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Die Erfindung betrifft eine Hochvolt-Verbindungsvorrichtung zum Verbinden einer Leistungselektronik, anordenbar in einem ersten Gehäuseraum, mit einer Aktorvorrichtung, anordenbar in einem zweiten Gehäuseraum. Ferner betrifft die Erfindung ein Antriebssystem zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges.
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Zusammengefasst befasst sich die vorliegende Erfindung mit Konzepten zur Hochvolt(HV)-Kontaktierung von elektrischen Maschinen mit einer Leistungselektronik für zum Beispiel ein Zwei-E-Maschinengetriebe eines Hybridfahrzeuges.
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Bei Zwei-E-Maschinen-Hybridgetrieben bzw. bei einem Antriebssystem mit einer Aktorvorrichtung, die zwei elektrische Maschine umfasst, erfolgt üblicherweise die HV-Kontaktierung der elektrischen Maschinen zu einer Leistungselektronik über zwei getrennt voneinander angeordnete Hochvolt(HV)-Einzelterminals bzw. über zwei getrennt voneinander angeordnete Hochvolt-Verbindungsvorrichtungen. Somit ergeben sich je Hochvolt(HV)-Einzelterminal bzw. Hochvolt-Verbindungsvorrichtung Schnittstellen zu einer elektrischen Maschine, zu einer Leistungselektronik und zu einem Gehäuse der elektrischen Maschinen. Dies hat zur Folge, dass an diesen Schnittstellen bedingt durch die Anordnung der Komponenten sowohl in einem Öl- als auch in einem Trockenraum pro HV-Kontaktierung je ein separates Terminalgehäuse / Gehäuse der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung sowie separate Abdichtelemente zwischen Öl-/Trockenraum und Befestigungselemente notwendig sind.
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Dadurch ergibt sich der Nachteil, dass jede Schnittstelle (HV-Terminal zu elektrischer Maschine / Leistungselektronik (LE) / Gehäuse) insgesamt zweimal vorhanden ist. Bedingt durch die Anzahl an Schnittstellen und der damit verbundenen Anzahl an Komponenten entsteht ein erhöhter Bauraumbedarf und erhöhte Herstellungs- und Montagekosten.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Hochvolt-Verbindungsvorrichtung zum Verbinden einer Leistungselektronik mit einer Aktorvorrichtung sowie ein Antriebssystem zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges anzugeben, welche bzw. welches eine Hochvolt(HV)-Kontaktierung einer Leistungselektronik mit elektrischen Maschinen hinsichtlich Bauraum und hinsichtlich einer kostengünstigen Montage optimiert.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Bei einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Hochvolt-Verbindungsvorrichtung zum Verbinden einer Leistungselektronik, anordenbar in einem ersten Gehäuseraum, mit einer Aktorvorrichtung, anordenbar in einem zweiten Gehäuseraum, eine erste Anschlusseinrichtung zum Anschließen einer Leistungselektronik.
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Zudem umfasst die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung eine zweite Anschlusseinrichtung zum Anschließen einer Aktorvorrichtung und wenigstens ein elektrisch leitendes Element zum Übertragen von Spannung und Strom von der ersten Anschlusseinrichtung hin zur zweiten Anschlusseinrichtung.
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Des Weiteren umfasst die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung sechs elektrisch leitende Elemente, sodass mithilfe einer einzigen Hochvolt-Verbindungsvorrichtung zwei elektrische Maschinen einer Aktorvorrichtung mit einer Leistungselektronik verbindbar sind.
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Mithilfe einer derartigen Hochvolt-Verbindungsvorrichtung ist es möglich, eine bauraum- und kostenoptimierte Lösung zur Hochvolt(HV)-Kontaktierung von zwei elektrischen Maschinen zu realisieren. Somit kann im Vergleich zu zwei separaten Hochvolt-Verbindungsvorrichtungen aus dem Stand der Technik, wobei eine Verbindungsvorrichtung pro elektrische Maschine vorgesehen ist, die Anzahl an Komponenten und Schnittstellen reduziert werden. Auf diese Weise können Montage- und Herstellungskosten gesenkt werden.
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Die hier vorgestellte Lösung kann sowohl für ein sogenanntes Multi-Mode-Drive als auch für ein sogenanntes Serial-Mode-Drive Getriebe eingesetzt werden.
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Zur Realisierung einer Dreiphasenwechselspannung kann ein erstes, zweites und drittes elektrisch leitendes Element jeweils eine Phase zur elektrischen Energieversorgung einer ersten elektrischen Maschine einer Aktorvorrichtung bilden.
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Des Weiteren kann zur Realisierung einer Dreiphasenwechselspannung ein viertes, fünftes und sechstes elektrisch leitendes Element jeweils eine Phase zur elektrischen Energieversorgung einer zweiten elektrischen Maschine einer Aktorvorrichtung bilden.
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Dabei ist es möglich, dass jedes elektrisch leitende Element ähnlich einem Band oder bandförmig ausgebildet ist oder von einem Blech gebildet wird, um in eine Richtung ein großes Widerstandsbiegemoment und/oder eine Fläche zur einfachen Kontaktierung zu erzeugen. Ferner ist es möglich, dass jedes elektrisch leitende Element von einem Kabel gebildet wird.
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Auch kann vorgesehen sein, dass jedes elektrisch leitende Element Kupfer aufweist.
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Des Weiteren ist es möglich, dass die erste Anschlusseinrichtung und/oder die zweite Anschlusseinrichtung wenigstens eine Kontaktstelle als Phasenanschluss und zur Kontaktierung eines elektrisch leitenden Elements aufweist.
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Dabei kann die erste und zweite Anschlusseinrichtung zum Anschließen einer Leistungselektronik und einer Aktorvorrichtung jeweils sechs Kontaktstellen als Phasenanschlüsse aufweisen.
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Ferner kann jedes elektrisch leitende Element eine Kontaktstelle der ersten und/oder der zweiten Anschlusseinrichtung bilden. Somit kann zum Beispiel Strom von der ersten Anschlusseinrichtung hin zur zweiten fließen.
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Auch kann jedes elektrisch leitende Element ein erstes und ein zweites Ende aufweisen.
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Zudem ist es denkbar, dass jedes elektrisch leitende Element eine Kontaktstelle der ersten Anschlusseinrichtung an seinem ersten Ende und eine Kontaktstelle der zweiten Anschlusseinrichtung an seinem zweiten Ende aufweist. Auf diese Weise kann Strom von der ersten Anschlusseinrichtung hin zur zweiten Anschlusseinrichtung gelangen.
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An dem ersten Ende der elektrisch leitenden Elemente können die Kontaktstellen in Reihe und nebeneinander angeordnet sein. An dem zweiten Ende des ersten, zweiten und dritten elektrisch leitenden Elements können die Kontaktstellen in Reihe und nebeneinander angeordnet sein. Ferner können an dem zweiten Ende des vierten, fünften und sechsten elektrisch leitenden Elements die Kontaktstellen in Reihe und nebeneinander angeordnet sein. Eine Anordnung in Reihe und/oder nebeneinander kann in diesem Kontext so verstanden werden, wie eine Anordnung, bei der Perlen entlang einer Schnur aufgereiht sind, oder wie eine geordnete Aufstellung von z. B. Gläsern in einer geraden Linie. Dabei können die einzelnen Kontaktstellen nicht miteinander verbunden sein oder sich berühren.
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Die wenigstens eine Kontaktstelle kann als ebener Abschnitt zur einfachen Kontaktierung ausgebildet sein, wobei die ebenen Abschnitte der Kontaktstellen an dem ersten Ende einen Winkel zwischen 70 und 110 Grad, beispielsweise 90 Grad, mit den ebenen Abschnitten der Kontaktstellen an dem zweiten Ende einschließen können. Somit kann die Montage erleichtert werden, da es bei entsprechender Einbausituation unmöglich ist, eine elektrische Maschine mit räumlich falschorientierten Kontaktstellen zu verbinden.
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An dem ersten Ende der elektrisch leitenden Elemente können die ebenen Abschnitte der Kontaktstellen gleichorientiert zu einer ersten Ebene ausgerichtet oder in einer ersten Ebene angeordnet sein.
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Ergänzend oder alternativ hierzu können an dem zweiten Ende des ersten, zweiten und dritten elektrisch leitenden Elements die ebenen Abschnitte der Kontaktstellen gleichorientiert zu einer zweiten Ebene ausgerichtet sein, wobei an dem zweiten Ende des vierten, fünften und sechsten elektrisch leitenden Elements die ebenen Abschnitte der Kontaktstellen gleichorientiert zur zweiten Ebene oder zu einer dritten Ebene ausgerichtet sein können.
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Ergänzend oder alternativ hierzu können an dem zweiten Ende des ersten, zweiten und dritten elektrisch leitenden Elements die ebenen Abschnitte der Kontaktstellen in einer zweiten Ebene angeordnet sein, wobei an dem zweiten Ende des vierten, fünften und sechsten elektrisch leitenden Elements die ebenen Abschnitte der Kontaktstellen in einer dritten Ebene oder in der zweiten Ebene angeordnet oder gleichorientiert zu einer dritten Ebene ausgerichtet sein können. Bei einer Orientierung der Enden der ersten, zweiten, dritten vierten, fünften und sechsten elektrisch leitenden Elemente in der zweiten Ebene können also alle Kontaktstellen nicht nur gleichorientiert sein, sondern ähnlich wie Teller auf einer Tischplatte innerhalb einer Ebene bzw. auf der Tischplattenebene angeordnet sein.
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Im Lichte der obigen Ausführungen ist es möglich, dass die erste, zweite und dritte Ebene senkrecht zueinander orientiert sind, oder dass die erste und zweite Ebene senkrecht zueinander orientiert sind.
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Des Weiteren ist denkbar, dass die wenigstens eine Kontaktstelle eine Durchgangsbohrung zum Anschließen eines Kabels oder eines weiteren leitenden Elements aufweist. Somit ist ein einfaches Kontaktieren einer Kontaktstelle möglich. Hierbei kann die Durchgangsbohrung entlang einer Achse ausgerichtet sein, die beispielsweise senkrecht zur Oberfläche der wenigstens einen Kontaktstelle, beispielsweise wie eine Flächennormale oder wie ein Normalenvektor, orientiert ist.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die erste Anschlusseinrichtung und/oder die zweite Anschlusseinrichtung wenigstens eine Buchse zur einfachen Kontaktierung eines elektrisch leitenden Elements umfasst.
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Auch kann die erste Anschlusseinrichtung wenigstens eine Buchse pro elektrisch leitendes Element umfassen.
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Ferner kann die zweite Anschlusseinrichtung jeweils eine Buchse an einem ersten, zweiten und dritten elektrisch leitenden Element aufweisen. Die zweite Anschlusseinrichtung kann zudem jeweils eine Buchse an einem vierten, fünften und sechsten elektrisch leitenden Element aufweisen. Mithilfe einer Buchse ist eine einfache Kontaktierung der elektrisch leitenden Elemente möglich.
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Die wenigstens eine Buchse kann an einem elektrisch leitenden Element angeordnet sein, beispielsweise an einer Durchgangsbohrung eines ebenen Abschnitts einer Kontaktstelle einer Anschlusseinrichtung eingepresst sein.
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Auch ist es möglich, dass pro elektrisch leitendes Element zwei Buchsen angeordnet sind, beispielsweise an einer Durchgangsbohrung eines ebenen Abschnitts einer Kontaktstelle einer Anschlusseinrichtung eingepresst sind.
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Die wenigstens eine Buchse der zweiten Anschlusseinrichtung kann freiliegend ausgebildet sein, sodass diese nicht von einem Werkstoff umgeben ist. Dies ermöglicht ein Kühlen mit einem Fluid, wie zum Beispiel einem Öl.
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Ferner kann die wenigstens eine Buchse der ersten Anschlusseinrichtung teilweise von einem Gehäuse umschlossen sein, beispielsweise teilweise in ein Gehäuse eingegossen sein. Durch Eingießen mehrerer Buchsen in ein Gehäuse können diese voneinander elektrisch isoliert werden.
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Hierbei kann die wenigstens eine Buchse als Gewindebuchse ausgebildet sein. Eine Gewindebuchse kann mittels einer Schraube auf einfache und sichere Weise kontaktiert werden.
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Auch kann die wenigstens eine Buchse als Steckdoseneinrichtung einer Steckvorrichtung zur einfachen Kontaktierung ausgebildet sein.
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Die wenigstens eine als Steckdoseneinrichtung ausgebildete Buchse kann für die Aufnahme eines Cinch- oder eines Klinkensteckers oder eines Steckelements ähnlich einem Cinch- oder ähnlich einem Klinkenstecker ausgebildet sein, um ein einfaches Ein- und Ausstecken zu gewährleisten. Diese Ausbildung gestattet eine schnelle Montage und Demontage.
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Die als Steckdoseneinrichtung ausgebildete Buchse kann eine Steckrichtung für eine Steckereinrichtung mit Steckelementen oder Schraubkontakten aufweisen, entlang welcher die Steckereinrichtung ein- und aussteckbar ist.
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An dem ersten und/oder an dem zweiten Ende der elektrisch leitenden Elemente können die Steckrichtungen aller Buchsen, die als Steckdoseneinrichtung ausgebildet sind, gleichorientiert ausgerichtet sein, um ein einfaches Ein- und Ausstecken zu gewährleisten.
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Dabei kann die Steckeinrichtung eine Dichtung umfassen, um die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung von Seiten der Steckeinrichtung zu dichten.
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Des Weiteren kann die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung ein Gehäuse umfassen, welches die elektrisch leitenden Elemente gegeneinander isoliert. Zudem verleiht das Gehäuse der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung eine mechanische Stabilität.
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Das Gehäuse kann Trennelemente umfassen, um die Luft- und Kriechstrecken zwischen Kontaktstellen der ersten Anschlusseinrichtung und somit zwischen den elektrisch leitenden Elementen sicherzustellen.
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Die Trennelemente können ähnlich einer Trennwand oder ähnlich einem Trennsteg ausgebildet sein, sodass sich für jede Kontaktstelle der ersten Anschlusseinrichtung ein Aufnahmebereich bildet, der eine räumliche Abgrenzung der Kontaktstellen zueinander bewirkt.
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Ferner können die elektrisch leitenden Elemente in einem ersten Teilabschnitt der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung zur Anbringung in einem ersten Gehäuseraum eines Antriebssystems zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug von dem Gehäuse umgossen / umgeben und in einem zweiten Teilabschnitt der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung zur Anbringung in einem zweiten Gehäuseraum eines Antriebssystems zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug freiliegend ausgebildet sein. Somit sind die elektrisch leitenden Elemente im zweiten Teilabschnitt von einem Fluid, beispielsweise von einem Getriebeöl, kühlbar. Im ersten Teil hingegen können die elektrisch leitenden Elemente elektrisch isoliert werden.
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Die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung oder deren elektrisch leitende Elemente können einen ersten Teilabschnitt zur Anbringung in einem ersten Gehäuseraum eines Antriebssystems zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug und einen zweiten Teilabschnitt zur Anbringung in einem zweiten Gehäuseraum eines Antriebssystems zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug aufweisen.
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Der erste Teilabschnitt kann die erste Anschlusseinrichtung und der zweite Teilabschnitt kann die zweite Anschlusseinrichtung aufweisen.
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Dabei können der erste Teilabschnitt und der zweite Teilabschnitt in einem Winkel zwischen 70 und 110 Grad zueinander angeordnet sein, beispielsweise auch einen rechten Winkel miteinander einschließen.
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Die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung kann eine L-Form umfassen, wobei ein erster Schenkel der L-Form die erste Anschlusseinrichtung und ein zweiter Schenkel der L-Form die zweite Anschlusseinrichtung aufweisen kann.
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Hierbei können die elektrisch leitenden Elemente einen Verlauf aufweisen, der der Form der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung folgt.
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Der zweite oder der erste Schenkel kann in eine Montagerichtung orientiert und ausgerichtet sein, in welche die zweite oder die erste Anschlusseinrichtung in ein Getriebegehäuse oder in einen zweiten Gehäuseraum eines Antriebssystems zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug einschiebbar oder einsteckbar ist.
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Des Weiteren ist es möglich, dass das Gehäuse eine umlaufende Nut zur Aufnahme eines Dichtelements umfasst, mit welchem zwei Räume eines Antriebssystems zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug gegeneinander abdichtbar sind.
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Das Gehäuse kann ein nicht-elektrisch leitendes Material, beispielsweise einen Kunststoff, umfassen.
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Ferner ist es möglich, dass das Gehäuse mindestens ein Führungselement zur Positionierung gegenüber einem Getriebegehäuse und zur Abstützung von Montagekräften aufweist. Hierbei kann je ein Führungselement auf unterschiedlichen Seiten des Gehäuses angeordnet sein. Auch kann je ein Führungselement auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses angeordnet sein.
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Das mindestens eine Führungselement kann so ausgebildet sein, dass die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung in eine komplementär zum Führungselement ausgebildete Aufnahme, die von einem Getriebegehäuse ausbildbar ist, einschiebbar oder einsteckbar ist.
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Auch kann das mindestens eine Führungselement so ausgerichtet und orientiert sein, dass dieses ein Verschieben der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung in eine Montagerichtung ermöglicht, sodass das mindestens eine Führungselement in eine Aufnahme eines Getriebegehäuses einschiebbar oder einsteckbar ist.
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Das mindestens eine Führungselement kann so ausgerichtet und orientiert sein, dass dieses ein Verschieben der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung in eine Montagerichtung gestattet. Dadurch ist die Positionierung an einer vorgesehenen Stelle an einem Getriebegehäuse möglich.
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Die Montagerichtung kann gleichorientiert zum Verlauf der elektrisch leitenden Elemente ausgerichtet sein, sodass die zweite Anschlusseinrichtung in ein Getriebegehäuse oder in einen zweiten Gehäuseraum eines Antriebssystems zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug einschiebbar oder einsteckbar ist. Für den Fall, dass die zweite Anschlusseinrichtung in ein Getriebegehäuse eingebracht wird, kann die erste Anschlusseinrichtung als eine Art Anschlag fungieren, der ein weiteres Eindringen der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung in ein Getriebegehäuse unterbindet.
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Das mindestens eine Führungselement kann eine Form ähnlich einem Zylinder oder ähnlich einem allgemeinen Zylinder (wie aus der Mathematik bekannt) oder ähnlich einer Klingenspitze eines Kreuzschlitzschraubenziehers aufweisen.
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Auch kann das mindestens eine Führungselement eine Quaderform mit sechs Seitenflächen aufweisen, wobei vier Seitenflächen parallel in Montagerichtung ausgerichtet und orientiert sein können.
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Des Weiteren ist es möglich, dass das Gehäuse eine, beispielsweise eine einzige, Befestigungseinrichtung zur Befestigung an einem Getriebegehäuse aufweist.
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Hierbei kann die Befestigungseinrichtung als Lasche ausgebildet sein.
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Auch kann die Befestigungseinrichtung eine Durchführung aufweisen, sodass mithilfe einer Schraube die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung an einem Getriebegehäuse befestigbar ist.
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Die Durchführung kann in Montagerichtung ausgerichtet und orientiert sein, wobei die Durchführung in Montagerichtung der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung ausgerichtet und orientiert sein kann. Hierbei kann die Montagerichtung in Richtung der elektrisch leitenden Elemente verlaufen, wie sie in einem zweiten Teilabschnitt der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung ausgebildet sind.
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Zudem kann die Befestigungseinrichtung ein Abstützelement aufweisen, um Schraubenvorspannkräfte abzustützen.
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Auch ist es denkbar, dass das Abstützelement als Buchse oder als Gewindebuchse ausgebildet ist.
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Hierbei kann das Abstützelement Metall oder Kunststoff als Material aufweisen.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass das Abstützelement in das Gehäuse eingepresst und/oder von diesem umgeben ist bzw. eingegossen ist.
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Des Weiteren ist es möglich, dass die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung ein Dichtelement umfasst.
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Das Dichtelement kann zwischen einem ersten und einem zweiten Teilabschnitt der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung angeordnet sein, um zwei Räume eines Getriebegehäuses gegeneinander abzudichten und gleichzeitig elektrisch über die sechs elektrisch leitenden Elemente miteinander zu verbinden.
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Das Dichtelement kann in einer Nut eines Gehäuses der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung angeordnet sein, sodass zwei Räume eines Getriebegehäuses eines Antriebssystems zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug gegeneinander abdichtbar sind.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung eine Beabstandungseinrichtung für die elektrisch leitenden Elemente umfasst, welche Luft- und Kriechstrecken zwischen einzelnen elektrisch leitenden Elementen sicherstellt.
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Die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung oder deren elektrisch leitende Elemente können einen ersten Teilabschnitt zur Anbringung in einem ersten Gehäuseraum eines Antriebssystems zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug und einen zweiten Teilabschnitt zur Anbringung in einem zweiten Gehäuseraum eines Antriebssystems zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug aufweisen. Zudem können die elektrisch leitenden Elemente im ersten Teilabschnitt von einem Gehäuse der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung umgossen bzw. umgeben und im zweiten Teilabschnitt freiliegend ausgebildet sein, sodass die elektrisch leitenden Elemente im zweiten Teilabschnitt von einem Fluid, beispielsweise von einem Getriebeöl, kühlbar sind. Im ersten Teilabschnitt hingegen können die elektrisch leitenden Elemente mithilfe des Gehäuses elektrisch isoliert werden.
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Ferner ist es möglich, dass die Beabstandungseinrichtung im zweiten Teilabschnitt angeordnet ist, um ausreichend Luft- und Kriechstrecken zwischen den elektrisch leitenden Elementen zu gewährleisten, die freiliegend ausgebildet sein können.
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Dabei kann die Beabstandungseinrichtung wenigstens ein Trennteil aufweisen, mit welchem ein Abstand zwischen zwei unmittelbar benachbarten elektrischen Elementen festlegbar ist.
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Das mindestens eine Trennteil kann ausgebildet sein, dem Verlauf der elektrisch leitenden Elemente zu folgen und/oder beispielsweise deren Form nachzuahmen.
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Auch kann das mindestens eine Trennteil als Trennwand ausgebildet sein, dessen Dicke, erfasst zwischen zwei benachbarten elektrisch leitenden Elementen, auf entsprechende Luft- und Kriechstrecken angepasst ist.
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Die Höhe des mindestens einen Trennteils kann der Höhe der elektrisch leitenden Elemente entsprechen.
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Die Beabstandungseinrichtung kann wenigstens ein Rastelement aufweisen, mit welchem die Beabstandungseinrichtung an einem elektrisch leitenden Element verrastbar ist, sodass die relative Position der elektrisch leitenden Elemente und der Beabstandungseinrichtung fixierbar ist.
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Dabei kann das wenigstens eine Rastelement einen Rasthaken aufweisen, welcher ausgebildet ist, ein elektrisch leitendes Element teilweise zu umgreifen. Somit kann also ein Rastelement mit seinem Rasthaken und zusammen mit einem Plattenelement der Beabstandungseinrichtung ein elektrisch leitendes Element umgreifen bzw. klemmen.
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Zudem kann das wenigstens eine Rastelement in Reihe zum mindestens einen Trennteil angeordnet sein. Eine Anordnung in Reihe und/oder nebeneinander kann in diesem Kontext so verstanden werden, wie eine Anordnung, bei der Perlen entlang einer Schnur aufgereiht sind, oder wie eine geordnete Aufstellung von z. B. Gläsern in einer geraden Linie.
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Auch kann sich das wenigstens eine Rastelement entlang der Höhe des mindestens einen Trennteils oder der elektrisch leitenden Elemente erstrecken.
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Des Weiteren kann die Beabstandungseinrichtung Aufnahmeabschnitte umfassen, in denen die zweiten Enden der elektrisch leitenden Elemente und/oder die Kontaktstellen der zweiten Anschlusseinrichtung aufnehmbar sind.
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Die Aufnahmeabschnitte können geometrisch an die zweiten Enden und/oder an die Kontaktstellen und/oder an die wenigstens eine Buchse zur einfachen Kontaktierung eines elektrisch leitenden Elements angepasst sein, sodass die Abstände zwischen den zweiten Enden und/oder Kontaktstellen und/oder Buchsen sicherstellbar sind.
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Hierbei können Aufnahmeabschnitte hohlzylinderförmig ausgebildet sein. Auch können die Aufnahmeabschnitte geometrisch an Enden der elektrischen leitenden Elemente angepasst sein.
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Auch kann zwischen zwei Aufnahmeabschnitten ein Trennteil angeordnet sein. Dadurch ist es möglich, Luft- und Kriechstrecken zu vergrößern.
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Ferner ist es möglich, dass die Beabstandungseinrichtung ein Plattenelement mit einer Außenseite und einer Innenseite umfasst, wobei die Außenseite eine Anschlagfläche bilden kann, um gegen ein Getriebegehäuse eines Antriebssystems zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges anzuliegen.
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Die Außenseite kann wenigstens einen Vorsprung zur korrekten Positionierung der Beabstandungseinrichtung an einem Getriebegehäuse eines Antriebssystems zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges aufweisen, sodass der wenigstens eine Vorsprung von einer Aufnahme eines Getriebegehäuse aufnehmbar ist.
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An der Innenseite kann das wenigstens eine Trennteil der Beabstandungseinrichtung und/oder Aufnahmeabschnitte der Beabstandungseinrichtung und/oder wenigstens ein Rastelement der Beabstandungseinrichtung angeordnet sein.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Antriebssystem zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges.
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Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung, wie sie unter dem ersten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei dem Antriebssystem Anwendung finden können.
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Anders ausgedrückt, die oben unter dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung können auch hier unter dem zweiten Aspekt der Erfindung mit weiteren Merkmalen kombiniert werden.
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Ein Antriebssystem zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges umfasst ein Getriebegehäuse mit einem ersten Gehäuseraum, beispielsweise einem Trockenraum, und einem zweiten Gehäuseraum, beispielsweise einem Fluidraum.
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Ferner weist das Antriebssystem eine Aktorvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten elektrischen Maschine auf, von denen wenigstens eine innerhalb des ersten Gehäuseraums des Getriebegehäuses angeordnet ist.
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Zudem kann das Antriebssystem eine Leistungselektronik zur Kontaktierung einer ersten und einer zweiten elektrischen Maschine aufweisen, die innerhalb des zweiten Gehäuseraums des Getriebegehäuses angeordnet ist.
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Des Weiteren umfasst das Antriebssystem eine Hochvolt-Verbindungsvorrichtung, wie sie unter dem ersten Aspekt beschrieben ist.
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Zudem ist die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung bei Betrachtung quer zur Drehachse der elektrischen Maschinen zwischen der ersten und zweiten elektrischen Maschine am Getriebegehäuse angeordnet, um den Verbindungsweg von jeder elektrischen Maschine hin zur Hochvolt-Verbindungsvorrichtung kurz zu gestalten.
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Alternativ ist es auch möglich, dass bei Betrachtung quer zur Drehachse der elektrischen Maschinen die erste elektrische Maschine zumindest teilweise im hohlen Inneren der zweiten elektrischen Maschine angeordnet ist, wobei die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung in Richtung der Drehachse in Reihe zu den elektrischen Maschinen angeordnet ist, um die Verbindungswege von beiden elektrischen Maschinen hin zur Hochvolt-Verbindungsvorrichtung kurz zu gestalten. Eine Anordnung in Reihe kann in diesem Kontext verstanden werden, wie eine geordnete Aufstellung von z. B. Gläsern in einer geraden Linie.
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Des Weiteren kann das Getriebegehäuse einen Verbindungsgang umfassen, welcher den ersten und den zweiten Gehäuseraum miteinander fluidkommunizierend verbindet.
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Die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung kann dabei so im Verbindungsgang angeordnet sein, dass mithilfe eines Dichtelements der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung, das dichtend im Verbindungsgang gegen das Getriebegehäuse anliegt, und der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung der Verbindungsgang fluiddicht abgedichtet ist.
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Ferner kann das Getriebegehäuse wenigstens eine Aufnahme zur Positionierung mindestens eines Führungselements der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung und zur Abstützung von Montagekräften aufweisen.
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Auch kann das Getriebegehäuse eine Befestigungsaufnahme zur Befestigung einer Befestigungseinrichtung der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung an dem Getriebegehäuse aufweisen.
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Nachfolgend wird der oben dargestellte Erfindungsgedanke nochmals und ergänzend mit anderen Worten ausgedrückt.
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Nachstehend werden stichpunktartig Merkmale zur Lösung oben eingangs genannter Aufgabe aufgezählt:
- - HV-Doppelterminal bzw. Hochvolt-Verbindungsvorrichtung für ein Zwei-E-Maschinengetriebe eines Hybridfahrzeuges bzw. für ein Antriebssystem zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges, vorgesehen für den Einsatz in z. B. einem sog. Multi-Mode-Drive und/oder in z. B. einem sog. Serial-Mode-Drive; und/oder
- - Hochvolt(HV)-Kontaktierung zwischen HV-Doppelterminal bzw. Hochvolt-Verbindungsvorrichtung und zwei elektrischen Maschinen einer Aktorvorrichtung, angeordnet zwischen den beiden elektrischen Maschinen; und/oder
- - Terminalgehäuse bzw. Gehäuse der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung als Doppelterminal darstellbar, dadurch Entfall des zweiten Terminalgehäuses bzw. Gehäuse gegenüber der Hochvolt(HV)-Einzelterminallösung; und/oder
- - Doppelterminal bzw. Hochvolt-Verbindungsvorrichtung als Träger der Stromführungselemente bzw. der Stromschienen bzw. der elektrisch leitenden Elemente zur Hochvolt(HV)-Kontaktierung von erster und zweiter elektrische Maschine zu einer Leistungselektronik; und/oder
- - 3 Stromschienen bzw. elektrisch leitende Elemente der Phasen einer ersten elektrischen Maschine und 3 Stromschienen bzw. elektrisch leitende Elemente der Phasen einer zweiten elektrischen Maschine im Bereich eines Trockenraumes / ersten Gehäuseraums umgossen vom Doppelterminalgehäuse bzw. vom Gehäuse der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung; und/oder
- - ein Dichtelement an der Schnittstelle Öl- / Trockenraum bzw. an der Schnittstelle erster Gehäuseraum / zweiter Gehäuseraum zwischen Doppelterminalgehäuse bzw. Gehäuse der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung und Getriebegehäuse, dadurch Entfall eines zweiten Dichtelements gegenüber einer HV-Einzelterminallösung; und/oder
- - ein Befestigungselement bzw. eine Befestigungseinrichtung an der Schnittstelle Doppelterminalgehäuse / Getriebegehäuse, dadurch Entfall eines zweiten Befestigungselements gegenüber der HV-Einzelterminallösung; und/oder
- - Gewindebuchsen auf Seiten der Leistungselektronik bzw. Leistungselektronikseitig eingepresst in die Stromschienen / elektrisch leitenden Elemente und vom Doppelterminalgehäuse bzw. vom Gehäuse der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung umgossen; und/oder
- - Gewindebuchsen auf Seiten der elektrischen Maschinen bzw. E-Maschinenseitig eingepresst in die Stromschienen / elektrisch leitende Elemente in Abhängigkeit der Einbau- und Montagesituation darstellbar; und/oder
- - Führungselemente am Doppelterminalgehäuse zur Positionierung und zur Abstützung von Montagekräften darstellbar.
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Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch:
- 1A eine räumliche Ansicht auf eine Hochvolt-Verbindungsvorrichtung, dargestellt mit Gehäuse;
- 1B eine räumliche Ansicht auf eine Hochvolt-Verbindungsvorrichtung, wie in 1, jedoch dargestellt ohne Gehäuse;
- 2A eine erste Seitenansicht auf die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung aus 1 ;
- 2B eine Vorderansicht auf die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung aus 1;
- 2C eine Schnittansicht entlang der Linie B-B aus 2B;
- 2D eine zweite Seitenansicht auf die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung aus 1;
- 3A eine Ansicht identisch zu 2A, jedoch ohne Gehäuse;
- 3B eine Ansicht identisch zu 2B, jedoch ohne Gehäuse;
- 3C eine Ansicht identisch zu 2C, jedoch ohne Gehäuse;
- 4A eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 2B, jedoch ohne Gehäuse;
- 4B eine Draufsicht auf 1;
- 4C eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 2B, jedoch mit Gehäuse;
- 5A eine erste schematische Ansicht auf ein Antriebssystem zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges;
- 5B eine zweite schematische Ansicht auf ein Antriebssystem zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges;
- 5C eine dritte schematische Ansicht auf ein Antriebssystem zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges;
- 6A, 6B Schnittansichten der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung aus 1, angeordnet in einem Getriebegehäuse;
- 6C eine Draufsicht auf eine Hochvolt-Verbindungsvorrichtung aus 1, angeordnet in einem Getriebegehäuse;
- 7A, 7B eine schematische Darstellung eines Anbringens einer Leistungselektronik an der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung aus 1;
- 8A, 8B eine weitere schematische Darstellung eines Anbringens einer Leistungselektronik an der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung in einer weiteren Ausführungsform;
- 9A eine erste räumliche Ansicht auf eine weitere Hochvolt-Verbindungsvorrichtung;
- 9B eine zweite räumliche Ansicht auf die weitere Hochvolt-Verbindungsvorrichtung aus 9A;
- 9C eine seitliche Ansicht die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung aus den 9A und 9B in einem Getriebegehäuse; und
- 9D ein Antriebssystem zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges mit der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung aus den 9A / 9B.
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In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Gegenstände verwendet.
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Aufgrund des Umstandes, dass die 1A bis 4C und 6A bis 6C ein und dieselbe Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 in unterschiedlichen Ansichten und mit oder ohne Gehäuse 13 zeigen, werden nachfolgend die vorgenannten Figuren gemeinsam beschrieben. Dabei wird stets auf die Figur oder Figuren hingewiesen, die das entsprechende Merkmal, das beschrieben wird, besonders gut sichtbar darstellt / darstellen.
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So zeigen die genannten 1A bis 4C und 6A bis 6C eine Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 zum Verbinden einer Leistungselektronik 70, anordenbar in einem ersten Gehäuseraum T, mit einer Aktorvorrichtung 52, anordenbar in einem zweiten Gehäuseraum F.
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Hierbei hat die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 eine erste Anschlusseinrichtung 2 zum Anschließen einer Leistungselektronik 70 und eine zweite Anschlusseinrichtung 3 zum Anschließen einer Aktorvorrichtung 52 (vgl. 1A - 4C; 6A - 6C).
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Des Weiteren hat die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 sechs elektrisch leitende Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 zum Übertragen von Spannung und Strom von der ersten Anschlusseinrichtung 2 hin zur zweiten Anschlusseinrichtung 3, sodass mithilfe einer einzigen Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 zwei elektrische Maschinen 53, 54 einer Aktorvorrichtung 52 mit einer Leistungselektronik 70 verbindbar sind (vgl. 2A - 4C).
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Zur Realisierung einer Dreiphasenwechselspannung bildet dabei ein erstes, zweites und drittes elektrisch leitendes Element 4, 5, 6 jeweils eine Phase zur elektrischen Energieversorgung einer ersten elektrischen Maschine 53 einer Aktorvorrichtung 52.
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Und ebenfalls zur Realisierung einer Dreiphasenwechselspannung bildet ein viertes, fünftes und sechstes elektrisch leitendes Element 7, 8, 9 jeweils eine Phase zur elektrischen Energieversorgung einer zweiten elektrischen Maschine 54 einer Aktorvorrichtung 52.
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Dabei ist jedes elektrisch leitende Element 4, 5, 6; 7, 8, 9 ähnlich einem Band oder bandförmig ausgebildet, um in eine Richtung ein großes Widerstandsbiegemoment und eine Fläche zur einfachen Kontaktierung zu erzeugen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist jedes elektrisch leitende Element 4, 5, 6; 7, 8, 9 Kupfer auf.
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Wie den 1A bis 1B und 4A bis 4C zu entnehmen, weist die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 eine L-Form auf. Ein erster Schenkel der L-Form umfasst die erste Anschlusseinrichtung 2 und ein zweiter Schenkel der L-Form die zweite Anschlusseinrichtung 3. Die elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 haben ebenfalls einen Verlauf, der der Form der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 folgt.
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Hierbei ist der zweite Schenkel in eine Montagerichtung M orientiert und ausgerichtet, in welche die zweite Anschlusseinrichtung 3 in ein Getriebegehäuse 51 oder in einen zweiten Gehäuseraum F eines Antriebssystems 50 zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug einschiebbar oder einsteckbar ist.
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Die erste und die zweite Anschlusseinrichtung 2, 3 haben mehrere Kontaktstellen 10A - 10L als Phasenanschluss und zur Kontaktierung eines elektrisch leitenden Elements 4, 5, 6; 7, 8, 9 (vgl. 4A - 4C).
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Genauer dargestellt, hat die erste und zweite Anschlusseinrichtung 2, 3 zum Anschlie-ßen einer Leistungselektronik 70 und einer Aktorvorrichtung 52 jeweils sechs Kontaktstellen 10A- 10F; 10G -10L als Phasenanschlüsse (vgl. 4A - 4C). Dabei bildet jedes elektrisch leitende Element 4, 5, 6; 7, 8, 9 eine Kontaktstelle 10A - 10F; 10G -10L der ersten und der zweiten Anschlusseinrichtung 2, 3 (vgl. 4A - 4C).
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Anders beschrieben, hat jedes elektrisch leitende Element 4, 5, 6; 7, 8, 9 ein erstes und ein zweites Ende 11, 12. Dabei weist jedes elektrisch leitende Element 4, 5, 6; 7, 8, 9 eine Kontaktstelle 10A - 10F der ersten Anschlusseinrichtung 2 an seinem ersten Ende 11 und eine Kontaktstelle 10G - 10L der zweiten Anschlusseinrichtung 3 an seinem zweiten Ende 12 auf.
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So sind - wie in 1A, 1B, 4A - 4C gezeigt - an dem ersten Ende 11 der elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 die Kontaktstellen 10A - 10F in Reihe und nebeneinander angeordnet.
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An dem zweiten Ende 12 des ersten, zweiten und dritten elektrisch leitenden Elements 4, 5, 6 sind die Kontaktstellen 10G - 101 in Reihe und nebeneinander angeordnet. Auch am zweiten Ende 12 des vierten, fünften und sechsten elektrisch leitenden Elements 7, 8, 9 sind die Kontaktstellen 10J - 10L in Reihe und nebeneinander angeordnet.
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Eine Anordnung in Reihe und/oder nebeneinander kann in diesem Kontext so verstanden werden, wie eine Anordnung, bei der Perlen entlang einer Schnur aufgereiht sind, oder wie eine geordnete Aufstellung von z. B. Gläsern in einer geraden Linie. Dabei können die einzelnen Kontaktstellen nicht miteinander verbunden sein oder sich nicht berühren.
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Wie beispielsweise in den 1A - 4C; 6A - 6C zu erkennen, ist jede Kontaktstelle 10A - 10L als ebener Abschnitt zur einfachen Kontaktierung ausgebildet. Hierbei schließen die ebenen Abschnitte der Kontaktstellen 10A - 10F an dem ersten Ende 11 einen 90 Grad Winkel mit den ebenen Abschnitten der Kontaktstellen 10G - 10L an dem zweiten Ende 12 ein.
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Ferner sind am ersten Ende 11 der elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 die ebenen Abschnitte der Kontaktstellen 10A - 10F in einer ersten Ebene E1 angeordnet (vgl. 4A).
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Am zweiten Ende 12 des ersten, zweiten und dritten elektrisch leitenden Elements 4, 5, 6 sind die ebenen Abschnitte der Kontaktstellen 10G - 101 gleichorientiert zu einer zweiten Ebene E2 ausgerichtet und am zweiten Ende 12 des vierten, fünften und sechsten elektrisch leitenden Elements 7, 8, 9 sind die ebenen Abschnitte der Kontaktstellen 10J - 10L gleichorientiert zu einer dritten Ebene E3 ausgerichtet (vgl. 4A).
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Wie unschwer in den 1A - 4C; 6A - 6C zu ersehen, sind die erste, zweite und dritte Ebene E1, E2, E3 senkrecht zueinander orientiert. Auf diese Weise können einzelne Anschlüsse bei der Montage in einer elektrischen Maschine einfach auseinandergehalten werden.
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Des Weiteren zeigen die 1A bis 4C, dass jede Kontaktstelle 10A- 10L eine Durchgangsbohrung D zum Anschließen eines Kabels oder eines weiteren leitenden Elements hat. Dabei ist jede Durchgangsbohrung D entlang einer Achse ausgerichtet, die senkrecht zur Oberfläche der entsprechenden Kontaktstelle 10A - 10L orientiert ist.
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Wie in Figuren, 3D, 4A, 4C, 6A und 6C dargestellt, hat die erste Anschlusseinrichtung 2 und die zweite Anschlusseinrichtung 3 mehrere Buchsen B zur einfachen Kontaktierung eines elektrisch leitenden Elements 4, 5, 6; 7, 8, 9.
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Dabei weist die erste Anschlusseinrichtung 2 eine Buchse B pro elektrisch leitendes Element 4, 5, 6; 7, 8, 9 auf, wohingegen die zweite Anschlusseinrichtung 3 jeweils eine Buchse B an einem ersten, zweiten und dritten elektrisch leitenden Element 4, 5, 6 hat (vgl. 1B, 3A, 2D).
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Die Buchsen B sind an den entsprechenden elektrisch leitenden Elementen 4, 5, 6; 7, 8, 9 angeordnet bzw. an den Durchgangsbohrungen D des ebenen Abschnitts der Kontaktstelle 10A -101 einer Anschlusseinrichtung 2, 3 eingepresst.
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Die Buchsen B der zweiten Anschlusseinrichtung 3 sind freiliegend ausgebildet (vgl. 2D), sodass diese nicht von einem Werkstoff umgeben sind, wobei die Buchsen B der ersten Anschlusseinrichtung 2 teilweise von einem Gehäuse 13 umschlossen sind, beispielsweise teilweise in ein Gehäuse 13 eingegossen sind (vgl. 4C). Durch Eingießen mehrerer Buchsen B in das Gehäuse 13 können diese voneinander elektrisch isoliert werden.
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Dabei können die Buchsen B als Gewindebuchse ausgebildet sein (vgl. 7A, 7B), beispielsweise an der ersten Anschlusseinrichtung 2 der Hochvolt-Verbindungvorrichtung 1. In diesem Fall bilden die Buchsen B mit den Kontaktstellen einen Schraubkontakt.
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Wie 7A, 7B ferner und auch 8A, 8B zeigen, ist eine Leistungselektronik 70 mit einer Steckereinrichtung 71 zu erkennen, die Steckelemente 73 oder Schraubkontakte 74 zur Kontaktierung mit der Hochvolt-Verbindungvorrichtung 1 hat.
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Betreffend die 7A - 8B ist gezeigt, dass die Buchsen B als Steckdoseneinrichtung einer Steckvorrichtung zur einfachen Kontaktierung ausgebildet sind.
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Unter Bezugnahme auf die 8A, 8B ist zu erkennen, dass die als Steckdoseneinrichtung ausgebildete Buchsen B für die Aufnahme eines Cinch- oder eines Klinkensteckers oder eines Steckelements 73 ähnlich einem Cinch- oder ähnlich einem Klinkenstecker ausgebildet sind, um ein einfaches Ein- und Ausstecken zu gewährleisten.
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Hingegen bilden die Buchsen B in den 7A und 7B jeweils eine Schnittstelle zu den Schraubkontakten 74.
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In 8A und 8B weisen die als Steckdoseneinrichtung ausgebildeten Buchsen B eine Steckrichtung S für eine Steckereinrichtung 71 mit Steckelementen 73 auf, entlang welcher die Steckereinrichtung 71 ein- und aussteckbar ist.
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Wie in 8A - 8B ferner gezeigt, sind am ersten Ende 11 der elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 die Steckrichtungen S aller Buchsen B, die als Steckdoseneinrichtung ausgebildet sind, gleichorientiert ausgerichtet, um ein einfaches Ein- und Ausstecken zu gewährleisten. Analoges trifft für die 7A und 7B zu.
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Des Weiteren zeigen die 7A - 8B, dass die Steckeinrichtung 71 eine Dichtung 72 hat, um die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 von Seiten der Steckeinrichtung 71 zu dichten.
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Mit Blick auf die 1A - 2D, 4B, 4C ist dargestellt, dass die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 ein Gehäuse 13 hat, welches die elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 gegeneinander isoliert.
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Das Gehäuse 13 hat Trennelemente 14, um die Luft- und Kriechstrecken zwischen Kontaktstellen 10A - 10F der ersten Anschlusseinrichtung 2 und somit zwischen den elektrisch leitenden Elementen 4, 5, 6; 7, 8, 9 sicherzustellen (vgl. 1A, 2B, 4B, 4c).
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Die Trennelemente 14 sind ähnlich einer Trennwand oder ähnlich einem Trennsteg ausgebildet, sodass sich für jede Kontaktstelle 10A - 10F der ersten Anschlusseinrichtung 2 ein Aufnahmebereich bildet, der eine räumliche Abgrenzung der Kontaktstellen 10A - 10F zueinander bewirkt.
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Wie in 1A - 2A, 2C, 3A, 3C, 4A, 4C gezeigt, sind die elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 in einem ersten Teilabschnitt 15 der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 zur Anbringung in einem ersten Gehäuseraum T eines Antriebssystems 50 zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug von dem Gehäuse 13 umgossen / umgeben und in einem zweiten Teilabschnitt 16 der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 zur Anbringung in einem zweiten Gehäuseraum F eines Antriebssystems 50 zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug freiliegend ausgebildet. Somit sind die elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 im zweiten Teilabschnitt 16 von einem Fluid, beispielsweise von einem Getriebeöl, kühlbar. Im ersten Teilabschnitt 15 hingegen können die elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 mithilfe des Gehäuses 13 elektrisch isoliert werden.
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Nochmals mit anderen Worten ausgedrückt, hat die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 oder deren elektrisch leitende Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 einen ersten Teilabschnitt 15 zur Anbringung in einem ersten Gehäuseraum T eines Antriebssystems 50 zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug und einen zweiten Teilabschnitt 16 zur Anbringung in einem zweiten Gehäuseraum F eines Antriebssystems 50 zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug.
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Der erste Teilabschnitt 15 umfasst dabei die erste Anschlusseinrichtung 2 und der zweite Teilabschnitt 16 die zweite Anschlusseinrichtung 3 (vgl. 1A - 2A, 2C, 3A, 3C, 4A, 4C).
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Des Weiteren zeigen 1A - 2A, 2C, 3A, 3C, 4A, 4C, dass der erste Teilabschnitt 15 und der zweite Teilabschnitt 16 einen rechten Winkel miteinander einschlie-ßen.
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Ferner zeigen 1A - 2A, 2C, 3A, 3C, 4A, 4C, dass das Gehäuse 13 eine umlaufende Nut 17 zur Aufnahme eines Dichtelements 18 hat, mit welchem zwei Räume F, T eines Antriebssystems 50 zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug gegeneinander abdichtbar sind (vgl. 4C).
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Das Gehäuse 13 hat ein nicht-elektrisch leitendes Material, wie z. B. einen Kunststoff.
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In den 1A - 2C, 4B ist zu erkennen, dass das Gehäuse 13 zwei Führungselemente 19, 20 zur Positionierung gegenüber einem Getriebegehäuse 51 und zur Abstützung von Montagekräften hat.
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Dabei ist gemäß den 1A - 2C, 4B je ein Führungselement 19, 20 auf unterschiedlichen Seiten bzw. auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 13 angeordnet.
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Jedes Führungselement 19, 20 ist so ausgebildet, dass die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 in eine komplementär zum Führungselement 19, 20 ausgebildete Aufnahme 56, die von einem Getriebegehäuse 51 ausbildbar ist, einschiebbar oder einsteckbar ist.
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Hierzu sind die Führungselemente 19, 20 so ausgerichtet und orientiert, dass diese ein Verschieben der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 in die Montagerichtung M ermöglichen, sodass die Führungselemente 19, 20 in eine entsprechende Aufnahme 56 eines Getriebegehäuses 51 einschiebbar oder einsteckbar sind.
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Die Montagerichtung M ist gleichorientiert zum Verlauf der elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 ausgerichtet, sodass die zweite Anschlusseinrichtung 3 in ein Getriebegehäuse 51 oder in einen zweiten Gehäuseraum F eines Antriebssystems 50 zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug einschiebbar oder einsteckbar ist. Dadurch, dass die zweite Anschlusseinrichtung 2 in ein Getriebegehäuse 51 eingebracht werden kann, kann die erste Anschlusseinrichtung 2 als eine Art Anschlag fungieren, der ein weiteres Eindringen der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 in ein Getriebegehäuse 51 unterbindet (vgl. z. B. 8A, 8B).
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Wie in 2B dargestellt, haben die Führungselemente 19, 20 eine Quaderform mit sechs Seitenflächen, wobei vier Seitenflächen parallel in Montagerichtung M ausgerichtet und orientiert sind.
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Zudem ist in 2B dargestellt, dass das Gehäuse 13 eine Befestigungseinrichtung 21 zur Befestigung an einem Getriebegehäuse 51 aufweist, die als Lasche ausgebildet ist.
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Dabei hat die Befestigungseinrichtung 21 eine Durchführung E, sodass mithilfe einer Schraube die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 an einem Getriebegehäuse 51 befestigbar ist. Die Durchführung E ist ebenfalls in Montagerichtung M der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 ausgerichtet und orientiert. Hierbei verläuft die Montagerichtung M in Richtung der elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6, 7, 8, 9, wie sie im zweiten Teilabschnitt 16 der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 ausgebildet sind.
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Des Weiteren hat die Befestigungseinrichtung 21 ein Abstützelement, um Schraubenvorspannkräfte abzustützen. Das Abstützelement ist als Buchse oder als Gewindebuchse ausgebildet und weist Metall oder Kunststoff als Material auf. Ferner ist das Abstützelement in das Gehäuse 13 eingegossen.
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Wie in den 1A, 2A, 2C, 4B, 4C ersichtlich, hat die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 ein Dichtelement 18, das zwischen dem ersten und dem zweiten Teilabschnitt 15, 16 der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 angeordnet ist. Somit können zwei Räume F, T eines Getriebegehäuses 51 gegeneinander abgedichtet und gleichzeitig elektrisch über die sechs elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 miteinander verbunden werden (vgl. 4C).
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Das Dichtelement 18 ist in der Nut 17 des Gehäuses 13 der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 angeordnet, sodass - wie bereits schon erwähnt - zwei Räume F, T eines Getriebegehäuses 51 eines Antriebssystems 50 zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug gegeneinander abdichtbar sind.
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In den 5A - 5C ist ein schematisches Antriebssystem 50 zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges gezeigt, während in den 6A - 6C eine technische Zeichnung eines Antriebssystems 50 zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges dargestellt ist.
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Nachfolgende Beschreibung trifft auf die technische Zeichnung sowie auf die schematische Darstellung zu.
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So zeigen die genannten Figuren, dass das Antriebssystem 50 ein Getriebegehäuse 51 (nur angedeutet) mit einem ersten Gehäuseraum T, beispielsweise einem Trockenraum, und einem zweiten Gehäuseraum F, beispielsweise einem Fluidraum, aufweist.
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Das Antriebssystem 50 hat zudem eine Aktorvorrichtung 52 mit einer ersten und einer zweiten elektrischen Maschine 53, 54, die innerhalb des ersten Gehäuseraums T des Getriebegehäuses 51 angeordnet ist.
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Zudem hat das Antriebssystem 50 die oben beschriebene Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1. Dabei ist die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 bei Betrachtung quer zur Drehachse X der elektrischen Maschinen 53, 54 zwischen der ersten und zweiten elektrischen Maschine 53, 54 am Getriebegehäuse 51 angeordnet ist (vgl. 5A, 5B), um den Verbindungsweg von jeder elektrischen Maschine 53, 54 hin zur Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 kurz zu gestalten. Konkreter dargestellt, zeigt 5A ein sog. Multi-Mode-Drive Getriebe und 5B ein sog. Serial-Mode-Drive Getriebe.
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In 5C ist bei Betrachtung quer zur Drehachse X der elektrischen Maschinen 53, 54 die erste elektrische Maschine 53 zumindest teilweise im hohlen Inneren der zweiten elektrischen Maschine 54 angeordnet ist. Dabei ist in 5C die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 in Richtung der Drehachse X in Reihe zu den elektrischen Maschinen 53, 54 angeordnet ist, um die Verbindungen von beiden elektrischen Maschinen 53, 54 hin zur Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 kurz zu gestalten.
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Mit Blick auf die 6A, 6B ist gezeigt, dass das Getriebegehäuse 51 einen Verbindungsgang 55 hat, welcher den ersten T und den zweiten Gehäuseraum F miteinander fluidkommunizierend verbindet.
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Dabei ist die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 so im Verbindungsgang 55 angeordnet, dass mithilfe des Dichtelements 18 der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1, das dichtend im Verbindungsgang 55 gegen das Getriebegehäuse 51 anliegt, und der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 der Verbindungsgang 55 fluiddicht abgedichtet ist.
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Ferner zeigt 6C, dass das Getriebegehäuse 51 eine Aufnahme 56 zur Positionierung eines Führungselements 20 der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 und zur Abstützung von Montagekräften hat.
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Das Getriebegehäuse 51 weist dabei eine Befestigungsaufnahme (nicht dargestellt) zur Befestigung einer Befestigungseinrichtung 21 der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 an dem Getriebegehäuse 51 auf.
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In 6B sind die beiden elektrischen Maschinen per Bezugszeichen 53, 54 angedeutet. Linksseitig der zweiten Anschlusseinrichtung 3 ist die erste elektrische Maschine 53 angeordnet und rechtsseitig der zweiten Anschlusseinrichtung 3 die zweite elektrische Maschine 54.
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9A bis 9D zeigen unterschiedliche Ansichten auf eine weitere Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 bzw. ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1.
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Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird nachstehend auf die wesentlichen Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, gezeigt in 1A- 8B und 9A bis 9D, eingegangen.
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Von der nochmaligen Beschreibung offensichtlicher Gemeinsamkeiten wird daher abgesehen.
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So ist beispielsweise den 9A bis 9D zu entnehmen, dass die erste Anschlusseinrichtung 2 und die zweite Anschlusseinrichtung 3 Buchsen B zur einfachen Kontaktierung eines elektrisch leitenden Elements 4, 5, 6; 7, 8, 9 haben.
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Was jedoch bei Vergleich der 9A und z. B. 4B sofort auffällt, ist der Umstand, dass die Kontaktstellen 10G - 10L, die als ebener Abschnitt zur einfachen Kontaktierung ausgebildet sind, an dem zweiten Ende 12 der zweiten Anschlusseinrichtung 3 alle gleichorientiert sind.
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D.h., dass an dem zweiten Ende 12 des ersten, zweiten und dritten elektrisch leitenden Elements 4, 5, 6 die ebenen Abschnitte der Kontaktstellen 10G - 101 in einer zweiten Ebene E2 angeordnet sind und an dem zweiten Ende 12 des vierten, fünften und sechsten elektrisch leitenden Elements 7, 8, 9 die ebenen Abschnitte der Kontaktstellen 10J - 10L ebenfalls in der zweiten Ebene E2 angeordnet sind. Bei einer Orientierung der Enden 12 der elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6, 7, 8, 9 in der zweiten Ebene E2 sind also alle Kontaktstellen 10G - 101 nicht nur gleichorientiert, sondern ähnlich wie Teller auf einer Tischplatte innerhalb einer Ebene bzw. auf der Tischplattenebene angeordnet.
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Ferner sind an dem zweiten Ende 12 des ersten, zweiten und dritten elektrisch leitenden Elements 4, 5, 6 die Kontaktstellen 10G - 101 in Reihe und nebeneinander angeordnet, genauso wie am zweiten Ende 12 des vierten, fünften und sechsten elektrisch leitenden Elements 7, 8, 9.
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Hierbei schließen die ebenen Abschnitte der Kontaktstellen 10A - 10F an dem ersten Ende 11 einen 90 Grad Winkel mit den ebenen Abschnitten der Kontaktstellen 10G - 10L an dem zweiten Ende 12 ein.
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Anders ausgedrückt, sind am ersten Ende 11 der elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 die ebenen Abschnitte der Kontaktstellen 10A - 10F in einer ersten Ebene E1 angeordnet. Dabei ist aus den 9A und 9B zu ersehen, sind die erste und zweite Ebene E1, E2 senkrecht zueinander orientiert.
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Des Weiteren ist beispielsweise beim Vergleich der 9B mit den 2D, 4A bis 4C zu erkennen, dass die zweite Anschlusseinrichtung 3 in 9B eine Buchse B an einem ersten, zweiten und dritten elektrisch leitenden Element 4, 5, 6 hat; und zusätzlich jeweils eine Buchse B an dem vierten, fünften und sechsten elektrisch leitenden Element 7, 8, 9.
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Dabei sind die Buchsen B an den entsprechenden elektrisch leitenden Elementen 4, 5, 6; 7, 8, 9 angeordnet bzw. an den Durchgangsbohrungen D des ebenen Abschnitts der Kontaktstelle 10G -10L der zweiten Anschlusseinrichtung 3 eingepresst.
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Die Buchsen B der zweiten Anschlusseinrichtung 3 sind ferner alle freiliegend ausgebildet, sodass diese nicht von einem Werkstoff umgeben sind. Hingegen sind die Buchsen B der ersten Anschlusseinrichtung 2 teilweise von einem Gehäuse 13 umschlossen, beispielsweise teilweise in ein Gehäuse 13 eingegossen. Die Buchsen B sind als Gewindebuchse ausgebildet.
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Im Ergebnis sind also in 9A bis 9D pro elektrisch leitendes Element 4, 5, 6; 7, 8, 9 zwei Buchsen B angeordnet, beispielsweise sind die Buchsen B an einer Durchgangsbohrung D eines ebenen Abschnitts einer Kontaktstelle 10A - 10L einer Anschlusseinrichtung 2, 3 eingepresst.
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Als nächster Unterschied zwischen den 9A, 9B und beispielsweise den 1A, 2A und 4B fällt auf, dass die Führungselemente 19, 20 unterschiedlich ausgestaltet sind.
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So weisen die Führungselemente 19, 20 in 9A und 9B zum einen eine Form ähnlich einem Zylinder oder ähnlich einem allgemeinen Zylinder und zum anderen eine Form ähnlich einer Klingenspitze eines Kreuzschlitzschraubenziehers auf.
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Als weiteren Unterschied hat die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 in den 9A bis 9D eine Beabstandungseinrichtung 23 für die elektrisch leitende Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9, welche Luft- und Kriechstrecken zwischen einzelnen elektrisch leitenden Elementen 4, 5, 6; 7, 8, 9 sicherstellt.
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Wie bereits bekannt, hat die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 oder deren elektrisch leitende Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 einen ersten Teilabschnitt 15 zur Anbringung in einem ersten Gehäuseraum T eines Antriebssystems 50 zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug und einen zweiten Teilabschnitt 16 zur Anbringung in einem zweiten Gehäuseraum F eines Antriebssystems 50 zum Antreiben für ein hybrides oder elektrisches Fahrzeug.
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Dabei sind die elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 im ersten Teilabschnitt 15 von einem Gehäuse 13 der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 umgossen bzw. umgeben und im zweiten Teilabschnitt 16 freiliegend ausgebildet, sodass die elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 im zweiten Teilabschnitt 16 von einem Fluid, beispielsweise von einem Getriebeöl, kühlbar sind. Im ersten Teilabschnitt 15 hingegen sind die elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 durch das Gehäuse 13 elektrisch voneinander isoliert.
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Die Beabstandungseinrichtung 23 ist im zweiten Teilabschnitt 16 angeordnet, um ausreichend Luft- und Kriechstrecken zwischen den elektrisch leitenden Elementen 4, 5, 6; 7, 8, 9 zu gewährleisten, die freiliegend ausgebildet sind.
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Dabei hat die Beabstandungseinrichtung 23 mehrere Trennteile 24, mit welchen ein Abstand zwischen zwei unmittelbar benachbarten elektrischen Elementen 4, 5, 6; 7, 8, 9 festlegbar ist. Jedes Trennteil 24 ist ausgebildet, dem Verlauf der elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 zu folgen und deren Form nachzuahmen.
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Ferner ist jedes Trennteil 24 als Trennwand ausgebildet, dessen Dicke, erfasst zwischen zwei benachbarten elektrisch leitenden Elementen 4, 5, 6; 7, 8, 9, auf entsprechende Luft- und Kriechstrecken angepasst ist. Die Höhe H jedes Trennteils 24 entspricht der Höhe der elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9.
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Wie den 9A und 9B zu entnehmen, hat die Beabstandungseinrichtung 23 diverse Rastelemente 25, mit welchen die Beabstandungseinrichtung 23 an einem elektrisch leitenden Element 4, 5, 6; 7, 8, 9 verrastbar ist, sodass die relative Position der elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 und der Beabstandungseinrichtung 23 fixierbar ist.
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Die Rastelemente 25 haben einen Rasthaken, welcher ausgebildet ist, ein elektrisch leitendes Element 4, 5, 6; 7, 8, 9 teilweise zu umgreifen. Somit kann also ein Rastelement 25 mit seinem Rasthaken und zusammen mit einem Plattenelement 27 der Beabstandungseinrichtung 23 ein elektrisch leitendes Element 4, 5, 6, 7, 8, 9 umgreifen bzw. klemmen. Dabei sind die Rastelemente 25 in Reihe zu den Trennteilen 24 angeordnet, wobei sich die Rastelemente 25 entlang der Höhe der Trennteile 24 oder der elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 erstrecken.
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Die Beabstandungseinrichtung 23 hat ferner Aufnahmeabschnitte 26, in denen die zweiten Enden 12 der elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6; 7, 8, 9 und die Kontaktstellen 10G - 10L der zweiten Anschlusseinrichtung 3 aufnehmbar sind bzw. aufgenommen werden (vgl. 9B).
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Dabei sind die Aufnahmeabschnitte 26 geometrisch an die zweiten Enden 12 und an die Kontaktstellen 10G - 10L und an die Buchsen B zur einfachen Kontaktierung eines elektrisch leitenden Elements 4, 5, 6; 7, 8, 9 angepasst, sodass die Abstände zwischen den zweiten Enden 12 bzw. Kontaktstellen 10G - 10L bzw. Buchsen B sichergestellt werden kann.
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Wie in 9B gezeigt, sind die Aufnahmeabschnitte 26 hohlzylinderförmig ausgebildet bzw. geometrisch an Enden der elektrischen leitenden Elemente 4, 5, 6, 7, 8, 9 angepasst, wobei zwischen zwei Aufnahmeabschnitten 26 ein Trennteil 24 angeordnet ist.
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Zudem hat die Beabstandungseinrichtung 23 ein Plattenelement 27 mit einer Außenseite 28 und einer Innenseite 29, wobei die Außenseite 28 eine Anschlagfläche bildet, um gegen ein Getriebegehäuse 51 eines Antriebssystems 50 zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges anzuliegen.
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Die Außenseite 28 hat zudem, wie in 9A und 9C gezeigt, Vorsprünge 30 zur korrekten Positionierung der Beabstandungseinrichtung 23 an einem Getriebegehäuse 51 eines Antriebssystems 50 zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges. Dadurch sind die Vorsprünge 30 von entsprechenden Aufnahmen eines Getriebegehäuse 51 aufnehmbar (vgl. 9C).
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An der Innenseite 29 sind die Trennteile 24 der Beabstandungseinrichtung 23 und die Aufnahmeabschnitte 26 der Beabstandungseinrichtung 23 und Rastelemente 25 der Beabstandungseinrichtung 23 angeordnet - vgl. 9B.
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9C und 9D zeigen eine Einbausituation der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 in einem Getriebegehäuse 51 eines Antriebssystems 50 zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges.
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Nachstehend werden die 1A bis 9D nochmals mit anderen Worten geschildert.
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Kurz zusammengefasst kann festgehalten werden, dass gegenüber dem Stand der Technik - stark vereinfacht dargestellt - zum Beispiel zwei Hochvolt(HV)-Einzelterminals zu einem Hochvolt(HV)-Doppelterminal bzw. zwei Hochvolt-Verbindungsvorrichtungen für jeweils eine elektrische Maschine zu einer Hochvolt-Verbindungsvorrichtung für zwei elektrische Maschinen kombiniert werden. Dies bietet den Vorteil der Reduzierung der Schnittstellen- und Komponentenanzahl.
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5A bis 5C zeigen die prinzipielle Anordnung des hier vorgestellten Hochvolt(HV)-Doppelterminals bzw. der hier vorgestellten Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 mit einer Hochvolt(HV)-Kontaktierung, angeordnet zwischen zwei elektrischen Maschinen 53, 54 eines Zwei-E-Maschinengetriebes bzw. eines Antriebssystems 50 zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges mit einer Aktorvorrichtung 52 mit einer ersten und einer zweiten elektrischen Maschine 53, 54.
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Die nachfolgenden Details und verwendeten bildlichen Darstellungen werden am HV-Doppelterminal bzw. an einer Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 für ein Serial-Mode-Drive Getriebe basierend auf der prinzipiellen Anordnung nach 5B beschrieben; gelten aber ebenso für ein Multi-Mode-Drive Getriebe nach 5A.
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Das hier vorgestellte HV-Doppelterminal bzw. die hier vorgestellte Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 mit HV-Kontaktierung ist, wie in den vorgenannten Figuren dargestellt, zwischen zwei E-Maschinen bzw. elektrischen Maschinen 53, 54 wie folgt aufgebaut.
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1A, 2A bis 2D sowie 4B und 4C zeigen Haupt- und Seitenansichten, aber auch Schnittdarstellungen sowie eine perspektivische Darstellung des HV-Doppelterminals 1 bzw. der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1.
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Diese weist ein Terminalgehäuse 13 bzw. Gehäuse 13 sowie die vom Terminalgehäuse im Bereich eines späteren Getriebe-Trockenraumes / ersten Gehäuseraums T umgossenen Stromschienen bzw. elektrisch leitende Elemente 4, 5, 6, 7, 8, 9 auf. Diese Stromschienen bzw. elektrisch leitenden Elemente dienen der Stromführung zwischen elektrischen Maschinen 53, 54 einer Aktorvorrichtung 52 und einer Leistungselektronik 70.
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Im Bereich des späteren Getriebe-Ölraumes bzw. eines zweiten Gehäuseraums F sind die Stromschienen / elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6, 7, 8, 9, bis auf einen Übergangsbereich eines Dichtelements 18, nicht vom Terminalgehäuse 13 bzw. Gehäuse 13 umgossen. Dies kann besonders vorteilhaft sein, da die sich im Betrieb erwärmenden Stromschienen / elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6, 7, 8, 9 vom umherspritzenden Getriebeöl gekühlt werden können.
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Das Terminalgehäuse 13 / Gehäuse 13 ist aus einem nicht-stromleitenden Material, wie z. B. Kunststoff; die Stromschienen bzw. die elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6, 7, 8, 9 sind aus einem stromleitenden Material, wie z. B. Kupfer, ausgeführt.
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Das Terminalgehäuse bzw. das Gehäuse 13 ist mit einer umlaufenden Dichtungsnut 17 bzw. Nut 17 zur Aufnahme des Dichtelements 18 ausgeführt. Dieses Dichtelement 18 befindet sich an der Schnittstelle zwischen Trockenraum bzw. einem ersten Gehäuseraum T mit den Leistungselektronik-seitigen Phasenanschlüssen bzw. Kontaktstellen 10A - 10F und einem Ölraum bzw. einem zweiten Gehäuseraum F mit den Phasenanschlüssen bzw. mit den Kontaktstellen 10G - 10L zu zwei elektrischen Maschinen 53, 54 sowie den nicht vom Terminalgehäuse / Gehäuse 13 umgossenen freiliegenden Stromschienen / elektrisch leitenden Elementen 4, 5, 6, 7, 8, 9 und dichtet zwischen HV-Doppelterminal 1 / Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 und einen Getriebegehäuse 51 eines Antriebssystems 50 ab.
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Lösungen aus dem Stand der Technik benötigen bei zwei Hochvolt(HV)-Einzelterminals je ein Dichtelement pro Terminal, also zwei pro Getriebe bzw. zwei für zwei elektrische Maschinen. Kurz zusammengefasst entfällt also das zweite Dichtelement bei dem hier vorgestellten HV-Doppelterminal 1.
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Wie in 2B, 6C gezeigt, besitzt das Terminalgehäuse bzw. das Gehäuse 13 eine Anschraublasche / Befestigungseinrichtung 21, um das HV-Doppelterminal 1 bei der Montage am Getriebegehäuse 13 zu befestigen. Dabei kann es sich als günstig erweisen, dass betreffend die Befestigungseinrichtung 21 eine Schraubverbindung eingesetzt wird. Zur besseren Abstützung der Schraubenvorspannkraft ist eine Buchse, zum Beispiel aus Metall, im Bereich der Anschraublasche bzw. der Befestigungseinrichtung 21 in das Terminalgehäuse 13 / in das Gehäuse 13 eingepresst bzw. eingegossen.
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Bei Vergleich mit Lösungen aus dem Stand der Technik sind bei zwei Hochvolt(HV)-Einzelterminals je ein Befestigungselement, wie zum Beispiel eine Schraube, und eine Buchse pro Terminal, also jeweils zwei pro Getriebe bzw. zwei pro Getriebe bzw. zwei für zwei elektrische Maschinen erforderlich. Das zweite Befestigungselement und die zweite Buchse entfallen bei den hier vorgestellten HV-Doppelterminal 1 bzw. der hier vorgestellten Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1.
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Mit Blick auf 2B, 6C, wird gezeigt, dass das Terminalgehäuse 13 bzw. das Gehäuse 13 mit zwei Führungselementen 19, 20 auf der Ober- und/oder Unterseite ausgestattet ist. Dadurch kann das HV-Doppelterminal 1 bzw. die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 bei der Montage zum Getriebegehäuse 13 hin positioniert werden und auftretende Montagekräfte, z. B. beim Anschrauben der Leistungselektronik-Phasenanschlüsse, abgestützt werden.
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Das Terminalgehäuse 13 / Gehäuse 13 weist im Bereich der Hochvolt(HV)-Kontaktierung bzw. im Bereich der Kontaktstellen 10A bis 10F zur Leistungselektronik Stege 14 bzw. Trennteile 14 zwischen den einzelnen Phasenanschlüssen / Kontaktstellen 10A bis 10F auf, um die Luft und Kriechstrecken sicherzustellen.
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1B, 3A - 3C sowie 4A zeigen die Anordnung der stromführenden Elemente bzw. der elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6, 7, 8, 9 - das Terminalgehäuse / Gehäuse 13 ist zur besseren Darstellung ausgeblendet.
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Die Stromschienen bzw. die elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6, 7, 8, 9 sind im Bereich der HV-Kontaktierung / der Kontaktstellen 10A- 10F mit der Leistungselektronik (LE) nebeneinander angeordnet. Die Anschraubflächen der Phasenanschlüsse bzw. die Kontaktstellen 10A - 10F befinden sich idealerweise in einer Ebene.
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Im Bereich der Hochvolt(HV)-Kontaktierung mit den elektrischen Maschinen sind die Phasenanschlüsse bzw. die Kontaktstellen 10A - 10F bedingt durch die Einbausituation in der Ebene versetzt und senkrecht zueinander angeordnet.
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Die Einbausituation wird nachfolgend im Lichte der 6A bis 6C näher erläutert.
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Auf Seiten der Leistungselektronik (LE) bzw. LE-seitig sind Gewindebuchsen B in die Stromschienen / elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6, 7, 8, 9 eingepresst, die zusammen mit den Stromschienen / elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6, 7, 8, 9 während des Herstellprozesses in das Terminalgehäuse bzw. Gehäuse 13 eingegossen und somit gegeneinander elektrisch isoliert werden.
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Auf Seiten einer ersten elektrischen Maschine 53 sind Gewindebuchsen bzw. Buchsen B in die Stromschienen / elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6, 7, 8, 9 eingepresst. Auf Seiten einer zweiten elektrischen Maschine 54 sind an dieser Stelle keine Gewindebuchsen dargestellt, können aber prinzipiell auch hier vorgesehen werden. Im konkreten Fall befinden sich die Gewindebuchsen B zur Kontaktierung der zweiten elektrischen Maschine 54 an der zweiten elektrischen Maschine selbst und die Phasenanschlüsse bzw. Kontaktstellen 10L - 10J am HV-Doppelterminal / an der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 sind mit einer Durchgangsbohrung D ausgeführt.
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Die Gewindebuchsen B dienen während des Getriebemontageprozesses der Aufnahme geeigneter Befestigungselemente, wie Schrauben, um die Phasenanschlüsse / Kontaktstellen 10G - 10J von der ersten elektrischen Maschine 53 / zweiten elektrischen Maschine 54 und Leistungselektronik (LE) mit dem HV-Doppelterminal bzw. Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 zu verbinden.
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6A bis 6C zeigen die Einbausituation des hier vorgestellten HV-Doppelterminals / Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 mit der Hochvolt(HV)-Kontaktierung, angeordnet zwischen der ersten und zweiten elektrischen Maschine 53, 54 eines Zwei-E-Maschinen-Getriebes bzw. eines Antriebssystems 50 zum Antreiben eines hybriden oder elektrischen Fahrzeuges.
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Das HV-Doppelterminal 1 bzw. die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 wird von oben in das Getriebegehäuse 51 durch eine Öffnung eingeschoben. Dabei findet das Dichtelement 18 seine Endposition im dafür vorgesehenen Bereich des Getriebegehäuses 51. Die Führungselemente 19, 20 dienen während der Montage dazu, das HV-Doppelterminal / die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 zum Getriebegehäuse 51 hin zu positionieren. Für spätere Montageschritte, wie z. B. beim Setzen und Anziehen von Schraubverbindungen, dienen diese Führungselemente 19, 20 außerdem der Abstützung von Montagekräften.
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Nach dem Einsetzen des HV-Doppelterminals / der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 in das Getriebegehäuse 51 wird eine Schraube montiert, um das HV-Doppelterminal 1 im Getriebegehäuse 51 zu fixieren (vgl. 6A bis 6C).
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Die zweite elektrische Maschine 54 kann sowohl vor als auch nach der Montage des HV-Doppelterminals 1 / der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 von links in das Getriebegehäuse 51 montiert werden. Voraussetzung hierfür ist, dass die Gewindebuchsen B von Seiten der zweiten elektrischen Maschine 54 sich an der elektrischen Maschine selbst und nicht am HV-Doppelterminal 1 befinden. Wie oben beschrieben, können die Gewindebuchsen B von Seiten der zweiten elektrischen Maschine 54 prinzipiell auch am HV-Doppelterminal 1 vormontiert sein, dann ergibt sich aber ein anderen, hier nicht beschriebener, Montageablauf und eine geänderte Anordnung der Komponenten (vgl. 6A bis 6C).
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Generell können ebenso wie bei der hier beschriebenen Ausführung der Kontaktierung der zweiten elektrischen Maschine 54 von Seiten der ersten elektrischen Maschine 53 die Gewindebuchsen B an der ersten elektrischen Maschine 53 selbst und die Phasenanschlüsse /die Kontaktstellen 10A - 10L am HV-Doppelterminal 1 / Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 mit Durchgangsbohrungen D ausgeführt werden. Diese Variante für die Kontaktierung der ersten elektrischen Maschine 53 wird an dieser Stelle nicht bildlich gezeigt und auch nicht näher beschrieben, ist aber prinzipiell möglich.
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Sind HV-Doppelterminal 1 / Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 und die zweite elektrische Maschine 54 montiert, erfolgt die Hochvolt(HV)-Kontaktierung der Phasen der zweiten elektrischen Maschine 54 mit den Phasenanschlüssen / Kontaktstellen 10L - 10J durch Setzen der daran angeordneten Schrauben von rechts nach links (vgl. 6B).
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Im Anschluss erfolgt die Montage der ersten elektrischen Maschine 53 durch Einsetzen von rechts ins Getriebegehäuse 51. Die Hochvolt(HV)-Kontaktierung der Phasen der ersten elektrischen Maschine 53 mit den Phasenanschlüssen bzw. den Kontaktstellen 10G - 101 erfolgt durch Setzen der daran angeordneten Schrauben senkrecht zur Darstellungsebene der Schnittdarstellung nach 6B.
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Ist die HV-Kontaktierung der beiden elektrischen Maschinen 53, 54 mit dem HV-Doppelterminal 1 erfolgt, wird die HV-Kontaktierung der Leistungselektronik (LE) mit den Phasen 80 (nur eine exemplarisch mit Bezugszeichen versehen) und den Kontaktstellen 10A - 10F des HV-Doppelterminals 1 bzw. der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 ausgeführt. Durch Setzen von Schrauben wird eine sichere Verbindung an den Kontaktstellen 10A- 10F ermöglicht.
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Anschließend wird die für die Montage erforderliche Öffnung des Getriebegehäuses 51 durch einen Deckel 57 verschlossen.
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Das hier vorgestellte HV-Doppelterminal 1 für ein Zwei-E-Maschinengetriebe mit der zwischen den beiden elektrischen Maschinen 53, 54 angeordneten Hochvolt(HV)-Kontaktierung ermöglicht durch die hier vorgestellte Ausführung eine Reduzierung der Komponenten- sowie Schnittstellenanzahl und infolgedessen einen vereinfachten Ablauf bei der Montage eines Getriebes bzw. eines Antriebssystems 50 bei der Herstellung und bei der Demontage z. B. im Servicefall.
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Nachfolgend finden sich noch einige Erläuterungen zu den 7A bis 8B.
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So zeigen genannte Figuren, ein HV-Doppelterminal 1 bzw. eine Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 als eine Einheit für die Hochvolt(HV)-Kontaktierung und zwei elektrischen Maschinen.
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Dabei wird ein HV- Doppelterminal 1 mit Schnittstelle zu einer Leistungselektronik 70 mit Schraubkontakten 74 gezeigt (vgl. 7A und 7B).
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Alternativ ist es auch möglich, 8A und 8B zeigen, dass das HV- Doppelterminal 1 bzw. die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 mit Schnittstelle zu einer Leistungselektronik 70 mit Steckkontakten 73 als weitere mögliche Kontaktierungsvariante.
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Steckkontakte 73 sind vorteilhaft für die Montage und Demontage der Leistungselektronik 70. Dabei entfällt außerdem ein zusätzlicher Deckel, der beispielsweise bei einer Schraubkontaktierung notwendig ist.
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Beim HV-Doppelterminal 1, bei welchem eine radial angeordnete elektrische Maschine zusammen mit dem Stator auf einem Getriebedeckel vormontiert ist, ist für eine Montage-Hochzeit zwischen Rotoren und Statoreinheit bzw. Stator von Vorteil (vgl. 9D).
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Eine Beabstandungseinrichtung 23, wie in 9A bis 9D gezeigt, sichert Luft- und Kriechstrecken zwischen den einzelnen Stromschienen / elektrisch leitenden Elemente 4, 5, 6, 7, 8, 9.
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Wie in 9D dargestellt, ist es möglich, dass beim HV-Doppelterminal 1 / bei der Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 die Führungselemente 19, 20, mit welchen der HV-Terminal 1 / die Hochvolt-Verbindungsvorrichtung 1 im Getriebegehäuse 51 und am Getriebedeckel während der Montage vorpositionierbar ist, im zusammengebauten Zustand eine Abstützung bilden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hochvolt-Verbindungsvorrichtung
- 2
- erste Anschlusseinrichtung
- 3
- zweite Anschlusseinrichtung
- 4
- erstes elektrisch leitendes Element
- 5
- zweites elektrisch leitendes Element
- 6
- drittes elektrisch leitendes Element
- 7
- viertes elektrisch leitendes Element
- 8
- fünftes elektrisch leitendes Element
- 9
- sechstes elektrisch leitendes Element
- 10A - 10L
- Kontaktstelle
- 11
- erstes Ende
- 12
- zweites Ende
- 13
- Gehäuse
- 14
- Trennelement
- 15
- erster Teilabschnitt
- 16
- zweiter Teilabschnitt
- 17
- Nut
- 18
- Dichtelement
- 19
- Führungselement
- 20
- Führungselement
- 21
- Befestigungseinrichtung
- 22
- ---
- 23
- Beabstandungseinrichtung
- 24
- Trennteil
- 25
- Halteelement
- 26
- Aufnahmeabschnitt
- 27
- Plattenelement
- 28
- Außenseite
- 29
- Innenseite
- 30
- Vorsprung
- 50
- Antriebssystem
- 51
- Getriebegehäuse
- 52
- Aktorvorrichtung
- 53
- erste elektrische Maschine
- 54
- zweite elektrische Maschine
- 55
- Verbindungsgang
- 56
- Aufnahme
- 57
- Deckel
- 70
- Leistungselektronik
- 71
- Steckereinrichtung
- 72
- Dichtung
- 73
- Steckelemente
- 74
- Schraubkontakte
- 80
- Phase
- B
- Buchse
- D
- Durchgangsbohrung
- E
- Durchführung
- S
- Steckrichtung
- X
- Drehachse
- M
- Montagerichtung
- T
- erster Gehäuseraum (Trockenraum)
- F
- zweiter Gehäuseraum (Fluidraum)
