕组区和用于容纳冷却通道的至少一个通道区。根据本发明，定子绕组布置在绝缘体的至少一个绕组区中。同样，供冷却剂流过的冷却通道布置在绝缘体的至少一个通道区中。

在优选的实施例中，绝缘体包括由优选电绝缘的塑料组成的至少一个分隔壁，所述至少一个分隔壁将主体内部细分成至少一个绕组区和至少一个通道区。在定子的组装过程期间，当在绝缘体被组装到定子槽中的过程中，定子绕组被布置在绕组区中并且冷却通道被布置在绝缘体的通道区中时，即使在绕组绝缘受损的情况下，以这种方式也可以消除定子绕组与带有冷却剂的冷却通道之间的不良电路。

在一种优选的进一步改进形式中，用于容纳第一冷却通道和第二冷却通道的两个通道区设置在主体内部中。在该进一步改进形式中，至少一个绕组区在垂直于轴向的横截面中布置在两个通道区之间，并且通过两个分隔壁与这两个通道区隔开。定子绕组相对于两个冷却通道的这种几何布置使得将废热从两侧的定子绕组传递到两个冷却通道成为可能。以这种方式，可以实现定子绕组的特别加强的冷却。

在另外的有利的进一步改进形式中，不是仅设置单个绕组区，而是设置两个绕组区，所述绕组区在横截面中垂直于轴向彼此相邻布置。在该有利的进一步改进形式中，绕组区通过由塑料组成的相位绝缘部彼此隔开。以这种方式，消除了布置在两个不同绕组区中的导体元件之间的不希望的电连接。特别地，当选择电绝缘塑料作为分隔壁的材料时，这是真实的。这允许在两个绕组区中布置导体元件，所述导体元件彼此电隔离，可以连接到电流源的不同电相。例如，当电机作为两相机器运行时，这可能是必需的。

实际上，所述相位绝缘部可以由绝缘体的另外的分隔壁形成。特别优选地，所述分隔壁材料均匀地或甚至一体地形成在绝缘体的外壁上。该形式伴随特别低的制造成本。

在优选的实施例中，外壁和至少一个分隔壁沿轴向延伸。在该实施例中，至少一个绕组区和通道区在垂直于轴向的横截面中彼此相邻布置。这使得将定子绕组和用于冷却定子绕组的冷却通道直接彼此相邻布置成为可能。以这种方式，可以实现从定子绕组到冷却通道的特别有效的热传递。同时，通过分隔壁确保了定子绕组与冷却通道之间的期望的电绝缘。

实际上，绝缘体可以具有长方体的几何形状。同样地，实际上，绝缘体在垂直于轴向的横截面中可以具有梯形的几何形状，优选具有矩形的几何形状。这意味着绝缘体被设置有通常与定子槽的几何形状对应的几何形状，绝缘体在电机的定子的组装过程中***所述定子槽中。在各种形式中，也可设想其他几何形状，其中对于此类可替选几何形状，应当正确的是，特别优选地，这些几何形状基本上与供绝缘体***其中的所涉及的定子槽的几何形状对应。

根据另一个有利的进一步改进形式，可以在至少一个外壁上、在绝缘体的相对于轴向方向轴向的端部处形成轴向止挡部。这种轴向止挡部有利于将绝缘体沿轴向滑入相应的中间空间中。特别地，确保绝缘体在中间空间中的正确的轴向定位。

根据特别优选的进一步改进形式，由于在技术上容易实现，因此轴向止挡部可以形成为朝向外侧突出的壁环，所述壁环被特别地一体模制到绝缘体的至少一个外壁上。该实施例涉及特别低的生产成本。

在有利的进一步改进形式中，在至少两个外壁上设置间隔结构，通过所述间隔结构可以将外壁以限定的间隔***电机的定子的定子槽中。以这种方式，有利于将绝缘体***形成定子槽的相应的中间空间中。因此，绝缘体具体可以特别地被特别精确地定位在中间空间中。由于绝缘体与两个定子齿或与定子主体在外壁和定子齿或定子主体之间的间隔布置而产生的任何间隙可以填充有塑料的传热层，这有利于到流过冷却通道的冷却剂的热传递。

特别优选地，所述间隔结构由布置在相应外壁的背离主体内部的外侧上的突起部形成。该实施例在技术上特别容易实现并且在生产期间伴随成本优势。

根据有利的进一步改进形式，这些突起部可以被一体地模制到外壁上。该实施例证明特别具有成本效益。

实际上，绝缘体可以是注塑部件。这种注塑部件在技术上容易生产，并且因此可以特别具有成本效益地被特别大量地制造。可替选地或附加地，绝缘体可以是整体式主体。这同样对制造成本具有有益效果。作为其的替选或除了其之外，绝缘体可以是挤出型主体。

在优选的实施例中，绝缘体***到中间空间中。绝缘体在中间空间中的这种***简化了预制绝缘体在相应的中间空间中的安装，并且因此简化了机器的定子的组装。

实际上，绝缘体的轴向平行于电机的轴向延伸。

特别地，实际上，布置在中间空间中的绝缘体沿着沿机器的轴向测量的整个中间空间长度延伸。

特别地，实际上，绝缘体包括两个通道区，所述两个通道区在垂直于轴向的横截面中布置在中间空间的径向内端部分中和径向外端部分中。在该形式中，第一冷却通道布置在第一通道区中，并且第二冷却通道布置在第二通道区中。以这种方式，在两个通道区或端部部分之间的区域中有足够的安装空间可用以用于容纳带有大量导体元件的定子绕组。同时，还通过两个冷却通道确保了这些定子绕组的有效冷却。

实际上，具有第一冷却通道的第一通道区可以布置在中间空间的径向内端部分中，并且具有第二冷却通道的第二通道区可以布置在中间空间的径向外端部分中。相对于径向，定子绕组布置在两个冷却通道之间，以使得从定子绕组到被引导通过两个冷却通道的冷却剂的有效的热传递成为可能。

优选地，至少一个绕组区沿定子的径向布置在两个通道区之间。特别优选地，两个绕组区，即第一绕组区和第二绕组区，沿径向彼此邻近地优选地直接布置在两个通道区之间。因此，在该形式中，第一通道区、第一绕组区、第二绕组区和第二通道区沿径向从径向内侧到径向外侧彼此邻近地布置。

在另外的有利的进一步改进形式中，绝缘体具有两个绕组区，所述两个绕组区在垂直于轴向的横截面中彼此相邻布置。在该进一步改进形式中，两个绕组区通过由塑料组成的相位绝缘部彼此隔开。这允许将设置在中间空间中的定子绕组的导体元件布置在两个绕组区中，所述导体元件连接到电流源的不同电相。当电机作为两相机器来操作时，可能需要这样。

根据另一个优选的实施例，定子绕组是分布式绕组的一部分。在该形式中，绝缘体被设计成在径向内侧打开，即朝向中间空间或定子槽的开口打开。为此，可以省略绝缘体的对应的外壁。

根据有利的进一步改进形式，绕组包括第一导体元件和第二导体元件。在该进一步改进形式中，第一导体元件布置在第一绕组区中并且彼此电连接以连接到电流源的公共第一相。类似地，在该另外的改进形式中，第二导体元件布置在第二绕组区中，并且彼此电连接以连接到电流源的公共第二相。这允许将电机作为具有高操作安全性水平的两相电机来操作。

特别优选地，布置在中间空间中的定子绕组的至少第一导体元件或/和第二导体元件在垂直于轴向的横截面中特别优选地被塑料包围。特别优选地，这适用于定子绕组的所有第一导体元件或/和第二导体元件。以这种方式确保不可能发生定子绕组与流过冷却通道的冷却剂的不希望的电气短路。

实际上，第一导体元件或/和第二导体元件可以由导电材料形成为绕组棒。特别优选地，这些导体元件形成为机械刚性的，并且导体元件特别地由机械刚性的材料形成为绕组棒有利于将导体元件引入到布置在定子的中间空间中的绝缘体中，以用于组装电机。

一种另外的优选的实施例证明特别节省安装空间，根据所述实施例，在垂直于轴向的横截面中，至少一个绕组棒，优选地所有绕组棒，具有矩形的几何形状，所述矩形具有两个窄边和两个宽边。

特别优选地，第一导体元件通过相位绝缘部相对于第二导体元件电绝缘。以这种方式可以避免在被连接或将被连接到电流源的不同的电相的两个导体元件之间的不良电路。

根据另外的有利的进一步改进形式，由塑料组成的第一传热层布置在定子绕组与绝缘体之间。以这种方式，可以改善来自定子绕组的热量的去除。具体地，可以避免不希望的空气间隙或空气夹杂物的形成，其会减少从定子绕组的热量去除。

此外，第一传热层可以布置在至少两个相邻的导体元件之间。以这种方式可以防止两个相邻的导体元件之间的不希望的电气短路。

根据优选的实施例，由塑料组成的第二传热层布置在冷却通道与绝缘体之间。因此，可以改善热量到冷却通道或到流过冷却通道的冷却剂的传递。特别地，可以避免不希望的空气间隙或空气夹杂物的形成，其会减少朝向冷却通道的热传递。

作为第一传热层或第二传热层的替选或除了其之外，可以在绝缘体与具有两个相邻的定子齿的定子主体之间布置由塑料组成的第三传热层。以这种方式，可以改善来自定子齿或来自定子主体的热量的去除。具体地，可以避免不希望的空气间隙或空气夹杂物的形成，其会减少远离定子齿或定子主体的热传递。

实际上，第一导体元件可以布置在径向内部绕组区中并且彼此电连接以连接到电流源的公共第一相。在该形式中，第二导体元件布置在径向外部绕组区中并且彼此电连接以连接到电流源的公共第二相。该形式允许仅需要很小的安装空间来将机器实现为两相机器或作为两相机器来操作。特别地，定子绕组的特别多的导体元件可以以这种方式布置在相应的中间空间中，这提高电机的效率。

根据另外的优选的实施例，至少一个第一导体元件或/和第二导体元件，优选地所有第一导体元件或/和第二导体元件在垂直于轴向的横截面中被塑料包围。以这种方式，多余地改善导体元件特别地相对于冷却通道的电绝缘。

实际上，绝缘体的间隔结构可以将其自身支撑在定子齿上，并且可替选地或附加地，支撑在定子主体上。以这种方式，绝缘体可机械稳定地被固定在中间空间中。

在另外的有利的进一步改进形式中，支撑结构可以设置在两个定子齿或/和定子主体的面向中间空间的表面部分上，绝缘体的外壁自身支撑在所述支撑结构上，以使得它们与定子齿或定子主体间隔开布置。以这种方式，有利于将绝缘体***形成定子槽的相应的中间空间中。特别地，绝缘体可以以这种方式被特别精确地定位在中间空间中。由于绝缘体相对于两个定子齿或与定子主体在外壁和定子齿或定子主体之间的间隔布置而形成的任何空气间隙或空气夹杂物随后可以填充有塑料的传热层。这导致在机器的运行期间在定子齿上和在定子主体上产生的热量到流过冷却通道的冷却剂的传递得到改善。

实际上，支撑结构由从定子齿或从定子主体突出到中间空间中的突起部形成。该实施例在技术上特别容易实现，并且因此在生产中伴随成本优势。

根据有利的进一步改进形式，突起部一体地形成在定子齿上或定子主体上。该实施例证明特别具有成本效益。

在另一个优选的实施例中，附加的冷却通道形成在定子主体中，特别地形成在在界定中间空间的两个定子齿之间的定子主体的区域中。这种附加的冷却通道例如可以以开口的形式或以孔的形式被设计在相应的定子主体中。特别优选地，附加的冷却通道布置在定子主体的在径向外侧界定中间空间的区域中，并且从该中间空间在径向内侧跟随中间空间。以这种方式，可以在中间空间中产生附加的冷却效果，伴随着改善从布置在该中间空间中的定子绕组去除热量。

在另一个优选的实施例中，第一传热层的塑料由优选电绝缘的第一塑料材料形成。可替选地或附加地，在该实施例中，第二传热层的塑料可以由优选电绝缘的第二塑料材料形成。可替选地或附加地，在该实施例中，第三传热层的塑料可以由优选电绝缘的第三塑料材料形成。可替选地或附加地，在该实施例中，绝缘体的塑料，特别是绝缘体的外壁的塑料可以优选地由电绝缘的第四塑料材料形成。

实际上，第一塑料材料或/和第二塑料材料或/和第三塑料材料或/和第四塑料材料可以是热塑性塑料。可替选地或附加地，第一塑料材料或/和第二塑料材料或/和第三塑料材料或/和第四塑料材料可以是热固性塑料。通过选择材料成分，可调节热固性塑料和热塑性塑料两者的热导率。因此，热塑性塑料的热导率可以等于或大于热固性塑料等的热导率，反之亦然。相对于使用热固性塑料，使用热塑性塑料具有各种优点。由于在其加工过程中采用的可逆的成型工艺，热塑性塑料具有更好的可回收性，或者与热固性塑料相比，具有较低的脆性和改善的阻尼性能。然而，由于热塑性塑料在采购方面通常比热固性塑料贵，因此出于成本考虑，建议选择采用热塑性塑料。在关于热传递被认为不太重要的那些区域中使用具有减小的调整热导率的热固性塑料伴随电机的生产成本的降低。

实际上，第一塑料材料或/和第二塑料材料或/和第三塑料材料或/和第四塑料材料具有相同的导热率。可替选地或附加地，第一塑料材料或/和第二塑料材料或/和第三塑料材料或/和第四塑料材料可以具有不同的导热率。

实际上，第一塑料材料或/和第二塑料材料或/和第三塑料材料或/和第四塑料材料可以是相同的材料。然而，第一塑料材料或/和第二塑料材料或/和第三塑料材料或/和第四塑料材料还可以是不同的材料。

实际上，塑料的导热率，具体是第一塑料材料或/和第二塑料材料或/和第三塑料材料或/和第四塑料材料的导热率可以至少为0.5W/mK，优选至少为1W/mK。

根据特别优选的实施例，定子绕组是分布式绕组的一部分。

本发明还涉及具有上面说明的电机的机动车辆。因此，上述的电机的优点也适用于根据本发明的机动车辆。

本发明的其他重要特征和优点从从属权利要求中、从附图中且从借助于附图的关联图描述中得出。

应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，以上所提及的特征和以下仍有待解释的特征不仅可以所阐述的相应组合使用，而且还可以其他组合或单独地使用。

附图说明

本发明的优选示例性实施例在附图中示出且在以下描述中更详细地解释。

其在不同情况下示意性地示出：

图1是根据本发明的绝缘体的示例的等轴测图示，

图2是图1的绝缘体的剖视图示，

图3是根据本发明的具有图1和图2的绝缘体的电机的示例，

图4以垂直于转子的旋转轴线的横截面示出根据图3的电机的定子，

图5是在沿周向相邻的两个定子齿之间的中间空间的区域中的图4的定子的详细图示，

图6和图7是图5的示例的形式。

具体实施方式

图1和图2示出根据本发明的绝缘体100的示例，所述绝缘体100由用于电机的定子的塑料11组成。实际上，绝缘体100是注塑部件。除此之外，绝缘体100可以是整体式主体，并且可替选地或附加地是挤出型主体。

图1是绝缘体100的等轴测图示，图2是剖视图示。绝缘体100界定主体内部104。根据图1，绝缘体100具有长方体的几何形状。该长方体由塑料11的四个外壁101a、101b、101c、101d形成。外壁101a-d沿轴向a延伸。在垂直于图2所示的轴向a的横截面中，外壁101a-d形成两个窄侧102a、102b和两个宽侧103a、103b。两个窄侧102a、102b彼此相对。类似地，两个宽侧103a、103b彼此相对。优选地，两个窄侧102a、102b正交于两个宽侧103a、103b布置。

如从图1和图2中明显的，主体内部104由塑料11的分隔壁105a、105b、105c细分，所述分隔壁105a、105b、105c同样沿轴向a延伸到第一绕组区106a和第二绕组区106b中并延伸到第一通道区107a和第二通道区107b中。因此，第一分隔壁105a布置在第一绕组区106a与第一通道区107a之间。第二分隔壁105b布置在第二绕组区106b与第二通道区107b之间。

第三分隔壁105c布置在第一绕组区106a和第二绕组区106b之间。在图2所示的横截面中，三个分隔壁105a、105b、105c各自平行于彼此延伸并且另外平行于外壁101a、101b延伸。因此，三个分隔壁105a、105b、105c正交于两个外壁101c、101d延伸。

两个通道区107a、107b用于容纳第一冷却通道或第二冷却通道(在图1和图2中未示出)。类似地，两个绕组区106a、106b用于容纳定子绕组的导体元件(在图1和图2中未示出)。

如从图1和图2中明显的，两个绕组区106a、106b彼此相邻并且彼此邻近地布置。两个绕组区106a、106b还布置在两个通道区107a、107b之间。此外，两个绕组区106a、106b通过塑料11的相位绝缘部108彼此电气地且空间地隔离。相位绝缘部108由已经引入的分隔壁105c形成。

根据图1，轴向止挡部109可以形成在绝缘体100的四个外壁101a-101d的轴向端111处。

轴向止挡部109可以形成为向外突出的部分或完全周向的壁环110，所述壁环110一体模制在绝缘体100的所有四个外壁101a-d上。

下面，通过图3和图4介绍具有上面介绍的绝缘体100的电机1。电机1的尺寸被设计成使得其可以用在车辆中，优选地用在公路车辆中。图3以纵向截面示出电机1，图4以横截面示出。

电机1包括仅在图3中大概示意性地示出的转子3和定子2。为了说明，图4中的定子2以沿着图3的剖面线II-II截取的垂直于旋转轴线D的横截面以单独的视图示出。根据图3，转子3包括转子轴31，并且可以包括多个磁体，所述多个磁体在图3中未更详细地示出，其磁偏振沿周向U交替。转子3可围绕旋转轴线D旋转，其位置由转子轴31的中心纵向轴线M确定。通过旋转轴线D，限定平行于旋转轴线D延伸的轴向A。径向R垂直于轴向A。周向U围绕旋转轴线D旋转。

如从图3中明显的，转子3布置在定子2中。因此，这里示出的电机1是所谓的内部转子机器。然而，也可设想实现所谓的外部转子机器，在这种情况下，转子3布置在定子2的外部。转子轴31在第一轴承32a中围绕旋转轴线D被可旋转地安装在定子2上，并且在第二轴承32b中与其轴向间隔开安装。

此外，定子2以已知的方式包括多个定子绕组6，所述定子绕组6可以被通电以产生磁场。通过由转子3的磁体产生的磁场与由导电的定子绕组6产生的磁场的磁相互作用，使转子3进入旋转运动。

从图4的横截面中明显的是，定子2可以包括例如铁制的环形定子主体7。具体地，定子主体7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轴向A彼此上下堆叠并且彼此胶合。在径向内侧，多个定子齿8模制到定子主体7上，所述多个定子齿8沿轴向A延伸，远离定子主体7径向突出到内侧，并沿周向U彼此间隔开布置。每个定子齿8承载定子绕组6。各个定子绕组6一起形成绕组装置。取决于待由定子绕组6形成的磁极的数量，整个绕组装置的单个定子绕组6可以以合适的方式电粘附到彼此。

在电机1的运行期间，通电的定子绕组6产生废热，所述废热必须从电机1中排出，以防止过热以及由此伴随的电机1的损坏或甚至毁坏。为此，定子绕组6借助于冷却剂K被冷却，所述冷却剂K被引导通过定子2并且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包括冷却剂分配空间4，冷却剂K可以经由冷却剂入口33被引入所述冷却剂分配空间4中。沿与冷却剂分配空间4间隔开的轴向A，布置冷却剂收集空间5。冷却剂分配空间4通过多个冷却通道10与冷却剂收集空间5流体连通，在图3的图示中，所述多个冷却通道10中仅一个是明显的。在图中未示出的垂直于轴向A的横截面中，冷却剂分配空间4和冷却剂收集空间5可以各自具有环形几何形状。沿周向U，布置彼此间隔开的多个冷却通道10，每个冷却通道沿轴向A从环形冷却剂分配空间4延伸到环形冷却剂收集空间5。因此，经由冷却剂入口33引入冷却剂分配空间4中的冷却剂K可以被分配在各个冷却通道10上。一旦冷却剂K已经流过冷却通道10并且从定子绕组6吸收热量，冷却剂K就被收集在冷却剂收集空间5中并且经由设置在定子2上的冷却剂出口34，被再次从电机1中排出。

如从图3和图4的图示中明显的，中间空间9形成在沿周向U相邻的每两个定子齿8之间。所述中间空间9被本领域的相关技术人员认为是所谓的“定子槽”或“定子狭缝”，其就像定子齿8一样沿轴向a延伸。在每个中间空间9中，***用于容纳定子绕组6和冷却通道10的塑料11的绝缘体100。绝缘体100以使得绝缘体100的轴向a平行于电机1或定子2的轴向A延伸的方式布置在相应的中间空间9中。

实际上，布置在相应的中间空间9中的绝缘体100沿着沿电机1的轴向A测量的整个中间空间长度1延伸(在这方面也参见图3)。

在下文中，解释了图5的图示，其以详细的图示示出形成在沿周向U相邻的两个定子齿8(在下文中也称为定子齿8a、8b)之间的中间空间9。图5在垂直于轴向方向A的横截面中示出中间空间9。

根据图5，中间空间9在径向内侧具有开口52，即形成为在径向内侧打开。在垂直于轴向A的横截面中，中间空间9可以具有梯形，特别是矩形的几何形状。在该横截面中，这同样适用于绝缘体100的几何形状。特别地，实际上，中间空间9和绝缘体100具有相同的几何形状或外部轮廓。在图5的示例中，第一冷却通道10布置在中间空间9或定子槽54的径向内端部分56a的区域中，即在开口52的区域中。另外的第二冷却通道10布置在中间空间9的径向外端部分56b的区域中，即，在径向上向外界定中间空间9的定子主体7的附近。

如从图5中明显的，布置在中间空间9中或主体内部104中的定子绕组6包括第一导体元件60a和第二导体元件60b。第一导体元件60a布置在绝缘体100的第一绕组区59a中并且可以彼此电连接以连接到电流源(未示出)的公共第一相。该电连接可以在中间空间9或定子槽54的轴向外侧实现。第二导体元件60b布置在绝缘体100的第二绕组区59b中，并且可以彼此电连接以连接到电流源的公共第二相。该电连接也可以在中间空间9或定子槽54的轴向外侧实现。因此，第一导体元件60a通过相位绝缘部108相对于第二导体元件60b电绝缘。

如图5所示，第一导体元件60a和第二导体元件60b各自形成为具有导电材料的绕组棒65a、65b，并且由于其棒状设计而也形成为机械刚性的。在垂直于轴向A的横截面中，绕组棒65a、65b各自具有矩形66的几何形状，所述矩形66具有两个窄边67和两个宽边68。

具有第一冷却通道10的第一通道区107a相对于径向R布置在中间空间9的径向内端部分56a中。相应地，具有第二冷却通道10的第二通道区107b相对于径向R布置在中间空间9的径向外端部分56b中。因此，沿径向R，两个绕组区106a、106b布置在两个通道区107a、107b之间。因此，沿从径向内侧到径向外侧的径向R，具有第一导体元件60a的第一绕组区106a在具有第一冷却通道10的第一通道区107a之后。在第一绕组区106a之后是具有第二导体元件60b的第二绕组区106b，进而沿径向R在所述第二绕组区106b之后是具有第二冷却通道10的第二通道区107b。

如从图5中另外明显的，塑料11的第一传热层112a可以在垂直于轴向A的横截面中布置在定子绕组6的第一导体元件60a和第二导体元件60b与绝缘体100之间。如图5所示，第一传热层112a还可以布置在两个相邻的导体元件60a、60b之间。优选地，所有第一导体元件60a和第二导体元件60b在垂直于轴向A的横截面中被塑料11包围。

作为第一传热层112a的替代或除了其之外，塑料11的(第二)传热层112b可以在垂直于轴向A的横截面中布置在相应的冷却通道10与绝缘体100之间。

如从图5中另外明显的，间隔结构113形成在绝缘体100的外壁101b、101c、101d上，通过所述间隔结构113，外壁101b、101c、101d可以与定子齿8a、8b和定子主体7间隔开地布置在中间空间9中。间隔结构113实际上由突起部114形成，所述突起部114布置在相应的外壁101b、101c、101d的背离绝缘体100的主体内部104的外侧上。特别地，实际上，突起部114可以一体地模制在相应的外壁101b、101c、101d上。间隔结构113因此将其自身支撑在定子齿8a、8b上和定子主体7a上。在示例的简化形式中，可以省略间隔结构113。

在外壁101b、101c、101d与定子齿8a、8b和定子主体7之间形成的间隙61可以填充有塑料的第三传热层112c。这意味着，作为第一传热层112a和第二传热层112b的替代或除了它们之外，塑料11的第三传热层112c可以在垂直于轴向A的横截面中布置在绝缘体100与带有两个相邻的定子齿的定子主体7之间。

如图5中以虚线图示所指示的，另外的冷却通道10'可以形成并布置在定子主体7中，其在径向内侧跟随中间空间9。这种附加的冷却通道10'可以以孔或开口的形式实现。

图6示出图5的示例的形式。在下文中，仅说明两个形式之间的差异。根据图6，支撑结构120可以形成在两个定子齿8a、8b的面向中间空间9和定子主体7的表面部分上，绝缘体100的外壁101b、101c、101d可以自身支撑在所述支撑结构120上。类似于绝缘体100的间隔结构113，支撑结构120也可以由在中间空间9中从定子齿8a、8b或从定子主体7突出的突起部121形成。支撑结构120的突起部121可以一体地模制在两个定子齿8a、8b上或定子主体7上。

图7示出图5的示例的另外的形式。在下文中，仅说明两个形式之间的差异。在图7的示例中，绝缘体100在垂直于轴向a，A的横截面中具有梯形的几何形状，所述梯形在每两个相邻的外壁101a、101b、101c、101d之间具有非矩形的中间角。此外，具有柔性导体元件60c的定子绕组6布置在唯一的绕组区106a中。在图7的示例中，提供两个冷却通道10，其中第一冷却通道10布置在中间空间9的径向内端部分56a中，并且第二冷却通道10布置在中间空间9的径向外端部分56b中。因此，具有第一冷却通道10的绝缘体100的第一通道区107a布置在径向内端部分56a的区域中。相应地，具有第二冷却通道10的第二通道区107b布置在中间空间9的径向外端部分56b的区域中。在图7的形式中，绝缘体100形成为在径向内侧打开，即朝向中间空间9或定子槽54的开口52打开。这意味着省略了绝缘体100的外壁101a。

如从图7中明显的，分隔壁105b仅被设置在绕组区106a与第二通道107b之间。相比之下，这种分隔壁在绕组区106a与第一通道区107a之间已经被省去。在一种形式中，这里也可以设置这种分隔壁。相应地，在另一种形式中，可以省略图7所示的外壁105c。会出现根据图7对于本领域的相关技术人员而言直接显而易见的进一步的组合可能性，并且因此没有明确说明。

在示例性方案中，第一传热层112a的塑料11由电绝缘的第一塑料材料K1形成，第二传热层112b的塑料11由电绝缘的第二塑料材料K2形成，并且第三传热层112c的塑料11由电绝缘的第三塑料材料K3形成。电绝缘体100的塑料11，特别是电绝缘体100的外壁101a-101d的塑料11由同样的电绝缘的第四塑料材料K4形成。

在附图的示例中，绝缘体100的第四塑料材料K4是热固性塑料，而三个传热层112a、112b、112c的第一塑料材料K1、第二塑料材料K2和第三塑料材料K3是热塑性塑料。不言而喻，在其形式中，热塑性塑料和热固性塑料到四种塑料材料K1、K2、K3、K4的其他分配也是可能的。在示例性方案中，第一塑料材料K1、第二塑料材料K2和第四塑料材料K4各自具有比第三塑料材料K3更高的导热率。以这种方式，确保从定子绕组6到冷却通道10的有效的热传递。在附图的示例中，四种塑料材料K1、K2、K3、K4是不同的材料。所有四种塑料材料K1、K2、K3、K4的导热率总计至少为0.5W/mK，优选至少为1W/mK。

在下文中，再次参考图3。根据图1，具有定子主体7和定子齿8的定子2轴向地布置在第一轴承护罩25a和第二轴承护罩25b之间。

如从图3中明显的，冷却剂分配空间4的一部分布置在第一轴承护罩25a中，并且冷却剂收集空间5的一部分布置在第二轴承护罩25b中。因此，冷却剂分配空间4和冷却剂收集空间5各自由设置在塑料混合物11中的中空空间41a、41b形成。第一中空空间41a由形成在第一轴承护罩25a中的中空空间42a补充，以形成冷却剂分配空间4。相应地，第二中空空间41b由形成在第二轴承护罩25b中的中空空间42b补充以形成冷却剂收集空间5。因此，在上面说明的实施例形式中，塑料11至少部分地界定冷却剂分配空间4和冷却剂收集空间5。

此外，冷却剂进料部35可以形成在第一轴承护罩25a中，所述冷却剂进料部35将冷却剂分配空间4与设置在第一轴承护罩25a上的设置在外侧，特别是如图1所示设置在周向侧上的冷却剂入口33流体连接。在第二轴承护罩25b中，可以相应地形成冷却剂排放部36，所述冷却剂排放部36将冷却剂收集空间5与设置轴承护罩25b上的设置在外侧，特别是如图1所示设置在周向侧上的冷却剂出口34流体连接。这使得冷却剂分配空间4或冷却剂收集空间5在不同情况下在径向外侧布置在所涉及的定子绕组6的第一端部部分14a或第二端部部分14b上以及沿轴向A在这些端部部分14a、14b的延伸方面成为可能。在电机1的运行期间热暴露于特别重的负载的定子绕组6的端部部分14a、14b通过该措施也被特别有效地冷却。

根据图3，塑料11还可布置在定子主体7的外周向侧30，并且因此在外周向侧30形成塑料涂层11.1。因此，通常由导电定子板形成的定子2的定子主体7可以相对于周围环境电绝缘。因此不再需要提供用于容纳定子主体7的分离壳体。

Claims (26)

1.一种特别地用于机动车辆的电机(1)，其具有：

-转子(3)，所述转子(3)能够围绕旋转轴线(D)旋转，通过所述旋转轴线(D)限定所述电机(1)的轴向(A)，

-定子(2)，所述定子(2)包括导电的定子绕组(6)，

-至少一个冷却通道(10)，所述至少一个冷却通道(10)能够由冷却剂(K)流过以冷却所述定子绕组(6)，

-其中所述定子(2)具有沿所述轴向(A)延伸并且沿所述转子(3)的周向(U)彼此间隔开布置的定子齿(8)，所述定子齿(8)从所述定子(2)的定子主体(7)优选地径向突出到内部并承载所述定子绕组(6)，

-其中在沿所述周向(U)相邻的两个定子齿(8、8a、8b)之间各自形成中间空间(9)，

-其中在至少一个中间空间(9)中布置绝缘体(100)，所述绝缘体(100)包括塑料(K)的外壁(101a、101b、101c、101d)，所述外壁(101a、101b、101c、101d)界定主体内部(104)，在所述主体内部(104)中设置用于容纳定子绕组(6)的至少一个绕组区(106a、106b)和用于容纳冷却通道(10)的至少一个通道区(107a、107b)，

-其中在所述绝缘体(100)的所述至少一个绕组区(106a、106b)中布置定子绕组(6)，并且在所述绝缘体(100)的所述至少一个通道区(107a、107b)中布置供冷却剂(K)流过的冷却通道(10)。

2.根据权利要求1所述的电机，

其特征在于，

所述绝缘体(100)包括由优选电绝缘的塑料(K)制成的至少一个分隔壁(105a、105b、105c)，所述至少一个分隔壁(105a、105b、105c)将所述主体内部(104)细分成所述至少一个绕组区(106a、106b)和所述至少一个通道区(107a、107b)。

3.根据权利要求1或2所述的电机，

其特征在于，

-存在用于容纳第一冷却通道和第二冷却通道(10、10)的两个通道区(107a、107b)，

-在垂直于所述轴向(a)的横截面中，所述至少一个绕组区(106a、106b)布置在所述两个通道区(107a、107b)之间，并通过至少两个分隔壁(105a、105b)与所述两个通道区(107a、107b)分开。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，

其特征在于，

-设置两个绕组区(106a、106b)，所述两个绕组区(106a、106b)在垂直于所述轴向(a)的所述横截面中彼此相邻布置，

-所述绕组区(106a、106b)通过由所述塑料(K)制成的相位绝缘部(108)彼此隔开。

5.根据权利要求4所述的电机，

其特征在于，

所述相位绝缘部(108)由所述绝缘体(100)的分隔壁(105c)形成。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

-所述绝缘体(100)是注塑部件；或/和

-所述绝缘体(100)是整体式主体；或/和

-所述绝缘体(100)是挤出型主体。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

所述绝缘体(100)***到所述中间空间(9)中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

所述绝缘体(100)的轴向(a)平行于所述电机(1)的所述轴向(A)延伸。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

布置在所述中间空间(9)中的所述绝缘体(100)沿着沿所述电机(1)的所述轴向(A)测量的整个中间空间长度(l)延伸。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

-所述绝缘体(100)包括两个通道区(107a、107b)，所述两个通道区(107a、107b)在垂直于所述电机(1)的所述轴向(A)的横截面中布置在所述中间空间(9)的径向内端部分中和径向外端部分中，

-在第一通道区中形成第一冷却通道，并且在第二通道区中形成第二冷却通道。

11.根据权利要求10所述的电机，

其特征在于，

具有所述第一冷却通道(10)的第一通道区(56a)布置在所述中间空间(9)的径向内端部分(56a)中，并且具有所述第二冷却通道(10)的第二通道区(56b)布置在所述中间空间(9)的径向外端部分(56b)中。

12.根据权利要求10或11所述的电机，

其特征在于，

沿所述定子(2)的径向，所述至少一个绕组区(106a、106b)，优选地两个绕组区(106a、106b)布置在所述两个通道区(107a、107b)之间。

13.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

-所述绝缘体(100)包括两个绕组区(106a、106b)，所述两个绕组区(106a、106b)在垂直于所述轴向(A)的所述横截面中彼此相邻布置，

-所述两个绕组区(106a、106b)通过塑料(11)的相位绝缘部(108)彼此隔开。

14.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

所述定子绕组(6)是分布式绕组的一部分。

15.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

-所述绕组(6)包括第一导体元件(60a)和第二导体元件(60b)，

-所述第一导体元件(60a)布置在所述第一绕组区(59a)中，并且彼此电连接以连接到电流源的公共第一相；并且

-所述第二导体元件(60b)布置在所述第二绕组区(59b)中，并且彼此电连接以连接到所述电流源的公共第二相。

16.根据权利要求15所述的电机，

其特征在于，

在垂直于所述轴向(A)的所述横截面中，至少一个第一导体元件或/和第二导体元件(60a、60b)，优选地所有第一导体元件或/和第二导体元件(60a、60b)被塑料(11)包围。

17.根据权利要求15或16所述的电机，

其特征在于，

所述第一导体元件或/和第二导体元件(60a、60b)形成为导电材料的绕组棒(65a、65b)。

18.根据权利要求17所述的电机，

其特征在于，

-在垂直于所述轴向(A)的所述横截面中，至少一个绕组棒(65a、65b)，优选地所有绕组棒(65a、65b)具有矩形(66)的几何形状，所述矩形(66)具有两个窄边(67)和两个宽边(68)。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的电机，

其特征在于，

所述第一导体元件(60a)通过所述相位绝缘部(108)相对于所述第二导体元件(60b)电绝缘。

20.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

在所述定子主体(7)中形成附加的冷却通道(10)。

21.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

-所述第一塑料材料(K1)或/和所述第二塑料材料(K2)或/和所述第三塑料材料(K3)或/和所述第四塑料材料(K4)是热塑性塑料，

-所述第一塑料材料(K1)或/和所述第二塑料材料(K2)或/和所述第三塑料材料(K3)或/和所述第四塑料材料(K4)是热固性塑料。

22.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

-所述第一塑料材料(K1)或/和所述第二塑料材料(K2)或/和所述第三塑料材料(K3)或/和所述第四塑料材料(K4)具有相同的导热率；或/和

-至少两种塑料材料(K1、K2、K3、K4)，优先地所有塑料材料(K1、K2、K3、K4)各自具有不同的导热率，

-所述第一塑料材料(K1)或/和所述第二塑料材料(K2)或/和所述第三塑料材料(K3)或/和所述第四塑料材料(K4)具有不同的导热率。

23.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

-所述第一塑料材料(K1)或/和所述第二塑料材料(K2)或/和所述第三塑料材料(K3)或/和所述第四塑料材料(K4)是相同的材料；或/和

-所述第一塑料材料(K1)或/和所述第二塑料材料(K2)或/和所述第三塑料材料(K3)或/和所述第四塑料材料(K4)是不同的材料。

24.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

-所述塑料(11)的所述导热率，特别是所述第一塑料材料(K1)或/和所述第二塑料材料(K2)或/和所述第三塑料材料(K3)或/和所述第四塑料材料(K4)的所述导热率总计至少为0.5W/mK，优选至少为1W/mK。

25.根据前述权利要求中任一项所述的电机，

其特征在于，

所述定子绕组(6)是分布式绕组的一部分。

26.一种机动车辆，所述机动车辆具有根据前述权利要求中任一项所述的电机(1)。

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