DE102015225681A1

DE102015225681A1 - Electric device with a cooling unit

Info

Publication number: DE102015225681A1
Application number: DE102015225681.2A
Authority: DE
Inventors: Sridhar Selvaraj; Peter Lang; Bernd Schroeder; Sekar Rangasamy
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH; SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Vorrichtung (50) mit einer Kühleinheit (54), die zumindest ein Wärme erzeugendes Element (62) aufweist, wobei die Kühleinheit (54) zumindest zwei Kühlrippen (58) aufweist, über die mittels Vorbeiströmung eines Kühlmittels an das Kühlmittel Wärme abgebbar ist, wobei zwischen zwei Kühlrippen (58) ein Strömungsteiler (64) angeordnet ist.The invention relates to an electrical device (50) having a cooling unit (54) which has at least one heat-generating element (62), wherein the cooling unit (54) has at least two cooling ribs (58) via which a coolant flows past the coolant Heat can be emitted, wherein between two cooling fins (58), a flow divider (64) is arranged.

Description

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Dokument DE 10 2005 048 095 A1 ist eine elektrische Vorrichtung mit einer Kühleinheit bekannt. Diese elektrische Vorrichtung weist eine Halbleiter-Endstufe auf, die Verlustwärme erzeugt. Diese Verlustwärme wird über einen Kühlkörper an einen Kühlluftstrom abgeführt, in dem der Kühlkörper auf seiner äußeren Oberfläche mit mehreren, zueinander parallel verlaufenden Kühlrippen versehen ist. From the document DE 10 2005 048 095 A1 An electrical device with a cooling unit is known. This electrical device has a semiconductor output stage that generates waste heat. This heat loss is dissipated via a heat sink to a cooling air flow, in which the heat sink is provided on its outer surface with a plurality of mutually parallel cooling fins.

Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Kühlwirkung einer Kühleinheit mit Kühlrippen zu verbessern.It is inventively provided to improve the cooling effect of a cooling unit with cooling fins.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen zwei Kühlrippen der Kühleinheit ein Strömungsteiler angeordnet ist. Dieser Strömungsteiler hatte den Vorteil, dass durch diesen eine Strömung zwischen zwei Kühlrippen beeinflusst werden kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Strömungswiderstand nahe eines freien Endes des Strömungsteilers kleiner ist als ein Strömungswiderstand nahe eines freien Endes einer Kühlrippe. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die Kühlrippe von einem Haltebereich aus und ein Strömungsteiler ebenfalls von einem Haltebereich aus erstreckt. Dadurch ist es möglich, die Enden der Strömungsteiler zwischen die Rippen und dadurch in die Nuten zwischen den Kühlrippen einzuschieben. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass sich ein Abstand zwischen den Kühlrippen, ausgehend von dem Haltebereich der Kühlrippen, weitet und einen Zwischenraum zwischen den Kühlrippen definiert, dabei der Strömungsteiler, vorzugsweise keilartig, in diesem Zwischenraum angeordnet ist. Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Haltebereich der Kühlrippen ein Kühlkörper der elektrischen Vorrichtung ist. Das Wärme erzeugende Element weist zumindest einen elektronischen Schalter, vorzugsweise in Gestalt eines MOSFET oder eines anderen Transistors auf. Des Weiteren ist vorgesehen, dass sich die Kühlrippen in eine drehaxiale und in eine radiale Richtung erstrecken. Drehaxial bedeutet hier, dass diese sich in die drehaxiale Richtung des Rotors der elektrischen Maschine erstrecken, an der diese Kühleinheit bzw. elektrische Vorrichtung bevorzugt montiert ist. Eine radiale Richtung bezieht sich dabei auf eine Richtung in einer Ebene, welches senkrecht auf der eben angegebenen Drehachse der elektrischen Maschine verläuft. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass sich mehrere Kühlrippen nebeneinander und hierbei vorzugsweise zueinander parallel erstrecken. Des Weiteren sind mehrere Strömungsteiler nebeneinander und hierbei vorzugsweise zueinander parallel angeordnet. Rippen und Strömungsteiler greifen dabei vorzugsweise wechselseitig ineinander. Dabei bilden derartige Kühlrippen und Strömungsteiler eine Gruppe. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere Gruppen an der Kühleinheit angeordnet sind, wobei diese vorzugsweise zwischen den Gruppen topfartiger Ausführungen des Kühlkörpers angeordnet sind. According to a first aspect of the invention, it is provided that a flow divider is arranged between two cooling fins of the cooling unit. This flow divider had the advantage that it can influence a flow between two cooling fins. In particular, it is provided that a flow resistance near a free end of the flow divider is smaller than a flow resistance near a free end of a cooling fin. According to a further aspect of the invention, it is provided that the cooling rib also extends from a holding region and a flow divider also extends from a holding region. This makes it possible to insert the ends of the flow dividers between the ribs and thereby into the grooves between the cooling ribs. According to a further aspect of the invention, it is provided that a distance between the cooling ribs, starting from the holding region of the cooling ribs, widens and defines a gap between the cooling ribs, while the flow divider, preferably in a wedge-like manner, is arranged in this intermediate space. Furthermore, it is provided that the holding region of the cooling fins is a heat sink of the electrical device. The heat-generating element has at least one electronic switch, preferably in the form of a MOSFET or another transistor. Furthermore, it is provided that the cooling ribs extend in a rotational axial and in a radial direction. Rotary axial means here that they extend in the rotational axial direction of the rotor of the electric machine, to which this cooling unit or electrical device is preferably mounted. A radial direction refers to a direction in a plane which runs perpendicular to the above-mentioned axis of rotation of the electric machine. According to a further aspect of the invention it is provided that a plurality of cooling fins extend side by side and in this case preferably parallel to one another. Furthermore, a plurality of flow dividers are arranged side by side and in this case preferably parallel to one another. Ribs and flow divider preferably engage each other mutually. Such cooling fins and flow dividers form a group. According to a further aspect of the invention it is provided that a plurality of groups are arranged on the cooling unit, wherein these are preferably arranged between the groups of pot-like embodiments of the heat sink.

Die Strömungsteiler sind gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung einstückig mit einer Verschaltungseinheit ausgeführt. Diese Verschaltungseinheit umfasst vorzugsweise elektrische Leiter, die zum Verschalten von verschiedenen Einheiten dienen, die vorzugsweise in einem Kunststoff gehaltert sind. Anschlussdrähte eines Ständers werden dabei vorzugsweise mit elektrischen Anschlüssen des wärmeerzeugenden Elements elektrisch verbunden. Dementsprechend sind die Anschlussdrähte eines Ständers mit elektrischen Anschlüssen des wärmeerzeugenden Elements elektrisch verbunden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Strömungsteiler ein freies Ende aufweist, demgegenüber ein Rippennutgrund angeordnet ist und zwei Kühlrippen je ein freies Ende aufweisen, welches jeweils gegenüber einem Strömungsteilergrund angeordnet ist. Eine Summe freier Abstände zwischen den Kühlrippen auf Höhe des freien Endes des Strömungsteilers ist größer als eine Summe freier Abstände zwischen den Kühlrippen auf Höhe der freien Enden der Kühlrippen. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass ein Strömungswiderstand zwischen den Kühlrippen nahe einem Rippennutgrund in der Summe kleiner ist als ein Strömungswiderstand nahe dem Strömungsteilergrund. Dies führt dazu, dass bei verringertem Strömungswiderstand im Bereich des Rippennutgrunds ein erhöhter Kühlluftdurchsatz nahe dem Rippennutgrund und daher nahe dem Haltebereich der Kühlrippen möglich ist. Dementsprechend wird die Kühlströmung näher an die Quelle der Abwärme bzw. Wärme herangeführt, wodurch eine Kühlung der Kühleinheit verbessert werden kann. The flow dividers are designed according to a further aspect of the invention in one piece with a circuit unit. This interconnection unit preferably comprises electrical conductors which serve to interconnect various units, which are preferably held in a plastic. Lead wires of a stator are preferably electrically connected to electrical terminals of the heat generating element. Accordingly, the leads of a stator are electrically connected to electrical terminals of the heat generating element. According to a further aspect of the invention, it is provided that a flow divider has a free end, on the other hand a ribbed groove bottom is arranged and two cooling ribs each have a free end which is in each case arranged opposite a flow divider base. A sum of free distances between the cooling fins at the free end of the flow divider is greater than a sum of free spaces between the fins at the height of the free ends of the fins. This arrangement has the advantage that a flow resistance between the cooling ribs near a ribbed groove bottom in the sum is smaller than a flow resistance near the flow dividing ground. As a result, with reduced flow resistance in the region of the rib groove bottom, an increased cooling air throughput near the ribbed groove bottom and therefore near the holding region of the cooling ribs is possible. Accordingly, the cooling flow is brought closer to the source of the waste heat, whereby cooling of the cooling unit can be improved.

Beschreibung der FigurenDescription of the figures

Die nachfolgend aufgeführten Figuren dienen dazu ein Ausführungsbeispiel näher zu erläutern:The figures listed below serve to explain an embodiment in more detail:

1 zeigt einen Längsschnitt durch eine elektrische Maschine mit einer elektrischen Vorrichtung, die eine Kühleinheit mit zumindest einem wärmeerzeugenden Element aufweist, 1 shows a longitudinal section through an electric machine with an electrical device having a cooling unit with at least one heat-generating element,

2 eine perspektivische Seitenansicht auf einen Teil der Kühleinheit mit Kühlrippen und Strömungsteilern, 2 a perspective side view of a portion of the cooling unit with cooling fins and flow dividers,

3 eine Seitenansicht auf eine ausschnittweise dargestellte Kühleinheit und Strömungsteiler, 3 a side view of a fragmentary cooling unit and flow divider,

4 eine räumliche Ansicht einer so genannten Verschaltungseinheit mit Strömungsteilern, 4 a spatial view of a so-called interconnection unit with flow dividers,

5 eine Draufsicht auf die Verschaltungseinheit mit dazwischen geschnitten angeordneten und dargestellten Kühlrippen der Kühleinheit. 5 a plan view of the interconnecting unit with intersecting arranged and illustrated cooling fins of the cooling unit.

In 1 ist ein Querschnitt durch eine elektrische Maschine 10, hier in der Ausführung als riementreibbarer Starter-Generator für Kraftfahrzeuge dargestellt. Diese elektrische Maschine 10 weist unter anderem ein zweiteiliges Gehäuse 13 auf, das ein erstes Lagerschild 13.1 und ein zweites Lagerschild 13.2 umfasst. Das Lagerschild 13.1 und das Lagerschild 13.2 nehmen in und zwischen sich einen so genannten Ständer 16 auf, der einerseits ein im Wesentlichen ein kreisringförmiges Ständereisen 17 umfasst, in dessen nach radial innen gerichtete sich axial erstreckende Nuten eine Ständerwicklung 18 eingefügt ist. Der ringförmige Ständer 16 umgibt mit einer radial nach innen gerichteten genuteten Oberfläche, die eine elektromagnetisch wirksame Oberfläche 19 ist, einen Rotor 20, der hier beispielsweise als Klauenpolläufer ausgebildet ist. Der Rotor 20 umfasst unter anderem zwei Klauenpolplatinen 22 und 23, an deren Außenumfang jeweils sich in axialer Richtung erstreckende Klauenpolfinger als elektromagnetisch erregbare Pole 24 und 25 in eine axiale Richtung erstrecken. Axiale Richtung bedeutet hier drehaxiale Richtung des Rotors 20. Beide Klauenpolplatinen 22 und 23 sind im Rotor 20 derart angeordnet, dass deren sich in axiale Richtung erstreckende Klauenpolfinger bzw. Pole am Umfang des Rotors 20 einander abwechseln. Der Rotor 20 hat demnach ebenfalls eine elektromagnetisch wirksame Oberfläche 2. Es ergeben sich durch die beabstandeten Pole 24 und 25 erforderliche Zwischenräume 21, auch als Klauenpolzwischenräume bezeichnet. Der Rotor 20 ist mittels einer Welle 27 mit auf je einer Rotorseite befindlichen Wälzlagern 28 in den jeweiligen Lagerschilden 13.1 bzw. 13.2 drehbar gelagert. In 1 is a cross section through an electric machine 10 , shown here in the design as a belt-driven starter generator for motor vehicles. This electric machine 10 has, inter alia, a two-part housing 13 on, this is a first bearing shield 13.1 and a second end shield 13.2 includes. The bearing plate 13.1 and the bearing plate 13.2 take in and between themselves a so-called stand 16 on, on the one hand, a substantially an annular stator iron 17 includes, in the radially inwardly directed axially extending grooves a stator winding 18 is inserted. The annular stand 16 surrounds with a radially inwardly directed grooved surface which has an electromagnetically effective surface 19 is a rotor 20 , who is trained here, for example, as clawpoll runner. The rotor 20 includes, among other things, two claw pole boards 22 and 23 , on the outer circumference of which each extending in the axial direction Klauenpolfinger as electromagnetically excitable poles 24 and 25 extend in an axial direction. Axial direction means here drehaxiale direction of the rotor 20 , Both claw pole boards 22 and 23 are in the rotor 20 arranged such that their axially extending claw pole or pole on the circumference of the rotor 20 alternate each other. The rotor 20 therefore also has an electromagnetically active surface 2 , It results from the spaced poles 24 and 25 required spaces 21 , also referred to as Klauenpolzwischenräume. The rotor 20 is by means of a wave 27 with located on one rotor side bearings 28 in the respective bearing shields 13.1 respectively. 13.2 rotatably mounted.

Der Rotor 20 weist insgesamt zwei axiale Stirnflächen auf, an denen jeweils ein Lüfter 30 befestigt ist. Dieser Lüfter 30 besteht im Wesentlichen aus einem plattenförmigen bzw. scheibenen Abschnitt, von dem Lüfterschaufeln in bekannter Weise ausgehen. Diese Lüfter 30 dienen dazu über Öffnungen 40 in den Lagerschilden 13.1 und 13.2 einen luftaustausch, beispielsweise von einer axialen Stirnseite der elektrischen Maschine 10 durch den Innenraum der elektrischen Maschine 10 hindurch zu einer radial außen befindlichen Umgebung zu ermöglichen. Dazu sind die Öffnungen 40 im Wesentlichen an den axialen Enden der Lagerschilde 13.1 und 13.2 vorgesehen, über die mittels der Lüfter 30 Kühlluft in den Innenraum der elektrischen Maschine 10 eingesaugt wird. Diese Kühlluft wird durch die Rotation der Lüfter 30 nach radial außen beschleunigt, so dass diese durch den für Kühlluft durchlässigen Wicklungsüberhang 45 hindurchtreten kann. Durch diesen Effekt wird der Wicklungsüberhang (Wickelkopf) 45 gekühlt. Die Kühlluft nimmt nach dem Hindurchtreten durch den Wicklungsüberhang 45 bzw. nach dem Umströmen dieses Wicklungsüberhangs 45 durch hier in dieser 1 nicht dargestellte Öffnungen einen Weg nach radial außen. Die Führung bzw. der Weg der Kühlluft durch diesen Innenraum der elektrischen Maschine 10 ist durch die abgebildeten Pfeile angegeben. The rotor 20 has a total of two axial end faces, on each of which a fan 30 is attached. This fan 30 consists essentially of a plate-shaped or disc-shaped section, run from the fan blades in a known manner. These fans 30 serve over openings 40 in the bearing shields 13.1 and 13.2 an air exchange, for example, from an axial end face of the electric machine 10 through the interior of the electric machine 10 through to a radially outer environment. These are the openings 40 essentially at the axial ends of the end shields 13.1 and 13.2 provided by means of the fan 30 Cooling air in the interior of the electric machine 10 is sucked in. This cooling air is generated by the rotation of the fan 30 accelerated radially outward, so that they are permeable by the cooling air permeable winding overhang 45 can pass through. By this effect, the winding overhang (winding head) 45 cooled. The cooling air takes after passing through the winding overhang 45 or after the flow around this winding overhang 45 through here in this 1 not shown openings a way radially outward. The guide or the way the cooling air through this interior of the electric machine 10 is indicated by the arrows shown.

Rechts vom Lagerschild 13.2 befindet sich eine elektrische Vorrichtung 50, die als so genannter Inverter ausgebildet ist. Dieser Inverter dient dazu, im generatorischen Betrieb einen im Ständer 16 (Drehstrom, Wechselstrom) erzeugten Strom in Gleichstrom umzuwandeln und dadurch eine Batterie im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs zu speisen. Im so genannten motorischen Betrieb dient dieser Inverter dazu, die Ständerwicklung 18 im Ständer 16 gezielt zu bestromen und dadurch auf den Rotor 20 ein antreibendes Moment zu bewirken und dadurch über die angeschlossene Riemenscheibe und den Riementrieb auf die Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine ein Antriebsmoment zum Starten der Brennkraftmaschine zu ermöglichen. Right from the end shield 13.2 there is an electrical device 50 , which is designed as a so-called inverter. This inverter is used in generator mode in a stand 16 (AC, AC) to convert converted electricity into direct current and thereby feed a battery in the electrical system of a motor vehicle. In so-called motor operation, this inverter is used for the stator winding 18 in the stand 16 targeted to energize and thereby on the rotor 20 to cause a driving moment and thereby to enable a drive torque for starting the internal combustion engine via the connected pulley and the belt drive on the crankshaft of an internal combustion engine.

Die elektrische Vorrichtung 50 weist eine Kühleinheit 54 auf, die auch als Kühlkörper bezeichnet werden kann. Zwischen der Kühleinheit 54 und dem Lagerschild 13.2 ist eine Verschaltungseinheit 56 angeordnet. Kühlrippen 58 der Kühleinheit 54 sind ausgehend von einem Haltebereich 60 der Kühleinheit 54 zur Verschaltungseinheit 56 gerichtet. Ein wärmeerzeugendes Element 62 ist auf der Seite des Haltebereichs 60 angebracht, die den Kühlrippen 58 abgewandt ist. Dieses wärmeerzeugende Element 62 ist hier im Beispiel als so genannter MOSFET ausgebildet. Dieses wärmeerzeugende Element könnte jedoch auch als ein anders ausgeführter Transistor oder ein anderes wärmeerzeugendes Element, wie beispielsweise ein Kondensator oder eine Spule oder ein Widerstand ausgeführt sein. The electrical device 50 has a cooling unit 54 on, which can also be referred to as a heat sink. Between the cooling unit 54 and the end shield 13.2 is an interconnection unit 56 arranged. cooling fins 58 the cooling unit 54 are starting from a holding area 60 the cooling unit 54 to the interconnection unit 56 directed. A heat-generating element 62 is on the side of the holding area 60 attached to the cooling fins 58 turned away. This heat generating element 62 is here formed in the example as a so-called MOSFET. However, this heat-generating element could also be embodied as a differently designed transistor or another heat-generating element, such as a capacitor or a coil or a resistor.

2 zeigt eine perspektivische Schrägansicht auf die Verschaltungseinheit 56 und die Kühleinheit 54. Von der Verschaltungseinheit 56 sind Strömungsteiler 64 sichtbar, die vorzugweise als Rippen ausgebildet sind. Von der Kühleinheit 54 sind ebenfalls Kühlrippen 58 erkennbar. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel einer elektrischen Vorrichtung 50 mit einer Kühleinheit 54, die zumindest ein wärmeerzeugendes Element 62 aufweist, wobei die Kühleinheit 54 zumindest zwei Kühlrippen 58 aufweist, über die mittels Vorbeiströmung eines Kühlmittels zwischen den Kühlrippen 58 von den Kühlrippen 58 an das Kühlmittel Wärme abgebbar ist und zwischen zwei Kühlrippen 58 ein Strömungsteiler 64 angeordnet ist, ist eine gute Kühlung der Kühlrippen 58 möglich. So kann beispielsweise trotz der eingebrachten Versprerrung durch den Strömungsteiler 64 eine laminare Grenzschicht an der Oberfläche der Kühlrippen 58 verringert werden und dadurch eine Turbulenz der Strömung zwischen den Kühlrippen 58 erhöht werden. Durch diese Erhöhung der Turbulenz wird letztlich Wärme deutlich besser abgeführt als bei laminarer Strömung. Wie dargestellt, gehen von dem Haltebereich 60 die besagten Kühlrippen 58 aus. Von dem Haltebereich 66 der Verschaltungseinheit 56 gehen die erwähnten Strömungsteiler 64 aus. Obwohl in diesem Ausführungsbeispiel drei Strömungsteiler 64 dargestellt sind, die einen Zwischenraum zwischen zwei Kühlrippen 58 eingreifen, so ist doch die vorgesehene Minimalkonfiguration eine Kombination aus zwei Kühlrippen 58 und einem zwischen diesen beiden Kühlrippen 58 angeordneten Strömungsteiler 64. 2 shows a perspective oblique view of the interconnection unit 56 and the cooling unit 54 , From the interconnection unit 56 are flow dividers 64 visible, which are preferably designed as ribs. From the cooling unit 54 are also cooling fins 58 recognizable. According to this embodiment of an electrical device 50 with a cooling unit 54 that is at least one heat-generating element 62 wherein the cooling unit 54 at least two cooling fins 58 has, by means of the by-flow of a coolant between the cooling fins 58 from the cooling fins 58 Heat is dissipated to the coolant and between two cooling fins 58 a flow divider 64 is arranged, is a good cooling of the cooling fins 58 possible. So, for example, despite the introduced Distortion by the flow divider 64 a laminar boundary layer on the surface of the cooling fins 58 be reduced and thereby turbulence of the flow between the cooling fins 58 increase. This increase in turbulence ultimately dissipates heat significantly better than with laminar flow. As shown, go from the holding area 60 the said cooling fins 58 out. From the holding area 66 the interconnection unit 56 go the mentioned flow divider 64 out. Although in this embodiment three flow dividers 64 are shown having a gap between two cooling fins 58 intervene, so is the intended minimum configuration a combination of two cooling fins 58 and one between these two cooling fins 58 arranged flow divider 64 ,

In 3 ist eine schematische Ansicht einer derartigen Minimalkonfiguration dargestellt. Wie dort dargestellt, weitet sich ein Abstand zwischen den Kühlrippen 58 – ausgehend von dem Haltebereich 60 – wodurch ein Zwischenraum definiert ist. Ein Strömungsteiler 64 ist vorzugsweise keilartig in diesem Zwischenraum 68 angeordnet. Wie den 1, 2 und 3 entnommen werden kann, ist vorgesehen, dass der Haltebereich 60 der Kühlrippen 58 ein Kühlkörper der elektrischen Vorrichtung 58 ist. Es ist vorgesehen, dass das wärmeerzeugende Element 62, wie bereits erwähnt, zumindest einen elektronischen Schalter aufweist. In 3 a schematic view of such a minimal configuration is shown. As shown there, a distance between the cooling fins expands 58 - Starting from the holding area 60 - whereby a gap is defined. A flow divider 64 is preferably wedge-shaped in this space 68 arranged. Like that 1 . 2 and 3 can be removed, it is provided that the holding area 60 the cooling fins 58 a heat sink of the electrical device 58 is. It is envisaged that the heat generating element 62 as already mentioned, has at least one electronic switch.

Wie des Weiteren aus 3 erkennbar ist, weist ein Strömungsteiler 64 ein freies Ende 61 auf. Einem derartigen freien Ende 61 gegenüber ist ein Rippennutgrund 65 angeordnet. Zwei Kühlrippen 58 weisen je ein freies Ende 67 auf, das jeweils gegenüber einem Strömungsteilergrund 69 angeordnet ist. Im Bereich eines freien Endes 61 eines Strömungsteilers 64 lässt sich ein freier Abstand a zwischen den Kühlrippen 58 auf Höhe des freien Endes 61, d. h. auf Höhe des tatsächlichen Endes einbeschreiben. Im Bereich eines freien Endes 67 einer Kühlrippe 58 lässt sich ebenfalls ein Abstand b auf Höhe des äußersten Endes 67 zu einem Strömungsteiler 64 bestimmen. Es lässt sich somit neben einem jeden Strömungsteiler 64 jeweils ein Abstand b einbeschreiben. Die Abstände a und die Abstände b sollen dabei derartig betragsmäßig bestimmt sein, dass eine Summe freier Abstände a zwischen den Kühlrippen 58 auf Höhe des freien Endes 61 des Strömungsteilers 64 größer ist als eine Summe freier Abstände b zwischen den Kühlrippen 58 auf Höhe der freien Enden 67 der Kühlrippen 58.As further out 3 can be seen, has a flow divider 64 a free end 61 on. Such a free end 61 opposite is a ribbed ground 65 arranged. Two cooling ribs 58 each have a free end 67 on, in each case opposite a flow dividing ground 69 is arranged. In the area of a free end 61 a flow divider 64 can a free distance a between the cooling fins 58 at the height of the free end 61 , ie inscribe on the amount of the actual end. In the area of a free end 67 a cooling fin 58 can also be a distance b at the level of the extreme end 67 to a flow divider 64 determine. It can thus be located next to each flow divider 64 each inscribe a distance b. The distances a and the distances b should be determined in such an amount that a sum of free distances a between the cooling fins 58 at the height of the free end 61 of the flow divider 64 is greater than a sum of free spaces b between the cooling fins 58 at the height of the free ends 67 the cooling fins 58 ,

In 4 ist eine räumliche Ansicht auf die Verschaltungseinheit 56 dargestellt. Die Verschaltungseinheit 56 ist hier von der Seite gezeigt, die in der elektrischen Maschine 10 der Kühleinheit 54 zugewandt ist. Es ist dort auch beispielsweise eine zylindrische Anformung 70 dargestellt, die in der elektrischen Maschine 10 eine dort nicht näher bezeichnete aber in 1 dargestellte Schleifringbaugruppe umgibt. Die Verschaltungseinheit 56 umfasst einen spritzgußtechnisch hergestellten Kunststoffkörper, in den mehrere elektrische Leiter 73 eingebettet sind. Im aus radialer Sicht (in Bezug auf die Drehachse des Rotors 20) äußeren Umfangsbereich der Verschaltungseinheit 56 sind insgesamt drei Gruppen 75 von Strömungsteilern 64 angeordnet. Die in 4 im rechten Bereich des Verschaltungselements 56 angeordnete Gruppe 75 ist die Gruppe, die teilweise in 2 erkennbar ist. Wie zu erkennen ist, erstrecken sich die Strömungsteiler 64 im Wesentlichen in eine drehaxiale und in eine radiale Richtung. Die radiale Richtung ist hier relativ zu einer Drehachse. Die 4 zeigt, dass die Strömungsteiler 64 einstückig mit der Verschaltungseinheit 56 ausgeführt sind. Im zusammenmontierten Zustand der elektrischen Maschine 10 verbinden die elektrischen Leiter 73 Anschlussdrähte einer Ständerwicklung 18 mit elektrischen Anschlüssen des wärmeerzeugenden Elements 62. In 4 is a spatial view of the interconnection unit 56 shown. The interconnection unit 56 is shown here from the side in the electric machine 10 the cooling unit 54 is facing. It is there for example, a cylindrical Anformung 70 shown in the electric machine 10 an unspecified there but in 1 surrounds slip ring assembly shown. The interconnection unit 56 comprises an injection-molded plastic body into which several electrical conductors 73 are embedded. Im from the radial point of view (with respect to the axis of rotation of the rotor 20 ) outer peripheral region of the interconnection unit 56 are a total of three groups 75 of flow dividers 64 arranged. In the 4 in the right area of the interconnection element 56 arranged group 75 is the group that is partially in 2 is recognizable. As can be seen, the flow dividers extend 64 essentially in a rotational axial and in a radial direction. The radial direction is here relative to a rotation axis. The 4 shows that the flow divider 64 integral with the interconnection unit 56 are executed. In the assembled state of the electric machine 10 connect the electrical conductors 73 Connecting wires of a stator winding 18 with electrical connections of the heat-generating element 62 ,

In 5 ist ein Querschnitt durch Teile der Kühleinheit 54 und dabei gleichzeitig eine Draufsicht auf die Verschaltungseinheit 56 dargestellt. Wie gut zu erkennen ist, sind dort Kühlrippen 58 gezeigt, die sich in eine drehaxiale Richtung und auch in eine radiale Richtung erstrecken. Diese Erstreckungsrichtung bezieht sich hierbei auf die großen Flächen der Kühlrippen 58. In dieser 5 ist gezeigt, dass sich mehrere Kühlrippen 58 nebeneinander, d. h. vorzugsweise zueinander parallel, erstrecken. Des Weiteren erstrecken sich mehrere Strömungsteiler 64 nebeneinander, auch hier vorzugweise zueinander parallel. Es ist dabei vorgesehen, dass sowohl Kühlrippen 58 als auch Strömungsteiler 64 wechselseitig ineinander greifen, wobei derartige Kühlrippen und derartige Strömungsteiler 64 eine Gruppe 78 sind. An einer Kühleinheit 54 sind mehrere Gruppen 78 angeordnet, wobei vorzugsweise zwischen den Gruppen 78 topfartige Ausformungen 80 der Kühleinheit 54 angeordnet ist.In 5 is a cross section through parts of the cooling unit 54 and at the same time a plan view of the interconnection unit 56 shown. As you can see, there are cooling fins 58 shown extending in a rotational axial direction and also in a radial direction. This extension direction refers to the large areas of the cooling fins 58 , In this 5 It is shown that there are several cooling fins 58 side by side, ie preferably parallel to each other, extend. Furthermore, several flow dividers extend 64 next to each other, also here preferably parallel to each other. It is envisaged that both cooling fins 58 as well as flow dividers 64 mutually interlocking, with such cooling fins and such flow divider 64 a group 78 are. At a cooling unit 54 are several groups 78 arranged, preferably between the groups 78 pot-like formations 80 the cooling unit 54 is arranged.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005048095 A1 [0001] DE 102005048095 A1 [0001]

Claims

Elektrische Vorrichtung (50) mit einer Kühleinheit (54), die zumindest ein Wärme erzeugendes Element (62) aufweist, wobei die Kühleinheit (54) zumindest zwei Kühlrippen (58) aufweist, über die mittels Vorbeiströmung eines Kühlmittels an das Kühlmittel Wärme abgebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Kühlrippen (58) ein Strömungsteiler (64) angeordnet ist.Electric device ( 50 ) with a cooling unit ( 54 ) comprising at least one heat-generating element ( 62 ), wherein the cooling unit ( 54 ) at least two cooling fins ( 58 ), via which by means of the flow of a coolant to the coolant heat can be delivered, characterized in that between two cooling fins ( 58 ) a flow divider ( 64 ) is arranged.

Elektrische Vorrichtung (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kühlrippen (58) von einem Haltebereich (60) aus erstrecken und sich der Strömungsteiler (64) von einem Haltebereich (66) aus erstrecktElectric device ( 50 ) according to claim 1, characterized in that the cooling fins ( 58 ) from a holding area ( 60 ) and the flow divider ( 64 ) from a holding area ( 66 ) extends

Elektrische Vorrichtung (50) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Abstand zwischen den Kühlrippen (58), ausgehend von dem Haltebereich (54), weitet und einen Zwischenraum definiert und der Strömungsteiler (64) in diesem Zwischenraum (68) angeordnet ist.Electric device ( 50 ) according to claim 1 or 2, characterized in that a distance between the cooling fins ( 58 ), starting from the holding area ( 54 ), expands and defines a gap and the flow divider ( 64 ) in this space ( 68 ) is arranged.

Elektrische Vorrichtung (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebereich (60) der Kühlrippen (58) ein Kühlkörper der elektrischen Vorrichtung (50) ist.Electric device ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the holding area ( 60 ) of the cooling fins ( 58 ) a heat sink of the electrical device ( 50 ).

Elektrische Vorrichtung (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärme erzeugende Element (62) zumindest einen elektronischen Schalter aufweist.Electric device ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat-generating element ( 62 ) has at least one electronic switch.

Elektrische Vorrichtung (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsteiler (64) einstückig mit der Verschaltungseinheit (56) ausgeführt sind, die vorzugsweise Anschlussdrähte einer Ständerwicklung (18) mit elektrischen Anschlüssen des Wärme erzeugendes Elements (62) elektrisch verbindet. Electric device ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the flow dividers ( 64 ) in one piece with the interconnection unit ( 56 ) are executed, which are preferably connecting wires of a stator winding ( 18 ) with electrical connections of the heat-generating element ( 62 ) electrically connects.

Elektrische Vorrichtung (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kühlrippen (58) in eine drehaxiale und eine radiale Richtung erstrecken.Electric device ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling fins ( 58 ) extend in a rotational axial and a radial direction.

Elektrische Vorrichtung (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich mehrere Kühlrippen (58) nebeneinander erstrecken und sich mehrere Strömungsteiler (64) nebeneinander erstrecken und Kühlrippen (58) und Strömungsteiler (64) wechselseitig ineinander greifen, wobei derartige Kühlrippen (58) und Strömungsteiler (64) eine Gruppe (78) sind.Electric device ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of cooling fins ( 58 ) extend next to each other and several flow dividers ( 64 ) extend side by side and cooling fins ( 58 ) and flow dividers ( 64 ) mutually engage each other, with such cooling fins ( 58 ) and flow dividers ( 64 ) a group ( 78 ) are.

Elektrische Vorrichtung (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Gruppen (78) an der Kühleinheit (54) angeordnet sind, wobei vzw. zwischen den Gruppen topfartige Ausformungen (80) des Kühlkörpers (54) angeordnet sind.Electric device ( 50 ) according to claim 1, characterized in that several groups ( 78 ) on the cooling unit ( 54 ), wherein vzw. between the groups cup-like formations ( 80 ) of the heat sink ( 54 ) are arranged.

Elektrische Vorrichtung (50) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsteiler (64) ein freies Ende (61) aufweist, dem gegenüber ein Rippennutgrund (65) angeordnet ist, und zwei Kühlrippen (58) je ein freies Ende (67) aufweisen, das jeweils gegenüber einem Strömungsteilergrund (69) angeordnet ist, und eine Summe freier Abstände (a) zwischen den Kühlrippen (58) auf Höhe des freien Endes (61) des Strömungsteilers (64) größer ist als eine Summe freier Abstände (b) zwischen den Kühlrippen (58) auf Höhe der freien Enden (67) der Kühlrippen (58).Electric device ( 50 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a flow divider ( 64 ) a free end ( 61 ), opposite to a ribbed groove bottom ( 65 ), and two cooling fins ( 58 ) one free end each ( 67 ), in each case with respect to a flow dividing ground ( 69 ) and a sum of free spaces (a) between the cooling fins ( 58 ) at the free end ( 61 ) of the flow divider ( 64 ) is greater than a sum of free spaces (b) between the cooling fins ( 58 ) at the level of the free ends ( 67 ) of the cooling fins ( 58 ).