DE102020212117A1

DE102020212117A1 - Electrical machine system, method and motor vehicle

Info

Publication number: DE102020212117A1
Application number: DE102020212117.6A
Authority: DE
Inventors: Frank Hesse; Oliver Rang; Marcel Pries; Martin Göbel; Regina Giese
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2022-03-31

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektromaschinensystem (1) für ein Kraftfahrzeug (2), aufweisend eine Elektromaschine (3) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (2) und eine Leistungselektronik (4) zum Betreiben der Elektromaschine (3), wobei die Elektromaschine (3) Wicklungsdrähte (5) aufweist, die zum elektrischen Koppeln der Elektromaschine (3) mit der Leistungselektronik (4) aus der Elektromaschine (3) herausgeführt sind, wobei an einem Drahtendbereich (6) eines Wicklungsdrahts (5) eine Kopplungshülse (7) zur elektrischen Kopplung mit einer Stromschiene (8) der Leistungselektronik (4) angeordnet ist, und wobei die Kopplungshülse (7) einen vom Wicklungsdraht (5) wegweisenden Koppelbereich (9) zum mechanischen sowie elektrischen Koppeln mit der Stromschiene (8) aufweist. Der Koppelbereich (9) weist zwei Koppelschenkel (10) auf, wobei zwischen den Koppelschenkeln (10) ein Aufnahmebereich (11) ausgebildet ist, und wobei in dem Aufnahmebereich (11) ein Stromschienenabschnitt (12) der Stromschiene (8) angeordnet sowie gehalten ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromaschinensystems (1) für ein Kraftfahrzeug (2) sowie ein Kraftfahrzeug (2).The present invention relates to an electric machine system (1) for a motor vehicle (2), having an electric machine (3) for driving the motor vehicle (2) and power electronics (4) for operating the electric machine (3), the electric machine (3) having winding wires (5) which are led out of the electric machine (3) to electrically couple the electric machine (3) to the power electronics (4), a coupling sleeve (7) for electric coupling to a wire end region (6) of a winding wire (5). a busbar (8) of the power electronics (4), and wherein the coupling sleeve (7) has a coupling area (9) pointing away from the winding wire (5) for mechanical and electrical coupling to the busbar (8). The coupling area (9) has two coupling legs (10), a receiving area (11) being formed between the coupling legs (10), and a busbar section (12) of the busbar (8) being arranged and held in the receiving area (11). . The invention also relates to a method for producing an electric machine system (1) for a motor vehicle (2) and a motor vehicle (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektromaschinensystem für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromaschinensystems für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem gattungsgemäßen Elektromaschinensystem.The present invention relates to an electric machine system for a motor vehicle. Furthermore, the invention relates to a method for producing an electric machine system for a motor vehicle and a motor vehicle with a generic electric machine system.

Es sind Elektromaschinensysteme für Kraftfahrzeuge bekannt, bei welchen eine Elektromaschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs über eine Schraubverbindung mit einer Stromschiene einer Leistungselektronik zum Betreiben der Elektromaschine mechanisch sowie elektrisch gekoppelt ist. Hierfür weisen aus der Elektromaschine herausgeführte Wicklungsdrähte jeweils einen Kabelschuh auf, der mittels einer Schraube an der Stromschiene angeschraubt ist.Electric machine systems for motor vehicles are known in which an electric machine for driving the motor vehicle is mechanically and electrically coupled via a screw connection to a power rail of power electronics for operating the electric machine. For this purpose, winding wires led out of the electric machine each have a cable lug, which is screwed to the conductor rail by means of a screw.

Aus der US 2018/0290530 A1 ist ein Elektromaschinensystem bekannt, bei denen Elektrokontakte einer Elektromaschine in einem elektrisch isolierten Koppelbereich mit Elektrokontakten einer Leistungselektronik einen gemeinsamen Überlappungsbereich mit fluchtenden Durchgangslöchern aufweisen. Durch die Durchgangslöcher sind Bolzen geführt und festgezogen, sodass die Elektrokontakte miteinander elektrisch und mechanisch gekoppelt sind. Eine alternative geschraubte Verbindung einer Leistungselektronik mit einer Elektromaschine ist aus der EP 3 154 162 A1 bekannt. Die Leistungselektronik weist L-förmige Stromschienen mit einem Durchgangsloch auf, an welche Elektrokontakte der Elektromaschine anschraubbar sind. Die Stromschienen sind über Schraubverbindungen an Elektrokontakten der Leistungselektronik gehalten. Die US 10,418,737 B2 offenbart eine elektrische Kopplung mittels einer Steck- und Klemmverbindung.From the U.S. 2018/0290530 A1 an electrical machine system is known in which electrical contacts of an electrical machine have a common overlapping region with aligned through-holes in an electrically insulated coupling area with electrical contacts of power electronics. Bolts are passed through the through holes and tightened such that the electrical contacts are electrically and mechanically coupled to each other. An alternative screwed connection of power electronics with an electric machine is from EP 3 154 162 A1 famous. The power electronics have L-shaped busbars with a through hole, to which electrical contacts of the electrical machine can be screwed. The busbars are held to electrical contacts of the power electronics by screw connections. the US 10,418,737 B2 discloses an electrical coupling by means of a plug and clamp connection.

Bekannte Elektromaschinensysteme haben den Nachteil, dass die Montage durch die erforderlichen Verschraubungen erschwert ist. Während der Montage ist pro Phase mindestens eine Schraubverbindung herzustellen. Dies ist sehr aufwendig und führt zu längeren Montagezeiten. Steckverbindungen haben den Nachteil einer unsicheren Kontaktierung, welche gerade bei Kraftfahrzeugen unbedingt zu vermeiden ist, da Vibrationen bei der Fahrt nach längerem Betrieb des Kraftfahrzeugs zu Wackelkontakten führen können.Known electrical machine systems have the disadvantage that assembly is made more difficult by the necessary screw connections. At least one screw connection must be made per phase during assembly. This is very expensive and leads to longer assembly times. Plug connections have the disadvantage of insecure contacting, which is to be avoided at all costs, especially in motor vehicles, since vibrations when driving can lead to loose contacts after the motor vehicle has been in operation for a long time.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Elektromaschinensystem für ein Kraftfahrzeug, einem Verfahren zur Herstellung eines Elektromaschinensystems für ein Kraftfahrzeug sowie einem Kraftfahrzeug mit einem gattungsgemäßen Elektromaschinensystem zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektromaschinensystem, ein Verfahren und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine verbesserte Montage sicherstellen und dabei das Risiko von Wackelkontakten gegenüber Steckverbindungen reduzieren.It is therefore an object of the present invention to eliminate or at least partially eliminate the disadvantages described above in an electric machine system for a motor vehicle, a method for producing an electric machine system for a motor vehicle and a motor vehicle with a generic electric machine system. In particular, it is the object of the present invention to create an electric machine system, a method and a motor vehicle that ensure improved assembly in a simple and cost-effective manner and at the same time reduce the risk of loose contacts compared to plug connections.

Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Elektromaschinensystem für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromaschinensystems für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 7 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Elektromaschinensystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above object is solved by the patent claims. Accordingly, the object is achieved by an electric machine system for a motor vehicle with the features of independent claim 1, by a method for producing an electric machine system for a motor vehicle with the features of independent claim 7 and by a motor vehicle with the features of independent claim 10. Further features and details of the invention result from the dependent claims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the electric machine system according to the invention naturally also apply in connection with the method according to the invention and the motor vehicle according to the invention and vice versa, so that the disclosure of the individual aspects of the invention is or can always be referred to mutually.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Elektromaschinensystem für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Elektromaschinensystem weist eine Elektromaschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs und eine Leistungselektronik zum Betreiben der Elektromaschine auf. Die Elektromaschine weist Wicklungsdrähte auf, die zum elektrischen Koppeln der Elektromaschine mit der Leistungselektronik aus der Elektromaschine herausgeführt sind. An einem Drahtendbereich eines Wicklungsdrahts ist eine Kopplungshülse zur elektrischen Kopplung mit einer Stromschiene der Leistungselektronik angeordnet, wobei die Kopplungshülse einen vom Wicklungsdraht wegweisenden Koppelbereich zum mechanischen sowie elektrischen Koppeln mit der Stromschiene aufweist. Erfindungsgemäß weist der Koppelbereich zwei Koppelschenkel auf, wobei zwischen den Koppelschenkeln ein Aufnahmebereich ausgebildet ist. In dem Aufnahmebereich ist ein Stromschienenabschnitt der Stromschiene angeordnet sowie, vorzugsweise stoffschlüssig, gehalten.According to a first aspect of the invention, the object is achieved by an electric machine system for a motor vehicle. The electric machine system has an electric machine for driving the motor vehicle and power electronics for operating the electric machine. The electric machine has winding wires that are brought out of the electric machine to electrically couple the electric machine to the power electronics. A coupling sleeve for electrical coupling to a busbar of the power electronics is arranged on a wire end area of a winding wire, the coupling sleeve having a coupling area pointing away from the winding wire for mechanical and electrical coupling to the busbar. According to the invention, the coupling area has two coupling legs, with a receiving area being formed between the coupling legs. A busbar section of the busbar is arranged and held, preferably in a materially bonded manner, in the receiving area.

Unter einem Elektromaschinensystem wird im Rahmen der Erfindung ein System verstanden, welches zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs mittels einer Elektromaschine ausgebildet ist. Zur Erzeugung eines Antriebsdrehmoments weist das Elektromaschinensystem die Elektromaschine auf. Die Elektromaschine ist vorzugsweise gemäß einer herkömmlichen Elektromaschine mit einem sich um eine Rotorlängsachse erstreckenden Rotor und einem koaxial zum Rotor angeordneten, zumindest einen Längsabschnitt des Rotors umgebenden, Stator. Die Elektromaschine ist vorzugsweise als permanenterregte Synchronmaschine ausgebildet. Der Rotor weist vorzugsweise über einen Rotorumfang verteilte Permanentmagnete auf. Der Stator weist eine Statorwicklung auf, welche vorzugsweise dreiphasig ausgebildet ist. Jede Phase der Statorwicklung weist vorzugsweise einen Wicklungsdraht auf. Jeder der Wicklungsdrähte ist zum elektrischen Koppeln der Elektromaschine aus der Elektromaschine herausgeführt. Durch Erzeugung eines Erregerfelds mittels der Statorwicklungen des Stators und einer Wechselwirkung des Erregerfelds mit den Permanentmagneten des Rotors ist der Rotor gezielt in Rotation versetzbar, um somit das Kraftfahrzeug anzutreiben. Weiter bevorzugt ist die Elektromaschine für einen Betrieb als Generator ausgebildet, sodass Rotationsenergie des Rotors über die Statorwicklungen in elektrische Energie umwandelbar ist. Auf diese Weise ist das Kraftfahrzeug mittels der Elektromaschine unter Erhaltung eines Teils der hierbei reduzierten kinetischen Energie abbremsbar. Die somit gewonnene elektrische Energie ist in einer Batterie des Kraftfahrzeugs speicherbar. Dieser Vorgang wird auch als Rekuperation verstanden.Within the scope of the invention, an electric machine system is understood to mean a system which is designed to drive a motor vehicle by means of an electric machine. The electric machine system has the electric machine in order to generate a drive torque. The electric machine is preferably according to a conventional electric machine with a rotor extending around a longitudinal axis of the rotor and a Stator arranged coaxially to the rotor and surrounding at least one longitudinal section of the rotor. The electric machine is preferably designed as a permanently excited synchronous machine. The rotor preferably has permanent magnets distributed over a rotor circumference. The stator has a stator winding which is preferably of three-phase design. Each phase of the stator winding preferably has a winding wire. Each of the winding wires is led out of the electric machine to electrically couple the electric machine. By generating an exciter field by means of the stator windings of the stator and an interaction of the exciter field with the permanent magnets of the rotor, the rotor can be set in rotation in a targeted manner in order to drive the motor vehicle. More preferably, the electric machine is designed for operation as a generator, so that the rotational energy of the rotor can be converted into electrical energy via the stator windings. In this way, the motor vehicle can be braked by means of the electric machine while maintaining part of the kinetic energy that is reduced in the process. The electrical energy thus obtained can be stored in a battery of the motor vehicle. This process is also understood as recuperation.

Zum Betreiben der Elektromaschine weist das Elektromaschinensystem die Leistungselektronik auf. Die Leistungselektronik ist vorzugsweise ausgebildet, einen von einer Batterie und/oder einer Brennstoffzelle oder dergleichen des Kraftfahrzeugs als Gleichstrom bereitgestellte elektrische Energie in einen mehrphasigen, vorzugsweise dreiphasigen, Wechselstrom umzuwandeln und damit die Elektromaschine zu betreiben. Die Leistungselektronik verfügt über eine Fahrerschnittstelle zur Eingabe eines Fahrerwunsches eines Fahrers des Kraftfahrzeugs in Form von Steuerungsdaten durch einen Fahrer, wie beispielsweise eine Antriebs- oder Bremsanforderung. Demnach ist die Leistungselektronik mit einem Gaspedal und vorzugsweise einem Bremspedal des Kraftfahrzeugs signaltechnisch gekoppelt. Die Leistungselektronik ist weiter ausgebildet, die Steuerungsdaten in eine konkrete Umwandlung des Gleichstroms in Wechselstrom bzw. des Wechselstroms in Gleichstrom umzusetzen, um die Elektromaschine dem Fahrerwunsch entsprechend zum Antreiben oder Rekuperieren zu betreiben. Zur elektrischen sowie mechanischen Kopplung mit der Elektromaschine weist die Leistungselektronik die Stromschiene auf. Vorzugsweise weist die Leistungselektronik für jede Phase eine Stromschiene auf, wobei die Stromschienen unterschiedlicher Phasen voneinander elektrisch entkoppelt sind.The electric machine system has the power electronics to operate the electric machine. The power electronics are preferably designed to convert electrical energy provided by a battery and/or a fuel cell or the like of the motor vehicle as direct current into a multi-phase, preferably three-phase, alternating current and thus to operate the electric machine. The power electronics have a driver interface for the driver to input a driver's request from a driver of the motor vehicle in the form of control data, such as a drive or braking request. Accordingly, the power electronics are coupled in terms of signals to an accelerator pedal and preferably a brake pedal of the motor vehicle. The power electronics are further designed to convert the control data into a concrete conversion of the direct current into alternating current or the alternating current into direct current in order to operate the electric machine for driving or recuperation according to the driver's request. The power electronics have the busbar for electrical and mechanical coupling to the electric machine. The power electronics preferably have a busbar for each phase, with the busbars of different phases being electrically decoupled from one another.

Zur elektrischen Kopplung der Elektromaschine mit der Leistungselektronik ist am Drahtendbereich des Wicklungsdrahts die Kopplungshülse angeordnet. Vorzugsweise ist bei allen Wicklungsdrähten am Drahtendbereich jeweils eine derartige Kopplungshülse angeordnet. Bei einer dreiphasigen Elektromaschine sind somit drei Kopplungshülsen vorhanden. Die Kopplungshülse weist vorzugsweise einen Drahtaufnahmebereich auf, in den der Drahtendbereich eingeführt ist. Vorzugsweise ist der Drahtendbereich am Drahtaufnahmebereich fixiert, insbesondere durch Crimpen, Löten, Schweißen oder dergleichen. Der Drahtaufnahmebereich ist vorzugsweise röhrenförmig, wie beispielsweise hohlzylinderförmig oder mit rechteckigem Querschnitt, ausgebildet. Alternativ kann der Drahtaufnahmebereich auch an einer Längsseite offen sein und vorzugsweise einen C-förmigen Querschnitt oder dergleichen aufweisen. Ein dem Drahtaufnahmebereich entgegengesetzter Endbereich der Kopplungshülse ist als Koppelbereich ausgebildet und weist erfindungsgemäß zwei Koppelschenkel auf, zwischen denen der Aufnahmebereich zur Aufnahme der Stromschiene der Leistungselektronik ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Kopplungshülse monolithisch ausgebildet.For the electrical coupling of the electric machine to the power electronics, the coupling sleeve is arranged on the wire end area of the winding wire. Such a coupling sleeve is preferably arranged in the wire end area for all winding wires. In a three-phase electric machine, there are thus three coupling sleeves. The coupling sleeve preferably has a wire receiving area into which the wire end area is inserted. The wire end area is preferably fixed to the wire receiving area, in particular by crimping, soldering, welding or the like. The wire receiving area is preferably tubular, such as, for example, in the form of a hollow cylinder or with a rectangular cross section. Alternatively, the wire receiving area can also be open on one long side and preferably have a C-shaped cross section or the like. An end area of the coupling sleeve opposite the wire receiving area is designed as a coupling area and, according to the invention, has two coupling legs between which the receiving area for receiving the power rail of the power electronics is designed. Preferably, the coupling sleeve is monolithic.

Der Stromschienenabschnitt der Stromschiene ist im Aufnahmebereich der Kopplungshülse angeordnet. Demnach umgreift die Kopplungshülse die Stromschiene im Stromschienenabschnitt von zwei entgegengesetzten Seiten. Somit sind die Koppelschenkel auf entgegengesetzten Seiten der Stromschiene angeordnet, wobei vorzugsweise beide Koppelschenkel die Stromschiene kontaktieren und hierbei vorzugsweise eine elektrische Kopplung bereitstellen. Die Stromschiene ist über eine stoffschlüssige, kraftschlüssige oder formschlüssige Verbindung mit dem Koppelbereich der Kopplungshülse verbunden. Hierfür kann der Stromschienenabschnitt beispielsweise einen Formschlussabschnitt und/oder eine Aufrauhung und/oder Bohrung oder dergleichen aufweisen. Vorzugsweise weist die Leistungselektronik für jede elektrische Phase eine Stromschiene auf. Hierbei ist es bevorzugt, dass an jeder dieser Stromschienen eine mit einem Wicklungsdraht elektrisch sowie mechanisch gekoppelte Kopplungshülse wie voranstehend beschrieben angeordnet ist.The busbar section of the busbar is arranged in the receiving area of the coupling sleeve. Accordingly, the coupling sleeve encompasses the busbar in the busbar section from two opposite sides. The coupling limbs are thus arranged on opposite sides of the busbar, with both coupling limbs preferably contacting the busbar and preferably providing an electrical coupling in the process. The conductor rail is connected to the coupling area of the coupling sleeve by means of an integral, non-positive or positive connection. For this purpose, the busbar section can have, for example, a form-fitting section and/or a roughening and/or a bore or the like. The power electronics preferably have a busbar for each electrical phase. It is preferred here that a coupling sleeve, which is electrically and mechanically coupled to a winding wire, is arranged on each of these busbars, as described above.

Ein erfindungsgemäßes Elektromaschinensystem hat gegenüber herkömmlichen Elektromaschinensystemen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Herstellung einer elektrischen Kopplung sowie einer mechanischen Kopplung der Wicklungsdrähte der Elektromaschine mit den Stromschienen der Leistungselektronik bei der Montage des Elektromaschinensystems erleichtert ist. Der Aufnahmebereich sowie die Koppelschenkel gewährleisten eine schnelle sowie sichere Verbindung zwischen Stromschiene und Wicklungsdraht. Durch die spezielle Ausgestaltung der Kopplungshülse sind eine Schraubverbindung und die damit verbundenen Montageschritte vermeidbar. Somit lassen sich die Komplexität der Montage und somit die Herstellungskosten des Elektromaschinensystems auf vorteilhafte Weise reduzieren.An electric machine system according to the invention has the advantage over conventional electric machine systems that it is easier to produce an electrical coupling and a mechanical coupling of the winding wires of the electric machine to the busbars of the power electronics when assembling the electric machine system using simple means and in a cost-effective manner. The receiving area and the coupling legs ensure a fast and secure connection between the busbar and the winding wire. Due to the special design of the coupling sleeve, a screw connection and the associated assembly steps can be avoided. The complexity of the assembly and thus the manufacturing costs of the electric machine system can thus be reduced in an advantageous manner.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Elektromaschinensystem vorgesehen sein, dass der Koppelbereich zur Aufnahme des Stromschienenabschnitts der Stromschiene U-förmig oder V-förmig ausgebildet ist. Bei einer U-förmigen Ausbildung bilden die Koppelschenkel jeweils einen der seitlichen Schenkel eines „Us“ und sind durch einen Verbindungssteg miteinander gekoppelt. Der Verbindungssteg kann beispielsweise durch einen Drahtaufnahmebereich der Kopplungshülse zur Aufnahme des Wicklungsdrahts gebildet oder mit diesem, insbesondere stoffschlüssig, verbunden sein. Bei einer V-förmigen Ausbildung bilden die Koppelschenkel jeweils einen der seitlichen, schrägen Schenkel eines „Vs“ und sind mit einem ihrer Enden miteinander gekoppelt. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine verbesserte mechanische sowie elektrische Kopplung zwischen Kopplungshülse und Stromschiene hergestellt ist.According to a preferred further development of the invention, it can be provided in an electric machine system that the coupling area for receiving the busbar section of the busbar is U-shaped or V-shaped. In the case of a U-shaped design, the coupling legs each form one of the side legs of a “U” and are coupled to one another by a connecting web. The connecting web can be formed, for example, by a wire receiving area of the coupling sleeve for receiving the winding wire or can be connected to it, in particular with a material bond. In a V-shaped design, the coupling legs each form one of the lateral, sloping legs of a “V” and are coupled to one another at one of their ends. This has the advantage that an improved mechanical and electrical coupling between the coupling sleeve and the busbar is produced with simple means and in a cost-effective manner.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Stromschiene über eine Schweißverbindung und/oder Lötverbindung mit dem Koppelbereich stoffschlüssig verbunden ist. Eine Schweißverbindung ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die Elektromaschine keine Flüssigkeitskühlung aufweist oder mit einem Kühlmittel betrieben wird, welches keine Korrosion im Bereich der Schweißnähte bewirkt. Eine Lötverbindung ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die Elektromaschine eine Flüssigkeitskühlung aufweist. Die Lötverbindung ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass korrosionsgefährdete Teile, welche keine Korrosionsschutzschicht aufweisen, vom Lötmittel bedeckt sind. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine verbesserte mechanische sowie elektrische Kopplung zwischen Kopplungshülse und Stromschiene hergestellt ist.It is preferred according to the invention that the busbar is materially connected to the coupling area via a welded connection and/or soldered connection. A welded connection is particularly preferred when the electric machine does not have liquid cooling or is operated with a coolant that does not cause corrosion in the area of the weld seams. A soldered connection is particularly preferred when the electric machine has liquid cooling. The soldered connection is preferably designed in such a way that parts at risk of corrosion, which do not have an anti-corrosion layer, are covered by the solder. This has the advantage that an improved mechanical and electrical coupling between the coupling sleeve and the busbar is produced with simple means and in a cost-effective manner.

Weiter bevorzugt weist die Stromschiene und/oder der Koppelbereich eine Führungsvorrichtung zum Ausrichten der Kopplungshülse zur Stromschiene bei der Montage der Kopplungshülse an der Stromschiene auf. Unter einer Führungsvorrichtung wird eine Vorrichtung verstanden, die zum formschlüssigen Ausrichten von Stromschiene und Kopplungshülse beim Zusammenführen von Stromschiene und Kopplungshülse ausgebildet ist. Die Führungsvorrichtung weist vorzugsweise eine Führungswand und/oder eine Führungsschiene oder dergleichen auf. Vorzugsweise weist die Führungsvorrichtung ein an der Stromschiene angeordnetes erstes Führungselement und ein an der Kopplungshülse angeordnetes zweites Führungselement auf, die beim Zusammenführen von Stromschiene und Kopplungshülse miteinander in Eingriff bringbar sind. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Montage von Kopplungshülse und Stromschiene verbessert ist.More preferably, the busbar and/or the coupling area has a guide device for aligning the coupling sleeve with the busbar when mounting the coupling sleeve on the busbar. A guide device is understood to mean a device which is designed for the form-fitting alignment of busbar and coupling sleeve when the busbar and coupling sleeve are brought together. The guide device preferably has a guide wall and/or a guide rail or the like. The guide device preferably has a first guide element arranged on the busbar and a second guide element arranged on the coupling sleeve, which can be brought into engagement with one another when the busbar and coupling sleeve are brought together. This has the advantage that the assembly of the coupling sleeve and busbar is improved with simple means and in a cost-effective manner.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist der Koppelbereich eine korrosionsbeständige Beschichtung auf. Vorzugsweise weist die komplette Kopplungshülse eine Korrosionsschutzbeschichtung auf. Die elektrische Kopplung der Elektromaschine mit der Leistungselektronik ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass korrosionsanfällige Bereiche, wie beispielsweise Kupfer des Wicklungsdrahts, welche potenziell einer Kühlflüssigkeit der Elektromaschine ausgesetzt sind, entweder von der Korrosionsschutzbeschichtung direkt oder über die Kopplungshülse, insbesondere in Verbindung mit einer Lotschicht, abgedeckt sind. Vorzugsweise ist die Korrosionsschutzbeschichtung ebenfalls an der Stromschiene und/oder den Drahtendbereichen des Wicklungsdrahts angeordnet. Bei einer Schweißverbindung zwischen Kopplungshülse und Stromschiene ist es bevorzugt, dass die Schweißnähte und vorzugsweise Wärmeeinbringzonen im Bereich der Schweißnähte von der Korrosionsschutzbeschichtung abgedeckt sind. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise das Risiko von Korrosion an elektrischen Kontakten des Elektromaschinensystems reduziert ist. Somit ist eine Zuverlässigkeit des Elektromaschinensystems erhöht bzw. eine Ausfallwahrscheinlichkeit des Elektromaschinensystems reduziert.In a particularly preferred embodiment, the coupling area has a corrosion-resistant coating. The entire coupling sleeve preferably has an anti-corrosion coating. The electrical coupling of the electric machine to the power electronics is preferably designed in such a way that areas susceptible to corrosion, such as the copper of the winding wire, which are potentially exposed to a cooling liquid of the electric machine, are covered either by the anti-corrosion coating directly or via the coupling sleeve, in particular in conjunction with a layer of solder are. The anti-corrosion coating is preferably also arranged on the conductor rail and/or the wire end regions of the winding wire. In the case of a welded connection between the coupling sleeve and busbar, it is preferred that the weld seams and preferably heat input zones in the area of the weld seams are covered by the anti-corrosion coating. This has the advantage that the risk of corrosion on electrical contacts of the electric machine system is reduced with simple means and in a cost-effective manner. The reliability of the electric machine system is thus increased or the probability of failure of the electric machine system is reduced.

Vorzugsweise weist die Stromschiene eine Dämpfungsvorrichtung zum Dämpfen von Schwingungen auf. Die Dämpfungsvorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet, durch den Betrieb des Elektromaschinensystems bzw. des Kraftfahrzeugs, wie beispielsweise auf unebener Fahrbahn, bewirkte Schwingungen zumindest teilweise aufzunehmen, um somit negative Auswirkungen dieser Schwingungen auf die elektrische Kopplung sowie mechanische Kopplung der Kopplungshülse mit der Stromschiene zu reduzieren. Vorzugsweise ist die Dämpfungsvorrichtung als Sicke ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Lebensdauer sowie eine Zuverlässigkeit des Elektromaschinensystems erhöht sind.The conductor rail preferably has a damping device for damping vibrations. The damping device is preferably designed to at least partially absorb vibrations caused by the operation of the electric machine system or the motor vehicle, such as on an uneven road surface, in order to reduce the negative effects of these vibrations on the electrical coupling and mechanical coupling of the coupling sleeve to the busbar. The damping device is preferably designed as a bead. This has the advantage that the service life and the reliability of the electric machine system are increased with simple means and in a cost-effective manner.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromaschinensystems für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

- Bereitstellen einer Elektromaschine mit einer Mehrzahl von aus der Elektromaschine herausgeführten Wicklungsdrähten, wobei die Wicklungsdrähte jeweils einen von der Elektromaschine wegweisenden Drahtendbereich aufweisen,
- Bereitstellen einer Leistungselektronik mit einer Stromschiene zur elektrischen sowie mechanischen Kopplung mit der Elektromaschine,
- Bereitstellen einer Kopplungshülse zum elektrischen sowie mechanischen Koppeln des Wicklungsdrahts mit der Stromschiene, wobei die Kopplungshülsen einen Drahtaufnahmebereich zum mechanischen sowie elektrischen Koppeln der Kopplungshülse mit dem Drahtendbereich des Wicklungsdrahts und einen Koppelbereich zum mechanischen sowie elektrischen Koppeln der Kopplungshülse mit einem Stromschienenabschnitt der Stromschiene aufweist,
- Anordnen und Fixieren des Drahtendbereichs des Wicklungsdrahts im Drahtaufnahmebereich der Kopplungshülse,
- Anordnen des Koppelbereichs der Kopplungshülse an der Stromschiene derart, dass der Stromschienenabschnitt in einem zwischen zwei Koppelschenkeln des Koppelbereichs ausgebildeten Aufnahmebereich angeordnet ist, und
- stoffschlüssiges Verbinden des Koppelbereichs mit der Stromschiene mittels einer Verbindungsvorrichtung.

According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a method for producing an electric machine system for a motor vehicle. The procedure has the following steps:

- Providing an electric machine with a plurality of out of the electric machine guided winding wires, the winding wires each having a wire end area pointing away from the electric machine,
- Provision of power electronics with a busbar for electrical and mechanical coupling to the electric machine,
- Providing a coupling sleeve for electrically and mechanically coupling the winding wire to the busbar, the coupling sleeves having a wire receiving area for mechanically and electrically coupling the coupling sleeve to the wire end area of the winding wire and a coupling area for mechanically and electrically coupling the coupling sleeve to a busbar section of the busbar,
- arranging and fixing the wire end area of the winding wire in the wire receiving area of the coupling sleeve,
- arranging the coupling area of the coupling sleeve on the busbar in such a way that the busbar section is arranged in a receiving area formed between two coupling legs of the coupling area, and
- Cohesive connection of the coupling area to the busbar by means of a connecting device.

Zunächst werden die Elektromaschine, die Leistungselektronik und die Kopplungshülse bereitgestellt. Anschließend wird der Drahtendbereich eines Wicklungsdrahts in einem Drahtaufnahmebereich der Kopplungshülse angeordnet. Vorzugsweise wird der Drahtendbereich jedes Wicklungsdrahts jeweils in einem Drahtaufnahmebereich einer Kopplungshülse angeordnet. Bei einer dreiphasigen Elektromaschine erfolgt dieses Anordnen somit vorzugsweise insgesamt dreimal. Der Drahtendbereich des Wicklungsdrahts wird anschließend an der Kopplungshülse fixiert, beispielsweise durch Löten oder dergleichen.First, the electric machine, the power electronics and the coupling sleeve are provided. The wire end area of a winding wire is then arranged in a wire receiving area of the coupling sleeve. The wire end area of each winding wire is preferably arranged in a wire receiving area of a coupling sleeve. In the case of a three-phase electric machine, this arrangement is therefore preferably carried out three times in total. The wire end area of the winding wire is then fixed to the coupling sleeve, for example by soldering or the like.

Schließlich wird der Koppelbereich der Kopplungshülse an der Stromschiene angeordnet. Dies erfolgt derart, dass der Stromschienenabschnitt zwischen den Koppelschenkeln in den Aufnahmebereich aufgenommen wird. Hierbei kann erfindungsgemäß bereits ein Einrasten der Kopplungshülse an der Stromschiene erfolgen. Abschließend wird die Kopplungshülse, insbesondere der Koppelbereich, mittels der Verbindungsvorrichtung stoffschlüssig mit der Stromschiene, insbesondere im Bereich des Stromschienenabschnitts, verbunden. Das stoffschlüssige Verbinden erfolgt vorzugsweise mittels Schweißen, Löten oder dergleichen.Finally, the coupling area of the coupling sleeve is arranged on the busbar. This is done in such a way that the busbar section between the coupling legs is received in the receiving area. Here, according to the invention, the coupling sleeve can already snap into place on the conductor rail. Finally, the coupling sleeve, in particular the coupling area, is materially connected to the busbar, in particular in the area of the busbar section, by means of the connecting device. The integral connection is preferably carried out by means of welding, soldering or the like.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Elektromaschinensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. All the advantages that have already been described for an electric machine system according to the first aspect of the invention result from the method according to the invention.

Demnach hat das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber herkömmlichen Verfahren den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Herstellung einer elektrischen Kopplung sowie einer mechanischen Kopplung der Wicklungsdrähte der Elektromaschine mit den Stromschienen der Leistungselektronik bei der Montage des Elektromaschinensystems erleichtert ist. Der Aufnahmebereich sowie die Koppelschenkel gewährleisten eine schnelle sowie sichere Verbindung zwischen Stromschiene und Wicklungsdraht. Durch die spezielle Ausgestaltung der Kopplungshülse sind eine Schraubverbindung und die damit verbundenen Montageschritte vermeidbar. Somit lassen sich die Komplexität der Montage und somit die Herstellungskosten des Elektromaschinensystems auf vorteilhafte Weise reduzieren.Accordingly, the method according to the invention has the advantage over conventional methods that it is easier to produce an electrical coupling and a mechanical coupling of the winding wires of the electric machine to the busbars of the power electronics during assembly of the electric machine system with simple means and in a cost-effective manner. The receiving area and the coupling legs ensure a fast and secure connection between the busbar and the winding wire. Due to the special design of the coupling sleeve, a screw connection and the assembly steps associated with it can be avoided. The complexity of the assembly and thus the manufacturing costs of the electric machine system can thus be reduced in an advantageous manner.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass das stoffschlüssige Verbinden mittels einer zangenförmig ausgebildeten Verbindungsvorrichtung erfolgt, wobei mittels der zangenförmigen Verbindungsvorrichtung die Koppelschenkel seitlich umfasst, beidseitig gegen die Stromschiene gedrückt und stoffschlüssig mit der Stromschiene verbunden werden. Die Verbindungsvorrichtung ist demnach vorzugsweise als Lötzange ausgebildet. Das beidseitige Drücken erfolgt vorzugsweise derart, dass die Koppelschenkel aufeinander zu gebogen werden und somit die Stromschiene in dem Aufnahmebereich festklemmen. Das stoffschlüssige Verbinden erfolgt hierbei vorzugsweise unter Zugabe von Lötmaterial sowie unter Wärmeeinbringung. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Herstellung der Verbindung von Stromschiene und Wicklungsdraht erleichtert ist.According to a preferred embodiment of the invention, it can be provided in a method that the cohesive connection takes place by means of a pincer-shaped connecting device, with the pincer-shaped connecting device encompassing the coupling legs laterally, pressing them against the busbar on both sides and connecting them to the busbar with a cohesive bond. The connecting device is therefore preferably designed as a soldering tong. The pressing on both sides is preferably carried out in such a way that the coupling legs are bent towards one another and thus clamp the busbar in the receiving area. In this case, the cohesive connection preferably takes place with the addition of soldering material and with the introduction of heat. This has the advantage that the production of the connection between busbar and winding wire is facilitated with simple means and in a cost-effective manner.

Besonders bevorzugt wird der Drahtendbereich des Wicklungsdrahts mittels einer Crimpvorrichtung im Drahtaufnahmebereich der Kopplungshülse durch Crimpen fixiert. Hierfür wird der Drahtendbereich des Wicklungsdrahts vorzugsweise in den Drahtaufnahmebereich eingeführt und der Drahtaufnahmebereich der Kopplungshülse durch Einbringen eines seitlichen Drucks von zwei entgegengesetzten Seiten mittels der Crimpvorrichtung derart deformiert, dass der Wicklungsdraht an der Kopplungshülse gehalten ist und somit eine elektrische Kopplung sowie mechanische Kopplung zwischen Wicklungsdraht und Kopplungshülse besteht. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Herstellung der Verbindung von Stromschiene und Wicklungsdraht erleichtert ist.The wire end area of the winding wire is particularly preferably fixed by crimping by means of a crimping device in the wire receiving area of the coupling sleeve. For this purpose, the wire end area of the winding wire is preferably inserted into the wire receiving area and the wire receiving area of the coupling sleeve is deformed by applying lateral pressure from two opposite sides using the crimping device in such a way that the winding wire is held on the coupling sleeve and thus an electrical coupling and mechanical coupling between the winding wire and coupling sleeve exists. This has the advantage that the Herstel with simple means and in a cost-effective manner ment of the connection between busbar and winding wire is facilitated.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Kraftfahrzeug weist eine Stromversorgungsvorrichtung zum Bereitstellen elektrischer Energie zum Antreiben des Kraftfahrzeugs auf. Erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug ein erfindungsgemäßes Elektromaschinensystem auf. Vorzugsweise ist die Leistungselektronik des Elektromaschinensystems mit der Stromversorgungsvorrichtung elektrisch sowie mechanisch gekoppelt. Diese elektrische und mechanische Kopplung ist vorzugsweise analog zur elektrischen und mechanischen Kopplung der Stromschiene und dem Wicklungsdraht der Elektromaschine ausgebildet. Demnach ist es bevorzugt, wenn dies ebenfalls mittels derartiger Kopplungshülsen unter Verzicht einer Schraubverbindung realisiert ist. Somit lassen sich die Montage des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs weiter vereinfachen und somit Montagezeit sowie Montagekosten senken. Die Stromversorgungsvorrichtung weist zur Bereitstellung der elektrischen Energie vorzugsweise eine Batterie und/oder einen Kondensator, insbesondere einen Hochleistungskondensator bzw. Supercap und/oder eine Brennstoffzelle und/oder ein Photovoltaikmodul, auf. Eine Batterie sowie ein Kondensator sind bevorzugt vorhanden, da hiermit das Speichern elektrischer Energie, beispielsweise im Rahmen von Energierückgewinnung mittels Rekuperation, verbessert ist.According to a third aspect of the invention, the object is achieved by a motor vehicle. The motor vehicle has a power supply device for providing electrical energy for driving the motor vehicle. According to the invention, the motor vehicle has an electric machine system according to the invention. The power electronics of the electric machine system are preferably electrically and mechanically coupled to the power supply device. This electrical and mechanical coupling is preferably designed analogously to the electrical and mechanical coupling of the conductor rail and the winding wire of the electric machine. Accordingly, it is preferred if this is also realized by means of such coupling sleeves without a screw connection. The assembly of the motor vehicle according to the invention can thus be further simplified and the assembly time and assembly costs reduced. To provide the electrical energy, the power supply device preferably has a battery and/or a capacitor, in particular a high-performance capacitor or supercap and/or a fuel cell and/or a photovoltaic module. A battery and a capacitor are preferably present, since this improves the storage of electrical energy, for example as part of energy recovery by means of recuperation.

Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Elektromaschinensystem gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie zu einem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Herstellung einer elektrischen Kopplung sowie einer mechanischen Kopplung der Wicklungsdrähte der Elektromaschine mit den Stromschienen der Leistungselektronik bei der Montage des Elektromaschinensystems erleichtert ist. Der Aufnahmebereich sowie die Koppelschenkel gewährleisten eine schnelle sowie sichere Verbindung zwischen Stromschiene und Wicklungsdraht. Durch die spezielle Ausgestaltung der Kopplungshülse sind eine Schraubverbindung und die damit verbundenen Montageschritte vermeidbar. Somit lassen sich die Komplexität der Montage und somit die Herstellungskosten des Elektromaschinensystems auf vorteilhafte Weise reduzieren.All the advantages that have already been described for an electric machine system according to the first aspect of the invention and for a method according to the second aspect of the invention result from the motor vehicle according to the invention. Accordingly, the motor vehicle according to the invention has the advantage over conventional motor vehicles that it is easier to produce an electrical coupling and a mechanical coupling of the winding wires of the electric machine to the busbars of the power electronics during assembly of the electric machine system with simple means and in a cost-effective manner. The receiving area and the coupling legs ensure a fast and secure connection between the busbar and the winding wire. Due to the special design of the coupling sleeve, a screw connection and the assembly steps associated with it can be avoided. The complexity of the assembly and thus the manufacturing costs of the electric machine system can thus be reduced in an advantageous manner.

Ein erfindungsgemäßes Elektromaschinensystem, ein erfindungsgemäßes Verfahren sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:

1 in einer Seitenansicht ein Elektromaschinensystem gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsform,
2 in einer Detailansicht eine bevorzugte erste Ausführungsform einer Kopplungshülse mit Stromschiene,
3 in einer Detailansicht eine bevorzugte zweite Ausführungsform einer Kopplungshülse mit Stromschiene,
4 in einer Seitenansicht ein Elektromaschinensystem gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform,
5 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
6 in einem Ablaufdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

An electric machine system according to the invention, a method according to the invention and a motor vehicle according to the invention are explained in more detail below with reference to drawings. They each show schematically:

1 in a side view an electric machine system according to a preferred first embodiment,
2 in a detailed view a preferred first embodiment of a coupling sleeve with busbar,
3 in a detailed view a preferred second embodiment of a coupling sleeve with busbar,
4 in a side view an electric machine system according to a preferred second embodiment,
5 in a side view a preferred embodiment of a motor vehicle according to the invention, and
6 in a flow chart a preferred embodiment of a method according to the invention.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 6 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.Elements with the same function and mode of action are in the 1 until 6 each provided with the same reference numerals.

In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektromaschinensystems 1 schematisch in einer Seitenansicht abgebildet. Das Elektromaschinensystem 1 weist eine Elektromaschine 3 und eine Leistungselektronik 4 auf. Wicklungsdrähte 5 eines nicht abgebildeten Stators der Elektromaschine 3 sind aus der Elektromaschine 3 herausgeführt. Die Wicklungsdrähte 5 sind in drei Phasen aufgeteilt, wobei die einzelnen Phasen jeweils mehrere Wicklungsdrähte 5 aufweisen. Drahtendbereiche 6 der Wicklungsdrähte 5 sind pro Phase in einen Drahtaufnahmebereich 16 einer Kopplungshülse 7 des Elektromaschinensystems 1 aufgenommen und fixiert. Ein dem Drahtaufnahmebereich 16 entgegengesetztes Ende der Kopplungshülsen 7 ist als Koppelbereich 9 mit zwei Koppelschenkeln 10 und einem zwischen den Koppelschenkeln 10 ausgebildeten Aufnahmebereich 11 ausgebildet. In den Aufnahmebereichen 11 ist jeweils ein Stromschienenabschnitt 12 einer Stromschiene 8 einer jeweils anderen Phase angeordnet. Die Koppelschenkel 10 der Kopplungshülsen 7 sind vorzugsweise jeweils durch eine Lötverbindung mit der zugeordneten Stromschiene 8 stoffschlüssig verbunden und somit elektrisch sowie mechanisch gekoppelt.In 1 a preferred embodiment of an electric machine system 1 according to the invention is shown schematically in a side view. The electric machine system 1 has an electric machine 3 and power electronics 4 . Winding wires 5 of a stator (not shown) of the electric machine 3 are led out of the electric machine 3 . The winding wires 5 are divided into three phases, with the individual phases each having a plurality of winding wires 5 . Wire end regions 6 of the winding wires 5 are received and fixed in a wire receiving region 16 of a coupling sleeve 7 of the electric machine system 1 for each phase. An end of the coupling sleeves 7 opposite the wire receiving area 16 is designed as a coupling area 9 with two coupling legs 10 and a receiving area 11 formed between the coupling legs 10 . A busbar section 12 of a busbar 8 of a different phase is arranged in each of the receiving areas 11 . The coupling legs 10 of the coupling sleeves 7 are preferably connected to the associated busbar 8 in a materially bonded manner by a soldered connection and are therefore electrically and mechanically coupled.

2 zeigt eine bevorzugte erste Ausführungsform einer Kopplungshülse 7 mit Stromschiene 8 schematisch in einer Detailansicht. Vier Wicklungsdrähte 5 einer Phase sind mit ihren Drahtendbereichen 6 in dem Drahtaufnahmebereich 16 der Kopplungshülse 7 aufgenommen und dort fixiert, beispielsweise durch Crimpen oder Löten. Der Koppelbereich 9 der Kopplungshülse 7 weist einen als Buckel ausgebildeten ersten Teil einer Führungsvorrichtung 13 des Elektromaschinensystems 1 auf. Die Buckel sind an den Koppelschenkeln 10 angeordnet und weisen aufeinander zu. Der Stromschienenabschnitt 12 der Stromschiene 8 weist einen als Bohrung ausgebildeten zweiten Teil der Führungsvorrichtung 13 auf. Mittels der Führungsvorrichtung 13 ist eine Ausrichtung von Stromschiene 8 und Kopplungshülse 7 bei der Montage des Elektromaschinensystems 1 verbessert. Der Stromschienenabschnitt 12 ist in dem Aufnahmebereich 11 des Koppelbereichs 9 angeordnet. Ferner weist die Kopplungshülse 7 eine Beschichtung 14 zum Korrosionsschutz auf. 2 shows a preferred first embodiment of a coupling sleeve 7 with busbar 8 schematically in a detailed view. Four winding wires 5 of a phase are with their wire end areas 6 in the wire receiving area 16 of the Coupling sleeve 7 was added and fixed there, for example by crimping or soldering. The coupling area 9 of the coupling sleeve 7 has a first part of a guide device 13 of the electric machine system 1 embodied as a hump. The humps are arranged on the coupling legs 10 and face each other. The busbar section 12 of the busbar 8 has a second part of the guide device 13 designed as a bore. The guide device 13 improves the alignment of the busbar 8 and the coupling sleeve 7 during the assembly of the electric machine system 1 . The busbar section 12 is arranged in the receiving area 11 of the coupling area 9 . Furthermore, the coupling sleeve 7 has a coating 14 for corrosion protection.

In 3 ist eine bevorzugte zweite Ausführungsform einer Kopplungshülse 7 mit Stromschiene 8 schematisch in einer Detailansicht dargestellt. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform aus 2 darin, dass keine Führungsvorrichtung 13 und keine Beschichtung 14 vorgesehen sind. Eine zangenförmig ausgebildete Verbindungsvorrichtung 17 zum mechanischen sowie elektrischen Koppeln der Stromschiene 8 mit der Kopplungshülse 7 ist derart an der Kopplungshülse 7 angeordnet, dass Schenkel der Verbindungsvorrichtung 17 die Koppelschenkel 10 beidseitig umgeben. Die Verbindungsvorrichtung 17 ist vorzugsweise als Lötzange ausgebildet.In 3 a preferred second embodiment of a coupling sleeve 7 with busbar 8 is shown schematically in a detailed view. The second embodiment differs from the first embodiment 2 in that no guiding device 13 and no coating 14 are provided. A pliers-shaped connecting device 17 for mechanically and electrically coupling the busbar 8 to the coupling sleeve 7 is arranged on the coupling sleeve 7 in such a way that legs of the connecting device 17 surround the coupling legs 10 on both sides. The connecting device 17 is preferably designed as a soldering tong.

4 zeigt ein Elektromaschinensystem 1 gemäß einer bevorzugten zweiten Ausführungsform schematisch in einer Seitenansicht. Das Elektromaschinensystem 1 weist eine dreiphasige Leistungselektronik 4 auf, aus der für jede Phase eine Stromschiene 8 herausgeführt ist. Stromschienenabschnitte 12 der Stromschienen 8 sind jeweils zwischen zwei Koppelschenkeln 10 einer Elektromaschine 3 des Elektromaschinensystems 1 angeordnet und mit diesen mechanisch sowie elektrisch gekoppelt, insbesondere mittels einer Lötverbindung oder Schweißverbindung. Im Bereich der Leistungselektronik 4 weisen die Stromschienen 8 jeweils eine als Sicke ausgebildete Dämpfungsvorrichtung 15 auf. 4 shows an electric machine system 1 according to a preferred second embodiment schematically in a side view. The electrical machine system 1 has three-phase power electronics 4, from which a busbar 8 is led out for each phase. Busbar sections 12 of the busbars 8 are each arranged between two coupling legs 10 of an electric machine 3 of the electric machine system 1 and are mechanically and electrically coupled thereto, in particular by means of a soldered connection or welded connection. In the area of the power electronics 4, the busbars 8 each have a damping device 15 designed as a bead.

In 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2 schematisch in einer Seitenansicht abgebildet. Das Kraftfahrzeug 2 weist ein erfindungsgemäßes Elektromaschinensystem 1 mit einer Elektromaschine 3 und einer mit der Elektromaschine 3 mechanisch sowie elektrisch gekoppelten Leistungselektronik 4 auf. Ferner weist das Kraftfahrzeug 2 eine als Batterie ausgebildete Stromversorgungsvorrichtung 18 zur Aufnahme sowie Bereitstellung elektrischer Energie zum Betreiben der Elektromaschine 3 auf. In 5 a preferred embodiment of a motor vehicle 2 according to the invention is shown schematically in a side view. The motor vehicle 2 has an electric machine system 1 according to the invention with an electric machine 3 and power electronics 4 mechanically and electrically coupled to the electric machine 3 . Furthermore, the motor vehicle 2 has a power supply device 18 designed as a battery for receiving and providing electrical energy for operating the electric machine 3 .

6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einem Ablaufdiagramm. In einem ersten Verfahrensschritt 100 wird eine Elektromaschine 3 mit einer Mehrzahl von aus der Elektromaschine 3 herausgeführten Wicklungsdrähten 5 bereitgestellt. In einem zweiten Verfahrensschritt 200 wird eine Leistungselektronik 4 mit einer Stromschiene 8 zur elektrischen sowie mechanischen Kopplung mit der Elektromaschine 3 bereitgestellt. Die Stromschiene 8 weist für jede Phase der Elektromaschine 3 eine Stromschiene 8 auf. In einem dritten Verfahrensschritt 300 wird eine Kopplungshülse 7 zum elektrischen sowie mechanischen Koppeln des Wicklungsdrahts 5 mit der Stromschiene 8 bereitgestellt. Vorzugsweise wird für jede Phase der Elektromaschine 3 eine Kopplungshülse 7 bereitgestellt. In einem vierten Verfahrensschritt 400 werden Drahtendbereiche 6 mehrerer Wicklungsdrähte 5 einer Phase in einem Drahtaufnahmebereich 16 der Kopplungshülse 7 angeordnet und dort fixiert, beispielsweise durch Crimpen oder Löten. Dies wird vorzugsweise für sämtliche Phasen mit jeweils einer Kopplungshülse 7 pro Phase durchgeführt. In einem fünften Verfahrensschritt 500 wird der Koppelbereich 9 der Kopplungshülse 7 an der Stromschiene 8 derart angeordnet, dass der Stromschienenabschnitt 12 in einem zwischen zwei Koppelschenkeln 10 des Koppelbereichs 9 ausgebildeten Aufnahmebereich 11 angeordnet ist. Dies wird vorzugsweise für jede Phase mit jeweils einer Kopplungshülse 7 durchgeführt. In einem sechsten Verfahrensschritt 600 wird der Koppelbereich 9 mit der Stromschiene 8 mittels einer Verbindungsvorrichtung 17 stoffschlüssig verbunden. Dies wird vorzugsweise für jede Phase durchgeführt. Somit sind die Stromschienen 8 jeweils mit einer Gruppe Wicklungsdrähten 5 einer Phase mechanisch sowie elektrisch gekoppelt. 6 shows a preferred embodiment of a method according to the invention schematically in a flow chart. In a first method step 100, an electric machine 3 with a plurality of winding wires 5 led out of the electric machine 3 is provided. In a second method step 200, power electronics 4 with a busbar 8 for electrical and mechanical coupling to the electric machine 3 are provided. The busbar 8 has a busbar 8 for each phase of the electric machine 3 . In a third method step 300, a coupling sleeve 7 for electrically and mechanically coupling the winding wire 5 to the conductor rail 8 is provided. A coupling sleeve 7 is preferably provided for each phase of the electric machine 3 . In a fourth method step 400, wire end regions 6 of a plurality of winding wires 5 of one phase are arranged in a wire receiving region 16 of the coupling sleeve 7 and fixed there, for example by crimping or soldering. This is preferably carried out for all phases with one coupling sleeve 7 per phase. In a fifth method step 500, the coupling area 9 of the coupling sleeve 7 is arranged on the busbar 8 in such a way that the busbar section 12 is arranged in a receiving area 11 formed between two coupling legs 10 of the coupling area 9 . This is preferably carried out with a coupling sleeve 7 for each phase. In a sixth method step 600, the coupling region 9 is materially connected to the busbar 8 by means of a connecting device 17. This is preferably done for each phase. Thus, the busbars 8 are each mechanically and electrically coupled to a group of winding wires 5 of one phase.

BezugszeichenlisteReference List

11: Elektromaschinensystemelectric machine system
22: Kraftfahrzeugmotor vehicle
33: Elektromaschineelectric machine
44: Leistungselektronikpower electronics
55: Wicklungsdrahtwinding wire
66: Drahtendbereichwire end area
77: Kopplungshülsecoupling sleeve
88th: Stromschienepower rail
99: Koppelbereichcoupling area
1010: Koppelschenkelcoupling leg
1111: Aufnahmebereichrecording area
1212: Stromschienenabschnittbusbar section
1313: Führungsvorrichtungguiding device
1414: Beschichtungcoating
1515: Dämpfungsvorrichtungdamping device
1616: Drahtaufnahmebereichwire pickup area
1717: Verbindungsvorrichtungconnecting device
1818: Stromversorgungsvorrichtung power supply device
100100: erster Verfahrensschrittfirst step in the process
200200: zweiter Verfahrensschrittsecond process step
300300: dritter Verfahrensschrittthird step
400400: vierter Verfahrensschrittfourth step
500500: fünfter Verfahrensschrittfifth step
600600: sechster Verfahrensschrittsixth step

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

US 2018/0290530 A1 [0003]
EP 3154162 A1 [0003]
US 10418737 B2 [0003]

Claims

Electric machine system (1) for a motor vehicle (2), having an electric machine (3) for driving the motor vehicle (2) and power electronics (4) for operating the electric machine (3), the electric machine (3) having winding wires (5), which are led out of the electric machine (3) for the purpose of electrically coupling the electric machine (3) to the power electronics (4), a coupling sleeve (7) for electric coupling to a busbar (8) being attached to a wire end region (6) of a winding wire (5). of the power electronics (4), and wherein the coupling sleeve (7) has a coupling area (9) pointing away from the winding wire (5) for mechanical and electrical coupling to the conductor rail (8), characterized in that the coupling area (9) has two coupling legs (10), wherein a receiving area (11) is formed between the coupling legs (10), and wherein in the receiving area (11) a busbar section (12) of the busbar e (8) is arranged and held.

Electric machine system (1) according to claim 1 , characterized in that the coupling area (9) for receiving the busbar section (12) of the busbar (8) is U-shaped or V-shaped.

Electric machine system (1) according to claim 1 or 2 , characterized in that the conductor rail (8) is materially connected to the coupling region (9) via a welded connection and/or soldered connection.

Electrical machine system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the busbar (8) and/or the coupling area (9) has a guide device (13) for aligning the coupling sleeve (7) with the busbar (8) when the coupling sleeve ( 7) on the conductor rail (8).

Electrical machine system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling area (9) has a corrosion-resistant coating (14).

Electrical machine system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor rail (8) has a damping device (15) for damping vibrations.

Method for producing an electric machine system (1) for a motor vehicle (2), comprising the following steps: - Providing an electric machine (3) with a plurality of winding wires (5) led out of the electric machine (3), the winding wires (5) each having a wire end region (6) pointing away from the electric machine (3), - Providing power electronics (4) with a busbar (8) for electrical and mechanical coupling to the electric machine (3), - Providing a coupling sleeve (7) for electrically and mechanically coupling the winding wire (5) to the conductor rail (8), the coupling sleeves (7) having a wire receiving area (16) for mechanically and electrically coupling the coupling sleeve (7) to the wire end area (6 ) of the winding wire (5) and a coupling area (9) for mechanically and electrically coupling the coupling sleeve (7) to a busbar section (12) of the busbar (8), - arranging and fixing the wire end area (6) of the winding wire (5) in the wire receiving area (16) of the coupling sleeve (7), - arranging the coupling area (9) of the coupling sleeve (7) on the busbar (8) in such a way that the busbar section (12) is arranged in a receiving area (11) formed between two coupling legs (10) of the coupling area (9), and - Cohesively connecting the coupling area (9) to the conductor rail (8) by means of a connecting device (17).

procedure after claim 7 , characterized in that the cohesive connection takes place by means of a pliers-shaped connecting device (17), with the pliers-shaped connecting device (17) encompassing the coupling legs (10) laterally, pressing them against the busbar (8) on both sides and cohesively with the busbar (8) get connected.

procedure after claim 7 or 8th , characterized in that the wire end area (6) of the winding wire (5) is fixed by means of a crimping device in the wire receiving area (16) of the coupling sleeve (7) by crimping.

Motor vehicle (2), having a power supply device (18) for providing electrical energy for driving the motor vehicle (2), characterized in that the motor vehicle (2) has an electric machine system (1) according to one of Claims 1 until 6 having.