DE-102024131992-A1 - Statoranordnung für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschine

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Statoranordnung (10) für eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug mit einem Blechpaket (22) bestehend aus Elektroblechlamellen (24), in dem eine Anzahl Statornuten (26) zur Aufnahme von Statorwicklungen (28) vorgesehen sind, wobei die Statorwicklungen (28) sich in axialer Richtung an das Blechpaket (22) anschließende Wickelköpfe (30, 32) ausbildet, wobei das Blechpaket (22) Abdichtmittel (34) aufweist, die eine direkte, nach Außen abgedichtete Durchströmung mit Kühlmittel der Statorwicklungen (28) und Wickelköpfe (30, 32) ermöglichen, wobei eine Stützanordnung (46) für die Statorwicklungen (28) vorgesehen ist, wobei die Stützanordnung (46) Bestandteil der Abdichtmittel (34) ist, wobei die Stützanordnung (46) axial aus dem Blechpaket (22) herausreicht und im Bereich der Wickelköpfe (30, 32) mit einem Dichtmaterial (36, 38) umspritzt ist. Zudem betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einer derartigen Statoranordnung (10).

Inventors

• Maximilian Clauer

Assignees

• DR. ING. H.C. F. PORSCHE AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241104

Claims (7)

1. Statoranordnung (10) für eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug mit einem Blechpaket (22) bestehend aus Elektroblechlamellen (24), in dem eine Anzahl Statornuten (26) zur Aufnahme von Statorwicklungen (28) vorgesehen sind, wobei die Statorwicklungen (28) sich in axialer Richtung an das Blechpaket (22) anschließende Wickelköpfe (30, 32) ausbildet, wobei das Blechpaket (22) Abdichtmittel (34) aufweist, die eine direkte, nach Außen abgedichtete Durchströmung mit Kühlmittel der Statorwicklungen (28) und Wickelköpfe (30, 32) ermöglichen, wobei eine Stützanordnung (46) für die Statorwicklungen (28) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet , dass die Stützanordnung (46) Bestandteil der Abdichtmittel (34) ist, wobei die Stützanordnung (46) axial aus dem Blechpaket (22) herausreicht und im Bereich der Wickelköpfe (30, 32) mit einem Dichtmaterial (36, 38) umspritzt ist.
2. Statoranordnung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Dichtmaterial (36, 38) ein duroplastisches Material ist.
3. Statoranordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Stützanordnung (46) aus im jeweiligen Nutboden (40) verlaufenden Stützstäben (44) besteht.
4. Statoranordnung (10) nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die Stützstäbe (44) kreisförmig ausgebildet sind und jeweils in entsprechenden Aussparungen (42) eines geschlossenen Nutbodens (40) verlaufen.
5. Statoranordnung (10) nach Anspruch 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die Stützstäbe (44) aus einem glas- oder kohlefaserverstärkten Kunststoff hergestellt sind.
6. Elektrische Maschine mit einer Gehäuseanordnung (4), in der eine Innenläufer-Rotoranordnung (12) und eine Statoranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen sind.
7. Elektrische Maschine nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , dass die Innenläufer-Rotoranordnung (12) eine Kohlefaserbandage (50) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Statoranordnung für eine elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug mit einem Blechpaket bestehend aus Elektroblechlamellen, in dem eine Anzahl Statornuten zur Aufnahme von Statorwicklungen vorgesehen sind, wobei die Statorwicklungen sich in axialer Richtung an das Blechpaket anschließende Wickelköpfe ausbildet, wobei das Blechpaket Abdichtmittel aufweist, die eine direkte, nach Außen abgedichtete Kühlung der Statorwicklungen und Wickelköpfe ermöglichen, wobei eine Stützanordnung für die Statorwicklungen vorgesehen ist. Zudem betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine. Bei modernen Kraftfahrzeugen spielen Elektromaschinen als Antriebssystem eine immer größere Rolle. Ziel bei der Entwicklung von Elektromaschinen ist es bei überschaubarem Bauraum eine bestmögliche Performance zu erreichen. Als entscheidende Kennzahl für die Elektromaschine ist die gravimetrische Leistungs- und Drehmomentdichte zu nennen. Diese bezeichnet die maximal Leistung P bzw. das maximale Drehmoment M bezogen auf die Masse m der Elektromaschine, wobei zur Masse insbesondere der Rotor und der Stator der elektrischen Maschine zu zählen sind. Um eine maximale Performance zu gewährleisten, ist es unumgänglich den Stator direkt zu kühlen. Um Reibungsverluste zu minimieren, soll hierbei die Durchströmung des Stators mit Kühlmittel möglichst abgedichtet gerichtet zum Rotorraum erfolgen. Ein Beispiel für eine derart ausgebildete elektrische Maschine zeigt die DE 10 2021 207 922 A1. Hierbei werden die Abdichtmittel durch eine unterhalb des Blechpaketes verlaufende Dichthülse und einem sich beidseits in axialer Richtung anschließende Nutverschluß gebildet. Diese Art der Abdichtung führt zu einer Erhöhung des magnetischen Luftspaltes, was wiederum zu einer Verringerung der Leistungs- bzw. Drehmomentdichte führt. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Statoranordnung bereitzustellen, die den obengenannten Nachteil auf einfache und kostengünstige Art und Weise vermeidet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Stützanordnung Bestandteil der Abdichtmittel ist, wobei die Stützanordnung axial aus dem Blechpaket herausreicht und im Bereich der Wickelköpfe mit einem Dichtmaterial umspritzt ist. Hierdurch findet aufgrund der Abdichtung keine Verringerung des effektiven magnetischen Luftspaltes statt. Die hohe Leistungs- und Drehmomentdichte kann dann, wen gewünscht, zu einer Verringerung der Masse der elektrischen Maschine führen. Zudem weist die Abdichtung aufgrund der Einbindung der Stützanordnung eine hohe Formstabilität auf. In besonders vorteilhafter Weise ist das Dichtmaterial ein duroplastisches Material. In einer besonders einfach herzustellenden Ausführungsform besteht die Stützanordnung aus im jeweiligen Nutboden verlaufenden Stützstäben. Hierbei können die Stützstäbe kreisförmig ausgebildet sein und jeweils in entsprechenden Aussparungen eines geschlossenen Nutbodens verlaufen. Der Nutboden kann auch offen ausgebildet sein, wobei dann die Stützstäbe derart ausgebildet sind, dass diese eine Abdichtfunktion wahrnehmen. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Stützstäbe aus einem glasfaser- oder kohlefaserverstärkten Kunststoff hergestellt. Die Aufgabe wird ebenfalls durch eine elektrische Maschine mit einer Gehäuseanordnung gelöst, in der eine Innenläufer-Rotoranordnung und eine Statoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche vorgesehen sind. Um hohe mechanische Drehzahlen der rein beispielhaft dargestellten Innenläufer-Rotoranordnung zu ermöglichen, weist dieser eine Kohlefaserbandage auf, der im Wesentlichen ein Halteband darstellt, das vorzugsweise aus einem Faserverbundmaterial wie Kohlestofffaser mit einer Matrix aus Epoxidharz hergestellt ist. Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt:1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine2 eine Schnittansicht durch einen Teil der Stator- und Rotoranordnung der elektrischen Maschine aus 1,3 eine perspektivische Ansicht eines Wickelkopfes der Statoranordnung vor Aufbringen des Dichtmaterials, und4 eine perspektivische Ansicht eines Wickelkopfes der Statoranordnung nach Aufbringen des Dichtmaterials. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 2. Die elektrische Maschine 2 weist auf bekannte Weise eine Gehäuseanordnung 4 mit einem Kühlmittelzufluss 6 und einem Kühlmittelabfluss 8 auf. In der Gehäuseanordnung 4 ist eine Statoranordnung 10 sowie eine Rotoranordnung 12 vorgesehen, wobei eine Rotorwelle 14 der Rotoranordnung 12 mittels Wälzlager 16, 18 in der Gehäuseanordnung 4 drehbar gelagert ist. Auf der Rotorwelle 14 ist wiederum auf bekannte Weise ein Rotor 20 angeordnet. Die Statoranordnung 10 weist auf bekannte Weise ein Blechpaket 22 auf, das aus Elektroblechlamellen 24 axial gestapelt und stoff- oder kraftschlüssig verbunden ist, in dem eine Anzahl Statornuten 26 zur Aufnahme von Statorwicklungen 28 vorgesehen