本发明涉及具有权利要求1的前序部分的特征的用于车辆的电机。本发明还涉及具有该电机的车辆。
背景技术：
1、在电动车辆或混合动力车辆的驱动马达中，电功率必须从电池或类似装置传输到电动马达上。尤其是在他励马达的情况下，还必须向转子供应转子电压或转子电流。一方面，转子电压或转子电流能够以碰触方式例如经由滑磨式触点进行传输，但鉴于滑磨式触点的持续使用和可能磨损情况，这对于车辆驱动器来说将形成可能的误差源。然而替选地，转子电压或转子电流也能够无碰触地、例如感应式地进行传输。
2、印刷文献de 10 2014 202 719 a1公开了一种用于车辆的电机的感应式的转动式传输器，其中，转动式传输器具有优选是固定不动的第一耦合部分和能相对于优选是固定不动的第一耦合部分转动的第二耦合部分，并且被设立成用于根据变压器原理在第一耦合部分与第二耦合部分之间实施能量传输，其中，第二耦合部分具有载体元件和在载体元件上以能在预定的间隙内运动方式被支承的芯体部分，其中，载体元件具有至少两个对预定的间隙进行限界的撑托区段，这些撑托区段被构造成使得在第二耦合部分转动时，撑托区段分别将撑托力施加到芯体部分上，这些撑托力与因第二耦合部分转动所引起的作用于芯体部分上的离心力结合将至少区段式地导致在芯体部分中产生压应力。
技术实现思路
1、本发明的任务是提出一种开头所述类型的电机，其突出之处在于具有高效的冷却以及紧凑且廉价的结构。
2、该任务通过具有权利要求1的特征的电机以及通过具有权利要求15的特征的车辆来解决。本发明的有利的或优选的实施方案由从属权利要求、说明书和附图得出。
3、本发明的主题是一种适用于和/或被构造成用于车辆的电机。尤其地，电机用于为车辆产生驱动力矩。例如，电机被构造为所谓的牵引机器。尤其地，电机被设计为他励马达、尤其是他励同步马达。电机可以整合到电驱动系中，优选是整合到电车桥中。电驱动系可以是纯电的驱动系或混合动力的驱动系。
4、电机具有壳体。尤其地，壳体构造有优选以流体密封方式被封闭的壳体内部空间。优选地，壳体多件式地构成。壳体在此可以划分为壳体基体和至少一个壳体盖，优选是轴承端盖。
5、电机具有转子组件，其中，转子组件以能绕转动轴线转动的方式支承在壳体中。尤其地，电机具有布置在壳体中的定子，其中，转子组件能相对于定子绕转动轴线转动。优选地，电机被构造为内动子，其中，转子组件、尤其是转子组件的转子，径向布置在定子之内。
6、驱动单元具有功率传输设备，功率传输设备被构造成用于和/或适用于非碰触式向转子组件传输电功率。尤其地，转子电压或转子电流经由功率传输设备传输给转子组件、尤其是转子。功率传输设备具有相对壳体固定的传输部分和相对转子固定的传输部分。尤其地，相对壳体固定的传输部分静止地布置在壳体上或壳体内。尤其地，相对转子固定的传输部分与转子组件抗相对转动地连接。在运行中，相对转子固定的传输部分以转子组件的转速转动，其中，尤其被构造为交变电流的转子电流从相对壳体固定的传输部分传输到相对转子固定的传输部分上。特别地，功率传输设备被构造为感应式的功率传输装置。
7、为此，相对壳体固定的传输部分具有初级芯体和初级线圈，并且相对转子固定的传输部分具有次级芯体和次级线圈。尤其地，初级线圈布置在初级芯体上，并且次级线圈布置在次级芯体上。初级线圈和次级线圈尤其径向上错开地布置。尤其地，初级线圈和次级线圈至少区段式或甚至是完全地同心布置在转子轴组件中。初级线圈和/或次级线圈尤其被构造为环形体，其中，初级芯体在初级线圈的内环区域中与初级线圈同轴和/或同心地布置，和/或次级芯体在次级线圈的外环区域中与次级线圈同轴和/或同心地布置。初级芯体和/或次级芯体可以由高磁导率材料(例如由铁氧体材料)构成，以便将磁阻保持得较低。
8、在本发明的范围内提出，电机具有穿引过转子组件的流体喷管，流体喷管被构造成用于和/或适用于向转子组件供应流体。流体喷管具有布置在功率传输设备之内的至少一个流体出口或刚好一个流体出口，从而流体流路延伸经过功率传输设备，以便对功率传输设备进行冷却。简而言之，流体经由流体入口优选轴向输送给流体喷管，并从流体喷管经由至少一个流体出口在功率传输设备内进行分配。流体可以是水基的和/或醇基的流体、尤其是冷却剂。对此替选地，流体可以被构造为油、尤其是传动装置油。流体的功能尤其是冷却转子组件和/或电机。替选或补充地，流体可以被构造成用于润滑转子组件和/或电机。原则上，流体出口可以相对于转动轴线在轴向方向上敞开。然而优选地，流体出口相对于转动轴线在径向方向上敞开。可选地，流体喷管可以具有布置在功率传输设备之内的至少一个另外的流体出口。至少一个另外的流体出口可以相对于转动轴线在周向方向上和/或在轴向方向上与流体出口错开地布置。尤其地，流体喷管同轴和/或同心地穿引过转子组件。尤其地，流体喷管相对于转子组件静止地和/或抗相对转动地布置在壳体中。优选地，流体喷管在两侧固定放置于壳体中和/或电机中。
9、本发明基于如下认识，即，功率传输设备、尤其是在他励同步马达的情况下，典型地布置在与传动装置(减速器)相反的侧上。为了防止过热和伴随的对功率传输设备的损害，必须对该功率传输设备进行冷却。因此提出，经由流体喷管向功率传输设备供应流体，优选是来自传动装置的传动装置油，以便对功率传输设备进行冷却。由于为了冷却转子组件反正都需要流体喷管，因此流体可以通过简单的方式从传动装置一侧运送向功率传输设备。因此优点在于，可以利用用于共同冷却功率传输设备和转子组件的冷却系统，而无需为功率传输设备整合单独的冷却系统。由此一方面可以降低了成本，且另一方面可以节省结构空间和重量。
10、在具体的设计方案中提出的是，相对转子固定的传输部分包括电子器件组件，电子器件组件被构造成将经由次级线圈接收到的转子电流、尤其是交变电流，转换成直流电流，并继续输送给转子组件的转子。尤其地，功率传输设备，优选是相对壳体固定的传输部分，为此与功率电子器件连接，功率电子器件被构造成用于向转子供应转子电压或转子电流，并向定子供应定子电压或定子电流。优选地，电子器件组件具有导体板或电路板以及开关元件、中间回路电容器和另外的电子和电部件，这些部件形成整流器电路或被构造成用于和/或适用于将交变电流转换为直流电流。
11、根据该设计方案设置的是，流体出口布置在电子器件组件中，和/或流体流路至少区段式延伸经过电子器件组件。尤其地，沿流体流路流动的流体与电子器件组件，优选是电子器件组件中的至少一个(尤其是对温度有严格要求的)组件处于直接热接触中，以便对该电子器件组件进行冷却或带走热量。优选地，流体至少部分地在一侧流经和/或绕流过电子器件组件。因此能够实现特别高效地冷却电子器件组件和可能对温度敏感的构件。
12、在具体的实现方案中设置的是，流体流路在功率传输设备之内被分成至少两个或正好两个子流路，其中，第一子流路延伸经过相对壳体固定的传输部分，并且第二子流路延伸经过相对转子固定的传输部分。简而言之，第一子流路用于冷却相对壳体固定的传输部分，而第二子流路用于冷却相对转子固定的传输部分。优选地，流体流路在电子器件组件之内被分成第一和第二子流路。在功率传输设备之内，第一子流路可以基本上和/或大部分相对于转动轴线在轴向方向上延伸，而第二子流路可以基本上和/或大部分相对于转动轴线在径向方向上延伸。优选地，第一和第二子流路单独和/或在流动技术上彼此分开地延伸穿过功率传输设备。原则上，在流经功率传输设备后，两个子流路可以一起从转子组件引导出来。替选地，在流经功率传输设备后，两个子流路也可以彼此分开地从转子组件引导出来。特别地，由于起作用的旋转的转子组件的反向心力、尤其是离心力，使得产生沿第一和/或第二子流路的体积流。因此实现了对功率传输设备、尤其是两个传输部分的简单且廉价的冷却。
13、在一个具体方案中设置的是，第一子流路在初级芯体与次级芯体之间和/或在初级线圈与次级线圈之间延伸，而第二子流路延伸经过电子器件组件。尤其地，在初级芯体与次级芯体之间和/或在初级线圈与次级线圈之间形成有环形空隙，第一子流路延伸经过该环形空隙和/或与第二子流路分开。原则上，第一和/或第二部子流路可以由功率传输设备的部件来限定和/或偏转和/或分出。替选或可选补充地，功率传输设备具有至少一个或正好一个流体导引元件，流体导引元件被构造成用于和/或适用于有针对性地偏转和/或分出流体流路或者说第一和/或第二子流路。因此，提出了一种对功率传输设备或两个传输部分的特别高效的冷却方式。
14、在一个改进方案中设置的是，至少一个流体出口被构造为喷嘴，以便目的明确地将流体导引向功率传输设备的至少一个或正好一个的对温度有严格要求的构件。在最简单的情况下，喷嘴可以由喷嘴孔或类似结构形成。优选地，流体经由喷嘴直接喷洒或喷溅到对温度有严格要求的构件上。例如，对温度有严格要求的构件是电子器件组件的部件、尤其是电路板、二极管和/或电线圈/感应线圈。由此可以以简单的方式实现对各个对温度有严格要求的或温度敏感的构件进行有针对性的流体输送，以便确保对其冷却。
15、在一个具体的实现方案中设置的是，转子组件具有容纳区域，容纳区域被构造成用于和/或适用于容纳功率传输设备。尤其地，转子组件具有用于容纳转子的转子轴区段和用于接驳传动装置的传动装置轴区段，其中，转子轴区段和传动装置轴区段抗相对转动地彼此连接，并共同限定了转动轴线。优选地，转子轴区段承载转子或转子体，而传动装置轴区段承载传动装置元件，如齿轮。特别优选的是，转子轴区段和传动装置轴区段分别被构造为空心轴，从而流体喷管可以完全穿引过转子轴区段和传动装置轴区段。特别优选地，转子轴区段具有容纳区域。原则上，转子轴区段和传动装置轴区段可以由共同的材料区段形成，优选是一体式地形成。替选地，转子轴区段和传动装置轴区段可以被构造为两个独立的至少抗相对转动地彼此连接的构件。特别地，转动轴线可以与传动装置的从动轴线平行和/或同向地取向。
16、根据该实现方案，容纳区域在轴向方向上通过安装止挡限界，其中，至少一个流体出口轴向在相对壳体固定的传输部分与安装止挡之间通入容纳区域。简而言之，流体喷管穿引过容纳区域，或区段式地利用轴向端部探伸到容纳区域中，以便经由至少一个流体出口向容纳区域输送流体。特别地，至少一个流体出口为此轴向在相对壳体固定的传输部分与相对转子固定的传输部分之间，优选是在初级芯体与电子器件组件之间通入。尤其地，相对转子固定的传输部分和转子组件、尤其是转子轴区段，在容纳区域内形状锁合(formschlüssig)和/或力锁合地(kraftschlüssig)、优选是抗相对转动地彼此连接。可选地，容纳区域相对于转动轴线在轴向反方向上通过限位止挡限界。优选地，相对转子固定的传输部分、尤其是次级芯体和电子器件组件相对于转动轴线轴向形状锁合地支撑在安装止挡和/或限位止挡上。安装止挡优选一体式地在转子轴区段中例如构成环绕的接片。然而替选地，安装止挡也可以构造为单独的构件，例如限位环。通过将流体出口布置在容纳区域内，可以让流体直接运送到容纳区域内，以便冷却周围的部件、尤其是电子器件组件。此外，通过将流体出口布置在两个传输部分之间可以确保对两个传输部分的均匀冷却。
17、在一个具体方案中设置的是，转子组件、尤其是转子轴区段，具有空腔，空腔在轴向反方向上通过安装止挡限界。流体喷管在此具有至少一个或正好一个通入空腔的另外的流体出口，从而另外的流体流路延伸经过空腔，以便对转子组件的转子进行冷却。尤其地，空腔被理解为环绕转动轴线的环形空间，环形空间径向在流体喷管与转子组件的、尤其是转子轴区段的内圆周之间形成。优选地，另外的流体出口相对于转动轴线在径向方向上敞开。原则上，另外的流体出口可以布置在空腔之内的任意的位置处。然而优选地，流体出口布置得靠近和/或邻近安装止挡，从而另外的流体流路至少区段式经过安装止挡地延伸到转子组件的、尤其是转子轴区段的内圆周。尤其地，另外的流体流路相对于转动轴线首先基本上在径向方向上沿安装止挡延伸，并随后基本上在轴向方向上或在轴向反方向上顺着内圆周延伸。优选地，流体流路和另外的流体流路通过安装止挡和/或电子器件组件彼此在流动技术上分开。通过另外的流体流路能够实现尤其高效地冷却整个转子组件。
18、在另外的具体方案中，功率传输设备、尤其是相对转子固定的传输部分，优选是电子器件组件，与安装止挡热耦合，其中，另外的流体流路区段式地沿安装止挡延伸，以便对安装止挡进行冷却。优选地，流体沿另外的流体流路从安装止挡旁导引经过以用于冷却和散热，由此实现了从安装止挡到流体的传热。尤其地，“热耦合”被如下这样理解：功率传输设备，特别是电路板，布置在容纳区域中，从而实现从电路板到安装止挡的传热。优选地，传热通过由于电子器件组件，特别是电路板与安装止挡之间的机械接触所导致的热传导的方式来实现。尤其地，安装止挡基本上相对于转动轴线在径向方向上和/或在转动轴线的径向平面中延伸，其中，电子器件组件、尤其是电路板面式地贴靠在安装止挡上。因此，提出了一种对功率传输设备、尤其是电子器件组件进行双侧冷却的方式，由此改善了冷却性能，并防止对温度有严格要求的构件、尤其是电子器件组件过热。
19、在另外的具体的设计方案中设置的是，安装止挡具有至少一个或正好一个、优选是中央的缺口，缺口通过功率传输设备，优选是电子器件组件，特别是电路板限界，其中，另外的流体流路经由缺口区段式地沿功率传输设备延伸，以便对功率传输设备进行冷却。优选地，流体沿另外的流体流路从功率传输设备，尤其是电路板旁导引经过，以用于冷却和散热，由此实现了从功率传输设备到流体的传热。特别地，另外的流体流路经由缺口区段式地延伸到电子器件组件的后侧、尤其是电路板的后侧。因此能够实现流体经由另外的流体流路到功率传输设备、尤其是电子器件组件的直接输送，由此进一步改善了冷却性能。
20、在本发明的另外的设计方案中设置的是，转子组件、优选是转子轴区段具有至少一个或正好一个用于使流体从容纳区域排出的流体开口和/或至少一个或正好一个用于使流体从空腔排出的另外的流体开口。尤其地，流体开口和/或另外的流体开口被布置和/或设计成使流体或流体流路和/或另外的流体流路经由各自的流体开口径向或基本上径向地导出或延伸。原则上，转子组件可以具有至少一个或正好一个用于第一和第二子流路的流体开口。然而替选地也可以设置的是，转子组件分别具有至少一个或正好一个用于第一和第二子流路的分开的流体开口。流体开口可以指向相同或不同取向。例如，用于第一子流路的流体开口可以在轴向方向上取向，而用于第二子流路的流体开口可以在径向方向上取向。特别地，转子组件具有多个流体开口和/或另外的流体开口，它们在圆周方向上均匀分布地布置。因此确保流体从容纳区域和空腔导出，从而产生基本上恒定的流体流，并防止流体积聚。由此一方面可以减少拖曳损失，并且另一方面可以改善对转子组件的冷却。
21、在一个改进方案中设置的是，壳体被划分为马达腔和传动装置腔，其中，至少一个流体开口在流动技术上将容纳区域与马达腔连接起来，和/或至少一个另外的流体开口在流动技术上将空腔与马达腔连接起来。尤其地，流体流路经由流体开口延伸到马达腔中，和/或另外的流体流路经由另外的流体开口延伸到马达腔中。简而言之，流体经由流体开口从转子组件导出或甩出到马达腔中，并随后被收集在马达腔和/或传动装置腔内。尤其地，流体被收集在马达腔和/或传动装置腔内，例如收集在油底壳内，其中，流体随后被再次提供给流体喷管。优选地，马达腔和传动装置腔为此在空间上和/或在流体技术上彼此连接。例如，马达腔和传动装置腔可以分别被构造为湿腔。由此，位于传动装置腔内的流体可以以简单且廉价的方式用于冷却或润滑整个转子组件以及位于马达腔内的另外的构件，如定子。
22、在另外的设计方案中设置的是，定子具有定子绕组，定子绕组具有布置在相反的端侧上的绕组头。至少一个流体开口被设计和/或布置成使得在转子组件旋转时由于离心力使流体被输送和/或能被输送给第一端侧上的绕组头。替选或可选补充地，至少一个流体开口被设计和/或布置成使得在转子组件旋转时由于离心力使流体被输送和/或能被输送给第二端侧上的绕组头。尤其地，流体开口布置在各自的端侧上和/或朝绕组头的方向和/或在轴向或径向方向上敞开和/或取向，从而在转子组件旋转时由于离心力使流体基本上在径向方向上或朝绕组头的方向甩出。由此，可以以简单的方式用来自容纳区域或空腔的流体实现绕组头冷却。
23、在一个具体的实现方案中设置的是，流体喷管在第一轴向端部处固定放置在壳体上并在第二轴向端部处固定放置在相对壳体固定的传输部分(优选是初级芯体)和/或壳体上，其中，流体入口布置在第一轴向端部处，尤其布置在功率传输设备的相反的轴向侧上。尤其地，流体入口用于输送来自传动装置腔的流体。壳体优选具有喷管容纳部，喷管的第一轴向端部、尤其是流体入口容纳在喷管容纳部中。优选地，初级芯体一方面抗相对转动地与壳体连接，并且另一方面容纳流体喷管的第二轴向端部。为此，初级芯体具有其中容纳有流体喷管的第二轴向端部的、另外的喷管容纳部。替选地，流体喷管可以穿引过初级芯体，其中，流体喷管的第二轴向端部直接容纳在壳体中，尤其是壳体盖中。为此，初级芯体可以具有用于让流体喷管穿引的喷管穿引部，并且壳体可以具有用于容纳流体喷管的第二轴向端部的另外的喷管容纳部。原则上，这些轴向端部可以有径向和/或轴向间隙地、尤其是以间隙配合的方式容纳在各自的喷管容纳部中。然而替选地，第一和/或第二轴向端部也可以在轴向和/或径向方向上无间隙地、优选是在轴向和/或径向方向上形状锁合和/或力锁合地容纳在各自的喷管容纳部中。特别地，第一轴向端部从传动装置侧的传动装置轴区段引导出来，并且第二轴向端部从转子侧的转子轴区段引导出来。因此，初级芯体具备双重功能，即除了传输转子电流的功能外，还具备作为用于支承或稳定化流体喷管的机械元件的功能。此外，通过将流体喷管容纳在初级芯体中，可以直接向该初级芯体供应流体并因此被特别高效地进行冷却。
24、在一个改进方案中设置的是，能向流体入口供应来自壳体、尤其是马达腔和/或传动装置腔的流体。原则上，可以经由被动式的流体供应部向流体入口供应来自从壳体的流体。被动式的流体供应部例如可以通过传动齿轮在传动装置油底壳中发生飞溅时的运送作用来实现。然而优选地，可以经由主动式的流体供应部向流体入口供应来自壳体的流体。主动式的流体供应部可以例如通过流体泵的运送作用来实现，流体泵从传动装置油底壳抽取流体。在此有利的是，只需要一种流体供应部用于输送流体通过电机。
25、本发明的另外的主题涉及一种具有前述权利要求中任一项的电机的车辆，其中，电机被构造为用于车辆的驱动马达。尤其地，驱动力矩被用作驱动车辆的主驱动力矩。车辆可以被构造为电动车辆或混合动力车辆。
1.用于车辆的电机(1)，所述电机具有：
2.根据权利要求1所述的电机(1)，其特征在于，所述相对转子固定的传输部分(16)包括电子器件组件(21)，所述电子器件组件被构造成将经由所述次级线圈(19)接收到的转子电流转换成直流电流并继续输送给所述转子组件(4)的转子(6)，其中，所述流体出口(33a)布置在所述电子器件组件(21)之内和/或所述流体流路(102a)至少区段式延伸经过所述电子器件组件(21)。
3.根据权利要求1或2所述的电机(1)，其特征在于，所述流体流路(102a)在所述功率传输设备(14)之内被分成至少两个子流路(103a、103b)，其中，第一子流路(103a)延伸经过所述相对壳体固定的传输部分(15)，并且第二子流路(103b)延伸经过所述相对转子固定的传输部分(16)。
4.根据权利要求2和3所述的电机(1)，其特征在于，所述第一子流路(103a)在所述初级芯体(17)与所述次级芯体(19)之间和/或在所述初级线圈(18)与所述次级线圈(20)之间延伸，而所述第二子流路(103b)延伸经过所述电子器件组件(21)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电机(1)，其特征在于，所述至少一个流体出口(33a)被构造为喷嘴，以便目的明确地将流体导引至所述功率传输设备(14)的至少一个对温度有严格要求的构件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电机(1)，其特征在于，所述转子组件(4)具有用于容纳所述功率传输设备(14)的容纳区域(27)，所述容纳区域在轴向方向上通过安装止挡(28)限界，其中，所述至少一个流体出口(33a)轴向在所述相对壳体固定的传输部分(15)与所述安装止挡(28)之间通入所述容纳区域(27)。
7.根据权利要求6所述的电机(1)，其特征在于，所述转子组件(4)具有空腔(38)，所述空腔在轴向反方向上通过所述安装止挡(28)限界，其中，所述流体喷管(13)的至少一个另外的流体出口(33b)通入所述空腔(38)，从而另外的流体流路(102b)延伸经过所述空腔(38)，以便对所述转子组件(4)的转子(6)进行冷却。
8.根据权利要求7所述的电机(1)，其特征在于，所述功率传输设备(14)与所述安装止挡(28)热耦合，其中，所述另外的流体流路(102b)区段式地沿着所述安装止挡(28)延伸，以便对所述安装止挡(28)进行冷却。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的电机(1)，其特征在于，所述安装止挡(28)具有至少一个缺口(29)，所述缺口通过所述功率传输设备(14)限界，其中，所述另外的流体流路(102b)经由所述缺口(29)区段式地沿着所述功率传输设备(14)延伸，以便对所述功率传输设备(14)进行冷却。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的电机(1)，其特征在于，所述转子组件(4)具有至少一个用于使流体从所述容纳区域(27)排出的流体开口(39a、39b)和/或至少一个用于使流体从所述空腔(38)排出的另外的流体开口(39c)。
11.根据权利要求10所述的电机(1)，其特征在于，所述壳体(2)被划分为马达腔(11)和传动装置腔(12)，其中，所述至少一个流体开口(39a、39b)在流动技术上将所述容纳区域(27)与所述马达腔(11)连接起来，和/或所述至少一个另外的流体开口(39c)在流动技术上将所述空腔(38)与所述马达腔(11)连接起来。
12.根据权利要求11所述的电机(1)，其特征在于具有带定子绕组的定子(7)，所述定子绕组具有布置在相反的端侧上的绕组头，其中，所述流体开口(39a、39b)被设计和/或布置成使得在所述转子组件(4)旋转时由于离心力使流体能被输送给第一端侧上的绕组头，和/或所述另外的流体开口(39c)被设计和/或布置成使得在所述转子组件(4)旋转时由于离心力使流体能被输送给第二端侧上的绕组头。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电机(1)，其特征在于，所述流体喷管(13)在第一轴向端部(13a)处固定放置在所述壳体(2)上，并在第二轴向端部(13b)处固定放置在所述相对壳体固定传输部分(15)和/或所述壳体(2)上，其中，在所述第一轴向端部(13b)上布置有流体入口(32)。
14.根据权利要求13所述的电机(1)，其特征在于，能向所述流体入口(32)供应来自所述壳体(2)的流体。
15.具有根据前述权利要求中任一项所述电机(1)的车辆，其特征在于，所述电机(1)被构造为用于车辆的驱动马达。
