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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit sowie ein Herstellungsverfahren für eine solche elektrische Antriebseinheit.
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Stand der Technik
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Ganz oder zumindest teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeuge gewinnen zunehmend an Bedeutung. Bei solchen Fahrzeugen kommt insbesondere der elektrischen Antriebseinheit eine große Bedeutung zu. Eine elektrische Antriebseinheit wird in der Regel von einem elektrischen Energiespeicher, beispielsweise der Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs, gespeist. Die hierbei bereitgestellte Gleichspannung wird mittels eines Wechselrichters in eine ein- oder mehrphasige Wechselspannung konvertiert. Diese Wechselspannung wird an einer elektrischen Maschine bereitgestellt, welche die elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt und über ein Getriebe an den Rädern des Fahrzeugs bereitstellt. Neben konventionellen Ansätzen, bei welchen die Leistungselektronik des Wechselrichters, die elektrische Maschine und das Getriebe als einzelne Komponenten verbaut sind, existieren zwischenzeitlich auch Ansätze, bei welchen Motor und Getriebe in einem gemeinsamen Gehäuse integriert und Leistungs- sowie Steuerschaltung an diesem Gehäuse angeordnet sind. Derartige kompakte Antriebseinheiten sind als elektrische Fahrzeugachsenvorrichtungen beispielsweise unter dem Begriff „eAchse“ der Robert Bosch GmbH bekannt.
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Die Druckschrift
DE 10 2013 204 766 A1 beschreibt eine elektrische Fahrzeugachsenvorrichtung mit mindestens einer Fahrzeugachse, an welcher Fahrzeugräder angebracht werden können. Die dabei beschriebene Fahrzeugachsenvorrichtung weist ein Getriebe auf, welches mit der Fahrzeugachse verbunden ist. Ferner weist die Fahrzeugachsenvorrichtung einen Elektromotor auf, welcher mit dem Getriebe gekoppelt ist. Darüber hinaus weist die beschriebene Fahrzeugachsenvorrichtung eine Leistungselektronik mit einem Wechselrichter auf, welcher den Elektromotor der Fahrzeugachsenvorrichtung mit elektrischer Energie speist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Antriebseinheit sowie ein Herstellungsverfahren für eine elektrische Antriebseinheit mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Demgemäß ist vorgesehen:
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Eine elektrische Antriebseinheit, insbesondere eine kompakte elektrische Antriebseinheit für ein Elektrofahrzeug, mit einer elektrischen Maschine, einer Leistungselektronik und einer Steuerschaltung. Die Leistungselektronik ist dazu ausgelegt, die elektrische Maschine anzusteuern. Hierzu kann die Leistungselektronik beispielsweise eine eingangsseitig bereitgestellte elektrische Gleichspannung in eine ein- oder mehrphasige der elektrischen Wechselspannung konvertieren, die dazu geeignet ist, die elektrische Maschine anzusteuern. Die Steuerschaltung ist dazu ausgelegt, die Leistungselektronik anzusteuern. Insbesondere kann die Steuerschaltung Signale zur Ansteuerung von Komponenten in der Leistungselektronik generieren und diese an der Leistungselektronik bereitstellen. Die Steuerschaltung umfasst eine Schaltungsanordnung. Die Schaltungsanordnung ist auf einem Leiterplattensubstrat angeordnet. Ferner ist auf diesem Leiterplattensubstrat ein Temperatursensor angeordnet. Der Temperatursensor auf dem Leiterplattensubstrat der Steuerschaltung ist thermisch mit einem Anschluss der Statorwicklungen der elektrischen Maschine gekoppelt.
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Weiterhin ist vorgesehen:
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Ein Verfahren zur Herstellung eine elektrischen Antriebseinheit mit den Schritten des Bereitstellens einer elektrische Maschine und einer Leistungselektronik. Die Leistungselektronik ist dabei dazu ausgelegt, die elektrische Maschine anzusteuern. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt zum Bereitstellen einer Steuerschaltung. Die Steuerschaltung umfasst eine Schaltungsanordnung auf einem Leiterplattensubstrat. Ferner umfasst die Steuerschaltung einen auf dem Leiterplattensubstrat angeordneten Temperatursensor. Das Verfahren umfasst weiterhin einen Schritt zum Anordnen der Steuerschaltung an der elektrischen Maschine, wobei der Temperatursensor der Steuerschaltung thermisch mit einem Anschluss der Statorwicklung in der elektrischen Maschine gekoppelt wird.
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Vorteile der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass für die Steuerung einer elektrischen Maschine der Überwachung der Statortemperatur eine entscheidende Bedeutung zukommt. Hierzu kann beispielsweise ein externer Temperatursensor an einer geeigneten Position in der elektrischen Maschine angeordnet werden. Dieser externe Temperatursensor kann über eine elektrische Verbindung, beispielsweise eine Signalleitung mit einer entfernt von dem Temperatursensor angeordneten Steuerschaltung verbunden werden. Hierzu sind neben der bereits genannten Signalleitung in der Regel auch Steckverbindungen zur Kopplung des externen Temperatursensors mit der Steuerschaltung vorgesehen.
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Es ist nun eine Idee der vorliegenden Erfindung, anstelle eines externen, über eine Signalleitung angebundenen Temperatursensors zur Überwachung der Statortemperatur einer elektrischen Maschine, einen Temperatursensor direkt auf einer Platine mit den elektronischen Komponenten der Steuerschaltung anzuordnen, und diese Platine derart an der elektrischen Maschine anzubringen, dass der Temperatursensor in thermischen Kontakt mit den Statorwicklungen steht. Hierdurch können Signalleitungen und auch gegebenenfalls erforderliche Steckverbindungen entfallen.
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Durch den Wegfall der Signalleitungen sowie gegebenenfalls erforderlicher Steckverbindungen können somit auch damit verbundene Fehlerquellen, wie beispielsweise Kabelbrüche, gelöste Steckverbindungen o. ä. vermieden werden. Darüber hinaus kann auf diese Weise auch die Konstruktion bzw. Konzeption des elektrischen Antriebssystems vereinfacht werden, da bei der Konstruktion keine Kabelwege zwischen der Steuerschaltung und einem von der Steuerschaltung entfernten, externen Temperatursensor eingeplant werden müssen.
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Bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Temperatursensor kann es sich grundsätzlich um einen beliebigen Temperatursensor handeln, der dazu geeignet ist, auf dem Leiterplattensubstrat der Steuerschaltung angebracht zu werden und eine Temperatur in dem zu überwachenden Temperaturbereich zu erfassen. Dabei kann es sich bei den Temperatursensor beispielsweise um ein SMD-Bauteil handeln, welches direkt auf dem Leiterplattensubstrat der Steuerschaltung aufgelötet ist. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch beliebige andere geeignete Temperatursensor unmöglich.
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Die Steuerschaltung kann elektronischen Komponenten einer elektrischen Antriebseinheit, insbesondere die Steuerschaltung mit Signal- und Recheneinheit umfassen. Die Steuerschaltung mit dem Temperatursensor kann beispielsweise im Bereich der elektrischen Anschlüsse der Statorwicklungen vorgesehen sein. An diesen Positionen, an welchen die Leistungselektronik die elektrische Spannung an den Statorwicklungen bereitstellt, sind die Statorwicklungen zugänglich, um hier auch eine Temperaturmessung der Statorwicklungen durchführen zu können. Wird hierbei anstelle eines konventionellen, externen Temperatursensors die komplette Steuerschaltung mit einem auf dem Leiterplattensubstrat der Steuerschaltung vorgesehenen Temperatursensor erfasst, so kann hierbei auf Signalleitungen und damit verbundene Steckverbindungen verzichtet werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die elektrische Antriebseinheit eine Verschaltbaugruppe. Die Verschaltbaugruppe ist dazu ausgelegt, die Leistungselektronik mit den Statorwicklungen der elektrischen Maschine elektrisch zu koppeln. Auf diese Weise kann die von der Leistungselektronik bereitgestellte elektrische Spannung an den Statorwicklungen der elektrischen Maschine bereitgestellt werden. Hierbei ist der Temperatursensor auf dem Leiterplattensubstrat der Steuerschaltung thermisch mit der Verschaltbaugruppe gekoppelt. Mit anderen Worten, die Erfassung der Startertemperatur erfolgt über eine thermische Kopplung des Temperatursensors mit den elektrischen Anschlüssen, beispielsweise im Bereich der Verschaltbaugruppe. Hierbei kann die Verschaltbaugruppe derart ausgestaltet bzw. angepasst werden, dass ein möglichst guter thermischer Kontakt zu dem auf dem Leiterplattensubstrat der Steuerschaltung vorgesehenen Temperatursensor erreicht werden kann. Beispielsweise können hierzu zusätzliche Beinchen, Federelemente o. ä. an der Verschaltbaugruppe vorgesehen sein, die es ermöglichen, einen guten thermischen Kontakt zu dem Temperatursensor zu realisieren.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerschaltung an einer einem B-Lager der elektrischen Maschine zugewandten Seite der elektrischen Maschine angeordnet. Als B-Lager wird ein Lager der Antriebswelle der elektrischen Maschine bezeichnet, welches von einer mit einem Getriebe mechanisch koppelbaren Antriebswelle weg weist. Im Gegensatz hierzu wird das Lager der Antriebswelle, welches in Richtung der ausgeführten Antriebswelle bzw. des Getriebes weist, als A-Lager bezeichnet. Die Positionierung der Steuerschaltung an der Außenwand des Antriebsgehäuses, welche in Richtung B-Lager weist, hat sich bezüglich der Abschirmung von elektromagnetischen Beeinträchtigungen als besonders vorteilhaft erwiesen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Steuerschaltung mehrere elektronische Bauelemente. Die Bauelemente der Steuerschaltung können auf einer ersten Seite des Leiterplattensubstrats angeordnet sein. Hierbei kann der Temperatursensor der Steuerschaltung auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Leiterplattensubstrat angeordnet sein. Somit kann der Temperatursensor beispielsweise auf einer Seite des Leiterplattensubstrat angeordnet werden, welche in Richtung der elektrischen Maschine weist, während die übrigen Bauelemente der Steuerschaltung auf einer auf von der elektrischen Maschine wegweisenden Seite des Leiterplattensubstrat angeordnet sind. Dies ermöglicht einen besonders guten thermischen Kontakt zwischen dem Temperatursensor und den Elementen, über welche die Statortemperatur erfasst werden kann.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfasst die Steuerschaltung mehrere elektronische Bauelemente, die auf einer ersten Seite des Leiterplattensubstrat angeordnet sind. Hierbei kann der Temperatursensor der Steuerschaltung ebenfalls auf der ersten Seite des Leiterplattensubstrat angeordnet sein. Mit anderen Worten, sämtliche Bauelemente der Steuerschaltung sind auf einer gemeinsamen Seite des Leiterplattensubstrats angeordnet. Dies ermöglicht eine besonders einfach herzustellende Konfiguration der Steuerschaltung, da das Leiterplattensubstrat in diesem Fall nur auf einer Seite bestückt werden muss.
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Gemäß einer Ausführungsform ist auf einer der ersten Seite des Leiterplattensubstrats gegenüberliegenden zweiten Seite des Leiterplattensubstrats im Bereich des Temperatursensors ein elektrisch isolierendes, thermisch leitfähiges Material angeordnet. Dies ermöglicht einen guten thermischen Übergang zwischen dem Temperatursensor und den Elementen, an welchem die Temperatur erfasst werden sollen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die elektrische Antriebseinheit ein Gehäuseelement. Das Gehäuseelement ist hierbei dazu ausgelegt, die Steuerschaltung aufzunehmen. Ferner ist das Gehäuseelement dazu ausgelegt an einem Gehäuse der elektrischen Maschine angeordnet zu werden. Auf diese Weise ist die Steuerschaltung vor Beschädigungen, Verunreinigungen, etc. geschützt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Gehäuseelement aus einem zumindest teilweise elektrisch leitfähigen Material oder einem elektrisch nicht-leitfähigen Material mit einem elektrisch leitfähigen Werkstoff beschichteten Material hergestellt. Diese Weise kann die Steuerschaltung im Inneren des Gehäuseelements vor externen elektromagnetischen Einflüssen abgeschirmt werden.
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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.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigt:
- 1: eine schematische Darstellung einer elektrischen Antriebseinheit gemäß einer Ausführungsform;
- 2: eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einer Steuerschaltung zur Erfassung einer Statortemperatur gemäß einer Ausführungsform;
- 3: eine schematische Darstellung einer Anordnung mit einer Steuerschaltung zur Erfassung einer Statortemperatur gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
- 4: ein Ablaufdiagramm, wie es einem Herstellungsverfahren gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen Antriebseinheit 1 gemäß einer Ausführungsform. Die elektrische Antriebseinheit 1 umfasst eine elektrische Maschine 30. Die elektrischen Maschine 30 kann mechanisch mit einem Getriebe 40 gekoppelt werden. Insbesondere ist eine Antriebsachse des Getriebes 40 mechanisch mit der Antriebswelle der elektrischen Maschine 30 gekoppelt. Die elektrische Maschine 30 und das Getriebe 40 können im Inneren des Antriebsgehäuses angeordnet sein. Darüber hinaus weist das Getriebe 40 eine Abtriebsachse auf, welche aus dem Antriebsgehäuse herausragt.
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Die elektrische Maschine 30 wird von einer durch die Leistungselektronik 20 bereitgestellten elektrischen Spannung angesteuert. Hierzu kann an der Leistungselektronik 20 beispielsweise eine elektrische Gleichspannung bereitgestellt werden, die in eine ein- oder mehrphasige elektrische Wechselspannung konvertiert wird, welche die elektrische Maschine 30 ansteuert. Beispielsweise kann die Leistungselektronik 20 Halbleiterschaltelemente, wie zum Beispiel bipolare Transistoren mit einem isolierten Gate-Anschluss (IGBT) oder Ähnlichem, aufweisen. Durch gezieltes Ansteuern dieser Halbleiterschaltelemente kann aus der mittels der Leistungselektronik 20 bereitgestellten Gleichspannung eine elektrische Spannung generiert werden, um die elektrische Maschine 30 anzusteuern.
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Die Leistungselektronik 20 kann beispielsweise an einer Außenseite des Antriebsgehäuses angeordnet sein. Insbesondere kann die Leistungselektronik zum Beispiel an einer Außenseite des Antriebsgehäuses angeordnet sein, welche parallel oder zumindest annähernd parallel zu der Antriebswelle der elektrischen Maschine 30 verläuft.
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Die Ansteuersignale für das Ansteuern der Halbleiterschaltelemente in der Leistungselektronik 20 können mittels einer Steuerschaltung 10 generiert und an der Leistungselektronik 20 bereitgestellt werden. Hierzu kann die Steuerschaltung 10 eine Signal- und Recheneinheit umfassen, welche gemäß vorgegebenen Sollwerten bzw. Regelparametern unter Berücksichtigung weiterer Parameter, insbesondere Betriebsparameter der elektrischen Maschine 30, die Steuersignale für das Ansteuern der Leistungselektronik 20 generiert und an der Leistungselektronik 20 bereitstellt. Hierzu kann die Leistungselektronik 20 elektrisch mit der Steuerschaltung 10 gekoppelt werden. Die Steuerschaltung 10 wird in der Regel mit einer elektrischen Spannung im Niederspannungsbereich, beispielsweise im Bereich von 3 bis 12 Volt betrieben. Die an der Leistungselektronik 20 bereitgestellte Gleichspannung dagegen kann in einem signifikant höheren Spannungsbereich, beispielsweise im Bereich von mehreren Hundert Volt, zum Beispiel 300 bis 400 Volt oder gegebenenfalls auch 800 Volt und mehr betragen.
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Die Steuerschaltung 10 kann unter anderem auch eine Temperatur der elektrischen Maschine 30, insbesondere der Statorwicklungen überwachen. Beispielsweise kann bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes der Statortemperatur die Leistung der elektrischen Maschine 30 reduziert werden. Zusätzlich oder alternativ können auch Kühleinrichtungen (nicht dargestellt) gemäß der ermittelten Statortemperatur geregelt werden. Ferner sind in Abhängigkeit der ermittelten Statortemperatur auch andere Maßnahmen, beispielsweise eine Notabschaltung o. ä. möglich.
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Zur Überwachung der Statortemperatur ist in der Steuerschaltung 10 ein Temperatursensor 12 vorgesehen. Dieser Temperatursensor 12 ist auf einem Leiterplattensubstrat 11 angeordnet, wobei auf diese Leiterplattensubstrat 11 auch weitere Bauelemente 13 der Steuerschaltung 10 vorgesehen sind. Insbesondere können sowohl die weiteren Bauelemente 13 als auch der Temperatursensor 12 auf dem Leiterplattensubstrat 11 aufgelötet sein. Bei dem Temperatursensor 12 (wie auch bei den weiteren Bauelementen der Steuerschaltung 10) kann es sich beispielsweise um ein SMD-Bauelement handeln.
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Die Steuerschaltung 10 mit dem Temperatursensor 12 ist hierbei an einer Seite der elektrischen Maschine 30 angeordnet, die in eine Richtung weist, an welcher die Statorwicklungen 31 der elektrischen Maschine 30 von der Leistungselektronik 20 mit elektrischer Energie gespeist werden. Hierbei ist die Steuerschaltung 10 mit dem Temperaturelement 12 derart an der elektrischen Maschine 30 angeordnet, dass der Temperatursensor 12 der Steuerschaltung 10 in thermischen Kontakt mit den Statorwicklungen 31, insbesondere den Anschlüssen der Statorwicklungen 31, steht.
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Für eine elektrische Verbindung zwischen Steuerschaltung 10 und Leistungselektronik 20 kann beispielsweise eine Kabelverbindung vorgesehen sein. Hierzu kann die Steuerschaltung 10 zum Beispiel ein Anschlusselement, wie beispielsweise eine Steckverbindung o. ä., aufweisen. An dieses Anschlusselemente kann ein entsprechend konfektioniertes Kabel zum Anschluss der Leistungselektronik 20 angebracht werden.
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Ferner kann an der elektrischen Maschine 30 eine Verschaltbaugruppe 32 vorgesehen sein, über welche die elektrische Spannung von der Leistungselektronik 20 an den Statorwicklungen bereitgestellt werden kann. Wie im Nachfolgenden noch näher erläutert wird, können hierbei an dieser Verschaltbaugruppe 32 Elemente vorgesehen sein, welche einen guten thermischen Übergang zwischen den Statorwicklungen 31 und dem Temperatursensor 12 ermöglichen.
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Auf diese Weise kann der Temperatursensor 12 der Steuerschaltung 10 die Temperatur der Statorwicklungen 31 erfassen. Da der Temperatursensor 12 direkt auf dem Leiterplattensubstrat 11 der Steuerschaltung 10 angeordnet ist, sind keinerlei Kabel, Steckverbindungen o. ä. erforderlich, wie sie bei dem Einsatz eines externen Temperatursensors erforderlich wären.
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Die Steuerschaltung 10 kann mittels eines Gehäuseelements abgedeckt werden. Zur besseren Darstellung ist dieses Gehäuseelement in den Figuren nicht dargestellt. Beispielsweise kann ein solches Gehäuseelement den von dem Antriebsgehäuse weg weisenden Teil der Steuerschaltung 10 abdecken. Das Gehäuseelement zum Abdecken der Steuerschaltung 10 kann somit die Steuerschaltung 10 vor Beschädigungen, Feuchtigkeit oder Verschmutzungen o. ä. schützen. Hierzu ist es grundsätzlich ausreichend, das Gehäuseelement aus einem elektrisch nicht-leitfähigen Material zu realisieren. Beispielsweise kann das Gehäuseelement aus einem elektrisch nicht-leitfähigen Kunststoff herzustellen. Ein solches Gehäuseelement kann beispielsweise als Spritzgussteil oder Ähnliches realisiert werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, das Gehäuseelement mit elektrisch leitfähigen Eigenschaften zu versehen. Hierzu ist es beispielsweise möglich, ein elektrisch nicht-leitfähiges Gehäuseelement mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung zu versehen. Beispielsweise kann eine solche elektrisch leitfähige Beschichtung auf ein elektrisch nicht-leitfähiges Gehäuseelement aufgedampft werden. Darüber hinaus sind selbstverständlich auch beliebige andere Möglichkeiten denkbar, um das Gehäuseelement mit elektrisch leitfähigen Eigenschaften zu versehen.
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Darüber hinaus ist es grundsätzlich auch möglich, das Gehäuseelement für die Steuerschaltung 10 aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise Metall oder Ähnlichem zu realisieren.
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Die elektrische Maschine 30 weist eine Antriebswelle auf. Diese Antriebswelle kann mit mindestens zwei Lagern gelagert werden. Ein erstes Lager weist in Richtung des Getriebes 40. Dieses Lager wird auch als A-Lager bezeichnet. Das zweite Lager ist an der von dem Getriebe 40 abgewandten Seite der Antriebswelle vorgesehen. Dieses Lager wird auch als B-Lager bezeichnet.
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Die Steuerschaltung 10 mit der Signal- und Recheneinheit zur Ansteuerung der Leistungselektronik 20 ist hierbei an einer dem zweiten Lager, das heißt dem B-Lager, zugewandten Gehäusewand des Antriebsgehäuses angeordnet. Somit kann diese Gehäusewand des Antriebsgehäuses zur Abschirmung von elektromagnetischen Beeinträchtigungen genutzt werden.
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4 zeigt ein schematische Darstellung einer thermischen Kopplung zwischen einem Temperatursensor 12 der Steuerschaltung 10 und einer Statorwicklung 31. In der hierbei dargestellten Ausführungsform ist der Temperatursensor 12 auf einer Unterseite des Leiterplattensubstrats 11 angeordnet. D. h., dass die übrigen Bauelemente 13 der Steuerschaltung 10 auf einer ersten Seite des Leiterplattensubstrat 11 angeordnet sind, während der Temperatursensor 12 auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite des Leiterplattensubstrat 11 angeordnet ist. Diese Weise kann die Steuerschaltung 10 derart an der elektrischen Maschine 30 angeordnet werden, dass der Temperatursensor 12 in Richtung der Statorwicklungen 31 weist, während die übrigen Bauelemente 13 von der elektrischen Maschine 30 weg weisen. Zur thermischen Kontaktierung des Temperatursensors 12 kann die oben bereits angeführte Verschaltbaugruppe 32 derart ausgeführt werden, dass zumindest eine Teil, beispielsweise ein Federelement, ein Beinchen o. ä. mit guter thermischer Leitfähigkeit in Richtung der Steuerschaltung 10 mit dem Temperatursensor 12 weist. Zusätzlich kann im Bereich des Temperatursensors 12 ein thermische gut leitfähiges, elektrisch isolierende Material 14 vorgesehen sein. Hierdurch wird einerseits ein guter thermischer Übergang erzielt, während der Temperatursensor 12 und somit die Steuerschaltung 10 elektrisch von der Statorwicklung 31 isoliert ist.
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Grundsätzlich ist es auch vorteilhaft, eine galvanische Trennung zwischen der Steuerschaltung 10 und der elektrischen Energieversorgung für die Statorwicklungen 31 vorzusehen.
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3 zeigt ein schematische Darstellung einer thermischen Kopplung zwischen einem Temperatursensor 12 der Steuerschaltung 10 und einer Statorwicklung 31 gemäß einer alternativen Ausführungsform. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform aus 2 insbesondere dadurch, dass sowohl Temperatursensor 12 als auch die weiteren Bauelemente 13 der Steuerschaltung 10 auf der gleichen Seite des Leiterplattensubstrat 11 vorgesehen sind. Somit kann das Leiterplattensubstrat 11 besonders einfach bestückt werden, da hierbei sämtliche Bauelemente auf derselben Seite verlötet sind. Hierbei kann auf der Unterseite (der Seite ohne Bauelemente) im Bereich des Temperatursensors 12 ebenfalls ein thermisch leitfähiges, vorzugsweise elektrisch isolierende Material 14 vorgesehen sein.
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2 zeigt den Ablaufdiagramm, wie es einem Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Antriebseinheit zugrunde liegt. Das Verfahren kann grundsätzlich beliebige Schritte umfassen, wie sie zur Herstellung einer zuvor beschriebenen elektrischen Antriebseinheit 1 erforderlich sind. Ebenso kann auch die zuvor beschriebenen elektrischen Antriebseinheit 1 Komponenten aufweisen, wie sie in Zusammenhang mit dem nachfolgend beschriebenen Herstellungsverfahren angeführt sind.
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In einem Schritt S1 erfolgt ein Bereitstellen einer elektrische Maschine 30 und einer Leistungselektronik 20. Die Leistungselektronik 20 ist hierbei dazu ausgelegt, die elektrische Maschine 30 anzusteuern.
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In Schritt S2 erfolgt ein Bereitstellen einer Steuerschaltung 10,. Die Steuerschaltung 10 umfasst hierbei eine Schaltungsanordnung auf einem Leiterplattensubstrat 11 und einen auf dem Leiterplattensubstrat 11 angeordneten Temperatursensor 12.
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Daraufhin erfolgt in Schritt S3 ein Anordnen der Steuerschaltung 10 an der elektrischen Maschine 30, wobei der Temperatursensor 12 der Steuerschaltung 10 thermisch mit einem Anschluss der Statorwicklungen 31 in der elektrischen Maschine 30 gekoppelt wird.
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Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine elektrische Antriebseinheit, wobei ein Temperatursensor zu Überwachung der Statortemperatur fest auf einer Leiterplatte mit einer Steuerschaltung für das elektrische Antriebssystem verlötet ist. Hierbei ist die Steuerschaltung im Bereich des elektrischen Anschlusses für die Statorwicklungen angeordnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013204766 A1 [0003]
