DE102021130758B3

DE102021130758B3 - Electric powertrain with an electrical interface surrounded by an EMC shield and electric vehicle with such an electric powertrain

Info

Publication number: DE102021130758B3
Application number: DE102021130758.9A
Authority: DE
Inventors: Philipp Mattes; Harald Doerrer; Dieter Zemutat
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-11-24
Filing date: 2021-11-24
Publication date: 2023-02-02
Anticipated expiration: 2041-11-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antriebsstrang (1) für ein Elektrofahrzeug mit einer elektrischen Schnittstelle (2), wobei der elektrische Antriebsstrang (1) ein Leistungselektronikgehäuse (4), ein Getriebegehäuse (5) und ein zwischen diesen angeordnetes Elektromaschinengehäuse (6) aufweist, wobei die elektrische Schnittstelle (2) eine elektrische Verbindung zwischen zumindest einer im Leistungselektronikgehäuse (4) angeordneten Komponente und zumindest einer im Getriebegehäuse (5) angeordneten Komponente herstellt und zumindest mit einem Abschnitt in dem Elektromaschinengehäuse (6) angeordnet ist. Dabei ist eine EMV-Abschirmung (1) in Form einer Metallhülle ausgebildet, die zumindest den im Elektromaschinengehäuse (6) angeordneten Abschnitt der elektrischen Schnittstelle (2) umgibt und mit zumindest einem der Gehäuse (4, 5 und/oder 6) elektrisch leitend verbunden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Elektrofahrzeug mit einem derartigen elektrischen Antriebsstrang (1).

The invention relates to an electric drive train (1) for an electric vehicle with an electric interface (2), the electric drive train (1) having a power electronics housing (4), a transmission housing (5) and an electric machine housing (6) arranged between them, wherein the electrical interface (2) establishes an electrical connection between at least one component arranged in the power electronics housing (4) and at least one component arranged in the transmission housing (5) and is arranged at least with a section in the electric machine housing (6). An EMC shield (1) is designed in the form of a metal shell, which surrounds at least the section of the electrical interface (2) arranged in the electric machine housing (6) and is electrically conductively connected to at least one of the housings (4, 5 and/or 6). is. The invention also relates to an electric vehicle with such an electric drive train (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug mit einer elektrischen Schnittstelle, wobei der elektrische Antriebsstrang ein Leistungselektronikgehäuse, ein Getriebegehäuse und ein zwischen diesen angeordnetes Elektromaschinengehäuse aufweist, wobei die elektrische Schnittstelle eine elektrische Verbindung zwischen zumindest einer im Leistungselektronikgehäuse angeordneten Komponente und zumindest einer im Getriebegehäuse angeordneten Komponente herstellt und zumindest mit einem Abschnitt in dem Elektromaschinengehäuse angeordnet ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Elektrofahrzeug mit einem derartigen elektrischen Antriebsstrang.The invention relates to an electric drive train for an electric vehicle with an electrical interface, the electric drive train having a power electronics housing, a transmission housing and an electric machine housing arranged between these, the electrical interface being an electrical connection between at least one component arranged in the power electronics housing and at least one component in the transmission housing arranged component manufactures and is arranged at least with a portion in the electric machine housing. Furthermore, the present invention relates to an electric vehicle with such an electric drive train.

Wenn mehrere elektronische Vorrichtungen in unmittelbarer räumlicher Nähe zueinander angeordnet sind, wie es zum Beispiel in einem elektrischen Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs der Fall ist, ist es erforderlich, die jeweiligen elektronischen Vorrichtungen gegenüber der elektromagnetischen Strahlung der übrigen elektronischen Vorrichtungen zu schützen.If several electronic devices are arranged in close spatial proximity to one another, as is the case, for example, in an electric drive train of an electric vehicle, it is necessary to protect the respective electronic devices from the electromagnetic radiation of the other electronic devices.

Bei einem elektrischen Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug, der zwischen einem Leistungselektronikgehäuse, welches eine Leistungselektronik für das Elektrofahrzeug aufnimmt, und einem Getriebegehäuse, welches ein Getriebe für das Elektrofahrzeug aufnimmt, ein Elektromaschinengehäuse, welches eine Elektromaschine für das Elektrofahrzeug aufnimmt, aufweist, ist eine elektrische Schnittstelle vorgesehen, die das Leistungselektronikgehäuse unter elektrischer Überbrückung des Elektromaschinengehäuses direkt elektrisch mit dem Getriebegehäuse verbindet. Dabei ist die elektrische Schnittstelle hauptsächlich in dem Elektromaschinengehäuse angeordnet. In an electric drive train for an electric vehicle, which has an electric machine housing, which accommodates an electric machine for the electric vehicle, between a power electronics housing, which accommodates power electronics for the electric vehicle, and a transmission housing, which accommodates a transmission for the electric vehicle, there is an electrical interface provided, which directly electrically connects the power electronics housing to the transmission housing, electrically bridging the electric machine housing. In this case, the electrical interface is mainly arranged in the electric machine housing.

Allerdings gibt die Elektromaschine, die im Elektromaschinengehäuse angeordnet ist und dem Antrieb des Elektrofahrzeugs dient, elektromagnetische Strahlung ab. Diese elektromagnetische Strahlung kann die elektrische Leitfähigkeit der elektrischen Schnittstelle verschlechtern bzw. stören. Damit kann es vorkommen, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Leistungselektronikgehäuse (bzw. dessen Komponenten) und dem Getriebegehäuse (bzw. dessen Komponenten) gestört oder sogar unterbrochen ist. Dies kann zu Fehlfunktionen des Elektrofahrzeugs führen.However, the electric machine, which is arranged in the electric machine housing and is used to drive the electric vehicle, emits electromagnetic radiation. This electromagnetic radiation can degrade or disrupt the electrical conductivity of the electrical interface. It can thus happen that the electrical connection between the power electronics housing (or its components) and the transmission housing (or its components) is disrupted or even interrupted. This can cause the mobility device to malfunction.

Die DE 10 2006 061 789 B4 zeigt ein elektrisch isolierendes Gehäuse mit einer Aufnahme für ein Kraftfahrzeugenergiekabel. Zur Schirmung von Magnetfeldern, welche in dem Kraftfahrzeugenergiekabel induziert werden, wird hier vorgeschlagen, dass das Gehäuse elektrisch leitend beschichtet ist.The DE 10 2006 061 789 B4 shows an electrically insulating housing with a receptacle for a motor vehicle power cable. In order to shield magnetic fields which are induced in the motor vehicle power cable, it is proposed here that the housing be coated in an electrically conductive manner.

Die DE 10 2019 130 156 A1 zeigt eine Elektromotorbaugruppe, umfassend mindestens eine in einem Gehäuse angeordnete elektrische Maschine sowie eine mit der jeweiligen elektrischen Maschine verbundene Leistungselektronik, wobei die jeweilige Leistungselektronik zumindest mittelbar über eine am Gehäuse ausgebildete erste Anschlussstelle mit der jeweiligen elektrischen Maschine verbunden ist, wobei die jeweilige Leistungselektronik ferner zumindest mittelbar über eine am Gehäuse ausgebildete zweite Anschlussstelle mit einer jeweiligen im Gehäuse integrierten Stromschiene verbunden ist, wobei die jeweilige Stromschiene zumindest mittelbar mit einer Zuleitung eines Batterie-Moduls zur elektrischen Versorgung der Leistungselektronik verbunden ist, und wobei die beiden Anschlussstellen in einer gemeinsamen Schnittstelle am Gehäuse angeordnet sind.The DE 10 2019 130 156 A1 shows an electric motor assembly, comprising at least one electrical machine arranged in a housing and power electronics connected to the respective electrical machine, the respective power electronics being connected at least indirectly to the respective electrical machine via a first connection point formed on the housing, the respective power electronics also being at least is connected indirectly via a second connection point formed on the housing to a respective busbar integrated in the housing, with the respective busbar being connected at least indirectly to a supply line of a battery module for the electrical supply of the power electronics, and with the two connection points in a common interface on the housing are arranged.

Die EP 2 929 598 B1 zeigt eine Verbindungsvorrichtung zum elektrisch leitenden Verbinden von elektrischen Komponenten, mit einem ersten Kontaktelement, das für einen Kontakt mit einem entsprechenden Gegenkontaktelement einer ersten der Komponenten vorgesehen ist, einem zweiten Kontaktelement, das für einen Kontakt mit einem entsprechenden Gegenkontaktelement einer zweiten der Komponenten vorgesehen ist, einem flexiblen Leiter, der das erste Kontaktelement mit dem zweiten Kontaktelement elektrisch leitend verbindet und einem Gehäuse, das den Leiter umgibt und in einem ersten Aufnahmeteil das erste Kontaktelement aufnimmt und in einem zweiten Aufnahmeteil das zweite Kontaktelement aufnimmt, wobei das Gehäuse derart ausgebildet ist, dass dieses eine Relativbewegung zwischen dem ersten Aufnahmeteil und dem zweiten Aufnahmeteil zulässt.The EP 2 929 598 B1 shows a connecting device for the electrically conductive connection of electrical components, with a first contact element, which is provided for contact with a corresponding counter-contact element of a first of the components, a second contact element, which is provided for contact with a corresponding counter-contact element of a second of the components, a flexible conductor which electrically conductively connects the first contact element to the second contact element and a housing which surrounds the conductor and accommodates the first contact element in a first receiving part and accommodates the second contact element in a second receiving part, the housing being designed in such a way that this allows a relative movement between the first receiving part and the second receiving part.

Die WO 2021/198217 A1 zeigt eine Schutzanordnung für zumindest eine elektrische Antriebsstrangkomponente für ein Fahrzeug zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung.The WO 2021/198217 A1 shows a protective arrangement for at least one electrical drive train component for a vehicle for shielding against electromagnetic radiation.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug vorzusehen, dessen elektrische Schnittstelle vor elektromagnetischer Strahlung geschützt ist. Insbesondere soll eine günstige und nur geringen Bauraum erfordernde Möglichkeit zum Schutz der elektrischen Schnittstelle bereitgestellt werden.It is therefore the object of the present invention to provide an electric drive train for an electric vehicle whose electrical interface is protected from electromagnetic radiation. In particular, an inexpensive option for protecting the electrical interface that requires only little installation space is to be provided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und durch den Gegenstand des Anspruchs 10 gelöst. Demnach ist ein elektrischer Antriebsstrang für ein Elektrofahrzeug mit einer elektrischen Schnittstelle beansprucht. Dabei weist der elektrische Antriebsstrang ein Leistungselektronikgehäuse, ein Getriebegehäuse und ein zwischen diesen angeordnetes Elektromaschinengehäuse auf. Die elektrische Schnittstelle bildet eine elektrische Verbindung zwischen zumindest einer im Leistungselektronikgehäuse angeordneten Komponente und zumindest einer im Getriebegehäuse angeordneten Komponente aus und ist zumindest mit einem Abschnitt in dem Elektromaschinengehäuse angeordnet. Dabei umgibt / umschließt eine EMV-Abschirmung in Form einer Metallhülle, die vorzugsweise an eine Form, insbesondere Quaderform, der elektrischen Schnittstelle angepasst ist, zumindest den im Elektromaschinengehäuse angeordneten Abschnitt der elektrischen Schnittstelle und ist mit zumindest einem der Gehäuse elektrisch leitend verbunden.According to the invention, this object is achieved by the subject matter of claim 1 and by the subject matter of claim 10 . Accordingly, an electric drive train for an electric vehicle with an electrical interface is claimed. The electric drive train a power electronics housing, a transmission housing and an electric machine housing arranged between these. The electrical interface forms an electrical connection between at least one component arranged in the power electronics housing and at least one component arranged in the transmission housing and is arranged at least with a section in the electric machine housing. In this case, an EMC shielding in the form of a metal shell, which is preferably adapted to a shape, in particular cuboid shape, of the electrical interface surrounds / encloses at least the section of the electrical interface arranged in the electric machine housing and is electrically conductively connected to at least one of the housings.

Dadurch, dass die EMV-Abschirmung als eine die elektrische Schnittstelle umgebenden Metallhülle ausgebildet ist, ist die EMV-Abschirmung der elektrischen Schnittstelle leicht und günstig realisierbar. Die EMV-Abschirmung sorgt dafür, dass die elektronischen Vorrichtungen in unmittelbarer Nähe zueinander betrieben werden können, ohne dass sie sich aufgrund ihrer elektromagnetischen Strahlung gegenseitig stören. Die Metallhülle sorgt effektiv dafür, dass die von in dem elektrischen Antriebsstrang angeordneten elektronischen Vorrichtungen, genauer gesagt von einer im Elektromaschinengehäuse angeordneten Elektromaschine bzw. Elektromotor, ausgehende elektromagnetische Strahlung die elektrische Schnittstelle nicht beeinträchtigt. Gleichzeitig schützt die EMV-Abschirmung der elektrischen Schnittstelle die umgebenden elektronischen Vorrichtungen, insbesondere den Elektromotor, vor von der elektrischen Schnittstelle ausgehenden elektromagnetischen Strahlung.Due to the fact that the EMC shielding is designed as a metal shell surrounding the electrical interface, the EMC shielding of the electrical interface can be implemented easily and inexpensively. EMI shielding ensures that the electronic devices can operate in close proximity to each other without interfering with each other due to their electromagnetic radiation. The metal casing effectively ensures that the electromagnetic radiation emanating from electronic devices arranged in the electric drive train, more precisely from an electric machine or electric motor arranged in the electric machine housing, does not impair the electrical interface. At the same time, the EMC shielding of the electrical interface protects the surrounding electronic devices, in particular the electric motor, from electromagnetic radiation emanating from the electrical interface.

Weitergehende vorteilhafte Aspekte der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous aspects of the invention are claimed in the dependent claims and explained in more detail below.

Insbesondere ist es hilfreich, wenn die elektrische Schnittstelle, insbesondere an ihrer einen Stirnseite, zumindest einen elektrischen Anschluss aufweist, der dazu ausgebildet ist, zumindest ein mit der zumindest einen im Leistungselektronikgehäuse angeordneten Komponente elektrisch verbundenes Kabel aufzunehmen, und, insbesondere an ihrer anderen, der einen Stirnseite gegenüberliegenden Stirnseite, zumindest einen weiteren elektrischen Anschluss aufweist, der dazu ausgebildet ist, zumindest ein mit der im Getriebegehäuse angeordneten Komponente elektrisch verbundenes Kabel aufzunehmen, wobei der zumindest eine elektrische Anschluss über eine steckverbindungsfreie elektrisch leitfähige Zwischenkomponente mit dem zumindest einen weiteren elektrischen Anschluss verbunden ist.In particular, it is helpful if the electrical interface has at least one electrical connection, in particular on its one end face, which is designed to receive at least one cable that is electrically connected to the at least one component arranged in the power electronics housing, and, in particular, on its other end, the an end face opposite an end face, has at least one further electrical connection, which is designed to receive at least one cable electrically connected to the component arranged in the transmission housing, wherein the at least one electrical connection is connected to the at least one further electrical connection via an electrically conductive intermediate component without a plug connection is.

Bei einer vorteilhaften Ausführung umgibt eine Metallhülle die zwischen zwei gegenüberliegenden Stirnflächen definierte Schnittstellenhauptfläche (entspricht der gesamten Fläche, die zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen der elektrischen Schnittstelle aufgespannt ist; genauer gesagt ist die Schnittstellenhauptfläche eine Summe aus der Vorderfläche, der Rückfläche, der Grundfläche und der Deckfläche der quaderförmigen elektrischen Schnittstelle) der elektrischen Schnittstelle vollständig und ist an die Form, insbesondere ein Quader ohne Stirnflächen, der Schnittstellenhauptfläche angepasst / folgt dieser Form.In an advantageous embodiment, a metal shell surrounds the interface main area defined between two opposite end faces (corresponds to the entire area that is spanned between the opposite end faces of the electrical interface; more precisely, the interface main area is a sum of the front area, the back area, the base area and the top area the cuboid electrical interface) of the electrical interface completely and is adapted to the shape, in particular a cuboid without end faces, of the main interface surface / follows this shape.

Indem die Metallhülle die Schnittstellenhauptfläche vollständig umgibt, ist die EMV-Abschirmung und somit der Schutz gegen elektromagnetische Strahlung für die elektrische Schnittstelle selbst und für die sie umgebenden elektronischen Vorrichtungen optimal.With the metal shell completely surrounding the interface main surface, the EMI shielding and thus the protection against electromagnetic radiation is optimal for the electrical interface itself and for the electronic devices surrounding it.

Vorteilhafterweise weisen die Stirnflächen der elektrischen Schnittstelle elektrische Anschlüsse zur Anbindung von Kabeln an die elektrische Schnittstelle auf. Dabei werden die Stirnflächen von der Metallhülle freigelassen. Genauer gesagt ist die EMV-Abschirmung bzw. die Metallhülle nicht an den Stirnflächen der elektrischen Schnittstelle vorgesehen.The end faces of the electrical interface advantageously have electrical connections for connecting cables to the electrical interface. The end faces of the metal shell are left free. More precisely, the EMC shielding or the metal shell is not provided on the end faces of the electrical interface.

Es ist außerdem vorstellbar, dass die Metallhülle durch eine elektrische Verbindung bzw. Kontaktierung mit dem elektrisch leitenden, insbesondere metallischen, Leistungselektronikgehäuse und/oder dem elektrisch leitenden, insbesondere metallischen, Getriebegehäuse und/oder dem elektrisch leitendenden, insbesondere metallischen, Elektromaschinengehäuse geerdet ist.It is also conceivable that the metal shell is grounded by an electrical connection or contact with the electrically conductive, in particular metal, power electronics housing and/or the electrically conductive, in particular metal, transmission housing and/or the electrically conductive, in particular metal, electric machine housing.

Indem eines oder mehrere der ohnehin im elektrischen Antriebsstrang vorhandenen elektrisch leitenden Gehäuse zur Erdung der Metallhülle dient / dienen, benötigt die EMV-Abschirmung möglichst wenig von dem im elektrischen Antriebsstrang zur Verfügung stehenden Bauraum. Diese Art der Erdung der EMV-Abschirmung ist somit maximal platzsparend.
Zudem ist denkbar, dass die Metallhülle als Blech-Umformteil ausgebildet ist oder als Aluminiumstrangpressprofil ausgebildet ist.Since one or more of the electrically conductive housings that are present in any case in the electric drive train is/are used to ground the metal shell, the EMC shielding requires as little of the installation space available in the electric drive train as possible. This type of grounding of the EMC shielding is therefore extremely space-saving.
In addition, it is conceivable that the metal shell is designed as a sheet metal formed part or is designed as an aluminum extruded profile.

Diese beiden Möglichkeiten zur Ausbildung der EMV-Abschirmung sind besonders leicht und kostengünstig umzusetzen.These two options for forming the EMC shielding are particularly easy and inexpensive to implement.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Metallhülle als Blech-Umformteil ausgebildet ist, dessen freie Enden, die sich in die Längsrichtung der elektrischen Schnittstelle erstrecken, unter / zur Ausbildung der an die Form der Schnittstellenhauptfläche angepassten Metallhülle miteinander formschlüssig verprägt sind.Furthermore, it can be provided that the metal shell is designed as a sheet metal part whose free ends, which extend in the longitudinal direction of the electrical interface, under / to form the shape of the interface Hauptflä che adapted metal shell are embossed with each other in a form-fitting manner.

Dabei ist das Blech-Umformteil vorzugsweise ein im Wesentlichen rechteckförmiges Blech. Dieses wird durch Biegen der Form (insbesondere der Quaderform) der elektrischen Schnittstelle angepasst. Nach Umformen / Biegen des Blech-Umformteils müssen die freien Enden dieses Blech-Umformteils miteinander verbunden werden, um die Metallhülle auszubilden. Vorteil der formschlüssigen Verprägung der freien Enden des Blech-Umformteils zur Ausbildung der Metallhülle ist, dass die EMV-Abschirmung im Bereich der Fügelinie (Bereich der aufeinandertreffenden freien Enden) im Vergleich zu einer kraftschlüssigen oder quasiformschlüssigen oder stoffschlüssigen Verbindung erhöht bzw. verbessert ist.In this case, the sheet metal formed part is preferably a substantially rectangular sheet metal. This is adapted by bending the shape (in particular the cuboid shape) of the electrical interface. After forming/bending the sheet metal forming part, the free ends of this sheet metal forming part must be connected to form the metal shell. The advantage of the positive embossing of the free ends of the formed sheet metal part to form the metal shell is that the EMC shielding in the area of the joining line (area of the free ends meeting) is increased or improved compared to a non-positive or quasi-positive or material connection.

Insbesondere sind die Ränder des Blech-Umformteils, die die Kanten der beiden Stirnflächen der elektrischen Schnittstelle umgeben / umsäumen bzw. dem Verlauf dieser Kanten folgen, als einstückig mit dem Blech-Umformteil ausgebildete und von diesem, insbesondere senkrecht, nach außen ragende Federlaschen ausgebildet / konfiguriert, die die elektrische Verbindung zur Erdung der Metallhülle realisieren.In particular, the edges of the formed sheet metal part, which surround/line the edges of the two end faces of the electrical interface or follow the course of these edges, are designed as spring shackles that are formed in one piece with the formed sheet metal part and project outwards from it, in particular vertically. configured that realize the electrical connection to ground the metal shell.

Durch die Federlaschen kann die elektrische Verbindung der Metallhülle bzw. der EMV-Abschirmung mit dem Leistungselektronikgehäuse und/oder dem Elektromaschinengehäuse und/oder mit dem Getriebegehäuse zur Erdung der Metallhülle einfach, sicher und effektiv realisiert werden.The electrical connection of the metal shell or the EMC shielding to the power electronics housing and/or the electrical machine housing and/or to the transmission housing for grounding the metal shell can be implemented easily, safely and effectively by the spring shackles.

Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Federlaschen aufgrund ihrer Elastizität einen Toleranzausgleich für den Einbau der elektrischen Schnittstelle in den elektrischen Antriebsstrang, insbesondere in das Elektromaschinengehäuse, ausbilden.In particular, it is provided that the spring shackles, due to their elasticity, form tolerance compensation for the installation of the electrical interface in the electrical drive train, in particular in the electric machine housing.

Aufgrund ihres Toleranzausgleichs ermöglichen die Federlaschen einen einfachen und schnellen Einbau der mit der EMV-Abschirmung versehenen elektrischen Schnittstelle in dem elektrischen Antriebsstrang.Due to their tolerance compensation, the spring shackles allow the electrical interface, which is provided with the EMC shielding, to be installed easily and quickly in the electrical drive train.

Es ist auch denkbar, dass das Blech-Umformteil ein Stahlblech mit einer Wandstärke zwischen 0,6 mm bis 0,8 mm ist.It is also conceivable that the formed sheet metal part is a steel sheet with a wall thickness of between 0.6 mm and 0.8 mm.

Wenn die Metallhülle als ein Blech-Umformteil ausgebildet ist, das ein Stahlblech mit einer Wandstärke zwischen 0,6 mm bis 0,8 mm ist, ist die EMV-Abschirmung gegenüber elektromagnetischer Strahlung ausreichend. Zudem nimmt eine derartige Metallhülle weniger Bauraum ein als herkömmliche EMV-Abschirmungen.If the metal shell is designed as a sheet metal formed part, which is a steel sheet with a wall thickness of between 0.6 mm and 0.8 mm, the EMC shielding against electromagnetic radiation is sufficient. In addition, such a metal shell takes up less space than conventional EMC shielding.

Weiterhin ist es vorteilhaft vorgesehen, dass die Metallhülle dadurch realisiert ist, dass zumindest die Schnittstellenhauptfläche der elektrischen Schnittstelle in das Aluminium-Strangpressprofil eingespritzt ist, das die elektrische Verbindung mit zumindest einem der Gehäuse zur Herstellung einer Erdung ausbildet.Furthermore, it is advantageously provided that the metal shell is realized in that at least the main interface surface of the electrical interface is injected into the extruded aluminum profile that forms the electrical connection with at least one of the housings to establish grounding.

Genauer gesagt ist es vorteilhaft, wenn die Schnittstellenhauptfläche der elektrischen Schnittstelle nach außen hin Kunststoff aufweist. Dieser Kunststoff für die elektrische Schnittstelle kann dann einfach in das Aluminium-Strangpressprofil eingespritzt werden. Diese Art der Ausbildung der Metallhülle ist einfach und schnell umsetzbar.To put it more precisely, it is advantageous if the main interface surface of the electrical interface has plastic on the outside. This plastic for the electrical interface can then simply be injected into the extruded aluminum profile. This type of design of the metal shell can be implemented quickly and easily.

Im Vergleich nimmt allerdings die durch das Blech-Umformteil ausgebildete Metallhülle weniger Bauraum ein als die durch das Aluminium-Strangpressprofil ausgebildete Metallhülle.In comparison, however, the metal shell formed by the formed sheet metal part takes up less space than the metal shell formed by the aluminum extruded profile.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.The invention will now be explained in more detail below with reference to figures.

Es zeigen:

1 eine perspektivische Schnittansicht eines elektrischen Antriebsstrangs;
2 eine perspektivische Darstellung einer mit einer EMV-Abschirmung umgebenen elektrischen Schnittstelle mit einer Fügelinie der EMV-Abschirmung; und
3 eine perspektivische Darstellung einer mit einer EMV-Abschirmung umgebenen elektrischen Schnittstelle mit einer Fügelinie und mit Federlaschen der EMV-Abschirmung.

Show it:

1 a perspective sectional view of an electric drive train;
2 a perspective view of an electrical interface surrounded by an EMC shielding with a joining line of the EMC shielding; and
3 a perspective view of an electrical interface surrounded by an EMC shielding with a joining line and with spring tabs of the EMC shielding.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are only of a schematic nature and serve exclusively for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numbers.

1 zeigt einen elektrischen Antriebsstrang 1 für ein Elektrofahrzeug mit einer elektrischen Schnittstelle 2, die von einer EMV-Abschirmung 3 umgeben ist. Der elektrische Antriebsstrang 1 weist zwischen einem Leistungselektronikgehäuse 4 und einem Getriebegehäuse 5 ein Elektromaschinengehäuse 6 auf. Die elektrische Schnittstelle 2 bildet eine elektrische Verbindung zwischen zumindest einer im Leistungselektronikgehäuse 4 angeordneten Leistungselektronikkomponente (insbesondere der Leistungselektronik selbst) und zumindest einer im Getriebegehäuse 5 angeordneten Komponente (insbesondere einer Ölpumpe) aus. Die elektrische Schnittstelle 2 ist zumindest mit einem Abschnitt in dem Elektromaschinengehäuse 6 angeordnet. In dem Leistungselektronikgehäuse 4 ist eine (nicht dargestellte) Leistungselektronik, insbesondere ein Zwischenkreiskondensator und ein Inverter / Wechselrichter, vorgesehen. In dem Getriebegehäuse 5 ist ein (nicht dargestelltes) Getriebe aufgenommen. Im Elektromaschinengehäuse 6 ist eine Elektromaschine bzw. ein Elektromotor 7 aufgenommen. Eine erste Trennlinie T1 zeigt die Grenze zwischen Leistungselektronikgehäuse 4 und Elektromaschinengehäuse 6 an. Eine zweite Trennlinie T2 zeigt die Grenze zwischen Elektromaschinengehäuse 6 und Getriebegehäuse 5 an. 1 shows an electrical drive train 1 for an electric vehicle with an electrical interface 2 surrounded by an EMC shield 3 . The electric drive train 1 has an electric machine housing 6 between a power electronics housing 4 and a transmission housing 5 . The electrical interface 2 forms an electrical connection between at least one power electronics component (in particular the power electronics itself) arranged in the power electronics housing 4 and at least one component (in particular an oil pump) arranged in the transmission housing 5 . At least one section of the electrical interface 2 is arranged in the electric machine housing 6 . Power electronics housing 4 contains power electronics (not shown), in particular an intermediate circuit capacitor and an inverter/changeover selrichter, provided. A gear (not shown) is accommodated in the gear housing 5 . An electric machine or an electric motor 7 is accommodated in the electric machine housing 6 . A first dividing line T1 indicates the boundary between the power electronics housing 4 and the electric machine housing 6 . A second dividing line T2 indicates the boundary between the electric machine housing 6 and the transmission housing 5 .

Die elektrische Schnittstelle 2 stellt die elektrische Verbindung zwischen in dem Leistungselektronikgehäuse 4 angeordneten Leistungselektronikkomponenten und in dem Getriebegehäuse 5 angeordneten Getriebekomponenten dar. Das Elektromaschinengehäuse 6 wird von der elektrischen Schnittstelle 5 elektrisch überbrückt. Der Großteil (Abschnitt zwischen zwei gegenüberliegenden Stirnflächen) der elektrischen Schnittstelle 2 ist der Abschnitt der elektrischen Schnittstelle 2, der sich im Elektromaschinengehäuse 6 befindet. Die Elektromaschine 7 wird durch die Leistungselektronik gesteuert und angetrieben und ermöglicht den Antrieb eines Elektrofahrzeugs mit einem derartigen elektrischen Antriebsstrang 1. Von der Elektromaschine 7, insbesondere von einem in der Elektromaschine 7 angeordneten Stator, geht eine elektromagnetische Strahlung aus, die durch die EMV-Abschirmung 3 von der elektrischen Schnittstelle 2 ferngehalten wird. Die EMV-Abschirmung 3 ist dabei als eine Metallhülle realisiert, die zumindest den im Elektromaschinengehäuse 6 angeordneten Abschnitt der elektrischen Schnittstelle 2 umgibt / umhüllt.The electrical interface 2 represents the electrical connection between power electronics components arranged in the power electronics housing 4 and transmission components arranged in the transmission housing 5 . The electric machine housing 6 is electrically bridged by the electrical interface 5 . The majority (section between two opposite end faces) of the electrical interface 2 is the section of the electrical interface 2 that is located in the electric machine housing 6 . The electric machine 7 is controlled and driven by the power electronics and enables an electric vehicle to be driven with such an electric drive train 1. Electromagnetic radiation emanates from the electric machine 7, in particular from a stator arranged in the electric machine 7, which is transmitted through the EMC shielding 3 is kept away from the electrical interface 2. The EMC shielding 3 is implemented as a metal shell that surrounds/envelops at least that section of the electrical interface 2 that is arranged in the electrical machine housing 6 .

Die elektrische Schnittstelle 2 ist als ein elektrisch leitender Metallbolzen 8 ausgebildet, der von einer Kunststoffummantelung 9 umgeben ist. Die elektrische Schnittstelle ist hier quaderförmig ausgebildet. Die elektrische Schnittstelle 2 weist zwei gegenüberliegenden erste und zweite Stirnflächen 10, 11 auf. Die erste Stirnfläche 10 ist dem Leistungselektronikgehäuse 4 zugewandt und die zweite Stirnfläche 11 ist dem Getriebegehäuse 5 zugewandt. Zwischen der ersten und der zweiten Stirnfläche 10, 11 ist eine Schnittstellenhauptfläche definiert / aufgespannt, die eine Kombination (Summe) aus einer Grundfläche, einer Deckfläche, einer Vorderfläche und einer Rückfläche der quaderförmigen elektrischen Schnittstelle 5 ist. Die EMV-Abschirmung 3 umgibt dabei die zwischen der ersten und der zweiten Stirnfläche 10, 11 definierte Schnittstellenhauptfläche der elektrischen Schnittstelle 2 vollständig (s. 2 und 3).The electrical interface 2 is designed as an electrically conductive metal bolt 8 surrounded by a plastic sheathing 9 . The electrical interface is cuboid here. The electrical interface 2 has two opposing first and second end faces 10,11. The first end face 10 faces the power electronics housing 4 and the second end face 11 faces the transmission housing 5 . A main interface area is defined/spanned between the first and the second end face 10, 11, which is a combination (sum) of a base area, a cover area, a front area and a rear area of the cuboid electrical interface 5. The EMC shielding 3 completely surrounds the main interface area of the electrical interface 2 defined between the first and second end faces 10, 11 (see Fig. 2 and 3 ).

An der ersten und der zweiten Stirnfläche 10, 11 der elektrischen Schnittstelle 2 sind jeweils elektrische Anschlüsse 12 vorgesehen. An die elektrischen Anschlüsse 12 an der ersten Stirnfläche 10 können im Leistungselektronikgehäuse 4 angeordnete Kabel 13 angeschlossen werden. An die elektrischen Anschlüsse 12 an der zweiten Stirnfläche 11 können im Getriebegehäuse 5 angeordnete Kabel 14 angeschlossen werden. Über die an die elektrische Schnittstelle 2 angeschlossenen Kabel 13, 14 können das Leistungselektronikgehäuse 4 (bzw. die darin angeordneten Komponenten) und das Getriebegehäuse 5 (bzw. die darin angeordneten Komponenten) elektrisch miteinander verbunden werden.Electrical connections 12 are provided on the first and second end faces 10, 11 of the electrical interface 2, respectively. Cables 13 arranged in the power electronics housing 4 can be connected to the electrical connections 12 on the first end face 10 . Cables 14 arranged in the transmission housing 5 can be connected to the electrical connections 12 on the second end face 11 . The power electronics housing 4 (or the components arranged therein) and the transmission housing 5 (or the components arranged therein) can be electrically connected to one another via the cables 13, 14 connected to the electrical interface 2.

Die EMV-Abschirmung 3 weist an ihren Rändern, die die Kanten der ersten und zweiten Stirnfläche 10, 11 der elektrischen Schnittstelle 2 umranden bzw. umsäumen, eine Vielzahl von Federlaschen 15 auf. In den dargestellten Figuren 1 bis 3 ist die EMV-Abschirmung als Blech-Umformteil ausgebildet. Vorzugsweise ist das Blech-Umformteil ein Stahlblech mit einer Wandstärke von 0,6 mm bis 0,8 mm. Die Federlaschen 15 sind integral mit dem Blech-Umformteil ausgebildet und erstrecken sich von diesem, insbesondere senkrecht, nach außen (s. 3). Die Federlaschen 15 sind dabei von den die Kanten der beiden Stirnflächen 10, 11 umgebenden Rändern des Blech-Umformteils nach außen umgebogen. Dabei kontaktieren die Federlaschen 15 jeweils das Elektromaschinengehäuse 6. Das Elektromaschinengehäuse 6 ist metallisch und damit elektrisch leitfähig. Damit ist die EMV-Abschirmung 3 über die Federlaschen 15, die in Kontakt mit dem Elektromaschinengehäuse 6 stehen, geerdet.The EMC shielding 3 has a multiplicity of spring tabs 15 on its edges, which enclose or border the edges of the first and second end faces 10, 11 of the electrical interface 2. In the figures shown 1 until 3 the EMC shielding is designed as a sheet metal part. The sheet metal formed part is preferably a steel sheet with a wall thickness of 0.6 mm to 0.8 mm. The spring shackles 15 are formed integrally with the formed sheet metal part and extend outwards from it, in particular perpendicularly (see Fig. 3 ). The spring tabs 15 are bent outwards from the edges of the sheet metal formed part surrounding the edges of the two end faces 10, 11. The spring tabs 15 each contact the electric machine housing 6. The electric machine housing 6 is metallic and therefore electrically conductive. The EMC shielding 3 is thus grounded via the spring shackles 15 which are in contact with the electric machine housing 6 .

Weiterhin dienen die Federlaschen 15 als Toleranzausgleich für die von der EMV-Abschirmung 3 umgebene elektrische Schnittstelle 2. Über die Federlaschen 15 ist die optimale Positionierung der mit der EMV-Abschirmung 3 versehenen elektrischen Schnittstelle 2 im elektrischen Antriebsstrang 1 sichergestellt. Der Pfeil A zeigt den Abstand zwischen den Spitzen der Federlaschen 15 an.The spring shackles 15 also serve as tolerance compensation for the electrical interface 2 surrounded by the EMC shielding 3 . The spring shackles 15 ensure the optimal positioning of the electrical interface 2 provided with the EMC shielding 3 in the electrical drive train 1 . The arrow A indicates the distance between the tips of the spring tabs 15.

In 1 ist außerdem zu erkennen, dass der elektrische Antriebsstrang 1 in einem Antriebsstranggehäuse 16 aufgenommen ist.In 1 it can also be seen that the electric drive train 1 is accommodated in a drive train housing 16 .

2 ist eine perspektivische Darstellung der mit der EMV-Abschirmung 3 umgebenen elektrischen Schnittstelle 2. Die EMV-Abschirmung 3 ist hier als Blech-Umformteil ausgebildet. Dessen freie Enden, die sich im Wesentlichen in die Längsrichtung L der elektrischen Schnittstelle 2 bzw. der EMV-Abschirmung 3 erstrecken, sind miteinander formschlüssig verfügt. Hier ist die Fügelinie 17 zu erkennen, entlang derer die beiden freien Enden des Blech-Umformteils verlaufen. Es ist zu erkennen, dass jedes freie Ende der EMV-Abschirmung 3 jeweils mit einer Hakenaufnahmevertiefung 18 und mit einem Haken 19 versehen ist. Die Hakenaufnahmevertiefung 18 am einen freien Ende der EMV-Abschirmung ist komplementär zu dem damit korrespondieren Haken 19 am anderen freien Ende der EMV-Abschirmung 3 ausgebildet und nimmt diesen (Haken 19) auf. Genauer gesagt ist die Verbindung zwischen Hakenaufnahmevertiefung 18 und damit korrespondierendem Haken 19 formschlüssig und insbesondere als Schwalbenschwanzverbindung oder als puzzleteilartige Verbindung ausgebildet. Die formschlüssige Verbindung der beiden freien Enden der EMV-Abschirmung wirkt Kräften, die senkrecht zur Längsrichtung L der elektrischen Schnittstelle 2 wirken, entgegen. 2 is a perspective representation of the electrical interface 2 surrounded by the EMC shielding 3. The EMC shielding 3 is designed here as a formed sheet metal part. Its free ends, which essentially extend in the longitudinal direction L of the electrical interface 2 or the EMC shielding 3, are positively connected to one another. The joining line 17 can be seen here, along which the two free ends of the formed sheet metal part run. It can be seen that each free end of the EMC shielding 3 is provided with a hook receiving recess 18 and a hook 19 . The hook receiving recess 18 at a free end of the EMC shield is complementary to the corresponding hook 19 at the other free end of the EMC shielding 3 formed and takes this (hook 19) on. To put it more precisely, the connection between the hook receiving recess 18 and the hook 19 corresponding thereto is designed in a form-fitting manner and in particular as a dovetail connection or as a connection in the manner of a jigsaw puzzle. The positive connection of the two free ends of the EMC shielding counteracts forces that act perpendicularly to the longitudinal direction L of the electrical interface 2 .

3 ist eine perspektivische Darstellung der mit der EMV-Abschirmung 3 umgebenen elektrischen Schnittstelle 2. Die EMV-Abschirmung 3 ist hier als Blech-Umformteil ausgebildet. Die freien Enden verlaufen entlang derselben Fügelinie 17, wie sie bereits aus 2 bekannt ist. Weiterhin sind die Federlaschen 15 zu erkennen. Es ist sichtbar, dass sich von den Rändern der EMV-Abschirmung 3, die entlang der Kanten der ersten Stirnfläche 10 verlaufen, eine Vielzahl der Federlaschen 15, insbesondere senkrecht, nach außen erstreckt. 3 is a perspective representation of the electrical interface 2 surrounded by the EMC shielding 3. The EMC shielding 3 is designed here as a formed sheet metal part. The free ends run along the same joining line 17 as already shown 2 is known. The spring tabs 15 can also be seen. It can be seen that from the edges of the EMC shielding 3, which run along the edges of the first end face 10, a large number of the spring tabs 15 extend outwards, in particular perpendicularly.

BezugszeichenlisteReference List

11: Elektrischer AntriebsstrangElectric powertrain
22: elektrische Schnittstelleelectrical interface
33: EMV-AbschirmungEMC shielding
44: Leistungselektronikgehäusepower electronics housing
55: Getriebegehäusegear case
66: Elektromaschinengehäuseelectric machine housing
77: Elektromaschineelectric machine
88th: Metallbolzenmetal studs
99: Kunststoffummantelungplastic sheathing
1010: erste Stirnflächefirst face
1111: zweite Stirnflächesecond face
1212: elektrischer Anschlusselectrical connection
1313: Kabel (in Leistungselektronikgehäuse angeordnet)Cable (arranged in power electronics housing)
1414: Kabel (in Getriebegehäuse angeordnet)Cable (arranged in transmission case)
1515: Federlaschespring clip
1616: Antriebsstranggehäusepowertrain housing
1717: Fügeliniejoining line
1818: Hakenaufnahmevertiefunghook receiving recess
1919: HakenHook
Pfeil AArrow A: Abstand FederlaschenspitzenDistance spring tab tips
Pfeil LArrow L: Längsrichtung elektrische SchnittstelleLongitudinal electrical interface
Linie T1Line T1: erste Trennliniefirst dividing line
Linie T2Line T2: zweite Trennliniesecond dividing line

Claims

Electrical drive train (1) for an electric vehicle with an electrical interface (2), the electrical drive train (1) having a power electronics housing (4), a transmission housing (5) and an electric machine housing (6) arranged between these, the electrical interface ( 2) creates an electrical connection between at least one component arranged in the power electronics housing (4) and at least one component arranged in the transmission housing (5) and at least one section is arranged in the electric machine housing (6), characterized in that an EMC shield (3 ) in the form of a metal shell which surrounds at least the section of the electrical interface (2) arranged in the electric machine housing (6) and is electrically conductively connected to at least one of the housings (4, 5, 6).

Electric drive train (1) after claim 1 , characterized in that the metal casing completely surrounds the main interface surface defined between two opposite end faces (10, 11) of the electrical interface (2) and is adapted to the shape of the main interface surface.

Electric drive train (1) after claim 1 , characterized in that the metal shell through an electrical connection with the power electronics housing (4), which is electrically conductive, and / or the transmission housing (5), which is electrically conductive, and / or the electric machine housing (6), which is electrically conductive , is grounded.

Electric drive train (1) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the metal shell is designed as a sheet metal formed part or is designed as an aluminum extruded profile.

Electric drive train (1) after claim 4 , characterized in that the formed sheet metal part has free ends which extend essentially in the longitudinal direction (L) of the electrical interface (2) and which are embossed with one another in a form-fitting manner to form the metal sleeve adapted to the shape of the main interface surface.

Electric drive train (1) after claim 4 , characterized in that the edges of the sheet metal forming part, which surround the edges of the two end faces (10, 11) of the electrical interface (2), as integrally formed with the sheet metal forming part and protrude outwards Spring tabs (15) are configured, which realize the electrical connection to ground the metal shell.

Electric drive train (1) after claim 6 , characterized in that the spring shackles (15) form a tolerance compensation for the installation of the electrical interface (2) in the electric drive train (1) due to their elasticity.

Electric drive train (1) according to one of claims 3 until 6 , characterized in that the sheet metal formed part is a steel sheet with a wall thickness between 0.6 mm and 0.8 mm.

Electric drive train (1) after claim 4 , characterized in that the metal shell is realized in that the main interface surface of the electrical interface (2) is injected into the aluminum extruded profile which forms the electrical connection with at least one of the housings (4, 5, 6) for establishing the grounding.

Electric vehicle with an electric drive train (1) according to one of the preceding claims.