DE102012017293B4 - Electrical machine for a motor vehicle drive train - Google Patents

Abstract

Elektrische Maschine (12) für einen Antriebsstrang (10) eines Kraftfahrzeuges, mit- einem Gehäuseabschnitt (34),- einem Stator (36), der in Bezug auf den Gehäuseabschnitt (34) festgelegt ist und einen Statorkern (40) aufweist, an dem Statorwicklungen (38) festgelegt sind,- einem Rotor (42), der in Bezug auf den Stator (36) drehbar gelagert ist, und- einer Statorkühlanordnung (50) zum Kühlen des Stators (36),- wobei die Statorkühlanordnung (50) wenigstens einen Kühlkanal (52) aufweist, der sich entlang eines Umfangsabschnittes des Stators (36) erstreckt und durch den hindurch ein Kühlfluid in einer Strömungsrichtung (54) führbar ist, wobei der Kühlkanal (52) zwischen dem Gehäuseabschnitt (34) und dem Statorkern (40) ausgebildet ist, wobei in dem Kühlkanal (52) eine Mehrzahl von Turbulenzerzeugungselementen (64) angeordnet ist, die in dem Kühlkanal (52) in Strömungsrichtung (54) hintereinander und/oder quer zur Strömungsrichtung (52) versetzt so angeordnet sind, dass das Kühlfluid, in Strömungsrichtung (54) gesehen, keinen über die gesamte Länge des Kühlkanals (52) durchgehenden Querschnitt findet, oder einen durchgehenden Querschnitt, dessen in axialer Richtung durchgehende Querschnittsfläche kleiner ist als 10 % der Gesamtquerschnittsfläche des Kühlkanals.Electric machine (12) for a drive train (10) of a motor vehicle, with a housing section (34), - a stator (36) which is fixed in relation to the housing section (34) and has a stator core (40) on which Stator windings (38) are fixed, - a rotor (42) which is rotatably mounted with respect to the stator (36), and - a stator cooling arrangement (50) for cooling the stator (36), - the stator cooling arrangement (50) at least has a cooling channel (52) which extends along a circumferential section of the stator (36) and through which a cooling fluid can be guided in a flow direction (54), the cooling channel (52) between the housing section (34) and the stator core (40) ) is formed, wherein in the cooling channel (52) a plurality of turbulence generating elements (64) is arranged, which are arranged in the cooling channel (52) in the flow direction (54) one behind the other and / or transversely to the flow direction (52) so that the Cooling fluid, in St seen in the direction of flow (54), no cross-section is found over the entire length of the cooling channel (52), or a continuous cross-section whose cross-sectional area continuous in the axial direction is less than 10% of the total cross-sectional area of the cooling channel.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuseabschnitt, mit einem Stator, der in Bezug auf den Gehäuseabschnitt festgelegt ist und einen Statorkern aufweist, an dem Statorwicklungen festgelegt sind, mit einem Rotor, der in Bezug auf den Stator drehbar gelagert ist, und mit einer Statorkühlanordnung zum Kühlen des Stators, wobei die Statorkühlanordnung wenigstens einen Kühlkanal aufweist, der sich entlang eines Umfangsabschnittes des Stators erstreckt und durch den hindurch ein Kühlfluid in einer Strömungsrichtung führbar ist.The present invention relates to an electric machine for a drive train of a motor vehicle, with a housing section, with a stator, which is fixed with respect to the housing section and has a stator core, to which stator windings are fixed, with a rotor, with respect to the stator is rotatably mounted, and with a stator cooling arrangement for cooling the stator, wherein the stator cooling arrangement has at least one cooling channel which extends along a peripheral section of the stator and through which a cooling fluid can be guided in a flow direction.

Auf dem Gebiet der Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge ist es bekannt, elektrische Maschinen als Anlasser und/oder Lichtmaschine zu verwenden. Es ist auch bekannt, die elektrische Maschine als Antriebsmaschine in einem Hybrid-Antriebsstrang oder in einem rein elektrischen Antriebsstrang einzusetzen.In the field of drive trains for motor vehicles, it is known to use electrical machines as starters and / or alternators. It is also known to use the electrical machine as a drive machine in a hybrid drive train or in a purely electrical drive train.

Insbesondere bei Verwendung einer elektrischen Maschine als Antriebsmotor ist es wünschenswert, die elektrische Maschine mit einer hohen Leistungsdichte zu realisieren. Um eine unzulässige Erwärmung der elektrischen Maschine zu verhindern, ist es bekannt, die elektrische Maschine zu kühlen. Hierbei ist es bekannt, das Maschinengehäuse mit Kühlkanälen auszustatten, die beispielsweise als Bohrungen in dem Gehäuse ausgebildet sein können.In particular when using an electrical machine as the drive motor, it is desirable to implement the electrical machine with a high power density. In order to prevent inadmissible heating of the electrical machine, it is known to cool the electrical machine. It is known to equip the machine housing with cooling channels, which can be designed, for example, as bores in the housing.

Auch ist es bekannt, das Gehäuse aus zwei Schalen zu realisieren, zwischen denen ein Kühlkanal eingerichtet ist.It is also known to realize the housing from two shells, between which a cooling channel is set up.

Die bisherigen Konzepte zur Kühlung von elektrischen Maschinen, die zum Einbau in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen verwendbar sind, insbesondere als Antriebsmotoren, weisen einen geringen Wirkungsgrad auf.The previous concepts for cooling electrical machines, which can be used for installation in drive trains of motor vehicles, in particular as drive motors, have a low efficiency.

Die DE 2007 048 683 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Kühlung von Statorblechpaketen einer elektrischen Maschine. Ein koaxiales Ankerblechpaket weist an einem äußeren Umfang ein Feld von nach außen vorstehenden Nadeln auf, welche mit einem Mantel zusammenwirken, der das Paket umgibt, um einen Kühlraum bereit zu stellen, durch welchen eine Kühlflüssigkeit strömt.The DE 2007 048 683 A1 shows a device for cooling stator laminations of an electrical machine. A coaxial armature core package has an outer periphery of an array of outwardly protruding needles which cooperate with a sheath that surrounds the package to provide a cooling space through which a cooling fluid flows.

Aus der DE 69505813 T2 ist ein Asynchronmotor und ein Verfahren zur Kühlung des selben bekannt. Der Motor umfasst ein Ständerblechpaket in einem Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass für ein Kühlmittel sowie einem Kühlmittelsumpf. Das Ständerblechpaket weist eine Vielzahl radialer Nute auf, die sich axial zwischen den einander gegenüberliegenden Enden erstrecken. Kühlmittelpfade, die am Kühlmitteleinlass beginnen sich durch die Nuten erstrecken und am Kühlmittelauslass enden sind so gestaltet, dass das Kühlmittel in der Lage ist, unter Schwerkrafteinwirkung dem Kühlmittelpfad zu folgen.From the DE 69505813 T2 an asynchronous motor and a method for cooling the same are known. The engine includes a stator core in a housing with an inlet and an outlet for a coolant and a coolant sump. The stator core has a plurality of radial grooves that extend axially between the opposite ends. Coolant paths that begin through the grooves at the coolant inlet and end at the coolant outlet are designed such that the coolant is able to follow the coolant path under the influence of gravity.

Das Dokument US 2 735 950 A offenbart einen weiteren elektrischen Motor und ein Verfahren zu dessen Kühlung.The document US 2,735,950 A. discloses another electric motor and a method for cooling it.

Das Dokument WO 2005/ 022 718 A1 offenbart einen aus Lamellen aufgebauten Stator mit Kühlrippen.The document WO 2005/022 718 A1 discloses a laminated stator with cooling fins.

Das Dokument DE 10 2009 001 589 A1 betrifft eine elektrodynamische Maschine mit einem Stator, der an einer Außenfläche Kühlrippen aufweist, die in Längsrichtung mehrfach unterbrochen sind.The document DE 10 2009 001 589 A1 relates to an electrodynamic machine with a stator which has cooling fins on an outer surface which are repeatedly interrupted in the longitudinal direction.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Maschine für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges anzugeben, bei der das Kühlkonzept bzw. das Kühlmanagement verbessert ist, sowie einen Antriebsstrang mit einer derartigen elektrischen Maschine anzugeben.Against this background, it is an object of the invention to provide an electrical machine for a drive train of a motor vehicle in which the cooling concept or cooling management is improved, and to provide a drive train with such an electrical machine.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten elektrischen Maschine gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung dadurch gelöst, dass der Kühlkanal zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem Statorkern ausgebildet ist, wobei in dem Kühlkanal eine Mehrzahl von Turbulenzerzeugungselementen angeordnet ist, die in dem Kühlkanal in Strömungsrichtung hintereinander und/oder quer zur Strömungsrichtung versetzt so angeordnet sind, dass das Kühlfluid, in Strömungsrichtung gesehen, keinen über die gesamte Länge des Kühlkanals durchgehenden Querschnitt findet, oder einen durchgehenden Querschnitt, dessen in axialer Richtung durchgehende Querschnittsfläche kleiner ist als 10% der Gesamtquerschnittsfläche des Kühlkanals.This object is achieved in the above-mentioned electrical machine according to a first aspect of the invention in that the cooling duct is formed between the housing section and the stator core, a plurality of turbulence generating elements being arranged in the cooling duct, which are arranged one behind the other in the cooling duct in the flow direction and / or are arranged so as to be offset transversely to the flow direction in such a way that the cooling fluid, as seen in the flow direction, does not find a cross-section which is continuous over the entire length of the cooling channel, or a continuous cross-section whose cross-sectional area in the axial direction is less than 10% of the total cross-sectional area of the cooling channel.

Durch diese Maßnahme kann eine direkte thermische Anbindung zwischen erwärmtem Statorkern und einem in den Kühlkanal strömenden Kühlfluid realisiert werden.This measure enables a direct thermal connection between the heated stator core and a cooling fluid flowing into the cooling channel.

Die in den Statorwicklungen insbesondere als Folge von Blindströmen entstehende Wärme wird direkt in den Statorkern eingeleitet. Durch die Maßnahme, das Kühlfluid direkt an dem Statorkern vorbeiströmen zu lassen, kann ein hoher Kühlwirkungsgrad erzielt werden. Denn der Wärmeübergang von dem Statorkern zu dem Kühlfluid kann bereits dadurch verbessert werden, dass die Wärme nicht noch von dem Statorkern über eine Gehäusewandung erfolgen muss.The heat generated in the stator windings, in particular as a result of reactive currents, is introduced directly into the stator core. A measure of high cooling efficiency can be achieved by allowing the cooling fluid to flow directly past the stator core. This is because the heat transfer from the stator core to the cooling fluid can already be improved in that the heat does not still have to take place from the stator core via a housing wall.

Ferner kann bei dieser Ausführungsform der konstruktive Aufwand zur Realisierung der elektrischen Maschine verringert werden, da insbesondere der Gehäuseabschnitt einfacher realisierbar ist. Furthermore, in this embodiment, the design effort for realizing the electrical machine can be reduced, since in particular the housing section is easier to implement.

Die elektrische Maschine kann als Außenläufermaschine ausgebildet sein, wobei die Statorkühlanordnung im Inneren des Statorkerns angeordnet ist. In der Regel ist die Statorkühlanordnung jedoch am Außenumfang des Stators vorgesehen. Der Kühlkanal kann sich in Umfangsrichtung erstrecken, oder kann schraubenförmig um den Umfang herum angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn der Kühlkanal parallel zu einer Längsachse der elektrischen Maschine ausgerichtet ist.The electrical machine can be designed as an external rotor machine, the stator cooling arrangement being arranged in the interior of the stator core. As a rule, however, the stator cooling arrangement is provided on the outer circumference of the stator. The cooling channel can extend in the circumferential direction or can be arranged helically around the circumference. However, it is particularly preferred if the cooling duct is aligned parallel to a longitudinal axis of the electrical machine.

Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine ist der Kühlkanal daher vorzugsweise radial nach innen durch den Statorkern selbst begrenzt, und radial nach außen durch den Gehäuseabschnitt.In the electrical machine according to the invention, the cooling duct is therefore preferably delimited radially inwards by the stator core itself, and radially outwards by the housing section.

Obgleich die Statorkühlanordnung insbesondere zur Kühlung des Stators und der daran festgelegten Statorwicklungen ausgelegt ist, versteht sich, dass die Statorkühlanordnung auch zum Abtransport von Wärme genutzt sein kann, die in anderen Komponenten der elektrischen Maschine entsteht.Although the stator cooling arrangement is designed in particular for cooling the stator and the stator windings fixed thereon, it goes without saying that the stator cooling arrangement can also be used for the removal of heat which arises in other components of the electrical machine.

Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, mit einem Getriebe, mit einer Fluidversorgungseinrichtung für das Getriebe und mit einer elektrischen Maschine der erfindungsgemäßen Art, wobei der Kühlkanal der elektrischen Maschine an die Fluidversorgungseinrichtung angeschlossen ist.The above object is further achieved by a drive train for a motor vehicle, with a transmission, with a fluid supply device for the transmission and with an electrical machine of the type according to the invention, the cooling duct of the electrical machine being connected to the fluid supply device.

Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, dass die Statorkühlanordnung in das Fluidkühlungssystem des Getriebes integriert werden kann.In this embodiment, it is advantageous that the stator cooling arrangement can be integrated into the fluid cooling system of the transmission.

Mit anderen Worten wird zur Kühlung des Getriebes oder von Komponenten hiervon (beispielsweise von Reibkupplungen wie bei einem Doppelkupplungsgetriebe) das gleiche Fluid verwendet, insbesondere ein Hydrauliköl, beispielsweise ein ATF-ÖI.In other words, the same fluid, in particular a hydraulic oil, for example an ATF oil, is used to cool the transmission or components thereof (for example, friction clutches as in a double clutch transmission).

Bei einem derartigen Kühlkonzept kann ein einheitlicher Fluidhaushalt für den Antriebsstrang oder zumindest für das Getriebe hiervon realisiert werden, so dass insbesondere die gesamte Kühlung und Schmierung aller Getriebekomponenten einschließlich einer daran vorzugsweise angebundenen elektrischen Maschine mittels der gleichen Fluidversorgungseinrichtung realisiert werden können.With such a cooling concept, a uniform fluid balance can be implemented for the drive train or at least for the transmission thereof, so that in particular the entire cooling and lubrication of all transmission components, including an electrical machine preferably connected to them, can be implemented by means of the same fluid supply device.

Das Getriebe kann beispielsweise ein Doppelkupplungsgetriebe sein, wobei die elektrische Maschine vorzugsweise an einen Abschnitt zwischen einem Ausgangsglied von einer der zwei Reibkupplungen bzw. dem zugeordneten Getriebeeingang angeschlossen ist.The transmission can be, for example, a double clutch transmission, the electrical machine preferably being connected to a section between an output member of one of the two friction clutches or the associated transmission input.

Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.The task is thus completely solved.

Generell ist es möglich, die Statorkühlanordnung mittels eines einzigen Kühlkanals zu realisieren, der sich über einen Umfangsabschnitt von beispielsweise größer 90° erstrecken kann, insbesondere jedoch auch als Ringkanal ausgebildet sein kann.In general, it is possible to implement the stator cooling arrangement by means of a single cooling channel, which can extend over a peripheral section of, for example, greater than 90 °, but in particular can also be designed as an annular channel.

Von besonderem Vorzug ist es jedoch, wenn die Statorkühlanordnung eine Mehrzahl von Kühlkanälen aufweist, die über den Umfang des Statorkerns herum verteilt angeordnet und durch Trennstege voneinander getrennt sind.However, it is particularly preferred if the stator cooling arrangement has a plurality of cooling channels which are arranged distributed around the circumference of the stator core and are separated from one another by separating webs.

Bei dieser Ausführungsform erstrecken sich die Kühlkanäle vorzugsweise jeweils über Winkelbereiche im Bereich von 5° bis 90°, insbesondere von 10° bis 45°. Die Breite der Kanäle kann dabei vorzugsweise in einem Bereich von 15 bis 50 mm liegen, insbesondere im Bereich von 20 bis 30 mm.In this embodiment, the cooling channels preferably each extend over angular ranges in the range from 5 ° to 90 °, in particular from 10 ° to 45 °. The width of the channels can preferably be in a range from 15 to 50 mm, in particular in the range from 20 to 30 mm.

Hierdurch ist es generell möglich, innerhalb der Kühlkanäle besser darauf Einfluss zu nehmen, dass das Kühlfluid die Wärme mit hoher Effizienz abtransportieren kann.As a result, it is generally possible to have a better influence within the cooling channels that the cooling fluid can remove the heat with high efficiency.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Statorkern eine Mehrzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Befestigungsabschnitten auf, wobei zwischen zwei benachbarten Befestigungsabschnitten wenigstens ein Kühlkanal angeordnet ist.According to a further preferred embodiment, the stator core has a plurality of fastening sections distributed over the circumference, at least one cooling duct being arranged between two adjacent fastening sections.

Die Befestigungsabschnitte können beispielsweise durch Nuten in dem Statorkern ausgebildet sein, können jedoch auch durch gegenüber dem Umfang des Statorkerns vorstehende Nasen gebildet sein. Letztere Variante ist insbesondere dann von Vorzug, wenn der Statorkern aus einer Mehrzahl von Statorblechen zusammengesetzt ist, die mittels Stehbolzen oder dergleichen in axialer Richtung zusammengehalten werden.The fastening sections can be formed, for example, by grooves in the stator core, but can also be formed by lugs protruding from the circumference of the stator core. The latter variant is particularly preferred when the stator core is composed of a plurality of stator laminations which are held together in the axial direction by means of stud bolts or the like.

Besonders bevorzugt ist es, wenn jeweils zwischen zwei benachbarten Befestigungsabschnitten wenigstens ein Kühlkanal, vorzugsweise jedoch wenigstens zwei Kühlkanäle angeordnet sind. Bei der Ausbildung von wenigstens zwei Kühlkanälen zwischen zwei benachbarten Befestigungsabschnitten können die Kühlkanäle in Umfangsrichtung kürzer realisiert werden.It is particularly preferred if at least one cooling duct, but preferably at least two cooling ducts, are arranged in each case between two adjacent fastening sections. When at least two cooling channels are formed between two adjacent fastening sections, the cooling channels can be implemented shorter in the circumferential direction.

Bei der Ausführungsform mit einer Mehrzahl von Kühlkanälen ist es möglich, die Trennstege an einem Umfangsabschnitt des Gehäuseabschnittes auszubilden. Mit anderen Worten können die Kühlkanäle durch radiale Ausbuchtungen in dem Gehäuseabschnitt ausgebildet sein, insbesondere am Innenumfang des Gehäuseabschnittes.In the embodiment with a plurality of cooling channels, it is possible to form the separating webs on a peripheral section of the housing section. In other words, the cooling channels through radial bulges in the Be formed housing section, in particular on the inner circumference of the housing section.

Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Trennstege durch den Statorkern gebildet sind.However, it is particularly preferred if the separating webs are formed by the stator core.

In diesem Fall kann der Innenumfang des den Statorkern umgebenden Gehäuseabschnittes einfach geformt sein, und zwar im Wesentlichen zylindrisch, wobei die Trennstege sich dann bis zum Innenumfang des Gehäuseabschnittes erstrecken.In this case, the inner circumference of the housing section surrounding the stator core can have a simple shape, namely essentially cylindrical, the separating webs then extending to the inner circumference of the housing section.

Generell ist es möglich, zwischen den benachbarten Kühlkanälen separate Dichtungseinrichtungen vorzusehen. Da es jedoch auf eine hundertprozentige Fluiddichtheit zwischen den Kühlkanälen vorzugsweise nicht ankommt, kann in diesem Fall auf separate Dichtungsmittel im Bereich der Trennstege verzichtet werden.In general, it is possible to provide separate sealing devices between the adjacent cooling channels. However, since 100% fluid tightness between the cooling channels is preferably not important, separate sealing means in the area of the separating webs can be dispensed with in this case.

Gemäß einer insgesamt bevorzugten Ausführungsform weist der Statorkern eine Mehrzahl von Statorblechen auf, die an ihrem Außenumfang jeweils wenigstens einen ersten und einen zweiten Trennvorsprung aufweisen, wobei die ersten Trennvorsprünge zusammen einen ersten Trennsteg bilden und wobei die zweiten Trennvorsprünge zusammen einen zweiten Trennsteg bilden, wobei der Kühlkanal in Richtung quer zur Strömungsrichtung durch den ersten und den zweiten Trennsteg begrenzt ist.According to an overall preferred embodiment, the stator core has a plurality of stator laminations, each of which has at least one first and one second separating projection on its outer circumference, the first separating projections together forming a first separating web and the second separating projections together forming a second separating web, the Cooling channel is limited in the direction transverse to the flow direction by the first and the second separating web.

Die Statorbleche können vergleichsweise einfach gefertigt werden, beispielsweise durch Stanzen oder durch Laserschneiden.The stator sheets can be manufactured comparatively easily, for example by punching or by laser cutting.

Die Verwendung eines geblechten Statorkerns ist auch aus elektrotechnischen Gründen (Wirbelstromverluste) vorteilhaft.The use of a laminated stator core is also advantageous for electrotechnical reasons (eddy current losses).

Die Statorbleche können jeweils eine axiale Dicke von 1 mm bis 5 mm aufweisen. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Statorbleche jeweils eine axiale Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,6 mm aufweisen.The stator sheets can each have an axial thickness of 1 mm to 5 mm. However, it is preferred if the stator sheets each have an axial thickness in the range from 0.1 to 0.6 mm.

Für die nachfolgende Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen spielen Vorsprünge am Außenumfang der Statorbleche eine Rolle. Dabei wird generell davon ausgegangen, dass die Statorbleche eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 5 mm aufweisen, damit die Vorsprünge eine hinreichende Stabilität haben. Die Statorbleche können dabei einstückig ausgebildet sein oder aus jeweils einer Mehrzahl von identischen Teil-Statorblechen bzw. Blechscheiben aufgebaut sein, die jeweils eine Dicke von 0,1 bis 0,6 mm aufweisen. Mit anderen Worten kann ein Statorblech im Rahmen der vorliegenden Anmeldung sowohl einstückig sein als auch aus einer Mehrzahl von Teil-Statorblechen (Blechscheiben) hergestellt sein.For the following description of preferred embodiments, projections on the outer circumference of the stator sheets play a role. It is generally assumed that the stator sheets have a thickness in the range from 1 mm to 5 mm so that the projections have sufficient stability. The stator sheets can be formed in one piece or can be constructed from a plurality of identical partial stator sheets or sheet metal disks, each of which has a thickness of 0.1 to 0.6 mm. In other words, in the context of the present application, a stator sheet can be both in one piece and can be produced from a plurality of partial stator sheets (sheet metal disks).

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt darstellt, ist in dem Kühlkanal eine Mehrzahl von Turbulenzerzeugungselementen angeordnet, die in dem Kühlkanal in Strömungsrichtung hintereinander und/oder quer zur Strömungsrichtung versetzt angeordnet sind.According to a further preferred embodiment, which in connection with the preamble of claim 1 represents an invention according to a second aspect, a plurality of turbulence generating elements are arranged in the cooling duct, which are arranged in the cooling duct one behind the other and / or offset transversely to the flow direction.

Die Turbulenzerzeugungselemente sorgen dafür, dass die Fluidströmung in dem Kühlkanal möglichst nicht laminar verläuft sondern als turbulente Strömung ausgebildet ist. Hierdurch kann die Reynoldszahl verringert werden, was Verbesserungen beim Wärmeübergang von dem Statorkern hin zu dem Kühlfluid mit sich bringt. Demzufolge kann bei relativ geringem Volumenstrom eine relativ hohe Kühlleistung realisiert werden.The turbulence generating elements ensure that the fluid flow in the cooling channel is preferably not laminar but is designed as a turbulent flow. As a result, the Reynolds number can be reduced, which brings improvements in the heat transfer from the stator core to the cooling fluid. As a result, a relatively high cooling capacity can be achieved with a relatively low volume flow.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Turbulenzerzeugungselemente dabei durch wenigstens ein Gitterelement gebildet, das in den Kühlkanal eingesetzt ist.According to a preferred embodiment, the turbulence generating elements are formed by at least one grid element which is inserted into the cooling channel.

Das Gitterelement oder die Gitterelemente können dabei als dreidimensionale, gebogene und mit Ausnehmungen versehene Blechstruktur ausgebildet sein, die daraufhin optimiert ist, eine möglichst hohe Turbulenz zu erzeugen.The lattice element or the lattice elements can be designed as a three-dimensional, curved and provided with cutouts sheet metal structure, which is then optimized to generate the highest possible turbulence.

Bevorzugt ist es ferner, wenn die Turbulenzerzeugungselemente in dem Kühlkanal so angeordnet sind, dass das Kühlfluid, in Strömungsrichtung gesehen, keinen über die gesamte Länge des Kühlkanals durchgehenden Querschnitt findet. Alternativ ist es hierzu bevorzugt, dass der Anteil der in axialer Richtung durchgehenden Querschnittsfläche kleiner ist als 10 % der Gesamtquerschnittsfläche des Kühlkanals.It is further preferred if the turbulence generating elements are arranged in the cooling channel in such a way that the cooling fluid, viewed in the direction of flow, does not find a cross-section that is continuous over the entire length of the cooling channel. Alternatively, it is preferred that the proportion of the cross-sectional area that is continuous in the axial direction is smaller than 10% of the total cross-sectional area of the cooling channel.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Turbulenzerzeugungselemente durch Turbulenzerzeugungsvorsprünge ausgebildet, von denen zumindest einer einstückig mit dem Gehäuseabschnitt und/oder von denen zumindest einer einstückig mit dem Statorkern ausgebildet ist.According to a further preferred embodiment, the turbulence generation elements are formed by turbulence generation projections, of which at least one is integrally formed with the housing section and / or at least one is integrally formed with the stator core.

Die Turbulenzerzeugungsvorsprünge können dabei in ähnlicher Form ausgebildet sein wie Trennvorsprünge, die einen Kühlkanal in Umfangsrichtung bzw. in einer Richtung quer zur Strömungsrichtung begrenzen.The turbulence generation projections can be designed in a similar form to separating projections which delimit a cooling channel in the circumferential direction or in a direction transverse to the direction of flow.

Generell ist es möglich, diese Turbulenzerzeugungsvorsprünge beispielsweise am Innenumfang des Gehäuseabschnittes auszubilden. Vorteilhafter ist es jedoch, wenn die Turbulenzerzeugungsvorsprünge am Außenumfang des Statorkerns ausgebildet sind. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn auch Trennvorsprünge zur Begrenzung von Kühlkanälen an dem Statorkern bzw. einstückig hiermit ausgebildet sind.In general, it is possible to form these turbulence generation projections, for example on the inner circumference of the housing section. However, it is more advantageous if the turbulence generation projections are formed on the outer circumference of the stator core. This is particularly advantageous if also separation projections for limiting Cooling channels are formed on the stator core or integrally therewith.

Da der Statorkern vorzugsweise aus einer Mehrzahl von Statorblechen realisiert ist, können die Turbulenzerzeugungsvorsprünge dabei durch Vorsprünge an einem jeweiligen Statorblech ausgebildet sein.Since the stator core is preferably realized from a plurality of stator laminations, the turbulence generation projections can be formed by projections on a respective stator laminate.

Beim axialen Zusammensetzen der Statorbleche werden die Trennvorsprünge der Statorbleche dann vorzugsweise in axialer Richtung fluchtend miteinander ausgerichtet, wohingegen die Turbulenzerzeugungsvorsprünge der einzelnen Statorbleche vorzugsweise so angeordnet sind, dass diese in Strömungsrichtung hintereinander und/oder quer zur Strömungsrichtung versetzt zueinander angeordnet werden.When the stator laminations are axially assembled, the separating projections of the stator laminations are then preferably aligned with one another in the axial direction, whereas the turbulence generation projections of the individual stator laminations are preferably arranged such that they are arranged one behind the other in the flow direction and / or transversely to the flow direction.

Statorbleche dieser Art können dabei kostengünstig hergestellt werden, da das „zusätzliche“ Ausbilden von Trennvorsprüngen und/oder Turbulenzerzeugungsvorsprüngen im Wesentlichen keinen Zusatzaufwand erfordert, insbesondere, wenn die Statorbleche durch Stanzen oder Laserschneiden hergestellt werden.Stator sheets of this type can be produced inexpensively, since the “additional” formation of separation projections and / or turbulence generation projections essentially does not require any additional effort, in particular if the stator sheets are produced by punching or laser cutting.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens einer der Turbulenzerzeugungsvorsprünge ausgehend von einem Umfangsabschnitt des Statorkerns spitz oder rundlich zulaufend ausgebildet.According to a preferred embodiment, at least one of the turbulence generation projections is tapered or rounded starting from a peripheral section of the stator core.

Bei dieser Ausführungsform kann Wärme über einen vergleichsweise großen Querschnitt am Fuß des Turbulenzerzeugungsvorsprunges von dem Statorkern in den Turbulenzerzeugungsvorsprung geleitet werden, so dass auch eine Wärmeübertragung von den Turbulenzerzeugungsvorsprüngen in das turbulent daran vorbeiströmende Kühlfluid erfolgen kann.In this embodiment, heat can be conducted over a comparatively large cross section at the foot of the turbulence generation projection from the stator core into the turbulence generation projection, so that heat can also be transferred from the turbulence generation projections into the cooling fluid flowing past it turbulently.

Durch die spitze oder rundlich zulaufende Ausgestaltung kann dabei erreicht werden, dass der für den Durchfluss von Kühlfluid in Strömungsrichtung insgesamt zur Verfügung stehende Querschnitt hinreichend groß ist, um einen relativ großen Volumenstrom und damit einen hohen Wärmeabtransport realisieren zu können.As a result of the pointed or rounded design, the overall cross section available for the flow of cooling fluid in the flow direction is sufficiently large to be able to realize a relatively large volume flow and thus high heat dissipation.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens einer der Turbulenzerzeugungsvorsprünge eine radiale Länge auf, die wenigstens 70 % der radialen Tiefe des Kühlkanals beträgt.According to a further preferred embodiment, at least one of the turbulence generation projections has a radial length which is at least 70% of the radial depth of the cooling channel.

Von besonderem Vorzug ist es, wenn die radiale Länge größer ist als 90 % der radialen Tiefe, insbesondere gleich der radialen Tiefe des Kühlkanals ist.It is particularly preferred if the radial length is greater than 90% of the radial depth, in particular is equal to the radial depth of the cooling channel.

Hierdurch kann eine Turbulenzerzeugungsmaßnahme in radialer Richtung über einen großen Teil oder den gesamten Teil des Querschnittes des Kühlkanals realisiert werden. Somit kann erreicht werden, dass der Anteil der in Strömungsrichtung durchgehenden Querschnitte minimiert wird.As a result, a measure of turbulence generation in the radial direction can be implemented over a large part or the entire part of the cross section of the cooling channel. It can thus be achieved that the proportion of the cross-sections that are continuous in the flow direction is minimized.

Insgesamt ist es folglich vorteilhaft, wenn der Kühlkanal einen Kanalströmungsquerschnitt aufweist, wobei der Turbulenzerzeugungsquerschnitt des in einer Ebene quer zur Strömungsrichtung angeordneten Turbulenzerzeugungsvorsprunges oder der in einer Ebene quer zur Strömungsrichtung angeordneten Turbulenzerzeugungsvorsprünge kleiner gleich 50 % des Kanalströmungsquerschnittes ist, insbesondere kleiner als 40 %.Overall, it is consequently advantageous if the cooling channel has a channel flow cross section, the turbulence generation cross section of the turbulence generation projection arranged in a plane transverse to the flow direction or the turbulence generation projections arranged in a plane transverse to the flow direction being less than or equal to 50% of the channel flow cross section, in particular less than 40%.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine eigene Erfindung gemäß einem dritten Aspekt darstellt, weist der Statorkern eine Mehrzahl von Statorblechen auf, die an ihrem Außenumfang jeweils wenigstens einen Trennvorsprung und/oder einen Turbulenzerzeugungsvorsprung aufweisen, wobei zumindest eine Teilanzahl aus der Mehrzahl von Statorblechen als Gleichteile hergestellt sind, die zur Bildung des Statorkerns in Umfangsrichtung versetzt zueinander und/oder um eine Zentralachse gewendet montiert sind.According to a further preferred embodiment, which, in conjunction with the preamble of claim 1, represents a separate invention according to a third aspect, the stator core has a plurality of stator plates, each of which has at least one separating projection and / or a turbulence generation projection on its outer circumference, at least a number of parts are produced from the plurality of stator laminations as identical parts, which are mounted offset to one another in the circumferential direction to form the stator core and / or are turned around a central axis.

Hierbei kann der Statorkern im Idealfall mittels nur eines Werkzeuges zur Herstellung eines Statorblech-Typs realisiert werden.In this case, the stator core can ideally be realized using only one tool for producing a stator sheet metal type.

Bevorzugt ist hierbei eine Variante, bei der die als Gleichteile hergestellten Statorbleche zur Bildung des Statorkerns ausschließlich in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet werden, um ein Wenden um die Zentralachse zu vermeiden. Denn Letzteres führt zu einem erhöhten Montageaufwand beim Herstellen der elektrischen Maschine.In this case, a variant is preferred in which the stator laminations produced as identical parts to form the stator core are only offset in relation to one another in the circumferential direction in order to avoid turning about the central axis. Because the latter leads to increased assembly effort when manufacturing the electrical machine.

Die Zentralachse ist vorzugsweise eine senkrecht zur Längsachse der elektrischen Maschine verlaufende Achse, die insbesondere durch einen Befestigungsabschnitt hindurch verläuft.The central axis is preferably an axis running perpendicular to the longitudinal axis of the electrical machine, which in particular runs through a fastening section.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Statorbleche mittels einer Anzahl n von Befestigungsabschnitten miteinander verbunden, wobei die Befestigungsabschnitte gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind, derart, dass zwischen zwei benachbarten Befestigungsabschnitten jeweils ein Blechsegment gebildet ist, wobei die Statorbleche in Umfangsrichtung um 360°/n versetzt zueinander montiert sind.According to a preferred embodiment, the stator laminations are connected to one another by means of a number n of fastening sections, the fastening sections being arranged distributed uniformly over the circumference, such that a sheet metal segment is formed in each case between two adjacent fastening sections, the stator laminations being circumferential by 360 ° / n are mounted offset to each other.

Bei dieser Variante hängt die Anzahl der unterschiedlichen Umfangspositionen der Statorbleche von der Anzahl der Befestigungsabschnitte ab.In this variant, the number of different circumferential positions of the stator sheets depends on the number of fastening sections.

Die Anzahl n der Befestigungsabschnitte beträgt vorzugsweise 3 oder 4 und ist vorzugsweise kleiner als 7. The number n of fastening sections is preferably 3 or 4 and is preferably less than 7.

Dabei ist es bevorzugt, wenn an dem als Gleichteil ausgebildeten Statorblech im Bereich von jedem Blechsegment jeweils wenigstens zwei einen Kühlkanal bildende Trennvorsprünge ausgebildet sind, wobei zwischen den zwei Trennvorsprüngen von wenigstens einem der Blechsegmente wenigstens ein Turbulenzerzeugungsvorsprung ausgebildet ist.It is preferred if at least two separating projections forming a cooling channel are formed on the stator laminate formed as a common part in the area of each laminated segment, at least one turbulence generating projection being formed between the two separating projections of at least one of the laminated segments.

Besonders bevorzugt ist es ferner, wenn zwischen den zwei Trennvorsprüngen von wenigstens zwei der Blechsegmente wenigstens ein Turbulenzerzeugungsvorsprung ausgebildet ist, wobei die relative Umfangsposition der Turbulenzerzeugungsvorsprünge in den zwei Blechsegmenten unterschiedlich ist.It is furthermore particularly preferred if at least one turbulence generation projection is formed between the two separation projections of at least two of the sheet metal segments, the relative circumferential position of the turbulence generation projections in the two sheet metal segments being different.

Vorzugsweise ist die relative Umfangsposition des Turbulenzerzeugungsvorsprungs oder der Turbulenzerzeugungsvorsprünge in den jeweiligen Blechsegmenten jeweils unterschiedlich.The relative circumferential position of the turbulence generation projection or the turbulence generation projections in the respective sheet metal segments is preferably different in each case.

Durch diese Maßnahme ist es möglich, durch Bildung des Statorkerns durch in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnete Statorbleche eine gute Turbulenzerzeugungsstruktur zu realisieren.This measure makes it possible to achieve a good turbulence generation structure by forming the stator core by stator laminations which are offset with respect to one another in the circumferential direction.

Generell kann die Anzahl der Turbulenzerzeugungsvorsprünge in den jeweiligen Blechsegmenten jeweils identisch sein.In general, the number of turbulence generation projections in the respective sheet metal segments can be identical.

Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Anzahl der Turbulenzerzeugungsvorsprünge innerhalb von wenigstens einem der Blechsegmente anders ist als die Anzahl der Turbulenzerzeugungsvorsprünge in einem anderen der Blechsegmente.However, it is particularly preferred if the number of turbulence generation projections within at least one of the sheet metal segments is different than the number of turbulence generation projections in another of the sheet metal segments.

Hierdurch ist es weiterhin möglich, eine möglichst große Variabilität hinsichtlich der Erzeugung einer Turbulenzerzeugungsstruktur in dem Kühlkanal zu realisieren.This also makes it possible to achieve the greatest possible variability with regard to the generation of a turbulence generation structure in the cooling channel.

Insgesamt kann mit der vorliegenden Erfindung je nach Ausführungsform wenigstens einer der folgenden Vorteile erzielt werden.Overall, depending on the embodiment, at least one of the following advantages can be achieved with the present invention.

Die Führung des Fluides in dem Kühlkanal oder den Kühlkanälen wird durch die Geometrie von Statorblechen erzeugt und nicht durch eine speziell hierfür vorgesehene Geometrie im Gehäuse der elektrischen Maschine bzw. eines die elektrische Maschine aufnehmenden Gehäuseabschnittes. Durch die Integration von hydrodynamischen Maßnahmen in die Kühlkanäle, die geeignet sind, die Fluidströmung in den Kühlkanälen gezielt turbulent werden zu lassen, kann der Wärmeübergang zwischen dem erwärmten Statorkern und dem Kühlfluid maximiert werden.The guidance of the fluid in the cooling duct or the cooling ducts is generated by the geometry of stator laminations and not by a geometry specifically provided for this purpose in the housing of the electrical machine or of a housing section that accommodates the electrical machine. The heat transfer between the heated stator core and the cooling fluid can be maximized by integrating hydrodynamic measures into the cooling channels, which are suitable for making the fluid flow in the cooling channels specifically turbulent.

Im Vergleich zu Lösungen des Standes der Technik lässt sich das Kühlkonzept vorzugsweise ohne zusätzliche Bauteile realisieren, wodurch sich Kosten- und Bauraumvorteile ergeben können.Compared to solutions of the prior art, the cooling concept can preferably be implemented without additional components, which can result in cost and space advantages.

Durch die Ausbildung der Führung des Kühlfluides mittels der Geometrie des Statorkerns bzw. der Statorbleche ist eine Optimierung an hydraulische Bedürfnisse von Strömung und Kühlung möglich. Insbesondere können beispielsweise Radien und Ausformungsschrägen wie bei gegossenen oder vorgegossenen und dann mechanisch bearbeiteten Kanälen im Gehäuseabschnitt vermieden werden. Vielmehr kann die Oberfläche des Innenumfangs des Gehäuseabschnittes glatt und damit kostengünstig zu fertigen sein.By designing the guidance of the cooling fluid by means of the geometry of the stator core or the stator laminations, optimization of the hydraulic needs of flow and cooling is possible. In particular, for example, radii and bevels in the case of cast or pre-cast and then mechanically machined channels in the housing section can be avoided. Rather, the surface of the inner circumference of the housing section can be smooth and therefore inexpensive to manufacture.

Durch die Turbulenzerzeugungsmaßnahmen werden Fluidschichten durchmischt, so dass ein besserer Austausch der Wärme von dem Statorkern auch zu kühleren Fluidschichten ermöglicht wird, was insgesamt den Wärmeübergang erhöht.Due to the turbulence generation measures, fluid layers are mixed, so that a better exchange of the heat from the stator core is also made possible to cooler fluid layers, which overall increases the heat transfer.

Generell ist es möglich, die elektrische Maschine mittels eines Fluides wie Wasser zu kühlen. Bevorzugt ist jedoch eine Variante, bei der die Kühlung mittels eines Öls erfolgt, wobei das Öl vorzugsweise in den gleichen Haushalt eingebunden ist wie das zur Schmierung und/oder Kühlung verwendete Öl eines Getriebes, insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes, das insbesondere nasslaufende Lamellenkupplungen aufweisen kann, die mittels eines derartigen Öls ebenfalls gekühlt werden.In general, it is possible to cool the electrical machine using a fluid such as water. However, a variant is preferred in which the cooling is carried out by means of an oil, the oil preferably being incorporated in the same household as the oil used for lubrication and / or cooling of a gearbox, in particular a double clutch gearbox, which in particular can have wet-running multi-plate clutches which can also be cooled by means of such an oil.

Vorzugsweise wird dabei eine Fluidversorgungseinrichtung verwendet, bei der eine Pumpe mittels eines Elektromotors angetrieben wird, wobei ein Druckanschluss der Pumpe vorzugsweise direkt mit einem Kühlkanal der elektrischen Maschine verbunden ist, insbesondere ohne Zwischenschaltung von Proportionalventilen.Preferably, a fluid supply device is used in which a pump is driven by an electric motor, a pressure connection of the pump preferably being connected directly to a cooling duct of the electrical machine, in particular without the interposition of proportional valves.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination indicated in each case, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

• 1 eine schematische Längsschnittansicht eines Antriebsstranges eines Kraftfahrzeuges mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine;
• 2 eine schematische Querschnittsansicht durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine;
• 3 eine Draufsicht auf eine Abwicklung eines einzelnen Kühlkanals einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine;
• 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine in einer axialen Draufsicht auf ein Statorblech eines Statorkerns der elektrischen Maschine;
• 5 eine schematische Darstellung eines Kühlkanals einer weiteren Ausführungsform einer elektrischen Maschine;
• 6 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Statorbleches für eine erfindungsgemäße elektrische Maschine;
• 7 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Statorbleches für eine erfindungsgemäße elektrische Maschine;
• 8 eine axiale Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Statorblechs einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine;
• 9 eine schematische Draufsicht auf einen Kühlkanal, der unter Verwendung von Statorblechen der 7 aufgebaut ist;
• 10 eine Abwandlung des Kühlkanals der 9;
• 11 eine schematische Draufsicht auf einen Kühlkanal, der unter Verwendung von Statorblechen der 8 realisiert ist;
• 12 eine perspektivische Ansicht eines Statorkerns, der mit Statorblechen gemäß 7 aufgebaut ist; und
• 13 eine schematische perspektivische Ansicht eines weiteren Statorkerns, der unter Verwendung von Statorblechen gemäß 8 aufgebaut ist.

Embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. Show it:

• 1 is a schematic longitudinal sectional view of a drive train of a motor vehicle with an embodiment of an electrical machine according to the invention;
• 2nd a schematic cross-sectional view through a further embodiment of an electrical machine according to the invention;
• 3rd a plan view of a settlement of a single cooling channel of a further embodiment of an electrical machine according to the invention;
• 4th a schematic representation of a further embodiment of an electrical machine according to the invention in an axial plan view of a stator plate of a stator core of the electrical machine;
• 5 a schematic representation of a cooling channel of a further embodiment of an electrical machine;
• 6 a plan view of another embodiment of a stator for an electrical machine according to the invention;
• 7 a plan view of another embodiment of a stator for an electrical machine according to the invention;
• 8th an axial plan view of a further embodiment of a stator plate of an electrical machine according to the invention;
• 9 is a schematic plan view of a cooling channel, the stator using the 7 is constructed;
• 10th a modification of the cooling channel 9 ;
• 11 is a schematic plan view of a cooling channel, the stator using the 8th is realized;
• 12th a perspective view of a stator core according to the stator plates 7 is constructed; and
• 13 is a schematic perspective view of another stator core, according to the use of stator plates 8th is constructed.

In 1 ist ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug in schematischer Form dargestellt und generell mit 10 bezeichnet. Der Antriebsstrang 10 weist eine elektrische Maschine 12 auf, die Antriebsleistung bereitstellen kann. Ferner weist der Antriebsstrang 10 weitere Antriebsstrangkomponenten 14 auf, die beispielsweise ein Getriebe beinhalten können. Das Getriebe kann beispielsweise ein Doppelkupplungsgetriebe sein. Ferner beinhaltet der Antriebsstrang 10 ein Differential 16, mittels dessen Antriebsleistung auf zwei angetriebene Räder 18L, 18R des Kraftfahrzeuges verteilbar ist.In 1 A drive train for a motor vehicle is shown in schematic form and generally designated 10. The drivetrain 10th exhibits an electrical machine 12th on that can provide drive power. Furthermore, the drive train 10th other powertrain components 14 , which can include a gearbox, for example. The transmission can be a dual clutch transmission, for example. Also includes the powertrain 10th a differential 16 , by means of its drive power on two driven wheels 18L , 18R of the motor vehicle is distributable.

Der Antriebsstrang 10 weist eine Fluidversorgungseinrichtung 20 auf. Die Fluidversorgungseinrichtung 20 beinhaltet eine Pumpe 22, die mittels eines Elektromotors 24 angetrieben ist. Ein Sauganschluss der Pumpe 22 ist mit einem Tank 26 verbunden. Ein Druckanschluss der Pumpe 22 ist mit einer Zuführleitung 28 verbunden, über die Fluid hin zu den Antriebsstrangkomponenten 14 und zu der elektrischen Maschine 12 geleitet werden kann. Bei 30 ist ein Rückfluss von Fluid zurück in den Tank 26 gezeigt.The drivetrain 10th has a fluid supply device 20 on. The fluid supply device 20 includes a pump 22 using an electric motor 24th is driven. A suction port on the pump 22 is with a tank 26 connected. A pressure connection of the pump 22 is with a feed line 28 connected, via the fluid to the powertrain components 14 and to the electrical machine 12th can be directed. At 30th is a backflow of fluid back into the tank 26 shown.

Das Fluid kann ein Öl sein, insbesondere ein Hydrauliköl wie ein ATF-ÖI.The fluid can be an oil, in particular a hydraulic oil such as an ATF oil.

Die elektrische Maschine 12 weist einen im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Gehäuseabschnitt 34 auf. Innerhalb des Gehäuseabschnittes 34 ist ein Stator 36 der elektrischen Maschine 12 angeordnet und starr mit dem Gehäuseabschnitt 34 verbunden. Der Stator 36 weist einen Statorkern 40 auf, an dem eine Mehrzahl von Statorwicklungen 38 ausgebildet sind, von denen in 1 lediglich die Wicklungsköpfe gezeigt sind.The electrical machine 12th has a substantially cylindrical housing section 34 on. Within the housing section 34 is a stator 36 of the electrical machine 12th arranged and rigid with the housing section 34 connected. The stator 36 has a stator core 40 on which a plurality of stator windings 38 are trained, of which in 1 only the winding heads are shown.

Radial innerhalb des Stators 36 ist ein Rotor 42 angeordnet, der an dem Stator 36 oder an dem Gehäuseabschnitt 34 drehbar gelagert sein kann. Der Rotor 42 kann beispielsweise eine Mehrzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Permanentmagneten aufweisen. Ferner beinhaltet der Rotor 42 eine Rotorwelle 44, über die Antriebsleistung in den Antriebsstrang 10 eingespeist werden kann. Es versteht sich, dass die elektrische Maschine 12 nicht nur als Elektromotor sondern vorzugsweise auch als Generator betrieben werden kann, um auf diese Weise einen Ladestrom zum Laden einer elektrischen Batterie des Antriebsstranges 10 zu erzeugen.Radially inside the stator 36 is a rotor 42 arranged on the stator 36 or on the housing section 34 can be rotatably mounted. The rotor 42 can have, for example, a plurality of permanent magnets distributed over the circumference. The rotor also includes 42 a rotor shaft 44 , about the drive power in the drive train 10th can be fed. It is understood that the electrical machine 12th can be operated not only as an electric motor but preferably also as a generator in order to charge a current for charging an electric battery of the drive train 10th to create.

Die elektrische Maschine 12 weist eine Statorkühlanordnung 50 auf. Die Statorkühlanordnung 50 beinhaltet einen Kühlkanal 52 oder eine Mehrzahl von Kühlkanälen 52, der oder die direkt zwischen dem Statorkern 40 und dem Innenumfang des Gehäuseabschnittes 34 angeordnet ist bzw. sind.The electrical machine 12th has a stator cooling arrangement 50 on. The stator cooling arrangement 50 includes a cooling channel 52 or a plurality of cooling channels 52 , the or the directly between the stator core 40 and the inner circumference of the housing section 34 is or are arranged.

Der Kühlkanal 52 ist parallel zu einer nicht näher bezeichneten Längsachse der elektrischen Maschine 12 ausgerichtet und gibt eine Strömungsrichtung 54 für Kühlfluid vor, die ebenfalls parallel zu der Längsachse verläuft. Bei 56 ist ein Umfangsabschnitt des Statorkerns 40 gezeigt, der aufgrund der Ausgestaltung des Kühlkanals 52 direkt mit dem Kühlfluid in Berührung kommt, um einen optimierten Wärmeübergang zu erzielen.The cooling channel 52 is parallel to an unspecified longitudinal axis of the electrical machine 12th aligned and gives a direction of flow 54 for cooling fluid, which is also parallel to the longitudinal axis. At 56 is a peripheral portion of the stator core 40 shown, due to the design of the cooling channel 52 comes into direct contact with the cooling fluid in order to achieve an optimized heat transfer.

Der Statorkern 40 kann aus einer Mehrzahl von Statorblechen zusammengesetzt sein, wie es dem Grunde nach im Stand der Technik bekannt ist. Dabei können die Statorbleche axial derart gegeneinander verpresst sein, dass diese in radialer Richtung nach innen hin zu dem Rotor fluiddicht miteinander verbunden sind. Die Statorbleche können beispielsweise zu diesem Zweck beschichtet sein. In der Regel ist jedoch eine ohnehin an derartigen Statorblechen vorhandene Beschichtung hinreichend, um für die anzustrebende Fluiddichtheit in radialer Richtung zu sorgen.The stator core 40 can be composed of a plurality of stator laminations, as is basically known in the prior art. The stator laminations can be axially pressed against one another in such a way that they are fluid-tight to one another in the radial direction toward the rotor are connected. The stator sheets can be coated, for example, for this purpose. As a rule, however, a coating already present on such stator laminations is sufficient to ensure the desired fluid tightness in the radial direction.

An den Längsenden des Kühlkanals 52 können geeignete Anschlussmittel vorgesehen sein, die den Kühlkanal 52 an einer Seite mit einer Zuführleitung 28 und auf der anderen Seite mit einem Rückfluss 30 verbinden.At the longitudinal ends of the cooling channel 52 Suitable connection means can be provided to the cooling channel 52 on one side with a feed line 28 and on the other hand with a backflow 30th connect.

In den nachfolgenden Figuren werden weitere Ausführungsformen von elektrischen Maschinen beschrieben, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der elektrischen Maschine 12 der 1 entsprechen. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.In the following figures, further embodiments of electrical machines are described which generally relate to the electrical machine in terms of structure and mode of operation 12th of the 1 correspond. The same elements are therefore identified by the same reference numerals. The differences are essentially explained below.

2 zeigt eine elektrische Maschine 12, bei der über den Umfang verteilt vier Kühlkanäle 52a, 52b, 52c, 52d ausgebildet sind, die durch jeweilige Trennstege von einander getrennt sind. Die Trennstege erstrecken sich dabei zwischen einem Außenumfang des Statorkerns 40 und einem Innenumfang des Gehäuseabschnittes 34. 2nd shows an electrical machine 12th , with four cooling channels distributed over the circumference 52a , 52b , 52c , 52d are formed, which are separated from each other by respective dividers. The separators extend between an outer circumference of the stator core 40 and an inner circumference of the housing section 34 .

In einer Variante (Trennstege 60a, 60b) sind die Trennstege einstückig mit dem Gehäuseabschnitt 34 verbunden. In einer alternativen Variante (Trennstege 62a, 62b) sind diese einstückig mit dem Statorkern 40 verbunden. Letztere Variante ist bevorzugt. Im Falle des Aufbaus des Statorkerns 40 mittels einer Mehrzahl von Statorblechen können am Außenumfang der Statorbleche Trennvorsprünge gebildet sein, die gemeinsam die Trennstege 62a, 62b bilden.In a variant (dividers 60a , 60b) are the separators in one piece with the housing section 34 connected. In an alternative variant (dividers 62a , 62b) they are in one piece with the stator core 40 connected. The latter variant is preferred. In the case of the construction of the stator core 40 By means of a plurality of stator laminations, separation projections can be formed on the outer circumference of the stator laminations, which together form the separating webs 62a , 62b form.

In 2 ist ferner gezeigt, dass in den Kühlkanälen Turbulenzerzeugungselemente 64 angeordnet sein können, die für einen verbesserten Wärmeübergang zwischen dem Statorkern 40 und dem Kühlfluid sorgen können.In 2nd it is further shown that turbulence generating elements in the cooling channels 64 can be arranged for improved heat transfer between the stator core 40 and can provide the cooling fluid.

Die Turbulenzerzeugungselemente 64 können dabei insbesondere in Längsrichtung versetzt und/oder in Richtung quer hierzu versetzt zueinander angeordnet sein.The turbulence generating elements 64 can in particular be offset in the longitudinal direction and / or offset from one another in the direction transverse thereto.

Am Beispiel des Kühlkanals 52a ist gezeigt, dass in den Kühlkanal ein Gitterelement 66 eingeschoben sein kann, an dem Turbulenzerzeugungselemente 64' ausgebildet sind.Using the example of the cooling channel 52a is shown that in the cooling channel a grid element 66 can be inserted on the turbulence generating elements 64 ' are trained.

Am Beispiel des Kühlkanals 52b ist gezeigt, dass die Turbulenzerzeugungselemente 64 durch Turbulenzerzeugungsvorsprünge 68, die einstückig mit dem Statorkern 40 ausgebildet sind, oder durch Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70 ausgebildet sein können, die einstückig mit dem Gehäuseabschnitt 34 ausgebildet sind.Using the example of the cooling channel 52b is shown that the turbulence generating elements 64 through turbulence generation projections 68 that are integral with the stator core 40 are formed, or by turbulence generation projections 70 can be formed in one piece with the housing section 34 are trained.

Bevorzugt ist es, wenn die Turbulenzerzeugungselemente 64 ausschließlich durch Turbulenzerzeugungsvorsprünge 68 gebildet sind, die einstückig mit dem Statorkern 40 ausgebildet sind, in gleicher Weise wie die Trennstege 62.It is preferred if the turbulence generating elements 64 exclusively through turbulence generation projections 68 are formed, which are integral with the stator core 40 are formed in the same way as the separators 62 .

Die Turbulenzerzeugungsvorsprünge 68 sind dabei ausgehend von einem Umfangsabschnitt des Statorkerns 40 spitz oder rundlich zulaufend ausgebildet. Ferner weisen die Turbulenzerzeugungsvorsprünge 68 eine radiale Länge auf, die wenigstens 70 % der radialen Tiefe des Kühlkanals 52 beträgt. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Turbulenzerzeugungsvorsprünge 68 eine radiale Länge aufweisen, die gleich der radialen Tiefe bzw. Dicke des Kühlkanals 52 ist.The turbulence generation tabs 68 are starting from a peripheral portion of the stator core 40 pointed or rounded. Furthermore, the turbulence generation protrusions 68 a radial length that is at least 70% of the radial depth of the cooling channel 52 is. However, it is preferred if the turbulence generation projections 68 have a radial length that is equal to the radial depth or thickness of the cooling channel 52 is.

Der Kühlkanal 52 weist dabei vorzugsweise einen Kanalströmungsquerschnitt auf, und die in einer Ebene quer zur Strömungsrichtung angeordneten Turbulenzerzeugungsvorsprünge 68 weisen gemeinsam vorzugsweise einen Turbulenzerzeugungsquerschnitt auf, der kleiner gleich 50 % des Kanalströmungsquerschnittes ist, insbesondere kleiner als 40 %.The cooling channel 52 preferably has a channel flow cross section, and the turbulence generation projections arranged in a plane transverse to the flow direction 68 together preferably have a turbulence generation cross-section which is less than or equal to 50% of the channel flow cross-section, in particular less than 40%.

3 zeigt in schematischer Form die Draufsicht auf einen Kühlkanal 52, der durch zwei Trennstege 62a, 62b in Umfangsrichtung begrenzt ist und in dem eine Mehrzahl von Turbulenzerzeugungsvorsprüngen 70 angeordnet ist, die in Strömungsrichtung 54 hintereinander und seitlich versetzt zueinander angeordnet sind, derart, dass das Kühlfluid Turbulenzen 72 erfährt, die für einen verbesserten Wärmeübergang sorgen. 3rd shows in schematic form the top view of a cooling channel 52 by two dividers 62a , 62b is limited in the circumferential direction and in which a plurality of turbulence generation projections 70 is arranged in the flow direction 54 are arranged one behind the other and laterally offset, such that the cooling fluid turbulence 72 experiences that ensure an improved heat transfer.

Die Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70 können dabei so ausgebildet sein, dass diese in Strömungsrichtung 54 so versetzt hintereinander angeordnet sind, dass das Kühlfluid auch eine Strömungsrichtungskomponente in Querrichtung erfährt. Ferner ist es möglich, einen oder mehrere Kühlvorsprünge 70 in einer Ebene quer zur Strömungsrichtung 54 anzuordnen, und zwischen zwei derartigen, Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70 aufweisenden Ebenen jeweils einen Abstand einzurichten. Der Strömungsquerschnitt wird in diesem Fall vorzugsweise nicht allein durch die Querschnitte der Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70 in einer Ebene, sondern auch durch die schräg hierzu verlaufenden Fluchten bestimmt.The turbulence generation tabs 70 can be designed so that these in the direction of flow 54 are arranged so staggered one behind the other that the cooling fluid also experiences a flow direction component in the transverse direction. It is also possible to have one or more cooling protrusions 70 in a plane transverse to the direction of flow 54 to be arranged, and between two such turbulence generation projections 70 levels have to set up a distance. In this case, the flow cross section is preferably not solely determined by the cross sections of the turbulence generation projections 70 in one plane, but also determined by the oblique alignments.

Die in einer Ebene angeordneten Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70 können beispielsweise jeweils an einem Statorblech angeordnet sein.The turbulence generation projections arranged in one plane 70 can, for example, each be arranged on a stator plate.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen Maschine 12, die einen Stator 36 aufweist, an dessen Außenumfang vier Befestigungsabschnitte 76a, 76b, 76c, 76d ausgebildet sind. Die Befestigungsabschnitte 76 sind über den Umfang gleichmäßig verteilt, so dass zwischen den Befestigungsabschnitten 76 jeweils ein Kernsegment 80 ausgebildet ist. In den Kernsegmenten 80 ist jeweils ein Kühlkanal 52 vorgesehen, der sich jeweils über einen Kühlkanalumfangsabschnitt 78 erstreckt, der kleiner ist als 90°. Der Kühlkanalumfangsabschnitt 78 erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkelbereich von 10° bis 45°, insbesondere von 20° bis 35°. Die Umfangslänge des Kühlkanalumfangsabschnittes 78 kann beispielsweise im Bereich von 10 mm bis 80 mm liegen, insbesondere im Bereich von 15 mm bis 40 mm. Vorliegend ist innerhalb jedes Kernsegmentes 80 nur ein einzelner Kühlkanal 52 dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass in jedem Kernsegment 80 eine Mehrzahl von zwei, drei, vier oder mehr Kühlkanälen 52 angeordnet sein kann, die in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind. 4th shows a schematic representation of an electrical machine 12th that have a stator 36 has, on its outer circumference four fastening sections 76a , 76b , 76c , 76d are trained. The mounting sections 76 are evenly distributed over the circumference, so that between the fastening sections 76 one core segment each 80 is trained. In the core segments 80 is a cooling channel 52 provided, each extending over a cooling channel circumferential section 78 extends that is less than 90 °. The cooling channel peripheral section 78 preferably extends over an angular range from 10 ° to 45 °, in particular from 20 ° to 35 °. The circumferential length of the cooling duct circumferential section 78 can be, for example, in the range from 10 mm to 80 mm, in particular in the range from 15 mm to 40 mm. Is present within each core segment 80 just a single cooling channel 52 shown. However, it is understood that in every core segment 80 a plurality of two, three, four or more cooling channels 52 can be arranged, which are arranged adjacent to each other in the circumferential direction.

In 3 ist ferner gezeigt, dass der Statorkern 40 für jeden Kühlkanal 52 zwei Trennstege 62a, 62b aufweist, die durch den Statorkern 40 gebildet sind.In 3rd it is also shown that the stator core 40 for every cooling channel 52 two dividers 62a , 62b has by the stator core 40 are formed.

Ferner ist in 4 zu erkennen, dass innerhalb jedes Kühlkanalumfangsabschnittes 78, in Umfangsrichtung gesehen zwischen zwei Trennstegen 62a, 62b, jeweils ein Turbulenzerzeugungsvorsprung 70 gebildet ist. Dabei ist die relative Umfangsposition 82 der vier Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70a, 70b, 70c, 70d jeweils unterschiedlich.Furthermore, in 4th to recognize that within each cooling channel peripheral section 78 , seen in the circumferential direction between two dividers 62a , 62b , one turbulence generation projection each 70 is formed. Here is the relative circumferential position 82 of the four turbulence generation tabs 70a , 70b , 70c , 70d each different.

Vorliegend ist der Statorkern 40 gebildet durch eine Mehrzahl von Statorblechen 86, die in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnet sind. Die Statorbleche 86 bilden folglich einen geblechten Statorkern 40. Um innerhalb jedes Kühlkanals 52 Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70 in Umfangsrichtung versetzt zueinander und in Längsrichtung versetzt zueinander anzuordnen, kann beispielsweise eine Mehrzahl von unterschiedlichen Statorblechen 86 verwendet werden. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Statorbleche 86 jeweils als Gleichteile ausgebildet sind. Um eine verteilte Anordnung von Turbulenzerzeugungsvorsprüngen 70 in den Kühlkanälen 52 zu realisieren, werden die Statorbleche 86 dabei in Umfangsrichtung jeweils um 90° versetzt zueinander angeordnet und/oder können um eine Zentralachse gewendet zueinander montiert sein, wobei die Zentralachse durch zwei diametral gegenüberliegende Befestigungsabschnitte (beispielsweise 76a, 76c) verläuft.The stator core is present 40 formed by a plurality of stator laminations 86 which are arranged adjacent to each other in the axial direction. The stator sheets 86 consequently form a laminated stator core 40 . To inside each cooling channel 52 Turbulence generation tabs 70 In the circumferential direction offset from one another and in the longitudinal direction offset from one another, for example, a plurality of different stator laminations 86 be used. However, it is preferred if the stator sheets 86 are each designed as identical parts. A distributed arrangement of turbulence generation projections 70 in the cooling channels 52 the stator sheets are to be realized 86 in the circumferential direction, each offset by 90 ° to one another and / or can be mounted so as to be turned relative to one another about a central axis, the central axis running through two diametrically opposite fastening sections (for example 76a, 76c).

Hierdurch kann sich ein „Muster“ von Turbulenzerzeugungsvorsprüngen 70 in dem Kühlkanal 52 ergeben, wie es schematisch in 5 dargestellt ist. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einem Kühlkanal 52, wobei vier Statorbleche 86 jeweils um 90° versetzt zueinander angeordnet sind, derart, dass die Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70a, 70b, 70c, 70d in Umfangsrichtung und in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet werden. Das fünfte Statorblech 86 kann dann wieder in einer Position montiert werden, die der Position des ersten Statorbleches 86 entspricht (bei 70a' gezeigt). Alternativ hierzu kann als fünftes Statorblech 86 wiederum ein Statorblech 86 in einer Position montiert werden, so dass in dem Kühlkanal 52 ein Turbulenzerzeugungsvorsprung 70a" angeordnet ist, wie es in 5 gestrichelt dargestellt ist.This can create a “pattern” of turbulence generation protrusions 70 in the cooling channel 52 result as it is shown schematically in 5 is shown. 5 shows a section of a cooling channel 52 , with four stator laminations 86 are each offset by 90 ° to one another such that the turbulence generation projections 70a , 70b , 70c , 70d be arranged offset to one another in the circumferential direction and in the longitudinal direction. The fifth stator sheet 86 can then be reassembled in a position that corresponds to the position of the first stator plate 86 (shown at 70a '). Alternatively, it can be used as a fifth stator sheet 86 again a stator sheet 86 be mounted in a position so that in the cooling duct 52 a turbulence generation protrusion 70a "is arranged as shown in FIG 5 is shown in dashed lines.

Um eine unregelmäßigere Turbulenzerzeugungsstruktur in einem Kühlkanal zu realisieren, kann es, wie oben erwähnt, auch möglich sein, die Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70 innerhalb der jeweiligen Kühlkanalumfangsabschnitte 78 nicht nur an regelmäßig in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordneten Positionen zu realisieren. Vielmehr ist es auch möglich, die Anzahl der Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70 in den jeweiligen Kühlkanalumfangsabschnitten 78 unterschiedlich zu realisieren und/oder so in Umfangsrichtung anzuordnen, dass der Versatz der unterschiedlichen Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70 nicht, wie es in 5 gezeigt ist, ein Wert gleich dem Kühlkanalumfangsabschnitt geteilt durch die Anzahl der Befestigungsabschnitte 76 ist.In order to implement a more irregular turbulence generation structure in a cooling channel, it may also be possible, as mentioned above, for the turbulence generation projections 70 within the respective cooling channel circumference sections 78 not only at positions that are regularly offset in the circumferential direction. Rather, it is also possible to determine the number of turbulence generation projections 70 in the respective cooling channel circumference sections 78 to realize differently and / or to arrange in the circumferential direction so that the offset of the different turbulence generation projections 70 not like it in 5 is shown, a value equal to the cooling channel peripheral portion divided by the number of the fixing portions 76 is.

In den nachfolgenden Figuren werden weitere Ausführungsformen von Statorkernen beschrieben, die jeweils durch einzelne Statorbleche realisiert werden. Diese entsprechen hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Statorblech 86 der 5. Gleiche Elemente sind durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert. In the following figures, further embodiments of stator cores are described, which are each implemented by individual stator laminations. These generally correspond to the stator plate in terms of structure and functionality 86 of the 5 . Identical elements are identified by identical reference symbols. The differences are essentially explained below.

6 zeigt ein Statorblech 86A, bei dem drei Befestigungsabschnitte 76a, 76b, 76c vorgesehen sind. In jedem Kernsegment 80 (120°) sind dabei vier Kühlkanäle 52a, 52b, 52c, 52d angeordnet, die durch Trennstege 62a, 62b, 62c, 62d, 62e gebildet sind, die jeweils einstückig mit dem Statorblech 86A ausgebildet sind. 6 shows a stator plate 86A , where three mounting sections 76a , 76b , 76c are provided. In every core segment 80 (120 °) are four cooling channels 52a , 52b , 52c , 52d arranged by dividers 62a , 62b , 62c , 62d , 62e are formed, each in one piece with the stator 86A are trained.

Die Anordnung der Trennstege ist dabei innerhalb der jeweiligen Kernsegmente 80 identisch, so dass die Statorbleche 86A in jeder beliebigen Umfangsposition zueinander montiert werden können, was die Montage insgesamt vereinfacht. Die Statorbleche 86 sind durchgehend als Gleichteile ausgebildet.The arrangement of the dividers is within the respective core segments 80 identical, so the stator sheets 86A can be assembled to each other in any circumferential position, which simplifies assembly as a whole. The stator sheets 86 are consistently designed as identical parts.

In 6 ist ferner zu erkennen, dass das Statorblech 86A an seinem Innenumfangsabschnitt eine Mehrzahl von Wicklungsjochen 88 aufweist, an denen eine oder mehrere Wicklungen 38 angeordnet sind. Sowohl die weiter oben beschriebenen Statorkerne 40 als auch die nachfolgend beschriebenen Statorbleche und Statorkerne weisen vorzugsweise jeweils ebenfalls derartige Wicklungsjoche 88 auf, obgleich dies in den anderen Figuren nicht näher dargestellt ist.In 6 it can also be seen that the stator plate 86A on its inner peripheral portion a plurality of winding yokes 88 has one or more windings 38 are arranged. Both the stator cores described above 40 and the stator laminations and stator cores described below preferably also each have such winding yokes 88 although this is not shown in the other figures.

Die Trennstege 62 sind bei dem mittels des Statorbleches 86a gebildeten Stators durch jeweilige Trennvorsprünge 89 am Außenumfang des Statorbleches 86 gebildet.The dividers 62 are with the by means of the stator 86a formed stator by respective separation projections 89 on the outer circumference of the stator plate 86 educated.

Bei dem mittels des Statorbleches 86A gebildeten Stator werden folglich am Außenumfang Kühlkanäle 52 gebildet, die außenumfänglich durch einen Gehäuseabschnitt 34 verschlossen werden können.In the case of the stator plate 86A The stator formed are consequently cooling channels on the outer circumference 52 formed the outer circumference by a housing section 34 can be closed.

Sofern es erwünscht ist, in den jeweiligen Kühlkanälen Turbulenzerzeugungsstrukturen vorzusehen, so können diese beispielsweise durch ein nicht näher bezeichnetes Gitterelement wie ein Turbulenzblech realisiert werden, das in jeden der Kühlkanäle 52 eingelegt bzw. eingeschoben wird.If it is desired to provide turbulence generation structures in the respective cooling channels, these can be realized, for example, by a grid element, not specified, such as a turbulence plate, which is in each of the cooling channels 52 is inserted or inserted.

7 zeigt ein alternatives Statorblech 86B, bei dem die Trennvorsprünge 89 identisch ausgebildet sind wie bei dem Statorblech der 5, so dass mittels des Statorbleches 86B ebenfalls Trennstege 62 ausgebildet werden können. 7 shows an alternative stator plate 86B where the separation tabs 89 are identical to those of the stator plate 5 , so that by means of the stator plate 86B also dividers 62 can be trained.

Bei dem Statorblech 86B sind innerhalb eines der Kernsegmente zusätzlich zu den in 7 nicht näher bezeichneten Trennvorsprüngen 89 Turbulenzerzeugungsvorsprünge ausgebildet. Genauer gesagt sind zwischen den Trennsteigen 62a', 62b' zwei Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70a, 70b vorgesehen. Zwischen den Trennstegen 62b', 62c' sind ebenfalls zwei Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70c, 70d vorgesehen. Zwischen den Trennstegen 62c', 62d' sind ebenfalls zwei Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70e, 70f vorgesehen. Zwischen den Trennstegen 62d', 62e' ist ein Turbulenzerzeugungsvorsprung 70g vorgesehen.With the stator sheet 86B are within one of the core segments in addition to those in 7 separation projections not specified 89 Turbulence generation projections formed. Specifically, are between the dividers 62a ' , 62b ' two turbulence generation tabs 70a , 70b intended. Between the dividers 62b ' , 62c ' are also two turbulence generation protrusions 70c , 70d intended. Between the dividers 62c ' , 62d ' are also two turbulence generation protrusions 70e , 70f intended. Between the dividers 62d ' , 62e ' is a turbulence generation head start 70g intended.

In den anderen zwei Kernsegmenten sind zwischen den jeweiligen Trennstegen 62 keine Turbulenzerzeugungsvorsprünge vorgesehen.In the other two core segments are between the respective dividers 62 no turbulence generation projections are provided.

Mittels des Statorbleches 86B lässt sich beispielsweise ein Kühlkanal realisieren, wie er bei 52 in 9 dargestellt ist.Using the stator plate 86B For example, a cooling channel can be implemented, as is the case at 52 in 9 is shown.

Dort ist gezeigt, dass zunächst drei Statorbleche 86B zunächst um jeweils 120° versetzt montiert wird, so dass nur bei jedem dritten Statorblech 86B in dem Kühlkanal Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70a, 70b vorgesehen sind. Dabei ist es ferner so, dass das Statorblech 86B einmal in einer Normalposition und dann beim dritten nachfolgenden Segment um eine Drehachse 90 (7) gedreht wird, derart, dass die Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70a, 70b in Bezug auf die Breitenrichtung des Kühlkanals 52 ihre Position wechseln.There is shown that initially three stator laminations 86B is initially installed offset by 120 °, so that only every third stator plate 86B turbulence generation projections in the cooling channel 70a , 70b are provided. It is also the case that the stator plate 86B once in a normal position and then in the third subsequent segment around an axis of rotation 90 ( 7 ) is rotated such that the turbulence generation protrusions 70a , 70b with respect to the width direction of the cooling channel 52 change their position.

10 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der ein Statorblech 86B' so ausgebildet ist, dass die Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70a', 70b' nicht benachbart zu den jeweiligen Trennstegen 62 angeordnet sind, derart, dass keine „Toträume“ entstehen. 10th Figure 12 shows an alternative embodiment in which a stator sheet 86B 'is formed such that the turbulence generation protrusions 70a ' , 70b ' not adjacent to the respective dividers 62 are arranged in such a way that no “dead spaces” arise.

In 8 ist eine weitere alternative Ausführungsform eines Statorbleches 86C gezeigt, bei dem die Trennstege 62 jeweils eine identische Position besitzen wie bei den Ausführungsformen 86A, 86B der 6 und 7. Bei dem Statorblech 86C ist vorgesehen, dass innerhalb jedes Kernsegmentes und zwischen sämtlichen Trennstegen 62 jeweils Turbulenzerzeugungsvorsprünge ausgebildet sind. In dem oberen rechten Kernsegment sind dabei zwei Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70a', 70b' vorgesehen, die mittig in Bezug auf zwei Trennstege angeordnet sind und relativ eng benachbart zueinander angeordnet sind. In dem unteren Kernsegment sind ebenfalls zwei Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70a", 70b" vorgesehen, die ebenfalls in Umfangsrichtung zentriert in Bezug auf die zwei einen Kühlkanal bildenden Trennstege 62 angeordnet sind, jedoch in Umfangsrichtung weiter beabstandet voneinander als die Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70a', 70b'.In 8th is another alternative embodiment of a stator lamination 86C shown where the dividers 62 each have an identical position as in the embodiments 86A , 86B of the 6 and 7 . With the stator sheet 86C it is envisaged that within each core segment and between all dividers 62 turbulence generation projections are formed. There are two turbulence generation projections in the upper right core segment 70a ' , 70b ' provided, which are arranged centrally with respect to two dividers and are arranged relatively closely adjacent to each other. In the lower core segment, two turbulence generation projections 70a ", 70b" are also provided, which are also centered in the circumferential direction with respect to the two separating webs forming a cooling channel 62 are arranged, but spaced further apart in the circumferential direction than the turbulence generation projections 70a ' , 70b ' .

In dem oberen linken Kernsegment sind zwischen zwei Trennstegen 62 jeweils drei Turbulenzerzeugungsvorsprünge 70a, 70b, 70c vorgesehen, deren relative Umfangspositionen sich von den relativen Umfangspositionen der Trennvorsprünge der anderen Kernsegmente unterscheiden. Die Turbulenzerzeugungsvorsprünge des Statorbleches 86C sind dabei als relativ schmale, radial nach außen im Wesentlichen spitz zulaufende Vorsprünge ausgebildet.In the upper left core segment are between two dividers 62 three turbulence generation projections each 70a , 70b , 70c provided, the relative circumferential positions of which differ from the relative circumferential positions of the separating projections of the other core segments. The turbulence generation protrusions of the stator sheet 86C are formed as relatively narrow, radially outwardly tapering projections.

In 11 ist ein Kühlkanal 52 gezeigt, der mittels einer Mehrzahl von Statorblechen 86C gebildet ist, die jeweils um 120° versetzt zueinander montiert sind. Hierdurch ergibt sich in der Draufsicht eine pfeilförmige Anordnung der Turbulenzerzeugungsvorsprünge.In 11 is a cooling channel 52 shown by means of a plurality of stator laminations 86C is formed, which are each offset by 120 ° to each other. This results in an arrow-shaped arrangement of the turbulence generation projections in the plan view.

11 zeigt ferner, dass jedes Statorblech 86C aus einem einzelnen Blech hergestellt sein kann, oder aus einer Mehrzahl von Blechscheiben 94. Mit anderen Worten kann eine vorgegebene axiale Dicke eines Statorbleches 86C jeweils durch ein einzelnes Blechelement gebildet sein, oder durch eine Mehrzahl von identisch hintereinander angeordneten Statorblechen, die vorliegend als Blechscheiben 94 bezeichnet werden. 11 also shows that each stator 86C can be made from a single sheet, or from a plurality of sheet metal disks 94 . In other words, a predetermined axial thickness of a stator plate 86C each be formed by a single sheet metal element, or by a plurality of stator sheets arranged identically one behind the other, in the present case as sheet metal disks 94 can be designated.

12 zeigt einen Stator 36, der mittels des Statorblechs 86B realisiert ist, wie es in den 7 und 9 gezeigt ist. 12th shows a stator 36 by means of the stator plate 86B is realized as it is in the 7 and 9 is shown.

13 zeigt einen Stator 36, der mittels des Statorbleches 86C realisiert ist, wie es in den 8 und 11 gezeigt ist. 13 shows a stator 36 by means of the stator plate 86C is realized as it is in the 8th and 11 is shown.

Claims (16)

Elektrische Maschine (12) für einen Antriebsstrang (10) eines Kraftfahrzeuges, mit - einem Gehäuseabschnitt (34), - einem Stator (36), der in Bezug auf den Gehäuseabschnitt (34) festgelegt ist und einen Statorkern (40) aufweist, an dem Statorwicklungen (38) festgelegt sind, - einem Rotor (42), der in Bezug auf den Stator (36) drehbar gelagert ist, und - einer Statorkühlanordnung (50) zum Kühlen des Stators (36), - wobei die Statorkühlanordnung (50) wenigstens einen Kühlkanal (52) aufweist, der sich entlang eines Umfangsabschnittes des Stators (36) erstreckt und durch den hindurch ein Kühlfluid in einer Strömungsrichtung (54) führbar ist, wobei der Kühlkanal (52) zwischen dem Gehäuseabschnitt (34) und dem Statorkern (40) ausgebildet ist, wobei in dem Kühlkanal (52) eine Mehrzahl von Turbulenzerzeugungselementen (64) angeordnet ist, die in dem Kühlkanal (52) in Strömungsrichtung (54) hintereinander und/oder quer zur Strömungsrichtung (52) versetzt so angeordnet sind, dass das Kühlfluid, in Strömungsrichtung (54) gesehen, keinen über die gesamte Länge des Kühlkanals (52) durchgehenden Querschnitt findet, oder einen durchgehenden Querschnitt, dessen in axialer Richtung durchgehende Querschnittsfläche kleiner ist als 10 % der Gesamtquerschnittsfläche des Kühlkanals.Electrical machine (12) for a drive train (10) of a motor vehicle, with - a housing section (34), a stator (36) which is fixed in relation to the housing section (34) and has a stator core (40) on which the stator windings (38) are fixed, - A rotor (42) which is rotatably mounted with respect to the stator (36), and a stator cooling arrangement (50) for cooling the stator (36), - The stator cooling arrangement (50) has at least one cooling channel (52) which extends along a peripheral section of the stator (36) and through which a cooling fluid can be guided in a flow direction (54), the cooling channel (52) between the housing section (34) and the stator core (40), a plurality of turbulence generating elements (64) being arranged in the cooling channel (52), which are arranged in the cooling channel (52) one behind the other and / or transversely to the flow direction (52 ) are arranged offset so that the cooling fluid, as seen in the direction of flow (54), does not find a cross-section that is continuous over the entire length of the cooling channel (52), or a continuous cross-section whose cross-sectional area in the axial direction is smaller than 10% of the total cross-sectional area of the Cooling channel. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorkühlanordnung (50) eine Mehrzahl von Kühlkanälen (52) aufweist, die über den Umfang des Statorkerns (40) herum verteilt angeordnet sind und durch Trennstege (60; 62) voneinander getrennt sind.Electric machine after Claim 1 , characterized in that the stator cooling arrangement (50) has a plurality of cooling channels (52) which are arranged distributed around the circumference of the stator core (40) and are separated from one another by separating webs (60; 62). Elektrische Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorkern (40) eine Mehrzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Befestigungsabschnitten (76) aufweist, wobei wenigstens ein Kühlkanal (52) zwischen zwei benachbarten Befestigungsabschnitten (76) angeordnet ist.Electric machine after Claim 2 , characterized in that the stator core (40) has a plurality of fastening sections (76) arranged distributed over the circumference, at least one cooling duct (52) being arranged between two adjacent fastening sections (76). Elektrische Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennstege (62) durch den Statorkern (40) gebildet sind.Electric machine after Claim 2 or 3rd , characterized in that the separating webs (62) are formed by the stator core (40). Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorkern (40) eine Mehrzahl von Statorblechen (86) aufweist, die an ihrem Außenumfang jeweils wenigstens einen ersten und einen zweiten Trennvorsprung (89a, 89b) aufweisen, wobei die ersten Trennvorsprünge (89a) zusammen einen ersten Trennsteg (62a) bilden und wobei die zweiten Trennvorsprünge (89b) zusammen einen zweiten Trennsteg (62b) bilden, wobei der Kühlkanal (52) in Richtung quer zur Strömungsrichtung durch den ersten und den zweiten Trennsteg (62a, 62b) begrenzt ist.Electrical machine according to one of the Claims 1 to 4th characterized in that the stator core (40) has a plurality of stator laminations (86), each of which has at least one first and one second separating projection (89a, 89b) on its outer circumference, the first separating projections (89a) together comprising a first separating web ( 62a) and the second separating projections (89b) together form a second separating web (62b), the cooling channel (52) being delimited in the direction transverse to the direction of flow by the first and second dividing webs (62a, 62b). Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbulenzerzeugungselemente (64) durch wenigstens ein Gitterelement (66) gebildet sind, das in den Kühlkanal (52) eingesetzt ist.Electrical machine according to one of the Claims 1 - 5 , characterized in that the turbulence generating elements (64) are formed by at least one grid element (66) which is inserted into the cooling channel (52). Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbulenzerzeugungselemente (64) durch Turbulenzerzeugungsvorsprünge (68; 70) ausgebildet sind, von denen zumindest einer einstückig mit dem Gehäuseabschnitt (34) und/oder von denen zumindest einer einstückig mit dem Statorkern (40) ausgebildet ist.Electrical machine according to one of the Claims 1 - 5 , characterized in that the turbulence generating elements (64) are formed by turbulence generating projections (68; 70), of which at least one is integrally formed with the housing section (34) and / or at least one is integrally formed with the stator core (40). Elektrische Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Turbulenzerzeugungsvorsprünge (68; 70) ausgehend von einem Umfangsabschnitt des Statorkerns (40) spitz oder rundlich zulaufend ausgebildet ist.Electric machine after Claim 7 , characterized in that at least one of the turbulence generation projections (68; 70) starting from a peripheral section of the stator core (40) is formed to be tapered or rounded. Elektrische Maschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Turbulenzerzeugungsvorsprünge (68; 70) eine radiale Länge aufweist, die wenigstens 70 % der radialen Tiefe des Kühlkanals (52) beträgt.Electric machine after Claim 7 or 8th , characterized in that at least one of the turbulence generation projections (68; 70) has a radial length which is at least 70% of the radial depth of the cooling channel (52). Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (52) einen Kanalströmungsquerschnitt aufweist, wobei der Turbulenzerzeugungsquerschnitt des in einer Ebene quer zur Strömungsrichtung angeordneten Turbulenzerzeugungsvorsprunges (68; 70) oder der in einer Ebene quer zur Strömungsrichtung angeordneten Turbulenzerzeugungsvorsprünge (68; 70) kleiner gleich 50 % des Kanalströmungsquerschnittes ist, insbesondere kleiner als 40 %.Electrical machine according to one of the Claims 7 to 9 , characterized in that the cooling channel (52) has a channel flow cross section, the turbulence generation cross section of the turbulence generation projection (68; 70) arranged in a plane transverse to the flow direction or the turbulence generation projections (68; 70) arranged in a plane transverse to the flow direction being less than or equal to 50% of the channel flow cross section is, in particular less than 40%. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorkern (40) eine Mehrzahl von Statorblechen (86) aufweist, die an ihrem Außenumfang jeweils wenigstens einen Trennvorsprung (89) und/oder einen Turbulenzerzeugungsvorsprung (70) aufweisen, wobei zumindest eine Teilanzahl aus der Mehrzahl von Statorblechen (86) als Gleichteile hergestellt sind, die zur Bildung des Statorkerns (40) in Umfangsrichtung versetzt zueinander und/oder um eine Zentralachse (90) gewendet montiert sind.Electrical machine according to one of the Claims 1 to 10th , characterized in that the stator core (40) has a plurality of stator laminations (86), each of which has at least one separating projection (89) and / or a turbulence generation projection (70) on its outer circumference, at least a partial number of the plurality of stator laminations ( 86) are produced as identical parts, which form the stator core (40) in the circumferential direction are mounted offset to one another and / or turned around a central axis (90). Elektrische Maschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorbleche (86) mittels einer Anzahl n von Befestigungsabschnitten (76) miteinander verbunden sind, die gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind, so dass zwischen zwei benachbarten Befestigungsabschnitten (76) jeweils ein Blechsegment (80) gebildet ist, wobei die Statorbleche (86) in Umfangsrichtung um 360°/n versetzt zueinander montiert sind.Electric machine after Claim 11 , characterized in that the stator laminations (86) are connected to one another by means of a number n of fastening sections (76) which are arranged distributed uniformly over the circumference, so that a sheet metal segment (80) is formed in each case between two adjacent fastening sections (76), wherein the stator plates (86) are mounted offset from one another in the circumferential direction by 360 ° / n. Elektrische Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an dem als Gleichteil ausgebildeten Statorblech (86) im Bereich von jedem Blechsegment (80) jeweils wenigstens zwei einen Kühlkanal (52) bildende Trennvorsprünge (89) ausgebildet sind, wobei zwischen den zwei Trennvorsprüngen (89) von wenigstens einem der Blechsegmente (80) wenigstens ein Turbulenzerzeugungsvorsprung (70) ausgebildet ist.Electric machine after Claim 12 , characterized in that at least two separating projections (89) forming a cooling channel (52) are formed on the stator sheet metal (86) formed as a common part in the area of each sheet metal segment (80), with at least one of the separating projections (89) between the two Sheet metal segments (80) at least one turbulence generation projection (70) is formed. Elektrische Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zwei Trennvorsprüngen (89) von wenigstens zwei der Blechsegmente (80) wenigstens ein Turbulenzerzeugungsvorsprung (70) ausgebildet ist, wobei die relative Umfangsposition (82) der Turbulenzerzeugungsvorsprünge (70) in den zwei Blechsegmenten (80) unterschiedlich ist.Electric machine after Claim 13 , characterized in that at least one turbulence generation projection (70) is formed between the two separation projections (89) of at least two of the sheet metal segments (80), the relative circumferential position (82) of the turbulence generation projections (70) in the two sheet metal segments (80) being different . Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Turbulenzerzeugungsvorsprünge (70) innerhalb von wenigstens einem der Blechsegmente (80) anders ist als die Anzahl der Turbulenzerzeugungsvorsprünge (70) in einem anderen der Blechsegmente (80).Electrical machine according to one of the Claims 12 to 14 , characterized in that the number of turbulence generation projections (70) within at least one of the sheet metal segments (80) is different from the number of turbulence generation projections (70) in another of the sheet metal segments (80). Antriebsstrang (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Getriebe (14), einer Fluidversorgungseinrichtung (20) für das Getriebe (14) und einer elektrischen Maschine (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Kühlkanal (52) der elektrischen Maschine (12) an die Fluidversorgungseinrichtung (20) angeschlossen ist.Drive train (10) for a motor vehicle, with a transmission (14), a fluid supply device (20) for the transmission (14) and an electrical machine (12) according to one of the Claims 1 to 15 , wherein the cooling duct (52) of the electrical machine (12) is connected to the fluid supply device (20).

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