EP3701620A1

EP3701620A1 - Kühlvorrichtung für einen stator einer elektrischen maschine eines kraftfahrzeugs, stator sowie kraftfahrzeug

Info

Publication number: EP3701620A1
Application number: EP18769315.5A
Authority: EP
Inventors: Jens Richter; Andreas Huber
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-10-24
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2020-09-02
Also published as: WO2019081112A1; CN111052552A; US20200227965A1; DE102017218933A1; CN115995903A; US11646621B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung (9) zum Kühlen eines Stators (1) für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs mit einer Kühlmittelleiteinheit (10) und zumindest einem Wicklungsnutkühlkanal (11), wobei die Kühlmittelleiteinheit (10) und der zumindest eine Wicklungsnutkühlkanal (11) als eine bauliche Einheit ausgebildet sind und mit einem hohlzylinderförmigen Blechpaket (2) des Stators (1), welches in einer Umlaufrichtung (U) eine Vielzahl von sich axial erstreckenden und zum Aufnehmen von Wicklungen des Stators (1) ausgebildeten Wicklungsnuten (6) aufweist, zusammensteckbar ausgebildet sind, und wobei die Kühlmittelleiteinheit (6) zum Anordnen an einer Stirnseite (7) des Blechpakets (2) und zum Leiten von Kühlmittel entlang der Stirnseite (7) ausgebildet ist und einen Zulauf (12) zum Zuführen des Kühlmittels sowie einem Ablauf (14) zum Abführen des Kühlmittels aufweist, und der zumindest eine, sich ausgehend von der Kühlmitteleinheit (11) axial erstreckende Wicklungsnutkühlkanal (11) zum Anordnen in zumindest einer Wicklungsnut (6) und zum Leiten des Kühlmittels in der zumindest einen Wicklungsnut (6) ausgebildet ist und mit dem Zulauf (12) und dem Ablauf (13) fluidisch gekoppelt ist. Die Erfindung betrifft außerdem einen Stator (1) für eine elektrische Maschine sowie ein Kraftfahrzeug.

Description

Kühlvorrichtung für einen Stator einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs, Stator sowie Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Kühlen eines Stators für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft außerdem einen Stator für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug.

Vorliegend richtet sich das Interesse auf elektrische Maschinen für Kraftfahrzeuge, insbesondere elektrische Antriebsmaschinen für Elektro- oder Hybridfahrzeuge. Diese elektrischen Maschinen weisen üblicherweise einen Stator sowie einen bezüglich des Stators drehbar gelagerten Rotor auf. Der Stator weist ein Blechpaket auf, an dessen axialen Enden Wicklungen einen jeweiligen Wickelkopf ausbilden. Im Betrieb der elektrischen Maschine entsteht eine Verlustleistung in Form von Wärme, durch welche sich die elektrische Maschine erhitzt. Diese Erhitzung der elektrischen Maschine kann die Leistung der elektrischen Maschine negativ beeinflussen. Eine Überhitzung der elektrischen Maschine kann sogar zum Ausfall der elektrischen Maschine führen.

Dazu ist es aus dem Stand der Technik bekannt, den Stator einer elektrischen Maschine im Bereich des Blechpakets über einen Kontakt zwischen dem Blechpaket und einem Gehäuse des Stators zu kühlen. Dazu kann das Gehäuse mit einer eigenen

Kühlvorrichtung ausgestattet sein, was jedoch sehr aufwendig zu fertigen und außerdem sehr teuer ist. Wenn die Kühlvorrichtung auf einer Innenseite des Gehäuses liegt, so ergibt sich außerdem der Nachteil, dass das Gehäuse sehr voluminös und platzraubend ist. Auch ist es bekannt, an einer Außenseite des Gehäuses ein Kühlmedium zum Kühlen des Gehäuses bereitzustellen. Eine Kühlung durch das Gehäuse muss den

Wärmeübergangswiderstand zwischen Blechpaket und Gehäuse, welcher die mögliche Kühlwirkung reduziert, überwinden und setzt eine gute mechanische Verbindung zwischen dem Blechpaket und dem Gehäuse voraus, beispielsweise durch eine

Presspassung. Eine Herstellung der Presspassung zwischen dem Blechpaket und dem Gehäuse bedingt geringe Toleranzen und einen aufwendigen Fügeprozess. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine effiziente und leicht realisierbare Kühlung für einen Stator einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kühlvorrichtung, einen Stator sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen

Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.

Eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung zum Kühlen eines Stators für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs weist eine Kühlmittelleiteinheit und zumindest einen Wicklungsnutkühlkanai auf, wobei die Kühlmittelleiteinheit und der zumindest eine Wicklungsnutkühlkanai als eine bauliche Einheit ausgebildet sind. Die Kühlmittelleiteinheit und der zumindest eine Wicklungsnutkühlkanai sind mit einem hohlzylinderförmigen Blechpaket des Stators, welches in einer Umlaufrichtung eine Vielzahl von sich axial erstreckenden und zum Aufnehmen von Wicklungen ausgebildeten Wicklungsnuten aufweist, zusammensteckbar ausgebildet. Die Kühlmittelleiteinheit ist zum Anordnen an einer Stirnseite des Blechpakets und zum Leiten von Kühlmittel entlang der Stirnseite ausgebildet und weist einen Zulauf zum Zuführen des Kühlmittels sowie einem Ablauf zum Abführen des Kühlmittels auf. Der zumindest eine, sich ausgehend von der

Kühlmitteleinheit axial erstreckende Wicklungsnutkühlkanai ist zum Anordnen in zumindest einer Wicklungsnut und zum Leiten des Kühlmittels in der zumindest einen Wicklungsnut ausgebildet und ist mit dem Zulauf und dem Ablauf fluidisch gekoppelt.

Die Erfindung betrifft au ßerdem einen Stator für eine elektrische Maschine eines

Kraftfahrzeugs mit einem hohlzylinderförmigen Blechpaket, welches in einer

Umlaufrichtung eine Vielzahl von sich axial erstreckenden Wicklungsnuten aufweist, mit Wicklungen, welche in den Wicklungsnuten angeordnet sind, und mit einer

erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung, wobei die Kühlvorrichtung mit dem Blechpaket zusammengesteckt ist. Der zumindest eine Wicklungsnutkühlkanai ist gemeinsam mit Wicklungen des Stators in zumindest einer Wicklungsnut des Blechpakets angeordnet und die Kühlmittelleiteinheit ist an der Stirnseite des Blechpakets angeordnet.

Die elektrische Maschine ist insbesondere eine Antriebsmaschine für ein Kraftfahrzeug in Form von einem Elektro- oder Hybridfahrzeug. Die elektrische Maschine weist den Stator auf, welcher das hohlzylinderförmige Blechpaket sowie elektrische Wicklungen umfasst. Innerhalb des durch das hohlzylinderförmige Blechpaket gebildeten zylinderförmigen Innenbereiches kann ein Rotor drehbar gelagert werden, wobei eine Rotationsachse des Rotors einer Längsachse des hohlzylinderförmigen Blechpaktes entspricht. In radialer Richtung, also senkrecht zur Rotationsachse, ist der Rotor unter Ausbildung eines Luftspaltes von dem Stator umschlossen bzw. umgeben. Das Blechpaket weist dabei an einer dem Luftspalt zugewandten Innenseite die Wicklungsnuten zum Aufnehmen der Wicklungen auf. Insbesondere sind die Wicklungsnuten in Umlaufrichtung äquidistant zueinander und strahlförmig angeordnet und erstrecken sich in axialer Richtung von einer ersten Stirnseite des Blechpakets bis zu einer der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des Blechpakets. In axialer Richtung, also entlang der Rotationsachse, können die in den Wicklungsnuten angeordneten Wicklungen an den Stirnseiten über das Blechpaket hinausragen und dort einen jeweiligen kranzförmigen bzw. ringförmigen Wickelkopf ausbilden. Die Wicklungen des Stators können beispielsweise als

Formstabwicklungen oder Runddrahtwicklungen ausgebildet sein.

Um den Stator zu kühlen, kann die Kühlvorrichtung mit dem Blechpaket

zusammengesteckt werden. Insbesondere wird die Kühlvorrichtung zum

Zusammenstecken mit dem Blechpaket bereichsweise in das Blechpaket eingesteckt bzw. eingeschoben. Die Kühlvorrichtung ist dabei zum Ausbilden der baulichen Einheit insbesondere vorkonfektioniert bzw. vormontiert. Dies bedeutet, dass die

Kühlmittelleiteinheit und der zumindest eine Wicklungsnutkühlkanal vor dem

Zusammenstecken mit dem Blechpaket bereits zusammengefügt sind, sodass sich die einsteckfertige, insbesondere gegenüber einer Umgebung abgedichtete, bauliche Einheit bzw. Einsteckbaugruppe ergibt. Die Kühlvorrichtung kann somit als Ganzes in das Blechpaket eingesteckt werden und auch zerstörungsfrei wieder von dem Blechpaket gelöst werden. Die Kühlvorrichtung und das Blechpaket können insbesondere passgenau zusammengesteckt werden und somit ein Stecksystem bzw. Baukastensystem ausbilden. Die Kühlvorrichtung kann dabei einteilig bzw. einstückig ausgebildet sein. Auch kann vorgesehen sein, dass die Kühlvorrichtung mehrteilig ausgebildet ist, wobei zum

Ausbilden der baulichen Einheit die Kühlmitteleinheit und der zumindest eine

Wicklungsnutkühlkanal zusammengefügt und verbunden werden, wobei Fügestellen bzw. Kontaktstellen beispielsweise mittels Klebung, Pressung, Dichtungskörpern oder dergleichen abgedichtet werden. Vorzugsweise sind die Kühlmittelleiteinheit und der zumindest eine Wicklungsnutkühlkanal als Spritzgussteile ausgebildet. Die

Kühlmitteleinheit und der zumindest eine Wicklungsnutkühlkanal können beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens aus einem geeigneten Kunststoff gefertigt werden.

Die Kühlmittelleiteinheit ist insbesondere derart ausgebildet, dass sie im

zusammengesteckten Zustand der Kühlvorrichtung mit dem Blechpaket zumindest bereichsweise mit der Stirnseite des Blechpakets überlappt. Die Kühlmittelleiteinheit weist den Zulauf auf, über welchen der Kühlvorrichtung das Kühlmittel bzw. Kühlmedium, beispielsweise Wasser, zugeführt werden kann. Außerdem weist die Kühlmitteleinheit den Ablauf auf, über welchen das Kühlmittel wieder aus der Kühlvorrichtung abgeführt werden kann. Der Zulauf und der Ablauf sind dabei im zusammengesteckten Zustand auf derselben Stirnseite bzw. demselben axialen Ende des Blechpakets angeordnet. Das Kühlmittel wird also insbesondere in einer durch die radiale Richtung und die

Umlaufrichtung aufgespannten Ebene durch die Kühlmittelleiteinheit entlang der

Stirnseite des Blechpakets geleitet. Die Kühlmittelleiteinheit, welche sich im Bereich des Wickelkopfes des Stators befindet, kann auch gemeinsam mit dem Wickelkopf vergossen bzw. in eine Vergussmasse eingebettet werden, sodass durch die Kühlmittelleiteinheit zusätzlich der Wickelkopf gekühlt werden kann.

Der zumindest eine Wickiungsnutkühlkanal erstreckt sich dabei ausgehend von der Kühlmitteleinheit in axialer Richtung und ist im zusammengesteckten Zustand der Kühlvorrichtung mit dem Blechpaket gemeinsam mit Wicklungen des Stators innerhalb zumindest einer Wicklungsnut angeordnet. Beispielsweise kann die Kühlvorrichtung eine mit der Anzahl an Wicklungsnuten korrespondierende Anzahl an

Wicklungsnutkühlkanälen aufweisen. Der zumindest eine Wickiungsnutkühlkanal kann sich über eine gesamte Höhe des Blechpakets von der ersten Stirnseite, an welcher beispielsweise die Kühlmitteleinheit angeordnet ist, bis zu einer der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des Blechpakets erstrecken. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass sich der zumindest eine Wickiungsnutkühlkanal nur bereichsweise in der zumindest einen Wicklungsnut erstreckt oder über die zumindest eine

Wicklungsnut an der zweiten Stirnseite hinausragt.

Der zumindest eine Wickiungsnutkühlkanal ist dazu ausgelegt, das Kühlmittel von dem Zulauf der Kühlmittelleiteinheit axial entlang einer ersten Strömungsrichtung von der ersten Stirnseite hin zu der zweiten Stirnseite des Blechpakets zu leiten und entlang einer der ersten Strömungsrichtung entgegengesetzten zweiten Strömungsrichtung zu dem Ablauf zurück zu leiten. Dabei leitet der Wickiungsnutkühlkanal das Kühlmittel entlang derjenigen Wicklungen, welche gemeinsam mit dem Wickiungsnutkühlkanal in der betreffenden Wicklungsnut angeordnet sind. Der zumindest eine Wickiungsnutkühlkanal ist dabei entlang der axialen Richtung vollständig umwandet ausgebildet. Der

Wickiungsnutkühlkanal kann beispielsweise als ein, insbesondere rechteckförmiges, Rohr ausgebildet sein. Das Kühlmittel berührt die zumindest Wicklungsnut sowie die

Wicklungen der Wicklungsnut, in welcher der zumindest eine Wickiungsnutkühlkanal angeordnet ist, also nicht, sondern wird vollständig innerhalb des zumindest einen Wicklungsnutkühlkanals geführt.

Dadurch, dass die Kühlvorrichtung als eine abgedichtete, bauliche Einheit ausgebildet ist, kann sie besonders einfach durch Zusammenstecken mit dem Blechpaket an dem Stator montiert werden. Durch das Leiten von Kühlmedium in den Wicklungsnuten des

Blechpakets kann der Stator auf zuverlässige und effiziente Weise gekühlt werden. Die Wärme muss also nicht aufwendig an ein gekühltes Gehäuse abgeführt werden. Der Stator kann somit beispielsweise gehäusefrei ausgebildet werden.

Besonders bevorzugt weist die Kühlmittelleiteinheit ein ringförmiges Deckelelement zum Anordnen an der Stirnseite des Blechpakets auf, wobei der Zulauf zumindest einen Zulaufstutzen und einen ringförmigen Zulaufkanal aufweist und der Ablauf zumindest einen Ablaufstutzen und einen ringförmigen Ablaufkanal aufweist, und wobei der

Zulaufkanal und der Ablaufkanal durch eine Trennwand der Kühlmittelleiteinheit fluidisch getrennt sind. Das ringförmige Deckelelement weist beispielsweise eine in radialer Richtung innenliegende Innenwand und eine in radialer Richtung außenliegende

Außenwand auf. Die Innenwand und die Au ßenwand sind also konzentrisch zueinander angeordnet. Das Deckelelement kann au ßerdem einen ringförmigen Boden, welcher im zusammengesetzten Zustand der Kühlvorrichtung mit dem Blechpaket der Stirnseite des Blechpakets zugewandt ist, und eine dem Boden axial gegenüberliegende ringförmige Abdeckung aufweisen. Der Zulaufkanal und der Ablaufkanal sind dabei insbesondere konzentrisch zueinander aneinander angeordnet und durch die beispielsweise

ringförmige, zwischen der Innenwand und der Au ßenwand angeordnete Trennwand getrennt. Beispielsweise kann der Zulaufkanal durch die Innenwand, die Trennwand, den Boden und die Abdeckung gebildet sein. Der Ablaufkanal kann durch die Trennwand, die Außenwand, den Boden und die Abdeckung gebildet sein. Der Zulaufkanal und der Ablaufkanal sind mit dem zumindest einen Wicklungsnutkühlkanal fluidisch gekoppelt. Der Zulaufkanal ist dazu ausgebildet, das Kühlmittel in den zumindest einen

Wicklungsnutkühlkanal einzuleiten. Der Ablaufkanal ist dazu ausgebildet, das Kühlmittel aus dem zumindest einen Wicklungsnutkühlkanal abzuführen.

Der zumindest eine Zulaufstutzen, über welchen das Kühlmittel in den Zulaufkanal einführbar ist, und der zumindest eine Ablauf stutzen, über welchen das Kühlmittel aus dem Ablaufkanal entnehmbar ist, sind insbesondere in der Abdeckung des

Deckelelementes angeordnet. Der Zulaufstutzen ist mit dem Zulaufkanal fluidisch gekoppelt, der Ablaufstutzen ist mit dem Ablaufkanal fluidisch gekoppelt. In dem Boden können beispielsweise Öffnungen angeordnet sein, angrenzend an welche die

Wicklungsnutkühlkanäle angeordnet sind und über welche das Kühlmittel in den bzw. aus dem entsprechenden Wicklungsnutkühlkanal geleitet werden kann. Die

Wicklungsnutkühlkanäle können in Umlaufrichtung das ringförmige Deckelelement vollständig umlaufend angeordnet sein, sodass die Wicklungsnutkühlkanäle eine zylinderförmige Käfigstruktur ausbilden.

Es erweist sich als vorteilhaft, wenn der zumindest eine Wicklungsnutkühlkanal einen sich axial erstreckenden und mit dem Zulauf fluidisch gekoppelten Hinlaufkanalbereich zum Leiten des Kühlmittels in eine Wicklungsnut und einen sich axial erstreckenden und mit dem Ablauf fluidisch gekoppelten Rücklauf kanalbereich zum Leiten des Kühlmittels aus einer Wicklungsnut aufweist, wobei der Hinlaufkanalbereich und der

Rücklauf kanalbereich über ein Umlenkelement fluidisch gekoppelt sind. Jeder

Wicklungsnutkühlkanal weist somit die zwei Kanalbereiche auf, welche sich insbesondere parallel zueinander und in axialer Richtung erstrecken. Der Hinlaufkanalbereich leitet das Kühlmittel von dem Zulauf der Kühlmittelleiteinheit axial in der ersten Strömungsrichtung durch diejenige Wicklungsnut, in welcher der Hinlaufkanalbereich im

zusammengesteckten Zustand der Kühlvorrichtung mit dem Blechpaket angeordnet ist. Der Rücklauf kanalbereich leitet das Kühlmittel in der zweiten Strömungsrichtung axial durch diejenige Wicklungsnut, in welcher der Rücklaufkanalbereich im

zusammengesteckten Zustand der Kühlvorrichtung mit dem Blechpaket angeordnet ist. Um die Strömungsrichtung des Kühlmittels zu ändern bzw. das Kühlmittel von dem Hinlaufkanalbereich in den Rücklaufkanalbereich zu leiten, wird das Umlenkelement mit den Kanalbereichen fluidisch gekoppelt. Das Umlenkelement kann beispielsweise U- förmig ausgebildet sein und angrenzend an axialen Enden der Kanalbereiche angeordnet sein.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung sind der Hinlaufkanalbereich und der Rücklauf kanalbereich des zumindest einen Wicklungsnutkühlkanals gemeinsam in einer Wicklungsnut des Blechpakets anordenbar, sodass der Wicklungsnutkühlkanal dazu ausgebildet ist, das Kühlmedium in derselben Wicklungsnut von dem Zulauf zurück zu dem Ablauf zu leiten. Anders ausgedrückt sind der Hinlaufkanalbereich und der

Rücklauf kanalbereich des zumindest einen Wicklungsnutkühlkanals derart ausgebildet bzw. zueinander angeordnet, dass sie gemeinsam in einer Wicklungsnut des Blechpakets angeordnet werden können. Im zusammengesteckten Zustand der Kühlvorrichtung mit dem Blechpaket sind der Rücklaufkanalbereich und der Hinlaufkanalbereich also gemeinsam in einer Wicklungsnut des Blechpakets angeordnet. Das Kühlmedium wird also in derselben Wicklungsnut hin- und zurückgeleitet, also vom Zulauf der

Kühlmittelleiteinheit zurück in den Ablauf der Kühlmittelleiteinheit geleitet. Insbesondere weist die Kühlvorrichtung in diesem Fall eine mit der Anzahl an Wicklungsnuten korrespondierende Anzahl an Wicklungsnutkühlkanälen, also jeweils eine mit der Anzahl an Wicklungsnuten korrespondierende Anzahl an Rücklauf kanalbereichen und

Hinlaufkanalbereichen auf. Es ist also insbesondere für jede Wicklungsnut ein

Wicklungsnutkühlkanal vorgesehen. Insbesondere sind Kanalbereiche eines

Wicklungsnutkühlkanals in radialer Richtung hintereinander in der zugehörigen

Wicklungsnut angeordnet. Beispielsweise ist einer der Kanalbereiche, beispielsweise der Hinlaufkanalbereich, in radialer Richtung innenliegend, also in einem dem Luftspalt zugewandten Bereich der Wicklungsnut, angeordnet. Der andere Kanalbereich, beispielsweise der Rücklauf kanaibereich, kann in einem einer Rückwand der

Wicklungsnut zugewandten Bereich der Wicklungsnut zwischen dem Hinlaufkanalbereich und der Rückwand der Wicklungsnut angeordnet sein. Die Rückwand der Wicklungsnut bildet in radialer Richtung den Übergang zwischen der Wicklungsnut und dem

Blechpaket. Dadurch, dass sowohl der Hinlaufkanalbereich als auch der

Rücklauf kanaibereich in einer Wicklungsnut angeordnet sind, können das Blechpaket und damit der Stator effizient gekühlt werden.

Dabei kann vorgesehen sein, dass der Hinlaufkanalbereich und der Rücklaufkanalbereich angrenzend aneinander ausgebildet sind. Beispielsweise kann jeder

Wicklungsnutkühlkanal einteilig ausgebildet sein und den Hinlaufkanalbereich, den Rücklauf kanaibereich sowie das Umlenkelement aufweisen. Dazu kann der

Wicklungsnutkühlkanal beispielsweise als ein rechteckförmiges Rohr ausgebildet sein, bei welchem sich ausgehend von der Kühlmitteleinheit eine Trennwand in axialer Richtung, jedoch nicht über die gesamte Länge des Wicklungsnutkühlkanals erstreckt. Ein dadurch gebildeter Spalt zwischen dem Hinlaufkanalbereich und dem

Rücklauf kanaibereich bildet somit das Umlenkelement. Der Wicklungsnutkühlkanal kann dabei beispielsweise in dem radial innenliegenden, dem Luftspalt zugewandten Bereich der Wicklungsnut angeordnet sein. In einem Bereich der Wicklungsnut, welcher in radialer Richtung hinter dem Bereich mit dem Wicklungsnutkühlkanal liegt, kann die Wicklungsnut des Blechpakets mit Wicklungen befüllt sein. Auch kann der

Wicklungsnutkühlkanal angrenzend an die Rückwand der Wicklungsnut angeordnet sein. In dem in radialer Richtung vor dem Wicklungsnutkühlkanal liegenden, dem Luftspalt zugwandten Bereich der Wicklungsnut können die Wicklungen angeordnet sein.

Alternativ oder zusätzlich kann der Wicklungsnutkühlkanal in einem Bereich zwischen dem der Rückwand der Wicklungsnut zugewandten Bereich und dem dem Luftspalt zugewandten Bereich angeordnet sein. In radialer Richtung vor und hinter dem

Wicklungsnutkühlkanal können dann die Wicklungen angeordnet sein. Die Wicklungen werden somit durch den Wicklungsnutkühlkanal getrennt bzw. voneinander separiert.

Auch kann vorgesehen sein, dass der Hinlaufkanaibereich und der Rücklaufkanalbereich unter Ausbildung eines Zwischenbereiches radial beabstandet zueinander ausgebildet sind, wobei in dem Zwischenbereich Wicklungen des Stators in der Wicklungsnut anordenbar sind. Beispielsweise kann der Hinlaufkanaibereich in dem dem Luftspalt zugewandten Bereich der Wicklungsnut angeordnet sein. Angrenzend an den

Hinlaufkanaibereich können Wicklungen angeordnet sein und angrenzend an die

Wicklungen kann der Rücklaufkanalbereich in dem der Rückwand der Wicklungsnut zugewandten Bereich der Wicklungsnut angeordnet sein. Somit sind die Wicklungen in radialer Richtung beidseitig von den Kanalbereichen umgeben, sodass der Stator durch beidseitiges Leiten des Kühlmittels entlang der Wicklungen besonders zuverlässig gekühlt werden kann.

Vorzugsweise ist das Umlenkelement zwischen dem Hinlaufkanaibereich und dem radial beabstandeten Rücklauf kanalbereich von dem Hinlaufkanaibereich und dem

Rücklauf kanalbereich in Umlaufrichtung abstehend ausgebildet und überlappend mit einem an die zumindest eine Wicklungsnut angrenzenden Statorzahn anordenbar. Hier erstrecken sich der Hinlaufkanaibereich und der Rücklauf kanalbereich im

zusammengesteckten Zustand der Kühlvorrichtung mit dem Blechpaket insbesondere über die gesamte Höhe des Blechpakets von der ersten Stirnseite, an welcher die Kühlmittelleiteinheit angeordnet ist, bis zu der zweiten Stirnseite. Der

Wicklungsnutkühlkanal kann beispielsweise einteilig als ein U-förmig gebogenes Rohr ausgebildet sein. Das Umlenkelement, welches beispielsweise durch den gebogenen Bereich des Wicklungsnutkühlkanals ausgebildet ist, ist insbesondere an der zweiten Stirnseite des Blechpakets angeordnet und überlappt mit dem sich an der zweiten Stirnseite befindlichen Statorzahn. Ein Statorzahn wird dabei durch einen Bereich des Blechpakets zwischen zwei in Umlaufrichtung benachbarten Wicklungsnuten ausgebildet. Beispielsweise kann das nach Zusammenstecken der Kühlvorrichtung mit dem

Blechpaket an der zweiten Stirnseite überstehende Umlenkelement des

Wicklungsnutkühlkanals in Richtung des Statorzahns umgebogen bzw. umgeknickt werden. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Wickelköpfe über die zweite Stirnseite aus den Wicklungsnuten herausragen. Das Umlenkelement wird in vorteilhafter Weise besonders platzsparend zwischen den Wickelköpfen angeordnet. Daraus ergibt sich außerdem der Vorteil, dass auch die Wickelköpfe, an welchen sich besonders heiße Stellen, sogenannte„Hotspots", bilden können, zuverlässig gekühlt werden können.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung sind der Hinlaufkanalbereich und der Rücklaufkanalbereich des zumindest einen Wicklungsnutkühlkanals in

Umlaufrichtung beabstandet zueinander angeordnet, wobei der Hinlaufkanalbereich in einer ersten Wicklungsnut anordenbar ist und der Rücklauf kanalbereich in einer zu der ersten Wicklungsnut benachbarten zweiten Wicklungsnut anordenbar ist. Gemäß dieser Ausführungsform können also in Umlaufrichtung im zusammengesteckten Zustand der Kühlvorrichtung mit dem Blechpaket abwechselnd Hinlauf kanalbereiche und

Rücklauf kanalbereiche in den Wicklungsnuten angeordnet sein, wobei ein

Hinlaufkanalbereich einer ersten Wicklungsnut und ein Rücklauf kanalbereich einer daran angrenzenden zweiten Wicklungsnut einen Wicklungsnutkühlkanal ausbilden. Die Kühlvorrichtung weist somit insbesondere halb so viele Wicklungsnutkühlkanäle wie Wicklungsnuten auf. Das Kühlmedium wird hier von dem Zulauf der Kühlmittelleiteinheit in den Hinlaufkanalbereich der ersten Wicklungsnut geleitet und über den

Rücklauf kanalbereich der zweiten Wicklungsnut zurück zu dem Ablauf der

Kühlmittelleiteinheit geleitet. Aus der Anordnung nur eines Kanalbereiches in einer Wicklungsnut ergibt sich der Vorteil, dass die einzelnen Kanalbereiche mit einem größeren Durchmesser ausgebildet werden können, wodurch sich ein größerer

Querschnitt für das den Kanalbereich durchströmende Kühlmedium ergibt.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die Kühlvorrichtung eine Umlenkeinrichtung mit dem zumindest einen Umlenkelement aufweist, wobei die Umlenkeinrichtung zum Anordnen an einer der Stirnseite des Blechpakets mit der Kühlmittelleiteinheit gegenüberliegenden Stirnseite des Blechpakets ausgebildet ist und mit dem zumindest einen

Wicklungsnutkühlkanal zusammensteckbar ausgebildet ist. Die Umlenkeinrichtung kann beispielsweise als ein ringförmiges Deckelelement ausgebildet sein, welches an der zweiten Stirnseite des Blechpakets angeordnet werden kann. Beispielsweise kann zunächst die bauliche Einheit mit der Kühlmittelleiteinheit und dem zumindest einen Wicklungsnutkühlkanal aus einer ersten Richtung in das Blechpaket eingesteckt werden, sodass die Kanalbereiche in die jeweiligen Wicklungsnuten eingeschoben werden und die Kühlmittelleiteinheit an der ersten Stirnseite des Blechpakets angeordnet wird. Dann kann die Umlenkeinrichtung aus einer der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten

Richtung auf die zweite Stirnseite aufgesetzt werden, sodass zwei benachbarte

Kanalbereiche über ein Umlenkelement der Umlenkeinrichtung fluidisch gekoppelt werden. Die Umlenkeinrichtung weist dabei insbesondere eine zu der Anzahl an

Wicklungsnutkühlkanälen korrespondierende Anzahl an Umlenkelementen auf.

Bei einem erfindungsgemäßen Stator, welcher die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung aufweist, ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Bereich der Wicklungsnut, in welchem der zumindest eine Wicklungsnutkühlkanal angeordnet ist, im Vergleich zu einem

Bereich, in welchem Wicklungen des Stators angeordnet sind, in Umlaufrichtung verbreitert ist. Beispielsweise können die Wicklungsnuten derart verbreitert sein, dass sie in dem Bereich, in welchem der Wicklungsnutkühlkanal angeordnet ist, parallele

Wicklungsnutflanken aufweisen. Die Wicklungsnutflanken bilden einen Übergang zwischen einer Wicklungsnut und dem Blechpaket in Umlaufrichtung. Eine Wicklungsnut ist also insbesondere durch zwei gegenüberliegenden Wicklungsnutflanken und die Rückwand gebildet. Auch kann der Bereich der Wicklungsnuten derart verbreitert werden, dass der an den Bereich der Wicklungsnuten angrenzende Statorzahn parallelflankig ausgebildet ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Wicklungsnut zum Aufnehmen des zumindest einen Wicklungsnutkühlkanals in radialer Richtung gegenüber einer Wicklungsnut eines herkömmlichen, gemäß Stand der Technik bekannten Stators verlängert ausgebildet ist. Je nach Anordnung des zumindest einen

Wicklungsnutkühlkanals in der zumindest einen Wicklungsnut können dann die

Wicklungen innerhalb der Wicklungsnuten verschoben werden.

Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst eine elektrische Maschine mit einem erfindungsgemäßen Stator. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug ausgebildet, welches die elektrische Maschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs umfasst.

Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung vorgestellten

Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für den erfindungsgemäßen Stator sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen

Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar. Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform erfindungsgemäßen Stators mit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung;

Fig. 2 der Stator gemäß Fig. 1 im zusammengefügten Zustand,

Fig.3a bis Fig.3d eine Draufsicht auf den Stator mit einer ersten Ausgestaltung der

Ausführungsform der Kühlvorrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 2;

Fig. 4 eine schematische Explosionsdarstellung einer weiteren

Ausführungsform erfindungsgemäßen Stators mit einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung;

Fig. 5 der Stator gemäß Fig. 4 im zusammengefügten Zustand, und

Fig.6a bis Fig.6c eine Draufsicht auf den Stator mit einer ersten Ausgestaltung der

Ausführungsform der Kühlvorrichtung gemäß Fig. 4 und Fig. 5.

In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen

Bezugszeichen versehen.

Fig.1 und Fig. 2 zeigen Komponenten eines Stators 1 für eine hier nicht gezeigte elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs. Die elektrische Maschine kann beispielsweise ein elektrischer Antriebsmotor für ein als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildetes Kraftfahrzeug sein. Der Stator 1 weist ein entlang einer Umlaufrichtung U um eine Längsachse L des Stators 1 umlaufendes, hohlzylinderförmiges Blechpaket 2 auf. Die Längsachse L entspricht auch einer Rotationsachse, um welche sich ein innerhalb des Stators 1 gelagerter, hier nicht gezeigter Rotor dreht. Das Blechpaket 2 weist eine Innenseite 4 auf, welche angrenzend an einen Luftspalt 3 zwischen dem Rotor und dem Stator 2 ausgebildet ist. Au ßerdem weist das Blechpaket 2 eine der Innenseite 4 in radialer Richtung R gegenüber liegende Außenseite 5 auf. Außerdem ist in der Innenseite 4 des Blechpakets 2 eine Vielzahl von Wicklungsnuten 6 ausgebildet, welche in Umlaufrichtung U strahlenförmig angeordnet sind. Die Wicklungsnuten 6 erstrecken sich axial entlang der Längsachse L von einer ersten Stirnseite 7 des Blechpakets 2 zu einer der ersten Stirnseite 7 axial gegenüberliegenden zweiten Stirnseite 8 des

Blechpakets 2. In diesen Wicklungsnuten 6 werden hier nicht gezeigte Wicklungen des Stators 1 angeordnet. Die Wicklungen bilden an den Stirnseiten 7, 8 jeweilige

Wickelköpfe aus.

Außerdem weist der Stator 1 eine Kühlvorrichtung 9 auf, von welcher in Fig. 1 und Fig. 2 eine erste Ausführungsform gezeigt ist. Die Kühlvorrichtung 9 weist dabei eine

Kühlmittelleiteinheit 10 sowie zumindest einen Wicklungsnutkühlkanal 1 1 , hier eine Vielzahl von sich axial erstreckenden Wicklungsnutkühlkanälen 1 1 , auf. Die

Kühlmittelleiteinheit 10 und die Wicklungsnutkühlkanäle 1 1 bilden eine bauliche Einheit aus. Dadurch kann die Kühlvorrichtung 9 als Ganzes entlang einer Einführrichtung E (siehe Explosionsdarstellung des Stators 1 gemäß Fig. 1 ) zumindest bereichsweise in das Blechpaket 2 eingeführt bzw. eingesteckt werden. Die Kühlvorrichtung 9 und das

Blechpaket 2 können also zusammengesteckt werden. In Fig. 2 sind die Kühlvorrichtung 9 sowie das Blechpaket 2 im zusammengesteckten Zustand gezeigt. Im

zusammengesteckten Zustand der Kühlvorrichtung 9 und des Blechpakets 2 ist jeweils ein Wicklungsnutkühlkanal 1 1 in einer Wicklungsnut 6 angeordnet. Eine Anzahl an Wicklungsnutkühlkanälen 1 1 entspricht somit einer Anzahl an Wicklungsnuten 6. Die Kühlmittelleiteinheit 10 ist im zusammengesteckten Zustand der Kühlvorrichtung 9 und des Blechpakets 2 an der ersten Stirnseite 7 des Blechpakets 2 angeordnet und überlappt zumindest bereichsweise mit der ersten Stirnseite 7.

Die Kühlmittelleiteinheit 10 weist hier einen Zulauf 12 mit zumindest einem Zulaufstutzen 13 zum Zuführen von Kühlmittel und einen Ablauf 14 mit zumindest einem Ablaufstutzen 15 zum Abführen von Kühlmittel auf. Der Zulaufstutzen 13 und der Ablaufstutzen 15 sind hier in einer ringförmigen Abdeckung 16 eines ringförmigen Deckelelementes 17 der Kühlmittelleiteinheit 10 angeordnet. Durch die Abdeckung 16, eine ringförmige Innenwand 18, eine ringförmige Außenwand 19 und einen Boden 20 des Deckelelementes 17 wird ein Innenraum des Deckelelementes 17 umschlossen, welcher einen mit dem

Zulaufstutzen 13 fluidisch verbundenen, ringförmigen Zulaufkanal sowie einen mit dem Ablaufstutzen 15 fluidisch verbundenen, ringförmigen Ablaufkanal umfassen kann. Der Zulaufkanal und der Ablaufkanal sind insbesondere durch eine Trennwand getrennt und konzentrisch zueinander, also in radialer Richtung R angrenzend aneinander,

angeordnet. Die Wicklungsnutkühlkanäle 1 1 sind dabei mit dem Zulaufkanal und dem Ablaufkanal fluidisch gekoppelt. Dazu können in dem Boden 20 Öffnungen vorgesehen sein, über welche Kühlmittel aus dem Zulaufkanal in den jeweiligen Wicklungsnutkühlkanal 1 1 bzw. aus dem jeweiligen Wicklungsnutkühlkanal 1 1 in den Ablaufkanal geleitet werden kann. Die Wickiungsnutkühlkanäie 1 1 können also zum Kühlen des Stators 1 das Kühlmittel durch die Wicklungsnuten 6 und entlang der in den Wicklungsnuten 6 angeordneten Wicklungen leiten.

In Fig. 3a bis Fig. 3d sind verschiedene Ausgestaltungen der Kühlvorrichtung 9 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt. Dazu ist in Fig. 3a bis Fig. 3d jeweils linksseitig ein Querschnitt durch das Blechpaket 2 und rechtsseitig eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts des Querschnitts mit drei benachbarten Wicklungsnuten 6 gezeigt. Gemäß Fig. 3a bis 3d ist in einer Wicklungsnut 6 jeweils ein Wicklungsnutkühlkanal 1 1 angeordnet, welcher einen Hinlaufkanalbereich 21 sowie einen Rücklauf kanalbereich 22 aufweist. Der Hinlaufkanalbereich 21 ist dabei mit dem Zulauf 12 fluidisch gekoppelt und der

Rücklauf kanalbereich 22 ist mit dem Ablauf 14 fluidisch gekoppelt. Au ßerdem sind der Hinlaufkanalbereich 21 und der Rücklaufkanalbereich 22 über ein hier nicht gezeigtes Umlenkelement fluidisch gekoppelt. Das Umlenkelement kann sich beispielweise an der zweiten Stirnseite 8 des Blechpakets 2 befinden. Das Kühlmittel wird also von der Kühlmittelleiteinheit 10 durch den Hinlaufkanalbereich 21 in einer Wicklungsnut 6 geleitet und über den Rücklauf kanalbereich 22 in derselben Wicklungsnut 6 zu der

Kühlmittelleiteinheit 10 zurückgeleit.

Der Hinlaufkanalbereich 21 sowie der Rücklaufkanalbereich 22 sind hier in radialer Richtung R hintereinander angeordnet. Gemäß den Ausgestaltungen der Kühlvorrichtung 9 gemäß Fig. 3a, 3b, 3c sind der Hinlaufkanalbereich 21 und der Rücklaufkanalbereich 22 angrenzend aneinander ausbildet. Dazu kann der Wicklungsnutkühlkanal 1 1

beispielsweise eine axial verlaufende Trennwand 23 aufweisen, durch welche ein

Innenraum des Wicklungsnutkühlkanals 1 1 in zwei parallel verlaufende, die

Kanalbereiche 21 , 22 ausbildende Teilräume geteilt wird. Gemäß Fig. 3d sind der Hinlaufkanalbereich 21 und der Rücklaufkanalbereich 22 in radialer Richtung R beabstandet zueinander ausgebildet.

Gemäß Fig. 3a sind die Wickiungsnutkühlkanäie 1 1 jeweils in einem an den Luftspalt 3 angrenzenden ersten Bereich 24 der Wicklungsnuten 6 angeordnet. In einem hier an den ersten Bereich 24 angrenzenden zweiten Bereich 25, welcher rückseitig an eine

Rückwand 26 der Wicklungsnut 6 angrenzt, können die Wicklungen des Stators 1 angeordnet werden. Die Wicklungen sind also in radialer Richtung R hinter den

Wicklungsnutkühlkanälen 1 1 angeordnet. Gemäß Fig. 3b sind die

Wickiungsnutkühlkanäie 1 1 in dem zweiten Bereich 25 angeordnet, wobei die Wicklungen in dem ersten, an den Luftspalt 3 angrenzenden Bereich 24 der Wicklungsnuten 6 angeordnet sind. Die Wicklungen sind also in radialer Richtung R vor den

Wicklungsnutkühlkanälen 1 1 angeordnet. Gemäß Fig. 3c sind die

Wicklungsnutkühikanäle 1 1 mittig in den Wicklungsnuten 6 in einem zwischen dem ersten Bereich 24 und dem zweiten Bereich 25 liegenden dritten Bereich 27 angeordnet. In dem ersten und dem zweiten Bereich 24, 25 werden dann die Wicklungen angeordnet. Die Wicklungen sind also in radialer Richtung R vor und hinter den Wicklungsnutkühlkanälen 1 1 angeordnet und werden durch die Wicklungsnutkühikanäle 1 1 separiert. In Fig. 3d ist einer der Kanalbereiche, hier der Hinlaufkanalbereich 21 , in dem ersten Bereich 24 der Wicklungsnut 6, und der andere Kanalbereich, hier der Rücklauf kanalbereich 22, in dem zweiten Bereich 25 der Wicklungsnut 6 angeordnet. Zwischen dem Hinlaufkanalbereich

21 und dem Rücklauf kanalbereich 22 werden die Wicklungen in dem dritten Bereich 27 angeordnet. Gemäß Fig. 3d kann das Umlenkelement an der zweiten Stirnseite 8 des Blechpakets 2 umgebogen sein und beispielsweise über einen zur jeweiligen

Wicklungsnut 6 benachbarten Statorzahn 28 verlaufen.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen das Blechpaket 2 sowie eine zweite Ausführungsform einer Kühlvorrichtung 9 des Stators 1 . Bei der Kühlvorrichtung 9 gemäß Fig. 4 und Fig. 5 wird ein Wicklungsnutkühlkanal 1 1 durch einen Hinlaufkanalbereich 21 und einen in

Umlaufrichtung U beabstandet dazu angeordneten, benachbarten Rücklauf kanalbereich

22 gebildet. Der Hinlaufkanalbereich 21 eines Wicklungsnutkühlkanals 1 1 wird dabei in einer Wicklungsnut 6 angeordnet und der Rücklaufkanalbereich 22 desselben

Wicklungsnutkühlkanals 1 1 in einer benachbarten Wicklungsnut 6 angeordnet. Ein Wicklungsnutkühlkanal 1 1 ist also auf zwei benachbarte Wicklungsnuten 6 aufgeteilt. Zum Umlenken des Kühlmittels bzw. zum Leiten des Kühlmittels von dem

Hinlaufkanalbereich 21 in der einen Wicklungsnut 6 in den Rücklauf kanalbereich 22 der benachbarten Wicklungsnut 6 ist eine Umlenkeinrichtung 29 vorgesehen, welches die Umlenkelemente 30 aufweist. Die Umlenkeinrichtung 29 weist für jeden

Wicklungsnutkühlkanal 1 1 ein Umlenkelement 30 auf. Die Umlenkeinrichtung 29 ist hier als ein ringförmiger Deckel ausgebildet, welcher in einer der Einführrichtung E

entgegengesetzten Anfügerichtung A an der zweiten Stirnseite 8 des Blechpakets 2 angeordnet wird. Die Umlenkeinrichtung 29 wird mit der baulichen Einheit

zusammengesteckt und dabei mit den Wicklungsnutkühlkanälen 1 1 gekoppelt.

In Fig.6a bis Fig. 6c sind verschiedene Ausgestaltungen der Kühlvorrichtung 9 gemäß Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt. Dazu ist in Fig. 6a bis Fig. 6c jeweils linksseitig ein Querschnitt durch das Blechpaket 2 und rechtsseitig eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts des Querschnitts mit drei benachbarten Wicklungsnuten 6 gezeigt. Gemäß Fig. 6a sind die in den Wicklungsnuten 6 abwechselnd angeordneten Hinlauf kanalbereiche 21 und Rücklauf kanalbereiche 22 jeweils in dem an den Luftspalt 3 angrenzenden ersten Bereich 24 der Wicklungsnuten 6 angeordnet. In dem zweiten Bereich 25 können die Wicklungen des Stators 1 angeordnet werden. Die Wicklungen sind also in radialer Richtung R hinter den Hinlauf kanalbereichen 21 bzw. Rücklaufkanalbereichen 22 angeordnet. Gemäß Fig. 6b sind die Hinlaufkanalbereiche 21 bzw. Rücklaufkanalbereiche 22 in dem zweiten Bereich 25 angeordnet, wobei die Wicklungen in dem ersten, an den Luftspalt 3 angrenzenden Bereich 24 angeordnet sind. Die Wicklungen sind also in radialer Richtung R vor den Hinlaufkanalbereichen 21 bzw. Rücklauf kanalbereichen 22 angeordnet. Gemäß Fig. 6c sind die Hinlauf kanalbereiche 21 und Rücklauf kanalbereiche 22 mittig in den Wicklungsnuten 6 in dem zwischen dem ersten Bereich 24 und dem zweiten Bereich 25 liegenden dritten Bereich 27 angeordnet. In dem ersten und dem zweiten Bereich 24, 25 werden dann die Wicklungen angeordnet. Die Wicklungen sind also in radialer Richtung R vor und hinter den Hinlauf kanalbereiche 21 bzw. Rücklauf kanalbereichen 22

angeordnet und werden durch die Hinlauf kanalbereiche 21 bzw. Rücklauf kanalbereiche 22 separiert.

Es kann vorgesehen sein, dass die Bereiche der Wicklungsnut 6, in welchen die

Wicklungsnutkühlkanäle 1 1 angeordnet sind, gegenüber den Bereichen der Wicklungsnut 6, in welchen die Wicklungen angeordnet sind, verbreitert sind. Dazu können die

Bereiche mit den Wicklungsnutkühlkanälen 1 1 beispielsweise derart verbreitert sein, dass sich parallele Nutflanken ergeben. Auch können die Bereiche mit den

Wicklungsnutkühlkanälen 1 1 beispielsweise derart verbreitert sein, dass sich parallele Statorzahnflanken ergeben. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die

Wicklungsnuten 6 des Stators 1 gegenüber einem herkömmlichen Stator, in dessen Wicklungsnuten nur Wicklungen angeordnet sind, in radialer Richtung R verlängert sind.

Bezugszeichenliste

Stator

Blechpaket

Luftspalt

Innenseite

Außenseite

Wicklungsnut

erste Stirnseite zweite Stirnseite

Kühlvorrichtung

0 Kühlmittelleiteinheit

1 1 Wicklungsnutkühlkanal

12 Zulauf

13 Zulaufstutzen

14 Ablauf

15 Ablaufstutzen

16 Abdeckung

17 Deckelelement

18 Innenwand

19 Außenwand

0 Boden

1 Hinlaufkanalbereich

22 Rücklauf kanalbereich

23 Trennwand

24 erster Bereich

25 zweiter Bereich

26 Rückwand

27 dritter Bereich

28 Statorzahn

29 Umlenkeinrichtung

30 Umlenkelement

L Längsachse

U Umlaufrichtung

R radiale Richtung E Einführrichtung A Anfügerichtung

Claims

Patentansprüche

1 . Kühlvorrichtung (9) zum Kühlen eines Stators (1 ) für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs mit einer Kühimitteileiteinheit (10) und zumindest einem Wicklungsnutkühlkanal (1 1 ), wobei die Kühimitteileiteinheit (10) und der zumindest eine Wicklungsnutkühlkanal (1 1 ) als eine bauliche Einheit ausgebildet sind und mit einem hohlzylinderförmigen Blechpaket (2) des Stators (1 ), welches in einer Umlaufrichtung (U) eine Vielzahl von sich axial erstreckenden und zum Aufnehmen von Wicklungen des Stators (1 ) ausgebildeten Wicklungsnuten (6) aufweist, zusammensteckbar ausgebildet sind, und wobei

- die Kühimitteileiteinheit (6) zum Anordnen an einer Stirnseite (7) des Blechpakets (2) und zum Leiten von Kühlmittel entlang der Stirnseite (7) ausgebildet ist und einen Zulauf ( 12) zum Zuführen des Kühlmittels sowie einem Ablauf (14) zum Abführen des Kühlmittels aufweist, und

- der zumindest eine, sich ausgehend von der Kühlmitteleinheit (1 1 ) axial erstreckende Wicklungsnutkühlkanal (1 1 ) zum Anordnen in zumindest einer Wicklungsnut (6) und zum Leiten des Kühlmittels in der zumindest einen

Wicklungsnut (6) ausgebildet ist und mit dem Zulauf (12) und dem Ablauf (13) fluidisch gekoppelt ist.

2. Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Kühimitteileiteinheit (10) und der zumindest eine Wicklungsnutkühlkanal (1 1 ) als Spritzgussteile ausgebildet sind.

3. Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Kühimitteileiteinheit (1 1 ) ein ringförmiges Deckelelement (17) zum Anordnen an der Stirnseite (7) des Blechpakets (2) aufweist, wobei der Zulauf (12) zumindest einen Zulaufstutzen (13) und einen ringförmigen Zulaufkanal aufweist und der Ablauf (14) zumindest einen Ablaufstutzen (15) und einen ringförmigen Ablaufkanal aufweist, und wobei der Zulaufkanal und der Ablaufkanal durch eine Trennwand getrennt sind.

4. Kühlvorrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der zumindest eine Wicklungsnutkühlkanal (1 1 ) einen sich axial erstreckenden und mit dem Zulauf (12) fluidisch gekoppelten Hinlaufkanalbereich (21 ) zum Leiten des Kühlmittels in einer Wicklungsnut (6) und einen sich axial erstreckenden und mit dem Ablauf (14) fluidisch gekoppelten Rücklauf kanalbereich (22) zum Leiten des Kühlmittels aus einer Wicklungsnut (6) aufweist, wobei der Hinlaufkanalbereich (21 ) und der Rücklauf kanalbereich (22) über ein Umlenkelement (30) fluidisch gekoppelt sind.

5. Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Hinlaufkanalbereich (21 ) und der Rücklauf kanalbereich (22) des zumindest einen Wicklungsnutkühlkanals (1 1 ) gemeinsam in einer Wicklungsnut (6) des Blechpakets (2) anordenbar sind, sodass der zumindest eine

Wicklungsnutkühlkanal (1 1 ) dazu ausgebildet ist, das Kühlmedium in derselben Wicklungsnut (6) von dem Zulauf (12) zurück zu dem Ablauf (14) zu leiten.

6. Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Hinlaufkanalbereich (21 ) und der Rücklauf kanalbereich (22) angrenzend aneinander ausgebildet sind.

7. Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Hinlaufkanalbereich (21 ) und der Rücklauf kanalbereich (23) unter Ausbildung eines Zwischenbereiches radial beabstandet zueinander ausgebildet sind, wobei in dem Zwischenbereich eine Wicklung des Stators (1 ) in der Wicklungsnut (6) anordenbar ist.

8. Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Umlenkelement (30) zwischen dem Hinlaufkanalbereich (21 ) und dem radial beabstandeten Rücklauf kanalbereich (22) in Umlaufrichtung (U) von dem

Hinlaufkanalbereich (21 ) und dem Rücklaufkanalbereich (22) abstehend

ausgebildet ist und überlappend mit einem an die zumindest eine Wicklungsnut (6) angrenzenden Statorzahn (28) anordenbar ist.

9. Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Hinlaufkanalbereich (21 ) und der Rücklauf kanalbereich (22) des zumindest einen Wicklungsnutkühlkanals (6) in der Umlaufrichtung (U) beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei der Hinlaufkanalbereich (21 ) in einer ersten Wicklungsnut (6) anordenbar ist und der Rücklaufkanalbereich (22) in einer zu der ersten Wicklungsnut (6) benachbarten zweiten Wicklungsnut (6) anordenbar ist.

10. Kühlvorrichtung (9) nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Kühlvorrichtung (9) eine Umlenkeinrichtung (29) mit dem zumindest einen Umlenkelement (30) aufweist, wobei die Umlenkeinrichtung (29) zum Anordnen an einer der Stirnseite (7) des Blechpakets (2) mit der Kühlmittelleiteinheit (10) gegenüberliegenden Stirnseite (8) des Blechpakets (2) ausgebildet ist und mit dem zumindest einen Wicklungsnutkühlkanal (1 1 ) zusammensteckbar ausgebildet ist.

1 1 . Stator (1 ) für eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs mit einem

hohlzylinderförmigen Blechpaket (2), welches in einer Umlaufrichtung (U) eine Vielzahl von sich axial erstreckenden Wicklungsnuten (6) aufweist, mit Wicklungen, welche in den Wicklungsnuten (6) angeordnet sind, und mit einer Kühlvorrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kühlvorrichtung (9) mit dem Blechpaket (2) zusammengesteckt ist, der zumindest eine

Wicklungsnutkühlkanal (1 1 ) gemeinsam mit Wicklungen des Stators (1 ) in zumindest einer Wicklungsnut (6) des Blechpakets (2) angeordnet ist und die Kühlmittelleiteinheit (10) an der Stirnseite (7) des Blechpakets (2) angeordnet ist.

12. Stator (1 ) nach Anspruch 1 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

ein Bereich der Wicklungsnut (6), in welchem der zumindest eine

Wicklungsnutkühlkanal (1 1 ) angeordnet ist, im Vergleich zu einem Bereich, in welchem eine Wicklung des Stators (1 ) angeordnet ist, in Umlaufrichtung (U) verbreitert ausgebildet ist.

13. Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine aufweisend einen Stator (1 ) nach Anspruch 1 1 oder 12.