DE102019218445A1 - Electric machine with rotor cooling and motor vehicle - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektromaschine (1) für ein Kraftfahrzeug (2), aufweisend einen um eine Maschinenlängsachse (3) ausgebildeten Stator (4) mit einem Statorgrundkörper (5) sowie am Statorgrundkörper (5) angeordneten Spulenwicklungen (6), einen um die Maschinenlängsachse (3) rotierbar gelagerten Rotor (7) mit einer Rotorwelle (8), einem an der Rotorwelle (8) angeordneten Rotorträger (9) sowie einen am Rotorträger (9) angeordneten Rotoraktivteil (10) mit mehreren Permanentmagneten (11), und eine Kühlvorrichtung (12) mit einem Kühlmittelkanal zum Durchleiten eines Kühlmittels zum Kühlen des Rotors (7), wobei sich der Kühlmittelkanal durch den Rotor (7) erstreckt, wobei zwischen dem Rotoraktivteil (10) und dem Stator (4) ein Luftspalt (13) ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist der Kühlmittelkanal als Ferrofluidkanal (14) ausgebildet, wobei in dem Ferrofluidkanal (14) als Kühlmittel ein Ferrofluid angeordnet ist, wobei der Rotor (7) ausgebildet ist, das Ferrofluid mittels eines Magnetfelds bei stehendem Rotor (7) ortsfest im Ferrofluidkanal (14) im Rotoraktivteil zu halten. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (2) mit einem Antriebssystem (25), welches eine erfindungsgemäße Elektromaschine (1) aufweist.The invention relates to an electric machine (1) for a motor vehicle (2), having a stator (4) formed around a machine longitudinal axis (3) with a stator base body (5) and coil windings (6) arranged on the stator base body (5), one around the machine longitudinal axis (3) rotatably mounted rotor (7) with a rotor shaft (8), a rotor carrier (9) arranged on the rotor shaft (8) and an active rotor part (10) arranged on the rotor carrier (9) with several permanent magnets (11), and a cooling device (12) with a coolant channel for passing a coolant through for cooling the rotor (7), the coolant channel extending through the rotor (7), an air gap (13) being formed between the rotor active part (10) and the stator (4) . According to the invention, the coolant channel is designed as a ferrofluid channel (14), a ferrofluid being arranged as the coolant in the ferrofluid channel (14), the rotor (7) being designed and the ferrofluid fixed in the ferrofluid channel (14) by means of a magnetic field with the rotor (7) stationary ) in the rotor active part. The invention also relates to a motor vehicle (2) with a drive system (25) which has an electric machine (1) according to the invention.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektromaschine mit einer Rotorkühlung für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer gattungsgemäßen Elektromaschine.The present invention relates to an electric machine with rotor cooling for a motor vehicle. The invention also relates to a motor vehicle with a generic electric machine.

Herkömmliche Elektromaschinen weisen zumeist einen Rotor auf, welcher von einem Stator umgeben ist. Herkömmliche Rotoren weisen üblicherweise eine Rotorwelle, einen an der Rotorwelle angeordneten Rotorträger sowie einen am Rotorträger angeordneten Rotoraktivteil auf. Bei Synchronmaschinen sind am Rotoraktivteil beispielsweise mehrere Permanentmagnete regelmäßig über den Umfang des Rotoraktivteils verteilt angeordnet.Conventional electrical machines mostly have a rotor which is surrounded by a stator. Conventional rotors usually have a rotor shaft, a rotor carrier arranged on the rotor shaft and an active rotor part arranged on the rotor carrier. In synchronous machines, a plurality of permanent magnets are arranged on the active rotor part, for example, regularly distributed over the circumference of the active rotor part.

Der Stator weist einen Statorgrundkörper bzw. ein Statorblech mit Statorzähnen und Statornuten auf, wobei die Statornuten zwischen den Statorzähnen angeordnet sind. Um die Statorzähne sowie in den Statornuten sind Spulenwicklungen angeordnet, welche zumeist in Form von Spulen aus isolierten Litzen realisiert sind. Diese Spulen weisen jeweils eine bestimmte Masse sowie einen bestimmten ohmscher Widerstand auf, welche durch das Material, die Länge, sowie den Querschnitt der Litzen bestimmt sind. Durch das Material sind Dichte sowie spezifischer ohmscher Widerstand der Litze definiert. Ein Spulenteil der Spulen ist innerhalb von Statornuten angeordnet und bildet somit einen aktiven Teil der Spulenwicklung. Ein anderer Spulenteil bildet einen Wickelkopf der Elektromaschine und ist zumeist an axialen Stirnseiten der Elektromaschine angeordnet. Dieser Spulenteil wird auch als Wickelkopfanteil bezeichnet. Von der Ausbildung der Spulen, insbesondere von einem Durchmesser der Litzen sowie einer Anzahl der Spulenwicklungen ist die Leistungsdichte einer Elektromaschine abhängig.The stator has a stator base body or a stator lamination with stator teeth and stator slots, the stator slots being arranged between the stator teeth. Coil windings are arranged around the stator teeth and in the stator slots, which are mostly realized in the form of coils made of insulated strands. These coils each have a certain mass and a certain ohmic resistance, which are determined by the material, the length and the cross section of the strands. The material defines the density and the specific ohmic resistance of the stranded wire. A coil part of the coils is arranged within stator slots and thus forms an active part of the coil winding. Another coil part forms an end winding of the electric machine and is mostly arranged on the axial end faces of the electric machine. This part of the coil is also referred to as the end winding part. The power density of an electric machine depends on the design of the coils, in particular on the diameter of the strands and a number of coil windings.

Im Betrieb einer Elektromaschine entsteht Verlustleistung in Form von Verlustwärme. Die Leistung sowie Leistungsdichte elektrischer Antriebe ist insbesondere von einer Betriebstemperatur der Elektromaschine und der Leistungselektronik abhängig. Eine Überhitzung der Elektromaschine, beispielsweise aufgrund von Verlustwärme, führt zu einer Verringerung der Leistung sowie Leistungsdichte und kann zudem zu bleibenden Schäden an der Elektromaschine führen. Beispielsweise können durch zu hohe Temperaturen Isolierungsschichten von Litzen von Spulenwicklungen beschädigt werden und somit Kurzschlüsse zwischen benachbarten Litzen verursachen.When operating an electric machine, power loss occurs in the form of heat loss. The power and power density of electric drives is particularly dependent on an operating temperature of the electric machine and the power electronics. Overheating of the electric machine, for example due to heat loss, leads to a reduction in power and power density and can also lead to permanent damage to the electric machine. For example, excessively high temperatures can damage the insulation layers of the strands of coil windings and thus cause short circuits between adjacent strands.

Zur Vermeidung einer übermäßigen Erwärmung sowie einer Überhitzung, weisen viele Elektromaschinen eine Kühlvorrichtung zur Kühlung auf. Es sind viele unterschiedliche Kühlvorrichtungen bzw. Kühlsysteme bekannt, welche beispielsweise insbesondere zum Kühlen des Stators oder des Rotors ausgebildet sind. Bei Kühlvorrichtungen zum Kühlen eines Stators einer Elektromaschine wird im Wesentlichen zwischen Kühlvorrichtungen zum Kühlen des aktiven Teils der Spulenwicklung und Kühlvorrichtungen zum Kühlen des Wickelkopfs der Elektromaschine unterschieden.To avoid excessive heating and overheating, many electrical machines have a cooling device for cooling. Many different cooling devices or cooling systems are known which, for example, are designed in particular to cool the stator or the rotor. In the case of cooling devices for cooling a stator of an electric machine, a distinction is essentially made between cooling devices for cooling the active part of the coil winding and cooling devices for cooling the end winding of the electric machine.

Bekannte Kühlvorrichtungen zum Kühlen des aktiven Teils der Spulenwicklung weisen oftmals einen Kühlmantel mit einer Kühlstruktur auf, welcher den Stator umfasst. Der Kühlmantel ist somit im Bereich des Statorrückschlusses des Stators angeordnet. Die Kühlung erfolgt beispielsweise mit Wasser, Öl, einer Wasser-Glykol-Mischung oder dergleichen. Hierbei handelt es sich um eine indirekte Kühlung, da der Kühlmantel keinen direkten Kontakt zur Spulenwicklung aufweist. Eine Kühlung des Wickelkopfs erfolgt nicht in jeder Applikation. Daher ist eine solche Kühlvorrichtung insbesondere zur Kühlung von Elektromaschinen geeignet, welche einen verhältnismäßig kleinen Wickelkopfanteil, also eine große Baulänge, aufweisen. Nachteilig bei derartigen Kühlvorrichtungen ist der Wärmeabtransport der Verlustwärme aus der Spulenwicklung, welcher durch eine elektrische Isolierung der Statornut, durch das Statorblech und durch die Trennfuge zwischen Statorblech und Kühlmantel zum Kühlfluid hin erfolgt. Somit muss die Verlustwärme mehrere thermische Barrieren bzw. Widerstände überwinden. Dies hat eine zusätzliche Limitierung einer Leistungsfähigkeit der Elektromaschine zur Folge.Known cooling devices for cooling the active part of the coil winding often have a cooling jacket with a cooling structure which surrounds the stator. The cooling jacket is thus arranged in the area of the stator back yoke of the stator. The cooling takes place, for example, with water, oil, a water-glycol mixture or the like. This is indirect cooling, as the cooling jacket has no direct contact with the coil winding. The end winding is not cooled in every application. Such a cooling device is therefore particularly suitable for cooling electrical machines which have a relatively small end winding portion, that is to say a large overall length. The disadvantage of such cooling devices is the heat dissipation of the lost heat from the coil winding, which takes place through electrical insulation of the stator slot, through the stator plate and through the joint between the stator plate and the cooling jacket towards the cooling fluid. Thus, the heat loss has to overcome several thermal barriers or resistances. This results in an additional limitation in the performance of the electric machine.

Kühlvorrichtungen zum Kühlen des Wickelkopfs der Elektromaschine sind oftmals ausgebildet, den Wickelkopf direkt mit einem Fluid, insbesondere Öl, zu besprühen. Auf diese Weise erfolgt eine direkte Kühlung der Spulenwicklung am Wickelkopf, wobei eine Kühlung des Stators, insbesondere des Statorblechs nicht erfolgen muss. In einigen Applikationen ist jedoch eine Kombination aus einer Wickelkopfkühlung und Statorkühlung mit einem gemeinsamen Kühlmedium bekannt.. Kühlvorrichtungen mit nur Wickelkopfkühlung sind also insbesondere zur Kühlung von Elektromaschinen geeignet, welche einen verhältnismäßig hohen Wickelkopfanteil, also eine relativ kurze Baulänge, aufweisen.Cooling devices for cooling the end winding of the electrical machine are often designed to spray the end winding directly with a fluid, in particular oil. In this way there is direct cooling of the coil winding on the end winding, with the stator, in particular the stator lamination, not having to be cooled. In some applications, however, a combination of end-winding cooling and stator cooling with a common cooling medium is known. Cooling devices with only end-winding cooling are therefore particularly suitable for cooling electrical machines which have a relatively high end-winding proportion, i.e. a relatively short overall length.

Rotorkühlvorrichtungen weisen beispielsweise einen Kühlmittelkanal auf, welcher in einer Rotorwelle des Rotors ausgebildet ist und sich durch den Rotoraktivteil, insbesondere benachbart zu Magnettaschen zur Aufnahme von Permanentmagneten, erstreckt. In besonderen Ausführungsformen ist das Kühlfluid durch die Magnettaschen leitbar, sodass eine direkte Kühlung der Permanentmagnete bereitgestellt ist.Rotor cooling devices have, for example, a coolant channel which is formed in a rotor shaft of the rotor and extends through the rotor active part, in particular adjacent to magnet pockets for receiving permanent magnets. In particular embodiments, the cooling fluid can be conducted through the magnet pockets, so that direct cooling of the permanent magnets is provided.

Aus der DE 10 2007 007 559 A1 ist eine Elektromaschine mit einer Statorkühlvorrichtung bekannt. Der Stator weist einen radial nach innen fluiddichten Spulenträger an welchem Spulenwicklungen angeordnet sind und ein den Spulenträger radial nach außen umgebendes, fluiddichtes Gehäuse. Zwischen dem Spulenträger und dem Gehäuse ist somit ein Zwischenraum gebildet, in welchem die Spulenwicklungen sowie ein Ferrofluid zum Kühlen der Spulen angeordnet sind. Mittels des Ferrofluids sind Verluste aufgrund von Ummagnetisierung sowie von Wirbelströmen reduzierbar. Die JP 2000-236649 A zeigt eine Elektromaschine mit Statorkühlung, bei welcher Kühlkanäle im Statorrückschluss vorgesehen sind, durch welche ein Ferrofluid leitbar ist. Auf diese Weise ist ein magnetischer Fluss im Statorrückschluss verbesserbar, sodass der Stator trotz der Flüssigkeitskühlvorrichtung verhältnismäßig geringe Abmessungen aufweisen kann. Die US 2010/0164303 A1 offenbart eine Elektromaschine bei welcher ein Ferrofluid in dem Luftspalt zwischen Stator und Rotor angeordnet ist, um die Reluktanz der Elektromaschine zu erhöhen. Eine Umwälzung des Ferrofluids in einem Kühlkreislauf ist nicht vorgesehen, sodass über das Ferrofluid keine Wärmeabfuhr aus der Elektromaschine erfolgt.From the DE 10 2007 007 559 A1 is an electric machine with a stator cooling device known. The stator has a radially inwardly fluid-tight coil carrier on which coil windings are arranged and a fluid-tight housing surrounding the coil carrier radially outward. An intermediate space is thus formed between the coil carrier and the housing, in which the coil windings and a ferrofluid for cooling the coils are arranged. By means of the ferrofluid, losses due to magnetic reversal and eddy currents can be reduced. The JP 2000-236649 A shows an electric machine with stator cooling, in which cooling channels are provided in the stator back yoke, through which a ferrofluid can be conducted. In this way, a magnetic flux in the stator back yoke can be improved, so that the stator can have relatively small dimensions despite the liquid cooling device. The US 2010/0164303 A1 discloses an electric machine in which a ferrofluid is arranged in the air gap between stator and rotor in order to increase the reluctance of the electric machine. Circulation of the ferrofluid in a cooling circuit is not provided, so that no heat is dissipated from the electric machine via the ferrofluid.

Bei bekannten Ansätzen einer Rotorkühlung wird das Kühlmittel (Öl, Wasser) in den meisten Applikationen mittels einer Düse unter Druck an die Rotorträgerinnenseite geleitet. Dort entzieht das Kühlmittel dem Rotorträger die Wärme und fließt schwerkraftbedingt und in Abhängigkeit von der Rotordrehzahl sowie von der jeweiligen konstruktiven Umsetzung eine tiefere Stelle. Das Kältemittel bleibt am Rotorträger nicht haften. Somit können im oberen Bereich des Rotors kühlfluidfreie Abschnitte im Kühlmittelkanal entstehen, sodass eine optimale Kühlung dieser Bereiche sowie der benachbarten Permanentmagnete, insbesondere beim Starten der Elektromaschine, nicht gewährleistet ist.In known approaches to rotor cooling, the coolant (oil, water) is in most applications fed to the inside of the rotor arm under pressure by means of a nozzle. There the coolant draws the heat from the rotor arm and flows through a lower point due to gravity and depending on the rotor speed and the respective structural implementation. The refrigerant does not stick to the rotor arm. In this way, cooling fluid-free sections can arise in the coolant duct in the upper area of the rotor, so that optimal cooling of these areas and the adjacent permanent magnets, in particular when starting the electric machine, is not guaranteed.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug sowie bei einem Kraftfahrzeug mit einer Elektromaschine zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Elektromaschine und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine verbesserte Kühlung des Rotors, insbesondere beim Anfahren aus dem Stillstand des Rotors, gewährleisten.It is therefore the object of the present invention to eliminate or at least partially eliminate the disadvantages described above in an electric machine for a motor vehicle and in a motor vehicle with an electric machine. In particular, it is the object of the present invention to create an electric machine and a motor vehicle which, in a simple and inexpensive manner, ensure improved cooling of the rotor, in particular when starting from standstill of the rotor.

Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebssystem mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Elektromaschine beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above problem is solved by the patent claims. Accordingly, the object is achieved by an electric machine for a motor vehicle with the features of independent claim 1 and by a motor vehicle with a drive system with the features of the independent claim 10. Further features and details of the invention emerge from the subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the electric machine according to the invention naturally also apply in connection with the motor vehicle according to the invention and vice versa, so that, with regard to the disclosure, reference is or can always be made to the individual aspects of the invention.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug gelöst. Die Elektromaschine weist einen um eine Maschinenlängsachse ausgebildeten Stator mit einem Statorgrundkörper sowie am Statorgrundkörper angeordneten Spulenwicklungen, einen um die Maschinenlängsachse rotierbar gelagerten Rotor mit einer Rotorwelle, einem an der Rotorwelle angeordneten Rotorträger sowie einen am Rotorträger angeordneten Rotoraktivteil mit mehreren Permanentmagneten, und eine Kühlvorrichtung mit einem Kühlmittelkanal zum Durchleiten eines Kühlmittels zum Kühlen des Rotors auf. Der Kühlmittelkanal erstreckt sich durch den Rotor, wobei zwischen dem Rotoraktivteil und dem Stator ein Luftspalt ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist der Kühlmittelkanal als Ferrofluidkanal ausgebildet, wobei in dem Ferrofluidkanal als Kühlmittel ein Ferrofluid angeordnet ist. Zudem ist der Rotor ausgebildet, das Ferrofluid mittels eines Magnetfelds bei stehendem Rotor ortsfest im Ferrofluidkanal im Rotoraktivteil zu halten.According to a first aspect of the invention, the object is achieved by an electric machine for a motor vehicle. The electric machine has a stator formed around a machine longitudinal axis with a stator base body and coil windings arranged on the stator base body, a rotor mounted rotatably about the machine longitudinal axis with a rotor shaft, a rotor carrier arranged on the rotor shaft and an active rotor part arranged on the rotor carrier with several permanent magnets, and a cooling device with a Coolant channel for passing through a coolant for cooling the rotor. The coolant channel extends through the rotor, an air gap being formed between the rotor active part and the stator. According to the invention, the coolant channel is designed as a ferrofluid channel, a ferrofluid being arranged as the coolant in the ferrofluid channel. In addition, the rotor is designed to hold the ferrofluid stationary in the ferrofluid channel in the rotor active part by means of a magnetic field when the rotor is stationary.

Der Statorgrundkörper ist vorzugsweise aus einem Elektroblech hergestellt und weist vorzugsweise eine Legierung aus Eisen und Silizium auf. Vorzugsweise ist das Elektroblech durch Kaltwalzen hergestellt. Der Statorgrundkörper ist vorzugsweise aus einer Vielzahl, insbesondere koaxial angeordneter, miteinander verbundener, insbesondere verklebter sowie untereinander elektrisch isolierter, Elektroblechscheiben zusammengesetzt. Vorzugsweise sind die Elektroblechscheiben mittels Backlack miteinander verklebt. Alternativ kann der Statorgrundkörper auch mittels eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt sein, wobei eine abschnittsweise elektrische Isolierung von Statorlängsachsenabschnitten bevorzugt ist, um Wirbelströme durch den Statorgrundkörper zu vermeiden. Vorzugsweise weist der Statorgrundkörper Kühlmittelkanäle zum Durchleiten eines Kühlfluids, insbesondere des Ferrofluids, auf, welche vorzugsweise im Statorrückschluss angeordnet sind.The stator base body is preferably made from an electrical sheet and preferably has an alloy of iron and silicon. The electrical steel sheet is preferably produced by cold rolling. The stator base body is preferably composed of a plurality of, in particular coaxially arranged, interconnected, in particular glued and electrically insulated, electrical sheet metal disks. The electrical sheet metal disks are preferably glued to one another by means of baking varnish. Alternatively, the stator base body can also be produced by means of an additive manufacturing process, with electrical insulation in sections of the stator longitudinal axis sections being preferred in order to avoid eddy currents through the stator base body. The stator base body preferably has coolant channels for the passage of a cooling fluid, in particular the ferrofluid, which are preferably arranged in the stator back yoke.

Der Statorgrundkörper erstreckt sich um die Maschinenlängsachse herum und weist einen zentralen Freiraum im Bereich der Maschinenlängsachse zur Aufnahme des Rotors auf. Somit ist ein Querschnitt des Statorgrundkörpers, abgesehen von etwaigen Statornuten, Kühlkanälen oder dergleichen, vorzugsweise kreisringförmig bzw. im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildet. Vorzugsweise weist der Statorgrundkörper Kühlmittelkanäle zum Durchleiten eines Kühlfluids, insbesondere des Ferrofluids, auf, welche vorzugsweise im Statorrückschluss angeordnet sind.The stator base body extends around the machine longitudinal axis and has a central free space in the area of the machine longitudinal axis for receiving the rotor. Thus, apart from any stator slots, cooling channels or the like, a cross section of the stator base body is preferably circular or substantially formed circular. The stator base body preferably has coolant channels for the passage of a cooling fluid, in particular the ferrofluid, which are preferably arranged in the stator back yoke.

Die Spulenwicklungen sind am Statorgrundkörper angeordnet und vorzugsweise an diesem gehalten. Zur Anordnung der Spulenwicklung weist der Statorgrundkörper vorzugsweise eine Mehrzahl von Statorzähnen auf. Die Statorzähne erstrecken sich vorzugsweise von einem gemeinsamen Statorrückschluss des Statorgrundkörpers, über welchen die Statorzähne miteinander verbunden sind, zur Maschinenlängsachse hin und enden an einem zentralen Freiraum zur Aufnahme des Rotors. Zumindest ein Teilbereich des Rotors, wie beispielsweise der Rotoraktivteil, ist im Freiraum angeordnet. Somit ist zwischen dem Rotoraktivteil und dem Statorgrundkörper ein Luftspalt ausgebildet.The coil windings are arranged on the stator base body and are preferably held on this. For the arrangement of the coil winding, the stator base body preferably has a plurality of stator teeth. The stator teeth preferably extend from a common stator back yoke of the stator base body, via which the stator teeth are connected to one another, to the machine longitudinal axis and end at a central free space for receiving the rotor. At least a partial area of the rotor, such as the rotor active part, is arranged in the free space. An air gap is thus formed between the active rotor part and the stator base body.

Die Statorzähne sind in Umfangsrichtung des Stators, vorzugsweise regelmäßig, insbesondere gleichmäßig, verteilt. An dem der Maschinenlängsachse zugewandten Ende weisen die Statorzähne vorzugsweise einen Statorzahnkopf auf, welcher eine größere Breite als übrige Bereiche der Statorzähne aufweist. Die übrigen Bereiche der Statorzähne weisen vorzugsweise eine konstante bzw. zumindest im Wesentlichen konstante Breite auf. Die Spulenwicklungen weisen einen, vorzugsweise elektrisch isolierten, Spulendraht, vorzugsweise aus Kupfer oder dergleichen, auf. Mittels der Spulenwicklungen ist ein magnetisches Wechselfeld erzeugbar, um im Zusammenspiel mit dem Rotor den Rotor in Rotation um die Maschinenlängsachse zu versetzen.The stator teeth are distributed in the circumferential direction of the stator, preferably regularly, in particular evenly. At the end facing the longitudinal axis of the machine, the stator teeth preferably have a stator tooth head which has a greater width than the remaining areas of the stator teeth. The remaining areas of the stator teeth preferably have a constant or at least substantially constant width. The coil windings have a, preferably electrically insulated, coil wire, preferably made of copper or the like. An alternating magnetic field can be generated by means of the coil windings in order to set the rotor in rotation around the longitudinal axis of the machine in conjunction with the rotor.

Die zentrale Rotorwelle des Rotors ist koaxial zur Maschinenlängsachse ausgebildet sowie um diese rotierbar gelagert. Der Rotorträger ist zum Tragen des Rotoraktivteils ausgebildet und erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen in radialer Richtung bezüglich der Maschinenlängsachse. Der Rotoraktivteil weist vorzugsweise eine Mehrzahl von Magnettaschen auf, in welchen die Permanentmagnete angeordnet sind. Überdies erstreckt sich der Rotoraktivteil vorzugsweise nur über einen Teilabschnitt der Rotorwelle, sodass die Rotorwelle den Rotoraktivteil, vorzugsweise beidseitig, entlang der Maschinenlängsachse überragt.The central rotor shaft of the rotor is designed to be coaxial with the longitudinal axis of the machine and is mounted so as to be rotatable about it. The rotor carrier is designed to carry the active rotor part and preferably extends essentially in the radial direction with respect to the longitudinal axis of the machine. The rotor active part preferably has a plurality of magnet pockets in which the permanent magnets are arranged. In addition, the active rotor part preferably extends only over a partial section of the rotor shaft, so that the rotor shaft protrudes beyond the active rotor part, preferably on both sides, along the longitudinal axis of the machine.

Zum Durchleiten des Ferrofluids weist die Kühlvorrichtung den als Ferrofluidkanal ausgebildeten Kühlmittelkanal auf, in welchem das Ferrofluid angeordnet ist. Der Ferrofluidkanal ist vorzugsweise derart angeordnet und ausgebildet, dass gekühltes Ferrofluid in den rotierenden Rotor einbringbar und zum Kühlen der Permanentmagnete an die Permanentmagnete oder zumindest in einen den Permanentmagneten benachbarten Bereich des Rotors leitbar ist. Ferner ist der Ferrofluidkanal vorzugsweise ausgebildet, ein Abfühlen des erwärmten Ferrofluids aus dem Rotor zu gewährleisten oder zumindest zu begünstigen. Ferner weist die Kühlvorrichtung vorzugsweise einen Wärmetauscher zum Kühlen des Ferrofluids sowie eine Kühlmittelpumpe zum Fördern des Ferrofluids in den Wärmetauscher und vom Wärmetauscher in den Kühlmittelkanal auf.In order to pass the ferrofluid through, the cooling device has the coolant channel, which is designed as a ferrofluid channel and in which the ferrofluid is arranged. The ferrofluid channel is preferably arranged and designed in such a way that cooled ferrofluid can be introduced into the rotating rotor and, for cooling the permanent magnets, can be conducted to the permanent magnets or at least into an area of the rotor adjacent to the permanent magnets. Furthermore, the ferrofluid channel is preferably designed to ensure or at least facilitate sensing of the heated ferrofluid from the rotor. Furthermore, the cooling device preferably has a heat exchanger for cooling the ferrofluid and a coolant pump for conveying the ferrofluid into the heat exchanger and from the heat exchanger into the coolant channel.

Der Rotor ist zur Erzeugung eines Magnetfelds ausgebildet. Vorzugsweise ist dieses Magnetfeld von den Permanentmagneten des Rotoraktivteils erzeugt und somit zusätzlich zum Antreiben des Rotors in Wechselwirkung mit dem Stator ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann dieses Magnetfeld auch über zusätzliche Permanentmagnete bereitgestellt werden, welche keinen bedeutenden Einfluss auf den Antrieb des Rotors haben und in erster Linie zum Halten des Ferrofluids im Ferrofluidkanal ausgebildet sind. Mittels dieses Magnetfelds ist das Ferrofluid bei stehendem Rotor ortsfest im Ferrofluidkanal im Rotoraktivteil haltbar. Das bedeutet, dass ein schwerkraftbedingtes Abfließen des Ferrofluids aus Abschnitten des Ferrofluidkanals bei stehendem Rotor aufgrund einer magnetischen Wechselwirkung des Magnetfelds mit dem Ferrofluid verhindert oder zumindest stark gehemmt ist. Ein anderes Kühlmittel, wie beispielsweise Öl, welches keine ferromagnetischen Eigenschaften aufweist, würde bei stehendem Elektromotor aus diesen Abschnitten des Ferrofluidkanals aufgrund der Schwerkraft abfließen. Es ist besonders bevorzugt, dass der Ferrofluidkanal nach an den Permanentmagneten des Rotoraktivteils, welche zum Antreiben des Rotors ausgebildet sind, herangeführt ist, um das Halten des Ferrofluids sowie die Kühlung der Permanentmagnete zu verbessern.The rotor is designed to generate a magnetic field. This magnetic field is preferably generated by the permanent magnets of the active rotor part and is thus also designed to interact with the stator for driving the rotor. Alternatively or additionally, this magnetic field can also be provided via additional permanent magnets, which have no significant influence on the drive of the rotor and are primarily designed to hold the ferrofluid in the ferrofluid channel. By means of this magnetic field, the ferrofluid can be held stationary in the ferrofluid channel in the rotor active part when the rotor is stationary. This means that gravity-related drainage of the ferrofluid from sections of the ferrofluid channel when the rotor is stationary is prevented or at least greatly inhibited due to a magnetic interaction of the magnetic field with the ferrofluid. Another coolant, such as oil, which has no ferromagnetic properties, would flow out of these sections of the ferrofluid channel due to gravity when the electric motor was stopped. It is particularly preferred that the ferrofluid channel is brought up to the permanent magnets of the rotor active part, which are designed to drive the rotor, in order to improve the holding of the ferrofluid and the cooling of the permanent magnets.

Eine erfindungsgemäße Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug hat gegenüber herkömmlichen Elektromaschinen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Kühlung des Rotoraktivteils, insbesondere beim Anfahren nach dem Stillstand, gewährleistet ist. Durch die Wechselwirkung zwischen den Permanentmagneten des Rotoraktivteils und dem Ferrofluid ist das Ferrofluid im Ferrofluidkanal haltbar, sodass beim Anfahren der Elektromaschine bereits Ferrofluid zur Kühlung des Rotors überall im Ferrofluidkanal angeordnet ist. Bei herkömmlichen Elektromaschinen muss erst Kühlmittel mittels einer Kühlmittelpumpe bereitgestellt werden, sodass eine Kühlwirkung erst mit einer systembedingten Zeitverzögerung eintritt.An electric machine according to the invention for a motor vehicle has the advantage over conventional electric machines that cooling of the rotor active part is ensured with simple means and in a cost-effective manner, in particular when starting up after a standstill. Due to the interaction between the permanent magnets of the rotor active part and the ferrofluid, the ferrofluid can be kept in the ferrofluid channel, so that when the electric machine starts up, ferrofluid for cooling the rotor is already arranged everywhere in the ferrofluid channel. In conventional electrical machines, coolant must first be provided by means of a coolant pump, so that a cooling effect only occurs with a system-related time delay.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Elektromaschine vorgesehen sein, dass der Ferrofluidkanal zumindest teilweise in einem Rotorrückschluss des Rotoraktivteils ausgebildet ist. Hierbei ist es bevorzugt, dass der Ferrofluidkanal möglichst nah an die Permanentmagnete herangeführt ist. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Halten des Ferrofluids im Ferrofluidkanal mittels des Magnetfelds der Permanentmagnete des Rotoraktivteils gewährleistet ist. Zudem ist die in den Permanentmagneten erzeugte Wärme hierdurch auf besonders vorteilhafte Weise abführbar. Überdies sind auf diese Weise magnetische Streufelder des Rotors in bestimmten Grenzen beeinflussbar.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in an electric machine that the ferrofluid channel is at least partially formed in a rotor back yoke of the active rotor part. It is preferred here that the ferrofluid channel is as close as possible to the Permanent magnets is brought up. This has the advantage that the ferrofluid is held in the ferrofluid channel by means of the magnetic field of the permanent magnets of the active rotor part with simple means and in a cost-effective manner. In addition, the heat generated in the permanent magnets can hereby be dissipated in a particularly advantageous manner. In addition, magnetic stray fields of the rotor can be influenced within certain limits in this way.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Kühlvorrichtung eine Ferrofluidverteilungsvorrichtung aufweist, wobei die Ferrofluidverteilungsvorrichtung einen Ferrofluideinbringkanal zum axialen Einbringen des Ferrofluids in den Rotor sowie einen Ferrofluidzufuhrkanal zum radialen Zuführen des Ferrofluids in Richtung des Rotoraktivteils aufweist. Die Ferrofluidverteilungsvorrichtung ist vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet und weist vorzugsweise eine Vielzahl von Ferrofluidzufuhrkanälen auf, welche sich insbesondere sternförmig, in Bezug auf die Maschinenlängsachse radial nach außen erstrecken. Die Ferrofluidverteilungsvorrichtung ist vorzugsweise auf der Rotorwelle angeordnet und kann beispielsweise am Stator oder einem Gehäuseteil gehalten sein, sodass der Rotor relativ zur Ferrofluidverteilungsvorrichtung drehbar ist. Erfindungsgemäß kann der Ferrofluideinbringkanal beispielsweise außerhalb der Rotorwelle angeordnet und vorzugsweise rohrförmig ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise das Ferrofluid im Rotor verteilbar ist, wobei eine Verteilung des Ferrofluids bei drehendem Rotor fliehkraftunterstützt erfolgen kann.It is preferred according to the invention that the cooling device has a ferrofluid distribution device, the ferrofluid distribution device having a ferrofluid introduction channel for axially introducing the ferrofluid into the rotor and a ferrofluid supply channel for radially supplying the ferrofluid in the direction of the rotor active part. The ferrofluid distribution device is preferably designed in the form of a disk and preferably has a plurality of ferrofluid supply channels, which in particular extend in a star shape, radially outward with respect to the longitudinal machine axis. The ferrofluid distribution device is preferably arranged on the rotor shaft and can be held, for example, on the stator or a housing part, so that the rotor can be rotated relative to the ferrofluid distribution device. According to the invention, the ferrofluid introduction channel can, for example, be arranged outside the rotor shaft and preferably be tubular. This has the advantage that the ferrofluid can be distributed in the rotor with simple means and in a cost-effective manner, it being possible for the ferrofluid to be distributed with the aid of centrifugal force when the rotor is rotating.

Besonders bevorzugt ist der der Ferrofluideinbringkanal in der Rotorwelle ausgebildet. Dabei ist es bevorzugt, dass der Fluideinbringkanal koaxial zur Maschinenlängsachse ausgebildet ist. Die Ferrofluidverteilungsvorrichtung ist vorzugsweise auf der Rotorwelle angeordnet und mit dieser drehfest gekoppelt, sodass Rotor und Ferrofluidverteilungsvorrichtung relativ zum Stator um die Maschinenlängsachse rotierbar sind. Weiter bevorzugt ist die Ferrofluidverteilungsvorrichtung zur Aufnahme des Ferrofluids mit dem Fluideinbringkanal der Rotorwelle fluidkommunizierend gekoppelt. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise das Ferrofluid in den Rotor einbringbar ist.The ferrofluid introduction channel is particularly preferably formed in the rotor shaft. It is preferred that the fluid introduction channel is formed coaxially to the longitudinal axis of the machine. The ferrofluid distribution device is preferably arranged on the rotor shaft and coupled to it in a rotationally fixed manner, so that the rotor and ferrofluid distribution device can be rotated relative to the stator about the longitudinal axis of the machine. The ferrofluid distribution device for receiving the ferrofluid is furthermore preferably coupled in a fluid-communicating manner to the fluid introduction channel of the rotor shaft. This has the advantage that the ferrofluid can be introduced into the rotor with simple means and in a cost-effective manner.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Rotorträger eine Rotorträgervorrichtung zum Tragen des Rotoraktivteils auf, wobei die Rotorträgervorrichtung am Außenumfang einen Freibereich zum Durchleiten des Ferrofluids aufweist. Die Freibereiche erstrecken sich vorzugsweise parallel zur Maschinenlängsachse, sodass ein Ferrofluidfluss parallel zur Maschinenlängsachse durch die Rotorträgervorrichtung gewährleistet ist. Vorzugsweise weist die Rotorträgervorrichtung mehrere Freibereiche auf, welche über den Umfang der Rotorträgervorrichtung verteilt angeordnet sind. Die Rotorträgervorrichtung weist beispielsweise eine oder mehrere Trägerstrukturen mit Trägerstreben auf, welche sich sternförmig in radialer Richtung von der Rotorwelle zum Rotoraktivteil erstrecken. Alternativ weist die Rotorträgervorrichtung beispielsweise eine oder mehrere Trägerscheiben auf, welche am Außenumfang Freibereiche zum Durchleiten des Ferrofluids aufweisen. Die Ferrofluidverteilungsvorrichtung ist vorzugsweise zwischen zwei Rotorträgervorrichtungen des Rotorträgers angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Beaufschlagen einer Innenwandung des Rotoraktivteils mit dem Ferrofluid gewährleistet ist, sodass eine gleichmäßige Kühlung des Rotoraktivteils verbessert ist.In a particularly preferred embodiment of the invention, the rotor support has a rotor support device for supporting the active rotor part, the rotor support device having a free area on the outer circumference for the passage of the ferrofluid. The free areas preferably extend parallel to the longitudinal axis of the machine, so that a ferrofluid flow is ensured through the rotor support device parallel to the longitudinal axis of the machine. The rotor support device preferably has a plurality of free areas which are arranged distributed over the circumference of the rotor support device. The rotor support device has, for example, one or more support structures with support struts which extend in a star shape in the radial direction from the rotor shaft to the rotor active part. Alternatively, the rotor support device has, for example, one or more support disks which have free areas on the outer circumference for the passage of the ferrofluid. The ferrofluid distribution device is preferably arranged between two rotor support devices of the rotor support. This has the advantage that the ferrofluid is applied to an inner wall of the active rotor part with simple means and in a cost-effective manner, so that uniform cooling of the active rotor part is improved.

Vorzugsweise weist die Kühlvorrichtung eine stirnseitig am Rotoraktivteil angeordnete Ferrofluidsammelscheibe auf, wobei zwischen der Ferrofluidsammelscheibe und einer Wuchtscheibe des Rotors ein Ferrofluidsammelkanal ausgebildet ist, wobei die Ferrofluidsammelscheibe drehfest am Stator gehalten ist, und wobei die Ferrofluidsammelscheibe einen Ferrofluidableitkanal zum Ableiten des Ferrofluids aus dem Ferrofluidsammelkanal aufweist. Die Ferrofluidsammelscheibe ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet und umgibt die Rotorwelle neben dem Rotoraktivteil. Vorzugsweise überragt die Ferrofluidsammelscheibe den zwischen Rotoraktivteil und Stator ausgebildeten Luftspalt von außen zur Maschinenlängsachse hin. Die Wuchtscheibe ist an der Stirnseite des Rotoraktivteils angeordnet sowie mit dem Rotor drehfest verbunden. Die Wuchtscheibe überragt den Luftspalt vorzugsweise von der Maschinenlängsachse her nach außen. Zwischen der Wuchtscheibe und der Ferrofluidsammelscheibe ist der Ferrofluidsammelkanal ausgebildet. Erwärmtes Ferrofluid ist im Betrieb der Elektromaschine aus dem Rotor herausführbar und in den Ferrofluidsammelkanal leitbar, insbesondere um zum Kühlen in den Wärmetauscher weitergeleitet zu werden. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Herausleiten des Ferrofluids aus dem Rotor gewährleistet ist, wobei ein Eindringen des Ferrofluids in den Luftspalt vermieden ist.The cooling device preferably has a ferrofluid collecting disc arranged on the front side of the active rotor part, a ferrofluid collecting channel being formed between the ferrofluid collecting disc and a balancing disc of the rotor, the ferrofluid collecting disc being held non-rotatably on the stator, and the ferrofluid collecting disc having a ferrofluid diverting channel for diverting the ferrofluid collecting channel from the ferrofluid collecting channel. The ferrofluid collecting disk is preferably annular and surrounds the rotor shaft in addition to the active rotor part. The ferrofluid collecting disk preferably projects beyond the air gap formed between the active rotor part and the stator from the outside towards the longitudinal axis of the machine. The balancing disk is arranged on the end face of the active rotor part and is non-rotatably connected to the rotor. The balancing disk protrudes over the air gap, preferably from the longitudinal axis of the machine to the outside. The ferrofluid collecting channel is formed between the balancing disk and the ferrofluid collecting disk. When the electric machine is in operation, heated ferrofluid can be removed from the rotor and fed into the ferrofluid collecting duct, in particular in order to be fed into the heat exchanger for cooling. This has the advantage that the ferrofluid is guided out of the rotor using simple means and in a cost-effective manner, with a Penetration of the ferrofluid into the air gap is avoided.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verschließt die Wuchtscheibe den Luftspalt zwischen Rotoraktivteil und Stator teilweise, wobei die Ferrofluidsammelscheibe die Wuchtscheibe hintergreift. Das bedeutet, dass die Ferrofluidsammelscheibe in Bezug auf die Maschinenlängsachse vorzugsweise beidseitig von der Wuchtscheibe angeordnet ist. Eine derartige Anordnung kann beispielsweise gemäß einer Labyrinthdichtung ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Eindringen des Ferrofluids in den Luftspalt noch besser verhindert ist.According to a preferred embodiment of the invention, the balancing disk partially closes the air gap between the active rotor part and the stator, the ferrofluid collecting disk engaging behind the balancing disk. This means that the ferrofluid collecting disk is preferably arranged on both sides of the balancing disk in relation to the machine longitudinal axis. Such an arrangement can for example be designed according to a labyrinth seal. This has the advantage that penetration of the ferrofluid into the air gap is prevented even better with simple means and in a cost-effective manner.

Besonders bevorzugt ist zwischen der Wuchtscheibe und der Ferrofluidsammelscheibe ein Spalt ausgebildet, wobei die Wuchtscheibe derart mit dem Rotoraktivteil gekoppelt ist, dass das Magnetfeld des Rotoraktivteils über die Wuchtscheibe derart zum Spalt herangeführt ist, dass ein Teil des Ferrofluids am Spalt gehalten ist und somit den Spalt abdichtet. In dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Wuchtscheibe zumindest teilweise als Polschuh ausgebildet, welcher das Magnetfeld der Permanentmagneten des Rotoraktivteils zum Spalt leitet. Der Spalt ist vorzugsweise derart ausgebildet, ein Halten des Ferrofluids am Spalt durch das Magnetfeld zu begünstigen. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine wirksame Abdichtung des Luftspalts bereitgestellt ist, sodass ein Eindringen von Ferrofluid, Staub, Schmutz oder dergleichen in den Luftspalt vermieden ist.Particularly preferably, a gap is formed between the balancing disc and the ferrofluid collecting disc, the balancing disc being coupled to the active rotor part in such a way that the magnetic field of the active rotor part is brought to the gap via the balancing disc in such a way that part of the ferrofluid is held at the gap and thus the gap seals. In this preferred embodiment of the invention, the balancing disk is at least partially designed as a pole piece which guides the magnetic field of the permanent magnets of the rotor active part to the gap. The gap is preferably designed in such a way that the magnetic field promotes holding of the ferrofluid at the gap. This has the advantage that an effective sealing of the air gap is provided with simple means and in a cost-effective manner, so that penetration of ferrofluid, dust, dirt or the like into the air gap is avoided.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass sich der Ferrofluidkanal zur Ferrofluidsammelscheibe hin radial nach außen erstreckt. Dies ist beispielsweise dadurch erreichbar, dass sich ein Innendurchmesser des Rotoraktivteils zur Ferrofluidsammelscheibe hin vergrößert, oder dass ein innerhalb des Rotoraktivteils angeordneter Ferrofluidkanal sich zur Ferrofluidsammelscheibe hin von der Maschinenlängsachse entfernt. Der Rotorträger kann beispielsweise derart konisch ausgebildet sein, dass sich ein Innendurchmesser des Rotorträgers von der Ferrofluidverteilungsvorrichtung zur Ferrofluidsammelscheibe hin vergrößert. Der Rotorträger kann erfindungsgemäß auch beidseitig von der von der Ferrofluidverteilungsvorrichtung entsprechend konisch ausgebildet sein. Der Ferrofluidkanal ist vorzugsweise durch die Innenwandung des Rotoraktivteils gebildet, wobei das Ferrofluid aufgrund der Permanentmagnete des Rotoraktivteils an der Innenwandung haftet. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine fliehkraftinduzierte Förderung des Ferrofluids durch den Ferrofluidkanal bereitgestellt ist. Auf diese Weise ist eine Belastung einer Ferrofluidpumpe zum Fördern des Ferrofluids im Betrieb der Elektromaschine reduzierbar. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine Elektromaschine mit steigender Drehzahl grundsätzlich eine größere Kühlleistung erfordert. Durch die konische Ausbildung der Innenwandung ist das Ferrofluid drehzahlabhängig durch den Ferrofluidkanal förderbar, wobei eine steigende Rotordrehzahl einen größeren Ferrofluidmassenstrom bewirkt. Somit ist eine bedarfsgerechte Kühlleistung bereitgestellt.It is preferred according to the invention that the ferrofluid channel extends radially outwards towards the ferrofluid collecting disk. This can be achieved, for example, in that an inner diameter of the active rotor part increases towards the ferrofluid collecting disk, or a ferrofluid channel arranged within the active rotor part moves away from the longitudinal axis of the machine towards the ferrofluid collecting disk. The rotor arm can, for example, be designed conically in such a way that an inner diameter of the rotor arm increases from the ferrofluid distribution device to the ferrofluid collecting disk. According to the invention, the rotor arm can also be correspondingly conical on both sides of that of the ferrofluid distribution device. The ferrofluid channel is preferably formed by the inner wall of the active rotor part, the ferrofluid adhering to the inner wall due to the permanent magnets of the active rotor part. This has the advantage that centrifugal force-induced conveyance of the ferrofluid through the ferrofluid channel is provided with simple means and in a cost-effective manner. In this way, the load on a ferrofluid pump for conveying the ferrofluid during operation of the electric machine can be reduced. Another advantage is that an electric machine generally requires a greater cooling capacity as the speed increases. Due to the conical design of the inner wall, the ferrofluid can be conveyed through the ferrofluid channel as a function of the speed, with an increasing rotor speed causing a larger ferrofluid mass flow. In this way, a needs-based cooling performance is provided.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Kraftfahrzeug weist ein Antriebssystem auf. Erfindungsgemäß weist das Antriebssystem zum Antreiben des Kraftfahrzeugs eine erfindungsgemäße Elektromaschine auf. Vorzugsweise weist das Antriebssystem mehrere erfindungsgemäße Elektromaschinen auf. Hierbei ist es bevorzugt, wenn jedem Rad des Kraftfahrzeugs eine erfindungsgemäße Elektromaschine zum Antreiben des jeweiligen Rads zugeordnet ist.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a motor vehicle. The motor vehicle has a drive system. According to the invention, the drive system for driving the motor vehicle has an electric machine according to the invention. The drive system preferably has several electrical machines according to the invention. It is preferred here if an electric machine according to the invention for driving the respective wheel is assigned to each wheel of the motor vehicle.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einer Elektromaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Kühlung des Rotoraktivteils, insbesondere beim Anfahren nach dem Stillstand, gewährleistet ist. Durch die Wechselwirkung zwischen den Permanentmagneten des Rotoraktivteils und dem Ferrofluid ist das Ferrofluid im Ferrofluidkanal und auch im anderen Fall an der Rotorträgerinnenseite haltbar, sodass beim Anfahren der Elektromaschine bereits Ferrofluid zur Kühlung des Rotors überall im Ferrofluidkanal angeordnet ist. Bei herkömmlichen Elektromaschinen muss erst Kühlmittel mittels einer Kühlmittelpumpe bereitgestellt werden, sodass eine Kühlwirkung erst mit einer systembedingten Zeitverzögerung eintritt.The motor vehicle according to the invention has all the advantages that have already been described for an electric machine for a motor vehicle according to the first aspect of the invention. Accordingly, the motor vehicle according to the invention has the advantage over conventional motor vehicles that cooling of the rotor active part is ensured with simple means and in a cost-effective manner, in particular when starting up after a standstill. Due to the interaction between the permanent magnets of the rotor active part and the ferrofluid, the ferrofluid can be retained in the ferrofluid channel and also in the other case on the inside of the rotor arm, so that when the electric machine starts up, ferrofluid for cooling the rotor is already arranged everywhere in the ferrofluid channel. In conventional electrical machines, coolant must first be provided by means of a coolant pump, so that a cooling effect only occurs with a system-related time delay.

Eine erfindungsgemäße Elektromaschine sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

• 1 in einer Schnittdarstellung ein Segment einer Elektromaschine gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsform,
• 2 in einer perspektivischen Schnittdarstellung ein Segment einer Elektromaschine gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform,
• 3 in einer weiteren perspektivischen Schnittdarstellung das Segment aus 2 aus einer anderen Perspektive, wobei eine Rotorwelle des Rotors abgebildet ist,
• 4 in einer perspektivischen Ansicht eine Ferrofluidverteilungsvorrichtung der Elektromaschine aus 2,
• 5 in einer perspektivischen Ansicht ein Segment eines Teils eines Rotors gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, und
• 6 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.

An electric machine according to the invention and a motor vehicle according to the invention are explained in more detail below with reference to drawings. They each show schematically:

• 1 in a sectional view a segment of an electric machine according to a preferred first embodiment,
• 2 in a perspective sectional illustration a segment of an electric machine according to a preferred second embodiment,
• 3rd the segment in a further perspective sectional illustration 2 from a different perspective, showing a rotor shaft of the rotor,
• 4th in a perspective view a ferrofluid distribution device of the electric machine 2 ,
• 5 in a perspective view a segment of a part of a rotor according to a preferred embodiment, and
• 6th in a side view a preferred embodiment of a motor vehicle according to the invention.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 6 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of operation are in the 1 to 6th each provided with the same reference numerals.

In 1 ist ein Segment einer Elektromaschine 1 gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsform schematisch in einer Schnittdarstellung dargestellt. Die Elektromaschine 1 weist einen Stator 4 mit einem Statorgrundkörper 5 und einer am Statorgrundkörper 5 angeordneten Spulenwicklung 6 aus Spulendraht auf. Der Stator 4 umgibt einen Rotor 7 der Elektromaschine 1. In dieser Darstellung ist nur ein Rotoraktivteil 10 des Rotors 7 dargestellt. Im Rotoraktivteil 10 sind mehrere Permanentmagnete 11 zum Erzeugen eines Magnetfelds sowie Ferrofluidkanäle 14 einer Kühlvorrichtung 12 (vgl. 2) zum Durchleiten des Ferrofluids zum Kühlen der Permanentmagnete 11 angeordnet. Zwischen dem Stator 4 und dem Rotoraktivteil 10 ist ein Luftspalt 13 ausgebildet. Eine dem Luftspalt abgewandte Seite des Rotoraktivteils 10 weist eine Innenwandung 28 auf. Mittels der Permanentmagnete 11 ist das Ferrofluid bei stehendem Rotor 7 im Ferrofluidkanal 14 haltbar.In 1 is a segment of an electrical machine 1 according to a preferred first embodiment shown schematically in a sectional view. The electric machine 1 has a stator 4th with a stator body 5 and one on the stator body 5 arranged coil winding 6th made of coil wire. The stator 4th surrounds a rotor 7th the electric machine 1 . In this illustration there is only one active rotor part 10 of the rotor 7th shown. In the rotor active part 10 are several permanent magnets 11 for generating a magnetic field and ferrofluid channels 14th a cooling device 12th (see. 2 ) to pass the ferrofluid to cool the permanent magnets 11 arranged. Between the stator 4th and the rotor active part 10 is an air gap 13th educated. A side of the rotor active part facing away from the air gap 10 has an inner wall 28 on. By means of the permanent magnets 11 is the ferrofluid when the rotor is stationary 7th in the ferrofluid channel 14th durable.

2 zeigt ein Segment einer Elektromaschine 1 gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform schematisch in einer perspektivischen Schnittdarstellung. Die Innenwandung 28 des Rotoraktivteils 10 bildet in dieser Ausführungsform eine Außenwandung des Ferrofluidkanals 14 und weist in einem zentralen Bereich des Rotoraktivteils 10 einen minimalen Abstand zu einer Maschinenlängsachse 3 der Elektromaschine 1 auf, welcher sich zu axialen Endbereichen des Rotoraktivteils 10 hin stetig vergrößert. Hierdurch ist Ferrofluid, welches in den zentralen Bereich des Rotoraktivteils 10 auf die Innenwandung 28 aufgebracht wird bei rotierendem Rotor durch Fliehkraft in axialer Richtung förderbar. 2 shows a segment of an electric machine 1 according to a preferred second embodiment schematically in a perspective sectional illustration. The inner wall 28 of the rotor active part 10 forms in this embodiment an outer wall of the ferrofluid channel 14th and has in a central area of the rotor active part 10 a minimum distance to a machine longitudinal axis 3rd the electric machine 1 on, which extends to the axial end regions of the active rotor part 10 steadily increased. This is ferrofluid, which in the central area of the rotor active part 10 on the inner wall 28 applied is conveyable in the axial direction by centrifugal force while the rotor is rotating.

Eine Kühlvorrichtung 12 der Elektromaschine 1 weist eine Ferrofluidpumpe 26 zum Fördern des Ferrofluids und einen Wärmetauscher 27 zum Kühlen des Ferrofluids auf. Mittels einer Ferrofluidverteilungsvorrichtung 15 der Kühlvorrichtung 12 ist das Ferrofluid in den zentralen Bereich des Rotoraktivteils 10 an die Innenwandung 28 förderbar. Hierfür weist die Ferrofluidverteilungsvorrichtung 15 einen parallel zur Maschinenlängsachse 3 ausgebildeten Ferrofluideinbringkanal 16 und einen scheibenförmigen Grundkörper auf, in welchem vom Ferrofluideinbringkanal 16 radial nach außen verlaufende sowie sternförmig angeordnete Ferrofluidzufuhrkanäle 17 ausgebildet sind. Der Rotor 7 ist relativ zur Ferrofluidverteilungsvorrichtung 15 um die Maschinenlängsachse 3 rotierbar.A cooler 12th the electric machine 1 has a ferrofluid pump 26th for conveying the ferrofluid and a heat exchanger 27 to cool the ferrofluid. By means of a ferrofluid distribution device 15th the cooling device 12th is the ferrofluid in the central area of the rotor active part 10 to the inner wall 28 fundable. The ferrofluid distribution device has for this purpose 15th one parallel to the machine's longitudinal axis 3rd trained Ferrofluideinbringkanal 16 and a disk-shaped base body in which the ferrofluid introduction channel 16 Ferrofluid supply channels that run radially outwards and are arranged in a star shape 17th are trained. The rotor 7th is relative to the ferrofluid distribution device 15th around the machine's longitudinal axis 3rd rotatable.

An Stirnseiten des Rotoraktivteils 10 sind Wuchtscheiben 21 angeordnet, welche den Luftspalt 13 zwischen Stator 4 und Rotor 7 zumindest teilweise überdecken. Am Stator 4 sind beidseitig Ferrofluidsammelscheiben 20 der Kühlvorrichtung 12 derart angeordnet, dass zwischen jeweils einer Wuchtscheibe 21 und einer Ferrofluidsammelscheibe 20 ein Ferrofluidsammelkanal 22 gebildet ist. Aus dem Ferrofluidkanal 14 abfließendes Ferrofluid ist im Ferrofluidsammelkanal 22 sammelbar und über einen an der Ferrofluidsammelscheibe 20 ausgebildeten Ferrofluidableitkanal 23 zur Ferrofluidpumpe 26 weiterleitbar.On the front sides of the rotor active part 10 are balancing disks 21 arranged which the air gap 13th between stator 4th and rotor 7th at least partially cover it. At the stator 4th are ferrofluid collecting disks on both sides 20th the cooling device 12th arranged in such a way that between each one balancing disk 21 and a ferrofluid collection disc 20th a ferrofluid collection channel 22nd is formed. From the ferrofluid channel 14th outflowing ferrofluid is in the ferrofluid collecting channel 22nd collectable and via one on the ferrofluid collector disc 20th trained ferrofluid drainage channel 23 to the ferrofluid pump 26th forwardable.

In 3 ist das Segment der Elektromaschine 1 gemäß der bevorzugten zweiten Ausführungsform schematisch in einer weiteren perspektivischen Schnittdarstellung abgebildet. In dieser Ansicht ist eine Rotorwelle 8 des Rotors 7 dargestellt, an welcher ein Rotorträger 9 drehfest gehalten ist. Der Rotoraktivteil 10 ist an einer Rotorträgervorrichtung 18 des Rotorträgers 9 gehalten. Vorzugsweise weist der Rotorträger 9 mindestens zwei voneinander axial beabstandete Rotorträgervorrichtungen 18 auf, welche insbesondere beidseitig von der Ferrofluidverteilungsvorrichtung 15 angeordnet sind. Die Rotorträgervorrichtung 18 weist eine Mehrzahl von Freibereichen 19 auf, welche über den Umfang der Rotorträgervorrichtung 18 verteilt angeordnet sind. Die Freibereiche 19 ermöglichen, dass Ferrofluid, welches mittels der Ferrofluidverteilungsvorrichtung 15 in den zentralen Bereich des Rotoraktivteils 10 an die Innenwandung 28 eingebracht wird, bei rotierendem Rotor 7 beidseitig in axialer Richtung zu den Ferrofluidsammelscheiben 20 fließen kann.In 3rd is the electrical machine segment 1 according to the preferred second embodiment shown schematically in a further perspective sectional illustration. In this view is a rotor shaft 8th of the rotor 7th shown, on which a rotor arm 9 is held non-rotatably. The rotor active part 10 is on a rotor support device 18th of the rotor arm 9 held. The rotor arm preferably has 9 at least two axially spaced apart rotor support devices 18th on, which in particular on both sides of the ferrofluid distribution device 15th are arranged. The rotor support device 18th has a plurality of free areas 19th on which over the circumference of the rotor support device 18th are arranged distributed. The open areas 19th allow the ferrofluid, which by means of the ferrofluid distribution device 15th in the central area of the rotor active part 10 to the inner wall 28 is introduced, with the rotor rotating 7th on both sides in the axial direction to the ferrofluid collecting disks 20th can flow.

Zwischen der Wuchtscheibe 21 und der Ferrofluidsammelscheibe 20 ist ein umlaufender Spalt 24 ausgebildet, welcher zwischen dem Luftspalt 13 und dem Ferrofluidsammelkanal 22 angeordnet ist. Die Wuchtscheibe 21 ist mittels der Permanentmagnete 11 derart magnetisiert, dass am Spalt 24 ein Magnetfeld anliegt, welches einen Teil des Ferrofluids am Spalt 24 hält und somit ein Eindringen des Ferrofluids in den Luftspalt 13 verhindert.Between the balancing disk 21 and the ferrofluid collection disc 20th is a circumferential gap 24 formed, which between the air gap 13th and the ferrofluid collection channel 22nd is arranged. The balancing disk 21 is by means of the permanent magnets 11 magnetized so that at the gap 24 a magnetic field is applied, which part of the ferrofluid at the gap 24 holds and thus a penetration of the ferrofluid into the air gap 13th prevented.

4 zeigt eine Ferrofluidverteilungsvorrichtung 15 der Elektromaschine 1 gemäß der bevorzugten zweiten Ausführungsform schematisch in einer perspektivischen Ansicht. Die Ferrofluidverteilungsvorrichtung 15 weist eine zentrale Ausnehmung 29 zum Durchführen der Rotorwelle 8 auf, wobei ein Innendurchmesser der zentralen Ausnehmung 29 größer als ein Außendurchmesser der Rotorwelle 8 ausgebildet ist. 4th Figure 3 shows a ferrofluid distribution device 15th the electric machine 1 according to the preferred second embodiment schematically in a perspective view. The ferrofluid distribution device 15th has a central recess 29 for leading through the rotor shaft 8th on, with an inner diameter of the central recess 29 larger than an outer diameter of the rotor shaft 8th is trained.

In 5 ist ein Segment eines Teils eines Rotors 7 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schematisch in einer perspektivischen Ansicht illustriert. In dieser Ausführungsform ist der Ferrofluideinbringkanal 16 zentral innerhalb der Rotorwelle 8 ausgebildet. Die Ferrofluidverteilungsvorrichtung 15 ist zwischen zwei Rotorträgervorrichtungen 18 des Rotorträgers 9 angeordnet. Die Rotorträgervorrichtungen 18 weisen jeweils eine Mehrzahl über den Umfang gleichmäßig verteilte Freibereiche 19 zum Durchleiten des Ferrofluids auf.In 5 is a segment of part of a rotor 7th illustrated schematically in a perspective view according to a preferred embodiment of the invention. In this embodiment, the ferrofluid introduction channel is 16 centrally within the rotor shaft 8th educated. The ferrofluid distribution device 15th is between two rotor-arm devices 18th of the rotor arm 9 arranged. The rotor support devices 18th each have a plurality of free areas evenly distributed over the circumference 19th to pass the ferrofluid on.

6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2 schematisch in einer Seitenansicht. Das Kraftfahrzeug 2 weist ein Antriebssystem 25 mit vier erfindungsgemäßen Elektromaschinen 1 auf. Wobei an jedem Rad ein Elektromotor 1 des Antriebssystems 25 zum Antreiben des jeweiligen Rads angeordnet ist. Erfindungsgemäß kann das Antriebssystem 25 beispielsweise auch einen, zwei oder drei erfindungsgemäße Elektromaschinen 1 aufweisen. 6th shows a preferred embodiment of a motor vehicle according to the invention 2 schematically in a side view. The car 2 exhibits a drive system 25th with four electrical machines according to the invention 1 on. With an electric motor on each wheel 1 of the drive system 25th is arranged to drive the respective wheel. According to the invention, the drive system 25th for example, one, two or three electrical machines according to the invention 1 exhibit.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11

ElektromaschineElectric machine

22

KraftfahrzeugMotor vehicle

33

MaschinenlängsachseMachine longitudinal axis

44th

Statorstator

55

StatorgrundkörperStator body

66th

SpulenwicklungCoil winding

77th

Rotorrotor

88th

RotorwelleRotor shaft

99

RotorträgerRotor arm

1010

RotoraktivteilRotor active part

1111

PermanentmagnetPermanent magnet

1212th

KühlvorrichtungCooling device

1313th

LuftspaltAir gap

1414th

FerrofluidkanalFerrofluid channel

1515th

FerrofluidverteilungsvorrichtungFerrofluid distribution device

1616

FerrofluideinbringkanalFerrofluid injection channel

1717th

FerrofluidzufuhrkanalFerrofluid supply channel

1818th

RotorträgervorrichtungRotor support device

1919th

FreibereichFree area

2020th

FerrofluidsammelscheibeFerrofluid collecting disc

2121

WuchtscheibeBalancing disc

2222nd

FerrofluidsammelkanalFerrofluid collecting channel

2323

FerrofluidableitkanalFerrofluid drainage channel

2424

Spaltgap

2525th

AntriebssystemDrive system

2626th

FerrofluidpumpeFerrofluid pump

2727

WärmetauscherHeat exchanger

2828

InnenwandungInner wall

2929

AusnehmungRecess

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

• DE 102007007559 A1 [0009]DE 102007007559 A1 [0009]
• JP 2000236649 A [0009]JP 2000236649 A [0009]
• US 2010/0164303 A1 [0009]US 2010/0164303 A1 [0009]

Claims (10)

Elektromaschine (1) für ein Kraftfahrzeug (2), aufweisend einen um eine Maschinenlängsachse (3) ausgebildeten Stator (4) mit einem Statorgrundkörper (5) sowie am Statorgrundkörper (5) angeordneten Spulenwicklungen (6), einen um die Maschinenlängsachse (3) rotierbar gelagerten Rotor (7) mit einer Rotorwelle (8), einem an der Rotorwelle (8) angeordneten Rotorträger (9) sowie einen am Rotorträger (9) angeordneten Rotoraktivteil (10) mit mehreren Permanentmagneten (11), und eine Kühlvorrichtung (12) mit einem Kühlmittelkanal zum Durchleiten eines Kühlmittels zum Kühlen des Rotors (7), wobei sich der Kühlmittelkanal durch den Rotor (7) erstreckt, wobei zwischen dem Rotoraktivteil (10) und dem Stator (4) ein Luftspalt (13) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkanal als Ferrofluidkanal (14) ausgebildet ist, wobei in dem Ferrofluidkanal (14) als Kühlmittel ein Ferrofluid angeordnet ist, wobei der Rotor (7) ausgebildet ist, das Ferrofluid mittels eines Magnetfelds bei stehendem Rotor (7) ortsfest im Ferrofluidkanal (14) im Rotoraktivteil zu halten.Electric machine (1) for a motor vehicle (2), comprising a stator (4) formed around a machine longitudinal axis (3) with a stator base body (5) and coil windings (6) arranged on the stator base body (5), one rotatable about the machine longitudinal axis (3) mounted rotor (7) with a rotor shaft (8), a rotor carrier (9) arranged on the rotor shaft (8) and an active rotor part (10) arranged on the rotor carrier (9) with several permanent magnets (11), and a cooling device (12) with a coolant channel for passing through a coolant for cooling the rotor (7), the coolant channel extending through the rotor (7), an air gap (13) being formed between the rotor active part (10) and the stator (4), characterized in that, that the coolant channel is designed as a ferrofluid channel (14), a ferrofluid being arranged as the coolant in the ferrofluid channel (14), the rotor (7) being designed, the ferrofluid by means of a magnetic field at st Ehendem rotor (7) to hold stationary in the ferrofluid channel (14) in the rotor active part. Elektromaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ferrofluidkanal (14) zumindest teilweise in einem Rotorrückschluss (15) des Rotoraktivteils (10) ausgebildet ist.Electric machine (1) after Claim 1 , characterized in that the ferrofluid channel (14) is at least partially formed in a rotor back yoke (15) of the rotor active part (10). Elektromaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (12) eine Ferrofluidverteilungsvorrichtung (15) aufweist, wobei die Ferrofluidverteilungsvorrichtung (15) einen Ferrofluideinbringkanal (16) zum axialen Einbringen des Ferrofluids in den Rotor (7) sowie einen Ferrofluidzufuhrkanal (17) zum radialen Zuführen des Ferrofluids in Richtung des Rotoraktivteils (10) aufweist.Electric machine (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the cooling device (12) has a ferrofluid distribution device (15), the ferrofluid distribution device (15) having a ferrofluid introduction channel (16) for the axial introduction of the ferrofluid into the rotor (7) and a ferrofluid supply channel (17) for the radial supply of the ferrofluid in the direction of the active rotor part (10). Elektromaschine (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ferrofluideinbringkanal (16) in der Rotorwelle (8) ausgebildet ist.Electric machine (1) after Claim 3 , characterized in that the ferrofluid introduction channel (16) is formed in the rotor shaft (8). Elektromaschine (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorträger (9) eine Rotorträgervorrichtung (18) zum Tragen des Rotoraktivteils (10) aufweist, wobei die Rotorträgervorrichtung (18) am Außenumfang einen Freibereich (19) zum Durchleiten des Ferrofluids aufweist.Electric machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor support (9) has a rotor support device (18) for supporting the active rotor part (10), the rotor support device (18) having a free area (19) on the outer circumference for the passage of the ferrofluid having. Elektromaschine (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (12) eine stirnseitig am Rotoraktivteil (10) angeordnete Ferrofluidsammelscheibe (20) aufweist, wobei zwischen der Ferrofluidsammelscheibe (20) und einer Wuchtscheibe (21) des Rotors (7) ein Ferrofluidsammelkanal (22) ausgebildet ist, wobei die Ferrofluidsammelscheibe (20) drehfest am Stator (4) gehalten ist, und wobei die Ferrofluidsammelscheibe (20) einen Ferrofluidableitkanal (23) zum Ableiten des Ferrofluids aus dem Ferrofluidsammelkanal (22) aufweist.Electric machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling device (12) has a ferrofluid collecting disk (20) arranged on the front side of the active rotor part (10), wherein between the ferrofluid collecting disk (20) and a balancing disk (21) of the rotor (7 ) a ferrofluid collecting channel (22) is formed, the ferrofluid collecting disc (20) being held non-rotatably on the stator (4), and the ferrofluid collecting disc (20) having a ferrofluid discharge channel (23) for discharging the ferrofluid from the ferrofluid collecting channel (22). Elektromaschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtscheibe (21) den Luftspalt (13) zwischen Rotoraktivteil (10) und Stator (4) teilweise verschließt, wobei die Ferrofluidsammelscheibe (20) die Wuchtscheibe (21) hintergreift.Electric machine (1) after Claim 6 , characterized in that the balancing disk (21) partially closes the air gap (13) between the active rotor part (10) and stator (4), the ferrofluid collecting disk (20) engaging behind the balancing disk (21). Elektromaschine (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Wuchtscheibe (21) und der Ferrofluidsammelscheibe (20) ein Spalt (24) ausgebildet ist, wobei die Wuchtscheibe (21) derart mit dem Rotoraktivteil (10) gekoppelt ist, dass das Magnetfeld des Rotoraktivteils (10) über die Wuchtscheibe (21) derart zum Spalt (24) herangeführt ist, dass ein Teil des Ferrofluids am Spalt (24) gehalten ist und somit den Spalt (24) abdichtet.Electric machine (1) after Claim 6 or 7th , characterized in that a gap (24) is formed between the balancing disc (21) and the ferrofluid collecting disc (20), the balancing disc (21) being coupled to the active rotor part (10) in such a way that the magnetic field of the active rotor part (10) overruns the balancing disk (21) is brought up to the gap (24) in such a way that part of the ferrofluid is held at the gap (24) and thus seals the gap (24). Elektromaschine (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ferrofluidkanal (14) zur Ferrofluidsammelscheibe (20) hin radial nach außen erstreckt.Electric machine (1) according to one of the Claims 6 to 8th , characterized in that the ferrofluid channel (14) extends radially outwards towards the ferrofluid collecting disc (20). Kraftfahrzeug (2), aufweisend ein Antriebssystem (25), dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssystem (25) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (2) eine Elektromaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.Motor vehicle (2), having a drive system (25), characterized in that the drive system (25) for driving the motor vehicle (2) is an electric machine (1) according to one of the Claims 1 to 9 having.

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