DE102020215530A1

DE102020215530A1 - E-axis module with an electric machine

Info

Publication number: DE102020215530A1
Application number: DE102020215530.5A
Authority: DE
Inventors: Philipp Breinlinger; Zoltan Frohlich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-12-09
Filing date: 2020-12-09
Publication date: 2022-06-09
Also published as: WO2022122358A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein E-Achsen-Modul (10) mit einer elektrischen Maschine (14) und einer Leistungselektronik (12), die in einem Systemgehäuse (18) untergebracht sind. Dieses umfasst eine Öffnung (32), die durch ein Deckelteil (20) der Leistungselektronik (12) verschlossen ist. Die Komponenten der Leistungselektronik (12) sind im Deckelteil (20) angeordnet und durch einen Serviceeinsatz (28) flächig überdeckt in der Öffnung (32) des Systemgehäuses (18) gegen Umwelteinflüsse geschützt. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des E-Achsen-Moduls (10) zur Trennung einer in einem Systemgehäuse (18) integrierten Leistungselektronik (12) von Komponenten eines Getriebes (16) und einer elektrischen Maschine (14).The invention relates to an e-axis module (10) with an electrical machine (14) and power electronics (12), which are accommodated in a system housing (18). This includes an opening (32) which is closed by a cover part (20) of the power electronics (12). The components of the power electronics (12) are arranged in the cover part (20) and are covered over the entire area by a service insert (28) in the opening (32) of the system housing (18) and protected against environmental influences. The invention also relates to the use of the e-axis module (10) for separating power electronics (12) integrated in a system housing (18) from components of a transmission (16) and an electric machine (14).

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf ein E-Achsen-Modul mit einer elektrischen Maschine und einer Leistungselektronik, die in einem Systemgehäuse untergebracht sind, welches eine Öffnung umfasst, die durch ein Deckelteil der Leistungselektronik verschlossen ist. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des E-Achsen-Moduls im elektrischen Antriebsstrang eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs oder eines einen Hybridantrieb aufweisenden Fahrzeugs.The invention relates to an e-axis module with an electrical machine and power electronics that are housed in a system housing that includes an opening that is closed by a cover part of the power electronics. Furthermore, the invention relates to the use of the e-axle module in the electric drive train of an electrically powered vehicle or a vehicle having a hybrid drive.

Stand der TechnikState of the art

DE 10 2017 103 197 A1 betrifft ein Elektronikgehäuse für einen E-Achsen-Antrieb eines Kraftfahrzeugs, das einteilig oder einmaterialig mit einem Gesamtgehäuse ausgebildet sein kann, wobei auf ein separates Elektronikgehäuse verzichtet wird. Zwischen dem Elektronikgehäuse und dem Gesamtgehäuse kann ein Zwischenelement angeordnet werden, was insbesondere nach Art einer Metallplatte oder eines Blechteils ausgebildet ist. Das Elektronikgehäuse ist insbesondere aus Aluminium ausgebildet. Es wird insbesondere bei elektrischen Achsanwendungen eingesetzt, wobei die Leistungselektronik in ein vorhandenes E-Achsen-Gehäuse beziehungsweise Gesamtgehäuse integriert wird. Insbesondere ist die Leistungselektronik im Gehäusedeckel vorgesehen; ferner wird der Gehäusedeckel so am Elektronikgehäuse befestigt, dass er bei einer Wartung oder zur Demontage einfach abgenommen werden kann. DE 10 2017 103 197 A1 relates to an electronics housing for an e-axle drive of a motor vehicle, which can be designed in one piece or in one material with an overall housing, with a separate electronics housing being dispensed with. An intermediate element can be arranged between the electronics housing and the overall housing, which is designed in particular in the manner of a metal plate or a sheet metal part. The electronics housing is made in particular from aluminum. It is used in particular in electrical axle applications, with the power electronics being integrated into an existing e-axle housing or overall housing. In particular, the power electronics are provided in the housing cover; Furthermore, the housing cover is attached to the electronics housing in such a way that it can be easily removed for maintenance or disassembly.

WO 2015 078464 A1 hat ein Hybridmodul mit integrierter Leistungselektronik zum Gegenstand, wobei das Leistungselektronikmodul an einem Bauteil des Hybridmoduls angeordnet ist. Es wird eine Integration des Leistungselektronikmoduls im oder am Hybridmodul vorgeschlagen. Ein Gehäuseteil des Leistungselektronikmoduls oder die Leistungselektronik selbst wird bevorzugt mit dem Hybridmodulgehäuse mittels einer form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssigen Verbindung, so zum Beispiel einer Schnappverbindung, einer Schraubverbindung, einer Klemmverbindung, einer Schweiß- oder Lötverbindung oder durch eine Klebeverbindung verbunden. Die Leistungselektronik kann in einem Leistungselektronikgehäuse vormontiert und insbesondere an dem Hybridmodulgehäuse befestigt werden, wobei das Leistungselektronikgehäuse bevorzugt mittels eines Deckels abgedichtet wird. Das Leistungselektronikgehäuse kann zunächst mit dem Deckel verschlossen und dann am Bauteil des Hybridmoduls befestigt werden. Die Leistungselektronik kann auf einem Deckel vormontiert werden und eine Bauteilöffnung, bevorzugt eine Hybridmodulgehäuseöffnung, wird durch den Deckel verschlossen. Insbesondere ist die Leistungselektronik gegenüber einem das Hybridmodul umgebenden Außenraum und/oder dem Innenraum des Hybridmoduls abgedichtet, wodurch die Leistungselektronik gegen Verschmutzung geschützt wird. WO 2015 078464 A1 relates to a hybrid module with integrated power electronics, the power electronics module being arranged on a component of the hybrid module. An integration of the power electronics module in or on the hybrid module is proposed. A housing part of the power electronics module or the power electronics itself is preferably connected to the hybrid module housing by means of a positive and/or non-positive and/or material connection, such as a snap connection, a screw connection, a clamp connection, a welded or soldered connection or an adhesive connection . The power electronics can be preassembled in a power electronics housing and, in particular, attached to the hybrid module housing, with the power electronics housing preferably being sealed by means of a cover. The power electronics housing can first be closed with the cover and then attached to the component of the hybrid module. The power electronics can be preassembled on a cover and a component opening, preferably a hybrid module housing opening, is closed by the cover. In particular, the power electronics are sealed off from an exterior surrounding the hybrid module and/or the interior of the hybrid module, which protects the power electronics from contamination.

Bei heute eingesetzten elektrischen Antrieben, insbesondere bei E-Achsen-Modulen für elektrisch angetriebene Fahrzeuge, wird die Leistungselektronik im Allgemeinen in einem getrennten Gehäuse auf dem Gehäuse der elektrischen Maschine befestigt. Damit kann sich im Servicefall die Leistungselektronik als getrennte Einheit vom E-Achsen-Modul demontieren lassen. Durch die im Allgemeinen vorgesehene Einkapselung einer jeden Komponente, d. h. der Leistungselektronik eines Getriebes und der elektrischen Maschine an einem E-Achsen-Modul, wird relativ viel Bauraum benötigt, da viele Gehäusewände zwischen den Komponenten doppelt auftreten. Aufgrund von Servicemaßnahmen und Serviceanforderungen wird diese Bauweise bevorzugt. Nachteilig dabei ist jedoch, dass durch die Ausbildung doppelwandiger Strukturen nicht nur mehr Bauraum benötigt wird, sondern auch mehr Gewicht entsteht, das sich auf die Reichweite und die Kosten auswirkt.In the case of electric drives used today, in particular in the case of e-axle modules for electrically driven vehicles, the power electronics are generally fastened in a separate housing on the housing of the electric machine. This means that the power electronics can be dismantled as a separate unit from the e-axis module in the event of service. The encapsulation of each component, i. H. the power electronics of a transmission and the electric machine on an e-axis module, a relatively large amount of space is required, since many housing walls are duplicated between the components. Due to service measures and service requirements, this type of construction is preferred. The disadvantage here, however, is that the formation of double-walled structures not only requires more installation space, but also creates more weight, which affects the range and the costs.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Es wird ein E-Achsen-Modul vorgeschlagen, welches eine elektrische Maschine und eine Leistungselektronik umfasst, die in einem Systemgehäuse untergebracht sind, welches eine Öffnung umfasst, die durch ein Deckelteil der Leistungselektronik verschlossen ist, wobei die Komponenten der Leistungselektronik im Deckelteil angeordnet sind, die durch einen Serviceeinsatz flächig überdeckt in der Öffnung des Systemgehäuses gegen Umgebungseinflüsse geschützt sind.An E-axis module is proposed, which includes an electrical machine and power electronics that are housed in a system housing that includes an opening that is closed by a cover part of the power electronics, the components of the power electronics being arranged in the cover part, which are covered by a service insert and protected against environmental influences in the opening of the system housing.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann durch den als Trennelement wirkenden Serviceeinsatz gewährleistet werden, dass die im Deckelteil der Leistungselektronik aufgenommenen einzelnen elektronischen Bauteile, d. h. die Komponenten der Leistungselektronik gegen Umgebungseinflüsse, wie beispielsweise Spritzwasser und Staubentwicklung im Falle eines Wartungstermins, bei dem eine Demontage erforderlich ist, geschützt werden können.The solution proposed according to the invention, through the service insert acting as a separating element, can ensure that the individual electronic components accommodated in the cover part of the power electronics, i. H. the components of the power electronics can be protected against environmental influences, such as splashing water and dust in the event of a maintenance appointment where dismantling is required.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen E-Achsen-Moduls wird der Serviceeinsatz wannenförmig ausgeführt.In an advantageous embodiment variant of the E-axle module proposed according to the invention, the service insert is designed in the form of a trough.

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene wannenförmige Serviceeinsatz umfasst einen flächig ausgebildeten Wannenboden, der durch einander gegenüberliegende Wannenwände begrenzt ist.The trough-shaped service insert proposed according to the invention comprises a flat trained trough floor, which is delimited by opposite trough walls.

Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen E-Achsen-Modul kann der Serviceeinsatz als Kunststoffwanne beispielsweise mittels Spritzgießverfahren hergestellt werden. In einer alternativen Ausführungsvariante kann bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung der Serviceeinsatz als tiefgezogenes Bauteil aus metallischem Material gefertigt werden, beispielsweise als ein tiefgezogenes Blechteil mit individuell konfiguriertem Wandverlauf.In the case of the E-axle module proposed according to the invention, the service insert can be produced as a plastic trough, for example by means of an injection molding process. In an alternative embodiment variant, in the solution proposed according to the invention, the service insert can be manufactured as a deep-drawn component made of metallic material, for example as a deep-drawn sheet metal part with an individually configured wall profile.

Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen E-Achsen-Modul ist der Serviceeinsatz im montierten Zustand zwischen einem Öffnungsrand einer Öffnung des Systemgehäuses einerseits und andererseits durch einen Deckel-Überstand des Deckelteils fixiert. Dies bedeutet, dass im eingebauten Zustand des Serviceeinsatzes die Komponenten der Leistungselektronik, aufgenommen im Deckelteil, gewissermaßen gekapselt angeordnet sind. Im Servicefall lässt sich das Deckelteil einfach entnehmen, sodass die darin aufgenommenen Komponenten geschützt bleiben.In the E-axle module proposed according to the invention, the service insert is fixed in the installed state between an opening edge of an opening in the system housing on the one hand and on the other hand by a cover overhang of the cover part. This means that when the service insert is installed, the components of the power electronics, which are accommodated in the cover part, are arranged in an encapsulated manner, as it were. If service is required, the cover part can be easily removed so that the components inside remain protected.

Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen E-Achsen-Modul ist im Wannenboden des Serviceeinsatzes beispielsweise eine Elastomerdichtung aufgenommen, die beispielsweise als in eine Öffnung des Bodens einklipsbares Einsatzteil ausgebildet sein kann.In the case of the E-axle module proposed according to the invention, an elastomer seal, for example, is accommodated in the trough floor of the service insert, which can be designed, for example, as an insert part that can be clipped into an opening in the floor.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Einsatzteil umfasst eine einer Anzahl von Leiterkontakten entsprechende Anzahl von Öffnungen, die jeweils Dichtlippen aufweisen, die mit Außenseiten der AC-Leiterkontakte Abdichtstellen bilden. Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen E-Achsen-Modul verlaufen zwischen einer Innenseite des Deckelteils und einer Außenseite von Wannenwänden des Serviceeinsatzes Kanäle zur Zirkulation eines Kühlmediums.The insert part proposed according to the invention comprises a number of openings corresponding to a number of conductor contacts, each of which has sealing lips which form sealing points with the outsides of the AC conductor contacts. In the E-axis module proposed according to the invention, channels for the circulation of a cooling medium run between an inside of the cover part and an outside of tub walls of the service insert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist das E-Achsen-Modul mit einem Serviceeinsatz versehen, in dessen Wannenboden sich mindestens eine Anschlussöffnung befindet, in die eine Buchse eingelassen ist. Über die in den Wannenboden des Serviceeinsatzes eingelassene Buchse wird eine Übergabe eines Kühlmediums von der Leistungselektronik zur elektrischen Maschine geschaffen. Diese Schnittstelle kann blind gefügt und durch den Serviceeinsatz dargestellt werden, ohne dass es weiterer Bauteile beziehungsweise Montagehandgriffe bedarf. Darüber hinaus bezieht sich die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung auf die Verwendung des E-Achsen-Moduls mit Serviceeinsatz zwischen einer Leistungselektronik und einem Systemgehäuse in einem elektrischen Antriebsstrang eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs.In an advantageous embodiment of the solution proposed according to the invention, the e-axis module is provided with a service insert, in the bottom of which there is at least one connection opening into which a socket is embedded. A cooling medium is transferred from the power electronics to the electrical machine via the socket let into the tray floor of the service insert. This interface can be joined blindly and represented by the service call without the need for additional components or assembly procedures. In addition, the solution proposed according to the invention relates to the use of the e-axle module with a service insert between power electronics and a system housing in an electric drive train of an electrically powered vehicle or a hybrid vehicle.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the Invention

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung gestattet, Elektronik im Systemgehäuse des E-Achsen-Moduls so zu realisieren, dass diese trotz der Integration einfach ausgetauscht werden kann, ohne dass diese oder Komponenten von dieser beschädigt werden, beispielsweise durch Staub, Wasser, Kondenswasser oder dergleichen mehr. Die Leistungselektronikkomponenten können in vorteilhafter Weise im beispielsweise aus Aluminium gefertigten Deckelteil montiert werden. Dabei können Hauptanschlüsse zum kundenseitigen Fahrzeug durch das Deckelteil realisiert werden, beispielsweise ein Gleichstromanschluss oder ein Niedervoltanschluss. Das Deckelteil schließt im Übrigen die Leistungselektronik nach außen ab.The solution proposed according to the invention allows electronics to be implemented in the system housing of the e-axis module in such a way that, despite the integration, they can be easily replaced without them or their components being damaged, for example by dust, water, condensation or the like. The power electronics components can be installed in an advantageous manner in the cover part made of aluminum, for example. The main connections to the customer's vehicle can be realized through the cover part, for example a DC connection or a low-voltage connection. The cover part also closes off the power electronics from the outside.

Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen eingesetzten Serviceeinsatz kann es sich beispielsweise um ein im Wesentlichen wannenförmig ausgebildetes Kunststoffbauteil handeln, welches in einer Wandstärke zwischen 0,3 mm bis 0,5 mm ausgebildet werden kann. Dieses schützt durch flächige Überdeckung der im Deckelteil aufgenommenen Elektronikkomponenten diese beim Austausch vor Verunreinigungen, beispielsweise bei einem Servicetermin in einer Werkstatt, wo eine Demontage der Leistungselektronik aus Wartungsgründen erforderlich sein kann. Der Serviceeinsatz, beispielsweise ausgebildet als ein im Spritzgießverfahren hergestelltes Kunststoffbauteil aus einer oder mehreren Kunststoffkomponenten, dient dem flächigen Schutz der im Deckelteil der Leistungselektronik untergebrachten Elektronikkomponenten.The service insert proposed according to the invention can be, for example, an essentially trough-shaped plastic component which can be designed with a wall thickness of between 0.3 mm and 0.5 mm. By covering the entire surface of the electronic components accommodated in the cover part, this protects them from contamination during replacement, for example during a service appointment in a workshop, where the power electronics may need to be dismantled for maintenance reasons. The service insert, for example designed as a plastic component made from one or more plastic components using an injection molding process, serves to protect the entire surface of the electronic components housed in the cover part of the power electronics.

In vorteilhafter Weise kann durch den Serviceeinsatz auch eine Schnittstelle durch ein in beispielsweise in den Wannenboden eingespritztes Einsatzteil einer Elastomerdichtung geschaffen werden, über welche beispielsweise die Leiterkontakte durch Dichtlippen an der Übergangsstelle in die Leistungselektronik abgedichtet werden können.Advantageously, the service can also create an interface through an insert part of an elastomer seal injected into the trough floor, for example, via which, for example, the conductor contacts can be sealed by sealing lips at the transition point into the power electronics.

In vorteilhafter Weise können durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung auch Kühlfluidübergabestellen realisiert werden, beispielsweise durch eine oder mehrere Übergabestellen zu einer Kühleinrichtung. Eine Dichtung am Gehäuserand der Öffnung des Systemgehäuses kann beispielsweise durch einen Flüssigdichtstoff oder einen Klebstoff, der in das Deckelteil beziehungsweise in den Deckel-Überstand eingeklebt sein kann, realisiert werden.Advantageously, the solution proposed according to the invention can also be used to implement cooling fluid transfer points, for example through one or more transfer points to a cooling device. A seal at the housing edge of the opening of the system housing can be implemented, for example, by a liquid sealant or an adhesive that can be glued into the cover part or into the cover overhang.

Der Serviceeinsatz kann bei der werksseitigen Montage der Leistungselektronik eingespart werden und nur bei Leistungselektroniken Verwendung finden, die im Rahmen von Serviceterminen verbaut werden. Dadurch können in erheblichem Umfang Kosten eingespart werden.The service visit can be saved with the factory assembly of the power electronics and can only be used for power electronics that are installed as part of service appointments. As a result, costs can be saved to a considerable extent.

Figurenlistecharacter list

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to the drawings.

Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen E-Achsen-Moduls,
2 eine angedeutete Explosionszeichnung des E-Achsen-Moduls gemäß der perspektivischen Ansicht in 1,
3 eine perspektivische Ansicht von der Unterseite der Leistungselektronik mit deren den Serviceeinsatz flächig überdeckendem Deckelteil ,
4 eine perspektivische Ansicht eines Serviceeinsatzes hier ausgebildet als eine Kunststoffwanne,
5 eine Detailansicht einer Übergabestelle eines Kühlfluids zwischen Serviceeinsatz und Deckelteil,
6 ein Detail einer Abdichtungsmöglichkeit von AC-Leiterkontakten und Leistungselektronik und
7 eine in einen Wannenboden des Serviceeinsatzes eingelassene Buchse.

Show it:

1 a perspective view of an E-axis module proposed according to the invention,
2 an indicated exploded drawing of the E-axis module according to the perspective view in 1 ,
3 a perspective view of the underside of the power electronics with its cover part covering the entire surface of the service insert,
4 a perspective view of a service insert designed here as a plastic tub,
5 a detailed view of a transfer point of a cooling fluid between the service insert and the cover part,
6 a detail of a sealing option for AC conductor contacts and power electronics and
7 a socket embedded in a pan bottom of the service insert.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference symbols, with a repeated description of these elements being dispensed with in individual cases. The figures represent the subject matter of the invention only schematically.

Der Darstellung gemäß 1 ist eine perspektivische Ansicht eines E-Achsen-Moduls 10 zu entnehmen. Dieses kann beispielsweise Anwendung in einem elektrischen Antriebsstrang eines rein elektrisch angetriebenen Fahrzeugs finden sowie in einem Antriebsstrang eines mittels eines Hybridantriebs angetriebenen Fahrzeugs oder Nutzfahrzeugs.According to the illustration 1 A perspective view of an E-axis module 10 can be seen. This can be used, for example, in an electric drive train of a purely electrically driven vehicle and in a drive train of a vehicle or commercial vehicle driven by a hybrid drive.

Wie aus der perspektivischen Ansicht gemäß 1 näher hervorgeht, umfasst das E-Achsen-Modul 10 eine Leistungselektronik 12, die sich auf der Oberseite des E-Achsen-Moduls 10 befindet. Darüber hinaus umfasst dieses eine elektrische Maschine 14, an welche seitlich ein Getriebe 16 angeflanscht ist. In einem Systemgehäuse 18 sind die Komponenten der elektrischen Maschine 14, d. h. Stator und Rotor, aufgenommen, ferner Teile des Getriebes 16. Die Oberseite des Systemgehäuses 18 wird durch die Baueinheit der Leistungselektronik 12 abgedeckt.As per the perspective view 1 As can be seen in more detail, the e-axis module 10 includes power electronics 12 which are located on the upper side of the e-axis module 10 . In addition, this includes an electric machine 14, to which a gear 16 is flanged laterally. The components of the electrical machine 14, ie the stator and rotor, are accommodated in a system housing 18, as well as parts of the transmission 16. The upper side of the system housing 18 is covered by the assembly of the power electronics 12.

2 zeigt in einer Explosionsdarstellung die vom Systemgehäuse 18 des E-Achsen-Moduls 10 abgetrennte Leistungselektronik 12. Die Leistungselektronik 12 umfasst ein beispielsweise als Aluminiumdruckgussteil gefertigtes Deckelteil 20. Im Deckelteil 20 werden die einzelnen Komponenten der Leistungselektronik 12, vorzugsweise Halbleiterbauelemente, verbaut. Auf der Oberseite des Deckelteils 20 befindet sich ein Gleichstromanschluss 22 sowie ein Niedervoltanschluss 24 zur Verbindung der Leistungselektronik 12 mit den kundenseitigen Schnittstellen am Fahrzeug. 2 shows the power electronics 12 separated from the system housing 18 of the e-axis module 10 in an exploded view. The power electronics 12 comprises a cover part 20 manufactured, for example, as an aluminum die-cast part. The individual components of the power electronics 12, preferably semiconductor components, are installed in the cover part 20. On the upper side of the cover part 20 there is a DC connection 22 and a low-voltage connection 24 for connecting the power electronics 12 to the customer's interfaces on the vehicle.

Das Deckelteil 20 umfasst einen umlaufenden Deckel-Überstand 26, in dem einzelne Anschlussöffnungen ausgeführt sind. Die im Deckel-Überstand 26 angeordneten Öffnungen korrespondieren zu einer Anzahl von Gewindeansätzen 38, die sich am Systemgehäuse 18 befinden und an denen im montierten Zustand der Deckel-Überstand 26, d. h. das Deckelteil 20, lösbar befestigt werden kann.The cover part 20 comprises a peripheral cover projection 26 in which individual connection openings are made. The openings arranged in the cover overhang 26 correspond to a number of threaded projections 38 which are located on the system housing 18 and on which the cover overhang 26, d. H. the cover part 20, can be releasably attached.

Aus der Explosionsdarstellung gemäß 2 ergibt sich ferner, dass das Systemgehäuse 18 eine Öffnung 32 aufweist, die durch einen Öffnungsrand 34 begrenzt ist. Auf diesem kann entsprechend der Position 36 umlaufend eine Klebedichtung oder eine Flüssigkeitsdichtung aufgebracht werden, die der Abdichtung des Systemgehäuses 18 dient. Aus der Darstellung gemäß 2 geht des Weiteren hervor, dass sich unterhalb des Deckelteils 20 der Leitungselektronik 12 der Serviceeinsatz 28 befindet, der beispielsweise als eine in der 3 dargestellte Kunststoffwanne 30 ausgeführt sein kann.According to the exploded view 2 it also follows that the system housing 18 has an opening 32 which is delimited by an opening edge 34 . An adhesive seal or a liquid seal, which serves to seal the system housing 18 , can be applied circumferentially to this in accordance with position 36 . According to the illustration 2 also shows that the service insert 28 is located below the cover part 20 of the line electronics 12, for example as one in the 3 illustrated plastic tray 30 can be performed.

Im Systemgehäuse 18 ist die elektrische Maschine 14 aufgenommen, vgl. Darstellung gemäß 1, sowie seitlich ein nicht dargestelltes Getriebe 16 angeordnet.The electrical machine 14 is accommodated in the system housing 18, cf. the representation in FIG 1 , And laterally arranged a gear 16, not shown.

3 zeigt in perspektivischer Ansicht den Serviceeinsatz 28. Ausgehend vom Deckelteil 20 erstrecken sich der Gleichstromanschluss 22 sowie der Niedervoltanschluss 24. Am Deckelteil 20 befindet sich der umlaufende Deckel-Überstand 26, an dem in regelmäßigen Abständen die einzelnen Anschlussöffnungen ausgeführt sind. Die im Deckelteil 20 aufgenommenen Elektronikkomponenten der Leistungselektronik 12, die gegen Umwelteinflüsse zu schützen sind, werden von dem flächig, bevorzugt in Wannenform, ausgebildeten Serviceeinsatz 28 überdeckt. Aus diesem ragen gemäß der Darstellung in 3 nebeneinander angeordnete Leiterkontakte 54 hinaus. Diese erstrecken sich durch eine in den 5 und 7 näher dargestellte Elastomerdichtung 44 in Form eines Einsatzteils 46. 3 shows the service insert 28 in a perspective view. The DC connection 22 and the low-voltage connection 24 extend from the cover part 20. The cover part 20 has a circumferential cover overhang 26 on which the individual connection openings are made at regular intervals. The electronic components of the power electronics 12 accommodated in the cover part 20, which are to be protected against environmental influences, are preferred by the surface area in tub form, trained service use 28 covered. From this protrude according to the representation in 3 juxtaposed conductor contacts 54 also. These extend through a in the 5 and 7 elastomer seal 44 shown in more detail in the form of an insert part 46.

Des Weiteren befindet sich in dem Serviceeinsatz 28 gemäß der perspektivischen Ansicht von der Unterseite in 3 eine Anschlussöffnung 48, in die eine Buchse 62 eingelassen ist. Über die in der Anschlussöffnung 48 des Serviceeinsatzes 28 eingelassene Buchse 62 wird eine Übergabe des Kühlmediums von der Leistungselektronik 12 zur elektrischen Maschine 14 geschaffen. Die entsprechende Schnittstelle wird durch den vorkonfektionierten Serviceeinsatz 28 dargestellt.Furthermore, the service insert 28 is located in the perspective view from the underside in 3 a port 48 into which a socket 62 is embedded. A transfer of the cooling medium from the power electronics 12 to the electrical machine 14 is created via the socket 62 embedded in the connection opening 48 of the service insert 28 . The corresponding interface is represented by the ready-made service insert 28 .

Der Darstellung gemäß 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Serviceeinsatzes 28 zu entnehmen, der als eine Kunststoffwanne 30 hergestellt ist, beispielsweise mittels Spritzgießverfahren. Ein Wannenboden 40 wird von einander gegenüberliegenden Wannenwänden 42 begrenzt. In den Wannenboden 40 der Kunststoffwanne 30 gemäß 4 ist ein Einsatzteil 46 einer Elastomerdichtung 44 eingelassen. Das Einsatzteil 46 umfasst eine der Anzahl der Leiterkontakte 54 entsprechende Anzahl von Öffnungen. Die Elastomerdichtung 44, ausgebildet als Einsatzteil 46, eingelassen in eine korrespondierende Öffnung im Wannenboden 40, wird beispielsweise mittels Spritzgießverfahren aus einem ein oder zwei Komponenten enthaltenden Kunststoffmaterial hergestellt.According to the illustration 4 A perspective view of a service insert 28 can be seen, which is produced as a plastic tub 30, for example by means of an injection molding process. A trough floor 40 is delimited by trough walls 42 lying opposite one another. According to the tub bottom 40 of the plastic tub 30 4 an insert part 46 of an elastomeric seal 44 is embedded. The insert part 46 includes a number of openings corresponding to the number of conductor contacts 54 . The elastomeric seal 44, designed as an insert part 46, embedded in a corresponding opening in the trough floor 40, is produced from a plastic material containing one or two components, for example by means of an injection molding process.

Darüber hinaus verläuft seitlich am Wannenboden 40 mindestens ein Kanal 50, durch den ein Kühlmedium, beispielsweise Kühlwasser, zirkuliert. Der in 4 teilweise dargestellte Kanal 50 mündet an einer Übergabestelle 52 zu einem Kühler, über den Abwärme aus dem durch den mindestens einen Kanal 50 zirkulierenden Kühlmedium ausgekoppelt werden kann, beispielsweise an einer Kühleinheit.In addition, at least one channel 50 runs laterally on the tub floor 40, through which a cooling medium, for example cooling water, circulates. the inside 4 Channel 50, partially shown, opens at a transfer point 52 to a cooler, via which waste heat can be decoupled from the cooling medium circulating through the at least one channel 50, for example to a cooling unit.

Darüber hinaus befindet sich im Wannenboden 40 der Kunststoffwanne 30 die Anschlussöffnung 48, in welche die Buchse 62 eingelassen ist, die eine Übergabe des Kühlmediums von der Leistungselektronik 12 an die elektrische Maschine 14 realisiert. 5 ist ein Detail eines Serviceeinsatzes 28 zu entnehmen, der in ein Deckelteil 20 eingelassen ist. Aus der Darstellung gemäß 5 geht hervor, dass sich zwischen einer Außenseite der Wannenwand 42 des Serviceeinsatzes 28, hier ausgebildet als Kunststoffwanne 30, einerseits und einer Innenseite des mittels Aluminiumdruckgussverfahren hergestellten Deckelteils 20 eine Übergabestelle 52 eines Kanals 50 zur Zirkulation eines Kühlmediums befindet. Das Kühlmedium, welches in dem Kanal 50 zirkuliert, der an der in 6 dargestellten Übergabestelle 52 mündet, führt Abwärme aus der Leistungselektronik 12 ab, die während deren Betrieb entsteht, sodass ein zuverlässiger dauerhafter Betrieb der Leistungselektronik 12 des E-Achsen-Moduls 10 gewährleistet werden kann.In addition, the connection opening 48 is located in the trough floor 40 of the plastic trough 30 , into which the socket 62 is inserted, which transfers the cooling medium from the power electronics 12 to the electrical machine 14 . 5 a detail of a service insert 28 which is embedded in a cover part 20 can be seen. According to the illustration 5 shows that there is a transfer point 52 of a channel 50 for the circulation of a cooling medium between an outside of the tub wall 42 of the service insert 28, designed here as a plastic tub 30, on the one hand and an inside of the cover part 20 produced using the aluminum die-casting process. The cooling medium, which circulates in the channel 50, which is located at the in 6 shown transfer point 52, dissipates waste heat from the power electronics 12, which arises during operation, so that a reliable long-term operation of the power electronics 12 of the E-axis module 10 can be guaranteed.

Aus der Darstellung gemäß 6 geht eine detailliertere Ansicht einer Abdichtstelle 60 hervor. Wie 6 zu entnehmen ist, ist in den Serviceeinsatz 28 - hier ausgebildet als Kunststoffwanne 30 - das Einsatzteil 46 der Elastomerdichtung 44 eingelassen. Einzelne Leiterkontakte 54 (vgl. Darstellung gemäß 3) werden durch Dichtlippen 58, die den jeweiligen Öffnungen im Einsatzteil 46 der Elastomerdichtung 44 zugeordnet sind, abgedichtet. Zur Darstellung von Abdichtstellen 60 legen sich die einander gegenüberliegenden Dichtlippen 58 an Außenseiten 56 der Leiterkontakte 54 an. Die Anzahl der Öffnungen im Einsatzteil 46 der Elastomerdichtung 44 entspricht der Anzahl der Leiterkontakte 54, über welche eine Verbindung zwischen den Komponenten der Leistungselektronik 12 einerseits und den Komponenten der elektrischen Maschine 14 andererseits hergestellt wird.According to the illustration 6 shows a more detailed view of a sealing point 60. As 6 can be seen is in the service insert 28 - designed here as a plastic tub 30 - the insert part 46 of the elastomeric seal 44 is embedded. Individual conductor contacts 54 (cf. representation according to 3 ) are sealed by sealing lips 58, which are assigned to the respective openings in the insert part 46 of the elastomeric seal 44. To create sealing points 60 , the sealing lips 58 lying opposite one another lie against the outer sides 56 of the conductor contacts 54 . The number of openings in the insert part 46 of the elastomeric seal 44 corresponds to the number of conductor contacts 54 via which a connection is made between the components of the power electronics 12 on the one hand and the components of the electrical machine 14 on the other hand.

Der Darstellung gemäß 7 ist ein Detail des Serviceeinsatzes 28 zu entnehmen. Aus der Darstellung gemäß 7 geht hervor, dass die Buchse 62 in den Serviceeinsatz 28 eingelassen ist. Die Buchse 62 fluchtet zu einer Anschlussöffnung 48, die beispielsweise als ein Einsatzteil 46 in den Wannenboden 40 eingelassen sein kann. Aus dem Detail gemäß 7 ergibt sich, dass durch den Serviceeinsatz 28 in Verbindung mit der in die Anschlussöffnung 48 eingelassenen Buchse 62 eine Übergabe für ein Kühlmedium geschaffen wird, durch welches von der Leistungselektronik 12 Kühlmedium an die elektrische Maschine 14 übergeben wird oder umgekehrt. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des E-Achsen-Moduls 10 in einem elektrischen Antriebsstrang eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs. Eine weitere Verwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäß vorgeschlagenen E-Achsen-Moduls 10 liegt in dessen Einsatz in einem Antriebsstrang eines einen Hybridantrieb aufweisenden Personen- oder N utzfah rzeugs.According to the illustration 7 a detail of service call 28 can be found. According to the illustration 7 shows that the socket 62 is embedded in the service insert 28. The socket 62 is aligned with a connection opening 48 which can be let into the trough floor 40 as an insert part 46, for example. According to the detail 7 it follows that the service insert 28 in conjunction with the socket 62 embedded in the connection opening 48 creates a transfer for a cooling medium, through which cooling medium is transferred from the power electronics 12 to the electric machine 14 or vice versa. In addition, the invention relates to the use of the e-axle module 10 in an electric drive train of an electrically powered vehicle. A further possible use of the electric axle module 10 proposed according to the invention is its use in a drive train of a passenger vehicle or utility vehicle having a hybrid drive.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird bei Servicearbeiten in besonders einfacher Weise ein Schutz der staub- und feuchtigkeitsempfindlichen Komponenten der Leistungselektronik 12 erreicht. Die staub- und spritzwasserempfindlichen Komponenten der Leistungselektronik 12 sind in dem als Aluminiumdruckgussbauteil hergestellten Deckelteil 20 aufgenommen und, vgl. Darstellung gemäß den 2 und 3, durch den im Wesentlichen in Wannenform 30 ausgebildeten Serviceeinsatz 28 überdeckt und gegen die Komponenten der elektrischen Maschine 14 im Systemgehäuse 18 des E-Achsen-Moduls 10 gekapselt. Somit besteht sowohl ein Schutz der Elektronikkomponenten im Deckelteil 20 beim laufenden Betrieb des E-Achsen-Moduls 10 als auch ein Schutz dieser Komponenten bei der Demontage des Deckelteils 20 der Leistungselektronik 12 zu Wartungszwecken bei einem Werkstatttermin.With the solution proposed according to the invention, protection of the dust- and moisture-sensitive components of the power electronics 12 is achieved in a particularly simple manner during service work. The dust and splash-sensitive components of the power electronics 12 are accommodated in the cover part 20 produced as an aluminum die-cast component and, cf 2 and 3 , Covered by the substantially trough-shaped 30 trained service insert 28 and against the components of Electrical machine 14 encapsulated in the system housing 18 of the E-axis module 10. This protects both the electronic components in the cover part 20 during ongoing operation of the e-axis module 10 and these components when the cover part 20 of the power electronics 12 is dismantled for maintenance purposes at a workshop appointment.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the exemplary embodiments described here and the aspects highlighted therein. Rather, within the range specified by the claims, a large number of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102017103197 A1 [0002]
WO 2015078464 A1 [0003]

Claims

E-axis module (10) with an electrical machine (14) and power electronics (12), which are housed in a system housing (18) which includes an opening (32) through a cover part (20) of the power electronics ( 12) is closed, characterized in that components of the power electronics (12) are arranged in the cover part (20), which are covered by a service insert (28) in the opening (32) of the system housing (18) and protected against environmental influences.

E-axis module (10) according to claim 1 , characterized in that the service insert (28) is trough-shaped.

E-axis module (10) according to the claims 1 until 2 , characterized in that the trough-shaped service insert (28) has a trough floor (40) which is delimited by trough walls (42).

E-axis module (10) according to the claims 2 until 3 , characterized in that the service insert (28) is designed as a plastic tub (30).

E-axis module (10) according to the claims 1 until 3 , characterized in that the service insert (28) is made as a deep-drawn component made of metallic material.

E-axis module (10) according to the claims 1 until 4 or 1 until 5 , characterized in that the service insert (28) is fixed in the mounted state between an opening edge (34) of the opening (32) of the system housing (18) and a cover projection (26) of the cover part (20).

E-axis module (10) according to the claims 1 until 6 , characterized in that an elastomeric seal (44) is inserted as an insert part (46) in the trough floor (40) of the service insert (28).

E-axis module (10) according to the claims 1 until 7 , characterized in that a number of openings corresponding to a number of conductor contacts (54) are provided in the insert part (46), each of which has sealing lips (58) which form sealing points (60) with the outer sides (56) of the conductor contacts (54).

E-axis module (10) according to the claims 1 until 8th , characterized in that at least one duct (50) for a cooling medium runs between an inside of the cover part (20) and an outside of trough walls (42) of the service insert (28), which duct(s) opens at transfer points (52).

E-axis module (10) according to the claims 1 until 9 , characterized in that in the trough floor (40) of the service insert (28) at least one connection opening (48) is provided, in which a socket (62) is embedded, the exchange of a cooling medium between the power electronics (12) and the electrical machine ( 14) enabled.

Use of the E-axis module (10) according to one of Claims 1 until 10 in an electric drive train of an electrically powered vehicle or in the drive train of a hybrid vehicle or hybrid commercial vehicle.