[發明專利]具有改進的冷卻裝置的電機定子、電機和機動車輛

在審

• 申請號: 202010760814.0
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN112311109A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: S·格利茨
• 申請（專利權）人: 保時捷股份公司
• 主分類號: H02K1/12
• 分類號: H02K1/12;H02K9/22;H02K15/02
• 代理公司: 北京匯知杰知識產權代理有限公司 11587
• 代理人: 吳煥芳;楊勇

提出了一種用于電機(100)的定子(1)，該定子具有在軸向方向(A)上堆疊成定子片組(2)的多個定子片(3)，其中這些定子片(3)具有多個在徑向方向(R)上延伸的帶狀插入件(4)，其中這些插入件(4)具有比該定子片(3)的其余部分更高的熱導率，其中這些定子片(3)在方位角方向(U)上圍繞旋轉角度(D)相對彼此旋轉，使得直接相鄰的定子片(3)的插入件(4)在軸向方向(A)上不是彼此重疊地布置的。另外提出了一種電機(100)、一種機動車輛(200)和一種用于制造定子(1)的方法。

技術領域

本發明涉及一種用于電機的定子、一種電機、一種機動車輛和一種用于制造定子的方法。

背景技術

電機的功率主要受其熱極限限制。在此最關鍵的是定子，其電導線通常由于歐姆電阻而產生大部分熱并且由于磁化損失和旋渦電流損失而通過定子片組的定子鐵芯變成了電機的功率限制構件。除了所安裝的部件的熱耐受性之外，冷卻也扮演重要的角色。廣泛使用的是借助于在外部布置在定子處的冷卻元件從定子中排出熱量。但是，為此，熱量必須通過定子軛部向外被引導到冷卻元件。

為了制造定子軛部，常見地使用硅鋼、較少見的情況下也使用鈷合金和鎳合金(通常簡稱為定子鐵芯)。由于所使用的材料的較低熱導率，定子鐵芯從定子溝槽到冷卻元件的熱傳導受到很大限制。較薄的定子軛部(即較小的定子外直徑)在熱學上是有利的，但是帶來了在穿過定子的磁通量方面的明顯缺點。過薄的定子軛部將會被飽和并且無法維持磁通量。

為了提高定子軛部的導熱性，從文獻EP 2 793 375 B1已知一種具有熱導體的用于電機的定子。熱導體改進了從定子內部朝向定子外部的熱傳遞。然而在此有問題的是，熱導體典型地不具有良好的磁導率并且因此阻礙定子中的磁通量。結果是高功率損失。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種定子，該定子不具有現有技術的上述缺點，而是能夠實現通過定子軛部從定子內部朝向定子外部的非常良好的熱傳導并且同時使對定子中磁通量的阻礙最小化。

這個目的通過一種用于電機的定子實現，該定子具有在軸向方向上堆疊成定子片組的多個定子片，其中這些定子片具有多個在徑向方向上延伸的帶狀插入件，其中這些插入件具有比該定子片的其余部分更高的熱導率，其特征在于，這些定子片在方位角方向上圍繞旋轉角度相對彼此旋轉，使得直接相鄰的定子片的插入件在軸向方向上不是彼此重疊地布置的。

本發明的定子能夠使在方位角方向上流動的磁通量不受插入件妨礙，而是在布置有插入件的位置可以轉換到相鄰的定子片。因此，對于磁通量而言，產生了以回轉(Slalom)的形式以最小的妨礙在方位角方向上流動穿過定子的可能性。單獨的定子片具有相同的規格。這是有意義的，因為用于制造定子片的工具是昂貴的并且因此可以通過統一定子的部件來節省資金。為了實現使直接相鄰的定子片的插入件不直接重疊，現在將定子片以相對彼此旋轉的方式堆疊。也就是說，第二定子片同心地、但是以在方位角方向上旋轉該旋轉角度的方式放置到第一定子片上。現在將第三定子片同心地并且再次以在方位角方向上旋轉該旋轉角度的方式放置到第二定子片上。重復這一過程，直到所有定子片被堆疊成定子片組。方位角方向在本發明的意義上描述了定子的周向方向。在方位角方向上的旋轉因此是在定子片的主延伸平面之內圍繞定子片的幾何中心的旋轉。在本發明的意義上，所提及的所有角度應理解為在定子片的主延伸平面之內的角度。可設想的是，一個定子片具有10個或更多個、優選15個或更多個、優選20個或更多個插入件。

本發明的有利的構型和改進方案可以自以下優選實施方式以及參考附圖的說明得出。

根據本發明的一個優選的實施方式提出，這些插入件在徑向方向上的長度至少為這些插入件在方位角方向上的寬度的四倍。這能夠實現從定子內部朝向其外側的非常良好定向的且高性能的熱傳導。