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用于电动机器的定子、电动机器、机动车辆的制作方法

1.本发明涉及一种用于电动机器的定子，该定子具有定子叠片组，其中定子叠片组具有沿着与定子轴线平行的轴向方向布置的定子槽，其中在定子槽中布置有电导体，其中在电导体与定子叠片组之间在定子槽中布置有流体密封的槽绝缘件。本发明还涉及一种具有定子的电动机器以及一种具有电动机器的机动车辆。

背景技术：

2.电动机器、尤其是高性能电动机器必须在运行中进行冷却。通常，电动机器的部件的温度耐受性会限制性能，由此要特别注意冷却。
3.已证明特别高效的是，向电动机器的定子的电导体直接加载冷却液，例如油。为此，通常将冷却液导入到定子的绕组头区域中。冷却液继续沿着电导体经过定子的定子槽直至流到其他的绕组头区域中。在那里，冷却液可以离开定子并且可以导出由冷却液吸收的热。
4.虽然现有技术中所描述的方法非常高效，但是冷却液沿着电导体穿过定子槽引起高流动阻力，这需要比较强大的泵来产生冷却液流并且导致泵的成本很高、重量很大且所需的安装空间很大。

技术实现要素：

5.因此，本发明的目的在于，提供一种用于电动机器的定子，该定子不具有现有技术的所提及的缺点，但允许使用较小且因此较轻且较廉价的泵来产生冷却液流。
6.该目的通过一种用于电动机器的定子来实现，该定子具有定子叠片组，其中定子叠片组具有沿着与定子轴线平行的轴向方向布置的定子槽，其中在定子槽中布置有电导体，其中在电导体与定子叠片组之间在定子槽中布置有流体密封的槽绝缘件，其中槽绝缘件分别具有在与轴向方向正交地布置的径向方向上与电导体间隔开的冷却通道。
7.根据本发明的定子可以实现使用明显较轻且较廉价的较小的泵。通过冷却通道显著降低了流动阻力，同时几乎不影响电导体的冷却效率并且尤其完全不影响绕组头的冷却效率。流动阻力较小还使得泵的使用寿命明显延长。
8.优选提出的是，电导体是具有尤其是矩形截面的导体轨。特别优选地，电导体是发夹式元件。
9.优选地提出的是，槽绝缘件由peek制成。可设想的是，槽绝缘件被推入到定子槽中。也可设想的是，槽绝缘件被层压或注射到定子槽中。
10.槽绝缘件的使用使得能够冲压叠装定子叠片组。然而还可设想的是，定子叠片组是借助沿着定子背面的焊接、优选激光焊接或者借助涂覆烤漆来叠装的。
11.优选提出的是，定子是内动子的定子。
12.本发明的有利的设计方案和改进方案可以自优选实施方式以及参考附图的描述得出。
13.根据本发明的一个优选实施方式提出的是，冷却通道布置在定子叠片组的槽缝中。由此可以以有利的方式实现冷却通道的仅很小地影响或者不影响电磁特性的布置方式。可设想的是，冷却通道作为槽绝缘件的隆起被设置到槽缝中。尤其提出的是，冷却通道在定子叠片组的周向方向上不超出电导体。
14.根据本发明的另一个优选实施方式提出的是，冷却通道布置在定子叠片组的轭侧凹陷中。由此以有利的方式得到了在电导体的轭侧的非常好的冷却。优选提出的是，凹陷和冷却通道在定子叠片组的周向方向上不超出电导体，而是优选地与电导体相比在周向方向上所具有的延伸尺寸更小。
15.根据本发明的另一个优选实施方式提出的是，电导体布置在槽绝缘件的内部空间中，其中冷却通道与内部空间处于流体连接。由此可以以有利的方式实现：冷却液不仅流过冷却通道而且流过内部空间，并且在此在流动阻力较小的情况下向电导体直接加载冷却液并因此对其进行冷却。
16.根据本发明的另一个优选实施方式提出的是，电导体布置在槽绝缘件的内部空间中，其中冷却通道与内部空间是流体密封地分隔开的。换言之，电导体被间接地冷却。由于冷却通道与内部空间是在流体意义上分隔开的，因此可以实现槽绝缘件的非常稳定的结构。优选地为了将冷却通道与内部空间分隔开而设置的分隔壁加固了槽绝缘件，这实现了在制造定子时明显改进的处理。
17.根据本发明的另一个优选实施方式提出的是，定子在定子叠片组的端侧具有端盘，其中端盘具有径向部分，其中径向部分的主延伸方向布置在径向方向上，其中径向部分具有用于使电导体从定子槽经过径向部分穿引至定子的绕组头区域中的开口和用于使冷却通道与绕组头区域进行流体连接的另外的开口。由此，建立了绕组头区域至定子叠片组的封闭，通过该封闭可以防止冷却液从绕组头区域到达电动机器的在转子与定子之间的气隙中并在那里导致很强的摩擦损耗。
18.优选提出的是，端盘流体密封地紧固在端侧，从而冷却液无法到达端盘与端侧之间。为此优选提出的是，端盘本身就是流体密封的。
19.优选提出的是，端盘由电绝缘材料制成。可设想的是，端盘由塑料、优选由纤维增强的塑料制成。
20.根据本发明的其他优选实施方式提出的是，开口在绕组头区域与冷却通道的内部空间之间具有流体密封的密封部。由此以有利的方式确保的是，尤其在间接冷却定子槽中的电导体时，冷却液无法从绕组头区域到达内部空间中。
21.根据本发明的其他优选实施方式提出的是，开口的边缘与槽绝缘件的边缘处于流体密封的连接，其中开口的边缘优选与槽绝缘件的边缘焊接、粘接或者被喷注(anspritzen)到槽绝缘件的边缘上。由此以有利的方式确保的是，冷却液不会在开口处到达端盘与端侧之间并从那里出来进入气隙中。
22.优选地提出的是，另外的开口的边缘与槽绝缘件的边缘、尤其与冷却通道的边缘处于流体密封的连接，其中所述另外的开口的边缘优选与槽绝缘件的边缘焊接、粘接或者被喷注到槽绝缘件的边缘上。
23.根据本发明的其他优选实施方式提出的是，端盘具有轴向部分，其中轴向部分的主延伸方向布置在轴向方向上，其中轴向部分具有通道，其中通道沿着冷却通道的主延伸
方向布置。由此以有利的方式实现了无需额外的间隙管来密闭气隙。同时，通道实现了轴向部分不会提高流动阻力。
24.然而还可设想的是，定子和/或优选电动机器具有间隙管，其中间隙管具有通道，其中通道沿着冷却通道的主延伸方向布置。
25.根据本发明的其他优选实施方式提出的是，端盘、尤其是径向部分与定子叠片组的端侧粘接或者被喷注到定子叠片组的端侧。这以有利的方式实现了非常好的密闭以防止冷却液从绕组头区域溢出到端盘与端侧之间的区域中。
26.用于实现开篇所述的目的的本发明的另一个主题是一种电动机器，该电动机器具有根据本发明的定子。
27.用于实现开篇陈述的目的的本发明的另一个主题是一种机动车辆，该机动车辆具有根据本发明的电动机器。
28.以上结合根据本发明的定子公开的所有细节、特征和优点同样涉及根据本发明的电动机器和根据本发明的机动车辆。
附图说明
29.本发明的其他细节、特征和优点将从附图以及下文借助附图对优选实施方式的说明得出。这些附图在此仅仅展示了本发明的示例性实施方式，而不限制发明构思。
30.图1(a)和图1(b)分别示意性地展示了根据本发明的示例性实施方式的定子的细节。
31.图2示意性地展示了根据本发明的示例性实施方式的定子的细节。
32.图3示意性地展示了根据本发明的示例性实施方式的机动车辆，该机动车辆具有根据本发明的示例性实施方式的电动机器。
33.具体实施方式图1(a)和图1(b)分别示意性地展示了根据本发明的示例性实施方式的定子1的细节。在图1(a)中示出了定子1的一部分。可以看出具有三个定子槽3的定子叠片组2。在定子槽3中布置有电导体4，优选是发夹式绕组的部分。在电导体4与定子叠片组2之间设置有电绝缘的槽绝缘件5，其优选由peek制成。
34.槽绝缘件5是流体密封的。由此能够实现的是，冷却液、例如油流过槽绝缘件5并且直接对布置在槽绝缘件5的内部空间5'中的电导体4进行加载和冷却。由于槽绝缘件5的流体密封性而高效地防止了冷却液经过槽缝7到达定子1与转子(参见图3)之间的区域、即所谓的气隙中并在那里导致很强的摩擦损耗。
35.为了减小对流过的冷却液产生反作用的流动阻力，在径向方向r上设置有与电导体4间隔开的冷却通道6。由于流动阻力较小，可以使用较小、较轻且较廉价的泵来产生冷却液流。在这里所示的实施方式中，冷却通道6设置在定子叠片组2的轭侧凹陷8中和槽缝7中。由此，实现了对电导体4的均匀冷却。
36.为了更好地机械支撑电导体4而提出的是，冷却通道6与电导体4相比在周向方向u上所具有的延伸尺寸更小。
37.图1(b)示出了根据本发明的其他优选实施方式的定子1的一部分。如图1(a)所示那样，定子1同样具有布置在定子槽3中的电导体4。在电导体4周围布置有槽绝缘件5，这些槽绝缘件具有在槽缝7和定子叠片组2的轭侧凹陷8中的、在径向方向r上与电导体间隔开的
冷却通道6。
38.这里所示的实施例与图1(a)中的实施例的区别在于，在冷却通道6与槽绝缘件5的其中布置有电导体4的内部空间5'之间布置有分隔壁6'。分隔壁6'是流体密封的并且防止了冷却液从冷却通道6到达内部空间5中。
39.虽然与图1(a)中所示的实施例相比，由于间接地冷却电导体4而得到稍差的冷却效率，但是分隔壁6'明显提高了槽绝缘件5的刚度，这有助于在制造定子1时改进的处理。
40.图2以立体图示意性地展示了根据本发明的示例性实施方式的定子1的细节。可以看出布置在定子叠片组2的端侧2'的电绝缘的且流体密封的端盘9。
41.端盘9具有径向部分9.1，该径向部分与端侧2'处于流体密封的连接。径向部分9.1具有用于使电导体4从定子槽(参见图1(a)、图1(b))穿引至绕组头区域10中的开口9.3。径向部分9.1还具有另外的开口9.4，冷却通道6经过这些另外的开口与绕组头区域10相连接。
42.为了确保高度密封性并且为了防止冷却液从绕组头区域10到达端盘9与端侧2'之间，开口9.3的边缘和另外的开口9.4的边缘与槽绝缘件5处于流体密封的连接。
43.定子2在开口9.3的区域中还具有密封部9.7，密封部防止了冷却液从绕组头区域10侵入到内部空间中(参见图1(a)、图1(b))。
44.端盘9还具有沿轴向方向a延伸的轴向部分9.5。轴向部分9.5防止了冷却液可能从绕组头区域10到达(未示出的)转子空间中并且进而到达气隙中。为了进一步减小流动阻力，轴向部分9.5具有通道9.6，该通道在轴向方向a上在布置于槽缝(参见图1(a)和图1(b))中的冷却通道6之前延伸。
45.图3示意性地展示了根据本发明的示例性实施方式的机动车辆200，该机动车辆具有根据本发明的示例性实施方式的电动机器100。电动机器100具有转子11和根据本发明的示例性实施方式的定子。
46.附图标记清单
[0047]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
定子
[0048]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
定子叠片组
[0049]
2'
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
端侧
[0050]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
定子槽
[0051]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电导体
[0052]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
槽绝缘件
[0053]
5'
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
内部空间
[0054]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
冷却通道
[0055]
6'
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
分隔壁
[0056]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
槽缝
[0057]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
凹陷
[0058]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
端盘
[0059]
9.1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
径向部分
[0060]
9.3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
开口
[0061]
9.4
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
另外的开口
[0062]
9.5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轴向部分
[0063]
9.6
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
通道
[0064]
9.7
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
密封部
[0065]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
绕组头区域
[0066]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
转子
[0067]
100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电动机器
[0068]
200
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
机动车辆
[0069]aꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
轴向方向
[0070]rꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
径向方向
[0071]uꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
周向方向

技术特征：

1.一种用于电动机器(100)的定子(1)，所述定子具有定子叠片组(2)，其中所述定子叠片组(2)具有沿着与定子轴线平行的轴向方向(a)布置的定子槽(3)，其中在所述定子槽(3)中布置有电导体(4)，其中在所述电导体(4)与所述定子叠片组(2)之间在所述定子槽(3)中布置有流体密封的槽绝缘件(5)，其特征在于，所述槽绝缘件(5)分别具有在与所述轴向方向(a)正交地布置的径向方向(r)上与所述电导体(4)间隔开的冷却通道(6)。2.根据权利要求1所述的定子(1)，其中所述冷却通道(6)布置在所述定子叠片组(2)的槽缝(7)中。3.根据权利要求1或2所述的定子(1)，其中所述冷却通道(6)布置在所述定子叠片组(2)的轭侧凹陷(8)中。4.根据前述权利要求之一所述的定子(1)，其中所述电导体(4)布置在所述槽绝缘件的内部空间(5')中，其中所述冷却通道(6)与所述内部空间(5')流体连接。5.根据权利要求1至3之一所述的定子(1)，其中所述电导体(4)布置在所述槽绝缘件(5)的内部空间(5')中，其中所述冷却通道(6)与所述内部空间(5')流体密封地分隔开。6.根据前述权利要求之一所述的定子(1)，其中所述定子(1)在所述定子叠片组的端侧(2')具有端盘(9)，其中所述端盘(9)具有径向部分(9.1)，其中所述径向部分(9.1)的主延伸方向布置在所述径向方向(r)上，其中所述径向部分(9.1)具有用于使所述电导体(4)从所述定子槽(3)穿过所述径向部分(9.1)穿引至所述定子(1)的绕组头区域(10)中的开口(9.3)和用于使所述冷却通道(6)与所述绕组头区域(10)流体连接的另外的开口(9.4)。7.根据权利要求6所述的定子(1)，其中所述开口(9.3)具有在所述绕组头区域(10)与所述冷却通道(6)的内部空间(5')之间的、流体密封的密封部(9.7)。8.根据权利要求6至7之一所述的定子(1)，其中所述开口(9.3)的边缘与所述槽绝缘件(5)的边缘流体密封连接，其中所述开口(9.3)的边缘优选与所述槽绝缘件(5)的边缘焊接、粘接或者被喷注到所述槽绝缘件(5)的边缘上。9.根据权利要求6至8之一所述的定子(1)，其中所述端盘(9)具有轴向部分(9.5)，其中所述轴向部分(9.5)的主延伸方向布置在所述轴向方向(a)上，其中所述轴向部分(9.5)具有通道(9.6)，其中所述通道(9.6)沿着所述冷却通道(6)的主延伸方向布置。10.根据权利要求6至9之一所述的定子(1)，其中所述端盘(9)、尤其是所述径向部分(9.1)与所述定子叠片组(2)的端侧(2')粘接或者被喷注到所述定子叠片组(2)的端侧(2')上。11.一种电动机器(100)，所述电动机器具有根据前述权利要求之一所述的定子(1)。12.一种机动车辆(200)，所述机动车辆具有根据权利要求11所述的电动机器(100)。

技术总结

提出了一种用于电动机器(100)的定子(1)，该定子具有定子叠片组(2)，其中定子叠片组(2)具有沿着与定子轴线平行的轴向方向(A)布置的定子槽(3)，其中在定子槽(3)中布置有电导体(4)，其中在电导体(4)与所述叠片组(2)之间在定子槽(3)中布置有流体密封的槽绝缘件(5)，其特征在于，槽绝缘件(5)分别具有在与轴向方向(A)正交地布置的径向方向(R)上与电导体(4)间隔开的冷却通道(6)。还提出了一种电动机器(100)以及一种机动车辆(200)。(100)以及一种机动车辆(200)。(100)以及一种机动车辆(200)。