DE102013225827A1

DE102013225827A1 - Electric machine unit with corrosion protection by sacrificial anode

Info

Publication number: DE102013225827A1
Application number: DE102013225827.5A
Authority: DE
Inventors: Bernd Rattay; Axel Hartmann; Sascha Klett
Original assignee: EM Motive GmbH
Current assignee: EM Motive GmbH
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2015-06-18
Also published as: CN104716784A

Abstract

Es wird eine Elektromaschineneinheit (1) mit einer elektrischen Maschine (3) und einem diese umgebenden Gehäuse (5) beschrieben. Gegen Korrosion zu schützende Komponenten wie zum Beispiel ein Mantel (7) der elektrischen Maschine (3) oder das Gehäuse bestehen dabei aus einem ersten Metall wie beispielsweise Aluminium. Die Elektromaschineneinheit (1) zeichnet sich dadurch aus, dass an dem Gehäuse (5) eine Opferanode (9) aus einem zweiten Metall, das unedler ist als das erste Metall, vorgesehen ist. Die Opferanode (9) kann beispielsweise mittels eines Gewindeteils (15) in das Gehäuse (5) eingeschraubt sein und in einen Kühlkanal (11) ragen. Die Opferanode (9) kann unbestromt oder als Fremdstromanode wirken.An electric machine unit (1) with an electric machine (3) and a housing (5) surrounding it are described. Against corrosion to be protected components such as a jacket (7) of the electric machine (3) or the housing consist of a first metal such as aluminum. The electric machine unit (1) is characterized in that a sacrificial anode (9) made of a second metal, which is less noble than the first metal, is provided on the housing (5). The sacrificial anode (9) can for example be screwed into the housing (5) by means of a threaded part (15) and project into a cooling channel (11). The sacrificial anode (9) can be de-energized or act as an external current anode.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektromaschineneinheit mit verbessertem Schutz gegen Korrosion.The present invention relates to an electric machine unit with improved protection against corrosion.

Stand der TechnikState of the art

Elektrische Maschinen werden als Motoren und/oder Generatoren für verschiedene technische Zwecke eingesetzt. Beispielsweise werden elektrische Maschinen in Kraftfahrzeugen eingesetzt, wo sie beispielsweise in Elektro- oder Hybridfahrzeugen als Antrieb dienen können oder bei herkömmlichen mit Verbrennungsmaschinen ausgestatteten Fahrzeugen als so genannte Lichtmaschine zur Bereitstellung elektrischer Energie vorgesehen sein können. Electric machines are used as motors and / or generators for various technical purposes. For example, electric machines are used in motor vehicles, where they can serve as a drive for example in electric or hybrid vehicles or can be provided in conventional vehicles equipped with internal combustion engines as so-called alternator for providing electrical energy.

Elektrische Maschinen und deren Bestandteile werden typischerweise aus Materialien aufgebaut, die aufgrund von Umgebungseinflüssen wie zum Beispiel Salz, Feuchte und Temperaturunterschieden Korrosionserscheinungen zeigen können. Bauteile wie zum Beispiel ein Lagerträger, ein HV-Deckel und/oder ein Abschlussdeckel bestehen häufig aus Aluminiumlegierungen mit Kupferbestandteilen. Bei solchen metallischen Bauteilen wurde Verschleiß durch Korrosion beobachtet, wobei eine Erhöhung eines Kupferanteils typischerweise zu einer steigenden Korrosionsanfälligkeit führt.Electrical machines and their components are typically constructed of materials that can show signs of corrosion due to environmental influences such as salt, humidity and temperature differences. Components such as a bearing carrier, a HV cover and / or a cover are often made of aluminum alloys with copper components. In such metallic components wear due to corrosion has been observed, wherein an increase of a copper content typically leads to an increased susceptibility to corrosion.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen in vorteilhafter Weise eine Elektromaschineneinheit mit signifikant verringerter Korrosionsanfälligkeit.Embodiments of the invention advantageously enable an electric machine unit with significantly reduced susceptibility to corrosion.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Elektromaschineneinheit vorgeschlagen, die eine elektrische Maschine sowie ein Gehäuse, welches die elektrische Maschine umgibt, aufweist. Zumindest Komponenten der elektrischen Maschine und/oder des Gehäuses bestehen dabei aus einem ersten Metall und sollen gegen Korrosion geschützt werden. Die Elektromaschineneinheit zeichnet sich dadurch aus, dass sie ferner an dem Gehäuse eine Opferanode aus einem zweiten Metall aufweist, welches unedler als das erste Metall ist. According to one aspect of the present invention, an electric machine unit is proposed, which has an electric machine and a housing which surrounds the electric machine. At least components of the electrical machine and / or the housing consist of a first metal and should be protected against corrosion. The electric machine unit is characterized in that it further comprises on the housing a sacrificial anode made of a second metal, which is less noble than the first metal.

Ideen zu Ausführungsformen der vorgeschlagenen Elektromaschineneinheit können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden:
Wie einleitend ausgeführt, weisen Elektromaschineneinheiten typischerweise Komponenten auf, die aus einem Metall wie zum Beispiel Aluminium bestehen. Sofern keine geeigneten Schurzmaßnahmen ergriffen werden, neigen diese Komponenten häufig dazu, unter einem Einfluss aggressiver Medien und/oder bei harten Arbeitsbedingungen, wie sie beispielsweise im Betrieb in einem Kraftfahrzeug auftreten können, mit der Zeit zu korrodieren.Ideas for embodiments of the proposed electric machine unit may be considered, inter alia, as being based on the thoughts and findings described below:
As stated in the introduction, electrical machine units typically include components made of a metal such as aluminum. Unless suitable shielding measures are taken, these components often tend to corrode over time under the influence of aggressive media and / or in harsh working conditions, such as may occur during operation in a motor vehicle.

Als Schutzmaßnahme wurde bisher regelmäßig versucht, die Komponenten vor einem Angriff aggressiver Medien zu schützen. Beispielsweise wurde versucht, eine Oberfläche der Komponenten mit einer Schutzschicht zu versiegeln. Allerdings muss eine solche Schutzschicht absolut dicht sein, da sie sonst beispielsweise unterwandert werden oder mit der Zeit abplatzen kann.As a protective measure has been regularly tried to protect the components from attack by aggressive media. For example, it has been attempted to seal a surface of the components with a protective layer. However, such a protective layer must be absolutely leak-proof, since otherwise it can be infiltrated, for example, or flake off over time.

Alternativ zu solchen herkömmlichen Schutzmaßnahmen wird nun vorgeschlagen, korrosionsanfällige Komponenten einer Elektromaschineneinheit dadurch gegen Korrosion zu schützen, dass an dem Gehäuse der Elektromaschineneinheit eine Opferanode vorgesehen wird. Opferanoden sind beispielsweise aus dem Schiffsbau oder dem Brückenbau bekannt. Die Opferanode soll ein zweites Metall aufweisen, welches unedler ist als das erste Metall, aus dem die zu schützenden Komponenten bestehen. As an alternative to such conventional protective measures, it is now proposed to protect corrosion-prone components of an electrical machine unit against corrosion by providing a sacrificial anode on the housing of the electric machine unit. Sacrificial anodes are known, for example, from shipbuilding or bridge construction. The sacrificial anode should have a second metal which is less noble than the first metal from which the components to be protected exist.

Unter dem Begriff „unedler“ soll dabei verstanden werden, dass das zweite Metall ein geringeres, das heißt negativeres, Standardpotenzial, manchmal auch als Redoxpotenzial bezeichnet, aufweist als das erste Metall. Anders ausgedrückt soll das zweite Metall in der elektrochemischen Spannungsreihe, manchmal auch als Redoxreihe bezeichnet, unterhalb des ersten Metalls stehen. The term "non-noble" should be understood to mean that the second metal has a lower, that is to say more negative, standard potential, sometimes also referred to as redox potential, than the first metal. In other words, the second metal in the electrochemical series, sometimes referred to as redox series, should be below the first metal.

Beispielsweise können die zu schützenden Komponenten der Elektromaschineneinheit aus Aluminium bestehen, welches ein Standardpotenzial von –1,66V besitzt, und die Opferanode kann mit Magnesium ausgebildet sein, welches ein Standardpotenzial von –2,36V aufweist. For example, the components of the electric machine unit to be protected may be made of aluminum having a standard potential of -1.66V, and the sacrificial anode may be formed with magnesium having a standard potential of -2.36V.

Aufgrund der höheren Elektronegativität des zweiten Metalls der Opferanode verglichen mit dem ersten Metall der zu schützenden Komponenten kommt es bei einem Kontakt mit korrodierenden Medien wie zum Beispiel in Wasser gelöstem Sauerstoff oder Salzen bevorzugt zu einem Oxidieren des zweiten Metalls der Opferanode, so dass die zu schützenden Komponenten weitgehend vor einer Korrosion bewahrt werden.Owing to the higher electronegativity of the second metal of the sacrificial anode compared to the first metal of the components to be protected, contact with corrosive media such as oxygen or salts dissolved in water will preferentially oxidize the second metal of the sacrificial anode to protect it Components are largely preserved from corrosion.

Mit anderen Worten wird vorgeschlagen, alternativ zu einem passiven Korrosionsschutz beispielsweise durch aufgebrachte Schutzschichten einen aktiven kathodischen Korrosionsschutz für eine Elektromaschineneinheit bereit zu stellen. Dabei wird an Komponenten der elektrischen Maschine und/oder des sie umgebenden Gehäuses ein unedleres Material vorgesehen, welches die Aufgabe einer Opferanode erfüllt und somit diese Komponenten schützt.In other words, it is proposed to provide an active cathodic corrosion protection for an electric machine unit as an alternative to a passive corrosion protection, for example by applied protective layers. It is a component of the electrical machine and / or the surrounding housing provided less noble material, which fulfills the task of a sacrificial anode and thus protects these components.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Elektromaschineneinheit ferner eine Kühlanordnung aufweisen, welche dazu ausgelegt ist, mittels einer Fluidströmung, insbesondere einer Wasserströmung, durch einen Kühlkanal die elektrische Maschine zu kühlen. Bei elektrischen Maschinen hohen Leistungspotenzials ist eine solche Fluidkühlung häufig notwendig, um die im Betrieb der Elektromaschine frei werdende Verlustwärme abführen zu können. Insbesondere bei Einsätzen für Kraftfahrzeuge werden elektrische Maschinen häufig mithilfe einer Wasserkühlung gekühlt, um während des Betriebs zulässige Maximaltemperaturen nicht zu überschreiten. In einer solchen Elektromaschineneinheit wird nun vorgeschlagen, die Opferanode derart anzuordnen, dass sie in die Fluidströmung in den Kühlkanal hineinragt. Beispielsweise kann die Kühlanordnung derart ausgestaltet sein, dass der Kühlkanal zwischen dem Gehäuse und einer Außenoberfläche der elektrischen Maschine ausgebildet ist. According to one embodiment, the electric machine unit may further comprise a cooling arrangement which is designed to cool the electric machine by means of a fluid flow, in particular a water flow, through a cooling channel. In electrical machines high performance potential such fluid cooling is often necessary in order to dissipate released during operation of the electric machine heat loss can. In particular, in automotive applications, electric machines are often cooled by means of water cooling so as not to exceed allowable maximum temperatures during operation. In such an electric machine unit, it is now proposed to arrange the sacrificial anode such that it protrudes into the fluid flow into the cooling channel. For example, the cooling arrangement can be configured such that the cooling channel is formed between the housing and an outer surface of the electrical machine.

Mit anderen Worten kann die Opferanode beispielsweise in einen Kühlkreislauf einer elektrischen Maschine elektrisch leitend eingebracht werden, vorzugsweise in einer Weise, dass das kühlende Fluid direkt mit der Opferanode in Kontakt kommt. Hierdurch kann sich eine elektrochemische Spannungsdifferenz ergeben, bei der das unedlere Metall der Opferanode mit der Zeit aufgebraucht wird und als Korrosionsschutz für andere Komponenten wie beispielsweise das Gehäuse der Elektromaschineneinheit dient. Generell sollte dabei das Material der Opferanode in Abhängigkeit von dem Material der zu schützenden Komponenten und/oder dem Kühlfluid ausgewählt werden. Im Falle eines Aluminium-Motorgehäuses kann beispielsweise eine Opferanode aus Magnesium verwendet werden.In other words, the sacrificial anode can be introduced in an electrically conductive manner, for example in a cooling circuit of an electrical machine, preferably in such a way that the cooling fluid comes into direct contact with the sacrificial anode. This can result in an electrochemical voltage difference, in which the less noble metal of the sacrificial anode is consumed over time and serves as corrosion protection for other components such as the housing of the electric machine unit. In general, the material of the sacrificial anode should be selected depending on the material of the components to be protected and / or the cooling fluid. In the case of an aluminum motor housing, for example, a sacrificial anode of magnesium may be used.

Die Opferanode kann dabei in direktem elektrischem Kontakt mit zumindest einer der gegen Korrosion zu schützenden Komponenten stehen. Insbesondere kann die Opferanode in elektrisch leitfähigem Kontakt mit dem Gehäuse der Elektromaschineneinheit stehen. The sacrificial anode can be in direct electrical contact with at least one of the components to be protected against corrosion. In particular, the sacrificial anode can be in electrically conductive contact with the housing of the electrical machine unit.

Indem die Opferanode mit den zu schützenden Komponenten elektrisch leitend verbunden ist, kann es zur Entstehung eines so genannten Primärelements kommen, bei dem das erste Metall der zu schützenden Komponenten als Kathode und das unedlere zweite Metall der Opferanode als Anode fungiert. Hierbei fließt ein elektrischer Strom in Richtung des ersten Metalls der zu schützenden Komponenten, so dass bei Kontakt mit oxidierenden Medien wie zum Beispiel Sauerstoff bevorzugt das unedlere zweite Metall der Opferanode seine Elektronen abgibt, das heißt oxidiert wird und in Lösung geht. Das angreifende Medium wie zum Beispiel Wasser ist in einem solchen Lokalelement der Elektrolyt, der einen Transport geladener Teilchen ermöglicht und so einen Stromkreis schließt. Die Opferanode wird dabei mit der Zeit verbraucht und muss gegebenenfalls von Zeit zu Zeit erneuert werden, um einen Korrosionsschutz aufrecht erhalten zu können. By electrically connecting the sacrificial anode to the components to be protected, a so-called primary element can form, in which the first metal of the components to be protected functions as cathode and the less noble second metal of the sacrificial anode as anode. In this case, an electric current flows in the direction of the first metal of the components to be protected, so that on contact with oxidizing media such as oxygen preferably the less noble second metal of the sacrificial anode emits its electrons, that is oxidized and goes into solution. The attacking medium, such as water, in such a localized element is the electrolyte which allows charged particle transport to close a circuit. The sacrificial anode is consumed over time and may need to be replaced from time to time in order to maintain corrosion protection can.

Insbesondere, wenn zwischen dem zweiten Metall der Opferanode und dem ersten Metall der zu schützenden Komponenten nur eine geringe Spannungsdifferenz in der elektrochemischen Spannungsreihe besteht, kann es vorteilhaft sein, die Opferanode nicht in direktem elektrischem Kontakt mit einer der gegen Korrosion zu schützenden Komponenten anzuordnen, sondern stattdessen die Opferanode von diesen zu schützenden Komponenten elektrisch isoliert anzuordnen. Beispielsweise kann die Opferanode von dem Gehäuse der Elektromaschineneinheit elektrisch isoliert angeordnet werden. In diesem Fall kann mithilfe einer zusätzlich vorzusehenden Spannungsquelle eine elektrische Spannung zwischen der Opferanode und der gegen Korrosion zu schützenden Komponente angelegt werden. Durch die zusätzlich angelegte elektrische Spannung zwischen zu schützender Komponente und Opferanode kann ein ausreichender Korrosionsschutz auch bei verhältnismäßig unedlen Gehäusematerialien wie zum Beispiel Aluminium sichergestellt werden. Eine solche durch eine zusätzliche Spannungsquelle mit einer Spannung beaufschlagte Opferanode wird auch als Fremdstromanode bezeichnet. Bei einem derart isolierten Einbau der Opferanode kann diese beispielsweise an die Fahrzeugelektronik angeschlossen werden. Diese kann zum Beispiel die notwendige Spannung für den Korrosionsschutz zur Verfügung stellen.In particular, if there is only a small voltage difference in the electrochemical series between the second metal of the sacrificial anode and the first metal of the components to be protected, it may be advantageous not to arrange the sacrificial anode in direct electrical contact with one of the components to be protected against corrosion, but instead Instead, to arrange the sacrificial anode of these components to be protected electrically isolated. For example, the sacrificial anode can be arranged in an electrically insulated manner from the housing of the electrical machine unit. In this case, an electrical voltage can be applied between the sacrificial anode and the component to be protected against corrosion by means of an additionally provided voltage source. Due to the additionally applied electrical voltage between the component to be protected and the sacrificial anode, a sufficient corrosion protection can be ensured even with relatively non-noble housing materials such as aluminum. Such a voltage applied to an additional voltage source by sacrificial anode is also referred to as an external current anode. In such an isolated installation of the sacrificial anode, this can be connected, for example, to the vehicle electronics. This can, for example, provide the necessary voltage for the corrosion protection.

Zum Steigern eines Korrosionsschutzes kann die Opferelektrode auch zweiteilig ausgeführt sein. Ein Teil der Opferelektrode kann dabei direkt elektrisch mit einer oder mehreren zu schützenden Komponenten der Elektromaschineneinheit verbunden sein. Ein weiterer Teil der Opferanode kann von den zu schützenden Komponenten elektrisch isoliert angeordnet sein und durch eine Spannungsquelle wie beispielsweise die Fahrzeugelektronik bestromt werden. Der bestromte zweite Teil der Opferanode sorgt dabei im Regelfall für ausgezeichneten Korrosionsschutz, wobei zum Beispiel bei Ausfall der Schutzspannnung zumindest ein gewisser Grundkorrosionsschutz durch den ersten, unbestromten Teil der Opferanode sicher gestellt ist.To increase corrosion protection, the sacrificial electrode can also be designed in two parts. A part of the sacrificial electrode can be directly electrically connected to one or more to be protected components of the electrical machine unit. Another part of the sacrificial anode can be arranged electrically isolated from the components to be protected and be energized by a voltage source such as the vehicle electronics. The energized second part of the sacrificial anode ensures in the rule for excellent corrosion protection, for example, in case of failure of the protective voltage at least some basic corrosion protection is ensured by the first, energized part of the sacrificial anode.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein die Opferanode haltendes Gewindeteil in das Gehäuse der Elektromaschineneinheit eingeschraubt sein. Mit anderen Worten kann in dem die elektrische Maschine umgebenden Gehäuse an geeigneter Stelle eine oder mehrere Öffnungen vorgesehen sein, in die ein Gewindeteil, ähnlich einer Schraube, eingeschraubt werden kann. Das Gewindeteil kann dabei in der Öffnung mechanisch gehalten sein und diese vorzugsweise fluiddicht verschließen. Innerhalb des Gehäuses kann somit beispielsweise eine Kühlanordnung mit einem von Fluid zu durchströmenden Kühlkanal ausgebildet werden, in den die in das Gehäuse eingeschraubte Opferanode hineinragen kann. Die Opferanode kommt somit in direkten Kontakt mit dem Kühlfluid und kann somit verhindern helfen, dass Komponenten der Elektromaschineneinheit von diesem Kühlfluid korrodierend angegriffen werden. Andererseits kann die Opferanode einfach zusammen mit dem sie haltenden Gewindeteil in dem Gehäuse der Elektromaschineneinheit montiert und gegebenenfalls auch wieder demontiert werden, um diese beispielsweise warten oder austauschen zu können.In an advantageous embodiment, a threaded part holding the sacrificial anode can be screwed into the housing of the electrical machine unit. In other words, in the housing surrounding the electrical machine suitable Provided one or more openings may be provided in which a threaded part, similar to a screw, can be screwed. The threaded portion may be mechanically held in the opening and close this preferably fluid-tight. Thus, for example, a cooling arrangement with a cooling channel to be flowed through by fluid can be formed within the housing into which the sacrificial anode screwed into the housing can protrude. The sacrificial anode thus comes in direct contact with the cooling fluid and can thus help prevent components of the electrical machine unit from being corroded by this cooling fluid. On the other hand, the sacrificial anode can be easily mounted together with the threaded part holding it in the housing of the electric machine unit and optionally also dismantled again, for example, to be able to service or replace.

Es kann ferner vorteilhaft sein, in der Elektromaschineneinheit einen Sensor vorzusehen, der dazu ausgelegt ist, einen Verbrauchszustand der Opferanode zu ermitteln. Ein solcher Sensor kann dazu ausgelegt sein, festzustellen, wie viel des zweiten Materials der Opferanode bereits verbraucht ist und beispielsweise ein Warnsignal liefern, wenn das zweite Metall droht zu erschöpfen. Anhand eines solchen Warnsignals, welches beispielsweise von einer Fahrzeugelektronik ausgelesen und/oder weitergeleitet werden kann, kann ermittelt werden, wann die Opferanode beispielsweise im Rahmen einer Wartung auszutauschen ist. Gegebenenfalls kann der Sensor ferner dazu ausgebildet sein, auch zu prüfen, ob sich genügend Kühlfluid in der Kühlanordnung, in die die Opferanode beispielsweise hineinragt, befindet.It may also be advantageous to provide in the electrical machine unit a sensor which is designed to determine a consumption state of the sacrificial anode. Such a sensor may be configured to detect how much of the second material of the sacrificial anode has already been consumed and, for example, provide a warning signal when the second metal is about to exhaust. On the basis of such a warning signal, which can be read out and / or forwarded, for example, by a vehicle electronics, it can be determined when the sacrificial anode is to be replaced, for example, in the context of maintenance. Optionally, the sensor may also be designed to also check whether there is enough cooling fluid in the cooling arrangement into which the sacrificial anode protrudes, for example.

Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile einer erfindungsgemäßen Elektromaschineneinheit hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die verschiedenen Merkmale in geeigneter Weise kombiniert oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.It should be noted that possible features and advantages of an electric machine unit according to the invention are described herein with reference to different embodiments of the invention. One skilled in the art will recognize that the various features may be suitably combined or interchanged to provide further embodiments of the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Beschreibung noch die Zeichnungen als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings, wherein neither the description nor the drawings are to be construed as limiting the invention.

1 zeigt eine Elektromaschineneinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows an electric machine unit according to an embodiment of the present invention.

2 und 3 zeigen Ausgestaltungen von Opferanoden für Elektromaschineneinheiten gemäß alternativen Ausführungsformen der Erfindung. 2 and 3 show embodiments of sacrificial anodes for electric machine units according to alternative embodiments of the invention.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Figuren gleiche beziehungsweise ähnliche Merkmale.The figures are only schematic and not to scale. The same reference numerals designate the same or similar features in the various figures.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt eine Elektromaschineneinheit 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Elektromaschineneinheit 1 weist eine elektrische Maschine 3 auf, bei der innerhalb eines Mantels 7 typischerweise ein Stator und ein Rotor (nicht separat dargestellt) angeordnet sind. Die elektrische Maschine 3 ist von einem Gehäuse 5 umgeben. Der Mantel 7 und/oder das Gehäuse 5 bestehen aus Metall wie beispielsweise Aluminium oder einer Aluminiumlegierung beziehungsweise sind zumindest teilweise mit einem solchen Metall ausgebildet. Das Gehäuse 5 ist beabstandet zu dem Mantel 7 angeordnet, so dass sich zwischen diesen beiden Komponenten 5, 7 ein Kühlkanal 11 bildet, der Teil einer Kühlanordnung ist und durch den ein Fluid, insbesondere ein flüssiges Fluid wie beispielsweise Wasser strömen kann. 1 shows an electrical machine unit 1 according to an embodiment of the present invention. The electric machine unit 1 has an electric machine 3 on, at the inside of a coat 7 typically a stator and a rotor (not shown separately) are arranged. The electric machine 3 is from a housing 5 surround. The coat 7 and / or the housing 5 consist of metal such as aluminum or an aluminum alloy or are at least partially formed with such a metal. The housing 5 is spaced from the jacket 7 arranged so that between these two components 5 . 7 a cooling channel 11 forms, which is part of a cooling arrangement and through which a fluid, in particular a liquid fluid such as water can flow.

An dem Gehäuse 5 sind ein oder mehrere Opferanoden 9 angeordnet. Im dargestellten Beispiel verfügt die Opferanode 9 über ein metallisches Teil 17, welches aus einem zweiten Metall besteht, das sich von dem in dem Mantel 7 und/oder dem Gehäuse 5 verwendeten ersten Metall unterscheidet und unedler ist als dieses. Das Teil 17 ist an einem Gewindeteil 15 gehalten, welches in eine Öffnung 19 in dem Gehäuse 5 eingeschraubt ist. Das metallische Teil 17 der Opferanode 9 ist dabei so angeordnet, dass es in eine in dem Kühlkanal 11 strömende Fluidströmung hineinragt. Das Gewindeteil 15 verschließt die Öffnung 19 vorzugsweise hermetisch dicht.On the case 5 are one or more sacrificial anodes 9 arranged. In the example shown has the sacrificial anode 9 over a metallic part 17 which is made of a second metal different from that in the jacket 7 and / or the housing 5 The first metal used differs and is less noble than this one. The part 17 is on a threaded part 15 held in an opening 19 in the case 5 is screwed. The metallic part 17 the sacrificial anode 9 is arranged so that it is in one in the cooling channel 11 flowing fluid flow protrudes. The threaded part 15 closes the opening 19 preferably hermetically sealed.

In den 2 und 3 sind alternative Ausgestaltungen von Opferanoden 9 für eine erfindungsgemäße Elektromaschineneinheit 1 dargestellt. In the 2 and 3 are alternative embodiments of sacrificial anodes 9 for an electric machine unit according to the invention 1 shown.

In 2 sind an einem Gewindeteil 15 zwei metallische Teile 17a, 17b für eine Opferanode 9 vorgesehen. Das Gewindeteil 15 besteht dabei aus einem elektrisch nicht-leitfähigen Material wie zum Beispiel Kunststoff. Alternativ kann das Gewindeteil 15 auch aus einem anderen Material bestehen und beispielsweise zumindest an seiner Oberfläche mit einem elektrisch nicht-leitfähigen Material überzogen sein. Das Gewindeteil 15 weist dabei an einem unteren Bereich ein Gewinde 21 auf, mithilfe dessen es in die Öffnung 19 in dem Gehäuse 5 eingeschraubt werden kann. Zum Einschrauben verfügt das Gewindeteil 15 in einem oberen Bereich beispielsweise über einen Sechskant 23.In 2 are on a threaded part 15 two metallic parts 17a . 17b for a sacrificial anode 9 intended. The threaded part 15 consists of an electrically non-conductive material such as plastic. Alternatively, the threaded part 15 also be made of a different material and, for example, be coated at least on its surface with an electrically non-conductive material. The threaded part 15 has a thread at a lower area 21 on, by means of which it in the opening 19 in the case 5 can be screwed. For screwing has the threaded part 15 in an upper area, for example via a hexagon 23 ,

An dem Gewindeteil 15 ist ein erstes Teil 17a aus unedlem Metall wie beispielsweise Magnesium so angebracht, dass es mit dem Gewinde 21 elektrisch verbunden ist. Beispielsweise kann das erste Teil 17a direkt mechanisch an das Gewinde 21 angrenzend angeordnet sein. Dadurch kommt dieses erste metallische Teil 17a beim Einschrauben in die Öffnung 19 in elektrischen Kontakt mit dem Gehäuse 5. Es kann somit als passive, unbestromte Opferanode dienen. At the threaded part 15 is a first part 17a Made of base metal such as magnesium so attached that it is threaded 21 electrically connected. For example, the first part 17a directly mechanically to the thread 21 be arranged adjacent. This is the first metallic part 17a when screwing into the opening 19 in electrical contact with the housing 5 , It can thus serve as a passive, de-energized sacrificial anode.

Ergänzend ist an dem Gewindeteil 15 ein zweites metallisches Teil 17b aus ebenfalls unedlem Metall vorgesehen. Dieses zweite Metallteil 17b ist dabei so angeordnet, dass es von dem in diesem Fall als zu schützende Komponente geltenden Gehäuse 5 elektrisch isoliert ist. Das zweite metallische Teil 17b kann dabei über eine Leitung 25 von einer Spannungsquelle 13 (siehe 1) bestromt werden. Die Spannungsquelle 13 ist dabei ergänzend mit dem vor Korrosion zu schützenden Gehäuse 5 verbunden und kann eine externe elektrische Spannung zwischen dieser zu schützenden Komponente und dem zweiten metallischen Teil 17b der Opferanode 9 anlegen.In addition to the threaded part 15 a second metallic part 17b also made of base metal. This second metal part 17b is arranged so that it is of the applicable in this case as the component to be protected housing 5 is electrically isolated. The second metallic part 17b can do this over a line 25 from a voltage source 13 (please refer 1 ) are energized. The voltage source 13 is in addition to the protected against corrosion housing 5 connected and may be an external electrical voltage between this component to be protected and the second metallic part 17b the sacrificial anode 9 invest.

Bei der in 3 dargestellten Ausgestaltung ist die Opferanode lediglich in Form einer Fremdstromanode mit einem zweiten metallischen Teil 17b isoliert durch das aus nicht-leitendem Kunststoff bestehende Gewindeteil 15 dargestellt.At the in 3 illustrated embodiment, the sacrificial anode is only in the form of an external current anode with a second metallic part 17b isolated by the existing non-conductive plastic threaded part 15 shown.

Eine Spannungsquelle 13 kann wiederum eine geeignete externe Spannung an die Fremdstromanode anlegen.A voltage source 13 can in turn apply a suitable external voltage to the external current anode.

Die zuvor beschriebenen Ausgestaltungen von Opferanoden 9, welche über ein Gewindeteil 15 in einen Kühlkanal eingeschraubt werden können, können einfach montiert und/oder ausgetauscht werden. Das Gewindeteil 15 kann dabei eine geeignete Festigkeit aufweisen und für eine Abdichtung des Kühlkanals 11 sorgen, sodass das Teil 17, 17a, 17b, welches das eigentlich zum Korrosionsschutz zu opfernde unedle Metall enthält, beispielsweise hinsichtlich seiner Geometrie und Anordnung geeignet ausgelegt werden kann. The above-described embodiments of sacrificial anodes 9 , which have a threaded part 15 can be screwed into a cooling channel can be easily mounted and / or replaced. The threaded part 15 can have a suitable strength and for a sealing of the cooling channel 11 take care so the part 17 . 17a . 17b which contains the base metal which is actually to be sacrificed for corrosion protection, for example, it can be suitably designed with regard to its geometry and arrangement.

Alternativ zu den dargestellten Ausgestaltungen, bei denen Teile 17, 17a, 17b aus unedlerem Metall mithilfe von Gewindeteilen 15 an dem Gehäuse 5 angebracht werden, kann ein solches unedleres Metall auch auf zu schützende Komponenten direkt aufgebracht werden. Als weitere Alternative kann ein solches unedleres Metall auch unter eine Oberfläche einer zu schützenden Komponente eingebracht werden. Alternatively to the illustrated embodiments, in which parts 17 . 17a . 17b made of spiked metal using threaded parts 15 on the housing 5 can be applied, such a base metal can also be applied directly to components to be protected. As a further alternative, such a base metal may also be incorporated below a surface of a component to be protected.

Wenn die Opferanode 9 als Fremdstromanode ausgeführt ist und somit elektrisch gegenüber der zu schützenden Komponente isoliert ist, kann sie beispielsweise von einer Spannungsquelle 13, die Teil einer Fahrzeugelektronik, beispielsweise eines Steuergeräts, sein kann, mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden. Typische Spannung liegen im Bereich von 12 V bis 48 V.If the sacrificial anode 9 is designed as an external current anode and thus electrically insulated from the component to be protected, it can for example by a voltage source 13 , which may be part of a vehicle electronics, such as a control unit, be subjected to an electrical voltage. Typical voltage is in the range of 12 V to 48 V.

Die Opferanode 9 und/oder die Fahrzeugelektronik können dabei geeignet ausgestaltet sein, um einen Verbrauchszustand der Opferanode 9 zu ermitteln. Beispielsweise kann an der Opferanode 9 ein geeigneter Sensor (in den Figuren nicht dargestellt) vorgesehen sein, der eine verbleibende Masse des metallischen Teils 17, 17a, 17b ermittelt und ein entsprechendes Signal an eine Auswerteelektronik übermittelt. Damit kann indirekt auch die Funktion der Opferanode 9 überprüft werden. The sacrificial anode 9 and / or the vehicle electronics can be designed to be suitable for a consumption state of the sacrificial anode 9 to investigate. For example, at the sacrificial anode 9 a suitable sensor (not shown in the figures) to be provided, which is a remaining mass of the metallic part 17 . 17a . 17b determined and transmitted a corresponding signal to an evaluation. This can indirectly also the function of the sacrificial anode 9 be checked.

Die Opferanode 9 und/oder die Fahrzeugelektronik können ferner dazu ausgestaltet sein, eine Kühlmittelfüllung innerhalb des Kühlkanals 11 zu überwachen.The sacrificial anode 9 and / or the vehicle electronics may further be configured to fill a coolant within the cooling channel 11 to monitor.

Es kann insbesondere vorteilhaft sein, die Opferanode 9 zweiteilig auszuführen mit einem ersten unbestromten metallischen Teil 17a und einem zweiten bestromten metallischen Teil 17b einer Fremdstromanode, wie dies beispielhaft in 2 dargestellt ist. Das unbestromte Teil 17a sichert dabei einen Mindestkorrosionsschutz für den Fall, dass das zweite Teil 17b der Fremdstromanode beispielsweise wegen eines Defektes nicht mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt wird. It may be particularly advantageous, the sacrificial anode 9 To carry out two-part with a first de-energized metallic part 17a and a second energized metallic part 17b an external current anode, as exemplified in 2 is shown. The unmounted part 17a ensures a minimum corrosion protection in the event that the second part 17b the foreign current anode, for example, because of a defect is not applied to an electrical voltage.

Insgesamt kann ein hervorragender Korrosionsschutz für die Elektromaschineneinheit 1 bewirkt werden.Overall, excellent corrosion protection for the electrical machine unit 1 be effected.

Claims

Electric machine unit ( 1 ), comprising: an electric machine ( 3 ); a housing ( 5 ), which the electric machine ( 3 ) surrounds; at least components to be protected against corrosion ( 3 . 5 . 7 ) of the electric machine ( 3 ) and / or the housing ( 5 ) consist of a first metal; characterized in that the electrical machine unit ( 1 ) further to the housing ( 5 ) a sacrificial anode ( 9 ) having a second metal which is less noble than the first metal.

Electric machine unit according to claim 1, further comprising a cooling arrangement, which is adapted, by means of a fluid flow through a cooling channel ( 11 ) the electric machine ( 3 ) too cool; the sacrificial anode ( 9 ) in the fluid flow into the cooling channel ( 11 ) is arranged projecting.

Electric machine unit according to claim 2, wherein the cooling arrangement is designed such that the cooling channel ( 11 ) between the housing ( 5 ) and a coat ( 7 ) of the electric machine ( 1 ) is trained.

Electrical machine unit according to one of claims 1 to 3, wherein the sacrificial anode ( 9 ) in direct electrical contact with at least one of the components to be protected against corrosion ( 3 . 5 . 7 ) stands.

Electric machine unit according to claim 4, wherein the sacrificial anode ( 9 ) in electrically conductive contact with the housing ( 5 ) stands.

Electrical machine unit according to one of claims 1 to 5, further comprising a voltage source ( 13 ) and a sacrificial anode ( 9 ) which are not in direct electrical contact with at least one of the components to be protected against corrosion ( 3 . 5 . 7 ) stands; where the voltage source ( 13 ) an electrical voltage between the sacrificial anode ( 9 ) and the components to be protected against corrosion ( 3 . 5 . 7 ) applies.

Electrical machine unit according to claim 6, wherein the sacrificial anode ( 9 ) of the housing ( 7 ) is electrically isolated.

The electric machine unit according to any one of claims 1 to 7, wherein the first metal is aluminum and the second metal is magnesium.

Electrical machine unit according to one of claims 1 to 8, wherein the sacrificial anode ( 9 ) with a sacrificial anode ( 9 ) holding thread part ( 15 ) in the housing ( 5 ) is screwed.

Electric machine unit according to one of claims 1 to 9, further comprising a sensor for determining a consumption state of the sacrificial anode ( 9 ).