DE102020216226A1 - Electrical machine for driving a motor vehicle - Google Patents

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Martin Lang
Thomas Auer
Maria Lang
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs. Die elektrische Maschine umfasst insbesondere ein Statorkühlbuchsensystem, das wenigstens einen Luftkanal bildet, der getrennt von einem Fluidkanal (17) zwischen dem Statorkühlbuchsensystem und einem Gehäuse der elektrischen Maschine angeordnet ist. Luft strömt durch den wenigstens einen Luftkanal, wobei die Luft zuvor Wärme von zu kühlenden Komponenten der elektrischen Maschine aufgenommen hat. Der Fluidkanal (17) weist eine Zuflussöffnung (60) auf einer ersten Stirnseite (61) des Statorkühlbuchsensystems auf, wobei Fluid über die Zuflussöffnung (60) in den Fluidkanal (17) eintritt. Fluid, das durch den Fluidkanal (17) fließt, nimmt Wärme von der Luft auf, die durch den wenigstens einen Luftkanal strömt. Der Fluidkanal (17) weist ferner wenigstens eine Abflussöffnung (62) auf einer der ersten Stirnseite (61) abgewandten zweiten Stirnseite (63) des Statorkühlbuchsensystems auf, wobei das Fluid über die Abflussöffnung (62) aus dem Fluidkanal (17) abfließt.The invention relates to an electric machine for driving a motor vehicle. The electrical machine includes in particular a stator cooling bushing system which forms at least one air duct which is arranged separately from a fluid duct (17) between the stator cooling bushing system and a housing of the electrical machine. Air flows through the at least one air duct, the air having previously absorbed heat from components of the electrical machine that are to be cooled. The fluid channel (17) has an inflow opening (60) on a first end face (61) of the stator cooling sleeve system, fluid entering the fluid channel (17) via the inflow opening (60). Fluid flowing through the fluid channel (17) absorbs heat from the air flowing through the at least one air channel. The fluid channel (17) also has at least one outflow opening (62) on a second end face (63) of the stator cooling sleeve system that faces away from the first end face (61), the fluid flowing out of the fluid channel (17) via the outflow opening (62).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to an electric machine for driving a motor vehicle.

Eine elektrische Maschine, die ein Kraftfahrzeug antreibt, wird mit hohen Leistungen betrieben. Dies bedeutet, jedoch auch, dass viel Wärme entsteht, die als Abwärme von der elektrischen Maschine möglichst gut abgeführt werden muss, um beispielsweise Lager oder eine Rotorwelle der elektrischen Maschine nicht zu schädigen. In diesem Zusammenhang offenbart die DE 10 2005 000 642 A1 ein Kühlsystem für einen elektrischen Motor, wobei das Kühlsystem eine Kühlleitung einschließt, die zwischen einem Kühlmantel und einer separaten Komponentenoberfläche gebildet ist. Die separate Komponentenoberfläche kann wenigstens einen Teil einer Wand der Kühlleitung definieren. Die Kühlleitung kann so konfiguriert sein, dass sie eine Kühlflüssigkeit längs wenigstens eines Teils der separaten Komponentenoberfläche lenkt und Wärme vom elektrischen Motor abführt. Ein Einlassanschluss kann in Strömungsmittelverbindung mit der Kühlleitung sein. Der Einlassanschluss kann so konfiguriert sein, dass er Kühlflüssigkeit aufnimmt und Kühlflüssigkeit in die Kühlleitung einführt. Ein Auslassanschluss kann in Strömungsmittelverbindung mit der Kühlleitung stehen. Die durch die hohen Leistungen in einer elektrischen Maschine entstehende Wärme kann darüber hinaus auch leistungsgrenzend sein. Ab Erreichen einer bestimmten Wickelkopftemperatur senkt typischerweise eine Steuerung der elektrischen Maschine deren Leistung, was auch unter dem Begriff „Derating“ bekannt ist.An electrical machine that drives a motor vehicle is operated at high power. However, this also means that a lot of heat is generated, which must be dissipated as efficiently as possible from the electrical machine as waste heat, for example in order not to damage bearings or a rotor shaft of the electrical machine. In this context, the DE 10 2005 000 642 A1 a cooling system for an electric motor, the cooling system including a cooling conduit formed between a cooling jacket and a separate component surface. The discrete component surface can define at least a portion of a wall of the cooling conduit. The cooling conduit may be configured to direct a cooling liquid along at least a portion of the discrete component surface and remove heat from the electric motor. An inlet port may be in fluid communication with the cooling line. The inlet port can be configured to receive cooling liquid and introduce cooling liquid into the cooling line. An outlet port may be in fluid communication with the cooling line. The heat generated by the high power in an electrical machine can also limit the power. Once a certain end winding temperature has been reached, a control of the electrical machine typically reduces its power, which is also known as "derating".

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, Abwärme einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs mit einfachen Mitteln besser abzuführen.One object of the present invention can be seen as better dissipating waste heat from an electrical machine of a motor vehicle using simple means.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.The object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the following description and the figures.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Kühlkonzept für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs bereit. Die elektrische Maschine kann insbesondere zum Antrieb des Kraftfahrzeugs dienen, entweder allein oder in Kombination mit einem Verbrennungskraftmotor. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Kühlkonzept mit einer Luftkühlung, gemäß welcher Luft durch Bereiche geführt wird, in denen die Wärmeaufnahme und Wärmeabgabe bestmöglich funktioniert. Dabei ist vorgesehen, dass die Luft ihre aufgenommene Wärme durch Umströmung einer Stator-Wassermantelkühlung abgibt (Abkühlung der Luft). Die Luft strömt dabei örtlich getrennt von der Stator-Wassermantelkühlung und kann an diese günstigerweise sehr viel Wärme abgeben. Mit anderen Worten kann Luft, die innerhalb der elektrischen Maschine Wärme von zu kühlenden Komponenten aufgenommen hat (z.B. Aufnahme der Wärme bei Durchströmung einer Rotorwelle der elektrischen Maschine), diese Wärme optimal an eine wassergekühlte Statorkühlbuchse abgeben.The present invention provides a cooling concept for an electric machine of a motor vehicle. The electrical machine can be used in particular to drive the motor vehicle, either alone or in combination with an internal combustion engine. According to the present invention, a cooling concept with air cooling, according to which air is guided through areas in which the heat absorption and heat dissipation works in the best possible way. It is provided that the air gives off the heat it has absorbed by flowing around a stator water jacket cooling system (cooling of the air). The air flows locally separately from the stator water jacket cooling and can advantageously give off a lot of heat to it. In other words, air that has absorbed heat from components to be cooled within the electrical machine (e.g. absorbing heat when flowing through a rotor shaft of the electrical machine) can optimally transfer this heat to a water-cooled stator cooling sleeve.

Dabei ist eine möglichst große Fläche der Luft-Umströmung günstig (optimal sind 360° um die Stator-Wassermantelkühlung. Dies wiederum macht einen Kühlwasserzulauf bzw. Kühlwasserablauf über eine äußere Mantelfläche der Statorkühlbuchse schwierig (technisch und preislich aufwendig), wobei eine Abdichtung von Kühlwasser gegenüber der dazwischenliegenden Luftströmung realisiert werden müsste. Zum Lösen dieser Aufgabe ist insbesondere vorgesehen, die genannte schwierige und aufwendige Zuleitung und Ableitung von Kühlwasser über die äußere Mantelfläche sowie die Abdichtung gegenüber der dazwischenliegende Luftströmung zu umgehen, indem man eine Zuleitung und eine Ableitung von Kühlwasser an den Stirnflächen einer Statorkühlbuchse realisiert.The largest possible area of air flow around is favorable (optimal is 360° around the stator water jacket cooling). This in turn makes a cooling water inlet or cooling water outlet difficult (technically and expensively) via an outer jacket surface of the stator cooling sleeve, with a sealing of cooling water opposite the intervening air flow would have to be realized.To solve this task, it is intended in particular to bypass the difficult and complex supply and discharge of cooling water via the outer jacket surface and the sealing against the intervening air flow by connecting a supply line and a discharge line for cooling water to the Realized end faces of a stator cooling sleeve.

In diesem Sinne wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine elektrische Maschine zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Die elektrische Maschine umfasst einen Stator mit einem Statorkern, ein Statorkühlbuchsensystem und ein Gehäuse. Das Statorkühlbuchsensystem kann eine einteilige Statorkühlbuchse oder wenigstens zwei separate und koaxial zueinander angeordnete Statorkühlbuchsen umfassen. Das Statorkühlbuchsensystem umgibt den Statorkern außen in einer radialen Richtung der elektrischen Maschine. Das Gehäuse umgibt das Statorkühlbuchsensystem außen in der radialen Richtung der elektrischen Maschine. Das Statorkühlbuchsensystem bildet einen Fluidkanal, der innerhalb des Statorkühlbuchsensystems angeordnet ist, wobei ein Fluid (insbesondere ein Kühlwasser, z.B. eine Mischung aus Wasser und Glysantin) durch den Fluidkanal fließt und dabei Wärme von dem Statorkern aufnimmt (Stator-Wassermantelkühlung).In this sense, according to a first aspect of the invention, an electric machine for driving a motor vehicle is provided. The electric machine includes a stator with a stator core, a stator cooling sleeve system and a housing. The stator cooling bushing system can comprise a one-piece stator cooling bushing or at least two separate stator cooling bushings arranged coaxially to one another. The stator cooling sleeve system surrounds the stator core on the outside in a radial direction of the electric machine. The housing surrounds the stator cooling sleeve system on the outside in the radial direction of the electric machine. The stator cooling sleeve system forms a fluid channel which is arranged within the stator cooling sleeve system, with a fluid (particularly a cooling water, e.g. a mixture of water and Glysantin) flowing through the fluid channel and thereby absorbing heat from the stator core (stator water jacket cooling).

Das Statorkühlbuchsensystem bildet weiterhin wenigstens einen Luftkanal, der getrennt von dem Fluidkanal zwischen dem Statorkühlbuchsensystem und dem Gehäuse angeordnet ist, wobei Luft durch den wenigstens einen Luftkanal strömt, wobei die Luft zuvor Wärme von zu kühlenden Komponenten der elektrischen Maschine aufgenommen hat. Der Fluidkanal weist eine Zuflussöffnung auf einer ersten Stirnseite des Statorkühlbuchsensystems auf, wobei das Fluid über die Zuflussöffnung in den Fluidkanal eintritt. Das Fluid, das durch den Fluidkanal fließt, nimmt Wärme von der Luft auf, die durch den wenigstens einen Luftkanal strömt (Abkühlung der Luft). Der Fluidkanal weist ferner wenigstens eine Abflussöffnung auf einer der ersten Stirnseite abgewandten zweiten Stirnseite des Statorkühlbuchsensystems auf, wobei das Fluid über die Abflussöffnung aus dem Fluidkanal abfließt. Der Fluidkanal kann insbesondere einen Teil oder Abschnitt eines Kühlwasserkreislaufs der elektrischen Maschine bilden. Dieser Kühlwasserkreislauf weist insbesondere einen Wärmetauscher und eine Pumpe auf, die sowohl innerhalb der elektrischen Maschine als auch außerhalb der elektrischen Maschine angeordnet sein können.The stator cooling bushing system also forms at least one air duct, which is arranged separately from the fluid duct between the stator cooling bushing system and the housing, with air flowing through the at least one air duct, the air having previously absorbed heat from components of the electrical machine to be cooled. The fluid channel has an inflow opening on a first end face of the stator cooling sleeve system, the fluid entering the fluid channel via the inflow opening. The fluid passing through the Flowing fluid channel absorbs heat from the air flowing through the at least one air channel (cooling of the air). The fluid channel also has at least one outflow opening on a second end face of the stator cooling bushing system, facing away from the first end face, with the fluid flowing out of the fluid channel via the outflow opening. The fluid channel can in particular form a part or section of a cooling water circuit of the electrical machine. This cooling water circuit has, in particular, a heat exchanger and a pump, which can be arranged both inside the electric machine and outside the electric machine.

Die Erfindung ermöglicht eine Luftführung um das Statorkühlbuchsen herum in sehr großen Flächen, da kein Zulauf und Ablauf von Fluid über die äußere Mantelfläche des Statorkühlbuchsensystems erfolgen muss. Die Luft, die Wärme von den zu kühlenden Komponenten der elektrischen Maschine aufgenommen hat, kann weiterhin einen Teil dieser Wärme nach außen an eine Umgebung der elektrischen Maschine abgeben, sodass die Luft besonders intensiv rückgekühlt wird und anschließend wieder Wärme aufnehmen kann, um die Elemente der elektrischen Maschine weiter zu kühlen (geschlossener Luftkreislauf). Dadurch, dass der Luftkanal und der Fluidkanal durch das Statorkühlbuchsensystem geformt werden und die Fluidanschlüsse stirnseitig angeordnet sind, ergeben sich eine geringe Anzahl und Komplexität von Bauteilen und damit geringere Kosten. Das Statorkühlbuchsensystem kann in eine Bohrung des Gehäuses eingesetzt werden, wobei die Bohrung einfach maschinell zu fertigen ist. Weiterhin nimmt das Statorkühlbuchsensystem einen besonders geringen Bauraum in Anspruch. Das Statorkühlbuchsensystem hat optimale Wärmeabgabeeigenschaften da die Luft sehr nahe an dem durch den Fluidkanal fließenden Fluid vorbeiströmt, und über dieses Fluid die meiste Wärme aus dem System abgeführt wird.The invention enables air to be routed around the stator cooling sleeves over very large areas, since fluid does not have to flow in and out via the outer lateral surface of the stator cooling sleeve system. The air that has absorbed heat from the components of the electrical machine to be cooled can continue to give off some of this heat to the outside of an area surrounding the electrical machine, so that the air is recooled particularly intensively and can then absorb heat again to the elements of the continue to cool the electrical machine (closed air circuit). Due to the fact that the air duct and the fluid duct are formed by the stator cooling sleeve system and the fluid connections are arranged on the front side, the number and complexity of components and therefore lower costs result. The stator cooling sleeve system can be inserted into a bore of the housing, the bore being easily machined. Furthermore, the stator cooling sleeve system takes up a particularly small amount of space. The stator cooling sleeve system has optimal heat dissipation characteristics because the air flows very close to the fluid flowing through the fluid channel and it is through this fluid that most of the heat is removed from the system.

In einer Ausführungsform ist das Statorkühlbuchsensystem zweiteilig aufgebaut und umfasst eine innere Statorkühlbuchse sowie eine äußere Statorkühlbuchse. Die innere Statorkühlbuchse umgibt den Statorkern außen in der radialen Richtung der elektrischen Maschine, wobei die äußere Statorkühlbuchse die innere Statorkühlbuchse in der radialen Richtung der elektrischen Maschine außen umgibt, und wobei das Gehäuse die äußere Statorkühlbuchse in der radialen Richtung der elektrischen Maschine außen umgibt. Die innere Statorkühlbuchse bildet dabei den Fluidkanal, einschließlich der Zuflussöffnung und der Abflussöffnung. Die äußere Statorkühlbuchse bildet den wenigstens einen Luftkanal. Mithilfe der äußeren Statorkühlbuchse, vorzugsweise mit Luftspalten/Luftkanälen und Stegen als „Diagonalbuchse“ (d.h. diagonale Stege) ausgeführt, lassen sich enorm viele Vorteile für die Luftkühlung auf einfache Weise realisieren. So kann beispielsweise die äußere Statorkühlbuchse über ihre Innenfläche die Wasserkühlung (Fluidkanal) der inneren Statorkühlbuchse abdichten. Dabei kann ebenso ein einfachstes Dichtungskonzept zum Einsatz kommen, z.B. mit lediglich zwei O-Ringen an voneinander abgewandten Stirnseiten der äußeren und inneren Statorkühlbuchse.In one embodiment, the stator cooling bushing system is constructed in two parts and includes an inner stator cooling bushing and an outer stator cooling bushing. The inner stator cooling sleeve surrounds the stator core outside in the radial direction of the electric machine, the outer stator cooling sleeve surrounds the inner stator cooling sleeve in the radial direction of the electric machine, and the housing surrounds the outer stator cooling sleeve outside in the radial direction of the electric machine. The inner stator cooling sleeve forms the fluid channel, including the inflow opening and the outflow opening. The outer stator cooling sleeve forms the at least one air duct. With the help of the outer stator cooling bush, preferably designed with air gaps/air ducts and webs as a "diagonal bush" (i.e. diagonal webs), an enormous number of advantages for air cooling can be realized in a simple manner. For example, the inner surface of the outer stator cooling sleeve can seal off the water cooling (fluid channel) of the inner stator cooling sleeve. The simplest sealing concept can also be used, e.g. with only two O-rings on the end faces of the outer and inner stator cooling sleeves that face away from each other.

Der Fluidkanal kann beispielsweise spiralförmig oder mäanderförmig (evtl. in Conti-Voranmeldung nachlesen) bzw. slalomförmig verlaufen.The fluid channel can run, for example, in a spiral or meander shape (possibly read the Conti pre-registration) or in a slalom shape.

In einer Ausführungsform ist die Zuflussöffnung derart geformt, dass das Fluid in einer axialen Richtung der elektrischen Maschine in den Fluidkanal eintritt, wobei die Abflussöffnung derart geformt ist, dass das Fluid ebenfalls in der axialen Richtung der elektrischen Maschine aus dem Fluidkanal austritt.In one embodiment, the inflow opening is shaped such that the fluid enters the fluid channel in an axial direction of the electric machine, the outflow opening being shaped such that the fluid also exits the fluid channel in the axial direction of the electric machine.

Das Gehäuse kann einen Fluidversorgungskanal formen, über welchen der elektrischen Maschine das Fluid zugeführt wird. Der Fluidversorgungskanal kann beispielsweise durch eine Bohrung in dem Gehäuse umgesetzt werden. Der Fluidversorgungskanal kann in der radialen Richtung durch das Gehäuse, wobei der Fluidversorgungskanal mit der Zuflussöffnung verbunden ist, sodass das Fluid aus dem Fluidversorgungskanal in die Zuflussöffnung fließt. Durch den radialen Verlauf des Fluidversorgungskanals kann dieser besonders kurz ausgeführt sein. Der Fluidversorgungskanal kann als Hydraulikanschluss bezeichnet werden, über welchen insbesondere Kühlwasser durch das Motorgehäuse in den Fluidkanal geleitet wird, insbesondere über ein im Folgenden beschriebenes Fluidverteilerelement.The housing can form a fluid supply channel, via which the fluid is supplied to the electrical machine. The fluid supply channel can be implemented, for example, through a bore in the housing. The fluid supply channel can pass through the housing in the radial direction, the fluid supply channel being connected to the inflow opening, so that the fluid flows out of the fluid supply channel into the inflow opening. Due to the radial course of the fluid supply channel, it can be made particularly short. The fluid supply channel can be referred to as a hydraulic connection, via which in particular cooling water is conducted through the motor housing into the fluid channel, in particular via a fluid distribution element described below.

Um den Fluidversorgungskanal des Gehäuses optimal mit dem Eingang des Fluidkanals des Statorkühlbuchsensystems fluidtechnisch zu verbinden, kann die elektrische Maschine ein Fluidverteilerelement umfassen. Der Fluidversorgungskanal ist dabei mit dem Fluidverteilerelement verbunden, sodass Fluid aus dem Fluidversorgungskanal in das Fluidverteilerelement fließt. Andererseits ist das Fluidverteilerelement mit der Zuflussöffnung verbunden, sodass Fluid aus dem Fluidverteilerelement in die Zuflussöffnung fließt. Das Fluidverteilerelement formt einen Umlenkkanal, sodass das Fluid innerhalb des Fluidverteilerelements von der radialen Richtung (in welche es durch den Fluidversorgungskanal gelenkt wird) in die axiale Richtung (in welcher es in den Fluidkanal einströmen soll) umgelenkt wird, bevor es in die Zuflussöffnung fließt.In order to optimally fluidically connect the fluid supply channel of the housing to the inlet of the fluid channel of the stator cooling sleeve system, the electric machine can include a fluid distributor element. The fluid supply channel is connected to the fluid distributor element, so that fluid flows from the fluid supply channel into the fluid distributor element. On the other hand, the fluid distribution element is connected to the inflow opening, so that fluid flows out of the fluid distribution element into the inflow opening. The fluid distributor element forms a deflection channel, so that the fluid within the fluid distributor element is deflected from the radial direction (in which it is directed by the fluid supply channel) into the axial direction (in which it is intended to flow into the fluid channel) before it flows into the inflow opening.

Um Fluid auf der Ausgangsseite des Fluidkanals optimal aus diesem abzuführen, formt das Gehäuse in einer weiteren Ausführungsform einen Fluidabfuhrkanal, über welchen das Fluid aus der elektrischen Maschine abgeführt wird. Der Fluidabfuhrkanal kann beispielsweise durch eine Bohrung in dem Gehäuse umgesetzt werden. Der Fluidabfuhrkanal verläuft bevorzugt in der axialen Richtung durch das Gehäuse, wobei der Fluidabfuhrkanal mit der Abflussöffnung (aus welcher das Fluid insbesondere in der axialen Richtung abfließt) verbunden ist, sodass das Fluid aus der Abflussöffnung des Fluidkanals in den Fluidabfuhrkanal des Gehäuses fließt. Es können auch mehrere der vorstehend beschriebenen Fluidabfuhrkanäle vorgesehen sein, die insbesondere baulich und strömungstechnisch parallel angeordnet sind. Durch den axialen Verlauf des Fluidablasskanals kann dieser besonders kurz ausgeführt sein. Das in der axialen Richtung aus der Abflussöffnung fließende Fluid muss dabei nicht umgelenkt werden, wenn es in den Fluidablasskanal geleitet wird.In order to optimally discharge fluid on the outlet side of the fluid channel from this, the housing forms a further embodiment Fluid discharge channel through which the fluid is discharged from the electrical machine. The fluid discharge channel can be implemented, for example, through a bore in the housing. The fluid discharge channel preferably runs through the housing in the axial direction, with the fluid discharge channel being connected to the outflow opening (from which the fluid flows out, in particular in the axial direction), so that the fluid flows out of the outflow opening of the fluid channel into the fluid outflow channel of the housing. It is also possible for several of the fluid discharge channels described above to be provided, which are arranged in parallel in particular structurally and in terms of flow. Due to the axial course of the fluid discharge channel, it can be made particularly short. The fluid flowing out of the outflow opening in the axial direction does not have to be deflected when it is guided into the fluid outflow channel.

Mittels eines oder mehrerer Anschlagelemente können das Gehäuse und das Statorkühlbuchsensystem (sowie die darin aufgenommenen Elemente) zueinander ausgerichtet werden, wobei das Statorkühlbuchsensystem (sowie die darin aufgenommenen Elemente) insbesondere in das Gehäuse eingepresst werden, bis das oder die Anschlagelemente einen oder mehrere Gegenanschläge des Gehäuses erreichen. In diesem Sinne formt die innere Statorkühlbuchse in einer weiteren Ausführungsform mehrere Anschlagselemente, welche in der axialen Richtung einen stirnseitigen Abschluss des Statorkühlbuchsensystems bilden, wobei die Anschlagselemente an wenigstens einem korrespondierenden Anschlag des Gehäuses anliegen, sodass das Gehäuse und das Statorkühlbuchsensystem zueinander ausgerichtet sind. Dabei fluchten auf der ersten Stirnseite des Statorkühlbuchsensystems insbesondere der Fluidversorgungskanal mit dem Fluidverteilerelement sowie das Fluidverteilerelement mit der Zuflussöffnung des Fluidkanals. Auf der zweiten Stirnseite des Statorkühlbuchsensystems fluchtet insbesondere der Fluidkanal mit der Abflussöffnung des Fluidablasskanals.The housing and the stator cooling bush system (and the elements accommodated therein) can be aligned with one another by means of one or more stop elements, with the stator cooling bush system (and the elements accommodated therein) being pressed in particular into the housing until the stop element or elements one or more counter-stops of the housing reach. In this sense, in a further embodiment, the inner stator cooling bushing forms a plurality of stop elements, which form a frontal closure of the stator cooling bushing system in the axial direction, the stop elements bearing against at least one corresponding stop of the housing, so that the housing and the stator cooling bushing system are aligned with one another. In particular, the fluid supply channel is aligned with the fluid distributor element and the fluid distributor element is aligned with the inflow opening of the fluid channel on the first end face of the stator cooling sleeve system. On the second end face of the stator cooling sleeve system, the fluid channel in particular is aligned with the outflow opening of the fluid drain channel.

Nach Durchströmen des Fluidkanals kann das Fluid über einen oder mehrere Abflüsse (Bohrungen) das Statorkühlbuchsensystem verlassen und über das Gehäuse aus der elektrischen Maschine gelangen. Von dort kann das Fluid über einen externen Kühler, der z.B. am Fahrzeugchassis befestigt ist, abgekühlt werden. Mittels einer Kühlwasserpumpe kann ein Kreislauf bzw. ein Zirkulieren des Fluids realisiert werden. In diesem Sinne umfasst gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ein Kühlwasserkreislauf eine elektrische Maschine nach dem ersten Aspekt der Erfindung sowie einen Wärmetauscher und eine Kühlwasserpumpe, wobei der Wärmetauscher und die Kühlwasserpumpe außerhalb der elektrischen Maschine angeordnet sind. Der Wärmetauscher ist dabei dazu eingerichtet, aus dem Fluidkanal kommendes Fluid abzukühlen, und die Kühlwasserpumpe ist dazu eingerichtet, Fluid innerhalb des Kühlwasserkreislaufs zu fördern, sodass es zwischen dem Fluidkanal und dem Wärmetauscher zirkuliert.After flowing through the fluid channel, the fluid can leave the stator cooling sleeve system via one or more drains (holes) and can get out of the electric machine via the housing. From there, the fluid can be cooled using an external cooler that is attached to the vehicle chassis, for example. A circuit or a circulation of the fluid can be realized by means of a cooling water pump. In this sense, according to a second aspect of the invention, a cooling water circuit comprises an electrical machine according to the first aspect of the invention and a heat exchanger and a cooling water pump, the heat exchanger and the cooling water pump being arranged outside the electrical machine. The heat exchanger is set up to cool fluid coming from the fluid channel, and the cooling water pump is set up to convey fluid within the cooling water circuit so that it circulates between the fluid channel and the heat exchanger.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der Luftkanal in einer axialen Richtung der elektrischen Maschine von einer ersten Stirnseite der äußeren Statorkühlbuchse bis zu einer zweiten Stirnseite der äußeren Statorkühlbuchse, wobei die äußere Statorkühlbuchse einen ersten Steg und einen zweiten Steg formt. Der erste Steg und der zweite Steg stehen dabei von einer äußeren Mantelfläche der äußeren Statorkühlbuchse in der radialen Richtung der elektrischen Maschine nach außen ab, wobei der erste Steg und der zweite Steg in einer Umfangsrichtung der äußeren Statorkühlbuchse zwischen sich den Luftkanal begrenzen. Darüber hinaus können mehr als die zwei Stege vorgesehen sein, z.B. ein dritter Steg und ein vierter Steg, die dann entsprechend mehrere Kühlkanäle zwischen sich begrenzen. Die Stege sind über die äußere Mantelfläche verteilt, z.B. äquidistant und oder parallel zueinander. Der erste Steg und der zweite Steg können insbesondere in radialer Richtung besonders niedrig von der äußeren Mantelfläche nach außen abstehen, z.B. einige Millimeter, und besonders weit voneinander beabstandet sein, z.B. ein Vielfaches von 10 mm, sodass sehr breite, aber niedrige Luftkanäle entstehen. Die äußere Statorkühlbuchse hat dann optimale Wärmeabgabeeigenschaften, da die Luft in sehr breiten aber niedrigen Luftspalten strömen kann.According to a further embodiment, the air duct extends in an axial direction of the electric machine from a first end face of the outer stator cooling liner to a second end face of the outer stator cooling liner, the outer stator cooling liner forming a first web and a second web. The first web and the second web protrude outwards from an outer lateral surface of the outer stator cooling sleeve in the radial direction of the electrical machine, the first web and the second web delimiting the air duct between them in a circumferential direction of the outer stator cooling sleeve. In addition, more than the two webs can be provided, e.g. a third web and a fourth web, which then correspondingly delimit a plurality of cooling channels between them. The webs are distributed over the outer lateral surface, e.g. equidistant and/or parallel to one another. The first web and the second web can protrude outwards from the outer lateral surface particularly low, especially in the radial direction, e.g. a few millimeters, and be spaced particularly far apart, e.g. a multiple of 10 mm, so that very wide but low air ducts are created. The outer stator cooling sleeve then has optimal heat dissipation properties, since the air can flow in very wide but low air gaps.

Der erste Steg und der zweite Steg können geradlinig und parallel zu der axialen Richtung der elektrischen Maschine verlaufen, sodass der Luftkanal ebenfalls parallel zu der axialen Richtung der elektrischen Maschine verläuft.The first web and the second web can run in a straight line and parallel to the axial direction of the electrical machine, so that the air duct also runs parallel to the axial direction of the electrical machine.

Besonders bevorzugt können die Stege diagonal (Diagonalbuchse) entlang der Mantelfläche verlaufen. Da die Luft aufgrund der Drehrichtung der elektrischen Maschine bzw. deren Rotorwelle einen Drall erhält, weist eine Diagonalbuchse besonders gute Strömungseigenschaften für die Luft auf, was durch Strömungssimulationen der Erfinder validiert wurde. Als besonders gute Luftströmungseigenschaften sind in diesem Zusammenhang insbesondere geringe Verwirbelungen, ein geringer Rückstau, gute Anströmung von „heißen“ Komponenten und geringe „Blind-spots“ hinsichtlich der Anströmung zu nennen. In diesem Zusammenhang verlaufen gemäß einer weiteren Ausführungsform der erste Steg und der zweite Steg geradlinig und angewinkelt zu der axialen Richtung der elektrischen Maschine, sodass der Luftkanal diagonal entlang der äußeren Mantelfläche der äußeren Statorkühlbuchse verläuft.Particularly preferably, the webs can run diagonally (diagonal bushing) along the lateral surface. Since the air is twisted due to the direction of rotation of the electrical machine or its rotor shaft, a diagonal bush has particularly good flow properties for the air, which the inventors validated by flow simulations. In this context, particularly good air flow properties include low turbulence, low back pressure, good flow of “hot” components and few “blind spots” with regard to the flow. In this context, according to a further embodiment, the first web and the second web run in a straight line and at an angle to the axial direction of the electric machine, so that the air duct runs diagonally along the outer surface of the outer stator cooling sleeve runs.

Ferner können der erste Steg und der zweite Steg eine radial äußere Abstützfläche formen, mit welcher sich die äußere Statorkühlbuchse - und die radial innerhalb der Statorkühlbuchse befindlichen Elemente der elektrischen Maschine - an dem Gehäuse der elektrischen Maschine abstützen können. Gemäß dieser Ausführungsform stützen sich somit die Buchsen und nahezu die ganze elektrische Maschine über die Stege am Motorgehäuse ab, z.B. über einen Presssitz zu dem Gehäuse der elektrischen Maschine. Die Buchse muss nicht zwangsweise in das Motorgehäuse eingepresst sein, ist dies jedoch vorzugsweise. Es könnte auch eine Übergangspassung oder Spielpassung sein und ein anderes Maschinenelement z.B. ein Bolzen, dafür sorgen, dass sich die Buchse im Motorgehäuse nicht verdreht.Furthermore, the first web and the second web can form a radially outer support surface with which the outer stator cooling sleeve—and the elements of the electrical machine located radially inside the stator cooling sleeve—can be supported on the housing of the electrical machine. According to this embodiment, the sockets and almost the entire electrical machine are supported on the motor housing via the webs, e.g. via a press fit to the housing of the electrical machine. The bush does not necessarily have to be pressed into the motor housing, but this is preferably the case. It could also be a transition fit or clearance fit and another machine element, e.g. a bolt, to ensure that the bushing does not twist in the motor housing.

Besonders effektiv und effizient ist die Kühlung der elektrischen Maschine, wenn eine Luftkühlung ermöglicht wird, gemäß derer Luft innerhalb der elektrischen Maschine zirkuliert und dabei einerseits Wärme von zu kühlenden Komponenten aufnimmt, z.B. von den Wickelköpfen oder von einer Rotorwelle, und andererseits wieder abgeben kann, insbesondere an eine äußere Umgebung der elektrischen Maschine. Das Statorkühlbuchsensystem ermöglicht dabei über die Luftspalte bzw. über den wenigstens einen Luftkanal, dass ein Luftkreislauf mit Wärmeaufnahmebereich und Wärmeabgabebereich entstehen kann. Durch einen Ventilator kann ein zirkulierender Volumenstrom Luft innerhalb des Luftkreislaufs generiert werden. In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die elektrische Maschine einen geschlossenen Luftkreislauf und einen Ventilator umfasst, der innerhalb des geschlossenen Luftkreislaufs angeordnet ist. Dabei bildet der wenigstens eine Luftkanal einen Abschnitt des geschlossenen Luftkreislaufs. Der Ventilator fördert dabei Luft innerhalb des geschlossenen Luftkreislaufs, d. h. er bringt Luft, die sich innerhalb des geschlossenen Luftkreislauf befindet, zum Zirkulieren.Cooling of the electrical machine is particularly effective and efficient if air cooling is enabled, according to which air circulates within the electrical machine and, on the one hand, absorbs heat from the components to be cooled, e.g. from the winding overhangs or from a rotor shaft, and on the other hand can release it again, in particular to an external environment of the electrical machine. The stator cooling sleeve system makes it possible via the air gaps or via the at least one air duct to create an air circuit with a heat absorption area and a heat emission area. A circulating volume flow of air within the air circuit can be generated by a fan. In this sense, according to a further embodiment, it is provided that the electrical machine comprises a closed air circuit and a fan which is arranged within the closed air circuit. The at least one air duct forms a section of the closed air circuit. The fan conveys air within the closed air circuit, i. H. it circulates air that is inside the closed air circuit.

Besonders vorteilhaft für die Kühlung der elektrischen Maschine ist es, wenn die innerhalb des geschlossenen Luftkreislaufs zirkulierende Luft Wärme von einer Rotorwelle der elektrischen Maschine aufnehmen kann. So kann die Luft, die durch den Luftkreislauf gefördert wird, den Rotor in Freigängen einer z.B. kreuz- oder sternförmigen Rotorwelle durchströmen. Die Luft strömt im Luftkreislauf und kann dabei Wärme im Rotor aufnehmen und nach außen über das Gehäuse oder an die wassergekühlte innere Statorkühlbuchse abgeben. In diesem Sinne kann die elektrische Maschine einen Rotor mit einer Rotorwelle aufweisen und der Luftkreislauf einen Rotorluftkanal. Der Rotorluftkanal kann dabei beispielsweise in der axialen Richtung der durch die Rotorwelle verlaufen. Dazu kann die Rotorwelle derart geformt sein, dass sie zumindest einen Teil des Rotorluftkanals formt. Beispielsweise kann die Rotorwelle dazu einen sternförmigen oder kreuzförmigen Querschnitt aufweisen, sodass Freigänge gebildet werden, über welche die Luft die Rotorwelle durchströmen kann. Alternativ kann der Luftkanal durch Bohrungen im Rotor selbst gebildet werden. In dem Rotorluftkanal strömende Luft nimmt Wärme von der Rotorwelle auf und kühlt die Rotorwelle dadurch.It is particularly advantageous for the cooling of the electrical machine if the air circulating within the closed air circuit can absorb heat from a rotor shaft of the electrical machine. In this way, the air that is conveyed through the air circuit can flow through the rotor in the clearances of a e.g. cross- or star-shaped rotor shaft. The air flows in the air circuit and can absorb heat in the rotor and release it to the outside via the housing or to the water-cooled inner stator cooling sleeve. In this sense, the electrical machine can have a rotor with a rotor shaft and the air circuit can have a rotor air duct. The rotor air duct can, for example, run in the axial direction through the rotor shaft. For this purpose, the rotor shaft can be shaped in such a way that it forms at least part of the rotor air duct. For example, the rotor shaft can have a star-shaped or cross-shaped cross section for this purpose, so that clearances are formed through which the air can flow through the rotor shaft. Alternatively, the air channel can be formed by holes in the rotor itself. Air flowing in the rotor air passage absorbs heat from the rotor shaft and thereby cools the rotor shaft.

Um eine Luftkühlung von Wickelköpfen des Stators zu ermöglichen ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der Luftkreislauf einen ersten Wickelkopf-Luftkanal und einen zweiten Wickelkopf-Luftkanal umfasst. Der erste Wickelkopf-Luftkanal verläuft entlang des ersten Wickelkopfs, sodass Luft, die in dem ersten Wickelkopf-Luftkanal strömt, Wärme von dem ersten Wickelkopf aufnimmt. Auf ähnliche Weise verläuft der zweite Wickelkopf-Luftkanal entlang des zweiten Wickelkopfs, sodass Luft, die in dem zweiten Wickelkopf-Luftkanal strömt, Wärme von dem zweiten Wickelkopf aufnimmt. Der Rotorluftkanal kann an seinen beiden axialen Enden einerseits mit dem ersten Wickelkopf-Luftkanal und andererseits mit dem zweiten Wickelkopf-Luftkanal verbunden sein, wobei Luft aus dem zweiten Wickelkopf-Luftkanal in den Rotorluftkanal einströmt, und wobei Luft aus dem Rotorluftkanal ausströmt und in den ersten Wickelkopf-Luftkanal strömt.In order to enable air cooling of the winding overhangs of the stator, it is provided according to a further embodiment that the air circuit comprises a first winding overhang air duct and a second winding overhang air duct. The first end turn air duct runs along the first end turn such that air flowing in the first end turn air duct absorbs heat from the first end turn. Similarly, the second end turn air duct runs along the second end turn such that air flowing in the second end turn air duct absorbs heat from the second end turn. The rotor air duct can be connected at its two axial ends to the first end winding air duct on the one hand and to the second end winding air duct on the other hand, with air flowing from the second winding overhang air duct into the rotor air duct, and with air flowing out of the rotor air duct and into the first Winding head air duct flows.

Das Gehäuse der elektrischen Maschine kann ein stirnseitiges Gehäuseteil aufweisen, welches die elektrische Maschine auf einer ersten axialen Stirnseite der elektrischen Maschine zumindest teilweise verschließt. Der erste Wickelkopf-Luftkanal wird gemäß dieser Ausführungsform zumindest zum Teil durch das Gehäuse geformt. Auf ihrer anderen axialen Stirnseite kann die elektrische Maschine weiterhin einen Gehäusedeckel aufweisen. Dieser Gehäusedeckel kann sich insbesondere dadurch auszeichnen, dass er die elektrische Maschine auf der zweiten axialen Stirnseite zumindest teilweise verschließt, und dass er gleichzeitig zumindest einen Teil des zweiten Luftkanals formt.The housing of the electric machine can have a front-side housing part which at least partially closes the electric machine on a first axial front side of the electric machine. According to this embodiment, the first end winding air duct is formed at least in part by the housing. The electrical machine can also have a housing cover on its other axial end face. This housing cover can be distinguished in particular by the fact that it at least partially closes the electrical machine on the second axial end face and that it simultaneously forms at least part of the second air duct.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, welches eine elektrische Maschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder einen Kühlwasserkreislauf nach dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst. Das Kraftfahrzeug kann einen elektrischen Achsantrieb aufweisen, der von der elektrischen Maschine angetrieben wird. Die elektrische Maschine ist dabei derart in dem Kraftfahrzeug angeordnet, dass das Kraftfahrzeug von der elektrischen Maschine angetrieben werden kann, wenn sich die elektrische Maschine im Motorbetrieb befindet. Weiterhin kann die elektrische Maschine derart innerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet sein, dass die elektrische Maschine durch das Kraftfahrzeug angetrieben wird, wenn sich die elektrische Maschine im Generatorbetrieb befindet. Bei dem Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Nutzfahrzeug, ein Automobil (z.B. ein Personenkraftfahrwagen mit einem Gewicht von weniger als 3,5 t), Motorrad, Motorroller, Moped, Fahrrad, E-Bike, Bus oder Lastkraftwagen (Bus und Lastkraftwagen z.B. mit einem Gewicht von über 3,5 t), oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug wie Helikopter oder Flugzeug. Mit anderen Worten ist die Erfindung in allen Bereichen des Transportwesens wie Automotive, Aviation, Nautik, Astronautik etc. einsetzbar. Das Kraftfahrzeug kann beispielsweise zu einer Fahrzeugflotte gehören. Das Kraftfahrzeug kann durch einen Fahrer gesteuert werden, möglicherweise unterstützt durch ein Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug kann jedoch auch beispielsweise ferngesteuert und/oder (teil-)autonom gesteuert werden.According to a third aspect of the invention, a motor vehicle is provided which comprises an electric machine according to the first aspect of the invention or a cooling water circuit according to the second aspect of the invention. The motor vehicle can have an electric axle drive that is driven by the electric machine. The electric machine is arranged in the motor vehicle in such a way that the motor vehicle can be driven by the electric machine when the electric machine is in engine operation. Furthermore, the electric machine can be arranged inside the motor vehicle in such a way that the electric machine is driven by the motor vehicle when the electric machine is in generator mode. The vehicle is, for example, a commercial vehicle, an automobile (e.g. a passenger car weighing less than 3.5 t), motorcycle, motor scooter, moped, bicycle, e-bike, bus or truck (bus and truck, e.g. with weighing more than 3.5 t), or a rail vehicle, a ship, an aircraft such as a helicopter or plane. In other words, the invention can be used in all areas of transportation, such as automotive, aviation, nautical, astronautical, etc. The motor vehicle can belong to a vehicle fleet, for example. The motor vehicle can be controlled by a driver, possibly supported by a driver assistance system. However, the motor vehicle can also be controlled remotely and/or (partially) autonomously, for example.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt

  • 1 eine Längsschnittdarstellung durch einen Teil einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine,
  • 2 eine perspektivische Darstellung eines Stators und einer inneren Statorkühlbuchse der elektrischen Maschine nach 1,
  • 3 eine perspektivische Darstellung einer äußeren Statorkühlbuchse der elektrischen Maschine nach 1, wobei die äußere Statorkühlbuchse die innere Statorkühlbuchse und den Stator nach 2 sowie einen Rotor der elektrischen Maschine nach 1 umgibt,
  • 4 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Gehäuses der elektrischen Maschine nach 1,
  • 5 eine perspektivische Ansicht eines Teils der elektrischen Maschine nach 1,
  • 6 eine perspektivische Ansicht eines Fluidverteilerelements der elektrischen Maschine nach 1,
  • 7 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs, das durch die elektrische Maschine nach 1 angetrieben werden kann, und
  • 8 eine Draufsicht auf einen Antriebsstrang eines weiteren Kraftfahrzeugs, das durch die elektrische Maschine nach 1 angetrieben werden kann.
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawing, with the same or similar elements being provided with the same reference symbols. Here shows
  • 1 a longitudinal sectional view through part of an electrical machine according to the invention,
  • 2 a perspective view of a stator and an inner stator cooling sleeve of the electrical machine 1 ,
  • 3 a perspective view of an outer stator cooling sleeve of the electrical machine 1 , where the outer stator cooling sleeve the inner stator cooling sleeve and the stator after 2 and a rotor of the electrical machine 1 surrounds
  • 4 a perspective view of a part of a housing of the electrical machine 1 ,
  • 5 a perspective view of a part of the electric machine 1 ,
  • 6 a perspective view of a fluid distributor element of the electrical machine 1 ,
  • 7 a side view of a motor vehicle, which is driven by the electric machine 1 can be driven, and
  • 8th a top view of a drive train of another motor vehicle, which is driven by the electric machine 1 can be driven.

1 zeigt eine elektrische Maschine 1 mit einem Stator 2 und mit einem Rotor 3. Die elektrische Maschine 1 umfasst weiterhin ein Gehäuse 4 und einen Gehäusedeckel 5. Die elektrische Maschine 1 kann als Motor und als Generator betrieben werden. Die elektrische Maschine 1 kann ein Kraftfahrzeug 6/38 antreiben, das durch 7 bzw. 8 gezeigt ist. 1 shows an electrical machine 1 with a stator 2 and a rotor 3. The electrical machine 1 also includes a housing 4 and a housing cover 5. The electrical machine 1 can be operated as a motor and as a generator. The electric machine 1 can drive a motor vehicle 6/38 that is driven by 7 or. 8th is shown.

Wenn die elektrische Maschine 1 als Motor betrieben wird, kann eine zeitvariable Spannung an den Stator 2 und an die darin befindlichen Wicklungen angelegt werden, um ein zeitvariables Magnetfeld zu erzeugen, das im Rotor 3 wirkt, um ein Drehmoment zu induzieren und damit eine Drehbewegung zu erzeugen. Wenn die elektrische Maschine 1 als Generator betrieben wird, kann elektrische Energie durch Induktion eines variierenden Magnetfeldes (z.B. durch Rotation des Rotors 3) in einem geschleiften oder gewickelten Leiter des Stators 2 erzeugt werden, um einen Strom in den Leiter zu induzieren.When the electric machine 1 is operated as a motor, a time-varying voltage can be applied to the stator 2 and the windings therein in order to generate a time-varying magnetic field which acts in the rotor 3 to induce torque and thus rotational movement generate. When the electrical machine 1 is operated as a generator, electrical energy can be generated by inducing a varying magnetic field (e.g. by rotation of the rotor 3) in a looped or wound conductor of the stator 2 to induce a current in the conductor.

Der Stator 2 umfasst einen Statorkern 7 und ein zweiteilig aufgebautes Statorkühlbuchsensystem 8 mit einer inneren Statorkühlbuchse 15 und mit einer äußeren Statorkühlbuchse 20. Die innere Statorkühlbuchse 15 umgibt den Statorkern 7 außen in einer radialen Richtung r der elektrischen Maschine 1. Die äußere Statorkühlbuchse 20 umgibt die Statorkühlbuchse 15 außen in der radialen Richtung r der elektrischen Maschine 1. Das Gehäuse 4 umgibt die äußere Statorkühlbuchse 20 au-ßen in der radialen Richtung r der elektrischen Maschine 1.The stator 2 comprises a stator core 7 and a two-part stator cooling sleeve system 8 with an inner stator cooling sleeve 15 and an outer stator cooling sleeve 20. The inner stator cooling sleeve 15 surrounds the stator core 7 on the outside in a radial direction r of the electrical machine 1. The outer stator cooling sleeve 20 surrounds the Stator cooling sleeve 15 on the outside in the radial direction r of the electrical machine 1. The housing 4 surrounds the outer stator cooling sleeve 20 on the outside in the radial direction r of the electrical machine 1.

Der Statorkern 7 weist einen zylindrischen Innenhohlraum auf, in welchem der Rotor 3 angeordnet ist. Der Rotor 3 weist eine mehrteilige Rotorwelle 36 auf, die drehbar um eine Längsachse L der elektrischen Maschine 1 in einem ersten Wälzlager 11 und in einem zweiten Wälzlager 12 gelagert ist. Die Längsachse L verläuft in der axialen Richtung x der elektrischen Maschine 1. Der Statorkern 7 und das Statorkühlbuchsensystem 8 sind fest (d.h. sie rotieren nicht) über einen Presssitz in einer axialen Bohrung 16 des Gehäuses 4 aufgenommen.The stator core 7 has a cylindrical inner cavity in which the rotor 3 is arranged. The rotor 3 has a multi-part rotor shaft 36 which is mounted in a first roller bearing 11 and in a second roller bearing 12 so as to be rotatable about a longitudinal axis L of the electrical machine 1 . The longitudinal axis L runs in the axial direction x of the electrical machine 1. The stator core 7 and the stator cooling sleeve system 8 are fixed (i.e. they do not rotate) in an axial bore 16 of the housing 4 via a press fit.

Die innere Statorkühlbuchse 15 bildet einen Fluidkanal 17, der zwischen dem Statorkern 7 und der äußeren Statorkühlbuchse 20 angeordnet ist. Der Fluidkanal 17 verläuft in dem gezeigten Ausführungsbeispiel (2) slalomförmig bzw. mäanderförmig um die äußere Mantelfläche 31 der inneren Statorkühlbuchse 15. Die innere Statorkühlbuchse 15 formt den Fluidkanal 17 durch Ausnehmungen bzw. Aussparungen an ihrer äußeren Mantelfläche 31. Eine innere Mantelfläche 22 der äußeren Statorkühlbuchse 20 verschließt den Fluidkanal 17 in der radialen Richtung r nach außen hin und dichtet den Fluidkanal 17 in dieser Richtung hin ab (3). In der axialen Richtung x wird der Fluidkanal 17 durch zwei O-Ringe 23 abgedichtet, die an zwei voneinander abgewandten axialen Stirnseiten des Statorkühlbuchsensystems 8 zwischen der inneren Statorkühlbuchse 15 und der äußeren Statorkühlbuchse 20 angeordnet sind.The inner stator cooling sleeve 15 forms a fluid channel 17 which is arranged between the stator core 7 and the outer stator cooling sleeve 20 . The fluid channel 17 runs in the embodiment shown ( 2 ) slalom-shaped or meandering around the outer lateral surface 31 of the inner stator cooling sleeve 15. The inner stator cooling sleeve 15 forms the fluid channel 17 through recesses or openings on its outer lateral surface 31. An inner lateral surface 22 of the outer stator cooling sleeve 20 closes the fluid channel 17 in the radial direction r to the outside and seals the fluid channel 17 in this direction ( 3 ). In the In the axial direction x, the fluid channel 17 is sealed by two O-rings 23 which are arranged on two axial end faces of the stator cooling sleeve system 8 facing away from one another between the inner stator cooling sleeve 15 and the outer stator cooling sleeve 20 .

Der Fluidkanal 17 verläuft derart zwischen der inneren Statorkühlbuchse 15 und der äußeren Statorkühlbuchse 20, dass durch den Fluidkanal 17 gefördertes Kühlfluid (insbesondere Kühlwasser, z.B. eine Mischung aus Wasser und Glysantin) den Statorkern 7 kühlen kann. Kühlfluid, das durch den Fluidkanal 17 fließt, kann also Wärme von dem Statorkern 7 aufnehmen. Anschließend bzw. stromabwärts kann das Kühlfluid durch einen Wärmetauscher 57 eines Kühlwasserkreislaufs 59 rückgekühlt werden, an welchen der Fluidkanal 17 angeschlossen (8). Der Fluidkanal 17 bildet somit ein internes Element des Kühlwasserkreislaufs 59. Das Kühlfluid kann mittels einer Pumpe 58 des Kühlwasserkreislaufs 59 gefördert werden.The fluid channel 17 runs between the inner stator cooling sleeve 15 and the outer stator cooling sleeve 20 such that the cooling fluid conveyed through the fluid channel 17 (in particular cooling water, eg a mixture of water and glysantine) can cool the stator core 7 . Cooling fluid flowing through the fluid channel 17 can thus absorb heat from the stator core 7 . Subsequently or downstream, the cooling fluid can be re-cooled by a heat exchanger 57 of a cooling water circuit 59 to which the fluid channel 17 is connected ( 8th ). The fluid channel 17 thus forms an internal element of the cooling water circuit 59. The cooling fluid can be conveyed by means of a pump 58 of the cooling water circuit 59.

2 zeigt, dass die innere Statorkühlbuchse 15 eine Zuflussöffnung 60 bildet. Die Zuflussöffnung 60 befindet sich am Anfang des Fluidkanals 17 auf einer axialen ersten Stirnseite 61 der inneren Statorkühlbuchse 15. Über die Zuflussöffnung 60 wird dem Fluidkanal 17 mittels der Pumpe 58 Fluid aus dem Kühlwasserkreislauf 59 zugeführt. Die innere Statorkühlbuchse 15 bildet ferner auf ihrer axialen zweiten Stirnseite 63 am Ende des Fluidkanals 17 vier Abflussöffnungen 62. Über die Abflussöffnungen 62 fließt das durch die Pumpe 58 geförderte Fluid aus dem Fluidkanal 17 ab in Richtung des Wärmetauschers 57, wo das Fluid gekühlt wird. 8 zeigt, dass das Fluid nach Durchströmen des Fluidkanals 17 die elektrische Maschine 1 verlässt. Die Abflussöffnungen 62 sind dabei derart geformt, dass das Fluid in der axialen Richtung x der elektrischen Maschine 1 aus dem Fluidkanal 17 austritt. 2 12 shows that the inner stator cooling sleeve 15 forms an inflow opening 60. FIG. The inflow opening 60 is located at the beginning of the fluid channel 17 on an axial first end face 61 of the inner stator cooling sleeve 15 . The inner stator cooling sleeve 15 also forms four drain openings 62 on its axial second end face 63 at the end of the fluid duct 17. The fluid conveyed by the pump 58 flows out of the fluid duct 17 via the drain openings 62 in the direction of the heat exchanger 57, where the fluid is cooled. 8th shows that the fluid leaves the electrical machine 1 after flowing through the fluid channel 17 . The outflow openings 62 are shaped in such a way that the fluid exits from the fluid channel 17 in the axial direction x of the electrical machine 1 .

4 zeigt, dass das Gehäuse 4 vier Fluidabfuhrkanäle 64 formt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die vier Fluidabfuhrkanäle 64 durch vier Bohrungen innerhalb des Gehäuses 4 realisiert. Die Bohrungen bzw. die Fluidabfuhrkanäle 64 verlaufen beispielsweise in der axialen Richtung x der elektrischen Maschine 1 parallel zueinander. Die Fluidabfuhrkanäle 64 können den gleichen Durchmesser aufweisen wie die Abflussöffnungen 62. Weiterhin fluchten die vier Fluidabfuhrkanäle 64 mit den vier Abflussöffnungen 62. Auf diese Weise sind die Fluidabfuhrkanäle 64 des Gehäuses 4 mit den Abflussöffnungen 62 der inneren Statorkühlbuchse 15 verbunden, sodass das Fluid aus dem Fluidkanal 17 über die Abflussöffnungen 62 in die Fluidabfuhrkanäle 64 fließt. Die Fluidabfuhrkanäle 64 verbinden den Fluidkanal 17 mit einer externen Fluidleitung 65 des Kühlwasserkreislaufs 59. Die Fluidabfuhrkanäle 64 bilden somit ein internes Element des Kühlwasserkreislaufs 59. Die externe Fluidleitung 65 verläuft außerhalb der elektrischen Maschine 1 und führt zu dem Wärmetauscher 57, welcher das Fluid abkühlt. Der Wärmetauscher 57 befindet sich ebenfalls außerhalb der elektrischen Maschine 1 und ist z.B. an einem Chassis des Kraftfahrzeugs 1 befestigt (7). Auch die Pumpe 58 befindet sich außerhalb der elektrischen Maschine 1. 4 12 shows that the housing 4 forms four fluid discharge channels 64. FIG. In the exemplary embodiment shown, the four fluid discharge channels 64 are realized by four bores inside the housing 4 . The bores or the fluid discharge channels 64 run parallel to one another, for example in the axial direction x of the electrical machine 1 . The fluid discharge channels 64 can have the same diameter as the drain openings 62. Furthermore, the four fluid discharge channels 64 are aligned with the four drain openings 62. In this way, the fluid drain channels 64 of the housing 4 are connected to the drain openings 62 of the inner stator cooling sleeve 15, so that the fluid from the Fluid channel 17 flows through the outflow openings 62 into the fluid discharge channels 64 . The fluid discharge channels 64 connect the fluid channel 17 to an external fluid line 65 of the cooling water circuit 59. The fluid discharge channels 64 thus form an internal element of the cooling water circuit 59. The external fluid line 65 runs outside the electric machine 1 and leads to the heat exchanger 57, which cools the fluid. The heat exchanger 57 is also located outside of the electric machine 1 and is attached, for example, to a chassis of the motor vehicle 1 ( 7 ). The pump 58 is also located outside of the electrical machine 1.

4 und 5 zeigen, dass das Gehäuse 4 einen Fluidversorgungskanal 66 formt, über welchen der elektrischen Maschine 1 das Fluid aus dem Kühlwasserkreislauf 59 zugeführt wird. Der Fluidversorgungskanal 66 ist mit dem Kühlwasserkreislauf 59 verbunden. Der Fluidversorgungskanal 66 bildet somit ein internes Element des Kühlwasserkreislaufs 59. Der Fluidversorgungskanal 66 mit der Zuflussöffnung 60 des Fluidkanals 17 verbunden, sodass mittels der Pumpe 58 gefördertes Fluid aus dem Fluidversorgungskanal 66 in die Zuflussöffnung 60 fließt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Fluidversorgungskanal 66 durch eine Bohrung innerhalb des Gehäuses 4 realisiert. Die Bohrung bzw. der Fluidversorgungskanal 66 verläuft in der radialen Richtung r der elektrischen Maschine 1 und damit quer zu der Zuflussöffnung 60 und ebenfalls quer zu einem ersten Abschnitt des Fluidkanals 17, die beide in der axialen Richtung x der elektrischen Maschine 1 verlaufen. 4 and 5 show that the housing 4 forms a fluid supply channel 66, via which the electric machine 1 is supplied with the fluid from the cooling water circuit 59. The fluid supply channel 66 is connected to the cooling water circuit 59 . The fluid supply channel 66 thus forms an internal element of the cooling water circuit 59. The fluid supply channel 66 is connected to the inflow opening 60 of the fluid channel 17, so that fluid conveyed by the pump 58 flows from the fluid supply channel 66 into the inflow opening 60. In the exemplary embodiment shown, the fluid supply channel 66 is implemented through a bore within the housing 4 . The bore or the fluid supply channel 66 runs in the radial direction r of the electrical machine 1 and thus transversely to the inflow opening 60 and also transversely to a first section of the fluid channel 17, both of which run in the axial direction x of the electrical machine 1.

5 und 6 zeigen, dass die elektrische Maschine 1 ein Fluidverteilerelement 67 umfasst. Das Fluidverteilerelement 67 dient dazu, den Fluidversorgungskanal 66 des Gehäuses 4 strömungstechnisch optimal mit der Zuflussöffnung 60 des Fluidkanals 17 zu verbinden, insbesondere durch Umlenken einer radialen Strömung des Fluids innerhalb des Fluidversorgungskanal 66 in eine axiale Strömung innerhalb der Zuflussöffnung 60 und innerhalb des ersten Abschnitts des Fluidkanals 17. Der Fluidversorgungskanal 66 ist dazu mit einem Fluideingang 68 des Fluidverteilerelements 67 verbunden. Der Fluideingang 68 ist eine Öffnung des Fluidverteilerelements 67. 5 and 6 show that the electric machine 1 includes a fluid distributor element 67 . The fluid distributor element 67 serves to optimally connect the fluid supply channel 66 of the housing 4 to the inflow opening 60 of the fluid channel 17 in terms of flow technology, in particular by deflecting a radial flow of the fluid within the fluid supply channel 66 into an axial flow within the inflow opening 60 and within the first section of the Fluid channel 17. The fluid supply channel 66 is connected to a fluid inlet 68 of the fluid distributor element 67. The fluid inlet 68 is an opening of the fluid distributor element 67.

Der Fluideingang 68 kann den gleichen Durchmesser aufweisen wie der Fluidversorgungskanal 66. Der Fluideingang 68 fluchtet mit dem Fluidversorgungskanal 66. Auf diese Weise ist der Fluideingang 68 des Fluidverteilerelements 67 mit dem Fluidversorgungskanal 66 des Gehäuses 4 strömungstechnisch verbunden, sodass das Fluid aus dem Fluidversorgungskanal 66 in das Fluidverteilerelement 67 fließt. Eine Abdichtung des Fluidverteilerelements 67 zu dem Gehäuse 4 der elektrischen Maschine 4 kann z.B. über einen O-Ring um den Fluideingang 68 in dem Fluidverteilerelement 67 erfolgen oder um eine Klebefläche, die z.B. mit Loctite benetzt werden kann.The fluid inlet 68 can have the same diameter as the fluid supply channel 66. The fluid inlet 68 is aligned with the fluid supply channel 66. In this way, the fluid inlet 68 of the fluid distributor element 67 is fluidically connected to the fluid supply channel 66 of the housing 4, so that the fluid from the fluid supply channel 66 in the fluid distribution element 67 flows. The fluid distributor element 67 can be sealed off from the housing 4 of the electrical machine 4, for example, via an O-ring around the fluid inlet 68 in the fluid distributor element 67 or around an adhesive surface that can be wetted with Loctite, for example.

Das Fluidverteilerelement 67 formt in seinem Inneren einen Umlenkkanal 69, sodass das Fluid innerhalb des Fluidverteilerelements 67 von der radialen Richtung r (in welche es durch den Fluidversorgungskanal 66 gelenkt wird) in die axiale Richtung x (in welcher es in den Fluidkanal 17 einströmen soll) umgelenkt wird, bevor es in die Zuflussöffnung 60 des Fluidkanals 17 fließt. Auf seinem auslassseitigen Ende formt das Fluidverteilerelement 67 einen Fluidausgang 70. Der Fluidausgang 70 ist eine Öffnung des Fluidverteilerelements 67. Der Fluidausgang 70 weist den gleichen Öffnungsquerschnitt auf wie die Zuflussöffnung 60 des Fluidkanals 17. Der Fluidausgang 70 fluchtet mit der Zuflussöffnung 60 des Fluidkanals 17. Auf diese Weise ist der Fluidausgang 70 des Fluidverteilerelements 67 mit dem Fluidkanal 17 über dessen Zuflussöffnung 60 strömungstechnisch verbunden, sodass das Fluid aus dem Fluidverteilerelement 67 in den Fluidkanal 17 fließt. Um den Fluidausgang 70 herum formt das Fluidverteilerelement 67 eine Nut 73 (6), in der ein Dichtungselement 74 angeordnet ist (5), sodass das Fluidverteilerelement 67 gegenüber der inneren Statorkühlbuchse 15 abgedichtet ist.The fluid distributor element 67 forms a deflection channel 69 in its interior, so that the fluid within the fluid distributor element 67 moves from the radial direction r (in which it is directed through the fluid supply channel 66) into the axial direction x (in which it is intended to flow into the fluid channel 17). is deflected before it flows into the inflow opening 60 of the fluid channel 17 . On its outlet end, the fluid distributor element 67 forms a fluid outlet 70. The fluid outlet 70 is an opening of the fluid distributor element 67. The fluid outlet 70 has the same opening cross section as the inflow opening 60 of the fluid channel 17. The fluid outlet 70 is aligned with the inflow opening 60 of the fluid channel 17. In this way, the fluid outlet 70 of the fluid distributor element 67 is fluidically connected to the fluid channel 17 via its inflow opening 60 , so that the fluid flows out of the fluid distributor element 67 into the fluid channel 17 . Around the fluid outlet 70, the fluid distributor element 67 forms a groove 73 ( 6 ), in which a sealing element 74 is arranged ( 5 ), so that the fluid distributor element 67 is sealed off from the inner stator cooling sleeve 15 .

Insbesondere 3 zeigt, dass die innere Statorkühlbuchse 15 drei axiale Anschlagelemente 71 formt. Die Anschlagelemente 71 der inneren Statorkühlbuchse 15 bilden in der axialen Richtung x der elektrischen Maschine 1 einen stirnseitigen Abschluss des Statorkühlbuchsensystems 8. Mittels der drei Anschlagelemente 71 können das Gehäuse 4 und das Statorkühlbuchsensystem 8 (sowie die darin aufgenommenen Elemente) zueinander ausgerichtet werden. Dabei wird das Statorkühlbuchsensystem 8 (sowie die darin aufgenommenen Elemente) insbesondere in das Gehäuse 4 eingepresst, bis die drei Anschlagelemente 71 entsprechende Gegenanschläge 72 des Gehäuses 4 erreichen (4). Wenn dies der Fall ist, sind das Gehäuse 4 und das Statorkühlbuchsensystem 8 zueinander ausgerichtet. Dabei fluchten auf der ersten Stirnseite 61 des Statorkühlbuchsensystems 8 insbesondere der Fluidversorgungskanal 66 mit dem Fluideingang 68 des Fluidverteilerelements 67 sowie der Fluidausgang 70 des Fluidverteilerelements 67 mit der Zuflussöffnung 60 des Fluidkanals 17. Auf der zweiten Stirnseite 63 des Statorkühlbuchsensystems 8 fluchten insbesondere die Abflussöffnungen 62 des Fluidkanals 17 mit den Fluidablasskanälen 64 des Gehäuses 4.Especially 3 12 shows that the inner stator cooling sleeve 15 forms three axial stop elements 71. FIG. The stop elements 71 of the inner stator cooling bushing 15 form a front end of the stator cooling bushing system 8 in the axial direction x of the electric machine 1. The housing 4 and the stator cooling bushing system 8 (and the elements accommodated therein) can be aligned with one another by means of the three stop elements 71. The stator cooling sleeve system 8 (and the elements accommodated therein) is pressed in particular into the housing 4 until the three stop elements 71 reach corresponding counter-stops 72 of the housing 4 ( 4 ). If this is the case, the housing 4 and the stator cooling sleeve system 8 are aligned with one another. On the first end face 61 of the stator cooling sleeve system 8, the fluid supply channel 66 in particular is aligned with the fluid inlet 68 of the fluid distributor element 67 and the fluid outlet 70 of the fluid distributor element 67 is aligned with the inflow opening 60 of the fluid channel 17. On the second end face 63 of the stator cooling sleeve system 8, the outflow openings 62 in particular are aligned Fluid channel 17 with the fluid drain channels 64 of the housing 4.

Die äußere Statorkühlbuchse 20 bildet mehrere Luftkanäle 18, von denen ein Luftkanal 18 durch 1 gezeigt ist und von denen exemplarisch in 3 ein erster Luftkanal mit dem Bezugszeichen 18.1 sowie ein zweiter Luftkanal mit dem Bezugszeichen 18.2 versehen ist. Die Luftkanäle 18, 18.1, 18.2 erstrecken sich in einer axialen Richtung x der elektrischen Maschine 1 von einer ersten Stirnseite 24 der äußeren Statorkühlbuchse 20 bis zu einer zweiten Stirnseite 28 der äußeren Statorkühlbuchse 20, wobei die äußere Statorkühlbuchse 20 mehrere Stege formt, von welchen ein erster Steg 29.1, ein zweiter Steg 29.2 und ein dritter Steg 29.3 in 3 dargestellt sind.The outer stator cooling sleeve 20 forms a plurality of air ducts 18, of which an air duct 18 through 1 is shown and of which an example is given in 3 a first air duct is provided with the reference number 18.1 and a second air duct is provided with the reference number 18.2. The air ducts 18, 18.1, 18.2 extend in an axial direction x of the electrical machine 1 from a first end face 24 of the outer stator cooling sleeve 20 to a second end face 28 of the outer stator cooling sleeve 20, with the outer stator cooling sleeve 20 forming a plurality of webs, of which one first web 29.1, a second web 29.2 and a third web 29.3 in 3 are shown.

Der erste Steg 29.1, der zweite Steg 29.2 und der dritte Steg 29.3 stehen von der äu-ßeren Mantelfläche 30 in der radialen Richtung r der elektrischen Maschine 1 nach außen ab. Der erste Steg 29.1 und der zweite Steg 29.2 begrenzen in einer Umfangsrichtung U der äußeren Statorkühlbuchse 20 zwischen sich den ersten Luftkanal 18.1. Der zweite Steg 29.2 und der dritte Steg 29.3 begrenzen in der Umfangsrichtung U der äußeren Statorkühlbuchse 20 zwischen sich den zweiten Luftkanal 18.2. Die drei Stege 29.1 bis 29.3 sind breite Streifen, die von der äußere Mantelfläche 30 im Vergleich zu ihrer Breite lediglich mit einer geringen Höhe abstehen. Auf diese Weise entstehen sehr breite, aber niedrige Luftkanäle 18, 18.1, 18.2. In der insbesondere durch 3 gezeigten Ausführungsform sind die Stege 29.1 bis 29 3 allesamt gleich geformt und mit gleichem Abstand in der Umfangsrichtung U zueinander (äquidistant) zueinander sowie parallel zueinander angeordnet. In der durch 3 gezeigten Ausführungsform verlaufen die Stege 29.1 bis 29.3 geradlinig und angewinkelt zu der axialen Richtung x der elektrischen Maschine 1, sodass die Luftkanäle 18, 18.1, 18.2 diagonal entlang der äußeren Mantelfläche 30 der äußeren Statorkühlbuchse verlaufen. Die Stege 29.1 bis 29.3 bilden ferner eine radial äußere Abstützfläche, mit welcher sich die äußere Statorkühlbuchse 20 - und die radial innerhalb der äußeren Statorkühlbuchse 20 befindlichen Elemente der elektrischen Maschine 1 - an dem Gehäuse 4 der elektrischen Maschine abstützen können. Die Stege 29.1 bis 29.3 sind in die Bohrung 16 des Gehäuses 4 eingepresst. Die äußeren Statorkühlbuchse 20 bildet noch weitere Stege und Luftkanäle in der vorstehend beschriebenen Weise aus, die allerdings durch 3 nicht dargestellt sind.The first web 29.1, the second web 29.2 and the third web 29.3 protrude outwards from the outer lateral surface 30 in the radial direction r of the electrical machine 1. The first web 29.1 and the second web 29.2 delimit the first air duct 18.1 between them in a circumferential direction U of the outer stator cooling sleeve 20. The second web 29.2 and the third web 29.3 delimit the second air duct 18.2 between them in the circumferential direction U of the outer stator cooling sleeve 20 . The three webs 29.1 to 29.3 are wide strips which protrude from the outer lateral surface 30 by only a small amount in comparison to their width. In this way, very wide but low air ducts 18, 18.1, 18.2 are created. In the particular through 3 In the embodiment shown, the webs 29.1 to 29.3 are all of the same shape and are arranged at the same distance from one another in the circumferential direction U (equidistantly) from one another and parallel to one another. in the through 3 In the embodiment shown, the webs 29.1 to 29.3 run in a straight line and at an angle to the axial direction x of the electrical machine 1, so that the air ducts 18, 18.1, 18.2 run diagonally along the outer lateral surface 30 of the outer stator cooling sleeve. The webs 29.1 to 29.3 also form a radially outer support surface with which the outer stator cooling sleeve 20—and the elements of the electrical machine 1 located radially inside the outer stator cooling sleeve 20—can be supported on the housing 4 of the electrical machine. The webs 29.1 to 29.3 are pressed into the bore 16 of the housing 4. The outer stator cooling sleeve 20 forms additional webs and air ducts in the manner described above, but by 3 are not shown.

Der Stator 2 umfasst weiterhin einen ersten Wickelkopf 9 auf einer ersten Stirnseite S1 der elektrischen Maschine 1 und einen zweiten Wickelkopf 10 auf einer zweiten Stirnseite S2 der elektrischen Maschine 1. Der erste Wickelkopf 9 ist innerhalb eines ersten Wickelkopfraumes 13 angeordnet, der links in 1 dargestellt ist (erste Stirnseite S1). Der zweite Wickelkopf 10 ist innerhalb eines zweiten Wickelkopfraumes 14 angeordnet, der rechts in 1 dargestellt ist (zweite Stirnseite S2).The stator 2 also includes a first winding overhang 9 on a first end face S1 of the electrical machine 1 and a second winding overhang 10 on a second end face S2 of the electrical machine 1. The first winding overhang 9 is arranged within a first winding overhang space 13, which is on the left in 1 is shown (first end face S1). The second end winding 10 is arranged within a second end winding space 14, which is on the right in 1 is shown (second end face S2).

Der erste Wickelkopfraum 13 ist ein Hohlraum. In einer axialen Richtung x der elektrischen Maschine 1 wird der erste Wickelkopfraum 13 durch ein Gehäuseteil 19 des Gehäuses 4 begrenzt, wobei das Gehäuseteil 19 die elektrische Maschine 1 auf der ersten Stirnseite S1 verschließt. Der erste Wickelkopfraum 13 wird weiterhin in einer radialen Richtung r der elektrischen Maschine 1 außen durch das Gehäuse 4 begrenzt. Innen in der radialen Richtung r geht der Wickelkopfraum 13 in einen ersten Rotorraum 25 über. Der erste Wickelkopfraum 13 und der erste Rotorraum 25 sind trocken, d.h. es befindet sich kein Kühlfluid innerhalb des ersten Wickelkopfraums 13 und innerhalb des ersten Rotorraums 25.The first end winding space 13 is a cavity. In an axial direction x of the electrical machine 1 , the first end winding space 13 is delimited by a housing part 19 of the housing 4 , the housing part 19 enclosing the electrical machine 1 the first end face S1 closes. The first end winding space 13 is also delimited on the outside by the housing 4 in a radial direction r of the electrical machine 1 . On the inside in the radial direction r, the end winding space 13 transitions into a first rotor space 25 . The first end winding space 13 and the first rotor space 25 are dry, i.e. there is no cooling fluid within the first end winding space 13 and within the first rotor space 25.

Der zweite Wickelkopfraum 14 ist ebenfalls ein Hohlraum. In der axialen Richtung x der elektrischen Maschine 1 wird der zweite Wickelkopfraum 14 durch den Gehäusedeckel 5 begrenzt, welcher die elektrische Maschine 1 auf der zweiten Stirnseite S2 nach außen verschließt. Der zweite Wickelkopfraum 14 wird weiterhin in einer radialen Richtung r der elektrischen Maschine 1 außen durch das Gehäuse 4 begrenzt. Innen in der radialen Richtung r geht der zweite Wickelkopfraum 14 in einen zweiten Rotorraum 27 über. Der zweite Wickelkopfraum 14 und der zweite Rotorraum 27 sind trocken, d.h. es befindet sich kein Kühlfluid innerhalb des zweiten Wickelkopfraums 14 und innerhalb des zweiten Rotorraums 27.The second end winding space 14 is also a cavity. In the axial direction x of the electrical machine 1, the second end winding space 14 is delimited by the housing cover 5, which closes the electrical machine 1 on the second end face S2 to the outside. The second end winding space 14 is also delimited on the outside by the housing 4 in a radial direction r of the electrical machine 1 . On the inside in the radial direction r, the second end winding space 14 merges into a second rotor space 27 . The second end winding space 14 and the second rotor space 27 are dry, i.e. there is no cooling fluid within the second end winding space 14 and within the second rotor space 27.

Die Rotorwelle 36 und die beiden Wickelköpfe 9, 10 werden durch einen Luftkreislauf gekühlt, der geschlossen innerhalb der elektrischen Maschine 1 verläuft. Der Verlauf des Luftkreislaufs ist in 1 durch eine Reihe von Strömungspfeilen 37 verdeutlicht. Ein Ventilator 53 ist innerhalb des Luftkreislaufs 37 angeordnet und fördert darin befindliche Luft, sodass sie innerhalb des Luftkreislaufs 37 zirkuliert. Der Ventilator 53, insbesondere dessen Lüfterrad, ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel benachbart zu dem ersten Rotorlager 11 drehfest auf der Rotorwelle 36 gelagert.The rotor shaft 36 and the two end windings 9, 10 are cooled by an air circuit which runs closed inside the electrical machine 1. The course of the air circuit is in 1 illustrated by a series of flow arrows 37. A fan 53 is disposed within the air circuit 37 and ejects air therein to circulate within the air circuit 37 . In the exemplary embodiment shown, the fan 53 , in particular its fan wheel, is mounted in a rotationally fixed manner on the rotor shaft 36 adjacent to the first rotor bearing 11 .

Der Luftkreislauf 37 weist einen ersten Wickelkopf-Luftkanal 54 und einen zweiten Wickelkopf-Luftkanal 55 auf. Der erste Wickelkopf-Luftkanal 54 und der zweite Wickelkopf-Luftkanal 55 verlaufen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in der radialen Richtung r der elektrischen Maschine 1 von innen nach außen und entlang des ersten Wickelkopfs 9 bzw. entlang des zweiten Wickelkopfs 10. Das stirnseitige Gehäuseteil 19 begrenzt dabei den ersten Wickelkopf-Luftkanal 54 auf der ersten Stirnseite S1. Luft, die durch den ersten Wickelkopf-Luftkanal 54 strömt, nimmt Wärme von dem ersten Wickelkopf 9 auf. Auf diese Weise wird der erste Wickelkopf 9 durch Luft gekühlt. Der Gehäusedeckel 5 begrenzt auf der zweiten Stirnseite S2 den zweiten Wickelkopf-Luftkanal 55. Luft, die durch den zweiten Wickelkopf-Luftkanal 55 strömt, nimmt Wärme von dem zweiten Wickelkopf 10 auf. Auf diese Weise wird der zweite Wickelkopf 10 durch Luft gekühlt.The air circuit 37 has a first end winding air duct 54 and a second end winding air duct 55 . In the exemplary embodiment shown, the first winding overhang air duct 54 and the second winding overhang air duct 55 run in the radial direction r of the electrical machine 1 from the inside to the outside and along the first winding overhang 9 or along the second winding overhang 10. The end-side housing part 19 delimits the first end winding air duct 54 on the first end face S1. Air flowing through the first end turn air duct 54 absorbs heat from the first end turn 9 . In this way, the first end winding 9 is cooled by air. The housing cover 5 delimits the second end winding air duct 55 on the second end face S2. Air flowing through the second end winding air duct 55 absorbs heat from the second end winding 10. In this way, the second end winding 10 is cooled by air.

Zur Kühlung der Rotorwelle 36 weist der Luftkreislauf 37 einen Rotorluftkanal 56 auf. Der Rotorluftkanal 56 verläuft in der axialen Richtung x der elektrischen Maschine 1 durch die Rotorwelle 36. Die Rotorwelle 36 bildet den Rotorluftkanal 56 beispielsweise, in dem die Rotorwelle 36 einen sternförmigen Querschnitt aufweist. Auf der zweiten Stirnseite S2 mündet der zweite Luftkanal 55 in den zweiten Rotorraum 27, der wiederum in den Rotorluftkanal 56 mündet. Auf diese Weise ist der Rotorluftkanal 56 über den zweiten Rotorraum 27 mit dem zweiten Luftkanal 54 verbunden. Somit kann Luft aus dem zweiten Luftkanal 55 über den zweiten Rotorraum 27 in den Rotorluftkanal 56 strömen. Auf der ersten Stirnseite S1 mündet der Rotorluftkanal 56 in den ersten Rotorraum 25, der wiederum in den ersten Luftkanal 54 mündet. Auf diese Weise ist der Rotorluftkanal 56 über dem ersten Rotorraum 25 mit dem ersten Luftkanal 54 verbunden. Somit kann Luft aus dem Rotorluftkanal 56 über den ersten Rotorraum 25 in den ersten Luftkanal 54 strömen. Die durch den Rotorluftkanal 56 strömende Luft nimmt Wärme von der Rotorwelle 36 auf und kühlt dadurch die Rotorwelle 36.The air circuit 37 has a rotor air duct 56 for cooling the rotor shaft 36 . The rotor air duct 56 runs in the axial direction x of the electric machine 1 through the rotor shaft 36. The rotor shaft 36 forms the rotor air duct 56, for example, in which the rotor shaft 36 has a star-shaped cross section. On the second end face S2, the second air duct 55 opens into the second rotor chamber 27, which in turn opens into the rotor air duct 56. In this way, the rotor air duct 56 is connected to the second air duct 54 via the second rotor space 27 . Air can thus flow from the second air duct 55 via the second rotor space 27 into the rotor air duct 56 . On the first end face S1, the rotor air duct 56 opens into the first rotor chamber 25, which in turn opens into the first air duct 54. In this way, the rotor air duct 56 is connected to the first air duct 54 above the first rotor space 25 . Air can thus flow from the rotor air duct 56 into the first air duct 54 via the first rotor space 25 . The air flowing through the rotor air duct 56 absorbs heat from the rotor shaft 36 and thereby cools the rotor shaft 36.

Um die Luft, die zuvor Wärme von dem zweiten Wickelkopf 10, von der Rotorwelle 36 und von dem ersten Wickelkopf 9 aufgenommen hat, wieder abzukühlen, damit sie im Folgenden erneut Wärme von den vorstehend genannten Komponenten aufnehmen kann, um diese zu kühlen, durchströmt die Luft die Luftkanäle 18, 18.1, 18.2 des Statorkühlbuchsensystems 8. Auf der ersten Stirnseite S1 mündet der erste Wickelkopf-Luftkanal 54 in den ersten Wickelkopfraum 13 (bzw. der erste Wickelkopf-Luftkanal 54 geht in den ersten Wickelkopfraum 13 über), der wiederum in die Luftkanäle 18, 18.1, 18.2 mündet. Auf diese Weise sind die die Luftkanäle 18, 18.1, 18.2 über den ersten Wickelkopfraum 13 mit dem ersten Luftkanal 54 verbunden. Somit kann Luft aus dem ersten Wickelkopf-Luftkanal 54 über den ersten Wickelkopfraum 13 in die Luftkanäle 18, 18.1, 18.2 strömen.In order to cool the air, which has previously absorbed heat from the second winding overhang 10, from the rotor shaft 36 and from the first winding overhang 9, so that it can subsequently again absorb heat from the above-mentioned components in order to cool them, the Air the air ducts 18, 18.1, 18.2 of the stator cooling sleeve system 8. On the first end face S1, the first end winding air duct 54 opens into the first end winding space 13 (or the first end winding air duct 54 merges into the first end winding space 13), which in turn the air ducts 18, 18.1, 18.2 opens. In this way, the air ducts 18, 18.1, 18.2 are connected to the first air duct 54 via the first end winding space 13. Air can thus flow from the first end winding air duct 54 via the first end winding space 13 into the air ducts 18, 18.1, 18.2.

Luft, die aus dem ersten Wickelkopf-Luftkanal 14 über den ersten Wickelkopfraum 13 in die Luftkanäle 18, 18.1, 18.2 strömt, kann zum einen Wärme an das Gehäuse 4 abgeben, welches die aufgenommene Wärme zumindest zum Teil wieder an die äu-ßere Umgebung 32 der elektrischen Maschine 1 abgeben kann. Zum anderen kann die Luft, die durch die Luftkanäle 18, 18.1, 18.2 strömt, Wärme an das Kühlfluid abgeben, welches durch den Statorfluidkanal 17 strömt.Air flowing out of the first end winding air duct 14 via the first end winding space 13 into the air ducts 18, 18.1, 18.2 can on the one hand give off heat to the housing 4, which at least partially transmits the absorbed heat back to the outside environment 32 the electrical machine 1 can deliver. On the other hand, the air that flows through the air ducts 18, 18.1, 18.2 can give off heat to the cooling fluid that flows through the stator fluid duct 17.

Auf diese Weise wird die Luft, die durch die Luftkanäle 18, 18.1, 18.2 strömt, in beiden radialen Richtung r (nämlich radial nach innen radial nach außen) abgekühlt bzw. rückgekühlt. Auf der zweiten Stirnseite münden die die Luftkanäle 18, 18.1, 18.2 in den zweiten Wickelkopfraum 14, der wiederum in den zweiten Wickelkopf-Luftkanal 55 mündet bzw. in diesen übergeht. Auf diese Weise sind die Luftkanäle 18, 18.1, 18.2 über den zweiten Wickelkopfraum 14 mit dem zweiten Wickelkopf-Luftkanal 55 verbunden. Somit kann Luft aus den Luftkanälen 18, 18.1, 18.2 über den zweiten Wickelkopfraum 14 in den zweiten Wickelkopf-Luftkanal 55 strömen. Da sich die Luft abkühlt, während sie die Luftkanäle 18, 18.1, 18.2 durchströmt, steht stromabwärts der Luftkanäle 18, 18.1, 18.2 erneut kühle Luft zur Verfügung, um insbesondere den zweiten Wickelkopf 10, die Rotorwelle 36 und den ersten Wickelkopf 9 (weiter) zu kühlen.In this way, the air flowing through the air ducts 18, 18.1, 18.2 is cooled or re-cooled in both radial directions r (namely radially inwards, radially outwards). The air ducts 18, 18.1, 18.2 in the second end winding space 14, which in turn opens into the second end winding air duct 55 or merges into it. In this way, the air ducts 18, 18.1, 18.2 are connected via the second end winding space 14 to the second end winding air duct 55. Air can thus flow from the air ducts 18, 18.1, 18.2 via the second end winding space 14 into the second end winding air duct 55. Since the air cools down as it flows through the air ducts 18, 18.1, 18.2, cool air is again available downstream of the air ducts 18, 18.1, 18.2, in particular to cool the second end winding 10, the rotor shaft 36 and the first end winding 9 (further) to cool.

Eine Drehrichtung des Rotors 3 ist in 1 durch einen Drehrichtungspfeil 21 angezeigt. Aufgrund der Drehrichtung 21, die beispielsweise einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs 6, 38 entsprechen kann, erhält die Luft innerhalb des Luftkreislaufs 37 einen Drall. Dies ist insbesondere innerhalb der diagonal verlaufenden Luftkanäle 18, 18.1, 18.2 von Vorteil, da hierdurch besonders gute Strömungseigenschaften der Luft erzielt werden können. Insbesondere entstehen in den diagonal verlaufenden Luftkanälen 18, 18.1, 18.2 lediglich geringe Verwirbelungen und ein geringer Rückstau. Weiterhin können die zu kühlenden Komponenten 9, 10, 36 besonders gut angeströmt werden, wobei nur geringe „Blind-spots“ hinsichtlich der Anströmung vorkommen.A direction of rotation of the rotor 3 is in 1 indicated by an arrow 21 indicating the direction of rotation. Due to the direction of rotation 21, which can correspond, for example, to a forward drive of the motor vehicle 6, 38, the air within the air circuit 37 is given a twist. This is particularly advantageous within the diagonally running air ducts 18, 18.1, 18.2, since particularly good flow properties of the air can be achieved in this way. In particular, only slight turbulence and a slight back pressure arise in the diagonally running air ducts 18, 18.1, 18.2. Furthermore, the components 9, 10, 36 to be cooled can be flowed particularly well, with only small “blind spots” occurring with regard to the flow.

7 zeigt rein beispielhaft einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs 6 mit der elektrischen Maschine 1 nach 1. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Hybridfahrzeug 6. Ein Verbrennungskraftmotor 33 kann dabei mit einem Getriebe 34 gekoppelt werden, sodass ein Drehmoment von einer Ausgangswelle des Verbrennungskraftmotors 33 auf eine Eingangswelle des Getriebes 34 übertragen werden kann. Auf ähnliche Weise kann die elektrische Maschine 1 mit dem Getriebe 34 gekoppelt werden, sodass ein Drehmoment von einer Ausgangswelle der elektrischen Maschine 1 auf eine Eingangswelle des Getriebes 34 übertragen werden kann. 7 shows a drive train of a motor vehicle 6 with the electric machine 1 purely by way of example 1 . The exemplary embodiment shown is a hybrid vehicle 6. An internal combustion engine 33 can be coupled to a transmission 34 so that a torque can be transmitted from an output shaft of the internal combustion engine 33 to an input shaft of the transmission 34. Similarly, electric machine 1 may be coupled to transmission 34 such that torque may be transferred from an output shaft of electric machine 1 to an input shaft of transmission 34 .

Bei dem Getriebe 34 kann es sich somit um ein Hybridgetriebe handeln, wobei der Verbrennungskraftmotor 33 und/oder die elektrische Maschine 1 mit dem Getriebe 34 gekoppelt werden können. Das Getriebe 34 kann ein Automatikgetriebe sein. Ein Antrieb des Kraftfahrzeugs 6 kann wahlweise über den Verbrennungskraftmotor 33, den elektrischen Motor 1 (d.h. die elektrische Maschine 1 im Motorbetrieb) oder über eine Kombination beider Antriebsaggregate 1, 33 erfolgen. Der rein beispielhafte Antriebsstrang mit dem Getriebe 34 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Parallelhybrid mit P2-Architektur, wobei die elektrische Maschine 1 zwischen dem Verbrennungskraftmotor 33 und dem Getriebe 34 angeordnet ist. Der Verbrennungskraftmotor 33 kann dabei über eine Trennkupplung 35 von der elektrischen Maschine 1 und von dem Getriebe 34 getrennt werden.The transmission 34 can thus be a hybrid transmission, in which case the internal combustion engine 33 and/or the electric machine 1 can be coupled to the transmission 34 . Transmission 34 may be an automatic transmission. The motor vehicle 6 can be driven either via the internal combustion engine 33, the electric motor 1 (i.e. the electric machine 1 in motor mode) or via a combination of both drive units 1, 33. In the exemplary embodiment shown, the purely exemplary drive train with the transmission 34 is a parallel hybrid with P2 architecture, with the electric machine 1 being arranged between the internal combustion engine 33 and the transmission 34 . The internal combustion engine 33 can be separated from the electric machine 1 and from the transmission 34 via a separating clutch 35 .

8 zeigt ein weiteres Kraftfahrzeug 38, z.B. ein Nutzfahrzeug oder ein Personenkraftfahrwagen (Pkw). Das Kraftfahrzeug 38 weist einen im Folgenden näher erläuterten Antriebstrang 39 auf, der optional einen zuschaltbaren und abschaltbaren Allradantrieb ermöglicht. Der Antriebsstrang 39 umfasst eine Antriebseinheit 40. Die Antriebseinheit 40 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Motor 41, z.B. einen Verbrennungskraftmotor (z.B. den Verbrennungskraftmotor 33 nach 7) oder eine elektrische Maschine 1, wie sie durch 1 gezeigt ist, sowie ein Getriebe 42 (z.B. das Getriebe 34 nach 7). Die Antriebseinheit 40 treibt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über ein vorderes Differenzialgetriebe 43 zwei Vorderräder 44 und 45 permanent an, die an einer Vorderachse 46 des Kraftfahrzeugs 38 angebracht sind. 8th shows another motor vehicle 38, for example a commercial vehicle or a passenger vehicle (car). The motor vehicle 38 has a drive train 39, explained in more detail below, which optionally enables an all-wheel drive that can be engaged and disengaged. The drive train 39 includes a drive unit 40. In the exemplary embodiment shown, the drive unit 40 includes a motor 41, for example an internal combustion engine (for example the internal combustion engine 33 according to 7 ) or an electric machine 1, as shown by 1 is shown, as well as a gear 42 (e.g. the gear 34 according to 7 ). In the exemplary embodiment shown, the drive unit 40 permanently drives two front wheels 44 and 45 via a front differential gear 43 , which wheels are attached to a front axle 46 of the motor vehicle 38 .

Der Antriebsstrang 39 kann alternativ oder zusätzlich zu dem beschriebenen Vorderachsantrieb einen zuschaltbaren und abschaltbaren elektrischen Achsantrieb 47 aufweisen, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine elektrische Maschine 1 nach 1 und ein hinteres Differentialgetriebe 48 umfasst. Der elektrische Achsantrieb 47 kann (wie durch 8 gezeigt) als zentraler Achsantrieb ausgeführt sein und beispielsweise sowohl ein erstes Hinterrad 49 über eine erste Seitenwelle 50 als auch ein zweites Hinterrad 51 über eine zweite Seitenwelle 26 antreiben. Alternativ kann auch die erste Seitenwelle 50 über einen ersten elektrischen Achsantrieb 47 und die zweite Seitenwelle 26 über einen zweiten elektrischen Achsantrieb 47 angetrieben werden, wobei die elektrischen Achsantriebe 47 dann jeweils kein Differentialgetriebe 48 aufweisen müssen.As an alternative or in addition to the described front axle drive, the drive train 39 can have an electric axle drive 47 which can be switched on and off and which, in the exemplary embodiment shown, is an electric machine 1 according to FIG 1 and a rear differential 48 . The electric final drive 47 can (as shown by 8th shown) be designed as a central axle drive and, for example, drive both a first rear wheel 49 via a first side shaft 50 and a second rear wheel 51 via a second side shaft 26 . Alternatively, the first side shaft 50 can also be driven via a first electric axle drive 47 and the second side shaft 26 can be driven via a second electric axle drive 47 , with the electric axle drives 47 then not having to have a differential gear 48 .

BezugszeichenlisteReference List

LL
Längsachselongitudinal axis
rright
radiale Richtungradial direction
S1S1
erste Stirnseite elektrische Maschinefirst end face electrical machine
S2S2
zweite Stirnseite elektrische Maschinesecond front side electrical machine
Uu
Umfangsrichtungcircumferential direction
xx
axiale Richtung axial direction
11
elektrische Maschineelectric machine
22
Statorstator
33
Rotorrotor
44
GehäuseHousing
55
Gehäusedeckelhousing cover
66
Kraftfahrzeugmotor vehicle
77
Statorkernstator core
88th
Statorkühlbuchsensystemstator cooling sleeve system
99
erster Wickelkopffirst winding head
1010
zweiter Wickelkopfsecond winding head
1111
erstes Rotorlagerfirst rotor bearing
1212
zweites Rotorlagersecond rotor bearing
1313
erster Wickelkopfraumfirst end winding space
1414
zweiter Wickelkopfraumsecond winding head room
1515
innerer Statorkühlbuchseinner stator cooling sleeve
1616
axiale Gehäusebohrungaxial housing bore
1717
Fluidkanalfluid channel
1818
Luftkanalair duct
18.118.1
erste Luftkanalfirst air duct
18.218.2
zweiter Luftkanalsecond air duct
1919
Gehäuseteil auf der ersten StirnseiteHousing part on the first front side
2020
äußere Statorkühlbuchseouter stator cooling sleeve
2121
Drehrichtung RotorDirection of rotation of the rotor
2222
innere Mantelfläche der äußeren Statorkühlbuchseinner surface of the outer stator cooling sleeve
2323
O-RingO ring
2424
erste Stirnseite der äußeren Statorkühlbuchsefirst face of the outer stator cooling sleeve
2525
erster Rotorraumfirst rotor room
2626
Seitenwellesideshaft
2727
zweiter Rotorraumsecond rotor space
2828
zweite Stirnseite der äußeren Statorkühlbuchsesecond face of the outer stator cooling sleeve
29.129.1
erster Stegfirst jetty
29.229.2
zweiter Stegsecond jetty
29.329.3
dritter Stegthird jetty
3030
äußere Mantelfläche der äußeren Statorkühlbuchseouter surface of the outer stator cooling sleeve
3131
äußere Mantelfläche der inneren Statorkühlbuchseouter surface of the inner stator cooling sleeve
3232
äußere Umgebung der elektrischen Maschineexternal environment of the electric machine
3333
Verbrennungskraftmotorinternal combustion engine
3434
Getriebetransmission
3535
Trennkupplungdisconnect clutch
3636
Rotorwellerotor shaft
3737
Luftkreislaufair cycle
3838
Kraftfahrzeugmotor vehicle
3939
Antriebsstrangpowertrain
4040
Antriebseinheitdrive unit
4141
Motorengine
4242
Getriebetransmission
4343
vorderes Differentialgetriebefront differential gear
4444
Vorderradfront wheel
4545
Vorderradfront wheel
4646
Vorderachsefront axle
4747
elektrischer Achsantriebelectric axle drive
4848
hinteres Differentialgetrieberear differential gear
4949
erstes Hinterradfirst rear wheel
5050
erste Seitenwellefirst side wave
5151
zweites Hinterradsecond rear wheel
5252
zweite Seitenwellesecond side wave
5353
Ventilatorfan
5454
erster Luftkanalfirst air duct
5555
zweiter Luftkanalsecond air duct
5656
Rotorluftkanalrotor air duct
5757
Wärmetauscherheat exchanger
5858
Kühlwasserpumpecooling water pump
5959
FluidKühlwasserkreislauffluid cooling water circuit
6060
Zuflussöffnunginflow opening
6161
erste Stirnseite inneren Statorkühlbuchsefirst face inner stator cooling sleeve
6262
Abflussöffnungdrain hole
6363
zweite Stirnseite inneren Statorkühlbuchsesecond face inner stator cooling sleeve
6464
Fluidabfuhrkanalfluid discharge channel
6565
Fluidleitungfluid line
6666
Fluidversorgungskanalfluid supply channel
6767
Fluidverteilerelementfluid distribution element
6868
Fluideingang des FluidverteilerelementsFluid inlet of the fluid distribution element
6969
Umlenkkanaldeflection channel
7070
Fluidausgangfluid outlet
7171
Anschlagselement innere StatorkühlbuchseStop element inner stator cooling sleeve
7272
Gegenanschlag Gehäusecounter stop housing
7373
Nutgroove
7474
Dichtungpoetry

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102005000642 A1 [0002]DE 102005000642 A1 [0002]

Claims (10)

Elektrische Maschine (1) zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs (6, 38), die elektrische Maschine (1) umfassend - einen Stator (2) mit einem Statorkern (7), - ein Statorkühlbuchsensystem (8) und - ein Gehäuse (4), wobei - das Statorkühlbuchsensystem (8) den Statorkern (7) in einer radialen Richtung (r) der elektrischen Maschine (1) außen umgibt, - das Gehäuse (4) das Statorkühlbuchsensystem (8) in der radialen Richtung (r) der elektrischen Maschine (1) außen umgibt, - das Statorkühlbuchsensystem (8) einen Fluidkanal (17) bildet, der innerhalb des Statorkühlbuchsensystems (8) angeordnet ist, - ein Fluid durch den Fluidkanal (17) fließt und dabei Wärme von dem Statorkern (7) aufnimmt, - das Statorkühlbuchsensystem (8) wenigstens einen Luftkanal (18, 18.1, 18.2) bildet, der getrennt von dem Fluidkanal (17) zwischen dem Statorkühlbuchsensystem (8) und dem Gehäuse (4) angeordnet ist, - Luft durch den wenigstens einen Luftkanal (18, 18.1, 18.2) strömt, wobei die Luft zuvor Wärme von zu kühlenden Komponenten (9, 10, 36) der elektrischen Maschine (1) aufgenommen hat, - der Fluidkanal (17) eine Zuflussöffnung (60) auf einer ersten Stirnseite (61) des Statorkühlbuchsensystems (8) aufweist, wobei das Fluid über die Zuflussöffnung (60) in den Fluidkanal (17) eintritt, - das Fluid, das durch den Fluidkanal (17) fließt, Wärme von der Luft aufnimmt, die durch den wenigstens einen Luftkanal (18, 18.1, 18.2) strömt, und - der Fluidkanal (17) wenigstens eine Abflussöffnung (62) auf einer der ersten Stirnseite (61) abgewandten zweiten Stirnseite (63) des Statorkühlbuchsensystems (8) aufweist, wobei das Fluid über die Abflussöffnung (62) aus dem Fluidkanal (17) abfließt. Electrical machine (1) for driving a motor vehicle (6, 38), comprising the electrical machine (1). - a stator (2) with a stator core (7), - a stator cooling sleeve system (8) and - a housing (4), whereby - the stator cooling sleeve system (8) surrounds the stator core (7) on the outside in a radial direction (r) of the electric machine (1), - the housing (4) surrounds the stator cooling sleeve system (8) in the radial direction (r) of the electrical machine (1) on the outside, - the stator cooling bushing system (8) forms a fluid channel (17) which is arranged within the stator cooling bushing system (8), - a fluid flows through the fluid channel (17) and thereby absorbs heat from the stator core (7), - the stator cooling bushing system (8) forms at least one air duct (18, 18.1, 18.2) which is arranged separately from the fluid duct (17) between the stator cooling bushing system (8) and the housing (4), - Air flows through the at least one air duct (18, 18.1, 18.2), the air having previously absorbed heat from components (9, 10, 36) of the electrical machine (1) to be cooled, - the fluid channel (17) has an inflow opening (60) on a first end face (61) of the stator cooling sleeve system (8), the fluid entering the fluid channel (17) via the inflow opening (60), - the fluid flowing through the fluid channel (17) absorbs heat from the air flowing through the at least one air channel (18, 18.1, 18.2), and - the fluid duct (17) has at least one drain opening (62) on a second end side (63) of the stator cooling sleeve system (8) facing away from the first end side (61), the fluid flowing out of the fluid duct (17) via the drain opening (62). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei - das Statorkühlbuchsensystem (8) zweiteilig aufgebaut ist und eine innere Statorkühlbuchse (15) sowie eine äußere Statorkühlbuchse (20) umfasst, - die innere Statorkühlbuchse (15) den Statorkern (7) in der radialen Richtung (r) der elektrischen Maschine (1) außen umgibt, - die äußere Statorkühlbuchse (20) die innere Statorkühlbuchse (15) in der radialen Richtung (r) der elektrischen Maschine (1) außen umgibt, - das Gehäuse (4) die äußere Statorkühlbuchse (20) in der radialen Richtung (r) der elektrischen Maschine (1) außen umgibt, - die innere Statorkühlbuchse (15) den Fluidkanal (17) mit der Zuflussöffnung (60) und der wenigstens einen Abflussöffnung (62) bildet, und - die äußere Statorkühlbuchse (20) den wenigstens einen Luftkanal (18, 18.1, 18.2) bildet.Electrical machine (1) according to claim 1 , wherein - the stator cooling bushing system (8) is constructed in two parts and comprises an inner stator cooling bushing (15) and an outer stator cooling bushing (20), - the inner stator cooling bushing (15) supports the stator core (7) in the radial direction (r) of the electrical machine ( 1) surrounds the outside, - the outer stator cooling sleeve (20) surrounds the inner stator cooling sleeve (15) in the radial direction (r) of the electrical machine (1), - the housing (4) surrounds the outer stator cooling sleeve (20) in the radial direction (r) surrounds the electric machine (1) on the outside, - the inner stator cooling sleeve (15) forms the fluid channel (17) with the inflow opening (60) and the at least one outflow opening (62), and - the outer stator cooling sleeve (20) forms the at least forms an air duct (18, 18.1, 18.2). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Fluidkanal (17) spiralförmig oder mäanderförmig verläuft.Electrical machine (1) according to claim 1 or 2 , wherein the fluid channel (17) runs spirally or meandering. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei - die Zuflussöffnung (60) derart geformt ist, dass das Fluid in einer axialen Richtung (x) der elektrischen Maschine (1) in den Fluidkanal (17) eintritt, - die wenigstens eine Abflussöffnung (62) derart geformt ist, dass das Fluid in der axialen Richtung (x) der elektrischen Maschine (1) aus dem Fluidkanal (17) austritt.Electrical machine (1) according to claim 2 or 3 , wherein - the inflow opening (60) is shaped in such a way that the fluid enters the fluid channel (17) in an axial direction (x) of the electrical machine (1), - the at least one outflow opening (62) is shaped in such a way that the Fluid exits in the axial direction (x) of the electrical machine (1) from the fluid channel (17). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 4, wobei - das Gehäuse (4) einen Fluidversorgungskanal (66) formt, über welchen der elektrischen Maschine (1) das Fluid zugeführt wird, - der Fluidversorgungskanal (66) in der radialen Richtung (r) durch das Gehäuse (4) verläuft, und - der Fluidversorgungskanal (66) mit der Zuflussöffnung (60) verbunden ist, sodass das Fluid aus dem Fluidversorgungskanal (66) in die Zuflussöffnung (60) fließt.Electrical machine (1) according to claim 4 , wherein - the housing (4) forms a fluid supply channel (66) via which the fluid is supplied to the electrical machine (1), - the fluid supply channel (66) runs through the housing (4) in the radial direction (r), and - The fluid supply channel (66) is connected to the inflow opening (60), so that the fluid flows out of the fluid supply channel (66) into the inflow opening (60). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 5, die elektrische Maschine (1) umfassend ein Fluidverteilerelement (67), wobei - der Fluidversorgungskanal (66) mit dem Fluidverteilerelement (67) verbunden ist, sodass das Fluid aus dem Fluidversorgungskanal (66) in das Fluidverteilerelement (67) fließt, - das Fluidverteilerelement (66) mit der Zuflussöffnung (60) verbunden ist, sodass das Fluid aus dem Fluidverteilerelement (66) in die Zuflussöffnung (60) fließt, und - Das Fluidverteilerelement (66) einen Umlenkkanal (69) formt, sodass das Fluid innerhalb des Fluidverteilerelements (66) von der radialen Richtung (r) in die axiale Richtung (x) umgelenkt wird, bevor es in die Zuflussöffnung (60) fließt.Electrical machine (1) according to claim 5 , the electrical machine (1) comprising a fluid distributor element (67), wherein - the fluid supply channel (66) is connected to the fluid distributor element (67), so that the fluid flows from the fluid supply channel (66) into the fluid distributor element (67), - the fluid distributor element (66) is connected to the inflow opening (60), so that the fluid flows out of the fluid distribution element (66) into the inflow opening (60), and - the fluid distribution element (66) forms a deflection channel (69), so that the fluid within the fluid distribution element ( 66) is deflected from the radial direction (r) into the axial direction (x) before it flows into the inflow opening (60). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch wobei - das Gehäuse (4) wenigstens einen Fluidabfuhrkanal (64) formt, über welchen das Fluid aus der elektrischen Maschine (1) abgeführt wird, - der Fluidabfuhrkanal (64) in der axialen Richtung (x) durch das Gehäuse (4) verläuft, - der Fluidabfuhrkanal (64) mit der Abflussöffnung (62) verbunden ist, sodass das Fluid aus der Abflussöffnung (62) in den Fluidabfuhrkanal (64) fließt.Electrical machine (1) according to claim wherein - the housing (4) forms at least one fluid discharge channel (64) through which the fluid is discharged from the electrical machine (1), - the fluid discharge channel (64) runs through the housing (4) in the axial direction (x), - The fluid discharge channel (64) is connected to the drain opening (62), so that the fluid flows out of the drain opening (62) into the fluid discharge channel (64). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 7, wobei - die innere Statorkühlbuchse (15) mehrere Anschlagselemente (71) formt, welche in der axialen Richtung (x) einen stirnseitigen Abschluss des Statorkühlbuchsensystems (8) bilden, - die Anschlagselemente (71) an wenigstens einem korrespondierenden Anschlag (72) des Gehäuses (4) anliegen, sodass das Gehäuse (4) und das Statorkühlbuchsensystem (8) zueinander ausgerichtet sind.Electrical machine (1) according to claim 7 , wherein - the inner stator cooling bush (15) forms a plurality of stop elements (71), which form a frontal termination of the stator cooling bush system (8) in the axial direction (x), - the stop elements (71) on at least one corresponding stop (72) of the housing (4) so that the housing (4) and the stator cooling bushing system (8) are aligned with one another. Kühlwasserkreislauf (59) umfassend - eine elektrische Maschine (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, - einen Wärmetauscher (57) und - eine Kühlwasserpumpe (58), wobei - der Wärmetauscher (57) und die Kühlwasserpumpe (58) außerhalb der elektrischen Maschine (1) angeordnet sind, - der Wärmetauscher (57) dazu eingerichtet ist, aus dem Fluidkanal (17) kommendes Fluid abzukühlen, - die Kühlwasserpumpe (58) dazu eingerichtet ist, Fluid innerhalb des Kühlwasserkreislaufs (59) zu fördern, sodass es zwischen dem Fluidkanal (17) und dem Wärmetauscher (57) zirkuliert.Cooling water circuit (59) comprising - An electrical machine (1) according to any one of the preceding claims, - a heat exchanger (57) and - a cooling water pump (58), whereby - the heat exchanger (57) and the cooling water pump (58) are arranged outside the electrical machine (1), - the heat exchanger (57) is set up to cool fluid coming from the fluid channel (17), - The cooling water pump (58) is set up to promote fluid within the cooling water circuit (59) so that it circulates between the fluid channel (17) and the heat exchanger (57). Kraftfahrzeug (6, 38) umfassend - eine elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder - einen Kühlwasserkreislauf (59) nach Anspruch 9 sowie - einen elektrischen Achsantrieb (47), der von der elektrischen Maschine (1) angetrieben wird.Motor vehicle (6, 38) comprising - an electric machine (1) according to one of Claims 1 until 8th or - a cooling water circuit (59). claim 9 and - an electric axle drive (47) which is driven by the electric machine (1).
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