DE-102024104774-B4 - Elektrische Bestromungseinrichtung für eine elektrische Maschine eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs

Abstract

Elektrische Bestromungseinrichtung (1) für eine elektrische Maschine (2) eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs (3) eines Kraftfahrzeugs (4), umfassend eine Inverterbaugruppe (5) mit einem ersten Stromschienenpaar (6) und eine EMV-Filter-Baugruppe (7) mit einem zweiten Stromschienenpaar (8), wobei die Stromschienenpaare (6,8) einen Anschlussbereich (9) aufweisen, in dem jeweils eine Stromschiene (20,21) des ersten Stromschienenpaares (6) mit einer Stromschiene (22,23) des zweiten Stromschienenpaares (8) über ein elektrische Kontaktierungsmittel (10) elektrisch leitend miteinander verbunden ist, wobei die elektrischen Kontaktierungsmittel (10) jeweils eine Isolationshülse (11) umfassen, die jeweils aus einem in einer elektrisch isolierenden Zylinderschale (12) aufgenommenen zylinderringförmigen Stromleitelement (13) gebildet sind und die jeweils zwischen einer der Stromschienen (20,21) des ersten Stromschienenpaares (6) und einer der Stromschienen (22,23) des zweiten Stromschienenpaares (8) so angeordnet sind, dass jeweils eines der Stromleitelemente (13) elektrisch leitend an einer der Stromschienen (20,21) des ersten Stromschienenpaares (6) sowie an einer der Stromschienen (22,23) des zweiten Stromschienenpaares (8) anliegt und das Stromleitelement (13) von einem Befestigungsmittel (14) durchgriffen ist, mittels dessen jeweils eine der Stromschienen (20,21) des ersten Stromschienenpaares (6) und eine der Stromschienen (22,23) des zweiten Stromschienenpaares (8) in Längserstreckung (15) der Isolationshülse (11) aufeinander zu verspannt sind dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (14) jeweils eines der zylinderringförmigen Stromleitelemente (13) spielbehaftet durchgreifen.

Inventors

• Marcel Peltrie
• Robert Schieck
• Philipp Storner

Assignees

• Schaeffler Technologies AG & Co. KG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20240221

Claims (9)

1. Elektrische Bestromungseinrichtung (1) für eine elektrische Maschine (2) eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs (3) eines Kraftfahrzeugs (4), umfassend eine Inverterbaugruppe (5) mit einem ersten Stromschienenpaar (6) und eine EMV-Filter-Baugruppe (7) mit einem zweiten Stromschienenpaar (8), wobei die Stromschienenpaare (6,8) einen Anschlussbereich (9) aufweisen, in dem jeweils eine Stromschiene (20,21) des ersten Stromschienenpaares (6) mit einer Stromschiene (22,23) des zweiten Stromschienenpaares (8) über ein elektrische Kontaktierungsmittel (10) elektrisch leitend miteinander verbunden ist, wobei die elektrischen Kontaktierungsmittel (10) jeweils eine Isolationshülse (11) umfassen, die jeweils aus einem in einer elektrisch isolierenden Zylinderschale (12) aufgenommenen zylinderringförmigen Stromleitelement (13) gebildet sind und die jeweils zwischen einer der Stromschienen (20,21) des ersten Stromschienenpaares (6) und einer der Stromschienen (22,23) des zweiten Stromschienenpaares (8) so angeordnet sind, dass jeweils eines der Stromleitelemente (13) elektrisch leitend an einer der Stromschienen (20,21) des ersten Stromschienenpaares (6) sowie an einer der Stromschienen (22,23) des zweiten Stromschienenpaares (8) anliegt und das Stromleitelement (13) von einem Befestigungsmittel (14) durchgriffen ist, mittels dessen jeweils eine der Stromschienen (20,21) des ersten Stromschienenpaares (6) und eine der Stromschienen (22,23) des zweiten Stromschienenpaares (8) in Längserstreckung (15) der Isolationshülse (11) aufeinander zu verspannt sind dadurch gekennzeichnet , dass die Befestigungsmittel (14) jeweils eines der zylinderringförmigen Stromleitelemente (13) spielbehaftet durchgreifen.
2. Elektrische Bestromungseinrichtung (1) für eine elektrische Maschine (2) eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs (3) eines Kraftfahrzeugs (4), umfassend eine Inverterbaugruppe (5) mit einem ersten Stromschienenpaar (6) und eine EMV-Filter-Baugruppe (7) mit einem zweiten Stromschienenpaar (8), wobei die Stromschienenpaare (6,8) einen Anschlussbereich (9) aufweisen, in dem jeweils eine Stromschiene (20,21) des ersten Stromschienenpaares (6) mit einer Stromschiene (22,23) des zweiten Stromschienenpaares (8) über ein elektrische Kontaktierungsmittel (10) elektrisch leitend miteinander verbunden ist, wobei die elektrischen Kontaktierungsmittel (10) jeweils eine Isolationshülse (11) umfassen, die jeweils aus einem in einer elektrisch isolierenden Zylinderschale (12) aufgenommenen zylinderringförmigen Stromleitelement (13) gebildet sind und die jeweils zwischen einer der Stromschienen (20,21) des ersten Stromschienenpaares (6) und einer der Stromschienen (22,23) des zweiten Stromschienenpaares (8) so angeordnet sind, dass jeweils eines der Stromleitelemente (13) elektrisch leitend an einer der Stromschienen (20,21) des ersten Stromschienenpaares (6) sowie an einer der Stromschienen (22,23) des zweiten Stromschienenpaares (8) anliegt und das Stromleitelement (13) von einem Befestigungsmittel (14) durchgriffen ist, mittels dessen jeweils eine der Stromschienen (20,21) des ersten Stromschienenpaares (6) und eine der Stromschienen (22,23) des zweiten Stromschienenpaares (8) in Längserstreckung (15) der Isolationshülse (11) aufeinander zu verspannt sind dadurch gekennzeichnet , dass die Isolationshülsen (11) jeweils in einem Kunststoffträger (25) aufgenommen sind, welcher an einem Gehäusebauteil (18) der Inverterbaugruppe (5) oder einem Gehäusebauteil (19) der EMV-Filter-Baugruppe (7) oder der Trennwand (24) fixiert sind.
3. Bestromungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Stromschienenpaare (6,8) im Anschlussbereich (9) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
4. Bestromungseinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Befestigungsmittel (14) bezogen auf ihre Längserstreckung im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
5. Bestromungseinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Isolationshülsen (11) im Wesentlichen identisch ausgebildet sind.
6. Bestromungseinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Isolationshülsen (11) ein Gehäusebauteil (18) der Inverterbaugruppe (5) und/oder ein Gehäusebauteil (19) der EMV-Filter-Baugruppe (7) durchgreifen.
7. Bestromungseinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der äußere Durchmesser der Zylinderschale (12) zwischen 0,8-1,2 mal der Breite der Stromschienen (20,21,22,23) im Anschlussbereich (9) entspricht.
8. Bestromungseinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Befestigungsmittel (14) jeweils als eine Schraube (16) mit einem auf einer der Stromschienen (20,21,22,23) aufliegenden Schraubenkopf (17) ausgebildet ist.
9. Bestromungseinrichtung (1) nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Kunststoffträger (25) mittels einer Formschlussverbindung an einem Gehäusebauteil (18) der Inverterbaugruppe (5) oder einem Gehäusebauteil (19) der EMV-Filter-Baugruppe (7) oder der Trennwand (24) fixiert sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Bestromungseinrichtung für eine elektrische Maschine eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Inverterbaugruppe mit einem ersten Stromschienenpaar und eine EMV-Filter-Baugruppe mit einem zweiten Stromschienenpaar, wobei die Stromschienenpaare, einen Anschlussbereich aufweisen, in dem jeweils eine Stromschiene, des ersten Stromschienenpaares mit einer Stromschiene, des zweiten Stromschienenpaares über ein elektrische Kontaktierungsmittel elektrisch leitend miteinander verbunden ist. Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden. Derartige elektrische Axialfluss-, wie auch Radialflussmaschinen, werden üblicherweise mit einem Leistungselektronik-Modul bestromt, das auch als Inverter bezeichnet wird. Hierbei besteht zunächst ein anhaltendes Bedürfnis, den Inverter und die elektrische Maschine möglichst kompakt auszuführen und fertigungs- bzw. montagetechnisch besonders vorteilhaft auszubilden. Wenn mehrere elektronische Vorrichtungen in unmittelbarer räumlicher Nähe zueinander angeordnet sind, wie es zum Beispiel in einem elektrischen Achsantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs der Fall ist, ist es erforderlich, die jeweiligen elektronischen Vorrichtungen gegenüber der elektromagnetischen Strahlung der übrigen elektronischen Vorrichtungen zu schützen, da die elektromagnetische Strahlung die jeweiligen elektronischen Funktionen der Bauteile stören kann, was regelmäßig unerwünscht ist. Daher werden üblicherweise sogenannte EMV-Filter dem Inverter vorgeschaltet, der den elektrischen Strom aus einer externen Quelle, wie einer Fahrzeugbatterie, glättet und anschließend an das Invertermodul weiterleitet. EMV-Filter und Inverter sind zumeist aufgrund von Bauraum- und Herstellbarkeitsgründen zwei getrennte Baugruppen. Aus Gründen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) sind diese beiden Baugruppen oftmals auch getrennt und abgeschirmt voneinander in oder an der elektrischen Maschine oder dem Antriebsstrang positioniert. Demnach müssen die Stromschienen am Ausgang des EMV-Filters mit denen am Eingang des Inverters verbunden werden. Aus den Veröffentlichungen DE 10 2022 206 634 A1, DE 10 2022 105 371 B3 und DE 10 2021 117 336 B3 sind verschiedene Hochvoltschnittstellen bekannt geworden. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine_elektrische Bestromungseinrichtung für eine elektrische Maschine eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die eine sichere und EMV-optimierte elektrische Kontaktierung zwischen der EMF-Filter-Baugruppe und der Inverterbaugruppe ermöglicht. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine elektrische Bestromungseinrichtung für eine elektrische Maschine eines elektrisch betreibbaren Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder des Patentanspruchs 2. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen elektrischen Bestromungseinrichtung liegt in der Einführung von Isolationshülsen begründet, die aus einem elektrisch isolierenden Zylinderring und einem darin aufgenommenen Stromleitelement gebildet sind, zur Verbindung der Stromschienenpaare von Inverter- und EMV-Filter-Baugruppe. Dies bietet den Vorteil, dass eine hohe elektromagnetische Verträglichkeit durch effektive Isolierung ermöglicht wird, während zugleich eine stabile elektrische Verbindung zwischen den Baugruppen aufrechterhalten wird. Durch die Verspannung der Stromschienen mit den Befestigungsmitteln in der Längserstreckung der Isolationshülsen wird eine hohe mechanische Festigkeit der Verbindung erreicht, wodurch auch bei Vibrationen und anderen mechanischen Belastungen, wie sie im Kraftfahrzeugbetrieb üblich sind, eine dauerhafte und zuverlässige Kontaktierung sichergestellt wird. Darüber hinaus ermöglichen die Isolationshülsen eine vereinfachte Montage und eine Reduktion der Störungsanfälligkeit durch verminderte elektromagnetische Interferenzen. Abhängig von der geometrischen Ausgestaltung der positionellen Relation der EMV-Filter-Baugruppe zur Inverterbaugruppe werden die Übertragungswege der elektrischen Energie zwischen diesen Baugruppen durch adäquat geführte Stromschienen sichergestellt. Hierbei ist die Isolationshülse so ausgestattet, dass sie einer räumlichen Divergenz zwischen den Anbindungspunkten der Stromschienen entgegenwirkt und diese effizient ausgleicht. Hierdurch kann ein direktes Aufliegen der Stromschienen zur elektrischen Kontaktierung vermieden werden, was die geometrisch sowie konstruktive Ausgestaltung der Stromschienen vereinfachen kann. Im Sinne dieser Patentanmeldung dient eine Inverterbaugruppe im Kontext elektrischer Antriebssysteme von Kraftfahrzeuge