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Title:
ELECTRIC MACHINE, MORE PARTICULARLY ELECTRIC MACHINE FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/088732
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric machine (1), more particularly an electric machine (1) for a motor vehicle, comprising a stator main body (3) having a plurality of cooling channels (4), wherein: the cooling channels (4) each have a cooling channel opening (6) in an axial end face (5) of the stator main body (3); at least one throttle device (7) is provided, which can be or is inserted into at least one cooling channel opening (6) at the axial end face (5) of the stator main body (3); the throttle device (7) is designed to reduce a flow cross-section through the at least one cooling channel opening (6).

Inventors:
GUDLIN MARIO (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/081131
Publication Date:
May 25, 2023
Filing Date:
November 08, 2022
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
H02K1/20; H02K9/19
Foreign References:
US20210347245A12021-11-11
US20150318749A12015-11-05
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Claims:
Patentansprüche Elektrische Maschine (1 ), insbesondere elektrische Maschine (1 ) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen eine Vielzahl von Kühlkanälen (4) aufweisenden Statorgrundkörper (3), wobei die Kühlkanäle (4) jeweils eine Kühlkanalöffnung (6) in einer axialen Endfläche (5) des Statorgrundkörpers (3) aufweisen, gekennzeichnet durch wenigstens eine Drosseleinrichtung (7), die an der axialen Endfläche (5) des Statorgrundkörpers (3) in wenigstens eine Kühlkanalöffnung (6) einbringbar oder eingebracht ist, wobei die Drosseleinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, einen Strömungsquerschnitt durch die wenigstens eine Kühlkanalöffnung (6) zu reduzieren. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (7) dazu ausgebildet ist, eine Verteilung von Kühlmittel über die einzelnen Kühlkanäle (4) zu verändern, insbesondere eine Verteilung zu homogenisieren. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (7) zumindest abschnittsweise in einem zur Durchflussreduzierung vorgesehen Bereich angeordnet ist, insbesondere druckbasiert und/oder an einer Zufuhrstelle oder Abfuhrstelle des Kühlmittels und/oder basierend auf der Flussrichtung des Kühlmittels und/oder schwerkraftbasiert. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (7) wenigstens ein Eingriffselement (8), insbesondere einen Stopfen, aufweist das in einem eingebrachten Zustand in die wenigstens eine Kühlkanalöffnung (6) eingreift, wobei an dem Eingriffselement (8) ein Abdeckelement (9) angeordnet ist, das die Kühlkanalöffnung (6) zumindest teilweise abdeckt. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Eingriffselement (8) eine Öffnung vorgesehen ist. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Eingriffselemente (8) mit einem gemeinsamen Abdeckelement (9) verbunden sind. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorangehenden Abschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Eingriffselement (8) der Drosseleinrichtung (7) eine zu einer Geometrie der Kühlkanalöffnung (6) korrespondierende oder abweichende Querschnittsform aufweist. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorangehenden Abschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Drosseleinrichtung (7) in einem Zulaufbereich und/oder einem Ablaufbereich angeordnet ist. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorangehenden Abschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (7) zwischen einem Ringkanalabschnitt (10) und der Endfläche (5) des Statorgrundkörpers (3) angeordnet ist. Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Description:
Elektrische Maschine, insbesondere elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen eine Vielzahl von Kühlkanälen aufweisenden Statorgrundkörper, wobei die Kühlkanäle jeweils eine Kühlkanalöffnungen einer axialen Endfläche des Statorgrundkörpers aufweisen.

Elektrische Maschinen für Kraftfahrzeuge, die einen Statorgrundkörper mit einer Vielzahl von Kühlkanälen aufweisen, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Die Anordnung der Kühlkanäle in dem Statorgrundkörpers selbst wird beispielsweise im Rahmen einer Kostensenkung und Verbesserung der Fertigung von elektrischen Maschinen vorgenommen, um auf einen zusätzlichen Statorträger verzichten zu können, der unterschiedliche Fluidbereiche voneinander abtrennt, beispielsweise unterschiedliche Kühl- und Schmiermedien voneinander abtrennt. Da die Herstellung bzw. Montage des Statorträgers in der Regel ein Einpressen des Stators erfordert und somit zu einer Veränderung des Durchmessers des Statorträgers führt, welche wiederum für die Passung in das Getriebegehäuse eine Nachbearbeitung des Statorträgers mit sich zieht, führt der Verzicht auf den Statorträger zu einer deutlichen Vereinfachung der Herstellung.

Die üblicherweise durch den Statorträger begrenzten Kühlbereiche werden daher in Form von Kühlkanälen in dem Statorgrundkörpers selbst realisiert. Die Kühlkanäle können beispielsweise durch Aneinanderreihen von Öffnungen in den einzelnen Blechen bzw. Blechlamellen des Statorgrundkörpers gebildet werden, sodass durch die Kühlkanäle ein geeignetes Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit, beispielsweise Öl, geführt werden kann, um Wärme von dem Statorgrundkörper aufzunehmen und aus der elektrischen Maschine abzuführen. Hierbei ist insbesondere ein paralleler Durchfluss von Kühlmittel durch die Kühlkanäle möglich, da der parallele Durchfluss einfacher zu versorgen ist, da kein positionsgenaues Zubringen erforderlich ist. Ferner ist bei der parallelen Führung des Kühlmittels ein geringerer Druckverlust zu erwarten als beispielsweise bei einem mäanderförmigen Verlauf. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass das Kühlmittel an einem Zulaufbereich einen anderen Druck aufweisen kann als in einem von dem Zulaufbereich unterschiedlichen Bereich. Wird das Kühlmittel beispielsweise an einer definierten Radialposition in einen Zulauf in einen ringförmigen Kanal eingebracht, strömt das Kühlmittel im Bereich des Zulaufs unter erhöhtem Druck in die dort angeordneten Kühlmittelkanäle, als beispielsweise auf einer dem Zulauf gegenüberliegenden Radialposition des ringförmigen Kanals. Im Allgemeinen kann somit die Führung des Kühlmittels, insbesondere die Druckverteilung des Kühlmittels, von der Position des Zulaufs bzw. des Ablaufs abhängen. Die somit unterschiedlichen Drücke innerhalb des Kühlkreislauf erschweren die gleichmäßige Verteilung des Kühlmittels auf die einzelnen Kühlkanäle. Eine solche gleichmäßige Verteilung ist jedoch wünschenswert, um möglichst hohe Wirkungsgrade bei der Kühlung zu erreichen. Insbesondere muss vermieden werden, dass aufgrund der unterschiedlichen Druckverteilung einzelne Kühlkanäle zu wenig oder kein Kühlmittel führen, sodass der Statorgrundkörper ungleichmäßig gekühlt bzw. lokal überhitzt werden könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine demgegenüber verbesserte elektrische Maschine anzugeben, bei der eine gleichmäßigere Verteilung des Kühlmittels erreicht wird.

Die Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Wie beschrieben, betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine, beispielsweise eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug. Die elektrische Maschine weist einen Stator mit einem Statorgrundkörper auf, in welchem Statorgrundkörper eine Vielzahl von Kühlkanälen angeordnet bzw. ausgebildet ist. Jeder der Kühlkanäle weist an einem axialen Ende bzw. einer axialen Endfläche des Statorgrundkörpers, beispielsweise einer Stirnfläche des Statorgrundkörpers, eine Kühlkanalöffnung auf. Hierbei weist jeder der Kühlkanäle üblicherweise zwei an gegenüberliegenden axialen Endflächen des Statorgrundkörpers angeordnete Kühlkanalöffnungen auf, zwischen denen sich der Kühlkanal innerhalb des Statorgrundkörpers erstreckt. Wie beschrieben, werden die Kühlkanäle letztlich durch einzelne Öffnungen in den einzelnen Blechen bzw. Blechlamellen gebildet, aus denen der Statorgrundkörper zusammengesetzt ist. Innerhalb des Statorgrundkörpers können sich die Kühlkanäle somit zwischen den beiden axialen Endflächen des Statorgrundkörpers erstrecken. Als Axialrichtung wird im Rahmen dieser Anmeldung die Drehachse bzw. Zentralachse der elektrischen Maschine verstanden, insbesondere die Drehachse des Rotors der elektrischen Maschine bzw. die Symmetrieachse des Statorgrundkörpers.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass wenigstens eine Drosseleinrichtung vorgesehen ist, die an der axialen Endfläche des Statorgrundkörpers in wenigstens eine Kühlkanalöffnung einbringbar oder eingebracht ist, wobei die Drosseleinrichtung dazu ausgebildet ist, einen Strömungsquerschnitt durch die wenigstens eine Kühlkanalöffnung zu reduzieren. Die Erfindung schlägt somit vor, eine oder mehrere Drosseleinrichtungen bereitzustellen, die insbesondere als separates Bauteil, d.h. separat zu dem Statorgrundkörper, ausgeführt sein können. Dadurch entfällt eine Begrenzung in Bezug auf die Herstellung der Drosseleinrichtung, die sich aus der Herstellung des Statorgrundkörpers ergibt. Beispielsweise muss somit bezogen auf den Herstellungsprozess der die Kühlkanalöffnung aufweisenden Blechlamellen des Statorgrundkörpers keine Rücksicht genommen werden. Da die Kühlkanalöffnungen üblicherweise mittels eines Stanzwerkzeugs hergestellt werden, ist das Ausbilden filigraner Kühlkanalöffnungen nur begrenzt möglich. Das Bereitstellen der Drosseleinrichtung ermöglicht, einen beliebigen Querschnitt der Kühlkanalöffnung abzudecken und die Kühlkanalöffnung somit in Bezug auf ihren Strömungsquerschnitt zu reduzieren, sodass die Kühlkanalöffnungen selbst beliebig geformt sein können und der Herstellungsprozess auf die Herstellung der Kühlkanalöffnung hin ausgelegt werden kann, ohne dass das Ausbilden einer Drosseleinrichtung in dem Statorgrundkörper selbst beachtet werden muss. Die separat hergestellte Drosseleinrichtung kann somit je nach Anwendungsfall bzw. je nach gewünschter Druckverteilung hergestellt und in die entsprechenden Kühlkanalöffnungen eingebracht werden.

Die beschriebene Drosseleinrichtung kann somit separat zu dem Statorgrundkörper hergestellt werden, beispielsweise aus einem Kunststoff. Die Drosseleinrichtung kann in denjenigen Bereich der Kühlkanäle eingebracht werden, in dem eine Reduzierung des Strömungsquerschnitts bzw. eine Reduzierung des Durchflusses des Kühlmittels erforderlich ist, um den Durchfluss des Kühlmittels über den gesamten Statorgrundkörper zu vergleichmäßigen. Wie beschrieben, kann als Kühlmittel eine Flüssigkeit verwendet werden, insbesondere Wasser oder Öl, sodass der Druck des Kühlmittels in einem Bereich, der ohne Drosseleinrichtung von dem Kühlmittel bevorzugt wäre, erhöht werden kann und das Kühlmittel somit auf die übrigen Kühlkanäle umverteilt werden kann. Die Drosseleinrichtung kann ferner genau so viele Kühlkanalöffnungen in ihrem Strömungsquerschnitt reduzieren, wie dies für die Umverteilung erforderlich ist. Die separat ausgeführte Drosseleinrichtung ermöglicht somit auch eine flexible Anpassung der Verteilung des Kühlmittels, insbesondere gegenüber dem Einbringen von filigranen Öffnungen in den Statorgrundkörper selbst.

Die wenigstens eine Drosseleinrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Verteilung von Kühlmittel über die einzelnen Kühlkanäle zu verändern, insbesondere eine Verteilung zu homogenisieren. Wie beschrieben, wird die Drosseleinrichtung in wenigstens eine Kühlkanalöffnung eingebracht, sodass der Volumenstrom von Kühlmittel durch diese Kühlkanalöffnung reduziert und im Verhältnis in wenigstens einem weiteren Kühlkanal dafür erhöht ist. Mit anderen Worten wird der Strömungsquerschnitt, den die Kühlkanalöffnung aufweist, in die die Drosseleinrichtung eingebracht wird, durch die Drosseleinrichtung reduziert. Dadurch werden, beispielsweise durch die Geometrie des Statorgrundkörpers bevorzugte Fluidpfade für das Kühlmittel weniger attraktiv, sodass sich eine Homogenisierung der Verteilung des Kühlmittels über die Anzahl der Kühlkanäle einstellt.

Betrachtet man den Betrieb der elektrischen Maschine ohne Drosseleinrichtung, kann, beispielsweise aufgrund einer Anordnung eines Zulaufs oder Ablaufs des Kühlmittels, eine ungleichmäßige Verteilung des Kühlmittels auftreten. Die Drosseleinrichtung kann dabei in diejenigen Kühlkanäle eingebracht werden, die in der ungleichmäßigen Verteilung mehr Kühlmittel fördern als andere Kühlkanäle. Durch die gezielte Reduzierung des Strömungsquerschnitts wird die Verteilung des Kühlmittels über alle Kühlkanäle gleichmäßiger, sodass durch die wenigstens eine Drosseleinrichtung die Kühlwirkung verbessert wird und insbesondere sichergestellt werden kann, dass sich an dem Statorgrundkörper kein Bereich bildet, der unzureichend gekühlt wird.

Die Reduzierung des Strömungsquerschnitts wird von der Drosseleinrichtung durch ein Verhältnis eines geschlossenen zu einem offenen Bereich in Bezug auf die Kühlkanalöffnung realisiert, in die die Drosseleinrichtung eingebracht ist. Mit anderen Worten deckt die Drosseleinrichtung einen Bereich der Kühlkanalöffnung ab, sodass die Kühlkanalöffnung von der Drosseleinrichtung abschnittsweise verdeckt ist. Entsprechend reduziert sich der freie Strömungsquerschnitt, den das Kühlmittel in die Kühlkanalöffnung bzw. aus der Kühlkanalöffnung nehmen kann. Es ist festzustellen, dass die wenigstens eine Drosseleinrichtung sowohl zulaufseitig als auch ablaufseitig angeordnet werden kann.

Die Drosseleinrichtung kann beispielsweise zumindest abschnittsweise in einem zur Durchflussreduzierung vorgesehen Bereich angeordnet sein, insbesondere druckbasiert und/oder an einer Zufuhrstelle und/oder Abfuhrstelle des Kühlmittels und/oder basierend auf der Flussrichtung des Kühlmittels und/oder schwerkraftbasiert. Wie bereits beschrieben, ist es grundsätzlich möglich, die Drosseleinrichtung an dem Statorgrundkörper so anzuordnen, dass in einem Zustand ohne Drosseleinrichtung bevorzugte Kühlkanäle hinsichtlich ihres Durchflusses reduziert werden und somit eine Erhöhung des Durchflusses in Kühlkanälen auftritt, in denen keine Drosseleinrichtung angeordnet ist. Hierbei kann die Anordnung der wenigstens eine Drosseleinrichtung bezogen auf die konkrete elektrische Maschine gewählt werden.

Zum Beispiel kann die Anordnung der wenigstens einen Drosseleinrichtung druckbasiert durchgeführt werden. Das bedeutet, dass in Abhängigkeit einer Druckverteilung in einem Grundzustand, zum Beispiel ein Betrieb des Kühlkreislaufs ohne Drosseleinrichtung, eine Anordnung der Drosseleinrichtung gewählt werden kann. Ebenso ist es möglich, die wenigstens eine Drosseleinrichtung gezielt an einer Zufuhrstelle oder einer Abfuhrstelle des Kühlmittels anzuordnen, da hier aufgrund der Anordnung der Zufuhrstelle oder Abfuhrstelle eine definierte Druckverteilung vorgegeben ist, die durch die Drosseleinrichtung entsprechend zur Homogenisierung verändert werden kann. Ebenso kann die Flussrichtung bzw. die Schwerkraft mit einbezogen werden. Beispielsweise kann bei einer Abfuhrstelle an einem unteren Bereich des Statorgrundkörpers bezogen auf seine Montagerichtung, eine Ansammlung des Kühlmittels aufgrund der Schwerkraft auftreten. Wird in diesem Bereich eine Drosseleinrichtung angeordnet, werden die Durchflüsse durch andere Kühlkanäle, beispielsweise in einem oberen Bereich, verstärkt.

Die wenigstens eine Drosseleinrichtung kann wenigstens ein Eingriffselement, insbesondere einen Stopfen, aufweisen, welches Eingriffselement in einem eingebrachten Zustand in die wenigstens eine Kühlkanalöffnung eingreift, wobei an dem Eingriffselement ein Abdeckelement angeordnet ist, das die Kühlkanalöffnung zumindest teilweise abdeckt. Nach dieser Ausgestaltung kann die Drosseleinrichtung ein Eingriffselement oder mehrere Eingriffselemente aufweisen, wobei die Eingriffselemente bzw. das wenigstens eine Eingriffselement der Drosseleinrichtung letztlich durch die Kühlkanalöffnung in den wenigstens einen Kühlkanal eingreift.

Mit anderen Worten ist die Drosseleinrichtung über das Eingriffselement an den Kühlkanälen und somit an dem Statorgrundkörper angeordnet. An dem Eingriffselement ist ein Abdeckelement angeordnet, das die Kühlkanalöffnung zumindest teilweise abdeckt. Je nach Geometrie bzw. Größe des Abdeckelements wird somit eine Reduzierung des Strömungsquerschnitts der Kühlkanalöffnung erreicht. In einem Längsschnitt betrachtet, ist die Drosseleinrichtung somit T-förmig ausgebildet. Die Form des Eingriffselements kann grundsätzlich an die Form der Kühlkanäle bzw. der Kühlkanalöffnungen ausgebildet werden. Beispielsweise kann das Eingriffselement im Querschnitt betrachtet eine kreisrunde, elliptische oder rechteckige Form aufweisen. Das Eingriffselement bildet letztlich einen Steg, der sich von dem Abdeckelement, insbesondere um 90° weg erstreckt. Das Eingriffselement und das Abdeckelement zusammen bilden somit einen Stopfen, der in die wenigstens eine Kühlkanalöffnung eingebracht werden kann, um deren Querschnitt zu reduzieren.

Wenigstens ein Eingriffselement wenigstens einer Drosseleinrichtung kann eine Öffnung aufweisen. Die Öffnung kann sich dabei in Axialrichtung erstrecken, sodass das Innere des Kühlkanals, in dem das Eingriffselement angeordnet ist, in Axialrichtung mit dem Außenraum verbunden ist. Mit anderen Worten kann sich die Öffnung in Axialrichtung komplett durch das Eingriffselement und Abdeckelement durch erstrecken, sodass die Drosseleinrichtung durch die Öffnung geöffnet ist. Hierbei kann die Drosseleinrichtung die Kühlkanalöffnung vollständig abdecken, sodass Kühlmittel lediglich durch die Öffnung in dem Eingriffselement in den Kühlkanal bzw. aus dem Kühlkanal durch die Drosseleinrichtung strömen kann. Ebenso ist es möglich, dass die Drosseleinrichtung die Kühlkanalöffnung nur abschnittsweise abdeckt und Kühlmittel somit zusätzlich durch die Öffnung in dem Eingriffselement ausströmen kann oder einströmen kann. Die Öffnung in dem Eingriffselement verbindet somit das Kanalinnere mit dem Außenraum und reduziert den Querschnitt der Kühlkanalöffnung. Die Größe der Öffnung kann je nach gewünschtem Durchfluss gewählt werden, beispielsweise in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 2 mm, insbesondere zwischen 0,5 mm und 1 mm. Hierbei kann vorgesehen sein, dass verschiedene Eingriffselemente derselben oder verschiedener Drosseleinrichtungen verschiedene Öffnungen aufweisen oder dass alle Eingriffselemente dieselbe Öffnung aufweisen. Ebenso können Öffnungen nur in einzelnen Eingriffselementen vorgesehen sein, wobei andere Eingriffselemente keine Öffnung aufweisen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der elektrischen Maschine kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Eingriffselemente mit einem gemeinsamen Abdeckelement verbunden sind. Beispielsweise kann die Drosseleinrichtung somit zwei oder mehr Eingriffselemente aufweisen, die über das Abdeckelement miteinander verbunden sind. Die beiden Eingriffselemente können zum Beispiel in zwei Kühlkanalöffnungen eingebracht sein, die zu in Umfangsrichtung des Statorgrundkörpers benachbarten Kühlkanälen gehören. Ebenso ist es möglich, dass zwei Eingriffselemente mit einem gemeinsamen Abdeckelement verbunden sind, die in unterschiedlichen Kühlkanalöffnungen angeordnet sind, wobei wenigstens eine Kühlkanalöffnung zwischen den beiden Eingriffselementen frei bleibt, d.h. zwar kein Eingriffselement darin angeordnet ist, welche freibleibende Kühlkanalöffnung jedoch dennoch von dem gemeinsamen Abdeckelement abgedeckt ist. Dadurch wird erreicht, dass die Drosseleinrichtung nicht für jede Kühlkanalöffnung ein Eingriffselement aufweisen muss, sondern das Abdeckelement auch ohne Eingriffselemente über Kühlkanalöffnungen geführt werden kann, um deren Strömungsquerschnitt zu reduzieren. Beispielsweise weist die Drosseleinrichtung lediglich zwei Eingriffselemente auf, die in verschiedene Kühlkanalöffnungen eingebracht sind, wobei ein Abdeckelement, das die beiden Eingriffselemente verbindet, Kühlkanalöffnungen zwischen den beiden Eingriffselementen in Umfangsrichtung abdeckt. Das Abdeckelement kann dabei ein Winkelsegment bzw. ein Umfangssegment an Kühlkanälen abdecken. Das Abdeckelement kann sich in Umfangsrichtung auf derselben Radialposition erstrecken. Das Abdeckelement kann als (Kreis-) Bogensegment ausgebildet sein.

Wie beschrieben, kann grundsätzlich eine beliebige Anzahl von Drosseleinrichtungen vorgesehen sein, beispielsweise zwei Drosseleinrichtungen, die in unterschiedlichen Umfangspositionen an dem Statorgrundkörper angeordnet sind. Die Drosseleinrichtungen können somit Segmente in Umfangsrichtung ausbilden bzw. je ein Segment oder eine Gruppe an Kühlkanalöffnungen des Statorgrundkörpers abdecken. Beispielsweise können die Drosseleinrichtungen je ein Segment von 30°, 45°, 60° oder 90° bzw. einen beliebigen anderen Winkelbereich abdecken.

Wenigstens ein Eingriffselement der Drosseleinrichtung kann eine zu einer Geometrie der Kühlkanalöffnung korrespondierende oder abweichende Querschnittsform aufweisen. Hierbei sind zunächst die Geometrien der Kühlkanäle bzw. der Kühlkanalöffnungen beliebig wählbar. Zum Beispiel können diese elliptisch, rechteckig, (kreis-) rund, kleeblattförmig oder T-förmig ausgeführt sein. Dazu korrespondierend können die Eingriffselemente dieselbe Form aufweisen oder abweichende Formen aufweisen. Grundsätzlich ist eine beliebige Kombination der Geometrien der Querschnittsform der Kühlkanalöffnungen und der Eingriffselemente möglich.

Die wenigstens eine Drosseleinrichtung kann in einem Zulaufbereich und/oder einem Ablaufbereich des Kühlmittels angeordnet sein. Als Zulaufbereich bzw. Ablaufbereich wird derjenige Bereich des Kühlkreislaufs verstanden, in dem das Kühlmittel, im Falle des Zulaufbereichs, in den Statorgrundkörper eingebracht wird und, im Falle des Ablaufbereichs, aus dem Statorgrundkörper ausgeleitet wird. Je nach vorherrschender Druckverteilung, Strömungsrichtung, Anordnung und sonstiger Auslegung der elektrischen Maschine, kann es sich anbieten die wenigstens eine Drosseleinrichtung in dem einen oder dem anderen Bereich anzuordnen oder eine Kombination von Drosseleinrichtungen, die auf den Zulaufbereich und den Ablaufbereich verteilt sind, auszuwählen. Grundsätzlich kann es sich anbieten, wenigstens eine Drosseleinrichtung in dem Ablaufbereich anzuordnen, sodass eine Füllung der Kühlkanäle sichergestellt wird.

Die Drosseleinrichtung kann ferner, insbesondere in Axialrichtung, zwischen einem Ringkanalabschnitt und der Endfläche des Statorgrundkörpers angeordnet sein. Der Ringkanalabschnitt wird insbesondere dafür verwendet, Kühlmittel an der axialen Endfläche des Statorgrundkörpers zu sammeln. Die elektrische Maschine kann insbesondere einen eingangsseitigen Ringkanalabschnitt im Bereich des Zulaufbereichs und einen ausgangsseitigen Ringkanalabschnitt im Bereich des Ablaufbereichs vorsehen. Die Drosseleinrichtung kann derart zwischen dem Ringkanalabschnitt und der Endfläche des Statorgrundkörpers angeordnet sein, dass die Drosseleinrichtung durch den Ringkanalabschnitt an der Endfläche des Statorgrundkörpers fixiert wird. Der Ringkanalabschnitt bildet insbesondere einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ringkanal, der die Fluidverbindung zwischen Zulauf oder Ablauf und Kühlkanälen herstellt. Aus dem Ringkanal kann somit Kühlmittel in die Kühlkanalöffnungen einströmen bzw. kann Kühlmittel aus den Kühlkanalöffnungen in den Ringkanal ausströmen.

Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine zuvor beschriebene elektrische Maschine. Sämtliche Vorteile, Einzelheiten und Merkmale, die in Bezug auf die elektrische Maschine beschrieben wurden, sind vollständig auf das Kraftfahrzeug übertragbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Die Figuren sind schematische Darstellungen und zeigen:

Fig. 1 einen perspektivischen Ausschnitt eines Statorgrundkörpers einer elektrischen Maschine;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Drosseleinrichtung;

Fig. 3 einen Ausschnitt einer axialen Ansicht im Bereich einer axialen Endfläche des Statorgrundkörpers; Fig. 4 einen Ausschnitt eines Längsschnitts im Bereich einer axialen Endfläche des Statorgrundkörpers; und

Fig. 5 einen Ausschnitt einer perspektivischen Darstellung im Bereich einer axialen Endfläche des Statorgrundkörpers.

Fig. 1 zeigt eine elektrische Maschine 1 eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs. Ein solches Kraftfahrzeug kann somit eine elektrische Maschine 1 , wie nachfolgend beschrieben, aufweisen.

Die elektrische Maschine 1 weist einen Stator 2 mit einem Statorgrundkörper 3 auf. Der Statorgrundkörper 3 weist eine Vielzahl von Kühlkanälen 4 auf, die in dem Statorgrundkörper 3 ausgebildet sind bzw. die der Statorgrundkörper 3 begrenzt. Die Kühlkanäle 4 erstrecken sich in dem Statorgrundkörper 3 zwischen den beiden axialen Endflächen 5, wobei jeder Kühlkanal 4 eine Kühlkanalöffnung 6 aufweist, durch die Kühlmittel in den Kühlkanal 4 einströmen bzw. aus diesem ausströmen kann.

Die elektrische Maschine 1 weist ferner eine Drosseleinrichtung 7 auf, die isoliert in Fig. 2 dargestellt ist. Die Drosseleinrichtung 7 ist im montierten Zustand an der axialen Endfläche 5 des Statorgrundkörpers 3 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Einfachheit halber lediglich eine Drosseleinrichtung 7 dargestellt. Es ist ebenso möglich, eine beliebige Anzahl von Drosseleinrichtungen 7 vorzusehen, die an unterschiedlichen Stellen an der axialen Endfläche 5 angeordnet sind. Verschiedene Drosseleinrichtungen 7 können insbesondere an verschiedenen Umfangspositionen an dem Statorgrundkörper 3 angeordnet sein, um verschiedene Segmente oder Gruppen von Kühlkanälen 4 abzudecken. Die einzelnen Drosseleinrichtungen können dazu untereinander unterschiedlich sein.

Die Drosseleinrichtung 7 weist in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Eingriffselemente 8 auf, die mit einem gemeinsamen Abdeckelement 9 miteinander verbunden sind. Grundsätzlich kann die Drosseleinrichtung 7 auch nur ein einziges Eingriffselement 8 aufweisen, das ein Abdeckelement 9 an seinem axialen Ende aufweist. Ferner ist es möglich, dass die Drosseleinrichtung 7 zwei Eingriffselemente 8 aufweist, die mit einem Abdeckelement 9 verbunden sind, wobei zwischen den beiden Eingriffselementen 8 in Umfangsrichtung ein Abdeckbereich des Abdeckelements 9 angeordnet ist, an dem keine Eingriffselemente 8 ausgebildet sind, welcher Abdeckbereich dennoch Kühlkanalöffnungen 6 abdeckt. Eine solche Drosseleinrichtung 7 wäre somit über zwei Eingriffselemente 8 an der axialen Endfläche 5 angeordnet, wobei Kühlkanäle 4 zwischen den Kühlkanälen 4, in denen die Eingriffselemente 8 angeordnet sind, nur über das Abdeckelement 9 bzw. den beschriebenen Abdeckbereich abgedeckt wären.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Drosseleinrichtung 7 Eingriffselemente 8 für jeden der Kühlkanäle 4 auf. D.h., dass benachbarte Eingriffselemente 8 in benachbarte Kühlkanalöffnungen 6 eingreifen. Die Drosseleinrichtung 7 reduziert den Strömungsquerschnitt durch die Kühlkanalöffnungen 6, die zumindest teilweise durch das Abdeckelement 9 abgedeckt sind. Dadurch realisiert die Drosseleinrichtung 7 eine Verteilung des Kühlmittels bzw. eine Homogenisierung der Verteilung des Kühlmittels über die einzelnen Kühlkanäle 4 in dem Statorgrundkörper 3. Insbesondere kann das Kühlmittel auf die Kühlkanäle 4 ausweichen, die nicht von dem Abdeckelement 9 abgedeckt sind.

Wie beschrieben, ist es grundsätzlich möglich, dass die Drosseleinrichtung 7 in einem Zulaufbereich oder einem Ablaufbereich angeordnet ist. Das Anordnen der Drosseleinrichtung 7 in dem Ablaufbereich stellt insbesondere sicher, dass die Kühlkanäle 4 allesamt befü lit werden und nicht unbeabsichtigt ein Befüllen eines Kühlkanals 4 durch die Drosseleinrichtung 7 verhindert oder erschwert wird. Stattdessen soll die Drosseleinrichtung 7 Kühlmittel in einem befüllten Kühlkanal 4 aufstauen und dadurch die Umverteilung des Volumenstroms auf weitere Kühlkanäle 4 sicherstellen.

In Fig. 3 ist beispielhaft dargestellt, dass eine Querschnittsform der Kühlkanalöffnungen 6 elliptisch ausgebildet ist. Die Querschnittsform ist lediglich beispielhaft zu verstehen, sodass auch jedwede andere Querschnittsform realisierbar ist, beispielsweise kreisrund, rechteckig und dergleichen. Ersichtlich deckt das Abdeckelement 9 einen Teil des Querschnitts der Kühlkanalöffnung 6 ab und reduziert somit den Strömungsquerschnitt, der durch die Kühlkanalöffnung 6 möglich ist. Je nach Verhältnis aus der Größe des Abdeckelements 9 und der Größe der Kühlkanalöffnungen 6 bzw. letztlich dem verbleibenden freien Querschnitt der Kühlkanalöffnungen 6 kann die Druckverteilung bzw. die Strömungsverteilung des Kühlmittels durch den Statorgrundkörper 3 eingestellt werden.

Ebenso ist es möglich, dass das Abdeckelement 9 den gesamten Querschnitt der Kühlkanalöffnungen 6 abdeckt und dafür eine Öffnung in den Eingriffselementen 8 vorgesehen ist. Beispielsweise kann jedes Eingriffselement 8 somit eine eigene Öffnung aufweisen, durch die Kühlmittel durch das Abdeckelement 9 und das Eingriffselement 8 in die abgedeckten Kühlkanäle 4 einströmen oder aus den abgedeckten Kühlkanälen 4 ausströmen kann.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt, bei dem ersichtlich ein Eingriffselement 8 der Drosseleinrichtung 7 in eine Kühlkanalöffnung 6 bzw. einen Kühlkanal 4 eingreift. Das Abdeckelement 9 liegt an der axialen Endfläche 5 des Statorgrundkörpers 3 an, sodass sich letztlich ein freier Querschnitt des Kühlkanals 4 um die Fläche des Abdeckelements 9 reduziert.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung des Statorgrundkörpers 3, wobei ein Ringkanalabschnitt 10 an der axialen Endfläche 5 angeordnet ist. Der Ringkanalabschnitt 10 legt die Position der Drosseleinrichtung 7 fest. Bei der gezeigten axialen Endfläche 5 kann es sich um den Zulauf oder den Ablauf handeln bzw. kann ein Ringkanalabschnitt 10 sowohl an der axialen Endfläche 5, die dem Zulauf zugewandt ist als auch der axialen Endfläche 5, die dem Ablauf zugewandt ist, angeordnet sein. In dem Ringkanalabschnitt 10 wird ein Ringkanal ausgebildet, in dem sich Kühlmittel ansammeln kann, bevor es in die Kühlkanäle 4 einströmt bzw. nachdem es aus den Kühlkanälen 4 ausströmt. Durch die Drosseleinrichtung 7 wird erreicht, dass das Kühlmittel gleichmäßig durch die Vielzahl an Kühlkanälen 4 strömen kann.

Die in den einzelnen Ausführungsbeispielen gezeigten Vorteile, Einzelheiten und Merkmale sind beliebig miteinander kombinierbar, untereinander austauschbar und aufeinander übertragbar. Bezuqszeichen elektrische Maschine

Stator

Statorgrundkörper

Kühlkanal

Endfläche

Kühlkanalöffnung

Drosseleinrichtung

Eingriffselement

Abdeckelement

Ringkanalabschnitt