DE102020003883A1

DE102020003883A1 - Stator jacket cooling

Info

Publication number: DE102020003883A1
Application number: DE102020003883.2A
Authority: DE
Inventors: Moritz Künzler; Christopher Beck; Harald Echtle; Wolfgang Elser; Mike Fuchslocher; Rohit Kulkarni; Robert Lehmann; Xiaoling Lu; Felix Zehren; Tim Ziegler
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-06-29
Filing date: 2020-06-29
Publication date: 2020-08-20

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung eines Stators für einen Elektromotor eines Kraftwagens, mit einem ringförmigen Statormantel (10) umfassend zumindest ein Abschlusssegment (12) mit vollem Außenradius, das die Kühleinrichtung an der Stirnseite abschließt, zumindest ein Kanalsegment (16), das eine Vielzahl von axial angeordneten Kühlkanälen (18) auf einer Außenseite des Statormantels (10) aufweist sowie zumindest ein ringförmiges Verteilsegment (14), das zumindest eine durch Finnen (20) abgegrenzte Verteilfläche (22) zwischen dem Abschlusssegment (12) und dem Kanalsegment (16) aufweist, wobei auf der Innenseite des Statormantels (10) eine Vielzahl von Ausnehmungen (26) in axialer Richtung angeordnet sind, wobei mittels der abgegrenzten Verteilfläche (22) axiale Bereiche zur Umlenkung, Abtrennung und Verbindung der axialen Kühlkanäle (18) ausbildbar sind. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung der hier beschriebenen Kühleinrichtung zur Kühlung eines Elektromotors eines Kraftwagens.The invention relates to a cooling device of a stator for an electric motor of a motor vehicle, with an annular stator casing (10) comprising at least one closing segment (12) with a full outer radius, which closes the cooling device at the end face, at least one channel segment (16) which has a plurality of axially arranged cooling channels (18) on an outside of the stator shell (10) and at least one annular distribution segment (14) which has at least one distribution surface (22) delimited by fins (20) between the terminating segment (12) and the channel segment (16) , wherein a plurality of recesses (26) are arranged in the axial direction on the inside of the stator shell (10), with axial areas for deflecting, separating and connecting the axial cooling channels (18) being able to be formed by means of the delimited distribution surface (22). The invention also relates to the use of the cooling device described here for cooling an electric motor of a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung eines Stators für einen Elektromotor eines Kraftwagens, mit einem ringförmigen Statormantel umfassend zumindest ein Abschlusssegment mit vollem Außenradius, das die Kühleinrichtung an der Stirnseite abschließt, zumindest ein Kanalsegment, das eine Vielzahl von axial angeordneten Kühlkanälen auf einer Außenseite des Statormantels aufweist, sowie zumindest ein ringförmiges Verteilsegment, das zumindest eine durch Finnen abgegrenzte Verteilfläche zwischen dem Abschlusssegment und dem Kanalsegment aufweist, wobei auf der Innenseite des Statormantels eine Vielzahl von Ausnehmungen in axialer Richtung angeordnet sind, wobei mittels der abgegrenzten Verteilfläche axiale Bereiche zur Umlenkung, Abtrennung und Verbindung der axialen Kühlkanäle ausbildbar sind, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung der hier beschriebenen Kühleinrichtung zur Kühlung eines Elektromotors eines Kraftwagens.The invention relates to a cooling device of a stator for an electric motor of a motor vehicle, with an annular stator casing comprising at least one closing segment with a full outer radius, which closes the cooling device at the end face, at least one channel segment which has a plurality of axially arranged cooling channels on an outside of the stator casing , as well as at least one annular distribution segment, which has at least one distribution surface between the end segment and the channel segment delimited by fins, with a plurality of recesses being arranged in the axial direction on the inside of the stator shell, with axial areas for deflection, separation and Connection of the axial cooling channels can be formed, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to the use of the cooling device described here for cooling an electric motor of a motor vehicle.

Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen und Verfahren zu Kühlung eines Statormantels bekannt, wobei ringförmig angeordneten Statorsegmente verwendet werden, deren Achsen radial angeordnet sind.Devices and methods for cooling a stator jacket are known from the prior art, using annularly arranged stator segments whose axes are arranged radially.

Die DE 10 2009 034 235 A1 offenbart einen Stator eines Hybrid- oder Elektrofahrzeuges, mit einer Mehrzahl von im Wesentlichen ringförmig angeordneten Statorsegmenten, deren Achsen im Wesentlichen radial ausgerichtet sind, mit einer Kühlvorrichtung zur Kühlung des Stators. Zur Verbesserung der Kühlleistung weist die Kühlvorrichtung in den Statorsegmenten ausgebildete Rippen auf.The DE 10 2009 034 235 A1 discloses a stator of a hybrid or electric vehicle, with a plurality of essentially annularly arranged stator segments, the axes of which are essentially aligned radially, with a cooling device for cooling the stator. To improve the cooling performance, the cooling device has ribs formed in the stator segments.

Die DE 10 2013 021 392 A1 beschreibt einen Elektromotor mit einem Gehäuse, einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Stator, umfassend zumindest ein Stator-Blechpaket, und mit einem Innenläufer, wobei der Innenläufer in einer Ausnehmung des Stators angeordnet ist und zumindest abschnittsweise vom Stator umgeben ist, wobei eine Kühlvorrichtung mit mehreren mit einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlkanälen vorgesehen ist.The DE 10 2013 021 392 A1 describes an electric motor with a housing, a stator arranged within the housing, comprising at least one laminated stator core, and with an internal rotor, the internal rotor being arranged in a recess of the stator and at least partially surrounded by the stator, a cooling device with several with cooling channels through which a cooling medium can flow is provided.

Dokument DE 10 2015 214 180 A1 offenbart eine Kühleinheit eines Antriebsmotors zum Kühlen eines Stators des Antriebsmotors beinhaltet einen Führungspfad, welcher zwischen einer Innenseite eines Motorgehäuses und einer Außenseite des Stators angeordnet ist, und einen Flusspfad bildet, durch welchen ein Kühlmittel wiederholt in einer Axialrichtung des Stators fließt.document DE 10 2015 214 180 A1 discloses a cooling unit of a drive motor for cooling a stator of the drive motor includes a guide path which is disposed between an inside of a motor housing and an outside of the stator and forms a flow path through which a coolant flows repeatedly in an axial direction of the stator.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühleinrichtung auf dem Statormantel eines Elektromotors zu schaffen, deren einzelne Segmente vielfältig zu zusammenhängenden mäanderförmigen Kühlkanälen verbunden, oder auch in abgetrennte Bereiche unterteilt werden können.The object of the present invention is to create a cooling device on the stator casing of an electric motor, the individual segments of which can be connected in various ways to form connected meandering cooling channels, or they can also be divided into separate areas.

Diese Aufgabe wird durch eine Kühleinrichtung sowie deren Verwendung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a cooling device and its use according to the independent patent claims. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung eines Stators für einen Elektromotor eines Kraftwagens, mit einem ringförmigen Statormantel umfassend zumindest ein Abschlusssegment mit vollem Außenradius, das die Kühleinrichtung an der Stirnseite abschließt, zumindest ein Kanalsegment, das eine Vielzahl von axial angeordneten Kühlkanälen auf einer Außenseite des Statormantels aufweist ,sowie zumindest ein ringförmiges Verteilsegment, das zumindest eine durch Finnen abgegrenzte Verteilfläche zwischen dem Abschlusssegment und dem Kanalsegment aufweist, wobei auf der Innenseite des Statormantels eine Vielzahl von Ausnehmungen in axialer Richtung angeordnet sind, wobei mittels der abgegrenzten Verteilfläche axiale Bereiche zur Umlenkung, Abtrennung und Verbindung der axialen Kühlkanäle ausbildbar sind.A first aspect of the invention relates to a cooling device of a stator for an electric motor of a motor vehicle, with an annular stator casing comprising at least one closing segment with a full outer radius, which closes the cooling device on the end face, at least one channel segment, which has a plurality of axially arranged cooling channels on an outer side of the stator shell, as well as at least one annular distribution segment which has at least one distribution surface between the terminating segment and the channel segment delimited by fins, with a plurality of recesses being arranged in the axial direction on the inside of the stator shell, with axial areas for deflection by means of the delimited distribution surface , Separation and connection of the axial cooling channels can be formed.

Alternativ kann auch das Abschlusssegment entfallen und die Dichtheitsfunktion im Gehäuse realisiert werden. Hierbei kann das Gehäuse in radialer Richtung nach innen bis zum Außenradius des Verteilsegments reichen, so dass das Gehäuse zusammen mit dem Verteilsegment die Kühlkanäle abgrenzt. Des Weiteren kann auch eine Dichtung, insbesondere ein Elastomer, zwischen der Außenseite des Statormantels und dem Gehäuse eingebracht sein, welches dann zusammen mit dem Statormantel und dem Gehäuse den Kühlkanal abgrenzt.Alternatively, the end segment can be omitted and the tightness function can be implemented in the housing. Here, the housing can extend inward in the radial direction as far as the outer radius of the distribution segment, so that the housing, together with the distribution segment, delimits the cooling channels. Furthermore, a seal, in particular an elastomer, can also be introduced between the outside of the stator jacket and the housing, which then delimits the cooling channel together with the stator jacket and the housing.

Die Vielzahl von Ausnehmungen in axialer Richtung, die auf der Innenseite des Statormantels angeordnet sind, dienen zur Aufnahme von Wicklungen und Spulen des Elektromotors. Hierbei kann es sich sowohl um Einzelzahnwicklungen handeln, bei denen die Ausnehmungen die Freiräume zwischen Einzelzähnen darstellen oder auch um Ausnehmungen in Form von Nuten zur Aufnahme einer verteilten Wicklung, z.B. durch eine sogenannte Steckwicklung mit Hairpins oder I-Pins.The large number of recesses in the axial direction, which are arranged on the inside of the stator shell, are used to accommodate windings and coils of the electric motor. These can be single-tooth windings, in which the recesses represent the free spaces between individual teeth, or also recesses in the form of grooves to accommodate a distributed winding, e.g. by a so-called plug-in winding with hairpins or I-pins.

Die drei unterschiedlichen Segmente ermöglichen die Darstellung beliebiger Anordnungen und auch mehrflutiger Kühlkanäle. Durch das Abschlusssegment wird eine umlaufende Abgrenzung der Kühlkanäle in axiale Richtung erreicht. Mit dem Kanalsegment werden die axialen Kühlkanäle realisiert, die gemeinsam mit dem Verteilsegment eine Verbindung und Abtrennung der axialen Kühlkanäle in Umfangsrichtung bilden. Damit können die axialen Kühlkanäle über Bereiche, die durch das Verteilsegment aufgebaut werden zu einem zusammenhängenden mäanderförmigen Kühlkanal verbunden werden, welcher in axiale Richtung mit dem Abschlusssegment abgeschlossen werden können.The three different segments allow the display of any arrangements and also multi-flow cooling channels. A circumferential delimitation of the cooling channels in the axial direction is achieved by the closing segment. The axial cooling channels are implemented with the channel segment, which together with the distribution segment form a connection and separation of the axial cooling channels in the circumferential direction. This allows the axial cooling channels Areas that are built up by the distribution segment are connected to form a coherent meandering cooling channel, which can be closed off in the axial direction with the terminating segment.

Das Abschlusssegment ermöglicht axial außen ein abgeschlossenes Kühlsystem zu realisieren, welches dann folgend durch das Verteilsegment axiale Bereiche zur Umlenkung, Abtrennung und Verbindung der axialen Kühlkanäle aufweist, welche die axialen Kühlkanäle des Kanalsegments zu einem mäanderförmigen Kühlsystem zusammenschließen.The closure segment enables a closed cooling system to be implemented axially on the outside, which then has axial areas for deflecting, separating and connecting the axial cooling channels through the distribution segment, which connect the axial cooling channels of the channel segment to form a meandering cooling system.

Die Zuströmung des Kühlmediums kann über einen zentralen Verteilerkanal erfolgen. Die durch Finnen realisierten Umlenkungen sind im Verteilsegment integriert. Die segmentierte Kühleinrichtung ermöglicht eine hohe Formflexibilität.The inflow of the cooling medium can take place via a central distribution channel. The deflections implemented by fins are integrated in the distribution segment. The segmented cooling device enables a high degree of shape flexibility.

Zusätzliche Bauteile entfallen, da die durch Finnen realisierten Umlenkungen im Verteilsegment bereits integriert sind. Die Konstruktion ermöglicht einen hohen Wärmeübergang durch das Erzeugen einer großen Kühloberfläche. Darüber hinaus können definierte Strömungsverhältnisse durch gezielte Strömungsführung realisiert werden. Es ist eine hohe Variabilität durch das frei wählbare Verhältnis von parallelbefluteten Kühlkanälen des Kanalsegments zur Gesamtanzahl an Kühlkanälen mit einem Einlass und einem Auslass gegeben. Es entsteht nur ein geringer Druckverlust durch Parallelisierung.Additional components are not required, as the deflections implemented by fins are already integrated in the distribution segment. The construction enables high heat transfer by creating a large cooling surface. In addition, defined flow conditions can be implemented through targeted flow guidance. There is a high degree of variability due to the freely selectable ratio of parallel-flooded cooling channels in the channel segment to the total number of cooling channels with an inlet and an outlet. There is only a slight pressure loss due to parallelization.

Es ist in einer vorteilhaften Ausgestaltungsform vorgesehen, dass der Statormantel zumindest zwei Kanalsegmente mit einer Vielzahl von axial angeordneten Kühlkanälen umfasst.In an advantageous embodiment, it is provided that the stator casing comprises at least two channel segments with a large number of axially arranged cooling channels.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist zwischen zwei Kanalsegmenten zumindest ein Verteilsegment angeordnet.According to an advantageous embodiment, at least one distribution segment is arranged between two channel segments.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform weist das Verteilsegment zwei oder mehr durch Finnen abgegrenzte Verteilflächen auf, durch die axiale Bereiche zur Umlenkung, Abtrennung und Verbindung der axialen Kühlkanäle ausbildbar sind.According to a further advantageous embodiment, the distribution segment has two or more distribution surfaces delimited by fins, by means of which axial areas for deflecting, separating and connecting the axial cooling channels can be formed.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform verbinden eine Mehrzahl durch Finnen abgegrenzte Verteilflächen die axialen Kühlkanäle zu einem mäanderförmigen Kühlsystem. In dem mäanderförmigen Kühlsystem können mehrere Kompartimente vorliegen, in denen die Kühlflüssigkeit eine jeweils unterschiedliche Strömungsrichtung aufweist.In an advantageous embodiment, a plurality of distribution surfaces delimited by fins connect the axial cooling channels to form a meandering cooling system. In the meandering cooling system, there can be several compartments in which the cooling liquid has a different flow direction.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die Kühleinrichtung aus einer Mehrzahl von Verteilsegmenten und Kanalsegmenten gebildet und durch das Anordnen von zumindest zwei Abschlusssegmenten sind separat befüllbare Kühlsegmente ausbildbar. In den separat befüllbaren Kühlsegmenten kann die Kühlflüssigkeit eine jeweils unterschiedliche Strömungsrichtung aufweisen.In a further advantageous embodiment, the cooling device is formed from a plurality of distribution segments and channel segments, and separately fillable cooling segments can be formed by arranging at least two end segments. In the separately fillable cooling segments, the cooling liquid can each have a different flow direction.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltungsform besteht der Statorträger oder der Statortopf im Wesentlichen aus Blech.In another advantageous embodiment, the stator carrier or the stator pot consists essentially of sheet metal.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform bilden die durch Finnen abgegrenzten Verteilflächen und die axialen Kühlkanäle im Zuschnitt des Stators zusammen mit einem Statorträger oder einem Statortopf die Kühleinrichtung geschlossen aus.According to an advantageous embodiment, the distribution surfaces delimited by fins and the axial cooling channels in the cut of the stator together with a stator carrier or a stator pot form the cooling device in a closed manner.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die Kühlflüssigkeit Getriebeöl. Der Verzicht auf Wasser-Ethylen-Glykol bei der Elektromotorkühlung kann so mit der Kühleinrichtung realisiert werden.According to a further advantageous embodiment, the coolant is gear oil. The elimination of water-ethylene-glycol when cooling the electric motor can thus be achieved with the cooling device.

Gemäß einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltungsform kann sich der Außenradius der Abschlusssegmente durch Verklemmung mit dem Statorträger oder Statortopf selbst abdichten. Alternativ können Dichtmaterialien beziehungsweise Dichtungen beim Einfügen des Stators an den Abschlusssegmenten eingebracht werden.According to an additional advantageous embodiment, the outer radius of the end segments can self-seal by jamming with the stator carrier or stator pot. Alternatively, sealing materials or seals can be introduced into the end segments when inserting the stator.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung der Kühleinrichtung, wie hier beschrieben, zur Kühlung eines Elektromotors eines Kraftwagens.A second aspect of the invention relates to the use of the cooling device, as described here, for cooling an electric motor of a motor vehicle.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Vorrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Verwendung anzusehen und umgekehrt. Die Vorrichtung weist dazu gegenständliche Merkmale auf, welche eine Durchführung der Verwendung oder eine vorteilhafte Ausgestaltungsform davon ermöglichen.Advantageous embodiments of the device are to be regarded as advantageous embodiments of the use and vice versa. To this end, the device has objective features which enable the use to be carried out or an advantageous embodiment thereof.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugte Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and with reference to the drawings. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without the scope of the Invention to leave.

Dabei zeigen:

1 die Kühleinrichtung mit den Segmenten im Querschnitt;
2a einen Teilquerschnitt des Abschlusssegments 12 mit auf der Innenseite angeordneten Ausnehmungen 26;
2b einen Teilquerschnitt des Kanalsegments 16 mit auf der Innenseite angeordneten Ausnehmungen 26;
2c einen Teilquerschnitt des Verteilsegment 14 mit auf der Innenseite angeordneten Ausnehmungen 26;
3. die Kühleinrichtung mit den einzelnen Segmenten 12, 14 und 16 mit unterschiedlich ausgebildeten Kühlsegmenten.

Show:

1 the cooling device with the segments in cross section;
2a a partial cross-section of the end segment 12 with recesses arranged on the inside 26th ;
2 B a partial cross-section of the channel segment 16 with recesses arranged on the inside 26th ;
2c a partial cross-section of the distribution segment 14th with recesses arranged on the inside 26th ;
3 . the cooling device with the individual segments 12 , 14th and 16 with differently designed cooling segments.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.

Die 1 zeigt schematisch die Kühleinrichtung eines Stators für einen Elektromotor eines Kraftwagens, mit einem ringförmigen Statormantel 10. Die Kühleinrichtung besteht aus zwei Abschlusssegmenten 12, welche die Kühleinrichtung an den Stirnseiten abschließen und die jeweils mit einem Verteilsegment 14, das eine durch Finnen 20 abgegrenzte Verteilflächen 22 zwischen den ersten Abschlusssegment 12 und einem ersten Kanalsegment 16 aufweist. Zwischen den beiden Kanalsegmenten 16 die jeweils eine Vielzahl von axial angeordneten Kühlkanälen 18 auf einer Außenseite des Statormantels aufweisen ist ein weiteres Verteilsegment 14 angebracht, das mehrere durch Finnen 20 abgegrenzte Verteilflächen 22 zwischen den Kanalsegmenten 16 aufweist.The 1 shows schematically the cooling device of a stator for an electric motor of a motor vehicle, with an annular stator casing 10 . The cooling device consists of two end segments 12 , which complete the cooling device at the end faces and which each have a distribution segment 14th , one by Finns 20th delimited distribution areas 22nd between the first final segment 12 and a first channel segment 16 having. Between the two channel segments 16 each having a plurality of axially arranged cooling channels 18th Have on an outside of the stator shell is a further distribution segment 14th attached, the several by fins 20th delimited distribution areas 22nd between the channel segments 16 having.

Die Innenseiten der einzelnen Segmente 12, 14 und 16 des Statormantels 10 weisen jeweils eine Vielzahl von Ausnehmungen 26 auf. Diese Ausnehmungen 26 bilden im zusammengebauten Zustand aller einzelnen Segmente Ausnehmungen 26 in axialer Richtung zur Aufnahme einer Wicklung des Elektromotors. Diese Wicklung kann beispielsweise als eine verteilte Wicklung in Form einer Steckwicklung in Nuten des Statormantels 10 ausgeführt sein. Alternativ kann hierbei auch eine Einzelzahnwicklung zur Anwendung kommen.The inside of the individual segments 12 , 14th and 16 of the stator shell 10 each have a large number of recesses 26th on. These recesses 26th form recesses in the assembled state of all individual segments 26th in the axial direction to accommodate a winding of the electric motor. This winding can, for example, be a distributed winding in the form of a plug-in winding in slots in the stator jacket 10 be executed. Alternatively, a single tooth winding can also be used here.

Mittels der abgegrenzten Verteilflächen 22 sind axiale Bereiche zur Umlenkung, Abtrennung und Verbindung der axialen Kühlkanäle 18 der beiden Kanalsegmente 16 ausgebildet. Die durch Finnen 20 abgegrenzten Verteilflächen 22 verbinden die axialen Kühlkanäle 18 zu einem mäanderförmigen Kühlsystem.By means of the delimited distribution areas 22nd are axial areas for deflecting, separating and connecting the axial cooling channels 18th of the two channel segments 16 educated. The ones by Finns 20th demarcated distribution areas 22nd connect the axial cooling channels 18th to a meandering cooling system.

Die Kühleinrichtung ist aus einer Mehrzahl von Verteilsegmenten 14 und Kanalsegmenten 16 gebildet und durch das Anordnen von zwei Abschlusssegmenten 12 sind separat befüllbare Kühlsegmente ausbildbar.The cooling device consists of a plurality of distribution segments 14th and channel segments 16 formed and by arranging two end segments 12 separately fillable cooling segments can be formed.

Die durch Finnen 20 abgegrenzten Verteilflächen 22 und die axialen Kühlkanäle 18 im Zuschnitt des Stators bilden zusammen mit einem Statorträger oder einem Statortopf die Kühleinrichtung geschlossen aus.The ones by Finns 20th demarcated distribution areas 22nd and the axial cooling channels 18th in the cut of the stator, together with a stator carrier or a stator pot, the cooling device forms a closed form.

Der Außenradius der Abschlusssegmente 12 kann sich durch Verklemmung mit dem Statorträger oder Statortopf selbst abdichten. Alternativ können Dichtmaterialien beziehungsweise Dichtungen beim Einfügen des Stators an den Abschlusssegmenten 12 eingebracht werden.The outer radius of the end segments 12 can seal itself by jamming with the stator carrier or stator pot. Alternatively, sealing materials or seals can be used when inserting the stator on the terminating segments 12 be introduced.

Die 2a zeigt einen Teilquerschnitt des Abschlusssegments 12 mit auf der Innenseite angeordneten Ausnehmungen 26.The 2a shows a partial cross-section of the termination segment 12 with recesses arranged on the inside 26th .

Die 2b zeigt einen Teilquerschnitt des Kanalsegments 16, das eine Vielzahl von axial angeordneten Kühlkanälen 18 auf einer Außenseite des Statormantels aufweist, sowie auf der Innenseite angeordneten Ausnehmungen 26.The 2 B shows a partial cross-section of the channel segment 16 , which has a plurality of axially arranged cooling channels 18th has on an outside of the stator shell, as well as recesses arranged on the inside 26th .

Die 2c zeigt einen Teilquerschnitt des Verteilsegments 14, das zwei durch eine Finne 20 abgegrenzte Verteilflächen 22 aufweist, sowie auf der Innenseite angeordneten Ausnehmungen 26.The 2c shows a partial cross-section of the distribution segment 14th that two by one fin 20th delimited distribution areas 22nd has, as well as recesses arranged on the inside 26th .

Die 3 zeigt schematisch die Kühleinrichtung eines Stators für einen Elektromotor eines Kraftwagens, mit einem ringförmigen Statormantel 10 mit zwei Abschlusssegmenten 12 und zwei Kanalsegmenten 16, die jeweils durch ein Verteilsegment 14 getrennt sind. Das mittlere Verteilsegment enthält einen Einlass A und einen Auslass B zum Einbringen und Entfernen von Kühlflüssigkeit. Mittels der abgegrenzten Verteilflächen 22 sind axiale Bereiche zur Umlenkung, Abtrennung und Verbindung der axialen Kühlkanäle 18 der beiden Kanalsegmente 16 ausgebildet. Die durch Finnen 20 abgegrenzten Verteilflächen 22 verbinden die axialen Kühlkanäle 18 zu einem mäanderförmigen Kühlsystem. Die durch die Anordnung entstandenen Kühlsegmente sind untereinander verbunden. Die Strömungsrichtung s des Kühlmittels in den Kühlsegmenten ist abwechselnd von innen nach außen beziehungsweise von außen nach innen.The 3 shows schematically the cooling device of a stator for an electric motor of a motor vehicle, with an annular stator casing 10 with two end segments 12 and two channel segments 16 , each through a distribution segment 14th are separated. The middle distribution segment contains an inlet A. and an outlet B. for introducing and removing coolant. By means of the delimited distribution areas 22nd are axial areas for deflecting, separating and connecting the axial cooling channels 18th of the two channel segments 16 educated. The ones by Finns 20th demarcated distribution areas 22nd connect the axial cooling channels 18th to a meandering cooling system. The cooling segments created by the arrangement are interconnected. The direction of flow s of the coolant in the cooling segments is alternating from the inside to the outside and from the outside to the inside.

Dadurch, dass die Kühleinrichtung aus einer Mehrzahl von Verteilsegmenten 14 und Kanalsegmenten 16 gebildet ist und durch das Anordnen von zwei Abschlusssegmenten 12, können separat befüllbare Kühlsegmente ausgebildet werden.Because the cooling device consists of a plurality of distribution segments 14th and channel segments 16 is formed and by arranging two end segments 12 , separately fillable cooling segments can be formed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft die Verwendung der Kühleinrichtung wie hier beschrieben zur Kühlung eines Elektromotors eines Kraftwagens.One embodiment of the invention relates to the use of the cooling device as here described for cooling an electric motor of a motor vehicle.

Es ist in einer vorteilhaften Ausgestaltungsform vorgesehen, dass die Kühlflüssigkeit Getriebeöl ist.It is provided in an advantageous embodiment that the coolant is gear oil.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: StatormantelStator jacket
1212: AbschlusssegmentClosing segment
1414th: VerteilsegmentDistribution segment
1616: KanalsegmentChannel segment
1818th: KühlkanäleCooling channels
2020th: FinnenFinns
2222nd: VerteilflächenDistribution areas
2626th: AusnehmungRecess
AA.: Einlassinlet
BB.: AuslassOutlet
ss: StrömungsrichtungDirection of flow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102009034235 A1 [0003]DE 102009034235 A1 [0003]
DE 102013021392 A1 [0004]DE 102013021392 A1 [0004]
DE 102015214180 A1 [0005]DE 102015214180 A1 [0005]

Claims

Kühleinrichtung eines Stators für einen Elektromotor eines Kraftwagens, mit einem ringförmigen Statormantel (10) umfassend zumindest ein Abschlusssegment (12) mit vollem Außenradius, das die Kühleinrichtung an der Stirnseite abschließt, zumindest ein Kanalsegment (16), das eine Vielzahl von axial angeordneten Kühlkanälen (18) auf einer Außenseite des Statormantels (10) aufweist ,sowie zumindest ein ringförmiges Verteilsegment (14), das zumindest eine durch Finnen (20) abgegrenzte Verteilfläche (22) aufweist, wobei auf der Innenseite des Statormantels (10) eine Vielzahl von Ausnehmungen (26) in axialer Richtung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der abgegrenzten Verteilfläche (22) axiale Bereiche zur Umlenkung, Abtrennung und Verbindung der axialen Kühlkanäle (18) ausbildbar sind.Cooling device of a stator for an electric motor of a motor vehicle, with an annular stator casing (10) comprising at least one closing segment (12) with a full outer radius, which closes the cooling device at the end face, at least one channel segment (16), which has a plurality of axially arranged cooling channels ( 18) on an outside of the stator shell (10), as well as at least one annular distribution segment (14) which has at least one distribution surface (22) delimited by fins (20), a plurality of recesses (10) on the inside of the stator shell (10). 26) are arranged in the axial direction, characterized in that by means of the delimited distribution surface (22) axial areas for deflecting, separating and connecting the axial cooling channels (18) can be formed.

Kühleinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Statormantel (10) zumindest zwei Kanalsegmente (16) mit einer Vielzahl von axial angeordneten Kühlkanälen (18) umfasst.Cooling device after Claim 1 characterized in that the stator casing (10) comprises at least two channel segments (16) with a plurality of axially arranged cooling channels (18).

Kühleinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Kanalsegmenten (16) zumindest ein Verteilsegment (14) angeordnet ist.Cooling device after Claim 1 or Claim 2 characterized in that at least one distribution segment (14) is arranged between two channel segments (16).

Kühleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Verteilsegment (14) zwei oder mehr durch Finnen (20) abgegrenzte Verteilflächen (22) aufweist, durch die axiale Bereiche zur Umlenkung, Abtrennung und Verbindung der axialen Kühlkanäle (18) ausbildbar sind.Cooling device according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution segment (14) has two or more distribution surfaces (22) delimited by fins (20), through which axial areas for deflecting, separating and connecting the axial cooling channels (18) can be formed.

Kühleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl durch Finnen (20) abgegrenzte Verteilflächen (22), die axialen Kühlkanäle (18) zu einem mäanderförmigen Kühlsystem verbinden.Cooling device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of distribution surfaces (22) delimited by fins (20) connect the axial cooling channels (18) to form a meandering cooling system.

Kühleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung aus einer Mehrzahl von Verteilsegmenten (14) und Kanalsegmenten (16) gebildet ist und durch das Anordnen von zumindest zwei Abschlusssegmenten (12) separat befüllbare Kühlsegmente ausbildbar sind.Cooling device according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling device is formed from a plurality of distribution segments (14) and channel segments (16) and separately fillable cooling segments can be formed by arranging at least two end segments (12).

Kühleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Statorträger oder der Statortopf im Wesentlichen aus Blech besteht.Cooling device according to one of the preceding claims, characterized in that the stator carrier or the stator pot consists essentially of sheet metal.

Kühleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die durch Finnen (20) abgegrenzten Verteilflächen (22) und die axialen Kühlkanäle (18) im Zuschnitt des Stators zusammen mit einem Statorträger oder einem Statortopf die Kühleinrichtung geschlossen ausbilden.Cooling device according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution surfaces (22) delimited by fins (20) and the axial cooling channels (18) in the cut of the stator together with a stator carrier or a stator pot form the cooling device closed.

Kühleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlflüssigkeit Getriebeöl ist.Cooling device according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling liquid is gear oil.

Verwendung der Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Kühlung eines Elektromotors eines Kraftwagens.Use of the cooling device according to one of the Claims 1 to 9 for cooling an electric motor of a motor vehicle.