WO2023117389A1 - Strömungselement und elektrische maschine mit strömungselement - Google Patents

Strömungselement und elektrische maschine mit strömungselement Download PDF

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WO2023117389A1
WO2023117389A1 PCT/EP2022/084404 EP2022084404W WO2023117389A1 WO 2023117389 A1 WO2023117389 A1 WO 2023117389A1 EP 2022084404 W EP2022084404 W EP 2022084404W WO 2023117389 A1 WO2023117389 A1 WO 2023117389A1
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WO
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rotor
fluid
flow element
flow
electrical machine
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PCT/EP2022/084404
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Wolf
Benjamin KRANK
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil

Definitions

  • the invention relates to an electrical machine with a rotor arranged on a rotor shaft, a stator and a flow element which is set up to conduct a fluid discharged from the rotor shaft into an interior space of the electrical machine to an end face of the rotor.
  • Electrical machines can be used as working machines for electrically driven motor vehicles, for example electric and hybrid vehicles.
  • electrical machines of various types can be used, with an electrical machine typically having a stationarily mounted stator and a rotor mounted so that it can move relative to the stator.
  • active components have systems that generate magnetic fields, for example in the form of windings that can be energized, which are held by an iron core in order to generate a magnetic flux.
  • Such windings can heat up during operation of the electrical machine, as a result of which local hot spots or hotspots can arise, for example, due to an inhomogeneous temperature distribution in the winding. Since heating of the electrical machine can negatively affect efficiency and continuous power, solutions for cooling the electrical machine are known.
  • a cooling jacket can be arranged around the stator, through which a cooling medium flows, or the rotor can have a shaft which is designed as a hollow shaft and through which a cooling medium flows.
  • an electrical machine is proposed with a rotor arranged on a rotor shaft, a stator and a flow element, the flow element being set up to direct a fluid discharged from the rotor shaft into an interior space of the electrical machine to an end face of the rotor.
  • the electric machine can be used, for example, as an electric traction machine for an electrically operated motor vehicle.
  • the electrical machine is designed in particular as a current-excited synchronous machine (SSM) or an asynchronous machine (ASM).
  • SSM current-excited synchronous machine
  • ASM asynchronous machine
  • the electrical machine can have a stationary mounted stator and a rotor mounted so that it can move, in particular rotate, with respect to the stator.
  • the rotor has a rotor iron, which can be formed, for example, by a laminated rotor core made of axially stacked laminations.
  • the rotor can have an electrically conductive winding, which is designed to generate or excite a magnetic flux for conducting current.
  • the winding can be designed as an exciter coil that can be energized.
  • the exciter coil can, for example, comprise rod-shaped conductors or shaped rods, which are arranged in slots of the rotor iron or on its peripheral surface.
  • the coil may include winding wires wound around poles of the rotor iron.
  • the rotor shaft is designed so that fluid flows through it and can be designed, for example, as a rotating hollow shaft through which a fluid or cooling medium flows, around which the rotor is arranged in a rotationally fixed manner.
  • the fluid is in particular an electrically non-conductive coolant, such as oil. It can be taken from a coolant circuit or a lubricant circuit, in particular in order not to impair the functionality of the electrical machine when it comes into direct contact with live components.
  • the rotor shaft can have an outlet or an outlet opening for discharging coolant from the hollow rotor shaft, in particular in a space between Rotor and stator trained interior.
  • the fluid can be transported radially outwards from the rotor shaft or in the interior, in particular by centrifugal force, in order to wet machine components and thus enable heat transfer.
  • the interior of the electrical machine is delimited by a housing. Fluid or coolant can thus be located in the interior of the electrical machine and one can speak of a wet electrical machine, in particular of a wet electric motor.
  • the rotor and also the stator are arranged in the interior and the fluid in the interior of the electrical machine can interact directly with the components of the electrical machine that are to be cooled.
  • the flow element is arranged in the interior and can be arranged and/or attached to the rotor, to the stator and/or to the rotor shaft.
  • the flow element has aluminum or is made of aluminum to enable heat transfer between the fluid and the flow element in the area of the flow element, particularly when the flow element is thermally conductively connected to the rotor or another component of the electrical machine.
  • the fluid or coolant discharged from the rotor shaft can be directed to an end face of the rotor and/or to predetermined components or guided past them, whereby during a rotary movement of the rotor, a centrifugal force-induced suction effect in particular can ensure that the Fluid is always implemented.
  • the thermal connection created in this way between the fluid and the end face of the rotor and/or components to be cooled allows heat generated during operation to be dissipated and withdrawn from the system.
  • a face of the rotor can be an axial end of the rotor be, on which in particular end turns of rotor windings can be arranged, which can form hotspots during operation of the rotor.
  • the rotor has two end faces arranged opposite one another, it being possible for a flow element to be assigned to each of the two end faces in one embodiment of the invention.
  • the flow element is set up to conduct the fluid to an end face of the rotor, heat generated in the rotor can be absorbed by the fluid and transported away. As a result, the ability to cool the rotor can be improved and a homogenized temperature level can thus be set.
  • the fluid can be transported or guided, for example, through the rotor or along at least one end face of the rotor.
  • the fluid can flow radially past the end face and in particular can also be conveyed through between individual rotor laminations and/or through a rotor winding.
  • the coolant can be routed directly or very close to the points to be cooled. In this way, in particular, a flow of coolant through the rotor can result, which can ensure heat dissipation.
  • a mass flow of the fluid which is or should be conducted through the flow element, can be predetermined by an arrangement or design of the flow element.
  • a temperature distribution in the electric machine can thus be homogenized and/or local hotspots can be avoided.
  • an efficiency and/or a continuous output of the electrical machine can be increased.
  • the targeted conduction of the fluid to predetermined components of the rotor to be cooled can relieve a coolant pump arranged outside of the electric machine, so that it can be dimensioned smaller and lighter.
  • the flow element can form a gap together with the rotor end face, in which the fluid is guided or should be guided in order to improve a cooling effect of the fluid on the rotor.
  • the fluid can escape from the gap on a radial outside and by means of the Flow element to another component of the electric machine, such as the stator, are routed.
  • the flow element is set up to direct the fluid to at least one stator winding.
  • the stator and in particular the end windings of the stator can thus also be cooled.
  • a flow direction of the fluid effected by means of the flow element allows coolant to be applied directly to the stator, as a result of which its heat can be dissipated. This can result in a low temperature level in the stator, particularly in the stator winding heads.
  • the flow element can be set up which conducts fluid for cooling and/or lubricating a bearing, in particular the rotor, and is used there.
  • the fluid can thus be used for a number of tasks, which can lead to a cost-effective construction of the electrical machine, and the efficiency of the electrical machine can be improved since additional lubrication can be relieved or even eliminated.
  • the flow element is arranged in a fluid flow discharged from the rotor shaft or is assigned to a fluid discharge device and/or a fluid outlet of the rotor shaft.
  • a fluid flow in particular a predetermined portion of the fluid mass flow, can be directed to the component to be cooled by means of the flow element. Targeted conduction of at least part of the discharged fluid flow is thus made possible, in order to thus enable targeted cooling of the electrical machine.
  • the flow element is designed as an annular disk.
  • Such an annular disk is arranged in particular around the rotor shaft and at a distance from it.
  • the ring disk has an inner diameter which is in particular larger than a diameter of the rotor shaft, and an outer diameter which in particular essentially corresponds to a diameter of the rotor assigned to the ring disk. Due to the ring-shaped configuration, the flow element can be arranged radially outside of a rotor bearing seat in order to enable a space-saving arrangement and thus maintain an axial dimension of the electrical machine.
  • an inner diameter of the ring disk can be made smaller, down to an outer diameter of the rotor shaft, as a result of which a maximized surface of the flow element can be provided for the fluid line in order to enable increased cooling performance.
  • the annular disk is arranged or fastened in particular on the end face of the rotor, in order to promote the conduction of fluid to the rotor or its end face or in a gap formed between the annular disk and the end face. Furthermore, such a ring disk or a ring disk arranged in this way can rotate with the rotor, which enables improved conduction of the fluid by the centrifugal forces caused by the rotation of the rotor. Thus, a uniform distribution of fluid to components and/or in the interior of the electrical machine can take place. In one embodiment, such a flow element can be arranged on both end faces of the rotor. This allows the electrical machine to be cooled uniformly.
  • the flow element has a collection structure which is set up to collect fluid, in particular coolant, released by the rotor shaft and which can be set up to direct fluid, in particular coolant, released from the rotor shaft into an interior space of the electrical machine, to an end face of the rotor to direct.
  • the flow element can have, for example, a structure facing the rotor shaft or an outlet of the rotor shaft, in particular in the form of a bevel or lip, which is set up in a radial to catch the fluid flowing away. This intercepted or collected fluid can then be routed to the flow element or through the flow element or flow along it in order to be routed to a component of the electrical machine.
  • the trajectory of the fluid flow can be changed in a predetermined direction by means of the collecting structure in order to be guided to a target area, in particular to the front side of the rotor.
  • Collecting the fluid by means of the collecting structure can at least partially prevent fluid from running or flying past a component to be cooled, as a result of which the efficiency of the cooling can be increased.
  • the coolant can be conducted from a recess in the rotor shaft under the influence of centrifugal forces from the rotation of the rotor during operation into the interior of the electric machine and can there via the collecting structure, in particular a collecting funnel, to or between the radially further outside flow element, for example ring-shaped running.
  • the flow element can be designed as a simple add-on part of the front face of the rotor to be cooled.
  • the add-on part then forms, for example, a pair of components with the directly contacted rotor sheet metal surface, which is flat on the outside axially to optimize friction.
  • the flow element has at least one flow structure that is set up to disturb a fluid flow, in particular a knob structure that is arranged in a flow path, in particular a predicted flow path.
  • the flow element can have a large number of flow structures, which can be arranged in an orderly and/or chaotic manner on the surface of the flow element.
  • Such flow structures formed on a surface of the flow element for example knob-shaped and/or rib-shaped, can be arranged on a surface facing the component of the electrical machine to be cooled, for example the end face of the rotor.
  • the resulting increase in surface area of the flow element can increase a heat transfer coefficient between the fluid and the component surface in order to improve heat dissipation.
  • a turbulence can be generated in the fluid flow by means of a flow structure, as a result of which heat transfer on fluid-wetted surfaces can be improved.
  • the flow element has at least one guide channel that is set up to guide a fluid flow to a rotor winding.
  • a guide channel can be, for example, a groove-like depression in the flow element and/or can be formed by at least one, in particular two, rib-like curvatures on the surface of the flow element.
  • fluid can be directed to predetermined areas, in particular hotspots. Such hotspots can be located in an area of the end windings of the rotor or rotor windings. As a result, a larger quantity of fluid can be fed to these points in order to achieve an improved cooling effect there.
  • a guide channel can be set up to form a reservoir for the fluid, in particular together with the end face of the rotor and/or components arranged thereon, such as a support ring, in order to accumulate the fluid, in particular locally.
  • the flow element or a guide channel can have at least one outflow opening, in particular arranged on a radial circumference of the flow element, which is set up to discharge fluid to the interior of the electrical machine or in the direction of at least one stator winding.
  • a plurality of outlet openings can be formed at a predetermined distance from one another in order to be able to allow fluid to be discharged in a targeted manner and/or.
  • Such flow structures and/or guide channels can have round, angular or inclined configurations, shaped contact connections and/or rib shapes.
  • flow elements and/or guide channels can be designed as radial vane geometries in order to enable targeted fluid conduction or fluid movement.
  • the flow element has at least one directing structure that is set up to direct a fluid flow that can be drawn off to at least one stator winding.
  • a flow element designed as a disk or annular disk can have an oblique contour on its radially outer edge, in particular circumferentially, which is set up to impart a direction to a fluid flow.
  • a fluid flow, which was conducted by means of the flow element, can thus be discharged in a predetermined direction or at a predetermined angle to, for example, a stator end winding.
  • the stator or a stator winding can be cooled in a targeted manner in order to enable a homogeneous temperature distribution in the electrical machine.
  • the flow element is set up to reduce a flow resistance on a surface facing away from the rotor.
  • a side of the flow element that faces away from the side configured for the fluid line can have a smooth surface in order to avoid or reduce resistance, which can be caused in particular by turbulence.
  • the invention also includes a flow element which is set up to be arranged in an electrical machine and to conduct a fluid for the electrical machine.
  • the flow element is formed in a manner described herein, in particular as disclosed in relation to the embodiments and/or exemplary embodiments of the electric machine described herein. Uniform cooling of an electrical machine can be made possible by means of such a flow element.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of an exemplary embodiment of an electrical machine according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a flow element according to the invention.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a further flow element according to the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of a section of an exemplary embodiment of an electrical machine 10 according to the invention.
  • the electrical machine 10 has a rotor 12 arranged on a rotor shaft 11 , a stator 13 and a flow element 14 .
  • the rotor shaft 11 has a cavity 15 through which fluid can flow, from which a fluid F or coolant (symbolized by arrows) can be discharged from the rotor shaft 11 into an interior space 17 of the electrical machine 10 via an outlet 16 .
  • the interior 17 is delimited by a housing 18 .
  • the flow element 14 embodied in the form of an annular disk is arranged in a fluid flow F emitted by the rotor shaft 11 and is connected to an end face 28 of the rotor 12 via fastening means 32 .
  • the flow element 14 is connected to one end face 28 of the Rotor 12 arranged support ring 19 attached.
  • a support structure 21 is provided on the flow element 14 , which supports the flow element 14 against the end face 28 of the rotor 12 in order to support dimensional stability of a gap 22 formed by the flow element 14 and end face 28 .
  • An end structure 32 is formed on the support 19 and can support turbulence of the fluid F guided in the gap 22 .
  • the flow element 14 is set up to direct the fluid F escaping and flowing through the interior, in particular due to centrifugal forces arising during a rotor movement, to an end face 28 of the rotor 12 .
  • the flow element 14 has a collecting structure 20 which is set up to collect fluid F discharged from the rotor shaft 11 in order to direct it to the end face 28 of the rotor 12 .
  • the collecting structure 20 is designed as an inclined contour on an inner circumference of the flow element 14 in order to collect at least part of the fluid flow F so that it can be directed to a rotor component to be cooled and is not distributed in an uncontrolled manner in the interior 17 of the electric machine 10.
  • the flow element 14 has a flow structure 23 which is set up to disturb the guided fluid flow F, in particular to improve heat transfer between fluid F and surfaces of the flow element 14 and rotor end face 28 or the support 19 by causing turbulence in the fluid F .
  • the flow structure 23 is designed as a nub structure and is arranged in a predicted flow path of the fluid F.
  • the flow element 14 has a guide channel 24 which is set up to guide the fluid flow F to a rotor winding in order to be able to cool it in a targeted manner.
  • the flow element 14 is set up to conduct the fluid F to the stator 13 or to a stator winding 25 arranged there.
  • the flow element 14 has a steering structure 26 in order to deliver the guided fluid flow F in the direction of the stator winding 25 and thereby im dissipate heat generated during operation.
  • the steering structure 26 is designed as a sloping contour on an outer circumference of the annular disk-shaped flow element 14 in order to discharge at least part of the fluid flow F in a targeted manner, so that it can be guided to a rotor component to be cooled and is not distributed in an uncontrolled manner in the interior 17 of the electric machine 10.
  • the flow element 14 is unstructured or smooth on its surface opposite the flow channel formed by the gap 22 in order to reduce a flow resistance during a rotary movement of the rotor 12 against a medium contained in the interior space 17 .
  • Fig. 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a flow element 14 according to the invention for an electrical machine 10.
  • the flow element 14 is designed as an annular disk and has a collecting structure 20 on its inner diameter in order to collect fluid F flowing out of a rotor shaft 11 and to conduct it to a component to be cooled, for example a rotor 12 .
  • a knob structure 23 is formed on a surface of the flow element 14 in order to enlarge the surface of the flow element 14 and to disturb a fluid flow F flowing past in order to improve heat transfer.
  • the flow element 14 has a directing structure 26 in order to direct an outgoing fluid flow F to at least one stator winding 25 .
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a further exemplary embodiment of a flow element 14 according to the invention, which is arranged on the end face of a rotor 12 (not shown in more detail).
  • the flow element 14 has guide channels 24 which are set up to guide a fluid flow F in a radial direction in order to be transported to a rotor winding 122 arranged on the rotor 12 and there a To allow heat transfer from the rotor winding 122 to the fluid F.
  • the guide channels 24 are arranged on a surface of the flow element 14 and are formed by ribs 224 between which the fluid F can be guided in order to be guided to a hotspot in a targeted manner and thus to counteract overheating of components in the electrical machine 10 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Strömungselement (14) und eine elektrische Maschine (10) mit einem auf einer Rotorwelle (11) angeordneten Rotor (12), einem Stator (13) und einem solchen Strömungselement (14), welches dazu eingerichtet ist, ein von der Rotorwelle (11) in einen Innenraum (17) der elektrischen Maschine (10) abgegebenes Fluid (F) an eine Stirnseite (28) des Rotors (12) zu leiten.

Description

Strömungselement und Elektrische Maschine mit Strömungselement
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem auf einer Rotorwelle angeordneten Rotor, einem Stator und einem Strömungselement, welches dazu eingerichtet ist, ein von der Rotorwelle in einen Innenraum der elektrischen Maschine abgegebenes Fluid an eine Stirnseite des Rotors zu leiten.
Elektrische Maschinen können als Arbeitsmaschinen für elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge, beispielsweise Elektro- und Hybridfahrzeuge, eingesetzt werden. Hierbei können elektrische Maschinen vielfältiger Ausprägungen zur Verwendung kommen, wobei eine elektrische Maschine typischerweise einen ortsfest gelagerten Stator und einen relativ zu dem Stator beweglich gelagerten Rotor aufweist. Bei stromerregten elektrischen Maschinen weisen aktive Komponenten magnetfelderzeugende Systeme beispielsweise in Form von bestrombaren Wicklungen auf, welche von einem Eisenkern gehalten werden, um einen magnetischen Fluss zu erzeugen. Solche Wicklungen können sich im Betrieb der elektrischen Maschine erhitzen, wodurch beispielsweise aufgrund einer inhomogenen Temperaturverteilung in der Wicklung lokale Heißpunkte bzw. Hotspots entstehen können. Da eine Erhitzung der elektrischen Maschine eine Effizienz und eine Dauerleistung negativ beeinflussen kann, sind Lösungen zur Kühlung der elektrischen Maschine bekannt. Beispielsweise kann zur Kühlung des Stators ein Kühlmantel um den Stator herum angeordnet sein, welcher von einem Kühlmedium durchströmt wird oder der Rotor kann eine Welle aufweisen, welche als Hohlwelle ausgebildet ist und von einem Kühlmedium durchströmt wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlung und/oder Schmierung einer elektrischen Maschine zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine und ein Strömungselement gemäß der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren. Gemäß einem ersten Aspekt wird eine elektrische Maschine mit einem auf einer Rotorwelle angeordneten Rotor, einem Stator und einem Strömungselement vorgeschlagen, wobei das Strömungselement dazu eingerichtet ist, ein von der Rotorwelle in einen Innenraum der elektrischen Maschine abgegebenes Fluid an eine Stirnseite des Rotors zu leiten.
Die elektrische Maschine kann beispielsweise als elektrische Traktionsmaschine für ein elektrisch betreibbares Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Die elektrische Maschine ist insbesondere als eine stromerregte Synchronmaschine (SSM) oder eine Asynchronmaschine (ASM) ausgebildet. Die elektrische Maschine kann einen ortsfest gelagerten Stator aufweisen sowie einen bezüglich des Stators beweglich, insbesondere drehbar, gelagerten Rotor. Dabei weist der Rotor ein Rotoreisen auf, welches beispielsweise durch ein Rotorblechpaket aus axial gestapelten Blechlamellen ausgebildet sein kann. Außerdem kann der Rotor eine elektrisch leitfähige Wicklung aufweisen, welche für die Erzeugung bzw. Erregung eines magnetischen Flusses zur Stromführung ausgebildet ist. Beispielsweise kann bei einer stromerregten Synchronmaschine die Wicklung als bestrombare Erregerspule ausgebildet sein. Die Erregerspule kann beispielsweise stabförmige Leiter bzw. Formstäbe umfassen, welche in Nuten des Rotoreisens oder auf dessen Umfangsoberfläche angeordnet sind. Die Spule kann Wicklungsdrähte umfassen, welche um Pole des Rotoreisens gewickelt sind.
Zur Kühlung der elektrischen Maschine ist die Rotorwelle fluiddurchströmt ausgebildet und kann beispielsweise als mit einem Fluid bzw. Kühlmedium durchströmte rotierende Hohlwelle ausgeführt sein, um die der Rotor drehfest angeordnet ist. Das Fluid ist insbesondere ein elektrisch nicht leitendes Kühlmittel, beispielsweise Öl. Es kann aus einem Kühlmittelkreislauf oder einem Schmiermittelkreislauf entnommen werden, insbesondere um eine Funktionsfähigkeit der elektrischen Maschine bei direktem Kontakt mit stromführenden Komponenten nicht zu beeinträchtigen.
Die Rotorwelle kann einen Auslass bzw. eine Auslassöffnung auf, die zur Abgabe von Kühlmittel aus der Rotorhohlwelle aufweisen, insbesondere in einen zwischen Rotor und Stator ausgebildeten Innenraum. Während einer Drehbewegung des Rotors kann das Fluid aus der Rotorwelle bzw. im Innenraum insbesondere durch Fliehkraft radial außen transportiert werden, um Maschinenkomponenten zu benetzen und somit einen Wärmeübergang zu ermöglichen.
Der Innenraum der elektrischen Maschine wird durch ein Gehäuse begrenzt. Somit kann sich Fluid bzw. Kühlmittel im Innenraum der elektrischen Maschine befinden und es kann von einer nassen elektrischen Maschine, insbesondere von einem nassen Elektromotor, gesprochen werden. Insbesondere ist der Rotor und auch der Stator im Innenraum angeordnet und das Fluid kann im Innenraum der elektrischen Maschine direkt mit den zu kühlenden Komponenten der elektrischen Maschine wechselwirken.
Das Strömungselement ist in dem Innenraum angeordnet und kann an dem Rotor, an dem Stator und/oder an der Rotorwelle angeordnet und/oder befestigt sein.
Durch eine solche Anordnung des Strömungselements an einer Komponente, beispielsweise der Rotorwelle, kann ein Wärmeübergang zwischen dem Strömungselement und der jeweiligen Komponente der elektrischen Maschine erfolgen. Insbesondere weist das Strömungselement Aluminium auf bzw. ist aus diesem gefertigt, um einen Wärmeübergang zwischen Fluid und Strömungselement im Bereich des Strömungselements zu ermöglichen, insbesondere wenn das Strömungselement mit dem Rotor oder einer anderen Komponente der elektrischen Maschine thermisch leitend verbunden ist.
Mittels des Strömungselements kann das von der Rotorwelle abgegebene Fluid bzw. Kühlmittel zu einer Stirnseite des Rotors und/oder zu vorbestimmten Komponenten geleitet bzw. an dieser/diesen vorbeigeführt werden, wobei bei einer Drehbewegung des Rotors insbesondere eine fliehkraftbedingte Sogwirkung dafür sorgen kann, dass das Fluid stets umgesetzt wird. Durch die so geschaffene thermische Verbindung zwischen Fluid und der Stirnseite des Rotors und/oder zu kühlenden Komponenten, kann im Betrieb entstehende Wärme abgeleitet und dem System entzogen werden. Eine Stirnseite des Rotors kann ein axiales Ende des Rotors sein, an welchem insbesondere Wicklungsköpfe von Rotorwicklungen angeordnet sein können, welche im Betrieb des Rotors Hotspots ausbilden können. Insbesondere weist der Rotor zwei einander gegenüberliegend angeordnete Stirnseiten auf, wobei bei einer Ausführungsform der Erfindung jeder der beiden Stirnseiten ein Strömungselement zugeordnet sein kann.
Dadurch dass das Strömungselement eingerichtet ist, das Fluid an eine Stirnseite des Rotors zu leiten, kann eine im Rotor entstehende Wärme von dem Fluid aufgenommen und abtransportiert werden. Hierdurch kann eine Kühlbarkeit des Rotors verbessert und somit ein homogenisiertes Temperaturniveau eingestellt werden. Das Fluid kann beispielsweise durch den Rotor hindurch oder an wenigstens einer Stirnseite des Rotors entlang transportiert bzw. geleitet werden. Dabei kann das Fluid radial an der Stirnseite vorbeifließen und insbesondere auch zwischen einzelnen Rotorblechen hindurch und/oder durch eine Rotorwicklung gefördert werden. Das Kühlmittel kann dabei direkt oder sehr nahe an die zu kühlenden Stellen geführt werden. So kann sich insbesondere ein Kühlmittelfluss durch den Rotor ergeben, der für eine Wärmeabfuhr sorgen kann.
Durch eine Anordnung bzw. Ausgestaltung des Strömungselements kann insbesondere ein Massenstrom des Fluids, welcher durch das Strömungselement geleitet wird bzw. werden soll, vorbestimmt werden. Somit kann eine Temperaturverteilung in der elektrischen Maschine homogenisiert und/oder lokale Hotspots vermieden werden. Dadurch kann beispielsweise eine Effizienz und/oder eine Dauerleis- tung der elektrischen Maschine gesteigert werden. Zudem kann die gezielte Leitung des Fluids an vorbestimmte zu kühlende Komponenten des Rotors dabei eine außerhalb der elektrischen Maschine angeordnete Kühlmittelpumpe entlasten, sodass diese kleiner und leichter dimensioniert werden kann.
Bei einer Ausführungsform kann das Strömungselement zusammen mit der Rotorstirnseite einen Spalt ausbilden, in welchem das Fluid geleitet wird bzw. geleitet werden soll, um eine Kühlwirkung des Fluids am Rotor zu verbessern. An einer radialen Außenseite kann das Fluid aus dem Spalt austreten und mittels des Strömungselements zu einer weiteren Komponente der elektrischen Maschine, etwa zu dem Stator, geleitet werden.
Bei einer Ausführungsform ist das Strömungselement dazu eingerichtet, das Fluid an wenigstens eine Statorwicklung zu leiten. Somit kann auch der Stator und insbesondere Wickelköpfe des Stators gekühlt werden. Durch eine mittels des Strömungselements bewirkte Strömungsrichtung des Fluids, kann Kühlmittel direkt auf den Stator aufgebracht werden, wodurch dessen Wärme abgeführt werden kann. Somit kann sich ein geringes Temperaturniveau im Stator, insbesondere in den Statorwickel köpfen, ergeben.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann das Strömungselement eingerichtet sein, das Fluid zum Kühlen und/oder Schmieren eines Lagers, insbesondere des Rotors, geleitet und dort verwendet werden. Somit kann das Fluid für mehrere Aufgaben verwendet werden, was zu einem kostengünstigen Aufbau der elektrischen Maschine führen kann und ein Wirkungsgrad der elektrischen Maschine kann verbessert werden, da eine zusätzliche Schmierung entlastet werden oder sogar entfallen kann.
Bei einer Ausführungsform ist das Strömungselement in einem von der Rotorwelle abgegebenen Fluidstrom angeordnet bzw. ist einer Fluidabgabeeinrichtung und/oder einem Fluidauslass der Rotorwelle zugeordnet. Hierdurch ist insbesondere eine räumliche Nähe zwischen Strömungselement und dem abgegebenen Fluidstrom hergestellt, sodass wenigstens ein Teil des ausströmenden Fluids für ein Leiten mittels dem bzw. an dem Strömungselement genutzt werden kann, insbesondere bevor sich dieses durch die wirkenden Fliehkräfte in dem Innenraum der elektrischen Maschine verteilt. Hierdurch kann ein Fluidstrom, insbesondere vorbestimmter Anteil des Fluidmassenstroms, mittels des Strömungselements zu der zu kühlenden Komponente geleitet werden. Somit ist eine gezielte Leitung von wenigstens einem Teil des abgegebenen Fluidstrom ermöglicht, um somit eine gezielte Kühlung der elektrischen Maschine zu ermöglichen. Bei einer Ausführungsform ist das Strömungselement als Ringscheibe ausgebildet. Eine solche Ringscheibe ist insbesondere um die Rotorwelle herum und zu dieser beabstandet angeordnet. Hierzu weist die Ringscheibe einen Innendurchmesser, welcher insbesondere größer ist als ein Durchmesser der Rotorwelle, und einen Außendurchmesser auf, welcher insbesondere im Wesentlichen einem Durchmesser des der Ringscheibe zugeordneten Rotors entspricht. Durch die ringscheibenförmige Ausbildung kann das Strömungselement radial außerhalb eines Rotorla- gersitzes angeordnet werden, um eine platzsparende Anordnung zu ermöglichen und so ein Axialmaß der elektrischen Maschine beizubehalten. Alternativ kann ein Innendurchmesser der Ringscheibe geringer ausgeführt sein, bis hin zu einem Außendurchmesser der Rotorwelle, wodurch eine maximierte Oberfläche des Strömungselements zur Fluidleitung bereitgestellt werden kann, um eine gesteigerte Kühlperformance zu ermöglichen.
Die Ringscheibe ist insbesondere an der Stirnseite des Rotors angeordnet bzw. befestigt, um somit eine Leitung von Fluid zu dem Rotor bzw. seiner Stirnseite bzw. in einem zwischen Ringscheibe und Stirnseite gebildeten Spalt zu begünstigen. Ferner kann sich eine solche bzw. derart angeordnete Ringscheibe mit dem Rotor drehen, was eine verbesserte Leitung des Fluids durch die mittels der Rotordrehung hervorgerufenen Fliehkräfte ermöglicht. Somit kann eine gleichmäßige Verteilung von Fluid zu Komponenten und/oder in dem Innenraum der elektrischen Maschine erfolgen. Bei einer Ausführungsform kann eine solches Strömungselement an beiden Stirnseiten des Rotors angeordnet sein. Damit kann eine gleichmäßige Kühlung der elektrischen Maschine erfolgen.
Das Strömungselement weist eine Sammelstruktur auf, die dazu eingerichtet ist, von der Rotorwelle abgegebenes Fluid, insbesondere Kühlmittel, zu sammeln und dazu eingerichtet sein kann, ein von der Rotorwelle in einen Innenraum der elektrischen Maschine abgegebenes Fluid, insbesondere Kühlmittel, an eine Stirnseite des Rotors zu leiten. Hierzu kann das Strömungselement beispielsweise eine der Rotorwelle bzw. einem Auslass der Rotorwelle zugewandte Struktur, insbesondere in Form einer Schräge bzw. Lippe aufweisen, welche eingerichtet ist, in radialer Richtung abströmendes Fluid aufzufangen. Dieses aufgefangene bzw. gesammelte Fluid kann dann an dem Strömungselement bzw. durch das Strömungselement geleitet werden bzw. daran entlang fließen, um zu einer Komponente der elektrischen Maschine geleitet zu werden. Zudem kann mittels der Sammelstruktur die Trajekto- rie des Fluidstroms in eine vorbestimmte Richtung verändert werden, um zu einem Zielbereich, insbesondere zu der Rotorstirnseite, geleitet zu werden. Durch das Sammeln des Fluids mittels der Sammelstruktur kann wenigstens teilweise vermieden werden, dass Fluid an einer zu kühlenden Komponente, vorbeiläuft oder -fliegt, wodurch der Wirkungsgrad der Kühlung erhöht werden kann.
In anderen Worten: das Kühlmittel kann aus einer Ausnehmung der Rotorwelle unter dem Einfluss von Fliehkräften aus der Rotation des Rotors im Betrieb in den Innenraum der elektrischen Maschine geleitet werden und kann dort über die Sammelstruktur, insbesondere einen Sammeltrichter, an oder zwischen das radial weiter außen beispielsweise ringförmig ausgeführte Strömungselement fließen. Das Strömungselement kann als einfaches Anbauteil der zu kühlenden Rotorstirnfläche ausgebildet sein. Das Anbauteil bildet dann mit der direkt kontaktierten Rotorblechoberfläche beispielsweise eine Bauteilpaarung, die axial außen reibungsoptimiert flach ausgeführt ist.
Bei einer Ausführungsform weist das Strömungselement wenigstens eine Strömungsstruktur auf, die eingerichtet ist, einen Fluidstrom zu stören, insbesondere eine Noppenstruktur, die in einem, insbesondere vorhergesagten, Strömungsweg angeordnet ist. Das Strömungselement kann eine Vielzahl an Strömungsstrukturen aufweisen, wobei diese geordnet und/oder chaotisch auf der Oberfläche des Strömungselements angeordnet sein können. Solche auf einer Oberfläche des Strömungselements, beispielsweise noppenförmig und/oder rippenförmig ausgebildeten, Strömungsstrukturen können auf einer der zu kühlenden Komponente der elektrischen Maschine, beispielsweise der Rotorstirnseite, zugewandten Oberfläche angeordnet sein. Die hierdurch bedingte Oberflächenvergrößerung des Strömungselements kann einen Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Fluid und Bauteiloberfläche erhöhen, um eine Wärmeabfuhr zu verbessern. Zudem kann mittels einer Strömungsstruktur eine Verwirbelung in dem Fluidstrom erzeugt werden, wodurch ein Wärmeübergang an fluidbenetzten Oberflächen verbessert werden kann.
Bei einer Ausführungsform weist das Strömungselement wenigstens einen Leitkanal auf, der eingerichtet ist, einen Fluidstrom zu einer Rotorwicklung zu leiten. Ein Leitkanal kann beispielsweise eine nutartige Vertiefung in dem Strömungselement sein und/oder kann durch wenigstens eine, insbesondere zwei, rippenartige Wölbungen auf der Oberfläche des Strömungselements ausgebildet sein. Hierdurch kann Fluid zu vorbestimmten Bereichen, insbesondere Hotspots, geleitet werden. Solche Hotspots können in einem Bereich von Wicklungsköpfen des Rotors bzw. von Rotorwicklungen liegen. Hierdurch kann diesen Stellen eine größere Menge an Fluid zugeleitet werden, um dort eine verbesserte Kühlwirkung zu erzielen.
Bei einer Ausführungsform kann ein Leitkanal eingerichtet sein, insbesondere zusammen mit der Stirnseite des Rotors und/oder daran angeordneten Komponenten, wie beispielsweise einem Stützring, ein Reservoir für das Fluid auszubilden, um das Fluid, insbesondere lokal, zu akkumulieren. Hierdurch kann das Fluid länger an der Stirnseite des Rotors gehalten werden, um einen Wärmeübergang zwischen der Stirnseite und dem Fluid verbessern zu können. Das Strömungselement bzw. ein Leitkanal kann wenigstens eine, insbesondere an einem radialen Umfang des Strömungselements angeordnete, Ausströmungsöffnung aufweisen, welche eingerichtet ist, Fluid an den Innenraum der elektrischen Maschine bzw. in Richtung wenigstens einer Statorwicklung abzugeben. Dabei können mehrere Auslassöffnungen in einem vorbestimmten Abstand zueinander ausgebildet sein, um eine gezielte und/oder Ausleitung von Fluid ermöglichen zu können.
Solche Strömungsstrukturen und/oder Leitkanäle können runde, eckige oder geneigte Ausgestaltungen, geformte Kontaktverbindungen und/oder Rippenformen aufweisen. Beispielsweise können Strömungselemente und/oder Leitkanäle als Radialschaufelgeometrien ausgebildet sein, um eine gezielte Fluidleitung bzw. Fluidbewegung zu ermöglichen. Bei einer Ausführungsform weist das Strömungselement wenigstens eine Lenkstruktur auf, die eingerichtet ist, einen ableitbaren Fluidstrom zu wenigstens einer Statorwicklung zu lenken. Hierzu kann beispielsweise ein als Scheibe oder Ringscheibe ausgebildetes Strömungselement an seinem radial äußeren Rand, insbesondere umlaufend, eine schräge Kontur aufweisen, welche eingerichtet ist, einem Fluidstrom eine Richtung zu verleihen. Somit kann ein Fluidstrom, welcher mittels des Strömungselements geleitet wurde, in einer vorbestimmten Richtung bzw. einem vorbestimmten Winkel zu beispielsweise einem Statorwicklungskopf abgegeben werden. So kann eine gezielte Kühlung des Stators bzw. einer Statorwicklung erfolgen, um so eine homogene Temperaturverteilung in der elektrischen Maschine zu ermöglichen.
Bei einer Ausführungsform ist das Strömungselement dazu eingerichtet, einen Strömungswiderstand an einer dem Rotor abgewandten Oberfläche zu verringern. Hierzu kann insbesondere eine von der zur Fluidleitung ausgebildeten Seite abgewandten Seite des Strömungselements eine glatte Oberfläche aufweisen, um einen Widerstand, welcher insbesondere durch Verwirbelungen hervorgerufen kann, zu vermeiden bzw. zu reduzieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung auch ein Strömungselement, welches eingerichtet ist, in einer elektrischen Maschine angeordnet zu werden und ein Fluid für die elektrische Maschine zu führen. Insbesondere ist das Strömungselement auf eine hierin beschriebene Weise ausgebildet, insbesondere wie in Bezug auf die Ausführungsformen und/oder Ausführungsbeispiele der hierin beschriebenen elektrischen Maschine offenbart. Mittels eines solchen Strömungselements kann eine vergleichmäßigte Kühlung einer elektrischen Maschine ermöglicht werden.
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen und Vorteile gelten entsprechend für ein Kraftfahrzeug aufweisend eine solche elektrische Maschine. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar. Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer beispielhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführung eines erfindungsgemäßen Strömungselements.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführung eines weiteren erfindungsgemäßen Strömungselements.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines beispielhaften Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 10.
Die elektrische Maschine 10 weist einen auf einer Rotorwelle 11 angeordneten Rotor 12, einen Stator 13 und ein Strömungselement 14 auf. Die Rotorwelle 11 weist einen fluiddurchströmbaren Hohlraum 15 auf, aus welchen über einen Auslass 16 ein Fluid F bzw. Kühlmittel (symbolisiert durch Pfeile) aus der Rotorwelle 11 in einen Innenraum 17 der elektrischen Maschine 10 abgebbar ist. Der Innenraum 17 ist durch ein Gehäuse 18 begrenzt.
Das ringscheibenförmig ausgebildete Strömungselement 14 ist in einem von der Rotorwelle 11 abgegebenen Fluidstrom F angeordnet und über Befestigungsmittel 32 mit einer Stirnseite 28 des Rotors 12 verbunden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Strömungselement 14 an einem an der Stirnseite 28 des Rotors 12 angeordneten Stützring 19 befestigt. Zudem ist eine Stützstruktur 21 an dem Strömungselement 14 vorgesehen, welches das Strömungselement 14 gegen die Stirnseite 28 des Rotors 12 abstützt, um eine Formstabilität eines durch Strömungselement 14 und Stirnseite 28 gebildeten Spalts 22 zu unterstützen. An dem Stützung 19 ist eine Stirnstruktur 32 ausgebildet, welche eine Verwirbelung des in dem Spalt 22 geführten Fluids F unterstützen kann.
Das Strömungselement 14 ist dazu eingerichtet, das, insbesondere durch bei einer Rotorbewegung entstehende Fliehkräfte austretende und den Innenraum durchströmende, Fluid F an eine Stirnseite 28 des Rotors 12 zu leiten. Hierzu weist das Strömungselement 14 eine Sammelstruktur 20 auf, die eingerichtet ist, von der Rotorwelle 11 abgegebenes Fluid F zu sammeln, um dieses an die Stirnseite 28 des Rotors 12 zu leiten. Die Sammelstruktur 20 ist als schräge Kontur an einem Innenumfang des Strömungselements 14 ausgebildet, um wenigstens einen Teil des Fluidstroms F aufzufangen, sodass dieser gezielt zu einer zu kühlenden Rotorkomponente geführt werden kann und nicht unkontrolliert im Innenraum 17 der elektrischen Maschine 10 verteilt wird.
Das Strömungselement 14 weist eine Strömungsstruktur 23 auf, die eingerichtet ist, den geleiteten Fluidstrom F zu stören, insbesondere um durch Hervorrufung von Verwirbelungen im Fluid F eine Wärmeübertragung zwischen Fluid F und Oberflächen von Strömungselement 14 und Rotorsti rnseite 28 bzw. dem Stützung 19 zu verbessern. Die Strömungsstruktur 23 ist als Noppenstruktur ausgebildet und in einem vorhergesagten Strömungsweg des Fluids F angeordnet. Zudem weist das Strömungselement 14 einen Leitkanal 24 auf, der eingerichtet ist, den Fluidstrom F zu einer Rotorwicklung zu leiten, um diese gezielt kühlen zu können.
Um eine Kühlwirkung des Fluids F für die elektrische Maschine 10 zusätzlich nutzen zu können ist das Strömungselement 14 dazu eingerichtet ist, das Fluid F an den Stator 13 bzw. eine dort angeordnete Statorwicklung 25 zu leiten. Hierzu weist das Strömungselement 14 eine Lenkstruktur 26 auf, um den geleiteten Fluidstrom F in Richtung der Statorwicklung 25 abzugeben und von dieser hierdurch im Betrieb entstehende Wärme abzuleiten. Die Lenkstruktur 26 ist als schräge Kontur an einem Außenumfang des ringscheibenförmigen Strömungselements 14 ausgebildet, um wenigstens einen Teil des Fluidstroms F gerichtet abzugeben, sodass dieser gezielt zu einer zu kühlenden Rotorkomponente geführt werden kann und nicht unkontrolliert im Innenraum 17 der elektrischen Maschine 10 verteilt wird.
An seiner dem durch den Spalt 22 gebildeten Strömungskanal gegenüberliegenden Oberfläche ist das Strömungselement 14 unstrukturiert bzw. glatt ausgebildet, um einen Strömungswiderstand bei einer Drehbewegung des Rotors 12 gegen ein dem in dem Innenraum 17 enthaltenes Medium zu reduzieren.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Strömungselements 14 für eine elektrische Maschine 10.
Das Strömungselement 14 ist als Ringscheibe ausgebildet und weist an seinem Innendurchmesser eine Sammelstruktur 20 auf, um von einer Rotorwelle 11 ausströmendes Fluid F zu sammeln und an eine zu kühlende Komponente, beispielsweise einen Rotor 12, zu leiten. An einer Oberfläche des Strömungselements 14 ist eine Noppenstruktur 23 ausgebildet, um die Oberfläche des Strömungselements 14 zu vergrößern und einen vorbeiströmenden Fluidstrom F zu stören, um eine Wärmeübertragung zu verbessern. An seinem Außendurchmesser weist das Strömungselement 14 eine Lenkstruktur 26 auf, um einen abgehenden Fluidstrom F zu wenigstens einer Statorwicklung 25 zu lenken.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Strömungselements 14 welches stirnsei- tig an einem (nicht weiter dargestellten) Rotor 12 angeordnet ist.
Das Strömungselement 14 weist Leitkanäle 24 auf, welche eingerichtet sind, einen Fluidstrom F in einer radialen Richtung zu leiten, um zu einer an dem Rotor 12 angeordneten Rotorwicklung 122 transportiert zu werden und dort einen Wärmeübertrag von der Rotorwicklung 122 zu dem Fluid F zu ermöglichen. Die Leitkanäle 24 sind auf einer Oberfläche des Strömungselements 14 angeordnet und durch Rippen 224 gebildet, zwischen welchen das Fluid F geleitet werden kann, um gezielt zu einem Hotspot geleitet zu werden und somit einer Überhitzung von Komponenten in der elektrischen Maschine 10 entgegenzuwirken.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Elektrische Maschine
11 Fluiddurchströmbare Rotorwelle
12 Rotor
13 Stator
14 Strömungselement
15 Fluiddurchströmbarer Hohlraum
16 Auslass
17 Innenraum
18 Gehäuse
19 Stützring
20 Sammelstruktur
21 Stützstruktur
22 Spalt
23 Strömungsstruktur
24 Leitkanal
25 Statorwicklung
26 Lenkstruktur
28 Stirnseite des Rotors
29 Stirnstruktur
32 Befestigungsmittel
122 Rotorwicklung
224 Rippe
F Fluid

Claims

ANSPRÜCHE
1 . Elektrische Maschine (10) mit einem auf einer Rotorwelle (11) angeordneten Rotor (12), einem Stator (13) und einem Strömungselement (14), welches eine Sammelstruktur (20) aufweist, die eingerichtet ist, von der Rotorwelle (11) abgegebenes Fluid (F) zu sammeln und dazu eingerichtet ist, ein von der Rotorwelle (11) in einen Innenraum (17) der elektrischen Maschine (10) abgegebenes Fluid (F) an eine Stirnseite (28) des Rotors (12) zu leiten.
2. Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strömungselement (14) dazu eingerichtet ist, das Fluid (F) an wenigstens eine Statorwicklung (25) zu leiten.
3. Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strömungselement (14) in einem von der Rotorwelle (11) abgegebenen Fluidstrom (F) angeordnet ist.
4. Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strömungselement (14) als Ringscheibe ausgebildet ist.
5. Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strömungselement (14) wenigstens eine Strömungsstruktur (23) aufweist, die eingerichtet ist, einen Fluidstrom (F) zu stören, insbesondere eine Noppenstruktur, die in einem vorhergesagten Strömungsweg angeordnet ist.
6. Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strömungselement (14) wenigstens einen Leitkanal (24) aufweist, der eingerichtet ist, einen Fluidstrom (F) zu einer Rotorwicklung (122) zu leiten.
7. Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strömungselement (14) wenigstens eine Lenkstruktur (26) aufweist, die eingerichtet ist, einen ableitbaren Fluidstrom (F) zu wenigstens einer Statorwicklung (24) zu lenken. Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strömungselement (14) dazu eingerichtet ist, einen Drehwiderstand an einer dem Rotor (12) abgewandten Oberfläche zu verringern. Strömungselement (14), dazu eingerichtet, in einer elektrischen Maschine (10) angeordnet zu werden und ein Fluid für die elektrische Maschine (10) zu führen.
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