Hybrid cooling of electric machines

Abstract

Combined cooling of electric machines are disclosed, for example, motors or generators, directly and by means of a water jacket. Particularly, it is provided an electric machine (100), comprising a housing (110), a water jacket (120) integrated in the housing (110) and a stator (130) accommodated in the housing (110) and comprising stator end windings (133) at a first axial end and a second axial end of the stator (130) and a plurality of channels (135) extending entirely through the stator (130) between the first axial end and the second axial end of the stator (130), wherein the plurality of channels (135) is configured and arranged for guiding a coolant towards the stator end windings (133). The water jacket (120) comprises an inlet (122) and an outlet (124) and a helical channel (128) connecting the inlet (122) with the outlet (124) and having a diameter larger than the diameter of the inlet (122) and the diameter of the outlet (124).

Description

HYBRID COOLING OF ELECTRIC MACHINESTECHNICAL FIELD

[0001] The present disclosure relates to an electric machine comprising a stator and, in particular, both direct cooling of components of the electric machine and cooling of components of the electric machine by means of a water jacket.BACKGROUND

[0002] Electric machines, in operation, need some cooling, particularly, cooling of the stators and stator end windings. According to a common approach, a cooling jacket is provided around the stator. The cooling jacket (typically, a copper or aluminum design) is shrunk-fit around the stator circumference such that the large surface area allows the coolant, typically water-glycol, to flow inside the channels of the cooling jacket to carry away heat. However, the cooling efficiency of a cooling jacket is not sufficient in high power applications.

[0003] For motors, for example, the stator design may be a slotted one such that it provides a seat for the windings, which are usually arranged in a three-phase configuration. The number of stator slots and the number of magnetic pole pairs are key parameters in determining the mechanical and electrical performance of a motor. A common stator cooling method is air cooling by means of radial ventilation channels axially formed in the stator allowing for simultaneous cooling of the stator and windings. However, air cooling suffers from a non-satisfying efficiency.

[0004] Direct cooling solutions for electric motors exist using oils or dielectric esters in contact with the heat source (for example, stator or rotor laminations and / or copper end windings) . Particularly, direct cooling of end windings of the art incorporates oil spraying or sloshing on the end windings. Such direct cooling solutions are more efficient than indirect cooling by means of cooling jackets. Direct oil cooling improves thermal efficiency due to the short thermal path from the heat source to the coolant. The drawback is the high pressure drop associated with oil cooling due to the viscosity of oil. Due to the inferiority of oil compared to water-glycol as a coolant medium, a relatively high oil flow rate is required for effective cooling.

[0005] In view of the above, there is still a need for increasing the cooling efficiency of means designed for cooling electric machines.SUMMARY

[0006] In view of the above, it is an objective underlying the present application to provide techniques for reliably and efficiently cooling components of an electric machine, particularly, a motor or a generator comprising a stator.

[0007] The foregoing and other objectives are achieved by the subject matter of the independent claims. Further implementation forms are apparent from the dependent claims, the description and the figures.

[0008] According to a first aspect, it is provided an electric machine comprising a (stator) housing, a water jacket (cooling jacket) integrated in the housing and a stator accommodated in the housing. The stator comprises stator end windings (for example, made of copper) at a first axial end and a second axial end of the stator and a plurality of (stator) channels extending entirely through the stator between the first axial end and the second axial end of the stator. The plurality of channels is configured and arranged for guiding a coolant (for example, oil or a dielectric ester) towards the stator end windings. The water jacket comprises an inlet (a water jacket inlet) and an outlet (a water jacket outlet) and a helical (water jacket) channel connecting the inlet with the outlet and having a diameter larger than the diameter of the inlet and the diameter of the outlet. The water jacket may be particularly designed for cooling the stator core (back iron) by transferring heat to a coolant, for example, water-glycol, flowing through the helical channel and the stator channels may be particularly designed for cooling the stator end windings.

[0009] By the combined (hybrid) cooling technique comprising cooling by means of the water jacket and the plurality of channels extending entirely through the stator between the first axial end and the second axial end of the stator efficient cooling of both the stator core and the stator end windings can be provided. Particularly, the pressure drop  and flow rate of the coolant between the inlet and the outlet of the water jacket is reduced as compared to the art due to the widened helical channel and, therefore, the cooling efficiency and uniformity can be significantly increased.

[0010] According to an implementation, each of the plurality of channels extending entirely through the stator is curved or bent such that end portions of the channel are radially offset with respect to a middle portion of the channel. As compared to channels running straight parallel to the longitudinal axis of the stator (as known in the art) , some turbulence of the coolant flowing through the stator channels can be generated and, thus, the heat transfer coefficient and cooling efficiency may be increased. According to an example, the stator channels have helical longitudinal axes.

[0011] Particularly, a smaller number of channels as compared to the art may be needed to achieve efficient stator cooling during operation of the electric machine and, thus, the pressure drop across the electric machine can be reduced and the lamination mass and overall performance of the electric machine can be increased. At the end portions of the stator channels the coolant can be sprayed in a wide coverage range to stator end windings for efficiently cooling the same.

[0012] According to another implementation, the stator comprises a stack of stator laminations and the plurality of channels extending entirely through the stator is formed through the stack of stator laminations. By laminating the stator core, eddy currents can be significantly reduced and hysteresis loss can be minimized. Particularly, for a laminated stator core the curved or bent structure of the stator channels may be realized by offsetting individual laminations with their respective openings at different sections. The combination of the lamination design and curved or bent channels may result in a particular reliable operation of high efficiency electric machines due to efficient combined cooling by the stator channels and the water jacket.

[0013] According to another implementation, at least pairs of channels of the plurality of channels extending entirely through the stator are intertwined with each other. Particularly, a portion of the coolant that exits one of individual twinned channels may interact with another portion of the coolant that exits another one of the individual twinned channels when the coolant exits the channels at the axial ends of the stator and this interaction may result in a larger spray area and thus, more coverage of the stator end windings stator to be cooled by the coolant for a more efficient cooling of the stator end winding as compared to the art.

[0014] According to another implementation, the channels of the plurality of channels extending entirely through the stator comprise (stator channel) outlets that are angled with respect to a longitudinal axis of the stator extending from the first axial end to the second axial end of the stator. The angled outlets might be advantageous in terms of a large spray area and, therefore, efficient cooling of the stator end windings.

[0015] According to another implementation, the electric machine according to the first aspect or any of the above-described implementations thereof further comprises a coolant inlet connected to each of the plurality of channels extending entirely through the stator and configured for supplying a coolant from outside of the stator to the plurality of channels extending entirely through the stator wherein the coolant inlet is orientated substantially perpendicular to a longitudinal axis of the stator extending from the first axial end to the second axial end of the stator and substantially perpendicular to a longitudinal axis of the helical channel of the water jacket. The water jacket channel may be designed to allow a coolant to enter the stator lamination (separated from the water jacket by the housing wall) through the middle of the electric machine and to be distributed to both longitudinal (axial) extremities of the stator lamination. Such a configuration and arrangement of the coolant inlet may allow for reducing the axial length of the electric machine compared to the art. Particularly, the coolant inlet can be arranged centrally along the longitudinal axis between the inlet and the outlet of the water jacket.

[0016] According to another implementation, the electric machine according to the first aspect or any of the above-described implementations thereof further comprises a radial distributor (reservoir) connected to the coolant inlet and the plurality of channels extending entirely through the stator, wherein the radial distributor is configured and arranged such that the coolant inlet supplies the coolant from outside of the stator to the plurality of channels extending entirely through the stator through the radial distributor. By means of the distributor the coolant can be efficiently supplied to the stator channels for guiding it to both longitudinal extremities of the stator. Particularly, at least one of the coolant  inlet and the radial distributor may be centrally arranged along the longitudinal axis of the stator extending from the first axial end to the second axial end of the stator.

[0017] According to another implementation, the inlet and outlet of the water jacket are orientated substantially perpendicular to a longitudinal axis of the stator extending from the first axial end to the second axial end of the stator and substantially perpendicular to a longitudinal axis of the helical channel of the water jacket. Thus, the coolant flowing through the water jacket can be conveniently supplied to and removed from the helical channel in a space saving manner.

[0018] According to another implementation, the plurality of channels extending entirely through the stator is radially offset from the helical channel of the water jacket. By this configuration it can be ensured that the substantial part of the electric machine is efficiently cooled by convection.

[0019] According to another implementation, the helical channel of the water jacket comprises turbulator bumps arranged on an inner surface of the helical channel and extending in a substantially radial direction. Provision of such turbulator bumps may increase the heat transfer by the generation of turbulence in the coolant flow.

[0020] According to another implementation, turbulence is generated in the coolant flow through the helical channel of the water jacket by the coolant inlet connected to each of the plurality of channels extending entirely through the stator. In this implementation, this inlet is arranged such that it substantially perpendicularly extends through a portion of the helical channel of the water jacket. Thus, the coolant inlet forms an obstacle for the coolant flow through the helical channel and at the surface of this obstacle turbulence is generated.

[0021] According to another implementation, the electric machine according to the first aspect or any of the above-described implementations thereof further comprises at least one of retention sleeves and overmolds arranged around the stator end windings. By means of the retention sleeves or overmolds it can be ensured that the stator end windings are flooded in coolant sprayed onto them from the outlets of the stator channels.

[0022] According to another implementation, the electric machine according to the first aspect or any of the above-described implementations thereof further comprises a rotor arranged in a central space encompassed by the stator, a rotor shaft configured for rotating the rotor and comprising a rotor shaft channel extending along a longitudinal axis of the rotor shaft, at least one of retention sleeves and overmolds arranged around the stator end windings, draining means configured for draining coolant collected by the at least one of the retention sleeves and overmolds, and supply means connected to the draining means and configured for supplying the coolant drained by the draining means to the rotor shaft channel for cooling of the rotor.

[0023] The draining means may comprise orifice outlets comprised in end plates of the electric machine. Coolant can be redirected from the orifice outlets to the rotor shaft channel for cooling of the rotor by the supply means (for example, comprising suitably arranged pipes) . According to this implementation, windage and drag losses associated with the coolant being in contact with the rotor in operation is removed as the coolant is collected around the stator end windings and redirected through the end plates which may improve the overall efficiency of the electric machine, particularly, when the rotor is operated at relatively high rotation speeds. Further, performance of the electric machine may be further increased by the additional rotor cooling.

[0024] According to another implementation, the electric machine according to the first aspect or any of the above-described implementations thereof is one of a motor and a generator. Particularly, the electric machine according to the first aspect or any of the above-described implementations thereof may be a permanent magnetic synchronous motor. The disclose hybrid cooling techniques may particularly suitable for application to a high power permanent magnetic synchronous motor.

[0025] According to a second aspect, it is provided a powertrain comprising the electric machine according to the first aspect or any of the above-described implementations thereof and at least one of a power electronics module mounted on the housing and a gearbox connected to the electric machine. In such an integrated powertrain where the housing is in thermal contact with the power electronics module and / or the gearbox the above-described variants of the hybrid cooling can be suitably employed leading to an increase in overall power density of the powertrain and thermal decoupling of the differing heat sources involved. When the housing is shared by the electric machine and the power  electronics module / gearbox the housing can be used as a heat sink for the power electronics module / gearbox due to the efficient hybrid cooling techniques disclosed herein.

[0026] Details of one or more embodiments are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features, objects, and advantages will be apparent from the description, drawings, and claims.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0027] In the following, embodiments of the present disclosure are described in more detail with reference to the attached figures and drawings, in which:

[0028] Figure 1 is a block diagram that illustrates an electric machine comprising a water jacket integrated in a stator housing of the electric machine and a stator comprising coolant channels according to an embodiment.

[0029] Figures 2 to 5 illustrate a water jacket comprising a helical channel integrated in a stator housing of an electric machine and comprising an inlet and an outlet as well as a stator comprising coolant channels and a coolant inlet.

[0030] Figure 6 is a block diagram that illustrates an electric machine comprising a water jacket integrated in a stator housing of the electric machine, a stator comprising coolant channels and a rotor comprising a rotor shaft wherein a rotor shaft channel is formed according to another embodiment.

[0031] Figure 7 is a block diagram illustrating a powertrain according to an embodiment.

[0032] DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

[0033] Herein, techniques for hybrid cooling of components of an electric machine are provided wherein the hybrid cooling is based on a water jacket integrated in the stator housing of a stator of the electric machine and coolant channels formed in the stator.

[0034] Figure 1 is a block diagram showing components of an electric machine 100 according to an embodiment. The electric machine 100 may be a generator or a motor, for example, an electric motor designed for driving a vehicle. Particularly, the electric machine 100 may be a high power density electric motor or a Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSM) .

[0035] The electric machine 100 comprises a (stator) housing 110 and a water jacket 120 integrated in the housing 110. The housing 110 accommodates a stator 130 and a rotor 140. The water jacket 120 comprises an inlet (a water jacket inlet) and an outlet (a water jacket outlet) and a helical (water jacket) channel connecting the inlet with the outlet and having a diameter larger than the diameter of the inlet and the diameter of the outlet. The water jacket may consist of or comprise a copper or aluminum material and it may be particularly designed for cooling the stator core (back iron) by transferring heat to a coolant, for example, water-glycol, flowing circumferentially around the stator 130 through the helical channel. The asymmetry with respect to the diameters of the inlet, outlet and the helical channel with constricted inlet and outlet and wider helical channel 128 reduces the pressure drop and flow rate of the coolant between the inlet and the outlet of the water jacket due to the widened helical channel and, therefore, the cooling efficiency and uniformity can be significantly increased.

[0036] The water jacket 120 with its inlet, outlet and helical channel can be part of a coolant circuit that further comprises a pump for circulating the coolant from the outlet to the inlet of the water jacket 120. The coolant circuit may further comprise some heat exchanging means for removing heat from the coolant after the coolant passed the outlet of the water jacket 120.

[0037] The stator 130 comprises a plurality of channels 135 extending entirely through the stator 130 between a first axial end and a second axial end of the stator 130. The plurality of channels 135 is configured and arranged for guiding a coolant through the stator 130 for stator cooling and, particularly, for cooling of stator end windings 133 provided at the first axial end and second axial end of the stator 130.

[0038] The stator end winding is the part of the winding that protrudes axially from the stator 130. The front and rear-end windings at the first axial end and the second axial end of the stator 130, respectively, are typically surrounded by air and are significant sources of heat and, therefore, require sufficient cooling. The channels 135 penetrate through  the stator 130 and at their ends / outlets the coolant is sprayed towards the stator end windings 133 for cooling the same. The channels 135 may have substantially elliptical or circular cross-sectional shapes.

[0039] The combined (hybrid) cooling technique comprising cooling by means of the water jacket 120 and the plurality of stator channels 135 provides efficient cooling of both the stator core of the stator 130 and the stator end windings 133. By provision of the water jacket 120 the flow rate of the coolant flowing through the channels 135 and, thus, the resulting pressure drop can be reduced.

[0040] The stator 130 may encompass a central space configured for accommodating the rotor 140 of the electric machine 100. The stator 130 may comprise a plurality of (stator) laminations (disc-shaped laminated plates made of metal, for example, steel) and, in this case, the channels 135 channels are formed through the stator laminations. The channels 135 may be formed through the stator laminations by laser cut or chemically etched by offsetting individual laminations at different sections. The rotor 140 may also comprise a plurality of (rotor) laminations.

[0041] The coolant can be supplied to the channels from some coolant reservoir with or without some pumping mechanism. The coolant may be or comprise oil or a dielectric ester, for example. It may exhibit high electrically highly insulating properties and may be designed to be stable at relatively high temperatures in the range of 100 ℃ to 300 ℃, for example.

[0042] Figures 2 to 5 illustrate details of hybrid cooling techniques according to embodiments. The components shown in Figures 2 to 5 may be the corresponding components of the electric machine 100 shown in Figure 1 and the electric machine 100 shown in Figure 1 may comprise the components shown in Figures 2 to 5.

[0043] According to the examples shown in Figures 2 to 5, a (stator) housing 110 of an electric machine includes a water jacket 120 comprising a helical channel 128 and comprising an inlet 122 and an outlet 124 extending through the wall of the housing 110. The diameter of the helical channel 128 is larger than both the diameter of the inlet 122 and the diameter of the outlet 124. Turbulator bumps may be provided on an inner surface of the helical channel 128 to generate turbulence in the coolant flowing through the helical channel 128 in order to increase the heat coefficient of the same. The turbulator bumps may have teardrop shapes, for example.

[0044] A stator 130 comprises (stator coolant) channels 135 connected to a coolant inlet 137. The arrows in Figure 2 indicate the flow directions of the coolant used in the water jacket 120 and the coolant supplied to the channels 135, respectively. In the shown example, the water jacket inlet 122 and outlet 124 are arranged on the same side of the housing 110 as the coolant inlet 137. The coolant inlet 137 is longitudinally (i.e., along a Cartesian (z-) axis perpendicular to the Cartesian horizontal (x-and y-) axes indicated by the arrows in Figure 5) centrally arranged between the water jacket inlet 122 and the water jacket outlet 124. The coolant (for example, water-glycol) flowing through the helical channel 128 of the water jacket 120 and the coolant (for example, oil or a dielectric ester) flowing through the channels 135 are not in mechanical contact with each other. According to embodiments, the coolant inlet 137 extends substantially perpendicularly through a portion of the helical channel 128 of the water jacket 120 to generate turbulence in the coolant flowing through the helical channel 128 in order to increase the heat coefficient of the same.

[0045] Coolant entering the coolant inlet 137 is distributed to the channels 135 by means of a radial distributor 139. The radial distributor 139 may be orientated substantially parallel to the helical channel 128 of the water jacket 120 for heat exchange between the coolants. The coolant enters the channels 135 from the radial distributor 139 at middle portions 135m of the channels 135 and leaves the channels 135 at end portions 135e of the channels 135 (see Figure 3) to be sprayed towards stator end windings. The channels 135 are curved or bent such that the longitudinal end portions 135e of each channel 135 are radially offset with respect to the middle portion 135m of the channel 135. Some turbulence increasing the heat coefficient of the coolant can be generated by the curves / bents. Further, individual channels may be intertwined with each other forming bundles of at least pairs of channels 135 as shown in Figures 2 and 4. Individual channels 135 of the bundles may interact in spraying the coolant towards the stator end windings.

[0046] In particular, the channels 135 may comprise outlets that are angled with respect to a longitudinal axis of the stator 130 and / or with respect to each other. For example, the outlets of channels 135 of a bundle of channels 135 are angled with respect to each other. Angled channel outlet terminations may remove any need for an attachment of an  additional nozzle conventionally used to improve coolant coverage area and velocity. This reduces the overall system cost, weight and potential fault modes.

[0047] As can be seen from Figures 3 and 5 the channels 135 may not be arranged in a predefined perimeter region of the stator 130 in order to maximize the contact area between the housing 110 and stator 130 and, thereby, the heat transfer between these components. The channels 135 may be located directly above the stator slots 130s and / or teeth 130t (see Figure 5) and close to the stator end windings to increase the spray velocity for a lower winding temperature and improved heat transfer.

[0048] Figure 6 is a block diagram that illustrates an electric machine 100 comprising a water jacket 120 integrated in a (stator) housing 110 of the electric machine 100, a stator 130 comprising stator end windings 133 and coolant channels 135 and a rotor 140 comprising a rotor shaft 145 wherein a rotor shaft channel 149 is axially formed according to another embodiment. The electric machine 100 may be a generator or a motor, for example, an electric motor designed for driving a vehicle. Particularly, the electric machine 100 may be a high power density electric motor or a Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSM) . The components shown in Figures 2 to 5 may be the corresponding components of the electric machine 100 shown in Figure 6 and the electric machine 100 shown in Figure 6 may comprise the components shown in Figures 2 to 5.

[0049] The water jacket 120 comprises an inlet (a water jacket inlet) and an outlet (a water jacket outlet) and a helical (water jacket) channel connecting the inlet with the outlet and having a diameter larger than the diameter of the inlet and the diameter of the outlet. The water jacket may consist of or comprise a copper or aluminum material and it may be particularly designed for cooling the stator core (back iron) by transferring heat to a coolant, for example, water-glycol, flowing circumferentially around the stator 130 through the helical channel. The asymmetry with respect to the diameters of the inlet, outlet and the helical channel reduces the pressure drop and flow rate of the coolant between the inlet and the outlet of the water jacket due to the widened helical channel and, therefore, the cooling efficiency and uniformity can be significantly increased.

[0050] The water jacket 120 with its inlet, outlet and helical channel can be part of a coolant circuit that further comprises a pump for circulating the coolant from the outlet to the inlet of the water jacket 120. The coolant circuit may further comprise some heat exchanging means for removing heat from the coolant after the coolant passed the outlet of the water jacket 120.

[0051] The stator 130 comprises a plurality of channels 135 extending entirely through the stator 130 between a first axial end and a second axial end of the stator 130. The plurality of channels 135 is configured and arranged for guiding a coolant through the stator 130 for stator cooling and, particularly, for cooling of stator end windings 133 provided at the first axial end and second axial end of the stator 130. The channels 135 penetrate through the stator 130 and at their ends / outlets the coolant is sprayed towards the stator end windings 133 for cooling the same. The channels 135 may have substantially elliptical or circular cross-sectional shapes.

[0052] The stator 130 may encompass a central space configured for accommodating the rotor 140 of the electric machine 100. The stator 130 may comprise a plurality of (stator) laminations (disc-shaped laminated plates made of metal, for example, steel) and, in this case, the channels 135 channels are formed through the stator laminations. The channels 135 may be formed through the stator laminations by laser cut or chemically etched by offsetting individual laminations at different sections. The rotor 140 may also comprise a plurality of (rotor) laminations.

[0053] The coolant can be supplied to the channels from some coolant reservoir with or without some pumping mechanism. The coolant may be or comprise oil or a dielectric ester, for example. It may exhibit high electrically highly insulating properties and may be designed to be stable at relatively high temperatures in the range of 100 ℃ to 300 ℃, for example.

[0054] The broken arrows in Figure 6 indicate the flow of the coolant provided for cooling the stator end windings 133. The coolant enters a coolant inlet formed in the housing 110. For example, the coolant is supplied by means of a coolant pump from a coolant reservoir arranged outside the housing 110. The coolant is distributed within the stator 130 to the individual channels 135 and expelled from outlets of the channels 135 towards the stator end windings 133.

[0055] Different from the embodiment shown in Figure 1, retention sleeves or overmolds 150 are provided around the stator end windings 133. By means of the retention sleeves or overmolds 150 it can be ensured that the stator end windings 133 are flooded in coolant sprayed onto them from the outlets of the stator channels 135 and that the rotor 140 is kept substantially free off that coolant.

[0056] Further, the coolant can be drained from the retention sleeves or overmolds 150 by appropriate draining means 160 that may comprise orifice outlets comprised in end plates of the electric machine 100 and the drained coolant may be redirected to the rotor shaft channel 149 for cooling of the rotor 140 by supply means 170 (for example, comprising suitably arranged pipes) . The performance of the electric machine 100 may be further increased by the additional rotor cooling.

[0057] The hybrid cooling techniques disclosed herein are suitable for cooling integrated powertrains wherein different components are arranged that close to each other that they are in thermal contact with each other. Provision of integrated, close-proximity coupled units with a unified chassis improves the overall density of the powertrain whilst reducing the space demands. However, the thermal contact of individual components poses the problem of thermal imbalance within the powertrain.

[0058] According to an embodiment, it is provided a powertrain 1000 as illustrated in Figure 7. The powertrain 1000 might be used in a vehicle and comprises an electric machine with a housing 110 wherein a water jacket 120 is integrated. For example, the powertrain 1000 comprises the electric motor 100 with the housing 110 and the water jacket 120 illustrated in Figure 1 or Figure 6. Further, the powertrain 1000 comprises a power electronics module 200 (for example, comprising an onboard charger or an inverter) mounted on the housing 110 and a gearbox 300 connected with the electric machine (for example, electric motor) . In such a configuration, in the art the sensitive power electronics module 200 would inevitably be heated by the (housing 110 of the) electric machine. However, by employment of the hybrid cooling techniques provided herein, in particular, the asymmetric water jacket, the electric machine and the housing 110 are effectively cooled and, therefore, the housing 110 can represent a heat sink for both the power electronics module 200 and the gearbox 300 or any other heat source component that is in thermal contact with the housing 110.

[0059] All previously discussed embodiments are not intended as limitations but serve as examples illustrating features and advantages of the invention. It is to be understood that some or all of the above-described features can also be combined in different ways.

Claims

1.An electric machine (100) , comprising:a housing (110) ;a water jacket (120) integrated in the housing (110) ; anda stator (130) accommodated in the housing (110) and comprising stator end windings (133) at a first axial end and a second axial end of the stator (130) and a plurality of channels (135) extending entirely through the stator (130) between the first axial end and the second axial end of the stator (130) , wherein the plurality of channels (135) is configured and arranged for guiding a coolant towards the stator end windings (133) ; and whereinthe water jacket (120) comprises an inlet (122) and an outlet (124) and a helical channel (128) connecting the inlet (122) with the outlet (124) and having a diameter larger than the diameter of the inlet (122) and the diameter of the outlet (124) .2.The electric machine (100) according to claim 1, wherein each of the plurality of channels (135) extending entirely through the stator (130) is curved or bent such that end portions (135e) of the channel (135) are radially offset with respect to a middle portion (135m) of the channel (135) .3.The electric machine (100) according to claim 1 or 2, wherein the stator (130) comprises a stack of stator laminations and the plurality of channels (135) extending entirely through the stator (130) is formed through the stack of stator laminations.4.The electric machine (100) according to any of the preceding claims, wherein at least pairs of channels (135) of the plurality of channels (135) extending entirely through the stator (130) are intertwined with each other.5.The electric machine (100) according to any of the preceding claims, wherein the channels (135) of the plurality of channels (135) extending entirely through the stator (130) comprise outlets that are angled with respect to a longitudinal axis of the stator (130) extending from the first axial end to the second axial end of the stator (130) .6.The electric machine (100) according to any of the preceding claims, further comprising:a coolant inlet (137) connected to each of the plurality of channels (135) extending entirely through the stator (130) and configured for supplying a coolant from outside of the stator (130) to the plurality of channels (135) extending entirely through the stator (130) ; and whereinthe coolant inlet (137) is orientated substantially perpendicular to a longitudinal axis of the stator (130) extending from the first axial end to the second axial end of the stator (130) and substantially perpendicular to a longitudinal axis of the helical channel (128) of the water jacket (120) .7.The electric machine (100) according to claim 6, wherein the coolant inlet (137) is arranged centrally along the longitudinal axis between the inlet (122) and the outlet (124) of the water jacket (120) .8.The electric machine (100) according to claim 6 or 7, further comprising a radial distributor (139) connected to the coolant inlet (137) and the plurality of channels (135) extending entirely through the stator (130) , wherein the radial distributor (139) is configured and arranged such that the coolant inlet (137) supplies the coolant from outside of the stator (130) to the plurality of channels (135) extending entirely through the stator (130) through the radial distributor (139) .9.The electric machine (100) according to claim 8, wherein at least one of the coolant inlet (137) and the radial distributor (139) is centrally arranged along the longitudinal axis of the stator (130) extending from the first axial end to the second axial end of the stator (130) .10.The electric machine (100) according to any of the preceding claims, wherein the inlet (122) and outlet (124) of the water jacket (120) are orientated substantially perpendicular to a longitudinal axis of the stator (130) extending  from the first axial end to the second axial end of the stator (130) and substantially perpendicular to a longitudinal axis of the helical channel (128) of the water jacket (120) .11.The electric machine (100) according to any of the preceding claims, wherein the plurality of channels (135) extending entirely through the stator (130) is radially offset from the helical channel (128) of the water jacket (120) .12.The electric machine (100) according to any of the preceding claims, wherein the helical channel (128) of the water jacket (120) comprises turbulator bumps arranged on an inner surface of the helical channel (128) .13.The electric machine (100) according to any of the claims 6 to 9 or any of the claims 10 to 12 in combination with any of the claims 6 to 9, wherein the coolant inlet (137) extends substantially perpendicularly through a portion of the helical channel (128) of the water jacket (120) .14.The electric machine (100) according to any of the preceding claims, further comprising at least one of retention sleeves (150) and overmolds (150) arranged around the stator end windings (133) .15.The electric machine (100) according to any of the claims 1 to 13, further comprising:a rotor (140) arranged in a central space encompassed by the stator (130) ;a rotor shaft (145) configured for rotating the rotor (140) and comprising a rotor shaft channel (149) extending along a longitudinal axis of the rotor shaft (145) ;at least one of retention sleeves (150) and overmolds (150) arranged around the stator end windings (133) ;draining means (160) configured for draining coolant collected by the at least one of the retention sleeves (150) and overmolds (150) ; andsupply means (170) connected to the draining means (160) and configured for supplying the coolant drained by the draining means (160) to the rotor shaft channel (149) for cooling of the rotor (140) .16.The electric machine (100) according to any of the preceding claims, wherein the electric machine (100) is one of a motor and a generator.17.The electric machine (100) according to claim 16, wherein the electric machine (100) is a permanent magnetic synchronous motor.18.Powertrain (1000) , comprising:the electric machine (100) according to any of the preceding claims; andat least one of a power electronics module (200) mounted on the housing (110) and a gearbox (300) connected to the electric machine (100) .

Images