WO2021219368A1 - Stator for an electrical machine and electrical machine comprising a stator - Google Patents

Stator for an electrical machine and electrical machine comprising a stator Download PDF

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WO2021219368A1
WO2021219368A1 PCT/EP2021/059565 EP2021059565W WO2021219368A1 WO 2021219368 A1 WO2021219368 A1 WO 2021219368A1 EP 2021059565 W EP2021059565 W EP 2021059565W WO 2021219368 A1 WO2021219368 A1 WO 2021219368A1
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electrical
electrical conducting
conducting elements
laminated core
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PCT/EP2021/059565
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Inventor
Axel Gohs
Christoph Radtke
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Vitesco Technologies Germany Gmbh
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0056—Manufacturing winding connections
    • H02K15/0068—Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals
    • H02K15/0081—Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals for form-wound windings
    • H02K15/0087—Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals for form-wound windings characterised by the method or apparatus for simultaneously twisting a plurality of hairpins open ends after insertion into the machine
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    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/09—Machines characterised by the presence of elements which are subject to variation, e.g. adjustable bearings, reconfigurable windings, variable pitch ventilators

Definitions

  • the invention relates to a stator for an electrical machine, the stator having a laminated core in which a plurality of electrical conducting elements are arranged, the ends of which are guided over an end face of the laminated core and are at least partially selectively twisted to form an end winding in the circumferential direction of the laminated core.
  • the invention also relates to an electrical machine with the stator according to the invention.
  • Stators for electrical machines are known in principle.
  • Known stators of this type generally have a laminated core in which a plurality of electrical conducting elements are arranged, the ends of which extend beyond an end face of the laminated core and are twisted to form an end winding.
  • the electrical conductive elements comprise a first group of conductive elements and a second group of electrical conductive elements, which are designed differently from the electrical conductive elements of the first group.
  • the second group of electrical conductive elements are so-called special pins and have a different geometry and / or shape from the electrical conductive elements of the first group.
  • An alternating current connection in particular for the three phases U, V, W, with which the stator or the winding of the stator can be energized, is connected via the electrical conducting elements of the second group.
  • the arrangement of separate or different line elements in the laminated core of the stator leads to an increased number of parts of the stator, increased costs of the stator and, as a rule, also to an increased structural space for the stator in its axial
  • a stator for an electrical machine having a hollow cylinder-shaped laminated core with a first end face and a second end face formed at a distance in the axial direction of the laminated core, wherein the laminated core has a plurality of grooves spaced from one another in the circumferential direction of the laminated core, a plurality of electrical Guide elements, which are arranged in a first position in the grooves at a distance from one another in the circumferential direction of the laminated core, an end section of the electrical conductive elements being guided over the first end face and / or the second end face of the laminated core, and the end section of the electrical conductive elements of the first position in a first direction is twisted in the circumferential direction of the laminated core, each end section of the electrical conducting elements having a slanted section based on a normal of the first end face and / or the second end face and a slanted section based on a normal male of the first end face and / or the second end face,
  • a stator for an electrical machine is provided.
  • the electrical machine is preferably provided in a motor vehicle, in particular for driving the motor vehicle.
  • the electrical machine is therefore preferably located in the drive train of the motor vehicle.
  • the motor vehicle is preferably at least partially electrically driven and particularly preferably completely electrically driven.
  • the stator has a laminated core in the shape of a hollow cylinder.
  • the laminated core preferably comprises a plurality of laminated core segments which are arranged one behind the other in the axial direction of the stator.
  • the laminated core has a first end face and a second end face formed at a distance from the first end face in the axial direction of the laminated core.
  • the laminated core comprises a plurality of grooves arranged at a distance from one another in the circumferential direction of the laminated core and extending between the first end face and the second end face in the axial direction of the laminated core.
  • the grooves usually have a groove depth which, starting from a circumferential surface of the hollow cylinder-shaped laminated core, which is directed inward in the radial direction, extends outward in the radial direction.
  • the stator also has a plurality of electrical conducting elements.
  • An electrical conducting element can also be referred to as an electrical conductor.
  • the electrical conducting element can have a sheathing and / or insulation at least in sections.
  • the electrical conducting element is preferably designed as a pin and / or rod.
  • the electrical conducting element can particularly preferably have the shape of an “I” or a “U”. If the electrical conductive element or the electrical conductive elements are U-shaped, then all electrical conductive elements have the same jump width and also the same cross section. The same jump width means that the distance between the upright webs of the U-shaped electrical conducting elements is the same for all electrical conducting elements. If the electrical conducting elements are I-shaped, then all electrical conducting elements have the same cross section. There are no special pins are used, the number of parts of the stator can be reduced, whereby the cost of the stator can be reduced.
  • the electrical conducting elements are arranged in a first position in the grooves at a distance from one another in the circumferential direction of the laminated core.
  • the electrical conducting elements of the first layer are arranged on a fictitious first circle, the center of which is identical to the center of the circle of the laminated core, which is designed in the shape of a hollow cylinder. Viewed in the circumferential direction of the laminated core, only one electrical conducting element per groove is preferably arranged in the first layer.
  • An end section of the electrical conducting elements is guided over the first end face and / or the second end face of the laminated core, the end section of the electrical conducting elements of the first layer being twisted in a first direction in the circumferential direction of the laminated core.
  • the term “twisting” can also be understood to mean “deflecting” the end section in the circumferential direction of the laminated core.
  • the end section of the electrical conducting elements has a section which is inclined relative to the normal of the first end face and / or the normal of the second end face and a section which is parallel to the normal of the first end face and / or the normal of the second end face.
  • the “parallel section” can also be viewed and / or referred to as a “straight section”. A distance between the parallel section and the first end face and / or the second end face is greater than a distance between the inclined section and the first end face and / or the second end face.
  • the parallel section forms a distal end section of the electrical conducting element.
  • the first layer has a first group of the electrical conductive elements and a second group of the electrical conductive elements.
  • the first group comprises a plurality of the electrical conducting elements.
  • a plurality of the electrical conducting elements are also contained in the second group.
  • the electrical conducting elements can only be assigned to one group. They are either assigned to the first group or the second group. They cannot be included in the first and at the same time in the second group.
  • the number of electrical Conducting elements of the second group is preferably smaller than the number of electrical conducting elements of the first group.
  • a distance X between the straight sections of the electrical conducting elements of the first group arranged directly next to one another in the circumferential direction of the laminated core is in each case the same or, with the exception of manufacturing tolerances, essentially the same.
  • the distance X of the guide elements of the first group arranged directly next to one another preferably corresponds to a slot distance between the electrical guide elements arranged next to one another in the circumferential direction, preferably based on the first fictitious circle.
  • a distance Y between a straight section of an electrical conductive element of the first group and a straight section of an electrical conductive element of the second group arranged directly next to it in the circumferential direction of the laminated core is greater and / or smaller than the distance X. It is provided that for the distance Y, which is greater than the distance X, applies: 1, 1 X ⁇ Y ⁇ 1, 8 X, and for the distance Y, which is none than the distance X, the following applies: 0.1 X ⁇ Y ⁇ 0.8 X. In other words, the end sections of the electrical conducting elements of the first group are selectively twisted relative to the end sections of the electrical conducting elements of the second group.
  • a busbar can be placed between the two end sections and connected to the end section of the electrical conductive element of the second group.
  • the first layer has a first group of electrical conductive elements and a second group of electrical conductive elements, with a length of an electrical conductive element of the first group in the longitudinal direction of the electrical conductive element being equal to and / or substantially equal to a length an electrical conductive element of the second group in the longitudinal direction of the electrical conductive element. In other words, no electrical conducting elements that differ from one another are inserted into the grooves of the laminated core.
  • the electrical conducting elements of the first group and the second group are of identical design. They not only have the same length, but also the same cross-section.
  • the stator therefore does not have any special pins, for example, so that the variety of parts and the costs of the stator can be reduced.
  • this measure can also reduce the structural space of the stator in axial length, since no electrical conducting elements of different lengths are used.
  • an inclination of the inclined section of the electrical conducting elements of the first group in relation to the normal of the first end face and / or in relation to the normal of the second end face is the same as an inclination of the inclined section of the electrical conducting elements of the second group, and a length of the inclined portion of the electrical conductive elements of the first group is different from a length of the electrical conductive elements of the second group.
  • an inclination of the inclined portion of the electrically conductive elements of the first group is equal to an inclination of the inclined portion of the electrically conductive elements of the second group.
  • the inclination and / or an angle ⁇ of the inclined section is preferably greater than 25 ° and less than 75 °, in particular greater than 40 ° and less than 50 °, with the Boundaries are included. Due to the fact that all electrical conducting elements have the same helix angle, the end winding can be reduced in the axial direction of the stator.
  • the selective twist, or the Distance Y is set by the length of the inclined section of the electrical conducting elements of the second group.
  • the length of the inclined section in the longitudinal direction of the electrical conducting elements of the second group can be greater (positive selective twist) or smaller (negative selective twist) than the length of the inclined section in the longitudinal direction of the electrical conducting elements of the first group.
  • a preferred development of the invention is that the length of the inclined section of the electrical conducting elements of the second group is at least partially different from one another.
  • the second group has a plurality of electrical conducting elements, the length of the inclined sections of the electrical conducting elements of the second group being at least partially different from one another. In this way, a direct distance in the circumferential direction of the laminated core between the parallel sections of the end sections of the electrical conducting elements of the second group can preferably be set accordingly in a simple manner.
  • a preferred development of the invention is that an inclination of the inclined section of the electrical conducting elements of the first group in relation to the normal of the first end face and / or in relation to the normal of the second end face is different from an inclination of the inclined section of the electrical conducting elements of the second group, and a length of the inclined portion of the electrically conductive elements of the first group and the second group is the same.
  • the length of the inclined portion of the electrically conductive elements of the first group is equal to the length of the inclined portion of the electrically conductive elements of the second group, the inclination of the inclined portion of the electrically conductive elements of the first group being different from the inclination of the electrically conductive elements of the second group is.
  • the winding head cannot be made quite as compact.
  • this has the advantage that the selective twist, that is to say the distance Y, also after the actual twisting process for deflecting the End portions of the electrical conductive elements of the first group and the electrical conductive elements of the second group can be formed.
  • the majority of the electrical conducting elements are arranged in the first layer and in a second layer offset from the first layer in the radial direction of the laminated core, with both the first layer and the second layer each having a first group of electrical conductive elements and a second group of electrical conductive elements, and an end portion of the electrical conductive elements of the second layer is twisted in a second direction opposite to the first direction in the circumferential direction of the laminated core.
  • the invention also relates to an electrical machine with the stator according to the invention.
  • the invention also relates to a use of the electrical machine with the stator according to the invention in a drive train of an at least partially electrically driven motor vehicle.
  • the invention also relates to a motor vehicle, in particular an at least partially electrically driven motor vehicle, with the electrical machine according to the invention.
  • FIG. 1 shows a three-dimensional view of a stator as is known from the prior art
  • FIG. 2 shows a view of an electrical conducting element as an I-pin
  • FIG. 3 shows a view of the electrical conducting element in a U-shaped configuration
  • FIG. 4 shows a detail of a three-dimensional view of the stator in the area of the winding head
  • FIG. 5 shows a plan view of a section of a stator in the area of a selective twist
  • FIG. 6 shows a schematic view of the electrical conducting elements arranged next to one another and their distances from one another
  • FIG. 8 shows a detailed view of an inclined section of end sections of the electrical conducting elements in a second embodiment.
  • the stator 10 has a laminated core 12 in the shape of a hollow cylinder.
  • the laminated core 12 has a first end face 14 and a second end face 16 formed at a distance from the first end face 14 in the axial direction of the laminated core 12.
  • the laminated core 12 comprises a plurality of grooves 18 which are arranged at a distance from one another in the circumferential direction of the laminated core 12 and which extend between the first end face 14 and the second end face 16 in the axial direction of the laminated core 12.
  • the grooves 18 have a groove depth which, starting from a circumferential surface 20 of the hollow cylinder-shaped laminated core 12, which is directed inward in the radial direction, extends outward in the radial direction.
  • the stator 10 also has a plurality of electrical conducting elements 22.
  • the electrical conducting elements 22 are spaced apart from one another in the circumferential direction of the laminated core 12 in a first layer 24 and in a second layer 26 arranged offset from the first layer 24 in the radial direction of the laminated core 12 the grooves 18 arranged.
  • An end section 28 of the electrical conducting elements 22 is guided over the first end face 14 of the laminated core 12 and is twisted in the circumferential direction to form an end winding.
  • the electrical conducting elements 22 include control pins 30 and special pins 32 in each position, with the special pins 32 already having a shape different from the control pins 30 before being inserted into the grooves 18 of the sheet metal package 12. The special pins 32 thus increase the variety of parts of the stator 10.
  • the special pins 32 are usually more expensive than the control pins 30.
  • the arrangement of the control pins 30 and the special pins 32 different from the control pins 30 in the grooves 18 due to the different shapes of rule pin 30 and special pin 32 make it difficult.
  • FIGS. 2 and 3 each show a view of an electrical conducting element 22, as can be used in the stator 10 according to the invention.
  • the electrical conductive element 22 is designed to be electrically conductive.
  • the electrical conducting element 22 is preferably formed from copper and / or has at least a portion of copper.
  • the electrical conducting element 22 can be sheathed and / or insulated at least in sections.
  • the casing is preferably formed from a plastic, resin and / or resin.
  • the cross section of the electrical conducting element 22 is preferably rectangular and / or has a predominantly rectangular configuration. The latter means that the corners of the rectangular cross-section can be rounded and / or beveled.
  • Fig. 2 shows an electrical conductive element 22 in the form of a rod, in particular as a pin.
  • the pin has the shape of an "I", a so-called I-pin.
  • Fig. 3 shows an electrical conductive element 22 as a U-shaped rod.
  • I-shaped electrical conducting elements 22 or U-shaped electrical conducting elements 22 are inserted into the grooves 18 of the laminated core 12. Mixing of the different electrical conducting elements 22 is not provided and also not desired.
  • FIG. 4 shows a section of a three-dimensional view of the stator 10 in the area of the winding head.
  • the laminated core 12 is already known from FIG. 1.
  • a The difference to the stator 10 shown in FIG. 1 lies, among other things, in the electrical conducting elements 22 and in the design of the end winding.
  • the electrical conducting elements 22 are designed in an I-shape, that is to say so-called I-pins.
  • the electrical conducting elements 22 are arranged in the grooves 18 of the laminated core, with only one electrical conducting element 22 being arranged in each groove 18 in relation to the circumferential direction of the laminated core 12.
  • at least two electrical conducting elements 22 are arranged next to one another and / or at a distance from one another.
  • the electrical conducting elements 22 are arranged in the first layer 24 and in the second layer 26.
  • Each electrical conducting element 22 has an end section 28 on which is guided over the first end face 14 of the laminated core 12, the end section 28 of the electrical conducting elements 22 of the first layer 24 being twisted in a first direction 36 in the circumferential direction of the laminated core 12, and the end section 28 of the electrical conducting elements 22 of the second layer 26 is twisted in a second direction opposite to the first direction 36.
  • the term “twisting” can also be understood to mean “deflecting” the end section 28 in the circumferential direction of the laminated core 12.
  • the end section 28 of the electrical conducting elements 22 has a section 38 which is inclined relative to the normal of the first end face 14 and a section 40 which is parallel to the normal of the first end face 14.
  • the “parallel section” can also be viewed and / or referred to as a “straight section”.
  • a distance between the parallel section 40 and the first end face 14 is greater than a distance between the inclined section 38 and the first end face 14.
  • the parallel section 40 forms a distal end section of the electrical conducting element 22.
  • the first layer 24 has a first group 42 of the electrical conducting elements 22 and a second group 44 of the electrical conducting elements 22.
  • the first group 42 comprises a plurality of the electrical conducting elements 22.
  • the second group 44 contains a plurality of the electrical conducting elements 22.
  • the electrical conducting elements 22 can only be assigned to one group. Either they are in the first group 42 or in the second group 44.
  • the number of electrical conducting elements 22 in the second group 44 is smaller than the number of electrical conducting elements 22 in the first group 42.
  • a distance X between the parallel sections 40 of the electrical conducting elements 22 of the first group 42 arranged directly next to one another in the circumferential direction of the laminated core 12 is in each case the same or, with the exception of manufacturing tolerances, essentially the same.
  • the distance X of the guide elements 22 arranged directly next to one another preferably corresponds to a slot distance between the electrical guide elements 22 arranged next to one another in the circumferential direction, preferably based on the first fictitious circle.
  • a distance Y between a parallel section 40 of an electrical conductive element 22 of the first group 42 and a parallel section 40 of an electrical conductive element 22 of the second group arranged directly next to it in the circumferential direction of the laminated core 12 is greater and / or smaller than the distance X.
  • the distance Y which is greater than the distance X, the following applies: 1, 1 X ⁇ Y ⁇ 1, 8 X, and for the distance Y, which is none than the distance X, the following applies: 0.1 X ⁇ Y ⁇ 0.8 X.
  • the end sections 28 of the electrical conducting elements 22 of the first group 42 are selectively twisted with respect to the end sections 28 of the electrical conducting elements 22 of the second group 44.
  • a busbar can be placed between the two end sections 28 and connected to the end section 28 of the electrical conductive element 22 of the second group 44 are connected.
  • the installation space in the axial direction of the stator 10 can thus be reduced in a simple manner.
  • FIG. 5 shows a plan view of a section of the stator 10 in the area of the winding head.
  • both the first layer 24 and the second layer 26 have a first group 42 and a second group 44 with electrical conducting elements 22.
  • the end sections 28 of the electrical conducting elements 22 of the second group 44 are selectively twisted relative to the end sections 28 of the electrical conducting elements 22 of the first group 42.
  • the end sections 28 of the electrical conductive elements 22 of the second group 44 in the first layer 24 are arranged at least in sections next to the end sections 28 of the electrical conductive elements 22 of the second group 44 in the second layer 26.
  • FIG. 6 shows a schematic view of the electrical conducting elements 22 of the first group 42 and the second group 44, which are arranged next to one another, and their spacings from one another.
  • the inclined sections 38 of the electrical conductive elements 22 of the first group 42 and the second group 44 have the same inclination relative to the normal of the first end face 14.
  • a length of the inclined section 38 of the electrical conductive elements 22 of the first group 42 is different from a length of the electrical conducting elements 22 of the second group 44.
  • the inclination and / or an angle ⁇ of the inclined section 38, based on the normal of the first end face 14, is 40 ° in the present exemplary embodiment. Due to the fact that all electrical conducting elements 22 have the same helix angle, the end winding can be reduced in the axial direction of the stator 10.
  • the selective twist or the distance Y is set by the length of the inclined section 38 of the electrical conducting elements 22 of the second group 44.
  • the length of the inclined section 38 in the longitudinal direction of the electrical conductive elements 22 of the second group 44 is greater (positive selective twist) than the length of the inclined section 38 in the longitudinal direction of the electrical conductive elements 22 of the first group 42.
  • FIG. 7 shows a detailed view of an inclined section of end sections 28 of the electrical conducting elements 22 in the first embodiment, according to FIG. 6 with a positive twist.
  • FIG. 8 shows a detailed view of an inclined section of end sections 28 of the electrical conducting elements 22 in a second embodiment, in which an inclination of the inclined section 38 of the electrical conducting elements 22 of The first group 42 with respect to the normal of the first end face 14 is different from an inclination of the inclined section 38 of the electrical conductive elements 22 of the second group 42, and a length of the inclined section of the electrical conductive elements 22 of the first group 42 and the second group 44 is the same .
  • the length of the inclined section 38 of the electrical conductive elements 22 of the first group 42 is equal to the length of the inclined section 38 of the electrical conductive elements 22 of the second group 44, the inclination of the inclined section 38 of the electrical conductive elements 22 of the first group 42 being different on the inclination of the electrical conducting elements 22 of the second group 44.
  • the winding head cannot be made quite as compact.
  • this has the advantage that the selective twist, i.e. the distance Y, can also be formed after the actual twisting process for deflecting the end sections 28 of the electrical conducting elements 22 of the first group 42 and the electrical conducting elements 22 of the second group 44.

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Abstract

The invention relates to a stator (10) for an electrical machine, wherein the stator (10) comprises a laminated core (12) in which a plurality of electrically conductive elements (22) are disposed, which at one end are guided across an end face (14) of the laminated core (12) and are at least partially and selectively twisted to form a winding overhang in the circumferential direction of the laminated core (12).

Description

Beschreibung description
Stator für eine elektrische Maschine und elektrische Maschine mit einem Stator Stator for an electrical machine and electrical machine with a stator
Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, wobei der Stator ein Blechpaket aufweist, in dem eine Mehrzahl von elektrischen Leitelementen angeordnet ist, die endseitig über eine Stirnseite des Blechpakets geführt und zu einem Wicklungskopf in Umfangsrichtung des Blechpakets zumindest teilweise selektiv vertwistet sind. Zudem betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit dem erfindungsgemäßen Stator. The invention relates to a stator for an electrical machine, the stator having a laminated core in which a plurality of electrical conducting elements are arranged, the ends of which are guided over an end face of the laminated core and are at least partially selectively twisted to form an end winding in the circumferential direction of the laminated core. The invention also relates to an electrical machine with the stator according to the invention.
Statoren für elektrische Maschinen sind grundsätzlich bekannt. Derartige bekannte Statoren weisen in der Regel ein Blechpaket auf, in dem einem Mehrzahl von elektrischen Leitelementen angeordnet ist, die endseitig über eine Stirnseite des Blechpakets hinausgeführt und zu einem Wicklungskopf vertwistet sind. Die elektrischen Leitelemente umfassen eine erste Gruppe von Leitelementen und eine zweite Gruppe von elektrischen Leitelementen, die von den elektrischen Leitelementen der ersten Gruppe verschiedenartig ausgebildet sind. Die zweite Gruppe von elektrischen Leitelementen sind sogenannte Sonderpins und weisen eine von den elektrischen Leitelementen der ersten Gruppe verschiedene Geometrie und/oder Formgebung auf. Über die elektrischen Leitelemente der zweiten Gruppe erfolgt ein Anschluss eines Wechselstromanschluss, insbesondere für die drei Phasen U, V, W, mit dem der Stator bzw. die Wicklung des Stators bestromt werden kann. Die Anordnung von gesonderten bzw. unterschiedlichen Leitungselementen im Blechpaket des Stators führt zu einer erhöhten Teilevielzahl des Stators, erhöhten Kosten des Stators und in der Regel auch zu einem erhöhten Bauraum des Stators in dessen axialer Richtung. Stators for electrical machines are known in principle. Known stators of this type generally have a laminated core in which a plurality of electrical conducting elements are arranged, the ends of which extend beyond an end face of the laminated core and are twisted to form an end winding. The electrical conductive elements comprise a first group of conductive elements and a second group of electrical conductive elements, which are designed differently from the electrical conductive elements of the first group. The second group of electrical conductive elements are so-called special pins and have a different geometry and / or shape from the electrical conductive elements of the first group. An alternating current connection, in particular for the three phases U, V, W, with which the stator or the winding of the stator can be energized, is connected via the electrical conducting elements of the second group. The arrangement of separate or different line elements in the laminated core of the stator leads to an increased number of parts of the stator, increased costs of the stator and, as a rule, also to an increased structural space for the stator in its axial direction.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Stator anzugeben, der preiswert herstellbar ist und einen reduzierten Bauraum aufweisen kann. It is an object of the invention to provide a stator which can be manufactured inexpensively and which can have a reduced installation space.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung angegeben, sowie in den Figuren gezeigt, wobei jedes Merkmal sowohl einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen kann. This object is achieved by the subject matter of the independent claim. Preferred developments of the invention are in the subclaims and given in the following description, as well as shown in the figures, wherein each feature can represent an aspect of the invention both individually and in combination.
Erfindungsgemäß ist ein Stator für eine elektrische Maschine vorgesehen, aufweisend ein hohlzylinderförmig ausgebildetes Blechpaket mit einer ersten Stirnseite und einer in axialer Richtung des Blechpakets beabstandet ausgebildeten zweiten Stirnseite, wobei das Blechpaket eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Blechpakets zueinander beabstandete Nuten aufweist, eine Mehrzahl von elektrischen Leitelementen, die in Umfangsrichtung des Blechpakets zueinander beabstandet in einer ersten Lage in den Nuten angeordnet sind, wobei ein Endabschnitt der elektrischen Leitelemente über die erste Stirnseite und/oder die zweite Stirnseite des Blechpakets geführt ist, und der Endabschnitt der elektrischen Leitelemente der ersten Lage in eine erste Richtung in Umfangsrichtung des Blechpakets vertwistet ist, wobei jeder Endabschnitt der elektrischen Leitelemente einen, bezogen auf eine Normale der ersten Stirnseite und/oder der zweiten Stirnseite, geschrägten Abschnitt und einen, bezogen auf eine Normale der ersten Stirnseite und/oder der zweiten Stirnseite, parallelen Abschnitt aufweist, die erste Lage-eine erste Gruppe der elektrischen Leitelemente und eine zweite Gruppe der elektrischen Leitelemente aufweist, wobei ein Abstand X zwischen den geraden Abschnitten der unmittelbar nebeneinander angeordneten elektrischen Leitelemente der ersten Gruppe in Umfangsrichtung des Blechpakets im Wesentlichen gleich ist, und ein Abstand Y zwischen einem geraden Abschnitt eines elektrischen Leitelements der ersten Gruppe und einem unmittelbar neben diesen angeordneten geraden Abschnitt eines elektrischen Leitelements der zweiten Gruppe in Umfangsrichtung des Blechpakets größer und/oder kleiner ist als der Abstand X, wobei According to the invention, a stator for an electrical machine is provided, having a hollow cylinder-shaped laminated core with a first end face and a second end face formed at a distance in the axial direction of the laminated core, wherein the laminated core has a plurality of grooves spaced from one another in the circumferential direction of the laminated core, a plurality of electrical Guide elements, which are arranged in a first position in the grooves at a distance from one another in the circumferential direction of the laminated core, an end section of the electrical conductive elements being guided over the first end face and / or the second end face of the laminated core, and the end section of the electrical conductive elements of the first position in a first direction is twisted in the circumferential direction of the laminated core, each end section of the electrical conducting elements having a slanted section based on a normal of the first end face and / or the second end face and a slanted section based on a normal male of the first end face and / or the second end face, has parallel section, the first layer has a first group of electrical conductive elements and a second group of electrical conductive elements, with a distance X between the straight sections of the directly adjacent electrical conductive elements of the first Group is essentially the same in the circumferential direction of the laminated core, and a distance Y between a straight section of an electrical conductive element of the first group and a straight section of an electrical conductive element of the second group arranged immediately next to it in the circumferential direction of the laminated core is greater and / or smaller than the Distance X, where
- für den Abstand Y, der größer als der Abstand X ist, gilt: 1 ,1 X < Y < 1 ,8 X, und - for the distance Y, which is greater than the distance X, the following applies: 1, 1 X <Y <1, 8 X, and
- für den Abstand Y, der keiner als der Abstand X ist, gilt: 0,1 X < Y < 0,8 X. Mit anderen Worten ist es ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, dass ein Stator für eine elektrische Maschine bereitgestellt wird. Die elektrische Maschine ist vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug, insbesondere zum Antreiben des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die elektrische Maschine sitzt daher vorzugsweise im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise zumindest teilweise elektrisch angetrieben und besonderes bevorzugt vollständig elektrisch angetrieben. - for the distance Y, which is not the same as the distance X, the following applies: 0.1 X <Y <0.8 X. In other words, it is an aspect of the present invention that a stator for an electrical machine is provided. The electrical machine is preferably provided in a motor vehicle, in particular for driving the motor vehicle. The electrical machine is therefore preferably located in the drive train of the motor vehicle. The motor vehicle is preferably at least partially electrically driven and particularly preferably completely electrically driven.
Der Stator weist ein hohlzylinderförmig ausgebildetes Blechpaket auf. Das Blechpaket umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von Blechpaketsegmenten, die in axialer Richtung des Stators hintereinander angeordnet sind. Das Blechpaket weist eine erste Stirnseite und eine in axialer Richtung des Blechpakets zur ersten Stirnseite beabstandet ausgebildete zweite Stirnseite auf. Weiterhin umfasst das das Blechpaket eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Blechpakets zueinander beabstandet angeordnete Nuten, die sich zwischen der ersten Stirnseite und der zweiten Stirnseite in axialer Richtung des Blechpakets erstrecken. Die Nuten weisen für gewöhnlich eine Nuttiefe auf, die sich ausgehend von einer in radialer Richtung nach innen gerichteten Mantelfläche des hohlzylinderförmig ausgebildeten Blechpakets in radialer Richtung nach außen erstreckt. The stator has a laminated core in the shape of a hollow cylinder. The laminated core preferably comprises a plurality of laminated core segments which are arranged one behind the other in the axial direction of the stator. The laminated core has a first end face and a second end face formed at a distance from the first end face in the axial direction of the laminated core. Furthermore, the laminated core comprises a plurality of grooves arranged at a distance from one another in the circumferential direction of the laminated core and extending between the first end face and the second end face in the axial direction of the laminated core. The grooves usually have a groove depth which, starting from a circumferential surface of the hollow cylinder-shaped laminated core, which is directed inward in the radial direction, extends outward in the radial direction.
Der Stator weist zudem eine Mehrzahl von elektrischen Leitelementen auf. Ein elektrisches Leitelement kann auch als elektrischer Leiter bezeichnet werden. Das elektrische Leitelement kann zumindest abschnittsweise eine Ummantelung und/oder Isolierung aufweisen. Vorzugsweise ist das elektrische Leitelement als Pin und/oder Stab ausgebildet. Besonders bevorzugt kann das elektrische Leitelement die Form eines „I“ oder eines „U“ aufweisen. Ist das elektrische Leitelement bzw. sind die elektrischen Leitelemente U-förmig ausgebildet, so weisen alle elektrischen Leitelemente die gleiche Sprungweite und auch den gleichen Querschnitt auf. Die gleiche Sprungweite bedeutet, dass der Abstand der aufrechten Stege der U-förmigen elektrischen Leitelemente bei allen elektrischen Leitelementen gleich groß ist. Sind die elektrischen Leitelemente I-förmig ausgebildet, so haben alle elektrischen Leitelemente den gleichen Querschnitt. Da keine Sonderpins verwendet werden, kann die Teilevielfalt des Stators reduziert werden, wodurch die Kosten des Stators reduziert werden können. The stator also has a plurality of electrical conducting elements. An electrical conducting element can also be referred to as an electrical conductor. The electrical conducting element can have a sheathing and / or insulation at least in sections. The electrical conducting element is preferably designed as a pin and / or rod. The electrical conducting element can particularly preferably have the shape of an “I” or a “U”. If the electrical conductive element or the electrical conductive elements are U-shaped, then all electrical conductive elements have the same jump width and also the same cross section. The same jump width means that the distance between the upright webs of the U-shaped electrical conducting elements is the same for all electrical conducting elements. If the electrical conducting elements are I-shaped, then all electrical conducting elements have the same cross section. There are no special pins are used, the number of parts of the stator can be reduced, whereby the cost of the stator can be reduced.
Die elektrischen Leitelemente sind in Umfangsrichtung des Blechpakets zueinander beabstandet in einer ersten Lage in den Nuten angeordnet. Mit anderen Worten sind die elektrischen Leitelemente der ersten Lage auf einem fiktiven ersten Kreis angeordnet, dessen Kreismittelpunkt identisch mit dem Kreismittelpunkt des hohlzylinderförmig ausgebildeten Blechpakets ist. In Umfangsrichtung des Blechpakets betrachtet ist in der ersten Lage vorzugsweise nur ein elektrisches Leitelement je Nut angeordnet. Ein Endabschnitt der elektrischen Leitelemente ist über die erste Stirnseite und/oder die zweite Stirnseite des Blechpakets geführt, wobei der Endabschnitt der elektrischen Leitelemente der ersten Lage in eine erste Richtung in Umfangsrichtung des Blechpakets vertwistet ist. Unter dem Begriff „Vertwisten“ kann auch ein „Auslenken“ des Endabschnitts in Umfangsrichtung des Blechpakets verstanden werden. Der Endabschnitt der elektrischen Leitelemente weist einen, bezogen auf die Normale der ersten Stirnseite und/oder die Normale der zweiten Stirnseite, geschrägten Abschnitt und einen, bezogen auf die Normale der ersten Stirnseite und/oder die Normale der zweiten Stirnseite, parallelen Abschnitt auf. Der „parallele Abschnitt“ kann auch als „gerader Abschnitt“ betrachtet und/oder bezeichnet werden. Ein Abstand des parallelen Abschnitts zur ersten Stirnseite und/oder zur zweiten Stirnseite ist größer als ein Abstand des geschrägten Abschnitts zur ersten Stirnseite und/oder zweiten Stirnseite. Mit anderen Worten bildet der parallele Abschnitt einen distalen Endabschnitt des elektrischen Leitelements aus. The electrical conducting elements are arranged in a first position in the grooves at a distance from one another in the circumferential direction of the laminated core. In other words, the electrical conducting elements of the first layer are arranged on a fictitious first circle, the center of which is identical to the center of the circle of the laminated core, which is designed in the shape of a hollow cylinder. Viewed in the circumferential direction of the laminated core, only one electrical conducting element per groove is preferably arranged in the first layer. An end section of the electrical conducting elements is guided over the first end face and / or the second end face of the laminated core, the end section of the electrical conducting elements of the first layer being twisted in a first direction in the circumferential direction of the laminated core. The term “twisting” can also be understood to mean “deflecting” the end section in the circumferential direction of the laminated core. The end section of the electrical conducting elements has a section which is inclined relative to the normal of the first end face and / or the normal of the second end face and a section which is parallel to the normal of the first end face and / or the normal of the second end face. The “parallel section” can also be viewed and / or referred to as a “straight section”. A distance between the parallel section and the first end face and / or the second end face is greater than a distance between the inclined section and the first end face and / or the second end face. In other words, the parallel section forms a distal end section of the electrical conducting element.
Die erste Lage weist eine erste Gruppe der elektrischen Leitelemente und eine zweite Gruppe der elektrischen Leitelemente aufweist. Die erste Gruppe umfasst eine Mehrzahl der elektrischen Leitelemente. Ebenso sind in der zweiten Gruppe eine Mehrzahl der elektrischen Leitelemente enthalten. Die elektrischen Leitelemente können nur einer Gruppe zugeordnet sein. Entweder sind sie der ersten Gruppe oder der zweiten Gruppe zugeordnet. Sie können nicht in der ersten und zugleich in der zweiten Gruppe enthalten sein. Die Anzahl der elektrischen Leitelemente der zweiten Gruppe ist vorzugsweise kleiner als die Anzahl der elektrischen Leitelemente der ersten Gruppe. The first layer has a first group of the electrical conductive elements and a second group of the electrical conductive elements. The first group comprises a plurality of the electrical conducting elements. A plurality of the electrical conducting elements are also contained in the second group. The electrical conducting elements can only be assigned to one group. They are either assigned to the first group or the second group. They cannot be included in the first and at the same time in the second group. The number of electrical Conducting elements of the second group is preferably smaller than the number of electrical conducting elements of the first group.
Ein Abstand X zwischen den geraden Abschnitten der unmittelbar nebeneinander angeordneten elektrischen Leitelemente der ersten Gruppe in Umfangsrichtung des Blechpakets ist jeweils gleich bzw. mit Ausnahme von Fertigungstoleranzen im Wesentlichen gleich. Der Abstand X der unmittelbar nebeneinander angeordneten Leitelemente der ersten Gruppe entspricht vorzugsweise einem Nutabstand der in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten elektrischen Leitelemente, vorzugsweise bezogen auf den ersten fiktiven Kreis. A distance X between the straight sections of the electrical conducting elements of the first group arranged directly next to one another in the circumferential direction of the laminated core is in each case the same or, with the exception of manufacturing tolerances, essentially the same. The distance X of the guide elements of the first group arranged directly next to one another preferably corresponds to a slot distance between the electrical guide elements arranged next to one another in the circumferential direction, preferably based on the first fictitious circle.
Ein Abstand Y zwischen einem geraden Abschnitt eines elektrischen Leitelements der ersten Gruppe und einem unmittelbar neben diesen angeordneten geraden Abschnitt eines elektrischen Leitelements der zweiten Gruppe in Umfangsrichtung des Blechpakets ist größer und/oder kleiner als der Abstand X. Dabei ist vorgesehen, dass für den Abstand Y, der größer als der Abstand X ist, gilt: 1 ,1 X < Y < 1 ,8 X, und für den Abstand Y, der keiner als der Abstand X ist, gilt: 0,1 X < Y < 0,8 X. Mit anderen Worten sind die Endabschnitte der elektrischen Leitelemente der erste Gruppe gegenüber den Endabschnitten der elektrischen Leitelemente der zweiten Gruppe selektiv vertwistet. Durch den zumindest abschnittsweise vergrößerten Abstand zwischen dem Endabschnitt eines elektrischen Leitelements der ersten Gruppe und dem benachbarten Endabschnitt des elektrischen Leitelements der zweiten Gruppe kann eine Stromschiene zwischen die beiden Endabschnitte gesetzt und mit dem Endabschnitt des elektrischen Leitelements der zweiten Gruppe verbunden werden. Somit kann der Bauraum in axialer Richtung des Stators in einfacher Weise reduziert werden. A distance Y between a straight section of an electrical conductive element of the first group and a straight section of an electrical conductive element of the second group arranged directly next to it in the circumferential direction of the laminated core is greater and / or smaller than the distance X. It is provided that for the distance Y, which is greater than the distance X, applies: 1, 1 X <Y <1, 8 X, and for the distance Y, which is none than the distance X, the following applies: 0.1 X <Y <0.8 X. In other words, the end sections of the electrical conducting elements of the first group are selectively twisted relative to the end sections of the electrical conducting elements of the second group. Due to the at least partially increased distance between the end section of an electrical conductive element of the first group and the adjacent end section of the electrical conductive element of the second group, a busbar can be placed between the two end sections and connected to the end section of the electrical conductive element of the second group. The installation space in the axial direction of the stator can thus be reduced in a simple manner.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass für den Abstand Y, der größer als der Abstand X ist, gilt: 1 ,25 X < Y < 1 ,75 X. An advantageous development of the invention is that for the distance Y, which is greater than the distance X, the following applies: 1.25 X <Y <1.75 X.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass für den Abstand Y, der keiner als der Abstand X ist, gilt: 0,25 X < Y < 0,75 X. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass die erste Lage eine erste Gruppe der elektrischen Leitelemente und eine zweite Gruppe der elektrischen Leitelemente aufweist, wobei eine Länge eines elektrischen Leitelements der ersten Gruppe in Längsrichtung des elektrischen Leitelements gleich und/oder im Wesentlichen gleich einer Länge eines elektrischen Leitelements der zweiten Gruppe in Längsrichtung des elektrischen Leitelements ist. Mit anderen Worten werden in die Nuten des Blechpakets keine voneinander verschiedenen elektrischen Leitelemente eingesetzt. Vor dem Vertwisten der Endabschnitte der in den Nuten des Blechpakets angeordneten elektrischen Leitelemente sind die elektrischen Leitelemente der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe gleich ausgebildet. Sie weisen nicht nur die gleiche Länge, sondern auch den gleichen Querschnitt auf. Somit weist der Stator beispielsweise keine Sonderpins auf, so dass die Teilevielfalt und die Kosten des Stators reduziert werden können. Zudem kann durch diese Maßnahme auch der Bauraum des Stators in axialer Länge reduziert sein, da keine unterschiedlich langen elektrischen Leitelemente verwendet werden. In a preferred development of the invention, it is provided that for the distance Y, which is none than the distance X, the following applies: 0.25 X <Y <0.75 X. A preferred development of the invention is that the first layer has a first group of electrical conductive elements and a second group of electrical conductive elements, with a length of an electrical conductive element of the first group in the longitudinal direction of the electrical conductive element being equal to and / or substantially equal to a length an electrical conductive element of the second group in the longitudinal direction of the electrical conductive element. In other words, no electrical conducting elements that differ from one another are inserted into the grooves of the laminated core. Before the end sections of the electrical conducting elements arranged in the grooves of the laminated core are twisted, the electrical conducting elements of the first group and the second group are of identical design. They not only have the same length, but also the same cross-section. The stator therefore does not have any special pins, for example, so that the variety of parts and the costs of the stator can be reduced. In addition, this measure can also reduce the structural space of the stator in axial length, since no electrical conducting elements of different lengths are used.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Neigung des geschrägten Abschnitts der elektrischen Leitelemente der ersten Gruppe bezogen auf die Normale der ersten Stirnseite und/oder bezogen auf die Normale der zweiten Stirnseite gleich ist von einer Neigung des geschrägten Abschnitts der elektrischen Leitelemente der zweiten Gruppe, und eine Länge des geschrägten Abschnitts der elektrischen Leitelemente der ersten Gruppe verschieden ist von einer Länge der elektrischen Leitelemente der zweiten Gruppe. Mit anderen Worten ist eine Neigung des geschrägten Abschnitts der elektrischen Leitelemente der ersten Gruppe gleich einer Neigung des geschrägten Abschnitts der elektrischen Leitelemente der zweiten Gruppe. Die Neigung und/oder ein Winkel a des geschrägten Abschnitts, bezogen auf die Normale der ersten Stirnseite und/oder die Normale der zweiten Stirnseite, orientiert ist vorzugsweise größer 25° und kleiner 75°, insbesondere größer 40° und kleiner 50°, wobei die Grenzen jeweils mit eingeschlossen sind. Bedingt dadurch, dass alle elektrischen Leitelemente den gleichen Schrägungswinkel aufweisen, kann der Wicklungskopf in axialer Richtung des Stators reduziert werden. Der selektive Twist, bzw. der Abstand Y wird durch die Länge des geschrägten Abschnitts der elektrischen Leitelemente der zweiten Gruppe eingestellt. Die Länge des geschrägten Abschnitts in Längsrichtung der elektrischen Leitelemente der zweiten Gruppe kann größer (positiver selektiver Twist) oder kleiner (negativer selektiver Twist) sein als die Länge des geschrägten Abschnitts in Längsrichtung der elektrischen Leitelemente der ersten Gruppe. According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that an inclination of the inclined section of the electrical conducting elements of the first group in relation to the normal of the first end face and / or in relation to the normal of the second end face is the same as an inclination of the inclined section of the electrical conducting elements of the second group, and a length of the inclined portion of the electrical conductive elements of the first group is different from a length of the electrical conductive elements of the second group. In other words, an inclination of the inclined portion of the electrically conductive elements of the first group is equal to an inclination of the inclined portion of the electrically conductive elements of the second group. The inclination and / or an angle α of the inclined section, based on the normal of the first end face and / or the normal of the second end face, is preferably greater than 25 ° and less than 75 °, in particular greater than 40 ° and less than 50 °, with the Boundaries are included. Due to the fact that all electrical conducting elements have the same helix angle, the end winding can be reduced in the axial direction of the stator. The selective twist, or the Distance Y is set by the length of the inclined section of the electrical conducting elements of the second group. The length of the inclined section in the longitudinal direction of the electrical conducting elements of the second group can be greater (positive selective twist) or smaller (negative selective twist) than the length of the inclined section in the longitudinal direction of the electrical conducting elements of the first group.
In diesem Zusammenhang liegt eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin, dass die Länge des geschrägten Abschnitts der elektrischen Leitelemente der zweiten Gruppe zumindest teilweise voneinander verschieden ist. Mit anderen Worten weist die zweite Gruppe eine Mehrzahl von elektrischen Leitelemente auf, wobei die Länge der geschrägten Abschnitte der elektrischen Leitelemente der zweiten Gruppe voneinander zumindest teilweise voneinander verschieden ist. Auf diese Weise kann vorzugsweise ein unmittelbarer Abstand in Umfangsrichtung des Blechpakets zwischen den parallelen Abschnitten der Endabschnitte der elektrischen Leitelemente der zweiten Gruppe in einfacher Weise entsprechend eingestellt werden. In this context, a preferred development of the invention is that the length of the inclined section of the electrical conducting elements of the second group is at least partially different from one another. In other words, the second group has a plurality of electrical conducting elements, the length of the inclined sections of the electrical conducting elements of the second group being at least partially different from one another. In this way, a direct distance in the circumferential direction of the laminated core between the parallel sections of the end sections of the electrical conducting elements of the second group can preferably be set accordingly in a simple manner.
Alternativ dazu liegt eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung darin, dass eine Neigung des geschrägten Abschnitts der elektrischen Leitelemente der ersten Gruppe bezogen auf die Normale der ersten Stirnseite und/oder bezogen auf die Normale der zweiten Stirnseite verschieden ist von einer Neigung des geschrägten Abschnitts der elektrischen Leitelemente der zweiten Gruppe, und eine Länge des geschrägten Abschnitts der elektrischen Leitelemente der ersten Gruppe und der zweiten Gruppe gleich ist. Mit anderen Worten ist die Länge des geschrägten Abschnitts der elektrischen Leitelemente der ersten Gruppe gleich der Länge des geschrägten Abschnitts der elektrischen Leitelemente der zweiten Gruppe, wobei die Neigung des geschrägten Abschnitts der elektrischen Leitelemente der ersten Gruppe verschieden von der Neigung der elektrischen Leitelemente der zweiten Gruppe ist. Dies führt dazu, dass der Wicklungskopf nicht ganz so kompakt ausgebildet sein kann. Allerdings hat dies den Vorteil, dass der selektive Twist, also der Abstand Y, auch nach dem eigentlichen Twistvorgang zum Auslenken der Endabschnitte der elektrischen Leitelemente der ersten Gruppe und den elektrischen Leitelementen der zweiten Gruppe ausgebildet werden kann. Alternatively, a preferred development of the invention is that an inclination of the inclined section of the electrical conducting elements of the first group in relation to the normal of the first end face and / or in relation to the normal of the second end face is different from an inclination of the inclined section of the electrical conducting elements of the second group, and a length of the inclined portion of the electrically conductive elements of the first group and the second group is the same. In other words, the length of the inclined portion of the electrically conductive elements of the first group is equal to the length of the inclined portion of the electrically conductive elements of the second group, the inclination of the inclined portion of the electrically conductive elements of the first group being different from the inclination of the electrically conductive elements of the second group is. As a result, the winding head cannot be made quite as compact. However, this has the advantage that the selective twist, that is to say the distance Y, also after the actual twisting process for deflecting the End portions of the electrical conductive elements of the first group and the electrical conductive elements of the second group can be formed.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mehrzahl der elektrischen Leitelemente in der ersten Lage und in einer zur ersten Lage in radialer Richtung des Blechpakets versetzten zweiten Lage angeordnet sind, wobei sowohl die erste Lage als auch die zweite Lage jeweils eine erste Gruppe von elektrischen Leitelementen und eine zweite Gruppe von elektrischen Leitelementen aufweist, und ein Endabschnitt der elektrischen Leitelemente der zweiten Lage in eine von der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung in Umfangsrichtung des Blechpakets vertwistet ist. In an advantageous development of the invention it is provided that the majority of the electrical conducting elements are arranged in the first layer and in a second layer offset from the first layer in the radial direction of the laminated core, with both the first layer and the second layer each having a first group of electrical conductive elements and a second group of electrical conductive elements, and an end portion of the electrical conductive elements of the second layer is twisted in a second direction opposite to the first direction in the circumferential direction of the laminated core.
Die Erfindung betrifft zudem eine elektrische Maschine mit dem erfindungsgemäßen Stator. The invention also relates to an electrical machine with the stator according to the invention.
Überdies betrifft die Erfindung eine Verwendung der elektrischen Maschine mit dem erfindungsgemäßen Stator in einem Antriebsstrang eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs. The invention also relates to a use of the electrical machine with the stator according to the invention in a drive train of an at least partially electrically driven motor vehicle.
Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine. The invention also relates to a motor vehicle, in particular an at least partially electrically driven motor vehicle, with the electrical machine according to the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den nachstehenden Ausführungsbeispielen. Die Ausführungsbeispiele sind nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Sie sollen den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Die Anmelderin behält sich vor, einzelne und/oder mehrere der in den Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale zum Gegenstand von Patentansprüchen zu machen oder solche Merkmale in bestehende Ansprüche aufzunehmen. Die Ausführungsbeispiele werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen: Further features and advantages of the present invention emerge from the subclaims and the following exemplary embodiments. The exemplary embodiments are not to be understood as restrictive, but rather as examples. They are intended to enable those skilled in the art to carry out the invention. The applicant reserves the right to make individual and / or several of the features disclosed in the exemplary embodiments the subject of patent claims or to include such features in existing claims. The exemplary embodiments are explained in more detail with reference to drawings. In these show:
Fig. 1 eine dreidimensionale Ansicht eines Stators, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, 1 shows a three-dimensional view of a stator as is known from the prior art,
Fig. 2 eine Ansicht eines elektrischen Leitelements als I-Pin, 2 shows a view of an electrical conducting element as an I-pin,
Fig. 3 eine Ansicht des elektrischen Leitelements in einer U-förmigen Ausgestaltung Fig. 4 einen Ausschnitt einer dreidimensionalen Ansicht des Stators im Bereich des Wicklungskopfs , 3 shows a view of the electrical conducting element in a U-shaped configuration; FIG. 4 shows a detail of a three-dimensional view of the stator in the area of the winding head,
Fig. 5 eine Draufsicht eines Ausschnitts auf einen Stator im Bereich eines selektiven Twists, 5 shows a plan view of a section of a stator in the area of a selective twist,
Fig. 6 eine schematische Ansicht der nebeneinander angeordneten elektrischen Leitelemente und deren Abstände zueinander, 6 shows a schematic view of the electrical conducting elements arranged next to one another and their distances from one another,
Fig. 7 eine Detailansicht eines geschrägten Abschnitts von Endabschnitten der elektrischen Leitelemente in einer ersten Ausführungsform, 7 shows a detailed view of an inclined section of end sections of the electrical conducting elements in a first embodiment,
Fig. 8 eine Detailansicht eines geschrägten Abschnitts von Endabschnitten der elektrischen Leitelemente in einer zweiten Ausführungsform. 8 shows a detailed view of an inclined section of end sections of the electrical conducting elements in a second embodiment.
In Fig. 1 ist eine dreidimensionale Ansicht eines Stators 10 gezeigt, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Stator 10 weist ein hohlzylinderförmig ausgebildetes Blechpaket 12 auf. Das Blechpaket 12 weist eine erste Stirnseite 14 und eine in axialer Richtung des Blechpakets 12 zur ersten Stirnseite 14 beabstandet ausgebildete zweite Stirnseite 16 auf. Weiterhin umfasst das Blechpaket 12 eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Blechpakets 12 zueinander beabstandet angeordnete Nuten 18, die sich zwischen der ersten Stirnseite 14 und der zweiten Stirnseite 16 in axialer Richtung des Blechpakets 12 erstrecken. Die Nuten 18 weisen eine Nuttiefe auf, die sich ausgehend von einer in radialer Richtung nach innen gerichteten Mantelfläche 20 des hohlzylinderförmig ausgebildeten Blechpakets 12 in radialer Richtung nach außen erstreckt. 1 shows a three-dimensional view of a stator 10 as is known from the prior art. The stator 10 has a laminated core 12 in the shape of a hollow cylinder. The laminated core 12 has a first end face 14 and a second end face 16 formed at a distance from the first end face 14 in the axial direction of the laminated core 12. Furthermore, the laminated core 12 comprises a plurality of grooves 18 which are arranged at a distance from one another in the circumferential direction of the laminated core 12 and which extend between the first end face 14 and the second end face 16 in the axial direction of the laminated core 12. The grooves 18 have a groove depth which, starting from a circumferential surface 20 of the hollow cylinder-shaped laminated core 12, which is directed inward in the radial direction, extends outward in the radial direction.
Der Stator 10 weist zudem eine Mehrzahl von elektrischen Leitelementen 22 auf. Die elektrischen Leitelemente 22 sind in Umfangsrichtung des Blechpakets 12 zueinander beabstandet in einer ersten Lage 24 und in einer zu der ersten Lage 24 in radialer Richtung des Blechpakts 12 versetzt angeordneten zweiten Lage 26 in den Nuten 18 angeordnet. Ein Endabschnitt 28 der elektrischen Leitelemente 22 ist über die erste Stirnseite 14 des Blechpakets 12 geführt, und in Umfangrichtung zur Ausbildung eines Wicklungskopfs vertwistet. Die elektrischen Leitelemente 22 umfassen in jeder Lage Regelpins 30 und Sonderpins 32, wobei die Sonderpins 32 bereits vor dem Einsetzten in den Nuten 18 des Blechpaktes 12 eine von den Regelpins 30 verschiedene Formgebung aufwiesen. Die Sonderpins 32 erhöhen somit die Teilevielfalt des Stators 10. Zudem sind die Sonderpins 32 in der Regel teurer als die Regelpins 30. Überdies kann sich die Anordnung der Regelpins 30 und der von den Regelpins 30 verschiedenen Sonderpins 32 in den Nuten 18 aufgrund der unterschiedlichen Formgebung von Regelpin 30 und Sonderpin 32 schwierig gestalten. The stator 10 also has a plurality of electrical conducting elements 22. The electrical conducting elements 22 are spaced apart from one another in the circumferential direction of the laminated core 12 in a first layer 24 and in a second layer 26 arranged offset from the first layer 24 in the radial direction of the laminated core 12 the grooves 18 arranged. An end section 28 of the electrical conducting elements 22 is guided over the first end face 14 of the laminated core 12 and is twisted in the circumferential direction to form an end winding. The electrical conducting elements 22 include control pins 30 and special pins 32 in each position, with the special pins 32 already having a shape different from the control pins 30 before being inserted into the grooves 18 of the sheet metal package 12. The special pins 32 thus increase the variety of parts of the stator 10. In addition, the special pins 32 are usually more expensive than the control pins 30. In addition, the arrangement of the control pins 30 and the special pins 32 different from the control pins 30 in the grooves 18 due to the different shapes of rule pin 30 and special pin 32 make it difficult.
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen jeweils eine Ansicht eines elektrischen Leitelements 22, wie es im erfindungsgemäßen Stator 10 Anwendung finden kann. Das elektrische Leitelement 22 ist elektrisch leitend ausgebildet. Vorzugsweise ist das elektrische Leitelement 22 aus Kupfer ausgebildet und/oder weist zumindest anteilsmäßig Kupfer auf. Das elektrische Leitelement 22 kann zumindest abschnittsweise ummantelt und/oder isoliert sein. Vorzugsweise ist die Ummantelung aus einem Kunststoff, Harz und/oder Resin ausgebildet. Der Querschnitt des elektrischen Leitelements 22 ist vorzugsweise rechteckig ausgebildet, und/oder weist eine überwiegend rechteckige Ausgestaltung auf. Letzteres bedeutet, dass die Ecken des rechteckförmigen Querschnitts abgerundet und/oder abgeschrägt sein können. Fig. 2 zeigt ein elektrisches Leitelement 22 in Form eines Stabs, insbesondere als Pin. Der Pin hat die Form eines „I“, ein sogenannter I-Pin. Fig. 3 zeigt ein elektrisches Leitelement 22 als U-förmiger Stab. In dem erfindungsgemäßen Stator 12 werden entweder I-förmige elektrische Leitelemente 22 oder U-förmige elektrische Leitelemente 22 in die Nuten 18 des Blechpakets 12 eingesetzt. Ein Mischen der unterschiedlichen elektrischen Leitelemente 22 ist nicht vorgesehen und auch nicht gewünscht. FIGS. 2 and 3 each show a view of an electrical conducting element 22, as can be used in the stator 10 according to the invention. The electrical conductive element 22 is designed to be electrically conductive. The electrical conducting element 22 is preferably formed from copper and / or has at least a portion of copper. The electrical conducting element 22 can be sheathed and / or insulated at least in sections. The casing is preferably formed from a plastic, resin and / or resin. The cross section of the electrical conducting element 22 is preferably rectangular and / or has a predominantly rectangular configuration. The latter means that the corners of the rectangular cross-section can be rounded and / or beveled. Fig. 2 shows an electrical conductive element 22 in the form of a rod, in particular as a pin. The pin has the shape of an "I", a so-called I-pin. Fig. 3 shows an electrical conductive element 22 as a U-shaped rod. In the stator 12 according to the invention, either I-shaped electrical conducting elements 22 or U-shaped electrical conducting elements 22 are inserted into the grooves 18 of the laminated core 12. Mixing of the different electrical conducting elements 22 is not provided and also not desired.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt einer dreidimensionalen Ansicht des Stators 10 im Bereich des Wicklungskopfes. Das Blechpaket 12 ist bereits aus Fig. 1 bekannt. Ein Unterschied zu dem in Fig. 1 gezeigt Stator 10 liegt unter anderem in den elektrischen Leitelementen 22 und in der Ausbildung des Wicklungskopfes. 4 shows a section of a three-dimensional view of the stator 10 in the area of the winding head. The laminated core 12 is already known from FIG. 1. A The difference to the stator 10 shown in FIG. 1 lies, among other things, in the electrical conducting elements 22 and in the design of the end winding.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden sind die elektrischen Leitelemente 22 I-förmig ausgebildet, also sogenannte I-Pins. Die elektrischen Leitelemente 22 sind in den Nuten 18 des Blechpakets angeordnet, wobei bezogen auf die Umfangsrichtung des Blechpakets 12 in jeder Nut 18 lediglich ein elektrisches Leitelement 22 angeordnet ist. Bezogen auf die radiale Richtung des Blechpakets 12 sind wenigstens zwei elektrische Leitelemente 22 nebeneinander und/oder zueinander beabstandet angeordnet. Mit anderen Worten sind die elektrischen Leitelemente 22 in der ersten Lage 24 und in der zweiten Lage 26 angeordnet. In the present exemplary embodiment, the electrical conducting elements 22 are designed in an I-shape, that is to say so-called I-pins. The electrical conducting elements 22 are arranged in the grooves 18 of the laminated core, with only one electrical conducting element 22 being arranged in each groove 18 in relation to the circumferential direction of the laminated core 12. In relation to the radial direction of the laminated core 12, at least two electrical conducting elements 22 are arranged next to one another and / or at a distance from one another. In other words, the electrical conducting elements 22 are arranged in the first layer 24 and in the second layer 26.
Jedes elektrische Leitelemente 22 weist einen Endabschnitt 28 auf der über die erste Stirnseite 14 des Blechpakets 12 geführt ist, wobei der Endabschnitt 28 der elektrischen Leitelemente 22 der ersten Lage 24 in eine erste Richtung 36 in Umfangsrichtung des Blechpakets 12 vertwistet ist, und der Endabschnitt 28 der elektrischen Leitelemente 22 der zweiten Lage 26 in eine von der ersten Richtung 36 entgegengesetzte zweite Richtung vertwistet ist. Unter dem Begriff „Vertwisten“ kann auch ein „Auslenken“ des Endabschnitts 28 in Umfangsrichtung des Blechpakets 12 verstanden werden. Der Endabschnitt 28 der elektrischen Leitelemente 22 weist einen, bezogen auf die Normale der ersten Stirnseite 14, geschrägten Abschnitt 38 und einen, bezogen auf die Normale der ersten Stirnseite 14, parallelen Abschnitt 40 auf. Der „parallele Abschnitt“ kann auch als „gerader Abschnitt“ betrachtet und/oder bezeichnet werden. Ein Abstand des parallelen Abschnitts 40 zur ersten Stirnseite 14 ist größer als ein Abstand des geschrägten Abschnitts 38 zur ersten Stirnseite 14. Mit anderen Worten bildet der parallele Abschnitt 40 einen distalen Endabschnitt des elektrischen Leitelements 22 aus. Each electrical conducting element 22 has an end section 28 on which is guided over the first end face 14 of the laminated core 12, the end section 28 of the electrical conducting elements 22 of the first layer 24 being twisted in a first direction 36 in the circumferential direction of the laminated core 12, and the end section 28 of the electrical conducting elements 22 of the second layer 26 is twisted in a second direction opposite to the first direction 36. The term “twisting” can also be understood to mean “deflecting” the end section 28 in the circumferential direction of the laminated core 12. The end section 28 of the electrical conducting elements 22 has a section 38 which is inclined relative to the normal of the first end face 14 and a section 40 which is parallel to the normal of the first end face 14. The “parallel section” can also be viewed and / or referred to as a “straight section”. A distance between the parallel section 40 and the first end face 14 is greater than a distance between the inclined section 38 and the first end face 14. In other words, the parallel section 40 forms a distal end section of the electrical conducting element 22.
Die erste Lage 24 weist eine erste Gruppe 42 der elektrischen Leitelemente 22 und eine zweite Gruppe 44 der elektrischen Leitelemente 22 auf. die erste Gruppe 42 umfasst eine Mehrzahl der elektrischen Leitelemente 22. Ebenso sind in der zweiten Gruppe 44 eine Mehrzahl der elektrischen Leitelemente 22 enthalten. Die elektrischen Leitelemente 22 können nur eine Gruppe zugeordnet sein. Entweder sind sie in der ersten Gruppe 42 oder in der zweiten Gruppe 44. Die Anzahl der elektrischen Leitelemente 22 der zweiten Gruppe 44 ist kleiner als die Anzahl der elektrischen Leitelemente 22 der ersten Gruppe 42. The first layer 24 has a first group 42 of the electrical conducting elements 22 and a second group 44 of the electrical conducting elements 22. the first group 42 comprises a plurality of the electrical conducting elements 22. Likewise, the second group 44 contains a plurality of the electrical conducting elements 22. The electrical conducting elements 22 can only be assigned to one group. Either they are in the first group 42 or in the second group 44. The number of electrical conducting elements 22 in the second group 44 is smaller than the number of electrical conducting elements 22 in the first group 42.
Ein Abstand X zwischen den parallelen Abschnitten 40 der unmittelbar nebeneinander angeordneten elektrischen Leitelemente 22 der ersten Gruppe 42 in Umfangsrichtung des Blechpakets 12 ist jeweils gleich bzw. mit Ausnahme von Fertigungstoleranzen im Wesentlichen gleich. Der Abstand X der unmittelbar nebeneinander angeordneten Leitelemente 22 entspricht vorzugsweise einem Nutabstand der in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneten elektrischen Leitelemente 22, vorzugsweise bezogen auf den ersten fiktiven Kreis. A distance X between the parallel sections 40 of the electrical conducting elements 22 of the first group 42 arranged directly next to one another in the circumferential direction of the laminated core 12 is in each case the same or, with the exception of manufacturing tolerances, essentially the same. The distance X of the guide elements 22 arranged directly next to one another preferably corresponds to a slot distance between the electrical guide elements 22 arranged next to one another in the circumferential direction, preferably based on the first fictitious circle.
Ein Abstand Y zwischen einem parallelen Abschnitt 40 eines elektrischen Leitelements 22 der ersten Gruppe 42 und einem unmittelbar neben diesen angeordneten parallelen Abschnitt 40 eines elektrischen Leitelements 22 der zweiten Gruppe in Umfangsrichtung des Blechpakets 12 ist größer und/oder kleiner als der Abstand X. Dabei ist vorgesehen, dass für den Abstand Y, der größer als der Abstand X ist, gilt: 1 ,1 X < Y < 1 ,8 X, und für den Abstand Y, der keiner als der Abstand X ist, gilt: 0,1 X < Y < 0,8 X. Mit anderen Worten sind die Endabschnitte 28 der elektrischen Leitelemente 22 der erste Gruppe 42 gegenüber den Endabschnitten 28 der elektrischen Leitelemente 22 der zweiten Gruppe 44 selektiv vertwistet. Durch den zumindest abschnittsweise vergrößerten Abstand zwischen dem Endabschnitt 28 eines elektrischen Leitelements 22 der ersten Gruppe 42 und dem benachbarten Endabschnitt 28 des elektrischen Leitelements 22 der zweiten Gruppe 44 kann eine Stromschiene zwischen die beiden Endabschnitte 28 gesetzt und mit dem Endabschnitt 28 des elektrischen Leitelements 22 der zweiten Gruppe 44 verbunden werden. Somit kann der Bauraum in axialer Richtung des Stators 10 in einfacher Weise reduziert werden. A distance Y between a parallel section 40 of an electrical conductive element 22 of the first group 42 and a parallel section 40 of an electrical conductive element 22 of the second group arranged directly next to it in the circumferential direction of the laminated core 12 is greater and / or smaller than the distance X. provided that for the distance Y, which is greater than the distance X, the following applies: 1, 1 X <Y <1, 8 X, and for the distance Y, which is none than the distance X, the following applies: 0.1 X <Y <0.8 X. In other words, the end sections 28 of the electrical conducting elements 22 of the first group 42 are selectively twisted with respect to the end sections 28 of the electrical conducting elements 22 of the second group 44. Due to the at least partially enlarged distance between the end section 28 of an electrical conductive element 22 of the first group 42 and the adjacent end section 28 of the electrical conductive element 22 of the second group 44, a busbar can be placed between the two end sections 28 and connected to the end section 28 of the electrical conductive element 22 of the second group 44 are connected. The installation space in the axial direction of the stator 10 can thus be reduced in a simple manner.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht eines Ausschnitts auf den Stator 10 im Bereich des Wicklungskopfes. Demnach weisen sowohl die erste Lage 24 als auch die zweite Lage 26 eine erste Gruppe 42 und eine zweite Gruppe 44 mit elektrischen Leitelementen 22 auf. Sowohl in der ersten Lage 24 als auch in der zweiten Lage 26 sind die Endabschnitte 28 der elektrischen Leitelemente 22 der zweiten Gruppe 44 gegenüber den Endabschnitten 28 der elektrischen Leitelemente 22 der ersten Gruppe 42 selektiv vertwistet. Bezogen auf die radiale Richtung des Blechpakets 12 sind die Endabschnitte 28 der elektrischen Leitelemente 22 der zweiten Gruppe 44 in der ersten Lage 24 zumindest abschnittsweise neben den Endabschnitten 28 der elektrischen Leitelemente 22 der zweiten Gruppe 44 in der zweiten Lage 26 angeordnet. FIG. 5 shows a plan view of a section of the stator 10 in the area of the winding head. Accordingly, both the first layer 24 and the second layer 26 have a first group 42 and a second group 44 with electrical conducting elements 22. Both in the first layer 24 and in the second layer 26 the end sections 28 of the electrical conducting elements 22 of the second group 44 are selectively twisted relative to the end sections 28 of the electrical conducting elements 22 of the first group 42. In relation to the radial direction of the laminated core 12, the end sections 28 of the electrical conductive elements 22 of the second group 44 in the first layer 24 are arranged at least in sections next to the end sections 28 of the electrical conductive elements 22 of the second group 44 in the second layer 26.
Fig. 6 zeigt eine schematische Ansicht der nebeneinander angeordneten elektrischen Leitelemente 22 der ersten Gruppe 42 und der zweiten Gruppe 44 und deren Abstände zueinander. Die geschrägten Abschnitte 38 der elektrischen Leitelemente 22 der ersten Gruppe 42 und der zweiten Gruppe 44 haben die gleich Neigung bezogen auf die Normale der ersten Stirnseite 14. Eine Länge des geschrägten Abschnitts 38 der elektrischen Leitelemente 22 der ersten Gruppe 42 ist verschieden von einer Länge der elektrischen Leitelemente 22 der zweiten Gruppe 44. Die Neigung und/oder ein Winkel a des geschrägten Abschnitts 38, bezogen auf die Normale der ersten Stirnseite 14 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel 40°. Bedingt dadurch, dass alle elektrischen Leitelemente 22 den gleichen Schrägungswinkel aufweisen, kann der Wicklungskopf in axialer Richtung des Stators 10 reduziert werden. Der selektive Twist, bzw. der Abstand Y wird durch die Länge des geschrägten Abschnitts 38 der elektrischen Leitelemente 22 der zweiten Gruppe 44 eingestellt. Die Länge des geschrägten Abschnitts 38 in Längsrichtung der elektrischen Leitelemente 22 der zweiten Gruppe 44 ist größer (positiver selektiver Twist) als die Länge des geschrägten Abschnitts 38 in Längsrichtung der elektrischen Leitelemente 22 der ersten Gruppe 42. 6 shows a schematic view of the electrical conducting elements 22 of the first group 42 and the second group 44, which are arranged next to one another, and their spacings from one another. The inclined sections 38 of the electrical conductive elements 22 of the first group 42 and the second group 44 have the same inclination relative to the normal of the first end face 14. A length of the inclined section 38 of the electrical conductive elements 22 of the first group 42 is different from a length of the electrical conducting elements 22 of the second group 44. The inclination and / or an angle α of the inclined section 38, based on the normal of the first end face 14, is 40 ° in the present exemplary embodiment. Due to the fact that all electrical conducting elements 22 have the same helix angle, the end winding can be reduced in the axial direction of the stator 10. The selective twist or the distance Y is set by the length of the inclined section 38 of the electrical conducting elements 22 of the second group 44. The length of the inclined section 38 in the longitudinal direction of the electrical conductive elements 22 of the second group 44 is greater (positive selective twist) than the length of the inclined section 38 in the longitudinal direction of the electrical conductive elements 22 of the first group 42.
Fig. 7 zeigt eine Detailansicht eines geschrägten Abschnitts von Endabschnitten 28 der elektrischen Leitelemente 22 in der ersten Ausführungsform, gemäß der Fig. 6 mit einem positiven Twist. FIG. 7 shows a detailed view of an inclined section of end sections 28 of the electrical conducting elements 22 in the first embodiment, according to FIG. 6 with a positive twist.
Fig. 8 zeigt eine Detailansicht eines geschrägten Abschnitts von Endabschnitten 28 der elektrischen Leitelemente 22 in einer zweiten Ausführungsform, bei dem eine Neigung des geschrägten Abschnitts 38 der elektrischen Leitelemente 22 der ersten Gruppe 42 bezogen auf die Normale der ersten Stirnseite 14 verschieden ist von einer Neigung des geschrägten Abschnitts 38 der elektrischen Leitelemente 22 der zweiten Gruppe 42, und eine Länge des geschrägten Abschnitts der elektrischen Leitelemente 22 der ersten Gruppe 42 und der zweiten Gruppe 44 gleich ist. Mit anderen Worten ist die Länge des geschrägten Abschnitts 38 der elektrischen Leitelemente 22 der ersten Gruppe 42 gleich der Länge des geschrägten Abschnitts 38 der elektrischen Leitelemente 22 der zweiten Gruppe 44, wobei die Neigung des geschrägten Abschnitts 38 der elektrischen Leitelemente 22 der ersten Gruppe 42 verschieden von der Neigung der elektrischen Leitelemente 22 der zweiten Gruppe 44 ist. Dies führt dazu, dass der Wicklungskopf nicht ganz so kompakt ausgebildet sein kann. Allerdings hat dies den Vorteil, dass der selektive Twist, also der Abstand Y, auch nach dem eigentlichen Twistvorgang zum Auslenken der Endabschnitte 28 der elektrischen Leitelemente 22 der ersten Gruppe 42 und den elektrischen Leitelementen 22 der zweiten Gruppe 44 ausgebildet werden kann. 8 shows a detailed view of an inclined section of end sections 28 of the electrical conducting elements 22 in a second embodiment, in which an inclination of the inclined section 38 of the electrical conducting elements 22 of The first group 42 with respect to the normal of the first end face 14 is different from an inclination of the inclined section 38 of the electrical conductive elements 22 of the second group 42, and a length of the inclined section of the electrical conductive elements 22 of the first group 42 and the second group 44 is the same . In other words, the length of the inclined section 38 of the electrical conductive elements 22 of the first group 42 is equal to the length of the inclined section 38 of the electrical conductive elements 22 of the second group 44, the inclination of the inclined section 38 of the electrical conductive elements 22 of the first group 42 being different on the inclination of the electrical conducting elements 22 of the second group 44. As a result, the winding head cannot be made quite as compact. However, this has the advantage that the selective twist, i.e. the distance Y, can also be formed after the actual twisting process for deflecting the end sections 28 of the electrical conducting elements 22 of the first group 42 and the electrical conducting elements 22 of the second group 44.

Claims

Schutzansprüche Protection claims
1. Stator (10) für eine elektrische Maschine, aufweisend ein zylinderförmig ausgebildetes Blechpaket (12) mit einer ersten Stirnseite (14) und einer in axialer Richtung des Blechpakets (12) beabstandet ausgebildeten zweiten Stirnseite (16), wobei das Blechpaket (12) eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung des Blechpakets (12) zueinander beabstandete Nuten (18) aufweist, eine Mehrzahl von elektrischen Leitelementen (22), die in Umfangsrichtung des Blechpakets (12) zueinander beabstandet in einer ersten Lage (24) in den Nuten (18) angeordnet sind, wobei ein Endabschnitt (28) der elektrischen Leitelemente (22) über die erste Stirnseite (14) und/oder die zweite Stirnseite (16) des Blechpakets (12) geführt ist, und der Endabschnitt (28) der elektrischen Leitelemente (22) der ersten Lage (24) in eine erste Richtung (36) in Umfangsrichtung des Blechpakets (12) vertwistet ist, wobei jeder Endabschnitt (28) der elektrischen Leitelemente (22) einen, bezogen auf eine Normale der ersten Stirnseite (14) und/oder der zweiten Stirnseite (16), geschrägten Abschnitt (38) und einen, bezogen auf eine Normale der ersten Stirnseite (14) und/oder der zweiten Stirnseite (16), parallelen Abschnitt (40) aufweist, die erste Lage (24) eine erste Gruppe (42) der elektrischen Leitelemente (22) und eine zweite Gruppe (44) der elektrischen Leitelemente (22) aufweist, wobei ein Abstand X zwischen den parallelen Abschnitten (40) der unmittelbar nebeneinander angeordneten elektrischen Leitelemente (22) der ersten Gruppe (42) in Umfangsrichtung des Blechpakets (12) im Wesentlichen gleich ist, und ein Abstand Y zwischen einem parallelen Abschnitt (40) eines elektrischen Leitelements (22) der ersten Gruppe (42) und einem unmittelbar neben diesen angeordneten parallelen Abschnitt (40) eines elektrischen Leitelements (22) der zweiten Gruppe (44) in Umfangsrichtung des Blechpakets (12) größer und/oder kleiner ist, als der Abstand X, wobei - für den Abstand Y, der größer als der Abstand X ist, gilt: 1 ,1 X < Y < 1 ,8 X, und 1. Stator (10) for an electrical machine, comprising a cylinder-shaped laminated core (12) with a first end face (14) and a second end face (16) which is spaced apart in the axial direction of the laminated core (12), the laminated core (12) has a plurality of grooves (18) spaced from one another in the circumferential direction of the laminated core (12), a plurality of electrical conducting elements (22) which are spaced from one another in the circumferential direction of the laminated core (12) in a first position (24) in the grooves (18) are arranged, wherein an end section (28) of the electrical conducting elements (22) is guided over the first end face (14) and / or the second end face (16) of the laminated core (12), and the end section (28) of the electrical conducting elements (22 ) the first layer (24) is twisted in a first direction (36) in the circumferential direction of the laminated core (12), each end section (28) of the electrical conducting elements (22) having one, based on a normal of the first end face (1 4) and / or the second end face (16), inclined section (38) and a section (40) parallel to a normal of the first end face (14) and / or the second end face (16), the first layer (24) has a first group (42) of the electrical conducting elements (22) and a second group (44) of the electrical conducting elements (22), a distance X between the parallel sections (40) of the electrical conducting elements (22) arranged directly next to one another. of the first group (42) is essentially the same in the circumferential direction of the laminated core (12), and a distance Y between a parallel section (40) of an electrical conducting element (22) of the first group (42) and a parallel section ( 40) of an electrical conductive element (22) of the second group (44) in the circumferential direction of the laminated core (12) is greater and / or smaller than the distance X, wherein - for the distance Y, which is greater than the distance X, the following applies: 1, 1 X <Y <1, 8 X, and
- für den Abstand Y, der keiner als der Abstand X ist, gilt: 0,1 X < Y < 0,8 X, - for the distance Y, which is not the same as the distance X, the following applies: 0.1 X <Y <0.8 X,
2. Stator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für den Abstand Y, der größer als der Abstand X ist, gilt: 1 ,25 X < Y < 1 ,75 X. 2. Stator according to claim 1, characterized in that for the distance Y, which is greater than the distance X, the following applies: 1.25 X <Y <1.75 X.
3. Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Abstand Y, der keiner als der Abstand X ist, gilt: 0,25 X < Y < 0,75 X. 3. Stator according to claim 1 or 2, characterized in that for the distance Y, which is none than the distance X, the following applies: 0.25 X <Y <0.75 X.
4. Stator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Neigung des geschrägten Abschnitts (38) der elektrischen Leitelemente (22) der ersten Gruppe (42) bezogen auf die Normale der ersten Stirnseite (14) und/oder bezogen auf die Normale der zweiten Stirnseite (16) gleich ist von einer Neigung des geschrägten Abschnitts (38) der elektrischen Leitelemente (22) der zweiten Gruppe (44), und eine Länge des geschrägten Abschnitts (38) der elektrischen Leitelemente (22) der ersten Gruppe (42) verschieden ist von einer Länge der elektrischen Leitelemente (22) der zweiten Gruppe (44). 4. Stator according to one of the preceding claims, characterized in that an inclination of the inclined section (38) of the electrical conducting elements (22) of the first group (42) based on the normal of the first end face (14) and / or based on the normal the second end face (16) is equal in terms of an inclination of the inclined section (38) of the electrical conducting elements (22) of the second group (44), and a length of the inclined section (38) of the electrical conducting elements (22) of the first group (42) ) is different from a length of the electrical conducting elements (22) of the second group (44).
5. Stator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge des geschrägten Abschnitts (38) der elektrischen Leitelemente (22) der zweiten Gruppe (44) voneinander verschieden ist. 5. Stator according to one of the preceding claims, characterized in that a length of the inclined section (38) of the electrical conducting elements (22) of the second group (44) is different from one another.
6. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Neigung des geschrägten Abschnitts (38) der elektrischen Leitelemente (22) der ersten Gruppe (42) bezogen auf die Normale der ersten Stirnseite (14) und/oder bezogen auf die Normale der zweiten Stirnseite (16) verschieden ist von einer Neigung des geschrägten Abschnitts (38) der elektrischen Leitelemente (22) der zweiten Gruppe (44), und eine Länge des geschrägten Abschnitts (38) der elektrischen Leitelemente (22) der ersten Gruppe (42) und der zweiten Gruppe (44) gleich ist. 6. Stator according to one of claims 1 to 3, characterized in that an inclination of the inclined section (38) of the electrical conducting elements (22) of the first group (42) based on the normal of the first end face (14) and / or based on the normal of the second end face (16) is different from an inclination of the inclined section (38) of the electrical conductive elements (22) of the second group (44), and a length of the inclined section (38) of the electrical conductive elements (22) of the first group (42) and the second group (44) is the same.
7. Stator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der elektrischen Leitelemente (22) in der ersten Lage (24) und in einer zur ersten Lage (24) in radialer Richtung des Blechpakets (12) versetzten zweiten Lage (26) angeordnet sind, wobei sowohl die erste Lage (24) als auch die zweite Lage (26) jeweils eine erste Gruppe (42) von elektrischen Leitelementen (22) und eine zweite Gruppe (44) von elektrischen Leitelementen (22) aufweist, und ein Endabschnitt (28) der elektrischen Leitelemente (22) der zweiten Lage (26) in eine von der ersten Richtung (36) entgegengesetzte zweite Richtung in Umfangsrichtung des Blechpakets (12) vertwistet ist. 7. Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the plurality of electrical conducting elements (22) in the first layer (24) and in a second layer (26) offset in the radial direction of the laminated core (12) relative to the first layer (24) ) are arranged, wherein both the first layer (24) and the second layer (26) each have a first group (42) of electrical conductive elements (22) and a second group (44) of electrical conductive elements (22), and a The end section (28) of the electrical conducting elements (22) of the second layer (26) is twisted in a second direction opposite to the first direction (36) in the circumferential direction of the laminated core (12).
8. Elektrische Maschine mit einem Stator (10) noch einem der vorstehenden Ansprüche. 8. Electrical machine with a stator (10) according to one of the preceding claims.
9. Verwendung einer elektrischen Maschine nach Anspruch 8 in einem Antriebsstrang eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs. 9. Use of an electrical machine according to claim 8 in a drive train of an at least partially electrically driven motor vehicle.
10. Kraftfahrzeug mit einer elektrischen Maschine nach Anspruch 8. 10. Motor vehicle with an electrical machine according to claim 8.
PCT/EP2021/059565 2020-04-28 2021-04-13 Stator for an electrical machine and electrical machine comprising a stator WO2021219368A1 (en)

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