DE112016000819T5

DE112016000819T5 - Elektrische Rotationsmaschine, vorzugsweise für ein Hybridmotorfahrzeug

Info

Publication number: DE112016000819T5
Application number: DE112016000819.8T
Authority: DE
Inventors: Lilya Bouarroudj; Jean-Claude Labrosse
Original assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Current assignee: Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2016-02-16
Publication date: 2017-11-23
Also published as: FR3033099B1; WO2016132060A1; FR3033099A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrische Rotationsmaschine (1), vorzugsweise für ein Hybridmotorfahrzeug, beispielsweise für ein Getriebe eines Hybridmotorfahrzeugs, umfassend: einen Stator (10) umfassend einen Statorkörper (3), einen Verteilungskreis (2), der eingerichtet ist, ein Kühlfluid zur Kühlung der Maschine (1) aufzunehmen, wobei besagter Verteilungskreis (2) ausgebildet ist, das Fluid in Richtung des Inneren der Maschine (1) zu verteilen, der Verteilungskreis (2) sich zumindest teilweise parallel zu einer im Wesentlichen quer zur Rotationsachse (X) der Maschine (1) liegenden Ebene erstreckt, der Verteilungskreis (2) eine Öffnung (21), insbesondere eine einzelne Öffnung umfasst, die ausgebildet ist, den Durchfluss des Fluids von dem besagten Kreis (2) in Richtung des Inneren der Maschine zu erlauben, wobei die Öffnung (21) derart eingerichtet ist, dass sie zu zumindest einem ganzen Abschnitt (26) der Stirnseite (4) des Statorkörpers (3) gerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft insbesondere eine elektrische Rotationsmaschine, vorzugsweise für ein Hybridmotorfahrzeug, beispielsweise für ein Getriebe eines Hybridmotorfahrzeugs.
Die Patentanmeldung WO 2014/032876 beschreibt eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse, einem Stator und zumindest einem Kühlkanal, der zwischen dem Gehäuse und im Stator ausgebildet ist.
Die Patentanmeldung DE 10 2012 022 453 beschreibt eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Gehäuse, einen Stator, Kühlkanäle und ein Zuführrohr für ein Fluid.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Maschine mit einer verbesserten Leistungsfähigkeit bereitzustellen, während ihre Ausgestaltung vereinfacht ist. Die Erfindung hat somit eine elektrische Rotationsmaschine zum Gegenstand, vorzugsweise für ein Hybridmotorfahrzeug, z. B. für ein Getriebe eines Hybridmotorfahrzeugs, umfassend:

– einen Stator umfassend einen Statorkörper,
– einen Verteilungskreis, der eingerichtet ist, ein Kühlfluid zur Kühlung der Maschine aufzunehmen, wobei dieser Verteilungskreis 2 ausgebildet ist, das Fluid in Richtung des Inneren der Maschine zu verteilen, der Verteilungskreis sich zumindest teilweise parallel zu einer im Wesentlichen quer zur Rotationsachse der Maschine liegenden Ebene erstreckt, der Verteilungskreis eine Öffnung, insbesondere eine einzelne Öffnung umfasst, die ausgebildet ist, den Durchfluss des Fluids von dem Kreis in Richtung des Inneren der Maschine zu erlauben, wobei die Öffnung derart eingerichtet ist, dass sie zu zumindest einem ganzen Abschnitt der Stirnseite des Statorkörpers gerichtet ist.

Eine solche Anordnung ermöglicht es dem Kühlfluid, den gesamten Abschnitt der Stirnseite des Statorkörpers kontaktierend zu umströmen. Somit kann der Statorkörper auf gleichmäßige Weise zumindest auf dem gesamten Abschnitt gekühlt werden.
Ein solcher Verteilungskreis ermöglicht eine wirkungsvolle Kühlung der Maschine bei angemessener Verteilung des Kühlfluids in der Maschine, vorzugsweise während dem Fluid erlaubt ist, zu den heißen Orten in der Maschine zu zirkulieren.
Die Erfindung ermöglicht somit einen besseren Output der elektrischen Maschine.
Die Öffnung kann ausgebildet sein, das Kühlfluid in Richtung der Stirnseite des Statorkörpers zu verteilen.
Dies ermöglicht eine homogene Kühlung des Stators.
Der Verteilungskreis kann sich zumindest teilweise gemäß einem Kreisbogen erstrecken, wobei dieser Kreisbogen in der im Wesentlichen quer liegenden Ebene enthalten ist.
Der Kreisbogen kann einen Winkel von mindestens 45°, vorzugsweise 100°, z. B. 150° bilden.
Vorzugsweise kann sich der Verteilungskreis zumindest teilweise gemäß einem vollständigen Kreis erstrecken, wobei dieser Kreis in der im Wesentlichen quer liegenden Ebene enthalten ist.
Vorzugsweise kann der Radius des besagten Kreises zwischen 40 mm und 110 mm, vorzugsweise zwischen 60 mm und 90 mm, beispielsweise zwischen 70 mm und 80 mm betragen, wobei der besagte Kreis in Bezug zu der kreisförmigen inneren Wand des besagten Kreises betrachtet wird, die am weitesten von der Rotationsachse der Maschine weg liegt.
Vorzugsweise kann der Radius des besagten Kreises im Wesentlichen gleich 77,5 mm sein.
Alternativ kann sich der Verteilungskreis zumindest teilweise entlang einer Spirale erstrecken, wobei sich zumindest eine Windung der Spirale besonders in der im Wesentlichen quer liegenden Ebene erstreckt.
Der Verteilungskreis kann sich zumindest teilweise zur Stirnseite des Statorkörpers gerichtet erstrecken.
Vorzugsweise kann der Verteilungskreis entlang der Rotationsachse der Maschine in Bezug zum Statorkörper axial versetzt sein.
Der Verteilungskreis kann derart ausgebildet sein, dass in zumindest einem Abschnitt des Letzteren das Fluid im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse der Maschine zirkulieren kann.
Bevorzugt kann der Verteilungskreis eine innere Höhe zwischen 15 und 35 mm definieren, vorzugsweise zwischen 20 und 30 mm, beispielsweise im Wesentlichen gleich 26 mm, wobei die Höhe entlang der Rotationsachse der Maschine gemessen ist
Die innere Höhe des Verteilungskreises kann im Wesentlichen konstant sein.
Die elektrische Rotationsmaschine kann ein Gehäuse umfassend zumindest ein Durchgangsloch besitzen, um das Fluid aufzunehmen, wobei das Loch in fluidischer Kommunikation mit dem Verteilungskreis steht.
Der Stator kann in dem Gehäuse mittels einer Schrumpfpassung befestigt sein.
Der Verteilungskreis kann allein durch die Wände des Gehäuses gebildet sein
Das Durchgangsloch kann in einer Seitenwand des Gehäuses gebohrt sein.
Alternativ kann das Durchgangsloch in einer Längswand, insbesondere in einer zylindrischen Wand des Gehäuses gebohrt sein.
Das Durchgangsloch kann einen Querschnitt aufweisen, der sich zwischen seinem Einlass und seinem Auslass verändert, insbesondere kann der Einlass breiter als der Auslass sein, der in den Verteilungskreis mündet.
Beispielsweise kann der Querschnitt des Einlasses kreisförmig sein und der Auslass einen Querschnitt umfassend zumindest einen flachen Abschnitt, vorzugsweise zwei flache Abschnitte, haben.
Der Stator kann eine elektrische Wicklung umfassen, von der ein Abschnitt einen Wickelkopf bildet, der sich außerhalb des Statorkörpers in Richtung der Rotationsachse der Maschine erstreckt, wobei der Verteilungskreis derart eingerichtet ist, dass der Wickelkopf von dem im Verteilungskreis zirkulierenden Kühlfluid isoliert sein kann.
Eine solche Anordnung macht es möglich, das Fluid zu verteilen, ohne dass es durch den Wickelkopf strömt, wobei das Fluid dann effektiv direkt zu anderen heißen Zonen der Maschine verteilt wird.
Alternativ kann der Verteilungskreis derart eingerichtet sein, dass der Wickelkopf in Kontakt mit dem in dem Verteilungskreis zirkulierenden Kühlfluid sein kann.
Der Verteilungskreis kann eine Höhe definieren, die streng größer als die Höhe des Wickelkopfes ist, wobei die Höhe entlang der Rotationsachse der Maschine gemessen ist.
Die Öffnung kann ringförmig sein.
Die Öffnung erstreckt sich vorteilhafterweise in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse der Maschine.
In der Ebene senkrecht zur Rotationsachse der Maschine kann die Öffnung eine konzentrische kreisförmige Innen- und Außenkante aufweisen.
Bevorzugt kann der Radius der Außenkante zwischen 40 mm und 110 mm, vorzugsweise zwischen 60 mm und 90 mm, beispielsweise zwischen 70 mm und 80 mm betragen.
Vorteilhafterweise kann der Radius der Außenkante im Wesentlichen gleich 77,5 mm sein.
Bevorzugt kann der Radius der Innenkante zwischen 35 mm und 105 mm, vorzugsweise zwischen 55 mm und 85 mm, beispielsweise zwischen 65 mm und 75 mm betragen.
Vorteilhafterweise kann der Radius der Innenkante im Wesentlichen gleich 71,5 mm sein.
Bevorzugt kann der Verteilungskreis zumindest eine Rinne aufweisen, vorzugsweise eine ringförmige Rinne, die die vorstehend definierte Öffnung umfasst.
Die Rinne kann sich zu zumindest einem ganzen Abschnitt der Stirnseite des Statorkörpers gerichtet erstrecken.
Bevorzugt kann sich die Öffnung der Rinne zu zumindest einem ganzen Abschnitt der Stirnseite des Statorkörpers gerichtet erstrecken.
Eine solche Rinne ermöglicht es somit dem Fluid, den gesamten Abschnitt der Stirnseite des Statorkörpers kontaktierend zu umströmen, zur besseren Verteilung des Fluids auf diesem gesamten Abschnitt.
Die Rinne kann einen Boden haben, in den das Durchgangsloch mündet, durch welches das Kühlfluid eintritt.
Das innere Volumen der Rinne kann zwischen 20 und 80 cm³, vorzugsweise zwischen 30 und 70 cm³, z. B. zwischen 40 und 60 cm³ betragen.
Vorzugsweise kann das besagte Volumen im Wesentlichen gleich 49 cm³ sein.
Diese Anordnung ermöglicht es dem Fluid, mit einem Volumenstrom zu zirkulieren, der eine optimierte und homogene Kühlung erlaubt.
Die Rinne kann eine innere Höhe definieren, die streng kleiner als der Wickelkopf ist.
Alternativ kann die Rinne eine interne Höhe definieren, die größer oder gleich dem Wickelkopf ist.
Die Rinne kann eine erste und eine zweite Seitenwand aufweisen, die zueinander gerichtet sind.
Bevorzugt umfasst die Maschine einen Rotor, und eine der ersten und zweiten Seitenwand ist eingerichtet, die Strömung des Fluid es von der Rinne in Richtung des Rotors zu verhindern.
Bevorzugt kann erste Seitenwand durch die Wand des Gehäuses gebildet sein.
Bevorzugt kann die ringförmige Rinne allgemein einen Querschnitt in der Form eines „U” haben, wobei der Querschnitt in einer die Rotationsachse enthaltenden Ebene betrachtet ist.
Alternativ kann die ringförmige Rinne allgemein einen Querschnitt in der Form eines „V” haben, wobei der Querschnitt in einer die Rotationsachse enthaltenden Ebene betrachtet ist.
Die zweite Seitenwand kann derart eingerichtet sein, dass sie zu dem Wickelkopf gerichtet ist.
Bevorzugt ist, wenn die Maschine entlang der Rotationsachse betrachtet wird, die Rinne zwischen dem Wickelkopf und dem Gehäuse angeordnet Bevorzugt kann die zweite Seitenwand derart eingerichtet sein, dass sie in Kontakt mit der Stirnseite des Statorkörpers steht.
Die elektrische Maschine kann eine Verbindungsstelle aufweisen, die zwischen dem Statorkörper und dem Verteilungskreis angeordnet ist.
Eine solche Verbindungsstelle erlaubt eine bessere Verteilung des Fluids von dem Verteilungskreis in Richtung des Statorkörpers.
Die zweite Seitenwand kann sich in Richtung der Rotationsachse von der inneren Stirnseite des Gehäuses bis zu der Stirnseite des Statorkörpers erstrecken.
Der Verteilungskreis kann eine Vielzahl benachbarter, ringförmiger Rinnen besitzen, wobei jede Rinne ein Durchgangsloch aufweist, durch welches das Kühlfluid eintreten kann, wobei die Rillen voneinander durch Seitenwände isoliert sind.
Die elektrische Rotationsmaschine kann zumindest einen von dem Verteilungskreis verschiedenen Kanal aufweisen, der ausgebildet ist, das Strömen von zumindest einem Teil des von dem Verteilungskreis kommenden Fluids zu ermöglichen, wobei die Strömung in Richtung der Rotationsachse gerichtet ist.
Bevorzugt kann der Kanal zumindest teilweise gebildet sein:

– in der Dicke der Wand des Gehäuses, oder
– in der Dicke des Statorkörpers, oder
– zwischen dem Gehäuse und dem Statorkörper.

Bevorzugt ist der Kanal über einem Abschnitt seiner Länge gemäß einer der vorgenannten Konfigurationen gebildet.
Bevorzugt ist er über einem anderen Abschnitt seiner Länge gemäß einer anderen der vorgenannten Konfigurationen gebildet.
Der Kanal kann derart gebildet sein, dass sein Querschnitt im Wesentlichen konstant über seine gesamte Länge ist.
Der Kanal kann durch glatte Wände gebildet sein, um die Strömung des Fluids nicht zu stören.
Vorzugsweise kann der Kanal von einem Abschnitt der Innenwand des Gehäuses und einem Abschnitt der Außenwand des Statorkörpers gebildet sein.
Der Abschnitt der Innenwand des Gehäuses kann ein Zylinderabschnitt sein, der auf der Achse zentriert ist.
Der Abschnitt der Außenwand des Statorkörpers kann eine Rippe aufweisen, die derart eingerichtet ist, mit der Innenwand des Gehäuses zusammenzuwirken, wobei der Boden dieser Rippe beispielsweise die Form eines Kreisbogens hat.
Alternativ kann der Abschnitt der Außenwand des Statorkörpers ein Zylinderabschnitt sein, der auf der Achse zentriert ist.
Die Innenwand des Gehäuses kann eine Rippe aufweisen, die derart eingerichtet ist, dass sie mit dem Statorkörper zur Bildung des Kanals zusammenwirkt, wobei der Boden dieser Rippe beispielsweise die Form eines Kreisbogens hat.
Alternativ kann der Kanal vollständig in der Dicke des Statorkörpers, vorzugsweise durch ein in den besagten Körper gebohrtes Durchgangsloch gebildet sein.
Alternativ kann der Kanal vollständig in der Dicke der Gehäusewand, vorzugsweise durch ein in das Gehäuse gebohrtes Durchgangsloch gebildet sein.
Der Kanal kann ausgebildet sein, in den Verteilungskreis zu münden, vorzugsweise über die Öffnung in dem genannten Kreis, so dass aus dem Verteilungskreis kommendes Fluid in den Kanal zirkulieren kann.
Bevorzugt keine Verteilungskreis ausgebildet sein, es dem Fluid zu ermöglichen, durch den Kanal ohne Kreuzen des Wickelkopfes auf dem Weg zu strömen.
Alternativ kann der Verteilungskreis ausgebildet sein, es dem Fluid zu erlauben, durch den Kanal zu strömen, um den Wickelkopf auf dem Weg zu kreuzen.
Der Kanal kann ausgebildet sein, sich auf beiden Seiten des Statorkörpers zu öffnen.
Bevorzugt kann der Kanal ausgebildet sein, sich auf zumindest einer Stirnseite des Statorkörpers radial zwischen dem Wickelkopf und der Innenwand des Gehäuses zu öffnen.
Alternativ kann der Kanal ausgebildet sein, sich auf zumindest einer Stirnseite des Statorkörpers radial zwischen dem Wickelkopf und der Rotationsachse der Maschine zu öffnen.
Bevorzugt definiert der Kanal in einer Ebene senkrecht zur der Achse eine Winkelöffnung zwischen 3° und 30°, vorzugsweise zwischen 5° und 15°, z. B. von im Wesentlichen gleich 10°.
In einer Ebene senkrecht zur Achse kann der Kanal eine Höhe streng kleiner als 10 mm, vorzugsweise streng kleiner als 4 mm, z. B. kleiner oder gleich 2 mm definieren.
Bevorzugt kann der Kanal in einer Ebene senkrecht zur Achse eine Höhe von im Wesentlichen gleich 1 mm definieren.
Alternativ kann der Kanal in einer Ebene senkrecht zur Achse allgemein einen Querschnitt in Form eines Kronenabschnitts aufweisen.
Die elektrische Rotationsmaschine kann eine Vielzahl von Kühlfluidkanälen aufweisen.
Bevorzugt können die Kanäle zumindest entlang des Statorkörpers voneinander isoliert sein.
Alternativ können die Kanäle zumindest entlang des Statorkörpers in fluidischer Kommunikation stehen.
Die Kanäle können in einer Anzahl zwischen 3 und 30 variieren, vorzugsweise zwischen 10 und 30, z. B. zwischen 10 und 20.
Vorteilhafterweise kann die Maschine 18 Kanäle aufweisen.
Bevorzugt können die Kanäle in gleichen Winkeln um die Rotationsachse der Maschine verteilt sein.
Die Kanäle können parallel zueinander liegen.
Bevorzugt können die Kanäle parallel zu der Achse sein.
Die Kanäle können symmetrisch zueinander durch Rotationssymmetrie sein.
Bevorzugt kann der Verteilungskreis ausgebildet sein, das Fluid in Richtung des Inneren der Maschine zu verteilen, so dass es durch alle Kanäle strömt, vorzugsweise in einer im Wesentlichen homogene Weise.
Bevorzugt kann der Verteilungskreis eingerichtet sein, das Fluid in das Innere der Maschine zu verteilen, so dass es ausschließlich durch die Kanäle strömt, vorzugsweise in einer im Wesentlichen homogenen Weise durch jeden Kanal.
Die Maschine kann einen Auslass aufweisen, der derart eingerichtet ist, das Fluid in Richtung der Außenseite der Maschine zu entleeren, vorzugsweise in Richtung der Außenseite des Gehäuses.
Der Auslass kann zumindest eine Öffnung im Gehäuse aufweisen, vorzugsweise eine Vielzahl von Öffnungen.
Die Maschine kann derart ausgebildet sein, dass das durch den Auslass strömende Fluid aus der Maschine, insbesondere aus dem Gehäuse, durch Gravitation entleert wird.
Die Maschine kann derart ausgebildet sein, dass das durch den Auslass entleerte Fluid auf dem Weg die Rinne kreuzt.
Die Maschine kann derart eingerichtet sein, dass das Fluid zumindest zwischen dem Verteilungskreis und dem Kanal unter Druck steht.
Der Stator kann eine elektrische Wicklung umfassen, deren erster Teil einen vorderen Wickelkopf, der sich außerhalb des Statorkörpers in Richtung der Rotationsachse erstreckt und axial auf der Seite des Verteilungskreises angeordnet ist, und einen hinteren Wickelkopf bildet, der sich außerhalb des Statorkörpers in Richtung der Rotationsachse erstreckt und axial auf der dem Verteilungskreis gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.
Die Maschine kann derart eingerichtet sein dass das in den Kanal eintretende Fluid letzteren verlässt während es auf seinem Weg den hinteren Wickelkopf besprenkelt, bevor es die Maschine verlässt.
Mit anderen Worten kann die Maschine derart eingerichtet sein, dass ein Kanal durch eines seiner Enden in den Verteilungskreis, und durch das andere seiner Enden in einen inneren Raumbereich mündet, in dem der hinteren Wickelkopf angeordnet ist, so dass das das andere Ende verlassende Fluid in direkten Kontakt mit dem Wickelkopf gelangen kann, um ihn zu kühlen.
Gemäß einer Ausführungsvariante umfasst der Stator eine elektrische Wicklung, und die Maschine ist derart ausgebildet, dass das aus einem Kanal heraus strömende Fluid in Kontakt mit der Wicklung gelangen kann.
Das Fluid kann ein flüssiges Kühlfluid, vorzugsweise ein viskoses Fluid, z. B. ein Öl sein.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein System für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybridmotorfahrzeug, umfassend:

– eine elektrische Maschine wie sie oben beschrieben ist,
– eine Pumpe, die eingerichtet ist, das Fluid, insbesondere Kühlfluid, unter Druck in die Maschine zu verbringen.

Das System kann einen Kühlkreis aufweisen, der eine Abkühlung des Fluids ermöglicht, bevor es durch die Pumpe in die Maschine eintritt.
Das System kann ein Getriebe aufweisen, wobei die Pumpe eingerichtet ist, das Fluid auch in das Getriebe zu verbringen.
Das System kann derart ausgebildet sein, dass die elektrische Maschine eine Welle des Getriebes antreibt.
Die Erfindung wird durch Lesen der nachstehenden detaillierten Beschreibung eines nicht beschränkenden exemplarischen Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie bei der Untersuchung der angehängten Zeichnungen besser verständlich, wobei:
1 schematisch und teilweise im Querschnitt ein System darstellt, das eine elektrische Rotationsmaschine gemäß eines exemplarischen Ausführungsbeispiels der Erfindung umfasst,
2 teilweise und im Querschnitt das Gehäuse und den Rotorkörper der Maschine in 1 darstellt,
3 im Querschnitt gemäß einer senkrecht zur Rotationsachse der Maschine liegenden Ebene den Rotor und das Gehäuse in 2 darstellt.
1 zeigt ein System 16 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybridmotorfahrzeug, umfassend:

– eine elektrische Rotationsmaschine 1, deren Betrieb nachfolgend beschrieben wird,
– eine Pumpe 13, die derart angeordnet ist, dass sie Kühlöl unter Druck in die Maschine bringt,
– einen Tank 14 zur Aufbereitung von Öl, das die Maschine verlässt, in dem die Pumpe 13 eingetaucht ist,
– einen Kühlkreislauf 15 für Kühlöl vor seinem Eintreten in die elektrische Maschine 1.

In dem betrachteten Beispiel ist das System 16 in 1 mit einem Getriebe 18 verbunden. Die Pumpe 13 ist derart angeordnet, dass sie das Fluid auch in das Getriebe 18 bringt. Die elektrische Rotationsmaschine 1 umfasst eine Welle, wobei die Selle das Getriebe 18 eines Kraftfahrzeugs betätigt.
Die Maschine 1 ist somit in der Lage, in einer Stromgenerator Betriebsart, insbesondere um Energie zu der Batterie und das an Bord vorhandene elektrische System des Fahrzeugs bereitzustellen, und in einer Motorbetriebsart zu arbeiten, um nicht nur das Starten des internen Verbrennungsmotors des Fahrzeugs zu gewährleisten, sondern auch am Antrieb des Fahrzeugs allein oder in Kombination mit dem internen Verbrennungsmotor teilzuhaben.
Genauer gesagt umfasst die elektrische Rotationsmaschine 1:

– Ein Gehäuse 5,
– einen Rotor 23, der drehend im Inneren des Stators 3 um den Schaft montiert ist, wobei das Gehäuse 5 derart ausgestaltet ist, dass es die drehende Welle 17 über Kugellager abstützt,
– einen Stator 10 umfassend einen Statorkörper 3, wobei der Stator durch eine Schrumpfpassung in dem Gehäuse 5 montiert ist, und wobei der Stator 10 den Rotor 23 umgibt, um einen Luftspalt zwischen dem Innenumfang des Stators 10 und dem Außenumfang des Rotors 23 zu definieren,
– einen Verteilungskreis 2, der derart angeordnet ist, ein Kühlfluid zur Kühlung der Maschine 1 aufzunehmen, wobei dieser Verteilungskreis 2 ausgebildet ist, das Fluid in Richtung des Inneren der Maschine 1 zu verteilen, wobei sich der Verteilungskreis zumindest teilweise parallel zu einer Ebene erstreckt, die im Wesentlichen quer zu einer Rotationsachse X der Maschine 1 liegt,
– wobei der Verteilungskreis 2 eine einzelne ringförmige Öffnung 21 aufweist, die dafür ausgebildet ist, den Durchgang des Fluids vom Kreis 2 in Richtung des Inneren der Maschine 1 zu erlauben, wobei die Öffnung 21 derart angeordnet ist, dass sie zu mindestens einem ganzen Abschnitt 26 einer Stirnseite 4 des Statorkörpers 3 gerichtet ist.

Die ringförmige Öffnung 21 ist ausgebildet, das Kühlfluid in Richtung der Stirnseite 4 des Statorkörpers 3 zu verteilen.
Der Rotor 23 umfasst einen Körper 24 in Form eines laminierten Stapels mit einem Durchmesser von im Wesentlichen gleich 155 mm. Permanentmagnete 22 sind in Öffnungen des Körpers 24 eingebaut. Die Magnete 22 können aus seltenen Erden oder Ferrit hergestellt sein, in Abhängigkeit der Anwendung und der benötigten Leistung der Maschine 1. Alternativ können die Pole des Rotors 23 durch Spulen gebildet sein.
Der Stator 10 umfasst einen Körper 3 in Form eines laminierten Stapels z. B. des halb geschlossenen Typs, der mit Nuten versehen ist, die mit einer Nutenisolation zur Montage einer elektrischen Wicklung des Stators 10 ausgekleidet sind. Die Wicklung umfasst einen Satz von Phasenspulen, die die Nuten des Körpers 3 des Starters 10 durchqueren und vorstehende Wickelköpfe 7 bilden, die sich auf beiden Seiten des Körpers 3 des Stators 10 in Richtung der Rotationsachse X erstrecken. Die Phasenspulen werden hier aus leitenden Elementen in Form von Stäben erhalten, die miteinander beispielsweise durch Schweißen verbunden sind. Diese Spulen sind beispielsweise dreiphasige Spulen, die miteinander im Stern oder Dreieck verbunden sind. Die Ausgänge der Phasenspulen sind mit einer Umrichterbrücke verbunden, die umrichtende Elemente wie Dioden oder Transistoren des MOSFET-Typs aufweist, insbesondere wenn eine reversible Maschine betroffen ist.
Der Verteilungskreis 2 erstreckt sich zur Stirnseite 4 des Statorkörpers 3 gerichtet und ist zum Statorkörper 3 gerichtet axial entlang der Rotationsachse X der Maschine versetzt.
Das Gehäuse 5 umfasst ein Durchgangsloch 6, um das Fluid von der Pumpe 13 aufzunehmen. Das Loch 6 ist in eine Gehäuseseitenwand 5 gebohrt und steht in fluidischer Kommunikation mit dem Verteilungskreis 2.
Der Verteilungskreis 2 ist allein durch die Wände des Gehäuses 5 gebildet.
Der Verteilungskreis 2 ist derart ausgebildet, dass der Wickelkopf 7 von dem in dem Verteilungskreis 2 zirkulierenden Kühlfluid isoliert ist.
Der Verteilungskreis 2 hat eine Höhe, die streng größer als die Höhe des Wickelkopfes 7 ist, wobei die Höhe entlang der Rotationsachse X der Maschine gemessen ist.
In einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse X der Maschine umfasst eine Öffnung 21 konzentrische ringförmige innere und äußere Kanten. In dem betrachteten Beispiel ist der Radius R1 der ringförmigen äußeren Kante der Öffnung etwa 77,5 mm und der Radius R2 der ringförmigen inneren Kante der Öffnung etwa 71,5 mm.
In dem dargestellten Beispiel umfasst der Verteilungskreis 2 eine einzelne ringförmige Rinne hat allgemein einen Querschnitt in Form eines „U”, wobei der Querschnitt in einer die Rotationsachse umfassenden Ebene zu beobachten ist. Absatz, die die Öffnung 21 umfasst.
Die Rinne 8 hat einen Boden 25, in den das Durchgangsloch 6, durch welches das Kühlfluid eintritt, mündet.
Die ringförmige Rinne 8 hat allgemein einen Querschnitt in Form eines „U”, wobei der Querschnitt in einer die Rotationsachse X umfassenden Ebene zu beobachten ist.
Das innere Volumen der Rinne 8 ist etwa 49 cm³. Die Rinne hat erste 12 und zweite 9 Seitenwände, die zueinander gerichtet sind.
Die ersten 12 und zweiten 9 flachen Seitenwände sind derart angeordnet, dass sie den Fluidstrom von der Rinne 8 in Richtung des Rotors 23 unterbinden.
Die erste Seitenwand 12 ist durch die Gehäusewand 5 gebildet.
Die 2. Seitenwand 9 derart angeordnet, dass sie zum Wickelkopf 7 gerichtet ist. In den dargestellten Beispiel ist, wenn die Maschine 1 entlang der Rotationsachse X betrachtet wird, die Rinne 8 zwischen dem Wickelkopf 7 und dem Gehäuse 5 angeordnet.
Die zweite Seitenwand 9 steht in Kontakt mit der Stirnseite 4 des Statorkörpers 4.
Die zweite Seitenwand 9 erstreckt sich in die Richtung der Rotationsachse X von der inneren Stirnseite des Gehäuses 5 bis zur Stirnseite 4 des Statorkörpers 3.
Die elektrische Rotationsmaschine umfasst eine Vielzahl vom Verteilungskreis 2 verschiedene Kanäle 11, die derart ausgebildet sind, den vom Verteilungskreis 2 kommenden Fluidstrom zu ermöglichen, wobei der Strom in Richtung der Rotationsachse X liegt.
Die Kanäle 11 sind zwischen dem Gehäuse 5 und dem Statorkörper 3 ausgebildet.
Die Kanäle 11 münden über die Öffnung 21 des besagten Kreises 2 in den Verteilungskreis 2 hinein, so dass das von dem Verteilungskreis 2 kommenden Fluid in den Kanälen 11 zirkulieren kann.
Der Verteilerkreis 2 ist derart ausgebildet, es dem Fluid zu ermöglichen, die Kanäle 11 ohne Kreuzen der Wickelköpfe 7 auf dem Weg zu durchqueren.
Die Kanäle 11 öffnen sich auf beiden Seiten des Statorkörpers 3. Die Maschine 1 umfasst einen Auslass 19, der derart angeordnet ist, das Fluid in Richtung der Außenseite des Gehäuses 5 zu entleeren.
Der Auslass 19 umfasst eine Vielzahl an Öffnungen im Gehäuse 5.
Die Maschine 1 ist derart ausgebildet, dass das den Auslass 19 passierende Fluid aus der Maschine durch Gravitation entleert wird.
Die Maschine ist derart ausgebildet, dass das über den Auslass 19 entleerte Fluid auf seinem Weg die Rinne 8 kreuzt.
Die Maschine 1 ist derart eingerichtet, dass das Fluid zwischen dem Verteilungskreis 2 und den Kanälen unter Druck steht.
In dem betrachteten Beispiel ist das Fluid ein Öl.
2 zeigt ein Detail des Gehäuses 5 und des Statorkörpers 3 gemäß der Erfindung, wobei die Wicklung nicht dargestellt ist.
Wenn die Maschine 1 entlang der Rotationsachse X betrachtet wird, definiert der Verteilungskreis 2 eine konstante innere Höhe von etwa 26 mm.
Das Durchgangsloch 6 hat einen sich zwischen seinem Eingang und seinem Ausgang ändernden Querschnitt.
In dem dargestellten Beispiel ist der Eingang größer als der Ausgang, der in den Verteilungskreis 2 mündet.
In dem betrachteten Beispiel ist der Querschnitt des Eingangs kreisförmig und der Querschnitt des Ausgangs umfasst zwei flache Teile.
3 zeigt einen Querschnitt gemäß A-A des Details in 2.
Der Verteilungskreis 2 folgt einem Kreis mit einem Radius R1 von 77,5 mm, wobei der besagte Kreis als derjenige betrachtet wird, der zu der kreisförmigen inneren Wand des besagten Kreises 2 am weitesten von der Rotationsachse X weg liegend gerichtet ist.
In dem betrachteten Beispiel ist der Radius R1 des besagten Kreises, gemäß dem sich der Verteilungskreis 2 erstreckt, im Wesentlichen gleich dem Radius des Statorkörpers 3.
In einer Ebene parallel zu der im Wesentlichen querliegenden Ebene erstreckt sich die Rinne 8 gegenüber zumindest einem ganzen Abschnitt 26 der Stirnseite 4 des Statorkörpers 3.
Die Öffnung 21 der Rinne 8 erstreckt sich gegenüber zumindest einem ganzen Abschnitt 26 der Stirnseite 4 des Statorkörpers 3.
In dem veranschaulichen Beispiel erstreckt sich die Rinne 8 gegenüber der Anordnung von Kanälen 11, in welche sie münden.
Jeder Kanal 11 hat einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt über seine gesamte Länge.
Die Kanäle 11 sind durch einen Abschnitt der inneren Gehäusewand 5 und einen Abschnitt der äußeren Wand des Statorkörpers 3 gebildet.
Der Abschnitt der inneren Gehäusewand 5 ist ein zylindrischer Abschnitt, der auf der Achse zentriert ist.
Der Abschnitt der äußeren Wand des Statorkörpers 3 umfasst eine Rippe 27, die eingerichtet ist, mit der inneren Gehäusewand 5 zusammenzuwirken, wobei der Boden 20 dieser Rippe 27 ein auf der Achse zentrierter zylindrischer Abschnitt ist.
Die Kanäle 11 öffnen sich zur Stirnseite 4 des Statorkörpers 3 radial zwischen dem Wickelkopf 7 und der inneren Gehäusewand 5.
In dem veranschaulichen Beispiel öffnen sich die Kanäle zur Stirnseite 4 des Statorkörpers 3 radial zwischen der ersten 12 und der zweiten 9 Wand der Rinne 8.
In einer zur Achse X senkrechten Ebene definiert jeder der Kanäle eine winklige Öffnung von im Wesentlichen 10° und einer Höhe von im Wesentlichen 2 mm.
In einer zur Achse X senkrechten Ebene besitzt jeder der Kanäle 11 im Wesentlichen einen Querschnitt in Form eines Abschnitts einer Krone.
Die Kanäle 11 sind entlang des Statorkörpers 3 voneinander isoliert.
Die Maschine 1 umfasst 18 Kanäle 11, die um die Rotationsachse X der Maschine 1 in gleichen Abständen verteilt sind.
Die Kanäle 11 liegen parallel zueinander und parallel zur Achse X.
Die Kanäle 11 sind durch Rotationssymmetrie symmetrisch zueinander.

Claims

Elektrische Rotationsmaschine (1), vorzugsweise für ein Hybridmotorfahrzeug, beispielsweise für ein Getriebe eines Hybridmotorfahrzeugs, umfassend: – einen Stator (10) umfassend einen Statorkörper (3), – einen Verteilungskreis (2), der eingerichtet ist, ein Kühlfluid zur Kühlung der Maschine (1) aufzunehmen, wobei dieser Verteilungskreis (2) ausgebildet ist, das Fluid in Richtung des Inneren der Maschine (1) zu verteilen, der Verteilungskreis (2) sich zumindest teilweise parallel zu einer im Wesentlichen quer zur Rotationsachse (X) der Maschine (1) liegenden Ebene erstreckt, der Verteilungskreis (2) eine Öffnung (21), insbesondere eine einzelne Öffnung umfasst, die ausgebildet ist, den Durchfluss des Fluids von dem besagten Kreis (2) in Richtung des Inneren der Maschine zu erlauben, wobei die Öffnung (21) derart eingerichtet ist, dass sie zu zumindest einem ganzen Abschnitt (26) der Stirnseite (4) des Statorkörpers (3) gerichtet ist.
Elektrische Maschine (1) gemäß dem vorgenannten Anspruch, wobei die Maschine (1) zumindest einen Kanal (11) umfasst, der von dem Verteilungskreis (2) verschieden ist und ausgebildet ist, den Fluss zumindest eines Teils des von dem Verteilungskreis (2) kommenden Fluids zu erlauben, wobei der Fluss in Richtung der Rotationsachse (X) ist.
Elektrische Maschine (1) gemäß dem vorgenannten Anspruch, wobei der Stator eine elektrische Wicklung umfasst und die Maschine derart ausgebildet ist, dass das aus einem Kanal (11) herauskommende Fluid in Kontakt mit der Wicklung gelangen kann.
Elektrische Maschine (1) gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, wobei sich der Verteilungskreis (2) zumindest teilweise gemäß einem vollständigen Kreis erstreckt, wobei dieser Kreis in der im Wesentlichen quer liegenden Ebene enthalten ist.
Elektrische Maschine (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Maschine (1) ein Gehäuse (5) hat, dass zumindest ein Durchgangsloch (6) zur Aufnahme des Fluids aufweist, wobei das Loch (6) in fluidischer Kommunikation mit dem Verteilungskreis (2) steht, und der Kanal (11) ausgebildet ist, in den Verteilungskreis (2) derart zu münden, dass das von dem Verteilungskreis (2) kommende Fluid in dem Kanal (11) zirkuliert.
Elektrische Maschine (1) gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, wobei der Verteilungskreis (2) eine Rinne (8), insbesondere eine ringförmige Rinne aufweist, die die Öffnung (21) umfasst, und dass in einer Ebene parallel zu der im Wesentlichen querliegenden Ebene die Rinne (8) sich zu zumindest einem ganzen Abschnitt (26) der Stirnseite (4) des Statorkörpers (3) gerichtet erstreckt.
Elektrische Maschine (1) gemäß Anspruch 6, wobei die Rinne (8) allgemein einen Querschnitt in Form eines „U” hat, wobei der Querschnitt in einer die Rotationsachse (X) enthaltenden Ebene betrachtet ist.
Elektrische Maschine nach irgendeinem der Ansprüche 6 und 7, wobei die Maschine einen Rotor (23) umfasst und die Rinne (8) erste (12) und zweite (9) Seitenwände aufweist, die einander gegenüberliegen, wobei eine der Seitenwände (9) eingerichtet ist, den Fluss des Fluids von der Rinne (8) in Richtung des Rotors (23) zu verhindern.
Elektrische Maschine (1) gemäß einen der Ansprüche 2 bis 8, wobei die Maschine (1) eine Vielzahl an Kanälen (11) umfasst und der Verteilungskreis (2) ausgebildet ist, das Fluid in Richtung des Inneren der Maschine (1) derart zu verteilen, dass es alle Kanäle (11) durchströmt, insbesondere auf eine im Wesentlichen homogene Weise.
Elektrische Maschine (1) gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Maschine (1) einen Auslass aufweist, der eingerichtet ist, das Fluid in Richtung der Außenseite der Maschine (1) zu entleeren, und die Maschine (1) derart ausgebildet ist, dass das durch den Auslass strömende Fluid aus der Maschine (1) durch Gravitation entleert wird.
System (16) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Hybridmotorfahrzeug, umfassend: – eine elektrische Maschine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, – eine Pumpe (13), die eingerichtet ist, das Fluid, insbesondere Kühlfluid, unter Druck in die Maschine zu verbringen.
System (16) gemäß dem vorgenannten Anspruch, umfassend einen Kühlkreis (15), der eine Abkühlung des Fluids ermöglicht, bevor es durch die Pumpe (13) in die Maschine eintritt.
System (16) gemäß dem vorgenannten Anspruch, umfassend ein Getriebe, wobei die Pumpe eingerichtet ist, das Fluid auch in das Getriebe zu verbringen.