DE102020200994A1 - Electric axle for a traction drive in an electric vehicle and electric vehicle with an electric axle - Google Patents

Electric axle for a traction drive in an electric vehicle and electric vehicle with an electric axle Download PDF

Info

Publication number
DE102020200994A1
DE102020200994A1 DE102020200994.5A DE102020200994A DE102020200994A1 DE 102020200994 A1 DE102020200994 A1 DE 102020200994A1 DE 102020200994 A DE102020200994 A DE 102020200994A DE 102020200994 A1 DE102020200994 A1 DE 102020200994A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
housing
electric
power electronics
electrical machine
current path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020200994.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Daniel Kuhnle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102020200994.5A priority Critical patent/DE102020200994A1/en
Publication of DE102020200994A1 publication Critical patent/DE102020200994A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H02M1/126—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output using passive filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2270/00—Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/10—Emission reduction
    • B60L2270/14—Emission reduction of noise
    • B60L2270/147—Emission reduction of noise electro magnetic [EMI]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44—Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine elektrische Achse (EA) für einen Traktionsantrieb (TA) in einem Elektrofahrzeug (F) umfassend ein Gehäuse (H), welches mit einer Batterie (B) und mit einem Massesystem (8) des Elektrofahrzeugs (F) verbindbar ist; eine elektrische Maschine (EM), welche in dem Gehäuse (H) angeordnet ist; eine Leistungselektronik (LE), welche in dem Gehäuse (H) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die elektrische Maschine (EM) zu steuern; zumindest eine Y-Kapazität (3), welche zwischen einem Rückstrompfad (2) und der Leistungselektronik (LE) und/oder zwischen dem Rückstrompfad (2) und der elektrischen Maschine (EM) verschaltet ist, wobei der Rückstrompfad (2) innerhalb des Gehäuses (H) angeordnet ist und galvanisch vom Gehäuse (H) isoliert ist.The present invention creates an electric axle (EA) for a traction drive (TA) in an electric vehicle (F) comprising a housing (H) which can be connected to a battery (B) and to a mass system (8) of the electric vehicle (F) ; an electrical machine (EM) which is arranged in the housing (H); power electronics (LE) which are arranged in the housing (H) and are set up to control the electrical machine (EM); at least one Y-capacitance (3) which is connected between a return current path (2) and the power electronics (LE) and / or between the return current path (2) and the electrical machine (EM), the return current path (2) being inside the housing (H) is arranged and galvanically isolated from the housing (H).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Achse für einen Traktionsantrieb in einem Elektrofahrzeug und ein Elektrofahrzeug mit einer elektrischen Achse.The present invention relates to an electric axle for a traction drive in an electric vehicle and an electric vehicle with an electric axle.

Stand der TechnikState of the art

Systemgehäuse von elektrischen Maschinen üblicher Anwendung sind in Elektrofahrzeugen meist vollständig aus Metall gefertigt. Hierbei können auch Gussmaterialien zu Einsatz kommen. Bei einer derartigen Ausführung können Komponenten des elektrischen Antriebs, etwa die Leistungselektronik und/oder die elektrische Maschine, etwa auch jeweils mit deren EMV-Filtern (Elektromagnetische Verträglichkeit), durch beispielsweise Schraubverbindungen oder Einschrumpfungen, elektrisch leitend (galvanisch) mit dem Gehäuse und/oder miteinander verbunden sein. Üblicherweise kann das Systemgehäuse über ein Masseband mit dem Fahrzeugmassesystem verbunden sein.System housings of electrical machines in common use are mostly made entirely of metal in electric vehicles. Cast materials can also be used here. In such an embodiment, components of the electric drive, for example the power electronics and / or the electric machine, for example also with their EMC filters (electromagnetic compatibility), for example by screw connections or shrinkage, can be electrically conductive (galvanic) with the housing and / or be connected to each other. The system housing can usually be connected to the vehicle ground system via a ground strap.

Auf diese Weise kann ein in der Leistungselektronik umfasster EMV-Filter mit Bezug zu diesem Systemgehäuse arbeiten.In this way, an EMC filter included in power electronics can work with reference to this system housing.

Es können generell sowohl die elektrische Maschine (Elektromotor) etwa durch deren Statorwicklung, als auch die Leistungselektronik, etwa durch deren Kommutierungszelle, jeweils parasitäre Kapazitäten gegenüber dem Systemgehäuse darstellen und einen dominanten Koppelpfad für einen Störstrom, insbesondere für den sogenannten Common Mode EMV Störstrom, darstellen. Dieser Störstrom kann sich über das Systemgehäuse und das Fahrzeugmassesystem ausbreiten. Üblicherweise kann eine Rückführung des EMV Störstromes über ein EMV Filter erfolgen.In general, both the electrical machine (electric motor), for example through its stator winding, and the power electronics, for example through its commutation cell, can each represent parasitic capacitances compared to the system housing and represent a dominant coupling path for an interference current, in particular for the so-called common mode EMC interference current . This interference current can propagate through the system housing and the vehicle ground system. Usually, the EMC interference current can be fed back via an EMC filter.

In der DE 10 2007 017 187 B4 wird ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug mit einer Fahrzeugbatterie und einem spannungssensiblen Verbraucher beschrieben.In the DE 10 2007 017 187 B4 describes an electrical system for a motor vehicle with a vehicle battery and a voltage-sensitive consumer.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die vorliegende Erfindung schafft eine elektrische Achse für einen Traktionsantrieb in einem Elektrofahrzeug nach Anspruch 1 und ein Elektrofahrzeug mit einer elektrischen Achse nach Anspruch 10.The present invention provides an electric axle for a traction drive in an electric vehicle according to claim 1 and an electric vehicle with an electric axle according to claim 10.

Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred further developments are the subject of the subclaims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine elektrische Achse für einen Traktionsantrieb in einem Elektrofahrzeug sowie ein damit ausgestattetes Elektrofahrzeug anzugeben, bei welchem eine Rückführung des Störstroms sowie von EMV-Störungen zumindest teilweise unabhängig vom Fahrzeugmassesystem und vom Gehäuse der elektrischen Achse erfolgen kann.The idea on which the present invention is based is to provide an electric axle for a traction drive in an electric vehicle and an electric vehicle equipped with it, in which the interference current and EMC interference can be fed back at least partially independently of the vehicle mass system and the housing of the electric axle .

Dadurch kann ein Filteraufwand am Traktionsnetz sowie an einer DC-Schnittstelle (Hochvolt) vereinfacht werden und der Einsatz von Leichtbau Systemgehäusen vereinfacht werden.This can simplify filtering on the traction network and on a DC interface (high voltage) and simplify the use of lightweight system housings.

Erfindungsgemäß umfasst die elektrische Achse für einen Traktionsantrieb in einem Elektrofahrzeug ein Gehäuse, welches mit einer Batterie und mit einem Massesystem des Elektrofahrzeugs verbindbar ist; eine elektrische Maschine, welche in dem Gehäuse angeordnet ist; eine Leistungselektronik, welche in dem Gehäuse angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die elektrische Maschine zu steuern; zumindest eine Y-Kapazität, welche zwischen einem Rückstrompfad und der Leistungselektronik und/oder zwischen dem Rückstrompfad und der elektrischen Maschine verschaltet ist, wobei der Rückstrompfad innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und galvanisch vom Gehäuse isoliert ist.According to the invention, the electric axle for a traction drive in an electric vehicle comprises a housing which can be connected to a battery and to a mass system of the electric vehicle; an electric machine which is arranged in the housing; power electronics which are arranged in the housing and are configured to control the electrical machine; at least one Y capacitance, which is connected between a return current path and the power electronics and / or between the return current path and the electrical machine, the return current path being arranged within the housing and galvanically isolated from the housing.

Die elektrische Achse kann als Traktionsantrieb mit Antriebsrädern verbunden sein, vorteilhaft über ein Getriebe. Die Leistungselektronik kann ein eigenes Gehäuse umfassen und/oder direkt in das Gehäuse der elektrischen Maschine integriert sein.The electric axle can be connected to drive wheels as a traction drive, advantageously via a transmission. The power electronics can have its own housing and / or be integrated directly into the housing of the electrical machine.

Die Y - Kapazität kann alle gängigen Arten von Y-Kondensatoren umfassen.The Y capacitance can include all common types of Y capacitors.

Durch eine mögliche elektrische Isolierung der Leistungselektronik und/oder der elektrischen Maschine vom Gehäuse kann in einer bestimmten Ausführung der Wert der genutzten Y-Kapazitäten je nach Notwendigkeit im jeweiligen Ausführungsbeispiel ausgelegt werden.With a possible electrical insulation of the power electronics and / or the electrical machine from the housing, the value of the Y capacitances used can be designed in a specific embodiment depending on the necessity in the respective embodiment.

Durch den Rückstrompfad kann der Störstrom, insbesondere der Common Mode EMV, Störstrom teilweise oder vollständig unabhängig vom Gehäuse und Massesystem zur Störquelle zurückgeführt werden. Eine galvanische Trennung (Isolierung) des Rückstrompfads vom Gehäuse ist dabei vorliegend.Through the return current path, the interference current, in particular the common mode EMC, interference current can be partially or completely returned to the interference source independently of the housing and ground system. A galvanic separation (isolation) of the return current path from the housing is present.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Achse ist ein Stator der elektrischen Maschine vom Gehäuse elektrisch isoliert und ist mit dem Rückstrompfad verbunden.According to a preferred embodiment of the electrical axis, a stator of the electrical machine is electrically isolated from the housing and is connected to the return current path.

Durch eine derartige elektrische Isolierung kann der relevante Koppelpfad des Störstroms vom Gehäuse isoliert werden und vorteilhaft mit dem Rückstrompfad zur Rückführung des Störstroms verbunden werden. Der Störstrom kann so vorteilhaft zu dessen Quelle zurückgeführt werden, zumindest teilweise. Diese Quelle kann bei einem Traktionsinverter (etwa der elektrischen Maschine) die Kommutierungszelle sein, etwa der IGBT oder ein SiC-Modul.By means of such electrical insulation, the relevant coupling path of the interference current can be isolated from the housing and advantageously with the return current path for returning the interference current get connected. The interference current can thus advantageously be fed back to its source, at least in part. In the case of a traction inverter (such as the electrical machine), this source can be the commutation cell, such as the IGBT or a SiC module.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Achse ist ein Lagerträger der elektrischen Maschine vom Gehäuse elektrisch isoliert und ist mit dem Rückstrompfad verbunden.According to a preferred embodiment of the electrical axis, a bearing bracket of the electrical machine is electrically isolated from the housing and is connected to the return current path.

Durch eine derartige elektrische Isolierung kann der relevante Koppelpfad des Störstroms vom Gehäuse isoliert werden und vorteilhaft mit dem Rückstrompfad zur Rückführung des Störstroms verbunden werden.By means of such electrical insulation, the relevant coupling path of the interference current can be isolated from the housing and advantageously connected to the return current path for returning the interference current.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Achse ist zumindest eine Elektronikkomponente der Leistungselektronik vom Gehäuse elektrisch isoliert und ist mit dem Rückstrompfad verbunden.According to a preferred embodiment of the electrical axis, at least one electronic component of the power electronics is electrically isolated from the housing and is connected to the return current path.

Durch eine derartige elektrische Isolierung kann der relevante Koppelpfad des Störstroms vom Gehäuse isoliert werden und vorteilhaft mit dem Rückstrompfad zur Rückführung des Störstroms verbunden werden.By means of such electrical insulation, the relevant coupling path of the interference current can be isolated from the housing and advantageously connected to the return current path for returning the interference current.

Eine oder mehrere Elektronikkomponenten der Leistungselektronik können dabei teilweise oder vollständig von dem Gehäuse isoliert werden.One or more electronic components of the power electronics can be partially or completely isolated from the housing.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Achse umfasst der Rückstrompfad einen elektrischen Leiterpfad, welcher vom Gehäuse galvanisch getrennt ist.According to a preferred embodiment of the electrical axis, the return current path comprises an electrical conductor path which is galvanically separated from the housing.

Der elektrische Leiterpfad kann als ein zusätzlicher Leiter im Gehäuse realisiert sein, beispielsweise im Bereich einer AC-Verbindung (Wechselstrom) zwischen der Leistungselektronik und der elektrischen Maschine, beispielsweise als Stromschienen ausgeführt sein.The electrical conductor path can be implemented as an additional conductor in the housing, for example in the area of an AC connection (alternating current) between the power electronics and the electrical machine, for example as busbars.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Achse umfasst die Leistungselektronik zumindest einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode.According to a preferred embodiment of the electrical axis, the power electronics comprise at least one bipolar transistor with an insulated gate electrode.

Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode eignen sich vorteilhaft gut als Leistungsschalter in der Leistungselektronik bei Elektrofahrzeugen, etwa für den Inverter.Bipolar transistors with an insulated gate electrode are advantageously well suited as power switches in power electronics in electric vehicles, for example for inverters.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Achse ist das Gehäuse als ein Kunststoffgehäuse ausgeformt und umfasst eine leitende Beschichtung.According to a preferred embodiment of the electrical axis, the housing is shaped as a plastic housing and comprises a conductive coating.

Die Beschichtung kann das Gehäuse teilweise oder vollständig bedecken und als ein Faraday'scher Käfig wirken.The coating can partially or completely cover the housing and act as a Faraday cage.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Achse umfasst die Leistungselektronik eine Kommutierungszelle.According to a preferred embodiment of the electrical axis, the power electronics comprise a commutation cell.

Die Kommutierungszelle besteht vorteilhaft aus einem elektronischen Schalter, etwa ein ein Hochleistungshalbleiter, und einer Diode.The commutation cell advantageously consists of an electronic switch, for example a high-performance semiconductor, and a diode.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Achse wird ein Störstrom über den Rückstrompfad geführt.According to a preferred embodiment of the electrical axis, an interference current is conducted via the return current path.

Erfindungsgemäß umfasst ein Elektrofahrzeug eine erfindungsgemäße elektrische Achse sowie eine Batterie und ein Massesystem.According to the invention, an electric vehicle comprises an electric axle according to the invention as well as a battery and a mass system.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Elektrofahrzeugs umfasst die Batterie eine Hochvoltbatterie.According to a preferred embodiment of the electric vehicle, the battery comprises a high-voltage battery.

Weitere Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.Further features and advantages of embodiments of the invention emerge from the following description with reference to the accompanying drawings.

FigurenlisteFigure list

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand des in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.The present invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiment indicated in the schematic figures of the drawing.

Es zeigen:

  • 1 einen Traktionsantrieb in einem Elektrofahrzeug mit einer elektrischen Achse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Schaltbild einer Verschaltung einer elektrischen Maschine und einer Leistungselektronik in einem Gehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 ein Schaltbild einer bekannten Verschaltung einer elektrischen Maschine und einer Leistungselektronik in einem Gehäuse.
Show it:
  • 1 a traction drive in an electric vehicle with an electric axle according to an embodiment of the present invention;
  • 2 a circuit diagram of an interconnection of an electrical machine and power electronics in a housing according to an embodiment of the present invention; and
  • 3 a circuit diagram of a known interconnection of an electrical machine and power electronics in a housing.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.In the figures, identical reference symbols denote identical or functionally identical elements.

1 zeigt einen Traktionsantrieb in einem Elektrofahrzeug mit einer elektrischen Achse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 shows a traction drive in an electric vehicle with an electric axle according to an embodiment of the present invention.

Das Elektrofahrzeug F umfasst eine erfindungsgemäße elektrischen Achse EA sowie eine Batterie B und ein Massesystem 8.The electric vehicle F. comprises an electric axle according to the invention EA as well as a battery B. and a mass system 8th .

Dabei umfasst die Elektrische Achse EA für einen Traktionsantrieb TA im Elektrofahrzeug F ein Gehäuse H, welche mit der Batterie B und mit dem Massesystem 8 des Elektrofahrzeugs F verbindbar ist, eine elektrische Maschine EM, welche in dem Gehäuse H angeordnet ist; eine Leistungselektronik LE, welche in dem Gehäuse H angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die elektrische Maschine EM zu steuern; zumindest eine Y-Kapazität, welche zwischen einem Rückstrompfad und der Leistungselektronik LE und/oder zwischen dem Rückstrompfad und der elektrischen Maschine EM verschaltet ist, wobei der Rückstrompfad innerhalb des Gehäuses H angeordnet ist und galvanisch vom Gehäuse H isoliert ist. Auch die Batterie B, vorzugsweise eine oder mehrere Hochvoltbatterien, kann mit einer Erdung, etwa mit dem Massesystem des Fahrzeugs, verbunden sein.This includes the electric axis EA for a traction drive TA in the electric vehicle F. a housing H which with the battery B. and with the mass system 8th of the electric vehicle F. is connectable, an electrical machine EM which in the case H is arranged; a power electronics LE which in the case H is arranged and is set up, the electrical machine EM to control; at least one Y capacitance, which is between a return current path and the power electronics LE and / or between the return current path and the electrical machine EM is connected, the return current path within the housing H is arranged and galvanically from the housing H is isolated. The battery too B. , preferably one or more high-voltage batteries, can be connected to a ground, for example to the ground system of the vehicle.

2 zeigt ein Schaltbild einer Verschaltung einer elektrischen Maschine und einer Leistungselektronik in einem Gehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 2 shows a circuit diagram of an interconnection of an electrical machine and power electronics in a housing according to an exemplary embodiment of the present invention.

In dem Gehäuse H, welches mit einer Batterie B und mit einem Massesystem 8 des Elektrofahrzeugs verbindbar ist; ist eine elektrische Maschine EM umfasst, sowie eine Leistungselektronik LE, welche in dem Gehäuse H angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die elektrische Maschine EM zu steuern. Dabei ist eine Y-Kapazität zwischen der elektrischen Maschine EM und dem Rückstrompfad 2 verschaltet, welche als Y-EM bezeichnet wird.In the case H which one with a battery B. and with a mass system 8th the electric vehicle is connectable; is an electrical machine EM includes, as well as power electronics LE which in the case H is arranged and is set up, the electrical machine EM to control. There is a Y capacitance between the electrical machine EM and the return current path 2 interconnected, which is referred to as Y-EM.

Des Weiteren ist eine Y-Kapazität zwischen der Leistungselektronik LE und dem Rückstrompfad 2 verschaltet, welche als Y-LE bezeichnet wird. Dabei ist der Rückstrompfad 2 innerhalb des Gehäuses H angeordnet und ist galvanisch vom Gehäuse H isoliert. Der Rückstrompfad 2 kann dabei einen elektrischen Leiterpfad umfassen, welcher vom Gehäuse H galvanisch getrennt ist, beispielsweise als Stromschienen.
Die Leistungselektronik LE kann zumindest einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) umfassen, wobei dieser eine parasitäre Kapazität gegenüber dem Leiter des Rückstrompfads darstellen kann. Es kann dabei die Kommutierungszelle die parasitäre Kapazität bilden. Auch die elektrische Maschine kann dabei eine parasitäre Kapazität gegenüber dem Rückstrompfad 2 bilden. Von der Batterie B kann ein zweipoliger Anschluss 4 als DC-Link in das Gehäuse H geführt sein.There is also a Y capacitance between the power electronics LE and the return current path 2 interconnected, which is referred to as Y-LE. Here is the return current path 2 inside the case H arranged and is galvanically from the housing H isolated. The return current path 2 can include an electrical conductor path that extends from the housing H Is galvanically isolated, for example as busbars.
The power electronics LE can comprise at least one bipolar transistor with an insulated gate electrode (IGBT), wherein this can represent a parasitic capacitance with respect to the conductor of the return current path. The commutation cell can form the parasitic capacitance. The electrical machine can also have a parasitic capacitance in relation to the return current path 2 form. From the battery B. can be a two-pin connector 4th as a DC link in the housing H be led.

Der Rückstrompfad 2 kann über einen Rückanschluss 10 mit auf dem DC-Link 4 angebunden sein, was den Störstrom zurück auf die DC-Leitung 4 führen kann und so vom Gehäuse H entkoppeln kann (Icm Common Mode Strom ist als Pfeildarstellung gezeigt). Der Rückanschluss 10 kann beispielsweise weitere Y-Kapazitäten der Leistungselektronik umfassen. Die gezeigte Darstellung kann auch nur eine symbolische Darstellung sein und die tatsächliche Zahl/Art der Komponenten kann davon abweichen.The return current path 2 can have a rear connection 10 with on the DC link 4th be connected, which the interference current back to the DC line 4th can lead and so from the housing H can decouple (I cm common mode current is shown as an arrow). The back connection 10 can for example comprise further Y capacitances of the power electronics. The representation shown can also only be a symbolic representation and the actual number / type of components can deviate from it.

Auch im Batteriegehäuse können Y-Kapazitäten 3 zwischen dem dortigen Gleichstrom-Anschluss (DC-Anschluss) und dem Batteriegehäuse verschaltet sein. Das Gehäuse H kann folglich als ein Kunststoffgehäuse ausgeformt sein und eine leitende Beschichtung umfassen.Y capacities can also be found in the battery housing 3 be connected between the local direct current connection (DC connection) and the battery housing. The case H can consequently be formed as a plastic housing and comprise a conductive coating.

Der Stromverlauf ist dabei vorteilhaft vom Massesystem isoliert.The current flow is advantageously isolated from the ground system.

Das Gehäuse kann als ein Kunststoffgehäuse ausgeformt sein und eine leitende Beschichtung umfassen.The housing can be formed as a plastic housing and comprise a conductive coating.

Die Beschichtung kann das Gehäuse teilweise oder vollständig bedecken und als ein Faraday'scher Käfig wirken.The coating can partially or completely cover the housing and act as a Faraday cage.

3 zeigt ein Schaltbild einer bekannten Verschaltung einer elektrischen Maschine und einer Leistungselektronik in einem Gehäuse. 3 shows a circuit diagram of a known interconnection of an electrical machine and power electronics in a housing.

Das Schaltbild der 3 entspricht im Grunde jenem Schaltbild der 2, mit dem Unterschied, dass in dem Gehäuse H der 3 kein Rückstrompfad vorhanden ist und die Leistungselektronik LE sowie die elektrische Maschine mit dem Gehäuse H elektrisch verbunden sind und über das Gehäuse somit auch an das Massesystem 8 angeschlossen sind.The circuit diagram of the 3 basically corresponds to the circuit diagram of 2 , with the difference that in the housing H the 3 there is no return current path and the power electronics LE as well as the electrical machine with the housing H are electrically connected and thus also to the ground system via the housing 8th are connected.

Die Pfeildarstellungen zeigen den Störstromverlauf, welcher sich auch auf das Massesystem 8 ausbreiten kann. Das Gehäuse ist üblicherweise aus Metall und damit schwerer als ein Kunststoffgehäuse.The arrows show the interference current curve, which also affects the ground system 8th can spread. The housing is usually made of metal and is therefore heavier than a plastic housing.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.Although the present invention has been fully described above on the basis of the preferred exemplary embodiment, it is not restricted thereto, but rather can be modified in many different ways.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102007017187 B4 [0005]DE 102007017187 B4 [0005]

Claims (11)

Elektrische Achse (EA) für einen Traktionsantrieb (TA) in einem Elektrofahrzeug (F) umfassend: - ein Gehäuse (H), welches mit einer Batterie (B) und mit einem Massesystem (8) des Elektrofahrzeugs (F) verbindbar ist; - eine elektrische Maschine (EM), welche in dem Gehäuse (H) angeordnet ist; - eine Leistungselektronik (LE), welche in dem Gehäuse (H) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die elektrische Maschine (EM) zu steuern; - zumindest eine Y-Kapazität (3), welche zwischen einem Rückstrompfad (2) und der Leistungselektronik (LE) und/oder zwischen dem Rückstrompfad (2) und der elektrischen Maschine (EM) verschaltet ist, wobei der Rückstrompfad (2) innerhalb des Gehäuses (H) angeordnet ist und galvanisch vom Gehäuse (H) isoliert ist.Electric axle (EA) for a traction drive (TA) in an electric vehicle (F) comprising: - A housing (H) which can be connected to a battery (B) and to a grounding system (8) of the electric vehicle (F); - An electrical machine (EM) which is arranged in the housing (H); - Power electronics (LE) which are arranged in the housing (H) and are set up to control the electrical machine (EM); - At least one Y-capacitance (3) which is connected between a return flow path (2) and the power electronics (LE) and / or between the return flow path (2) and the electrical machine (EM), the return flow path (2) being within the Housing (H) is arranged and galvanically isolated from the housing (H). Elektrische Achse (EA) nach Anspruch 1, bei welcher ein Stator der elektrischen Maschine (EM) vom Gehäuse (H) elektrisch isoliert ist und mit dem Rückstrompfad verbunden ist.Electric axis (EA) according to Claim 1 , in which a stator of the electrical machine (EM) is electrically isolated from the housing (H) and is connected to the return current path. Elektrische Achse (EA) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher ein Lagerträger der elektrischen Maschine (EM) vom Gehäuse (H) elektrisch isoliert ist mit dem Rückstrompfad verbunden ist.Electric axis (EA) according to Claim 1 or 2 , in which a bearing bracket of the electrical machine (EM) is electrically isolated from the housing (H) and is connected to the return current path. Elektrische Achse (EA) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher zumindest eine Elektronikkomponente der Leistungselektronik (LE) vom Gehäuse (H) elektrisch isoliert ist mit dem Rückstrompfad verbunden ist.Electric axis (EA) according to one of the Claims 1 until 3 , in which at least one electronic component of the power electronics (LE) is electrically isolated from the housing (H) and is connected to the return current path. Elektrische Achse (EA) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher der Rückstrompfad (2) einen elektrischen Leiterpfad umfasst, welcher vom Gehäuse (H) galvanisch getrennt ist.Electric axis (EA) according to one of the Claims 1 until 4th , in which the return current path (2) comprises an electrical conductor path which is galvanically separated from the housing (H). Elektrische Achse (EA) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher die Leistungselektronik (LE) zumindest einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT) umfasst.Electric axis (EA) according to one of the Claims 1 until 5 , in which the power electronics (LE) comprises at least one bipolar transistor with an insulated gate electrode (IGBT). Elektrische Achse (EA) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher das Gehäuse (H) als ein Kunststoffgehäuse ausgeformt ist und eine leitende Beschichtung umfasst.Electric axis (EA) according to one of the Claims 1 until 6th , in which the housing (H) is shaped as a plastic housing and comprises a conductive coating. Elektrische Achse (EA) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher die Leistungselektronik (LE) eine Kommutierungszelle umfasst.Electric axis (EA) according to one of the Claims 1 until 7th , in which the power electronics (LE) comprise a commutation cell. Elektrische Achse (EA) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher ein Störstrom über den Rückstrompfad (2) geführt wird.Electric axis (EA) according to one of the Claims 1 until 8th , in which an interference current is conducted via the return current path (2). Elektrofahrzeug (F) mit einer elektrischen Achse (EA) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie umfassend - eine Batterie (B); und - ein Massesystem (8).Electric vehicle (F) with an electric axle (EA) after one of the Claims 1 until 9 as well as comprising - a battery (B); and - a mass system (8). Elektrofahrzeug (F) nach Anspruch 10, bei welchem die Batterie eine Hochvoltbatterie umfasst.Electric vehicle (F) after Claim 10 , in which the battery comprises a high-voltage battery.
DE102020200994.5A 2020-01-28 2020-01-28 Electric axle for a traction drive in an electric vehicle and electric vehicle with an electric axle Pending DE102020200994A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020200994.5A DE102020200994A1 (en) 2020-01-28 2020-01-28 Electric axle for a traction drive in an electric vehicle and electric vehicle with an electric axle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020200994.5A DE102020200994A1 (en) 2020-01-28 2020-01-28 Electric axle for a traction drive in an electric vehicle and electric vehicle with an electric axle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020200994A1 true DE102020200994A1 (en) 2021-07-29

Family

ID=76753373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020200994.5A Pending DE102020200994A1 (en) 2020-01-28 2020-01-28 Electric axle for a traction drive in an electric vehicle and electric vehicle with an electric axle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020200994A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007017187B4 (en) 2007-04-12 2011-07-21 Audi Ag, 85057 On-board network for a motor vehicle and method for operating a vehicle electrical system of a motor vehicle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007017187B4 (en) 2007-04-12 2011-07-21 Audi Ag, 85057 On-board network for a motor vehicle and method for operating a vehicle electrical system of a motor vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010030917B4 (en) Electromagnetic interference filter for automotive electrical systems
DE102019132685A1 (en) Electrical circuit arrangement comprising an excitation circuit and an inverter circuit and a motor vehicle
DE102011004457B4 (en) Electric vehicle systems, automotive electrical systems and automotive drive systems
DE102017213682A1 (en) A battery charging device for a motor vehicle, a method for operating a motor vehicle-side battery charging device, high-voltage vehicle electrical system and use of a battery charging device
DE112006002319T5 (en) High performance, high current snap-in connector with integrated EMI filtering
DE102008034668A1 (en) Double-sided inverter system with an impedance inverter subsystem
EP3391520A1 (en) Voltage converter, electric drive system and method for reducing interference voltages
DE102015102517A1 (en) Vehicle with a charging system for a battery
DE102018221032A1 (en) Circuit device for reducing common mode interference in a converter
DE102016101081A1 (en) On-board network for a vehicle
DE102010056008A1 (en) Device for electrically contacting electrical component e.g. inverter used in motor car, has electrically-functional element that is connected with electrical component so as to provide electrical contact within housing
DE112019003527T5 (en) HIGH VOLTAGE FILTER AND POWER CONVERSION DEVICE
DE112020005719T5 (en) NOISE FILTER, NOISE FILTER DEVICE AND ENERGY CONVERSION DEVICE
DE102020200994A1 (en) Electric axle for a traction drive in an electric vehicle and electric vehicle with an electric axle
DE102017216250A1 (en) Drive a motor vehicle
DE102021003852A1 (en) Electric drive system for a vehicle and method for operating a corresponding electric drive system
DE102021005533A1 (en) Component arrangement for a high-voltage electrical system of a vehicle
DE102021003831A1 (en) On-board electrical system for a vehicle, vehicle with an on-board electrical system and method for operating an on-board electrical system for a vehicle
EP2499728B1 (en) Control circuit for an electrical drive device and electrical drive device having such a control circuit
EP3929018A1 (en) High voltage vehicle network and method for the production of such a high voltage vehicle network
DE102021209858A1 (en) Film capacitor element, in particular for an intermediate circuit capacitor in a power converter
DE102021113090A1 (en) Power electronics assembly and electric powertrain
DE102018212841A1 (en) Electrical vehicle electrical system for an at least partially electrically operable motor vehicle with two electrical consumers and an interference suppression device, and motor vehicle
DE102010008956A1 (en) Circuit arrangement for onboard network structure of motor car, has decentralized electrical car units connected in series circuit and supplied by controllable current or voltage sources, where controllable current flows through car units
DE102022002606A1 (en) Vehicle and method of operating it