本发明涉及一种电机，该电机构造成凸极同步电机。此外，本发明涉及一种用于构造成凸极同步电机的电机的部件。此外，本发明涉及一种包括电机的机动车。最终，本发明涉及一种用于制造用于构造成凸极同步电机的电机的部件的方法，该部件形成定子或转子。
背景技术：
1、在凸极同步电机的壳体方面，壳体通常包围固定地布置的定子即不动件和可绕旋转轴线转动地支承的转子即转动件。如果凸极同步电机构造成内转子电机，则以转子的旋转轴线为基准，转子布置在径向上比定子更靠内的区域中。如果凸极同步电机构造成外转子电机，则以所述旋转轴线为基准，转子布置在径向上比定子更靠外的区域中。
2、凸极同步电机大多是直流激励的同步电机，在其中，为绕组通电以产生直流励磁场。与在其中转子即转动件具有其中容纳有绕组的纵向槽的全极电机相比，在凸极同步电机中，形成极靴的定子或转子的齿设置成用于缠绕绕组。凸极同步电机常常实现成内转子电机。如果在这种情况中凸极同步电机实现成外极式凸极电机，则齿布置在定子处。在实现成内极式凸极电机的凸极同步电机中，齿布置在转子处。
3、流过形成绕组的导线的电流引起绕组发热。因此，需要冷却绕组，其中，为了这个目的，例如引导冷却流体通过转子轴或通过转子的转子核心。例如，从de 20 2012 007 645u1或wo 2020/049 830a1中已知相应的系统。但这种类型的冷却方案，尤其是所谓的转子轴冷却是不利的，因为仅仅间接起到冷却作用。这意味着，热不是直接在其产生部位处，即，在绕组的区域中被传递到冷却流体上，而反之首先必须从绕组传递到转子轴或者转子核心处，由此，削弱了冷却作用。为了克服这种情况，从现有技术中已知的是，通过构造成空心导体的导线引导冷却流体以直接冷却绕组。如从de 10 2020 114 683 a1、de 10 2013 205506 a1、de 10 2017119 033a1、wo 2017/055 246a2、wo 2015/150 556a1、de 10 2013 205506 a1或us 3 821 569a中已知相应的系统。
技术实现思路
1、本发明的目的是，给出用于电机的改进方案，该电机具有这样的导线，即，该导线形成绕组并且可通过其空心横截面引导冷却流体。
2、根据本发明，在开头所述的类型的电机中，该目的通过以下方式实现，即，电机包括至少一个形成定子或转子的、且由多个部段拼合而成的部件，其中，部段中的至少两个分别具有至少一个沿着电机的径向延伸的齿和缠绕所述齿的绕组，其中，绕组由一个或多个导电的导线构成，其中，电机具有冷却系统，借助于该冷却系统可引导冷却流体通过所述一个导线或多个导线中的至少一个的空心横截面。
3、优选地，可借助于电机产生牵引力矩，该牵引力矩可通过机动车的动力传动系传递到机动车的车轮上。优选地，根据本发明的电机构造成内转子电机，其中，所述部件是转子，从而电机是内极式凸极电机。原则上，开头对凸极同步电机解释的方面也可以设置在根据本发明的电机中。优选地，冷却流体是气体，尤其是空气，或者特别优选地，冷却流体是冷却液，尤其是水或油。
4、通过本发明能够实现，即便在凸极同步电机中也实现被冷却流体穿流的导线的方案。即，在凸极同步电机中，通常通过以下方式构造绕组，即，例如借助于缠绕针用导线缠绕齿。但其前提是导线的弹性足够，因为由于齿布置成彼此相邻，可供用于引导缠绕针的结构空间非常有限。这造成，导线在缠绕过程时剧烈弯曲，以至于具有空心横截面的导线基本上不适合用于此。因此，具有空的横截面几何形状的导线通常具有过高的机械刚性，从而没有借助于缠绕针缠绕所需的可弯性。
5、这种与凸极同步电机的制造相关的问题通过部件的多体式或多件式结构得以克服。多件式能够实现，可以在将部件的部段拼合成最终的定子或转子之前，尤其是借助于缠绕针用导线缠绕齿。因为在这种状态中，齿尚未处于其最终的彼此相对位置中，为缠绕针提供更大的围绕相应的齿延伸的工具引导空间。在用导线缠绕齿之后，可以将部件的部段拼合，确切的说紧固在彼此处。为此，可设想焊接和/或钎焊和/或螺栓和/或铆接连接和/或相应的构件的彼此接合的齿部。部段可以由尤其是的薄片叠成的铁芯组成，其中，已拼合而成的部段优选地形成轭。
6、接下来，引入在根据本发明的电机中重要的空间方向定义。即，转子的转子轴以可绕旋转轴线转动的方式支承，该旋转轴线沿着电机的纵向延伸。径向垂直于纵向延伸。周向也垂直于径向。也就是说，绕旋转轴线旋转的点沿着周向运动。只要在没有具体的参考的情况下提到这些方向中之一，则该方向按照已经引入的与电机相关的定义。与部件相关的纵向、径向和周向相应于电机的纵向、径向和周向。
7、根据本发明规定，齿或齿的至少一个区段沿着径向延伸。以齿的径向或纵向为基准，绕组侧向地包围相应的齿。相应地，导线或绕组的纵向至少大部分垂直于径向延伸。
8、形成绕组的导线具有空心横截面。这意味着，导线在其内部具有冷却通道，该冷却通道沿着导线的纵向延伸并且在侧向封闭。导线的纵向和冷却通道的纵向相同。优选地，导线在其端部处，即，在其端面处，分别具有开口，开口分别形成冷却通道的入口或出口。冷却流体可以通过这些开口中的一个输送给导线并且通过相应的另一开口输出。
9、导线可导电，并且由此由导电的材料，例如金属如铜制成。导线的外横截面可以是圆的，尤其是椭圆形或正圆形的，或者是矩形的，尤其是具有倒圆的角部的矩形。这同样适用于导线的形成冷却通道的外横截面的内横截面。
10、在根据本发明的电机中可以规定，部段中的至少一个，尤其是部段中的每一个是扇形的。参考部件的已拼合而成的状态，沿着纵向视角，扇形的部段可以是圆形蛋糕块状，即，具有两个彼此成角度的侧向的外侧，该外侧与相邻部段的侧向外侧接触。描述部段的圆扇形的张角，即，在其侧向的外侧之间的角度优选地在所有部段中都相同，并且尤其是为60°。在这种情况中，部件由六个，优选地形状或构造相同的部段组成。侧向的外侧在径向内侧可以向彼此聚拢，或者通过相应的部段的内部的外侧彼此分离。侧向的外侧在径向外侧可以通过相应的部段的外部的外侧彼此分离。沿着纵向视角，内部的外侧和/或外部的外侧可以呈圆形地弯曲。
11、在根据本发明的电机中，附加或备选地可以规定，部段中的至少一个，尤其是部段中的每一个具有刚好一个齿。所述一个齿或者(如果相应的部段具有多个齿)多个齿可以沿着周向分散地布置在外部的外侧处。参考部件的已拼合的状态并且沿着纵向视角，所述多个齿可以形成星形的结构，在其中，这些齿尤其是沿着周向等距地布置。如果部段中的每个的张角为60°，并且部段中的每一个此外具有刚好一个齿，则部件包括刚好六个齿。在相邻的齿之间形成接纳槽，绕组的区段可以延伸穿过该接纳槽。
12、如果部件形成转子，则可以规定，部段沿着所述或一个沿着电机的纵向延伸且以能转动的方式支承的转子轴的周部布置。在此，部段沿着周向并排布置。部段的内部的外侧可以与转子轴接触并且尤其是被紧固在该处。部段的内部的外侧和转子轴的径向的外侧可以分别具有彼此接合确切的说彼此齿接合的齿部。优选地，齿部的纵向沿着径向延伸。优选地，齿部的宽度方向(沿着该宽度方向齿部的横截面保持不变)沿着纵向延伸。因此，为了装配，可以沿着纵向将部段装到转子轴上。为了将部段紧固在转子轴处，作为齿部的附加或备选，可以设置焊接和/或钎焊和/或螺栓和/或铆接连接。
13、转子轴可以通过至少一个轴承连结在壳体处，轴承尤其是为球轴承或滚动轴承。转子轴可以与电机的输入轴和/或输出轴耦联或者形成该输入轴和/或输出轴。相应地，转子轴的扭矩尤其是可通过该输入轴和/或输出轴传递到机动车的动力传动系上，和/或相反地传递。
14、优选地，齿分别具有包括纵梁和横梁的t形形状，其中，纵梁沿着径向延伸，其中，导线缠绕纵梁。参考已装配的状态，优选地规定，纵梁的纵向沿着径向延伸并且横梁的纵向沿着周向延伸。横梁可以在径向外侧弯曲，从而在齿的外面和定子或转子之间形成具有尤其是恒定宽度的气隙。齿实现极靴，该极靴导致借助于绕组产生的磁场向着气隙方向期望的、尤其是正弦形的场形状。
15、根据本发明，绕组可以由刚好一个连续的、即相对于其纵向无中断的导线构成。也可设想，绕组中的至少一个具有多个、相对于径向相叠地布置的绕组层组。绕组层组中的每一个都包括一个绕组层或多个相叠地布置的绕组层，其中，绕组层组分别由独立的导线构成。在该实施方式中，绕组包括多个导线，其中，导线确切的说绕组层组可以在电气方面彼此串联连接。
16、绕组层中的每一个分别沿着相应的齿的整个周部延伸，确切的说在侧向上完全包围齿。绕组层包括导线的至少一个缠绕圈，该缠绕圈360°地确切的说刚好完整地包围或绕齿一圈。如果绕组层具有多个缠绕圈，则相对于在径向上的视角，绕组层组可以具有垂直于径向的螺旋形的结构。此时，一个绕组层之内的缠绕圈布置成同心地环绕相应的齿。
17、形成绕组层组的导线可以具有输入侧端部区段和/或输出侧端部区段。端部区段可以包括相应的导线的端侧的端部或端面，从而冷却通道的入口布置在输入侧端部区段的区域中和/或冷却通道的出口布置在输出侧端部区段的区域中。以相应的齿或相应的绕组的纵向为基准，输入侧端部区段和/或输出侧端部区段可以侧向地从该绕组中伸出，用以简化或实现该绕组的流动的和/或电的接触。
18、可设想，根据本发明的电机具有至少一个流体输入连接部件，借助于该流体输入连接部件将至少两个绕组层组的导线的输入侧端部区段与一个或多个分别流动连接在导线上游的输入腔流动连接，使得绕组层组在流动方面并联连接。穿流输入腔的冷却流体在流体输入连接部件处被分成多个子流，这些子流被输送给不同的绕组层组。这些子流并非分别穿流整个绕组，而是仅仅穿流其一部分，即，相应的绕组层组，由此提升了冷却效果。流体输入连接部件可以由塑料或金属制成。
19、可设想，根据本发明的电机具有至少一个流体输出连接部件，借助于流体输出连接部件将至少两个绕组层组的导线的输出侧端部区段与一个或多个分别流动连接在导线下游的输出腔流动连接。冷却流体在穿流相应的绕组层组之后通过输出侧端部区段和流体输出连接部件输送给输出腔。穿流相应的绕组层组的子流在相应的流体输出连接部件中汇聚。流体输出连接部件可以由塑料或金属制成。
20、根据本发明的电机可以具有一个或多个供给部件，以电机的纵向为基准，该供给部件分别布置在绕组中的至少一个的旁边，其中，所述一个供给部件或多个供给部件中的至少一个构造成输入件并且具有所述一个输入腔或多个输入腔中的至少一个，或者其中，所述一个供给部件或多个供给部件中的至少一个构造成输出件并且具有所述一个输出腔或多个输出腔中的至少一个。供给部件可以是由金属或塑料制成的部件。流体输入连接部件和/或流体输出连接部件可以尤其是在形成卡锁连接的情况下被紧固在供给部件处。可设想，供给部件具有至少一个接纳开口，该接纳开口通入输入腔或输出腔中，其中，连接部件被插入该接纳开口中。优选地，不仅设置输入件而且设置输出件，其中，以纵向为基准，相应的绕组布置在输入件和输出件之间。
21、可设想，所述一个供给部件或多个供给部件中的至少一个构造成环形，并且布置成与形成转子的部件的所述或一个沿着纵向延伸且以能转动的方式支承的转子轴同心，其中，所述一个输入腔或多个输入腔中的至少一个和/或所述一个输出腔或多个输出腔中的至少一个构造成环形，并且布置成与转子轴同心。供给部件可以被紧固在所述部件处，尤其是在转子轴和/或齿处。可设想，输入腔流动连接在所有绕组的所有绕组层组上游，和/或输出腔流动连接在所有绕组的所有绕组层组下游。
22、优选地，电机具有一个或多个电连接部件，电连接部件分别将多个绕组中的一个的两个相邻的绕组层组的导线的端部区段相互连接，从而使绕组层组在电气方面串联连接。尽管在该实施方式中绕组并非具有一个连续的导线，而是具有多个导线，但至少借助于电连接部件相连接的绕组层组的导线由于其电的串联仍然形成电磁场线圈。在此有利的是，为了制造绕组，不必用唯一的、连续的即无中断的导线段缠绕齿，而是反之需相应地布置较短的导线段。由此，又进一步放大了以上结合电机的制造解释的本发明的优点。电连接部件可以由导电的材料，例如金属如铜制成。电连接部件可以由电绝缘的材料，例如塑料制成，并且具有导电的连接元件，借助于该连接元件实现相应的端部区段的电接触。
23、特别优选地规定，相应的绕组的所有成对相邻的绕组层组的导线的端部区段分别通过一个电连接部件相互连接，从而相应的绕组的所有绕组层组依次在电气方面串联连接。
24、特别优选地，设置至少一个公共连接部件，该公共连接部件形成所述一个流体连接部件或多个流体连接部件中的一个和所述一个电连接部件或多个电连接部件中的一个。在该实施方式中，公共连接部件设置成公共构件，该公共构件一方面实现所述一个电连接部件或多个电连接部件中的一个，另一方面实现所述一个流体连接部件或多个流体连接部件中的一个。
25、优选地，至少一个公共连接部件具有由导电材料制成的基体，该材料可以是金属，例如铜，其中，基体具有至少一个通道和/或至少一个腔，通过该通道或腔可引导冷却流体。在流动上，通道或腔布置在输入腔或输出腔和相应的导线之间。相应的端部区段可以与导电的基体碰触接触，从而通过基体实现电接触。
26、在冷却系统方面可以规定，冷却系统形成冷却回路，在该冷却回路中可借助于输送装置输送冷却流体。在该实施方式中，由输送装置使冷却流体以输送到绕组处并且再次返回的方式流通，并且由此进行循环。输送装置可以是冷却流体泵。在冷却系统中，可以集成用于冷却冷却流体的冷却设备，例如热交换器。
27、形成转子的部件的所述或一个沿着电机的纵向延伸且以能转动的方式支承的转子轴可以具有或限定至少一个输入通道和/或至少一个输出通道，其中，输入通道和/或输出通道至少局部地沿着转子轴的纵向延伸。输入通道可以从输送装置引导到所述一个具有空心横截面的导线或多个具有空心横截面的导线中的至少一个。输出通道可以从所述一个具有空心横截面的导线或多个具有空心横截面的导线中的至少一个引导到输送装置。输入通道和/或输出通道可以构造成在转子轴中的尤其是中心的纵向孔。输入通道和/或输出通道可以具有空心柱形的或套形的几何形状，并且在转子轴和转子轴布置或支承在其中的尤其是防转的转子轴套之间延伸。
28、冷却回路可以包括活动的区段和固定的区段。在活动的区段中，通过电机的旋转构件，尤其是通过转子引导冷却流体。在固定的区段中，通过位置固定地布置的电机构件，尤其是通过输送装置引导冷却流体。为了将冷却流体从固定的区段中转移到活动的区段中，可以借助于导入喷管将冷却流体引入输入通道中。为了将冷却流体从活动的区段转移到固定的区段中，冷却流体可以流过转子轴的至少一个横向孔和/或侧向开口。
29、此外，本发明涉及一种用于构造成凸极同步电机的电机的部件，其中，该部件形成定子或转子并且由多个部段拼合而成，其中，部段中的至少两个分别具有至少一个沿着电机的径向延伸的齿和缠绕所述齿的绕组，其中，绕组由一个或多个导电的导线构成，其中，可引导电机的冷却系统的冷却流体通过所述一个导线或多个导线中的至少一个的空心横截面。所有结合根据本发明的电机解释的优点和特征同样可转用到根据本发明的部件上，本且反之亦然。
30、此外，本发明涉及一种机动车，该机动车包括根据以上描述的电机。所有结合根据本发明的电机和根据本发明的部件解释的优点和特征同样可转用到根据本发明的机动车上，本且反之亦然。
31、电机可以与机动车的动力传动系相连接或者是动力传动系的部件，从而可将电机的扭矩传递到机动车的车轮上和/或相反地传递。具体地，转子或尤其是形成电机的输入轴和/或输出轴的转子轴与机动车的动力传动系耦联，从而将转子确切的说转子轴的旋转传递到动力传动系的部件上，并且相反地传递。除了驱动轴和车轮之外，动力传动系包括其他能够实现在电机和机动车的车轮之间的扭矩传递的部件，例如变速器和/或离合器和/或差速器等。对应本领域技术人员来说其细节已经众所周知，并且在这点上不再详细解释。
32、电机可以在驱动模式中运行，在驱动模式中，电机产生用于驱动机动车的牵引力矩。在该模式中，借助于电机将储存在机动车的电蓄能器中的电能转换成机动车的动能。从电机方面产生的、加速的或正的扭矩被传递到动力传动系上并且因此传递到车轮上。具体地，此时借助于储存在电蓄能器中的能量为绕组通电，由此从绕组方面感应出磁场。该磁场如此与电机的其他线圈或永磁体的磁场共同作用，使得产生转子的旋转以及进而正的扭矩。
33、电机可以在回收模式中运行，在回收模式中，电机产生用于制动机动车的减速力矩。在该模式中，借助于电机将机动车的动能转换成电能，该电能可储存在机动车的电蓄能器中和/或可用于运行机动车的电装置。为此，将在转子方面存在的、减速的或负的扭矩传递到动力传动系上并且通过动力传动系传递到车轮上。具体地，此时所述其他线圈或永磁体的磁场在绕组中感应出电流，其中，相应的电磁的相互作用引起负的扭矩，并且在绕组中感应出的电流例如可用于为电蓄能器充电。
34、最终，本发明涉及一种用于制造用于构造成凸极同步电机的电机的部件的方法，该部件形成定子或转子，其中，该部件由多个部段拼合而成，其中，部段中的至少两个分别具有至少一个沿着电机的径向延伸的齿，在拼合部段之前，用至少一个导电的导线缠绕所述齿以形成绕组，其中，可通过至少一个导线中的至少一个的空心横截面引导电机的冷却系统的冷却流体。所有结合根据本发明的电机、根据本发明的部件和根据本发明的机动车解释的优点和特征同样可转用到根据本发明的方法上，本且反之亦然。