Abstract
This study deals with the development, production, and use of a cost-optimised solution for the media-tight separation of the rotor chamber from the stator chamber for use in direct-cooled electric machines. This results in a considerable cost optimisation regarding existing liner concepts. In addition, the use of a liner, manufactured in a transfer moulding process, offers advantages because the electromagnetics are not influenced, as is the case with metallic liners. The liner is manufactured with the help of a thermoset plastic in a single stage moulding process. Due to the integral design, a wide variety of functional assemblies, such as the seal, the end plates, and the sealing surfaces, are reproduced in one plastic component, which means that there are no separation points, and no finishing work is required. This increases the tightness and insulation strength and reduces the production effort. By making ideal use of features of the sheet metal package, wall thicknesses of the liner of less than 0.8 mm can be achieved through form-fit connections. Another special feature is the elimination of demoulding bevels through a patented tool concept, which enables a constant air gap. In the experimental investigations, the suitability of the moulded liner for use in an electric machine is demonstrated. This includes the required mould technology and the special features of process control when dealing with cross-linking plastics.
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References
LIU, Mingda; LI, Yingjie; DING, Hao; SARLIOGLU, Bulent (2017–2017): Thermal management and cooling of windings in electrical machines for electric vehicle and traction application. In: 2017 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC). 2017 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC). Chicago, IL, USA, 6/22/2017–6/24/2017: IEEE, S. 668–673.
OECHSLEN, Stefan: Thermische Modellierung elektrischer Hochleistungsantriebe, Universität Stuttgart, Diss., 2018.
HUEBSCH, Jan David: Eine Auslegungsmethode für direkt einlaminierte Dichthülsen in elektrischen Antriebsmaschinen, Diss., 2020
LUX, Michael (2014): Vermessung, Modellierung und Regelung zweier lagerloser Motoren in metallischen Spaltrohren. 1st ed. Göttingen: Cuvillier Verlag.
STONE, G. C., BOULTER, E. A., CULBERT, I., and DHIRANI, H. (2004). Electrical insulation for rotating machines: design, evaluation, aging, testing, and repair (Vol. 21). John Wiley and Sons.
STONE, G. C.; WU, Rick (2009): Examples of stator winding insulation deterioration in new generators. In: 2009 IEEE 9th International Conference on the Properties and Applications of Dielectric Materials: IEEE, S. 180–185.
BRAUNBECK, F. & SCHMACK, T. (2021) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Statoreinrichtung für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine Antriebsmaschine eines Elektrofahrzeugs (DE10 2021 115 421.9). Deutsches Patent- und Markenamt.
BRAUNBECK, F. & SCHMACK, T. & BOYKE, M. (2021) Flüssigkeitsgekühlter elektrischer Kfz-Traktionsmotor-Stator (DE10 2021 115 453.7). Deutsches Patent- und Markenamt.
BRAUNBECK, F. & SCHMACK, T. (2021) Werkzeugzentralkern zum Kunststoff-Gießen einer Statorumspritzung für eine elektrische Traktionsmaschine (DE10 2021 123 237.6). Deutsches Patent- und Markenamt.
BRAUNBECK, F. & SCHMACK, T. (2021) Werkzeugsystem zum Kunststoff-Gießen einer Statorumspritzungg, Verfahren zum Kunststoff-Gießen mittels eines solchen Werkzeugsystems und eine mittels eines solchen Werkzeugsystems mit einer Statorumspritzung versehene Traktionsmaschine (DE10 2021 126 738.2). Deutsches Patent- und Markenamt.
BRAUNBECK, F. & SCHMACK, T. & DRIFTMEYER, M. (2021) Verfahren zur Herstellung einer Statoreinrichtung für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine Antriebsmaschine eines Elektrofahrzeugs (DE10 2021 124 085.9). Deutsches Patent- und Markenamt.
BRAUNBECK, F. (2022) Werkzeug, insbesondere Spritzwerkzeug zur Herstellung einer elektrischen Maschine (DE10 2022 128 604.5). Deutsches Patent- und Markenamt.
BRAUNBECK, F. & SCHMACK, T. (2022) Verfahren und Einrichtung zum Herstellen einer elektrischen Maschine (DE10 2022 130 109.5). Deutsches Patent- und Markenamt.
BRAUNBECK, F. & SCHAEDER, A. (2022) Fließspirale mit mehreren Kanalquerschnitten zur Bestimmung des rheologischen Verhaltens von Kunststoffen (DE10 2022 118 100.6). Deutsches Patent- und Markenamt.
SCHAEDER, André: Experimentelle Validierung einer Simulationsmethodik für den Einsatz von technischen Kunststoffen in elektrischen Hochleistungsantrieben., 2022.
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The author would like to thank André Schäder for his great support in generating the experimental data and improving the moulding liner.
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Braunbeck, F., Schmack, T., Reuss, HC. (2023). Manufacture of a Production-Optimised Liner for Direct Winding Cooling of an Electric Machine. In: Kulzer, A.C., Reuss, HC., Wagner, A. (eds) 23. Internationales Stuttgarter Symposium. ISSYM 2023. Proceedings. Springer Vieweg, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-42048-2_15
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