In dieser Arbeit werden die Konstruktionsprozesse einer elektrischen Maschine mit einem hohen Leistung-Masse-Verhältnis und hohen Leistung-Volumen-Verhältnis über eine intensivierte Wassermantelkühlung für den DE-REX-Antriebsstrang vorgestellt. Für eine hohe Leistungsdichte wurde eine 6-polige innenliegende permanentmagnetische Synchronmaschine mit einer Dauerleistung von 24 kW und einer maximalen Kurzzeitleistung von 48 kW (30 s, Überlast) bei der Nenndrehzahl von 4167 /min ausgelegt. Die elektrische Maschine dreht bis zu einer Höchstdrehzahl von 10000 /min mit Feldschwächungssteuerung, um die geforderte Fahrzeug-Höchstgeschwindigkeit von 180 km/h im Hybridbetrieb zu erreichen. Am Institut für Elektrische Energiewandlung der TU Darmstadt wurden ein Prototyp einer Elektromaschine und vier weitere Elektromaschinen für den DE-REX-Antriebsstrang (zwei für den X-in-the-Loop-Prüfstand und zwei für das Prototyp-Fahrzeug) gebaut und getestet. Basierend auf den Messergebnissen wurde die elektromagnetische Auslegung der Maschinen validiert und die analytisch und numerisch berechneten Verluste messtechnisch verifiziert. Darüber hinaus wurden gemessene Wirkungsgradkennfelder der Prototypmaschine mit dem entsprechenden Umrichter über den gesamten Drehmoment-Drehzahlbereich erstellt. Der Funktionstest des DE-REX-Antriebsstrangs wurde auf dem einzelnen Elektromaschinenprüfstand mit zwei Fahrzyklen, dem NEFZ und dem WLTC durchgeführt. Die Wirksamkeit des gewählten Kühlsystems wurde durch Temperaturmessungen überprüft. Die gemessenen Temperaturen zeigten, dass die Maschine eine gewisse Temperaturreserve für die eingesetzte Wärmeklasse H aufweist. Somit könnte die Maschine mehr Leistung erzeugen, um thermisch mehr zu nutzen. Außerdem ist es möglich, die Maschine zu verkleinern, um große thermische Reserven zu vermeiden. In dieser Arbeit werden zwei mögliche Downsizing-Methoden vorgestellt: die Erhöhung der elektromagnetischen und thermischen Ausnutzung durch Reduzierung des aktiven Volumens der elektrischen Maschine und die Verwendung von Hairpin-Wicklung mit höherem Füllfaktor. Die neu ausgelegte Maschine mit Runddrahtwickelung reduzierte das aktive Volumen um 23 %. Durch die Verwendung von Hairpin-Wicklung wies die neu ausgelegt Maschine eine aktive Volumenreduzierung von 32 % gegenüber der Prototypmaschine auf.