DE102018109407A1

DE102018109407A1 - Anschlussblockbaugruppe für elektrifizierte fahrzeuge

Info

Publication number: DE102018109407A1
Application number: DE102018109407.8A
Authority: DE
Inventors: Vincent T. SKALSKI
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2018-10-25
Also published as: CN108736402B; US20180304835A1; CN108736402A; US10717401B2

Abstract

Ein elektrifiziertes Fahrzeug beinhaltet eine erste elektrische Komponente, eine zweite elektrische Komponente und eine Anschlussblockbaugruppe, die dazu ausgelegt ist, die erste elektrische Komponente elektrisch an die zweite elektrische Komponente zu koppeln. Die Anschlussblockbaugruppe beinhaltet ein Gehäuse, eine Sammelschiene und eine erste Dichtung, die dazu ausgelegt ist, die zweite elektrische Komponente gegen eine feuchte Umgebung der ersten elektrischen Komponente abzudichten.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft elektrifizierte Fahrzeuge. Ein beispielhaftes elektrifiziertes Fahrzeug beinhaltet eine Anschlussblockbaugruppe, die dazu ausgelegt ist, eine erste und eine zweite elektrische Komponente des elektrifizierten Fahrzeugs elektrisch zu koppeln.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Der Wunsch, den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen von Kraftfahrzeugen zu reduzieren, ist hinlänglich dokumentiert. Elektrifizierte Fahrzeuge werden derzeit entwickelt, um die Abhängigkeit von Verbrennungsmotoren zu verringern oder vollständig beseitigen. Allgemein unterscheiden sich elektrifizierte Fahrzeuge dadurch von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, dass sie selektiv durch einen oder mehrere batteriebetriebene Elektromotoren angetrieben werden. Herkömmliche Kraftfahrzeuge sind im Gegensatz dazu vollständig auf den Verbrennungsmotor angewiesen, um das Fahrzeug anzutreiben.
Ein Hochspannungsbatteriepack versorgt den Elektromotor des elektrifizierten Fahrzeugs in der Regel mit Energie. Ein Wechselrichter wandelt Gleichstrom (DC) von dem Hochspannungsbatteriepack in Wechselstrom (AC) zum Antreiben des Elektromotors um. Eine Sammelschienenbaugruppe koppelt den Wechselrichter elektrisch an den Elektromotor, um AC an den Elektromotor auszugeben. Das Einrichten zuverlässiger elektrischer Verbindungen zwischen Komponenten, die mit Starkstrom betrieben werden, kann eine Herausforderung darstellen.
KURZDARSTELLUNG
Ein elektrifiziertes Fahrzeug gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem eine erste elektrische Komponente, eine zweite elektrische Komponente und eine Anschlussblockbaugruppe, die dazu ausgelegt ist, die erste elektrische Komponente elektrisch an die zweite elektrische Komponente zu koppeln. Die Anschlussblockbaugruppe beinhaltet ein Gehäuse, eine Sammelschiene und eine erste Dichtung, die dazu ausgelegt ist, die zweite elektrische Komponente gegen eine feuchte Umgebung der ersten elektrischen Komponente abzudichten.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorgenannten elektrifizierten Fahrzeugs ist die erste elektrische Komponente ein Elektromotor und ist die zweite elektrische Komponente ein Wechselrichtersystem.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der beiden vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge ist eine zweite Dichtung um die Sammelschiene aufgenommen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge ist die zweite Dichtung zwischen einer Dichtfläche des Gehäuses und der ersten Dichtung eingeschlossen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge ist die erste Dichtung innerhalb einer vertieften Nut, die in dem Gehäuse ausgebildet ist, aufgenommen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge beinhaltet das Gehäuse mindestens eine Befestigungslasche zum Befestigen der Anschlussblockbaugruppe an entweder der ersten elektrischen Komponente oder der zweiten elektrischen Komponente.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge ist die erste elektrische Komponente ein Elektromotor und ist das Gehäuse an einer Befestigungslasche des Elektromotors befestigt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge beinhaltet das Gehäuse einen ersten Gehäusebereich, der sich entlang einer ersten Längsachse erstreckt, und einen zweiten Gehäusebereich, der sich entlang einer zweiten Längsachse erstreckt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge liegt die erste Längsachse quer zu der zweiten Längsachse.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge beinhaltet die Sammelschiene einen ersten Bereich, der sich parallel zur ersten Längsachse erstreckt, einen zweiten Bereich, der außerhalb des ersten Gehäusebereichs vorsteht und senkrecht zur ersten Längsachse ist, einen dritten Bereich, der sich parallel zur zweiten Längsachse erstreckt, und einen vierten Bereich, der außerhalb des zweiten Gehäusebereichs vorsteht und senkrecht zur zweiten Längsachse ist.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge ist der zweite Bereich mit der ersten elektrischen Komponente verbunden und ist der vierte Bereich mit der zweiten elektrischen Komponente verbunden.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge ist der zweite Bereich mit einer Motorstatorleitung der ersten elektrischen Komponente verbunden und ist der vierte Bereich mit einem Stromsensor der zweiten elektrischen Komponente verbunden.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge beinhaltet die Sammelschiene mindestens eine Biegung, um einen weitläufigen Verlauf innerhalb des Gehäuses einzurichten.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge ist das Gehäuse um die Sammelschiene umspritzt.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten elektrifizierten Fahrzeuge ist die Sammelschiene in das Gehäuse eingeschnappt.
Ein Verfahren gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem elektrisches Koppeln einer ersten elektrischen Komponente an eine zweite elektrische Komponente eines elektrifizierten Fahrzeug unter Verwendung einer Anschlussblockbaugruppe, die ein Gehäuse, eine Vielzahl von Sammelschienen und eine erste Dichtung beinhaltet. Fluids werden durch die erste Dichtung blockiert, so dass sie sich nicht von einer feuchten Umgebung der ersten elektrischen Komponente zu einer trockenen Umgebung der zweiten elektrischen Komponente bewegen.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorgenannten Verfahrens ist die erste elektrische Komponente ein Elektromotor und ist die zweite elektrische Komponente ein Wechselrichtersystem des elektrifizierten Fahrzeugs.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der beiden vorgenannten Verfahren beinhaltet die Anschlussblockbaugruppe mindestens eine Dichtung, und die erste Dichtung und die mindestens eine zweite Dichtung wirken zusammen, um die Fluids zu blockieren.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verfahren beinhaltet das Verfahren Anordnen von Endabschnitten der Vielzahl von Sammelschienen, so dass die Endabschnitte nach der Montage in einer horizontalen Reihe angeordnet sind.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verfahren beinhaltet das Verfahren Anordnen von Endabschnitten der Vielzahl von Sammelschienen, so dass die Endabschnitte nach der Montage in einer vertikalen Reihe angeordnet sind.
Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorstehenden Absätze, die Ansprüche oder die nachstehende Beschreibung und die nachstehenden Zeichnungen, einschließlich beliebige der dazugehörenden verschiedenen Aspekte oder jeweiliger individueller Merkmale, können unabhängig voneinander oder in beliebigen Kombinationen betrachtet werden. Merkmale, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben werden, gelten für alle Ausführungsformen, es sei denn, diese Merkmale sind nicht kompatibel.
Die unterschiedlichen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung werden dem Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Die der detaillierten Beschreibung beigefügten Zeichnungen lassen sich wie folgt kurz beschreiben.
Figurenliste

1 veranschaulicht schematisch einen Antriebsstrang eines elektrifizierten Fahrzeugs.
2 veranschaulicht ein Leistungssystem eines elektrifizierten Fahrzeugs.
3 ist eine Draufsicht auf das Leistungssystem der 2.
4 ist eine Seitenansicht des Leistungssystems der 2.
5, 6 und 7 veranschaulichen eine Anschlussblockbaugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Offenbarung.
8 und 9 veranschaulichen eine Anschlussblockbaugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Offenbarung.
10 und 11 veranschaulichen eine Anschlussblockbaugruppe gemäß noch einer weiteren Ausführungsform dieser Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung beschreibt Leistungssysteme zum elektrischen Koppeln von Komponenten elektrifizierter Fahrzeuge im Detail. Ein beispielhaftes elektrifiziertes Fahrzeug beinhaltet eine erste elektrische Komponente (z. B. einen Elektromotor), eine zweite elektrische Komponente (z. B. ein Wechselrichtersystem) und eine Anschlussblockbaugruppe, die dazu ausgelegt ist, die erste und die zweite elektrische Komponente elektrisch zu koppeln. Die Anschlussblockbaugruppe beinhaltet ein Gehäuse, eine Sammelschiene und eine Dichtung. Die Dichtung ist dazu ausgelegt, die zweite elektrische Komponente gegen eine feuchte Umgebung der ersten elektrischen Komponente abzudichten. Diese und andere Merkmale dieser Offenbarung werden nachstehend genauer beschrieben.
1 veranschaulicht einen Antriebsstrang 10 für ein elektrifiziertes Fahrzeug 12 schematisch. Obwohl als Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle - HEV) dargestellt, versteht sich, dass die hier beschriebenen Konzepte nicht auf HEV beschränkt sind und sich auf andere elektrifizierte Fahrzeuge erstrecken könnten, einschließlich unter anderem Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (plug-in hybrid electric vehicle - PHEV), Batterieelektrofahrzeuge (battery electric vehicle - BEV), Brennstoffzellenfahrzeuge usw.
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform handelt es sich bei dem Antriebsstrang 10 um ein Antriebsstrangsystem mit Leistungsverzweigung, das ein erstes und ein zweites Antriebssystem einsetzt. Das erste Antriebssystem beinhaltet eine Kombination aus einem Motor 14 und einem Generator 18 (d. h. einer ersten elektrischen Maschine). Das zweite Antriebssystem beinhaltet mindestens einen Elektromotor 22 (d. h. eine zweite elektrische Maschine), den Generator 18 und ein Batteriepack 24. In diesem Beispiel wird das zweite Antriebssystem als elektrisches Antriebssystem des Antriebsstrangs 10 angesehen. Das erste und das zweite Antriebssystem erzeugen Drehmoment, um einen oder mehrere Sätze von Fahrzeugantriebsrädern 28 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 anzutreiben. Auch wenn in 1 eine Konfiguration mit Leistungsverzweigung dargestellt ist, deckt die vorliegende Offenbarung ein beliebiges Hybrid- oder Elektrofahrzeug ab, einschließlich Vollhybrid-, Parallelhybrid-, Reihenhybrid-, Mildhybrid- oder Mikrohybridfahrzeugen.
Der Motor 14, der ein Verbrennungsmotor sein kann, und der Generator 18 können durch eine Kraftübertragungseinheit 30, wie beispielsweise einen Planetenradsatz, miteinander verbunden sein. Selbstverständlich können andere Arten von Kraftübertragungseinheiten, einschließlich anderer Zahnradsätze und Getriebe, verwendet werden, um den Motor 14 mit dem Generator 18 zu verbinden. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform handelt es sich bei der Kraftübertragungseinheit 30 um einen Planetenradsatz, der ein Hohlrad 32, ein Sonnenrad 34 und eine Trägerbaugruppe 36 beinhaltet.
Der Generator 18 kann von dem Motor 14 durch die Kraftübertragungseinheit 30 angetrieben werden, um kinetische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Der Generator 18 kann alternativ dazu als Elektromotor fungieren, um elektrische Energie in kinetische Energie umzuwandeln, wodurch Drehmoment an eine Welle 38 ausgegeben wird, die mit der Kraftübertragungseinheit 30 verbunden ist. Da der Generator 18 mit dem Motor 14 wirkverbunden ist, kann die Drehzahl des Motors 14 durch den Generator 18 gesteuert werden.
Das Hohlrad 32 der Kraftübertragungseinheit 30 kann mit einer Welle 40 verbunden sein, die über eine zweite Kraftübertragungseinheit 44 mit Fahrzeugantriebsrädern 28 verbunden ist. Die zweite Kraftübertragungseinheit 44 kann einen Zahnradsatz beinhalten, der eine Vielzahl von Zahnrädern 46 aufweist. Andere Kraftübertragungseinheiten können ebenfalls geeignet sein. Die Zahnräder 46 übertragen Drehmoment von dem Motor 14 auf ein Differentialgetriebe 48, um letztlich den Fahrzeugantriebsrädern 28 Traktion bereitzustellen. Das Differentialgetriebe 48 kann eine Vielzahl von Zahnrädern beinhalten, die die Übertragung von Drehmoment an die Fahrzeugantriebsräder 28 ermöglichen. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die zweite Kraftübertragungseinheit 44 über das Differentialgetriebe 48 mechanisch mit einer Achse 50 gekoppelt, um Drehmoment auf die Fahrzeugantriebsräder 28 zu verteilen.
Der Elektromotor 22 kann zudem eingesetzt werden, um die Fahrzeugantriebsräder 28 durch Ausgeben von Drehmoment an eine Welle 52, die ebenfalls mit der zweiten Kraftübertragungseinheit 44 verbunden ist, anzutreiben. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform wirken der Elektromotor 22 und der Generator 18 als Teil eines regenerativen Bremssystems zusammen, in dem sowohl der Elektromotor 22 als auch der Generator 18 als Motoren zum Ausgeben von Drehmoment eingesetzt werden können. Beispielsweise können der Elektromotor 22 und der Generator 18 jeweils elektrische Energie an das Batteriepack 24 ausgeben.
Der Batteriepack 24 ist eine beispielhafte Batterie eines elektrifizierten Fahrzeugs. Bei dem Batteriepack 24 kann es sich um ein Hochspannungs-Antriebsbatteriepack handeln, welches eine Vielzahl von Batteriebaugruppen 25 enthält (d. h. Batteriearrays oder Gruppen von Batteriezellen), die in der Lage sind, elektrische Energie auszugeben, um den Elektromotor 22, den Generator 18 und/oder andere elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs 12 zu betreiben. Andere Arten von Energiespeichervorrichtungen und/oder Ausgabevorrichtungen können ebenfalls verwendet werden, um das elektrifizierte Fahrzeug 12 mit elektrischer Energie zu versorgen.
Der Antriebsstrang 10 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 kann zusätzlich ein Wechselrichtersystem 54 beinhalten, das auch als eine Wechselrichtersystemsteuerung (inverter system controller - ISC) bezeichnet werden kann. Das Wechselrichtersystem 54 ist dazu ausgelegt, einen bidirektionalen Stromfluss durch den Antriebsstrang 10 zu unterstützen. Das Wechselrichtersystem 54 wandelt Gleichstrom von dem Batteriepack 24 in Wechselstrom zum Antreiben des Elektromotors 22 und/oder des Generators 18 um. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist das Wechselrichtersystem 54 eine Wechselrichtersystemsteuerung, kombiniert mit einem variablen Spannungswandler (ISC/WC).
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform weist das elektrifizierte Fahrzeug 12 zwei grundlegende Betriebsmodi auf. Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann in einem Elektrofahrzeug(EV)-Modus arbeiten, in dem ein Elektromotor 22 zum Fahrzeugantrieb verwendet wird (allgemein ohne Unterstützung durch den Motor 14), wodurch der Ladestatus des Batteriepacks 24 bei bestimmten Fahrmustern/-zyklen bis zu einer maximal zulässigen Entladungsrate entleert wird. Der EV-Modus ist ein Beispiel eines Entladebetriebsmodus für das elektrifizierte Fahrzeug 12. Im EV-Modus kann sich der Ladezustand des Batteriepacks 24 unter einigen Umständen erhöhen, beispielsweise durch einen Zeitraum regenerativen Bremsens. Der Motor 14 ist in einem standardmäßigen EV-Modus im Allgemeinen abgeschaltet, könnte jedoch nach Bedarf auf Grundlage eines Fahrzeugsystemzustands oder nach Maßgabe durch den Fahrzeugführer betrieben werden.
Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann zusätzlich in einem Hybridmodus (HEV-Modus) betrieben werden, in dem der Motor 14 und der Elektromotor 22 jeweils zum Antreiben des Fahrzeugs verwendet werden. Der HEV-Modus ist ein Beispiel für einen Betriebsmodus zum Erhalten der Batterieladung für das elektrifizierte Fahrzeug 12. Im HEV-Modus kann das elektrifizierte Fahrzeug 12 die Verwendung des Elektromotors 22 zum Antreiben verringern, um den Ladezustand des Batteriepacks 24 konstant oder ungefähr konstant zu halten, indem es den Antrieb durch den Motor 14 steigert. Das elektrifizierte Fahrzeug 12 kann innerhalb des Umfangs der vorliegenden Offenbarung neben dem EV- und dem HEV-Modus in anderen Betriebsmodi betrieben werden.
Die 2, 3 und 4 veranschaulichen schematisch ein Leistungssystem 56, das innerhalb eines elektrifizierten Fahrzeugs eingesetzt werden kann. Beispielsweise könnte das Leistungssystem 56 Teil des Antriebsstrangs 10 des elektrifizierten Fahrzeugs 12 der 1 sein.
In einer beispielhaften nicht einschränkenden Ausführungsform beinhaltet das Leistungssystem 56 einen Elektromotor 22 (d. h. eine erste elektrische Komponente), ein Wechselrichtersystem 54 (d. h. eine zweite elektrische Komponente) und eine Anschlussblockbaugruppe 58. Die Anschlussblockbaugruppe 58 koppelt den Elektromotor 22 elektrisch an das Wechselrichtersystem 54, um Wechselstrom zum Antrieben des Elektromotors 22 auszugeben. Das Wechselrichtersystem 54 kann beispielsweise Gleichstrom von dem Batteriepack 24 empfangen (siehe 1) und kann diesen Gleichstrom in Dreiphasen-Wechselstrom umwandeln. Der Wechselstrom wird durch die Anschlussblockbaugruppe 58 zu dem Elektromotor 22 geführt, um den Elektromotor 22 anzutreiben.
Diese Offenbarung beschreibt das elektrische Koppeln eines Elektromotors und eines Wechselrichtersystems als nicht einschränkende Beispiele. Jedoch könnten die Anschlussblockbaugruppen dieser Offenbarung verwendet werden, um beliebige Komponenten des elektrifizierten Fahrzeugs, die über einen Wechselstrombus betrieben werden, elektrisch zu koppeln.
Der Elektromotor 22 beinhaltet ein Motorgehäuse 60, das einen Motorstator 62 umgibt. Der Motorstator 62 arbeitet in einer feuchten Umgebung und das Wechselrichtersystem 54 arbeitet in einer trockenen Umgebung. Die Anschlussblockbaugruppe 58 kann an einer Fläche 64 des Motorgehäuses 60 befestigt sein, um die feuchte Umgebung des Motorstators 62 gegen das trockene Wechselrichtersystem 54 abzudichten. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die Fläche 64 eine Befestigungslasche des Motorgehäuses 60.
Die Anschlussblockbaugruppe 58 beinhaltet eine Vielzahl von Sammelschienen 66 zum elektrischen Koppeln des Wechselrichtersystems 54 und des Elektromotors 22. In diesem Beispiel beinhaltet die Anschlussblockbaugruppe 58 insgesamt sechs Sammelschienen 66. Jedoch soll die Gesamtanzahl der Sammelschienen 66 diese Offenbarung nicht einschränken und somit könnte eine größere oder kleinere Anzahl von Sammelschienen, als in den Figuren, die zu dieser Offenbarung gehören, gezeigt sind, innerhalb der Anschlussblockbaugruppe 58 eingesetzt werden.
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform sind die Sammelschienen 66 aus Kupfer gefertigt. Allerdings können auch andere Materialien geeignet sein. Motorstatorleitungen 67, die mit Wicklungen des Motorstators 62 verbunden sind, sind mit ersten Endabschnitten 68 der Sammelschienen 66 verbunden und zweite, gegenüberliegende Endabschnitte 70 der Sammelschienen 66 sind mit einem Stromsensor 72 des Wechselrichtersystems 54 verbunden, um das Wechselrichtersystem 54 elektrisch an den Elektromotor 22 zu koppeln.
Das Koppeln des Wechselrichtersystems 54 an den Elektromotor 22 kann eine Herausforderung sein, abhängig davon, wie diese Komponenten in Bezug aufeinander innerhalb des elektrifizierten Fahrzeugs 12 verbaut sind. Wenn zum Beispiel das Wechselrichtersystem 54 senkrecht zu einer Mittellinie des Motorstators 62 positioniert ist, wie in 2-4 gezeigt, ist ein 90-Grad-Verlauf der Anschlussblockbaugruppe 58 und der Sammelschienen 66 erforderlich, um die Verbindung zu erzielen. Verschiedene Anschlussblockbaugruppen werden nachstehend beschrieben, die unter Berücksichtigung dieser Herausforderungen konzipiert wurden.
Die 5-7 veranschaulichen, weiterhin unter Bezugnahme auf die 2-4, eine beispielhafte Anschlussblockbaugruppe 58 des oben beschriebenen Leistungssystems 56. Die Anschlussblockbaugruppe 58 beinhaltet ein Gehäuse 74, eine Vielzahl von Sammelschienen 66 und eine Dichtung 76.
Das Gehäuse 74 der Anschlussblockbaugruppe 58 beinhaltet einen ersten Gehäusebereich 78 und einen zweiten Gehäusebereich 80. Der zweite Gehäusebereich 80 ist einstückig mit dem ersten Gehäusebereich 78, um eine einteilige Polymerstruktur einzurichten.
Der erste Gehäusebereich 78 erstreckt sich entlang einer ersten Längsachse A1 (angeordnet entlang der Y-Achse eines kartesischen Koordinatensystems in diesem Beispiel) und der zweite Gehäusebereich 80 erstreckt sich entlang einer zweiten Längsachse A2 (angeordnet entlang der X-Achse eines kartesischen Koordinatensystems in diesem Beispiel). In einer nicht einschränkenden Ausführungsform liegen die erste Längsachse A1 und die zweite Längsachse A2 quer zueinander. In noch einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform liegen die erste Längsachse A1 und die zweite Längsachse A2 senkrecht zueinander.
Jeder von dem ersten Gehäusebereich 78 und dem zweiten Gehäusebereich 80 kann eine oder mehrere Befestigungslaschen 82 beinhalten. Jede Befestigungslasche 82 beinhaltet eine Öffnung 84, die bemessen ist, um ein Befestigungselement 86 zum Befestigen der Anschlussblockbaugruppe 58 an der Fläche 64 des Motorgehäuses 60 aufzunehmen (siehe zum Beispiel 3).
In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist das Gehäuse 74 um die Sammelschienen 66 umspritzt. Die Sammelschienen 66 können einen weitläufigen Verlauf durch den ersten Gehäusebereich 78 und den zweiten Gehäusebereich 80 des Gehäuses 74 einrichten, um eine gewünschte Verbindung zwischen dem Elektromotor 22 und dem Wechselrichtersystem 54 zu erzielen. Zum Beispiel kann jede Sammelschiene 66, wie am besten in der gestrichelten Ansicht der 6 zu sehen ist, einen ersten Bereich 88, der sich parallel zur ersten Längsachse A1 des ersten Gehäusebereichs 78 erstreckt, einen zweiten Bereich 90, der außerhalb des ersten Gehäusebereichs 78 vorsteht und sich quer zur ersten Längsachse A1 erstreckt, einen dritten Bereich 92, der sich parallel zur zweiten Längsachse A2 des zweiten Gehäusebereichs 80 erstreckt, und einen vierten Bereich 94, der außerhalb des zweiten Gehäusebereichs 80 vorsteht und sich quer zur zweiten Längsachse A2 erstreckt, beinhalten. Die zweiten Bereiche 90 bilden die ersten Endabschnitte 68 der Sammelschienen 66, die mit den Motorstatorleitungen 67 des Elektromotors 22 verbunden sind, und die vierten Bereiche 94 bilden die zweiten, gegenüberliegenden Endabschnitte 70 der Sammelschienen 66, die mit dem Stromsensor 72 des Wechselrichtersystems 54 verbunden sind. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform sind der erste Gehäusebereich 78 des Gehäuses 74 und die Sammelschienen 66 so angeordnet, dass die ersten Endabschnitte 68 der Sammelschienen 66 in einer horizontalen Reihe positioniert sind, um eine Verbindung mit dem Elektromotor 22 zu erzielen.
Jede Sammelschiene 66 kann eine oder mehrere Biegungen 96 beinhalten, um den weitläufigen Verlauf innerhalb des Gehäuses 74 einzurichten. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform beinhaltet jede Sammelschiene 66 drei Biegungen 96: eine erste Biegung zwischen dem ersten Bereich 88 und dem zweiten Bereich 90, eine zweite Biegung zwischen dem ersten Bereich 88 und dem dritten Bereich 92 und eine dritte Biegung zwischen dem dritten Bereich 92 und dem vierten Bereich 94. In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform positionieren die Biegungen 96 die Bereiche der Sammelschienen 66 bei ungefähr 90 Grad in Bezug aufeinander.
Die Konfiguration des Gehäuses 74 und der Sammelschienen 66 in der oben beschriebenen Weise ermöglicht, dass der Elektromotor 22 und das Wechselrichtersystem 54 auf eine einfache und zuverlässige Weise elektrisch gekoppelt werden, auch wenn das Wechselrichtersystem 54 senkrecht zu einer Mittellinie des Motorstators 62 des Elektromotors 22 ist.
Die Dichtung 76 ist dazu ausgelegt, das Wechselrichtersystem 54 gegen die feuchte Umgebung des Motorstators 62 des Elektromotors 22 abzudichten. Bei der Dichtung 76 kann es sich um eine Flächendichtung, wie etwa eine Pressdichtung, oder eine beliebige andere Art von Dichtung handeln. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die Dichtung 76 innerhalb einer vertieften Nut 98 aufgenommen (am besten in 7 zu sehen), die in dem Abschnitt des Gehäuses 74 ausgebildet ist, der eine Schnittfläche mit der feuchten Umgebung des Elektromotors 22 bildet (in diesem Fall der erste Gehäusebereich 78 des Gehäuses 74). Sobald die Anschlussblockbaugruppe 58 an dem Elektromotor 22 befestigt wurde, ist die Dichtung 76 zwischen der Fläche 64 des Motorgehäuses 60 und dem Gehäuse 74 eingelegt, um im Wesentlichen Fluids zu blockieren, so dass sie nicht von der feuchten Umgebung des Motorstators 62 zu der trockenen Umgebung des Wechselrichtersystems 54 weitergeleitet werden.
8 und 9 veranschaulichen eine weitere Anschlussblockbaugruppe 158. Die Anschlussblockbaugruppe 158 ist ähnlich zu der oben beschriebenen Anschlussblockbaugruppe 58, mit der Ausnahme, dass ein Gehäuse 174 der Anschlussblockbaugruppe 158 anders konfiguriert ist, um eine andere Verbauungsanordnung zwischen dem Elektromotor 22 und dem Wechselrichtersystem 54 oder zwischen beliebigen anderen elektrischen Komponenten des elektrifizierten Fahrzeugs, in dem Wechselstrom zwischen den Komponenten geführt wird, unterzubringen.
In dieser Ausführungsform beinhaltet die Anschlussblockbaugruppe 158 das Gehäuse 174 und eine Dichtung 176 (siehe 9). Das Gehäuse 174 beinhaltet einen ersten Gehäusebereich 178, der sich entlang einer ersten Längsachse A1 (angeordnet entlang einer Z-Achse) erstreckt, und einen zweiten Gehäusebereich 180, der sich entlang einer zweiten Längsachse A2 (angeordnet entlang einer X-Achse) erstreckt. Die erste Längsachse A1 und die zweite Längsachse A2 können quer oder sogar senkrecht zueinander sein. Jeder von dem ersten Gehäusebereich 178 und dem zweiten Gehäusebereich 180 kann eine oder mehrere Befestigungslaschen 182 zum Befestigen der Anschlussblockbaugruppe 158 beinhalten.
Eine Vielzahl von Sammelschienen 166 ist angeordnet, um einem weitläufigen Verlauf innerhalb des Gehäuses 174 zu folgen. Jede Sammelschiene 166 beinhaltet einen ersten Endabschnitt 168 und einen zweiten, gegenüberliegenden Endabschnitt 170, die von dem ersten Gehäusebereich 178 bzw. dem zweiten Gehäusebereich 180 nach außen vorstehen. Die ersten Endabschnitte 168 sind mit dem Elektromotor 22 verbunden und die zweiten, gegenüberliegenden Endabschnitte 170 sind mit dem Stromsensor 72 des Wechselrichtersystems 54 verbunden. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform sind der erste Gehäusebereich 178 des Gehäuses 174 und die Sammelschienen 166 so angeordnet, dass die ersten Endabschnitte 168 der Sammelschienen 166 in einer vertikalen Reihe positioniert sind, entgegengesetzt zu der horizontalen Reihe, die durch die in 5-7 gezeigte Anschlussblockbaugruppe 58 eingerichtet ist. Es versteht sich, dass andere Konfigurationen, einschließlich unter anderem radiale Ausrichtungen in Bezug auf den Motorstator oder jede andere Ausrichtung, die Beschränkungen des Gesamtbauraums löst, ebenfalls als innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung betrachtet werden.
Die Dichtung 176 ist dazu ausgelegt, das Wechselrichtersystem 54 gegen die feuchte Umgebung des Motorstators 62 des Elektromotors 22 abzudichten. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die Dichtung 176 innerhalb einer vertieften Nut 198 aufgenommen (am besten in 9 zu sehen), die in dem zweiten Gehäusebereich 180 ausgebildet ist. Die vertiefte Nut 198 umschließt in einer nicht einschränkenden Ausführungsform den ersten Gehäusebereich 178. Sobald die Anschlussblockbaugruppe 158 an dem Elektromotor 22 befestigt wurde, ist die Dichtung 176 zwischen dem Motorgehäuse 60 und dem Gehäuse 174 eingelegt, um im Wesentlichen Fluids zu blockieren, so dass sie nicht von der feuchten Umgebung des Motorstators 62 zu der trockenen Umgebung des Wechselrichtersystems 54 weitergeleitet werden.
10 und 11 veranschaulichen noch eine weitere eine Anschlussblockbaugruppe 258. 10 ist eine perspektivische Ansicht von Abschnitten der Anschlussblockbaugruppe 258, während 11 eine Schnittansicht des Bereichs A der 10 ist.
Die Anschlussblockbaugruppe 258 beinhaltet ein Gehäuse 274, eine Vielzahl von Sammelschienen 266, eine erste Dichtung 276 und eine Vielzahl von zweiten Dichtungen 277. Wie nachstehend genauer erläutert wird, wirken die erste Dichtung 276 und die zweiten Dichtungen 277 zusammen, um das Wechselrichtersystem 54 gegen die feuchte Umgebung des Elektromotors 22 abzudichten.
Das Gehäuse 274 der Anschlussblockbaugruppe 258 beinhaltet einen ersten Gehäusebereich 278, der sich entlang einer ersten Längsachse A1 erstreckt, und einen zweiten Gehäusebereich 280, der sich entlang einer zweiten Längsachse A2 erstreckt. Der zweite Gehäusebereich 280 ist einstückig mit dem ersten Gehäusebereich 278, um eine einteilige Struktur einzurichten. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform liegen die erste Längsachse A1 und die zweite Längsachse A2 quer zueinander. In noch einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform liegen die erste Längsachse A1 und die zweite Längsachse A2 senkrecht zueinander. Jeder von dem ersten Gehäusebereich 278 und dem zweiten Gehäusebereich 280 kann zusätzlich eine oder mehrere Befestigungslaschen 282 beinhalten.
In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform sind die Sammelschienen 266 in das Gehäuse 274 eingeschnappt. Jeder von dem ersten Gehäusebereich 278 und dem zweiten Gehäusebereich 280 kann verschiedene Merkmale zum Aufnehmen und Halten der Sammelschienen 266 beinhalten.
Die Sammelschienen 266 können sich entlang eines weitläufigen Verlaufs durch den ersten Gehäusebereich 278 und den zweiten Gehäusebereich 280 erstrecken, um eine gewünschte Verbindung zwischen dem Elektromotor 22 und dem Wechselrichtersystem 54 zu erzielen. Die Konfiguration des Gehäuses 274 und der Sammelschienen 266 ermöglicht, dass der Elektromotor 22 und das Wechselrichtersystem 54 auf eine einfache und zuverlässige Weise elektrisch gekoppelt werden, auch wenn das Wechselrichtersystem 54 senkrecht zu einer Mittellinie des Motorstators 62 des Elektromotors 22 verbaut ist.
Nun vorwiegend unter Bezugnahme auf 10 und 11 wirken die erste Dichtung 276 und die zweiten Dichtungen 277 zusammen, um das Wechselrichtersystem 54 gegen die feuchte Umgebung des Motorstators 62 des Elektromotors 22 abzudichten. In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist die erste Dichtung 276 eine Flächendichtung und sind die zweiten Dichtungen 277 geformte Dichtungen. In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform sind die zweiten Dichtungen 277 aus einem Vergussmaterial gefertigt, das Kunststoff oder ein ähnlich wirkendes Material sein kann. Allerdings können auch andere Dichtungsarten geeignet sein. Nicht einschränkende Beispiele geeigneter Dichtungsmaterialien beinhalten Silikonkautschuk (d. h. bei Raumtemperatur vulkanisiertes (RTV) Silikon), Acrylkautschuk oder ein beliebiges anderes ähnliches Elastomer.
Eine der zweiten Dichtungen 277 ist um einen ersten Endabschnitt 268 jeder Sammelschiene 266 aufgenommen, der vom ersten Gehäusebereich 278 nach außen vorsteht. Die zweiten Dichtungen 277 sind zwischen einer Dichtfläche 279 des ersten Gehäusebereichs 278 und der ersten Dichtung 276 aufgenommen. Auf diese Weise wirkt die erste Dichtung 276 zusätzlich wie eine Abdeckung der zweiten Dichtungen 277, um zusätzliche Abdichtung bereitzustellen.
Die erste Dichtung 276 kann innerhalb einer vertieften Nut 298 aufgenommen sein, die in dem Abschnitt des Gehäuses 274 ausgebildet ist, der eine Schnittfläche mit der feuchten Umgebung des Elektromotors 22 bildet (in diesem Fall der erste Gehäusebereich 278 des Gehäuses 274). Sobald die Anschlussblockbaugruppe 258 an dem Elektromotor 22 befestigt wurde, sind die erste Dichtung 276 und die zweiten Dichtungen 277 zwischen der Fläche 64 des Motorgehäuses 60 und dem Gehäuse 274 eingelegt, um im Wesentlichen Fluids zu blockieren, so dass sie nicht von der feuchten Umgebung des Motorstators 62 zu der trockenen Umgebung des Wechselrichtersystems 54 weitergeleitet werden.
Die Anschlussblockbaugruppen dieser Offenbarung stellen einfache und zuverlässige elektrische Verbindungen zwischen Komponenten, die in dem elektrifizierten Fahrzeug mit Starkstrom betrieben werden, bereit. Die vorgeschlagenen Anschlussblockbaugruppen sind zusätzlich ausgestattet, um feuchte Umgebungen gegen trockene Umgebungen in den Leistungssystemen, die über Wechselstrombusse betrieben werden, abzudichten.
Wenngleich die unterschiedlichen nicht einschränkenden Ausführungsformen der Darstellung nach konkrete Komponenten oder Schritte aufweisen, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese konkreten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale aus beliebigen der nicht einschränkenden Ausführungsformen in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten aus beliebigen anderen nicht einschränkenden Ausführungsformen zu verwenden.
Es versteht sich, dass gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Zeichnungen entsprechende oder ähnliche Elemente kennzeichnen. Es versteht sich, dass, wenngleich in diesen Ausführungsbeispielen eine bestimmte Anordnung von Komponenten offenbart und veranschaulicht wird, andere Anordnungen ebenfalls von den Lehren der vorliegenden Offenbarung profitieren könnten.
Die vorstehende Beschreibung ist als veranschaulichend und nicht einschränkend zu betrachten. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass bestimmte Modifikationen durch den Umfang dieser Offenbarung abgedeckt sein könnten. Deshalb sollten die nachstehenden Patentansprüche analysiert werden, um den eigentlichen Umfang und Inhalt dieser Offenbarung zu erfassen.

Claims

Elektrifiziertes Fahrzeug, umfassend: eine erste elektrische Komponente; eine zweite elektrische Komponente; und eine Anschlussblockbaugruppe, die dazu ausgelegt ist, die erste elektrische Komponente elektrisch an die zweite elektrische Komponente zu koppeln, wobei die Anschlussblockbaugruppe ein Gehäuse, eine Sammelschiene und eine erste Dichtung beinhaltet, die dazu ausgelegt ist, die zweite elektrische Komponente gegen eine feuchte Umgebung der ersten elektrischen Komponente abzudichten.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die erste elektrische Komponente ein Elektromotor ist und die zweite elektrische Komponente ein Wechselrichtersystem ist.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, umfassend eine zweite Dichtung, die um die Sammelschiene aufgenommen ist, und wobei optional die zweite Dichtung zwischen einer Dichtfläche des Gehäuses und der ersten Dichtung eingeschlossen ist.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Dichtung innerhalb einer vertieften Nut, die in dem Gehäuse ausgebildet ist, aufgenommen ist.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuse mindestens eine Befestigungslasche zum Befestigen der Anschlussblockbaugruppe an entweder der ersten elektrischen Komponente oder der zweiten elektrischen Komponente beinhaltet.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuse einen ersten Gehäusebereich, der sich entlang einer ersten Längsachse erstreckt, und einen zweiten Gehäusebereich, der sich entlang einer zweiten Längsachse erstreckt, beinhaltet, und wobei optional die erste Längsachse quer zur zweiten Längsachse liegt.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei die Sammelschiene einen ersten Bereich, der sich parallel zur ersten Längsachse erstreckt, einen zweiten Bereich, der außerhalb des ersten Gehäusebereichs vorsteht und senkrecht zur ersten Längsachse ist, einen dritten Bereich, der sich parallel zur zweiten Längsachse erstreckt, und einen vierten Bereich, der außerhalb des zweiten Gehäusebereichs vorsteht und senkrecht zur zweiten Längsachse ist, beinhaltet.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei der zweite Bereich mit der ersten elektrischen Komponente verbunden ist und der vierte Bereich mit der zweiten elektrischen Komponente verbunden ist, und wobei optional der zweite Bereich mit einer Motorstatorleitung der ersten elektrischen Komponente verbunden ist und der vierte Bereich mit einem Stromsensor der zweiten elektrischen Komponente verbunden ist.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sammelschiene mindestens eine Biegung beinhaltet, um einen weitläufigen Verlauf innerhalb des Gehäuses einzurichten.
Elektrifiziertes Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuse um die Sammelschiene umspritzt ist oder die Sammelschiene in das Gehäuse eingeschnappt ist.
Verfahren, umfassend: elektrisches Koppeln einer ersten elektrischen Komponente an eine zweite elektrische Komponente eines elektrifizierten Fahrzeugs unter Verwendung einer Anschlussblockbaugruppe, die ein Gehäuse, eine Vielzahl von Sammelschienen und eine erste Dichtung beinhaltet; und Blockieren von Fluids mit der ersten Dichtung, so dass sie sich nicht von einer feuchten Umgebung der ersten elektrischen Komponente zu einer trockenen Umgebung der zweiten elektrischen Komponente bewegen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste elektrische Komponente ein Elektromotor ist und die zweite elektrische Komponente ein Wechselrichtersystem des elektrifizierten Fahrzeugs ist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Anschlussblockbaugruppe mindestens eine zweite Dichtung beinhaltet, und wobei die erste Dichtung und die mindestens eine zweite Dichtung zusammenwirken, um die Fluids zu blockieren.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, umfassend Anordnen von Endabschnitten der Vielzahl von Sammelschienen, so dass die Endabschnitte nach der Montage in einer horizontalen Reihe angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, umfassend Anordnen von Endabschnitten der Vielzahl von Sammelschienen, so dass die Endabschnitte nach der Montage in einer vertikalen Reihe angeordnet sind.