DE102021213585A1 - Isolationselement, Gehäuse für ein elektrisches Antriebssystem und Herstellungsverfahren für ein elektrisches Antriebssystem - Google Patents

Isolationselement, Gehäuse für ein elektrisches Antriebssystem und Herstellungsverfahren für ein elektrisches Antriebssystem Download PDF

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DE102021213585A1 DE102021213585.4A DE102021213585A DE102021213585A1 DE 102021213585 A1 DE102021213585 A1 DE 102021213585A1 DE 102021213585 A DE102021213585 A DE 102021213585A DE 102021213585 A1 DE102021213585 A1 DE 102021213585A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Antriebssystem, insbesondere ein kompaktes elektrisches Antriebssystem, bei welchem leistungselektronische Komponenten, eine elektrische Maschine und gegebenenfalls ein Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Hierbei ist es vorgesehen, Öffnungen zwischen einem Gehäusebereich mit den leistungselektronischen Komponenten und einem weitere Gehäusebereich mit der elektrischen Maschine mit einem Isolationselement zu versehen, welches in die Öffnungen eingeklemmt oder eingeclipst werden kann. Ein solches Isolationselement kann einfach montiert werden und bietet eine zuverlässige Isolation gegenüber dem Gehäuse.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Isolationselement, insbesondere ein Isolationselement für eine kompakte elektrische Antriebseinheit. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Gehäuse für ein elektrisches Antriebssystem sowie ein Herstellungsverfahren für ein elektrisches Antriebssystem.
  • Stand der Technik
  • Im Zuge der immer weiter voranschreitenden Verbreitung von ganz oder zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugen gewinnen die hierbei verwendeten elektrischen Antriebssysteme immer mehr an Bedeutung. Derartige elektrische Antriebssysteme können auch in einer kompakten Bauform realisiert werden. Hierbei sind die leistungselektronischen Komponenten, die elektrische Maschine und ein Getriebe zusammen, vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse, angeordnet. Die leistungselektronischen Komponenten und die elektrische Maschine sind hierbei in der Regel in unterschiedlichen Gehäusebereichen angeordnet, wobei zwischen den leistungselektronischen Komponenten und der elektrischen Maschine eine Trennwand vorgesehen sein kann. Dementsprechend müssen geeignete Verbindungen zwischen den leistungselektronischen Komponenten und der elektrischen Maschine, insbesondere den Statorwicklungen der elektrischen Maschine vorgesehen sein. Hierbei ist auf eine ausreichende elektrische Isolation der Verbindungsstränge untereinander und gegenüber den Gehäuseelementen zu achten.
  • Die Druckschrift DE 10 2010 041 589 A1 beschreibt beispielsweise ein Gehäuseelement zur Aufnahme einer Leistungselektronik einer Elektromaschine, sowie ein Gehäuse für eine Elektromaschine.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Isolationselement für ein elektrisches Antriebssystem, ein Gehäuse für ein elektrisches Antriebssystem sowie ein Herstellungsverfahren für ein elektrisches Antriebssystem mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Demgemäß ist vorgesehen:
  • Ein Isolationselement für ein elektrisches Antriebssystem, insbesondere ein kompaktes elektrisches Antriebsystem. Das elektrische Antriebssystem umfasst ein Gehäuse für eine elektrische Maschine und leistungselektronische Komponenten. Zwischen einem Gehäusebereich für die leistungselektronischen Komponenten und einem Gehäusebereich für die elektrische Maschine ist eine Trennwand vorgesehen. Diese Trennwand weist mindestens eine Öffnung auf. Durch diese mindestens eine Öffnung der Trennwand können die Statorwicklungen der elektrischen Maschine mit den leistungselektronischen Komponenten verbunden werden. Das Isolationselement weist eine elektrisch nichtleitende Oberfläche auf. Ferner ist das Isolationselement dazu ausgelegt, in eine der mindestens einen Öffnung der Trennwand eingeklemmt oder eingeclipst zu werden.
  • Ferner ist vorgesehen:
  • Ein Gehäuse für ein elektrisches Antriebssystem, insbesondere ein kompaktes elektrisches Antriebssystem. Das Gehäuse weist einen ersten Gehäusebereich und einen zweiten Gehäusebereich auf. Der erste Gehäusebereich des Gehäuses ist dazu ausgelegt, leistungselektronische Komponenten des elektrischen Antriebssystems aufzunehmen. Der zweite Gehäusebereich ist dazu ausgelegt, eine elektrische Maschine aufzunehmen. Ferner umfasst das Gehäuse eine Trennwand. Die Trennwand ist zwischen dem ersten Gehäusebereich und dem zweiten Gehäusebereich vorgesehen. Die Trennwand weist mindestens eine Öffnung auf. Durch diese mindestens eine Öffnung können die Statorwicklungen der elektrischen Maschine mit den leistungselektronischen Komponenten elektrisch verbunden werden. Weiterhin umfasst das Gehäuse mindestens ein erfindungsgemäßes Isolationselement, das jeweils an einer Öffnung der Trennwand zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäusebereich angeordnet ist.
  • Schließlich ist vorgesehen:
  • Ein Herstellungsverfahren für ein elektrisches Antriebssystem, insbesondere ein kompaktes elektrisches Antriebssystem. Das Verfahren umfasst einen Schritt zum Bereitstellen eines Gehäuses. Das Gehäuse weist einen ersten Gehäusebereich auf, der dazu ausgelegt ist, leistungselektronische Komponenten des elektrischen Antriebssystems aufzunehmen. Weiterhin weist das Gehäuse einen zweiten Gehäusebereich auf, der dazu ausgelegt ist, eine elektrische Maschine aufzunehmen. Zwischen dem ersten Gehäusebereich und dem zweiten Gehäusebereich ist eine Trennwand vorgesehen. Die Trennwand weist mindestens eine Öffnung auf. Durch diese Öffnung können die Statorwicklungen der elektrischen Maschine mit den leistungselektronischen Komponenten elektrisch verbunden werden. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt zum Bereitstellen mindestens eines erfindungsgemäßen Isolationselements. Schließlich umfasst das Verfahren einen Schritt zum Einbringen des oder der bereitgestellten Isolationselemente in die mindestens eine Öffnung der Trennwand des bereitgestellten Gehäuses.
  • Vorteile der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei elektrischen Antriebssystemen, insbesondere kompakten elektrischen Antriebssystemen, bei welchen leistungselektronische Komponenten und elektrische Maschine, sowie gegebenenfalls auch ein Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, zwischen der elektrischen Maschine und den leistungselektronischen Komponenten eine elektrische Verbindung hergestellt werden muss. Diese elektrischen Verbindungen umfassen insbesondere elektrische Verbindungen der leistungselektronischen Komponenten mit den Statorwicklungen der elektrischen Maschine. Die elektrischen Verbindungen müssen dabei gegen unbeabsichtigten elektrischen Kontakt, insbesondere elektrischen Kontakt dieser Anschlüsse gegenüber dem Gehäuse geschützt werden. Konventionelle Ansätze erfordern hierfür in der Regel aufwändige Lösungen. Dies führt zu einem hohen Montageaufwand und damit verbunden auch zu hohen Herstellungskosten.
  • Es ist daher eine Idee der vorliegenden Erfindung, einen einfachen aber dennoch sicheren Schutz der elektrischen Verbindungen zwischen den leistungselektronischen Komponenten und den Statorwicklungen der elektrischen Maschine gegenüber dem Gehäuse zu schaffen. Hierzu ist es vorgesehen, die Öffnungen einer Trennwand zwischen einem Gehäusebereich mit den leistungselektronischen Komponenten und einem Gehäusebereich der elektrischen Maschine mit einem geeignet ausgebildeten Isolationselement zu versehen. Ein solches Isolationselement weist hierzu elektrisch nichtleitende Eigenschaften auf. Zumindest ist eine Oberfläche des Isolationselementes elektrisch nicht leitend. Das Isolationselement ist dabei derart ausgebildet, dass es in die Öffnungen einer Trennwand zwischen den leistungselektronischen Komponenten und der elektrischen Maschine eingeklemmt oder eingeclipst werden kann. Durch ein solches einfaches Einklemmen und Einclipsen ist eine besonders einfache Montage möglich. Darüber hinaus ist durch das Einklemmen bzw. Einclipsen eine ausreichend sichere Befestigung des Isolationselements in den Öffnungen der Trennwand möglich. Somit können die elektrischen Verbindungen zwischen den leistungselektronischen Komponenten und der elektrischen Maschine, insbesondere die Anschlusselemente der Statorwicklungen der elektrischen Maschine zuverlässig gegenüber einem elektrischen Kontakt an dem Gehäuse, insbesondere im Bereich der Öffnungen der Trennwand erreicht werden.
  • Folglich kann durch ein elektrisch nichtleitendes Element, welches an die Geometrie der Öffnungen der Trennwand zwischen den leistungselektronischen Komponenten und der elektrischen Maschine angepasst ist und welches sich durch Einklemmen bzw. Einclipsen an diesen Öffnungen befestigen lässt, einerseits ein zuverlässiger elektrischer Schutz realisiert werden. Darüber hinaus ist andererseits auch eine besonders einfache Montage durch einfaches Einklemmen bzw. Einclipsen des Isolationselements in die entsprechenden Öffnungen möglich. Somit kann eine kostengünstige und gleichzeitig zuverlässige Lösung für den Schutz der elektrischen Durchführung von der leistungselektronischen Komponenten zu den Statorwicklungen der elektrischen Maschine erreicht werden.
  • Beispielsweise können die Anschlusselemente der Statorwicklungen durch die Öffnungen in der Trennwand hindurch in den Bereich des Gehäuses mit den leistungselektronischen Komponenten hineinragen. Hierbei ist auch bei Fertigungstoleranzen bzw. leicht variierenden Geometrien der Anschlusselemente der elektrischen Maschine für die Statorwicklungen stets ein ausreichender elektrischer Schutz gegen das Gehäuse im Bereich der Öffnungen gewährleistet. Nach dem Einbau der elektrischen Maschine und der leistungselektronischen Komponenten in ein solches Gehäuse mit einem oder mehreren erfindungsgemäßen Isolationselementen können daraufhin die Anschlusselemente der Statorwicklungen der elektrischen Maschine mit den leistungselektronischen Komponenten verbunden werden. Hierzu können die Anschlusselemente mit den entsprechenden Anschlüssen der leistungselektronischen Komponenten verschweißt, verlötet, verschraubt oder auf beliebige andere Weise verbunden werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Isolationselement aus einem elektrisch nichtleitfähigen Material hergestellt. Insbesondere kann das Isolationselement vollständig aus einem elektrisch nichtleitfähigen Material hergestellt sein. Ein solches elektrisch nichtleitendes Material kann beispielsweise ein beliebiger elektrisch nichtleitfähiger Kunststoff sein. Zum Beispiel kann das Isolationselement in einem Spritzgussverfahren oder Ähnlichem hergestellt werden. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch beliebige andere Herstellungsverfahren zum Herstellen eines elektrisch nichtleitfähigen Isolationselements möglich.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Isolationselement eine ringförmige Geometrie auf. Entsprechend ist das Isolationselement dazu ausgelegt, an einer kreisförmigen Öffnung der Trennwand zwischen den leistungselektronischen Komponenten und der elektrischen Maschine eingebracht zu werden. Insbesondere kann das Isolationselement dabei an einer Außenseite des Umfangs der ringförmigen Geometrie eine Nut oder Vertiefung aufweisen. Diese Nut bzw. Vertiefung kann an die Dicke der Trennwand im Bereich der Öffnung angepasst sein. Somit kann im eingebrachten Zustand des Isolationselementes in die Öffnung die Trennwand in die Nut hineinragen. Hierdurch kann ein besonders sicherer und zuverlässiger Sitz des Isolationselementes an der entsprechenden Öffnung der Trennwand realisiert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Isolationselement einen Schlitz auf. Dieser Schlitz verläuft vorzugsweise schräg zu dem Außenumfang des ringförmigen Isolationselements. Durch einen solchen Schlitz kann das Isolationselement während des Einführens in die Öffnung an der Trennwand zusammengedrückt werden. Somit kann zeitweise während des Einführens der Außenradius des Isolationselementes verringert werden, um das Isolationselement leicht in die entsprechende Öffnung einzuführen.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist der Schlitz mindestens eine Breite auf, die dazu geeignet ist, einen Umfang des Isolationselements mindestens so weit zu verringern, dass das Isolationselement in die Öffnung der Trennwand eingeführt werden kann. Auf diese Weise ist ein einfaches Einführen des Isolationselements in die entsprechende Öffnung möglich. Nach dem Einführen kann sich der Umfang durch die entsprechenden Rückstellkräfte an dem Isolationselement aufweiten und somit einen sicheren und zuverlässigen Sitz des Isolationselementes in der entsprechenden Öffnung gewährleisten.
  • Gemäß einer Ausführungsform bildet der Schlitz des Isolationselementes mit einer Rotationsachse des ringförmigen Isolationselementes einen Winkel von mindestens 45 Grad. Durch einen derartigen Winkel kann einerseits eine temporäre Reduktion des Außenumfangs des Isolationselementes zum Einführen des Isolationselements in die entsprechende Öffnung erreicht werden. Darüber hinaus kann durch einen schräg verlaufenden Schlitz, insbesondere einen Schlitz mit einem Winkel von mindestens 30, 45 oder 60 Grad verhindert werden, dass ein elektrisch leitfähiges Element, wie beispielsweise eine nicht isolierte Leitung oder Ähnliches in den Schlitz hineinrutscht und es somit zu einem elektrischen Kontakt mit dem Gehäuse, insbesondere der Trennwand kommen könnte.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens umfasst das Verfahren ferner einen Schritt zum Einbringen leistungselektronischer Komponenten in den ersten Gehäusebereich, sowie einen Schritt zum Einbringen einer elektrischen Maschine in den zweiten Gehäusebereich. Hierbei können die Anschlusselemente von Statorwicklungen der elektrischen Maschine durch die Öffnungen in der Trennwand zwischen dem ersten Gehäusebereich und dem zweiten Gehäusebereich in den ersten Gehäusebereich hineinragen. Anschließend kann das Verfahren einen Schritt zum Verbinden der Anschlusselemente der Statorwicklungen der elektrischen Maschine mit den leistungselektronischen Komponenten umfassen.
  • Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, soweit sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu den jeweiligen Grundformen der Erfindung hinzufügen.
  • Figurenliste
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigen:
    • 1: eine schematische Darstellung eines elektrischen Antriebssystems mit einem Gehäuse gemäß einer Ausführungsform;
    • 2: eine Schrägansicht eines Isolationselementes gemäß einer Ausführungsform;
    • 3: einen Querschnitt durch ein Isolationselement gemäß einer Ausführungsform; und
    • 4: ein Ablaufdiagramm, wie es einem Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Antriebssystems gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt.
  • In den Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektrischen Antriebssystems 1 gemäß einer Ausführungsform. Bei dem elektrischen Antriebssystem 1 kann es sich insbesondere um ein elektrisches Antriebssystem handeln, bei welchem leistungselektronische Komponenten 2, eine elektrische Maschine 3 sowie gegebenenfalls ein an die elektrische Maschine 3 angeschlossenes Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse 1 angeordnet sind. Zum besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Grundprinzips ist in der schematischen Darstellung gemäß 1 das Getriebe jedoch nicht dargestellt. Ferner sind die leistungselektronischen Komponenten und die elektrische Maschine 3 nur als Symbole dargestellt.
  • Das Gehäuse 1 weist einen ersten Gehäusebereich 11 auf, in welchem die leistungselektronischen Komponenten 2 angeordnet werden können. Bei den leistungselektronischen Komponenten 2 kann es sich beispielsweise um Halbleiterschaltelemente, wie zum Beispiel bipolare Transistoren mit einem isolierten Gate-Anschluss (IGBT) oder MOSFET, handeln. Diese Halbleiterschaltelemente können von einer entsprechenden Ansteuerschaltung angesteuert werden. Auf diese Weise kann eine an der Leistungselektronik 2 bereitgestellte Gleichspannung in eine ein- oder mehrphasige elektrische Wechselspannung konvertiert werden, die dazu geeignet ist, die elektrische Maschine 3 gemäß vorgegebener Sollwertvorgaben, wie zum Beispiel einer Drehzahl oder einem einzustellenden Drehmoment, anzusteuern.
  • Die von den leistungselektronischen Komponenten 2 konvertierte elektrische Spannung kann dann einer elektrischen Maschine 3 bereitgestellt werden. Diese elektrische Maschine 3 kann sich beispielsweise in einem zweiten Gehäusebereich 12 des Gehäuses 1 befinden. Zwischen dem ersten Gehäusebereich 11 mit den leistungselektronischen Komponenten 2 und dem zweiten Gehäusebereich 12 mit der elektrischen Maschine 3 ist eine Trennwand 10 vorgesehen. Für eine elektrische Verbindung der Leistungselektronik 2 mit der elektrischen Maschine 3 sind in dieser Trennwand 10 eine oder mehrere Öffnungen 14 vorgesehen. Beispielsweise können die Anschlüsse der Statorwicklungen der elektrischen Maschine 3 durch die Öffnungen 14 in den ersten Gehäusebereich 11 mit den leistungselektronischen Komponenten 2 hineinragen. Diese Anschlüsse der elektrischen Maschine 3 können während der Montage mit den entsprechenden Anschlüssen der leistungselektronischen Komponenten 2 verbunden werden. Beispielsweise können die Anschlüsse der Statorwicklungen mit den entsprechenden Anschlüssen der leistungselektronischen Komponenten 2 verschweißt, verschraubt oder auf beliebige andere Weise miteinander verbunden werden.
  • Im Bereich der Öffnungen 14 besteht dabei die Gefahr, dass die gegebenenfalls nicht isolierten Anschlüsse der Statorwicklungen die Trennwand 10 berühren und es somit zu einem elektrischen Kontakt zwischen der Trennwand 10 und den Statorwicklungen kommen könnte. Um dem vorzubeugen, ist an den Öffnungen 14 der Trennwand 10 jeweils ein Isolationselement 20 vorgesehen. Dieses Isolationselement 20 kann in die Öffnungen 14 der Trennwand 10 eingeklemmt oder eingeclipst werden. Das Isolationselement 20 kann beispielsweise aus einem elektrisch nichtleitfähigen Material, wie zum Beispiel einem Kunststoff oder Ähnlichem bestehen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Anschlüsse der Statorwicklungen im Bereich der Öffnungen 14 nicht die Trennwand 10 berühren und es somit zu einem elektrischen Kontakt zwischen den Statorwicklungen und der Trennwand 10 kommen kann. Grundsätzlich ist es hierbei ausreichend, dass die Isolationselemente 20 an den Öffnungen 14 der Trennwand 10 eine elektrisch nichtleitfähige Oberfläche besitzen. Hierzu können die Isolationselemente 20 beispielsweise mit einem elektrisch nichtleitfähigen Material beschichtet werden. Ferner, ist es jedoch auch ebenso möglich, das Isolationselement 20 vollständig aus einem elektrisch nichtleitfähigen Material, wie beispielsweise einem Kunststoff oder Ähnlichem, herzustellen. Beispielsweise kann das Isolationselement 20 in einem Spritzgussverfahren hergestellt werden. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch beliebige andere Herstellungsverfahren möglich.
  • Durch das Einclipsen des Isolationselementes 20 in die entsprechende Öffnung 14 der Trennwand 10 kann einerseits ein zuverlässiger elektrischer Schutz zwischen den Anschlüssen der Statorwicklungen und der Trennwand 10 erreicht werden. Darüber hinaus ermöglicht das Einclipsen eine besonders einfache Montage, ohne dass hierfür zusätzliche Elemente, wie beispielsweise Schrauben oder Ähnliches erforderlich, wären. Insbesondere kann das Einklemmen bzw. Einclipsen ohne zusätzliche Werkzeuge in einem einfachen Montageschritt erfolgen.
  • 2 zeigt eine Schrägansicht eines Isolationselementes 20 gemäß einer Ausführungsform. Das Isolationselement 20 kann beispielsweise eine ringförmige Geometrie aufweisen. Hierdurch kann das Isolationselement 20 an eine entsprechend kreisförmige Geometrie der Öffnungen 14 in der Trennwand 10 zwischen dem ersten Gehäusebereich 11 und dem zweiten Gehäusebereich 12 des Gehäuses 1 angepasst sein. Wie in 2 weiter zu erkennen ist, weist das Isolationselement 20 einen schräg verlaufenden Schlitz 21 auf. Durch diesen Schlitz 21 ist es möglich, den Außenumfang des Isolationselements 20 durch Zusammendrücken zu verringern. Insbesondere kann der Schlitz 21 eine Breite aufweisen, die mindestens so groß ist, dass durch das Zusammendrücken des Isolationselements 20 der Außenumfang so weit reduziert wird, dass das Isolationselement 20 einfach in die entsprechende Öffnung 14 der Trennwand 10 eingebracht werden kann. Nach dem Entspannen des Isolationselements 20 weitet sich der Außenumfang wieder auf, sodass das Isolationselement 20 sicher und zuverlässig in der Öffnung 14 befestigt ist.
  • Aufgrund des schräg verlaufenden Schlitzes 21 kann dabei die Gefahr reduziert werden, dass ein parallel zu einer Rotationsachse des Isolationselements verlaufender elektrischer Leiter sich in den Schlitz 21 hineinbewegt und es dabei zu einem elektrischen Kontakt mit der Trennwand 10 kommen könnte. Zwischen einer Rotationsachse des ringförmigen Isolationselements 20 und dem Schlitz 21 kann hierbei ein Winkel von mindestens 30, vorzugsweise mindestens 45 oder ggf. 60 Grad gebildet werden. Auf diese Weise kann ein Hineinrutschen eines elektrischen Leiters in den Schlitz zuverlässig verhindert werden.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein Isolationselement 20 gemäß einer Ausführungsform. Wie in diesem Querschnitt zu erkennen ist, kann das Isolationselement 20 entlang eines Außenumfangs eine Nut 22 aufweisen. Hierbei kann eine Breite der Nutz 22 mindestens so groß sein, dass die Trennwand 10 zwischen dem ersten Gehäusebereich 11 und dem zweiten Gehäusebereich 12 in diese Nut 22 hineinragen kann. Auf diese Weise kann ein sicherer Halt des Isolationselements 20 in der Öffnung 14 der Trennwand 10 erreicht werden. Insbesondere kann, wie zuvor bereits beschrieben, durch ein Zusammendrücken des Isolationselements 20 temporär der Außenumfang des Isolationselements 20 reduziert werden. In diesem Zustand kann das Isolationselement 20 einfach in die Öffnung 14 hineingeführt werden. Nach dem anschließenden Entspannen weitet sich der Außenumfang des Isolationselements 20 auf, sodass die Trennwand 10 im Bereich der Nut 22 in die Nut 22 hineinragt und das Isolationselement 20 auf diese Weise zuverlässig und dauerhaft fixiert wird.
  • 4 zeigt ein Ablaufdiagramm, wie es einem Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Antriebssystems gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt. Das Herstellungsverfahren kann grundsätzlich beliebige Schritte aufweisen, wie sie zur Herstellung eines zuvor beschriebenen elektrischen Antriebssystems erforderlich sind. Entsprechend kann auch das zuvor beschriebene elektrische Antriebssystem und das dabei verwendete Isolationselement 20 beliebige Eigenschaften und Komponenten aufweisen, wie sie nachfolgend in Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren für das elektrische Antriebssystem beschrieben werden.
  • In einem Schritt S1 wird zunächst ein Gehäuse bereitgestellt. Dieses Gehäuse kann einen ersten Gehäusebereich 11 aufweisen, der dazu ausgelegt ist, leistungselektronische Komponenten 2 des elektrischen Antriebssystems aufzunehmen. Ein zweiter Gehäusebereich 12 des Gehäuses 1 kann dazu ausgelegt sein, eine elektrische Maschine 3 aufzunehmen. Zwischen dem ersten Gehäusebereich 11 und dem zweiten Gehäusebereich 12 ist eine Trennwand 10 vorgesehen. Diese Trennwand 10 weist mindestens eine Öffnung 14 auf, um Statorwicklungen der elektrischen Maschine 3 mit den leistungselektronischen Komponenten 2 zu verbinden.
  • In einem Schritt S2 wird mindestens ein Isolationselement 20 bereitgestellt. Bei den bereitgestellten Isolationselementen 20 kann es sich insbesondere um die zuvor beschriebenen Isolationselemente 20 handeln.
  • In Schritt S3 werden das oder die bereitgestellten Isolationselemente 20 in die Öffnungen 14 der Trennwand 10 des Gehäuses 1 eingebracht.
  • Weiterhin können die leistungselektronischen Komponenten 2 in den ersten Gehäusebereich 11 eingebracht werden. Ferner kann die elektrische Maschine 3 in den zweiten Gehäusebereich 12 eingebracht werden. Hierbei können Anschlusselemente von Statorwicklungen der elektrischen Maschine 3 durch die Öffnungen 14 der Trennwand 10 zwischen dem ersten Gehäusebereich 11 und dem zweiten Gehäusebereich 12 in den ersten Gehäusebereich 11 hineinragen. Schließlich können die Anschlusselemente der Statorwicklungen der elektrischen Maschine 3 mit den leistungselektronischen Komponenten 2 verbunden werden. Wie zuvor bereits erwähnt, kann diese Verbindung beispielsweise durch Schweißen, Löten, Schrauben oder eine beliebige andere geeignete Verbindungsart erfolgen.
  • Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung ein elektrisches Antriebssystem, insbesondere ein kompaktes elektrisches Antriebssystem, bei welchem leistungselektronische Komponenten, eine elektrische Maschine und gegebenenfalls ein Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Hierbei ist es vorgesehen, Öffnungen zwischen einem Gehäusebereich mit den leistungselektronischen Komponenten und einem weitere Gehäusebereich mit der elektrischen Maschine mit einem Isolationselement zu versehen, welches in die Öffnungen eingeklemmt oder eingeclipst werden kann. Ein solches Isolationselement kann einfach montiert werden und bietet eine zuverlässige Isolation gegenüber dem Gehäuse.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010041589 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Isolationselement (20) für ein elektrisches Antriebssystem, wobei das elektrische Antriebsystem ein Gehäuse (1) für eine elektrische Maschine (3) und leistungselektronische Komponenten (2) umfasst und wobei zwischen den leistungselektronischen Komponenten (2) und der elektrischen Maschine (3) eine Trennwand (10) mit mindestens einer Öffnung (14) vorgesehen ist, um die Statorwicklungen der elektrischen Maschine (3) mit den leistungselektronischen Komponenten (2) zu verbinden, wobei das Isolationselement (20) eine elektrisch nichtleitende Oberfläche aufweist, und das Isolationselement (20) dazu ausgelegt ist, in eine der die mindestens eine Öffnung (14) der Trennwand (10) eingeklemmt oder eingeclipst zu werden.
  2. Isolationselement (20) nach Anspruch 1, wobei das Isolationselement (20) aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material hergestellt ist.
  3. Isolationselement (20) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Isolationselement (20) eine ringförmige Geometrie aufweist und dazu ausgelegt ist, an eine kreisförmige Öffnung (14) der Trennwand (10) zwischen den leistungselektronischen Komponenten (2) und der elektrischen Maschine (30) eingebracht zu werden.
  4. Isolationselement (20) nach Anspruch 3, wobei das Isolationselement (20) einen schräg zu dem Außenumfang verlaufenden Schlitz (21) aufweist.
  5. Isolationselement (20) nach Anspruch 4, wobei der Schlitz (einen 20) mit einer Rotationsachse des ringförmigen Isolationselements einen Winkel von mindestens 45 Grad bildet.
  6. Isolationselement (20) nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Schlitz (21) mindestens eine Breite aufweist, die dazu geeignet ist, einen Umfang des Isolationselements (20) mindestens so weit zu verringern, dass das Isolationselement (20) in die Öffnung (14) der Trennwand (10) eingeführt werden kann.
  7. Gehäuse (1) für ein elektrisches Antriebssystem, mit: einem ersten Gehäusebereich (11), der dazu ausgelegt ist, leistungselektronische Komponenten (2) des elektrischen Antriebssystems aufzunehmen; einem zweiten Gehäusebereich (12), der dazu ausgelegt ist, eine elektrische Maschine (3) aufzunehmen, wobei zwischen dem ersten Gehäusebereich (11) und dem zweiten Gehäusebereich (12) eine Trennwand (10) vorgesehen ist, die mindestens eine Öffnung (14) aufweist, um die Statorwicklungen der elektrischen Maschine (3) mit den leistungselektronischen Komponenten (2) zu verbinden; wobei in der mindestens einen Öffnung (14) der Trennwand (10) jeweils ein Isolationselement (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 angeordnet ist.
  8. Elektrisches Antriebssystem, mit: einem Gehäuse (1) nach Anspruch 7; leistungselektronischen Komponenten (2), die in dem ersten Gehäusebereich (11) angeordnet sind; und einer elektrischen Maschine (3), die in dem zweiten Gehäusebereich (12) angeordnet sind, wobei jeweils eine Statorwicklung der elektrischen Maschine (3) durch eine der mindestens einen Öffnung (14) mit den leistungselektronischen Komponenten (2) verbunden ist.
  9. Herstellungsverfahren für ein elektrisches Antriebssystem, mit den Schritten: Bereitstellen (S1) eines Gehäuse (1), mit einem ersten Gehäusebereich (11), der dazu ausgelegt ist, leistungselektronische Komponenten (2) des elektrischen Antriebssystems aufzunehmen und einem zweiten Gehäusebereich (12), der dazu ausgelegt ist, eine elektrische Maschine (3) aufzunehmen, wobei zwischen dem ersten Gehäusebereich (11) und dem zweiten Gehäusebereich (12) eine Trennwand (10) vorgesehen ist, die mindestens eine Öffnung (14) aufweist, um die Statorwicklungen der elektrischen Maschine (3) mit den leistungselektronischen Komponenten (2) zu verbinden; Bereitstellen (S2) mindestens eines Isolationselements nach einem der Ansprüche 1 bis 6; und Einbringen (S3) des mindestens einen Isolationselements (20) in die mindestens eine Öffnung (14) der Trennwand (10) zwischen dem ersten Gehäusebereich (11) und dem zweiten Gehäusebereich (12).
  10. Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, mit den Schritten Einbringen leistungselektronischer Komponenten (2) in den ersten Gehäusebereich (11); Einbringen einer elektrischen Maschine (3) in den zweiten Gehäusebereich (12), wobei Anschlusselemente von Statorwicklungen der elektrischen Maschine (3) durch die Öffnungen (14) in der Trennwand (10) zwischen dem ersten Gehäusebereich (11) und dem zweiten Gehäusebereich (12) in den ersten Gehäusebereich (11) hineinragen; und Verbinden der Anschlusselemente der Statorwicklungen der elektrischen Maschine (3) mit den leistungselektronischen Komponenten (2).
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