DE102022211666A1 - Drive unit for driving a two-wheeled vehicle - Google Patents

Drive unit for driving a two-wheeled vehicle Download PDF

Info

Publication number
DE102022211666A1
DE102022211666A1 DE102022211666.6A DE102022211666A DE102022211666A1 DE 102022211666 A1 DE102022211666 A1 DE 102022211666A1 DE 102022211666 A DE102022211666 A DE 102022211666A DE 102022211666 A1 DE102022211666 A1 DE 102022211666A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature
housing
drive unit
circuit board
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022211666.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Wolfram Schock
Jens Kimmich
Harald Hundt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of DE102022211666A1 publication Critical patent/DE102022211666A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/25—Devices for sensing temperature, or actuated thereby
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/41—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by the type of sensor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62J—CYCLE SADDLES OR SEATS; AUXILIARY DEVICES OR ACCESSORIES SPECIALLY ADAPTED TO CYCLES AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. ARTICLE CARRIERS OR CYCLE PROTECTORS
    • B62J45/00—Electrical equipment arrangements specially adapted for use as accessories on cycles, not otherwise provided for
    • B62J45/40—Sensor arrangements; Mounting thereof
    • B62J45/42—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting
    • B62J45/421—Sensor arrangements; Mounting thereof characterised by mounting at the pedal crank
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00—Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • B62M6/55—Rider propelled cycles with auxiliary electric motor power-driven at crank shafts parts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2211/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to measuring or protective devices or electric components
    • H02K2211/03—Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit (1) zum Antrieb eines Zweiradfahrzeugs (100), insbesondere eines Fahrrads mit Elektroantrieb, umfassend eine elektrische Maschine (30), ein Gehäuse (2), einen im Gehäuse (2) angeordneten Stator (3), eine Leiterplatte (5), einen Temperatursensor (10) auf der Leiterplatte (5), zumindest eine als Temperaturleitung (9) genutzte Leiterbahn auf der Leiterpatte (5), die den Temperatursensor (10) direkt mit dem Gehäuse (2) und/oder indirekt über ein metallisches Temperaturübertragungselement (7) mit dem Gehäuse (2) verbindet.The present invention relates to a drive unit (1) for driving a two-wheeled vehicle (100), in particular a bicycle with an electric drive, comprising an electric machine (30), a housing (2), a stator (3) arranged in the housing (2), a Printed circuit board (5), a temperature sensor (10) on the printed circuit board (5), at least one conductor track used as a temperature line (9) on the printed circuit board (5), which connects the temperature sensor (10) directly to the housing (2) and/or indirectly connected to the housing (2) via a metallic temperature transfer element (7).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebseinheit zum Antrieb eines Zweiradfahrzeugs. Des Weiteren zeigt die Erfindung ein Zweiradfahrzeug mit der Antriebseinheit. Bei dem Zweiradfahrzeug handelt es sich beispielsweise um eine Pedelec oder E-Bike.The present invention relates to a drive unit for driving a two-wheeled vehicle. Furthermore, the invention shows a two-wheeled vehicle with the drive unit. The two-wheeled vehicle is, for example, a pedelec or e-bike.

Die Erfindung betrifft hierbei insbesondere Antriebseinheit für Zweiradfahrzeuge auf Fahrradbasis, wobei von einem Zweiradfahrzeug gegebenenfalls auch ein fahrradähnliches Fahrzeug mit drei oder mehr Rädern umfasst ist. WO 2020/064324 A1 zeigt einen vorbekannten Antrieb für E-Bikes. Dabei befindet sich im Tretlagerbereich ein Gehäusetemperatur-Sensor, mit dem in der Nähe des elektrischen Antriebs die Temperatur erfasst werden kann.The invention relates in particular to a drive unit for two-wheeled vehicles based on bicycles, a two-wheeled vehicle possibly also including a bicycle-like vehicle with three or more wheels. WO 2020/064324 A1 shows a previously known drive for e-bikes. There is a housing temperature sensor in the bottom bracket area, which can be used to record the temperature in the vicinity of the electric drive.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die erfindungsgemäße Antriebseinheit zum Antrieb eines Zweiradfahrzeugs ermöglicht einen sehr kompakten Aufbau und eine möglichst genaue Bestimmung der Temperatur im Bereich des Stators einer elektrischen Maschine der Antriebseinheit. Der Temperatursensor wird in der erfindungsgemäßen Antriebseinheit auf der Leiterplatte angeordnet, die sich ohnehin im Gehäuse befindet und neben dem Temperatursensor beispielsweise auch die Motorelektronik aufnimmt. Allerdings wird mit diesem Temperatursensor nicht die Temperatur von beispielsweise Transistoren der Leistungselektronik auf der Leiterplatte bestimmt, sondern über eine Temperaturleitung wird die Temperatur möglichst nahe am Stator bestimmt. Die erfindungsgemäße Antriebseinheit ist zum Antrieb eines Zweiradfahrzeugs ausgebildet. Das Zweiradfahrzeug ist insbesondere ein Fahrrad, wobei auch fahrradähnliche Fahrzeuge mit drei oder mehr Rädern mitumfasst sind. Die Antriebseinheit weist eine elektrische Maschine und ein Gehäuse auf. Das Gehäuse ist insbesondere aus Metall, vorzugsweise Aluminium- oder Magnesium-Druckguss. In dem Gehäuse befindet sich ein Stator der elektrischen Maschine. In dem Stator wiederum befindet sich vorzugsweise ein Rotor, der über entsprechende Getriebestufen mit einer Abtriebswelle, insbesondere der Tretlagerwelle des Zweiradfahrzeugs, verbunden ist. Des Weiteren umfasst die Antriebseinheit eine Leiterplatte. Die Leiterplatte ist insbesondere in dem Gehäuse angeordnet und mit dem Gehäuse verbunden. Auf der Leiterplatte befindet sich ein Temperatursensor. Von dem Temperatursensor zum Gehäuse führt eine Temperaturleitung. Diese Temperaturleitung verbindet den Sensor entweder direkt und/oder indirekt mit dem Gehäuse. Bei der direkten Verbindung ist die Temperaturleitung thermisch mit dem Gehäuse kontaktiert. Unter „thermisch kontaktiert“ ist insbesondere zu verstehen, dass sich die Elemente, beispielsweise Temperaturleitung und Gehäuse, direkt berühren, wobei allerdings eine Thermoleitplaste oder ähnliches zwischen den sich direkt berührenden Elementen angeordnet sein kann. Darüber hinaus kann die Temperaturleitung indirekt mit dem Gehäuse thermisch verbunden sein. Dies erfolgt dann über ein metallisches Temperaturübertragungselement. Entsprechend ist die Temperaturleitung mit dem Temperaturübertragungselement thermisch kontaktiert und das Temperaturübertragungselement wiederum kontaktiert das Gehäuse thermisch. Bei dem Temperaturübertragungselement handelt es sich insbesondere um ein einteiliges, steifes Element. Wie noch im Detail beschrieben wird, ist sowohl die direkte als auch gleichzeitig die indirekte thermisch leitende Verbindung zwischen Sensor und Gehäuse möglich. Dies erfolgt beispielsweise über eine erste Kontaktfläche der Temperaturleitung auf einer Seite der Leiterplatte und eine zweite Kontaktfläche der Temperaturleitung auf der anderen Seite der Leiterplatte; eine der Kontaktflächen kann das Gehäuse direkt kontaktieren und die andere Kontaktfläche kann über das Temperaturübertragungselement mit dem Gehäuse thermisch leitend verbunden sein. Sowohl für die direkte als auch für die indirekte Verbindung zwischen Sensor und Gehäuse ist bei der erfindungsgemäßen Antriebseinheit vorgesehen, dass die Temperaturleitung durch, insbesondere ausschließlich durch, zumindest eine Leiterbahn, insbesondere gedruckte Leiterbahn, auf der Leiterplatte gebildet ist. Solch eine Leiterbahn ist üblicherweise aus Kupfer und kann mittels der üblichen, für elektrisch leitende Leiterbahnen zur Verfügung stehenden Herstellungsverfahren gefertigt werden. Die im Rahmen der Erfindung als Temperaturleitung genutzte/genutzten Leiterbahn(en) werden vorzugsweise nicht zur elektrischen Leitung beispielsweise zur Energieversorgung oder elektrischen Datenübertragung genutzt, sondern dienen ausschließlich der thermischen Verbindung zwischen Sensor und Gehäuse.The drive unit according to the invention for driving a two-wheeled vehicle enables a very compact design and the most accurate possible determination of the temperature in the region of the stator of an electric machine of the drive unit. In the drive unit according to the invention, the temperature sensor is arranged on the printed circuit board, which is in any case located in the housing and, in addition to the temperature sensor, also accommodates the motor electronics, for example. However, this temperature sensor does not determine the temperature of, for example, transistors in the power electronics on the circuit board, but rather the temperature is determined as close as possible to the stator via a temperature line. The drive unit according to the invention is designed to drive a two-wheeled vehicle. The two-wheeled vehicle is in particular a bicycle, which also includes bicycle-like vehicles with three or more wheels. The drive unit has an electric machine and a housing. The housing is in particular made of metal, preferably die-cast aluminum or magnesium. A stator of the electrical machine is located in the housing. In the stator, in turn, there is preferably a rotor, which is connected to an output shaft, in particular the bottom bracket shaft of the two-wheeler, via appropriate gear stages. Furthermore, the drive unit includes a printed circuit board. In particular, the printed circuit board is arranged in the housing and connected to the housing. There is a temperature sensor on the printed circuit board. A temperature line leads from the temperature sensor to the housing. This temperature line connects the sensor either directly and/or indirectly to the housing. With the direct connection, the temperature line is in thermal contact with the housing. “Thermally contacted” is to be understood in particular as meaning that the elements, for example temperature line and housing, are in direct contact, although a thermally conductive plastic or the like can be arranged between the elements that are in direct contact. In addition, the temperature line can be indirectly thermally connected to the housing. This then takes place via a metallic temperature transfer element. Correspondingly, the temperature line is in thermal contact with the temperature transfer element and the temperature transfer element in turn makes thermal contact with the housing. The temperature transmission element is in particular a one-piece, rigid element. As will be described in detail below, both the direct and at the same time the indirect thermally conductive connection between the sensor and the housing are possible. This is done, for example, via a first contact surface of the temperature line on one side of the circuit board and a second contact surface of the temperature line on the other side of the circuit board; one of the contact surfaces can contact the housing directly and the other contact surface can be thermally conductively connected to the housing via the temperature transmission element. Both for the direct and for the indirect connection between the sensor and the housing, the drive unit according to the invention provides for the temperature line to be formed by, in particular exclusively by, at least one conductor track, in particular a printed conductor track, on the printed circuit board. Such a conductor track is usually made of copper and can be manufactured using the usual manufacturing processes available for electrically conductive conductor tracks. The conductor track(s) used as a temperature line within the scope of the invention are preferably not used for electrical conduction, for example for power supply or electrical data transmission, but serve exclusively for the thermal connection between the sensor and the housing.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Vorzugsweise weist die Temperaturleitung auf einer dem Stator zugewandten Seite der Leiterplatte eine erste Kontaktfläche auf, wobei das Gehäuse diese erste Kontaktfläche thermisch kontaktiert. Hierzu weist das Gehäuse vorzugsweise einen Befestigungsdom auf, der sich zur Leiterplatte hin erstreckt und auf der die Leiterplatte aufliegt. Dieser Befestigungsdom kann zusätzlich dazu genutzt werden, um die Leiterplatte mit dem Gehäuse zu verbinden, insbesondere anzuschrauben. Die dabei verwendete Schraube wiederum kann das im Rahmen dieser Erfindung vorgestellte Temperaturübertragungselement sein.The temperature line preferably has a first contact surface on a side of the printed circuit board that faces the stator, with the housing making thermal contact with this first contact surface. For this purpose, the housing preferably has a fastening dome which extends towards the printed circuit board and on which the printed circuit board rests. This fastening dome can also be used to connect the printed circuit board to the housing, in particular to screw it on. The screw used in this case can in turn be the temperature transmission element presented within the scope of this invention.

Besonders bevorzugt erstreckt sich die erste Kontaktfläche ringförmig um ein entsprechendes Loch in der Leiterplatte, das zur Befestigung der Leiterplatte an dem Befestigungsdom genutzt wird.The first contact surface particularly preferably extends in a ring shape around a corresponding hole in the printed circuit board, which is used to fasten the printed circuit board to the fastening dome.

Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass die Temperaturleitung auf einer dem Stator abgewandten Seite der Leiterplatte eine zweite Kontaktfläche aufweist und das Temperaturübertragungselement diese zweite Kontaktfläche thermisch kontaktiert. Es kann auch nur die zweite Kontaktfläche - ohne der ersten Kontaktfläche - auf der Leiterplatte ausgebildet werden. In diesem Fall kann die „zweite Kontaktfläche“ auch als „Kontaktfläche“ bezeichnet werden. Das Temperaturübertragungselement weist vorzugsweise einen Kopf auf. Dieser Kopf liegt vorzugsweise auf der zweiten Kontaktfläche auf und kontaktiert somit die zweite Kontaktfläche thermisch.In addition or as an alternative, it is preferably provided that the temperature line has a second contact surface on a side of the printed circuit board facing away from the stator and the temperature transmission element makes thermal contact with this second contact surface. It is also possible for only the second contact surface—without the first contact surface—to be formed on the printed circuit board. In this case, the "second contact surface" can also be referred to as "contact surface". The temperature transfer element preferably has a head. This head preferably rests on the second contact surface and thus makes thermal contact with the second contact surface.

Besonders bevorzugt sind die beiden Kontaktflächen, die sich auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte befinden, miteinander durch ein metallisches Element verbunden, insbesondere über eine übliche Durchkontaktierung durch die Leiterplatte hindurch.The two contact surfaces, which are located on two opposite sides of the printed circuit board, are particularly preferably connected to one another by a metallic element, in particular via a conventional through-connection through the printed circuit board.

In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass sich der Temperatursensor auf einer dem Stator zugewandten Seite der Leiterplatte befindet. Die erste Kontaktfläche kann somit ohne einen Wechsel der Leiterplattenseite über die entsprechende Leiterbahn direkt zum Sensor geführt werden.In a preferred embodiment, it is provided that the temperature sensor is located on a side of the printed circuit board that faces the stator. The first contact surface can thus be routed directly to the sensor via the corresponding conductor track without changing the circuit board side.

Vorzugsweise umgibt die Temperaturleitung den Temperatursensor an zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei Seiten. Insbesondere ist die Leiterbahn, die die Temperaturleitung darstellt, im Bereich des Temperatursensors U-förmig ausgestaltet, so dass die beiden Schenkel der U-Form und der die beiden Schenkel verbindende Bereich der U-Form den Temperatursensor an drei Seiten umgeben kann. Besonders bevorzugt weist die Temperaturleitung zusätzlich zur U-Form auch noch einen Mittelbereich auf, der sich unter den Temperatursensor erstreckt.The temperature line preferably surrounds the temperature sensor on at least two, preferably at least three, sides. In particular, the strip conductor that represents the temperature line is U-shaped in the area of the temperature sensor, so that the two legs of the U-shape and the area of the U-shape connecting the two legs can surround the temperature sensor on three sides. Particularly preferably, in addition to the U-shape, the temperature line also has a central area that extends under the temperature sensor.

Im Bereich des Temperatursensors ist die Temperaturleitung möglichst nahe an den Temperatursensor herangeführt, berührt vorzugsweise den Temperatursensor.In the area of the temperature sensor, the temperature line is brought as close as possible to the temperature sensor, preferably touching the temperature sensor.

In bevorzugter Ausführung ist das Temperaturübertragungselement als Schraube, Niet, Nagel oder Stift ausgebildet. Besonders bevorzugt ragt das Temperaturübertragungselement in ein Loch des Gehäuses. Wie bereits beschrieben, wird das Temperaturübertragungselement vorzugsweise zur Befestigung der Leiterplatte am Gehäuse genutzt.In a preferred embodiment, the temperature transmission element is designed as a screw, rivet, nail or pin. The temperature transmission element particularly preferably protrudes into a hole in the housing. As already described, the temperature transmission element is preferably used to attach the printed circuit board to the housing.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Temperaturübertragungselement den Stator berührt, insbesondere zwischen Gehäuse und Stator ragt oder in den Stator hineinragt. Dadurch kann mittels des Temperatursensors möglichst genau die Statortemperatur ermittelt bzw. geschätzt werden.Furthermore, it is preferably provided that the temperature transmission element touches the stator, in particular protrudes between the housing and the stator or protrudes into the stator. As a result, the stator temperature can be determined or estimated as precisely as possible by means of the temperature sensor.

Das Gehäuse und/oder das Temperaturübertragungselement sind vorzugsweise aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von zumindest 100 W/(m*K), vorzugsweise zumindest 150 W/(m*K), gefertigt.The housing and/or the temperature transmission element are preferably made from a material with a thermal conductivity of at least 100 W/(m*K), preferably at least 150 W/(m*K).

Die Erfindung umfasst ferner ein Zweiradfahrzeug, insbesondere Fahrrad mit Elektroantrieb, umfassend eine der beschriebenen Antriebseinheiten zum Antrieb des Zweiradfahrzeugs. Die im Rahmen der Antriebseinheit beschriebenen vorteilhaften Ausgestaltungen und die zugehörigen Unteransprüche finden entsprechend vorteilhafte Anwendung bei dem erfindungsgemäßen Zweiradfahrzeug.The invention also includes a two-wheeled vehicle, in particular a bicycle with an electric drive, comprising one of the drive units described for driving the two-wheeled vehicle. The advantageous configurations described in connection with the drive unit and the associated subclaims are correspondingly advantageously used in the two-wheeled vehicle according to the invention.

Figurenlistecharacter list

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

  • 1 ein erfindungsgemäßes Zweiradfahrzeug mit erfindungsgemäßer Antriebseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel,
  • 2 eine Teilansicht der erfindungsgemäßen Antriebseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel,
  • 3 eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Antriebseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel, und
  • 4 eine Detailansicht einer Leiterplatte der erfindungsgemäßen Antriebseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel.
An embodiment of the invention is described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
  • 1 a two-wheeled vehicle according to the invention with a drive unit according to the invention according to one embodiment,
  • 2 a partial view of the drive unit according to the invention according to the embodiment,
  • 3 a detailed view of the drive unit according to the invention according to the embodiment, and
  • 4 a detailed view of a circuit board of the drive unit according to the invention according to the embodiment.

Ausführungsform der Erfindungembodiment of the invention

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel einer Antriebseinheit 1 als Bestandteil eines Zweiradfahrzeugs 100 im Detail beschrieben. 1 zeigt rein schematisch das Zweiradfahrzeug 100, das eine Batterie 101 zur Energieversorgung der Antriebseinheit 1 aufweist. Die Antriebseinheit 1 ist dabei mit einem Steuergerät 102 bedienbar, das sich am Lenker des Zweiradfahrzeugs 100 befindet. Die Antriebseinheit 1 ist zum Antrieb der Tretkurbelwelle des Zweiradfahrzeugs 100 angeordnet.An exemplary embodiment of a drive unit 1 as part of a two-wheeled vehicle 100 is described in detail below. 1 shows the two-wheeled vehicle 100 purely schematically, which has a battery 101 for supplying energy to the drive unit 1 . The drive unit 1 can be operated with a control device 102 which is located on the handlebars of the two-wheeled vehicle 100 . The drive unit 1 is arranged to drive the pedal crankshaft of the two-wheeled vehicle 100 .

2 bis 4 zeigen im Detail die hier relevante Ausgestaltung der Antriebseinheit 1, welche eine elektrische Maschine 30, ausgebildet als Elektromotor, umfasst. Gemäß 2 weist die Antriebseinheit 1 ein Gehäuse 2 auf, das der Übersichtlichkeit halber nur teilweise dargestellt ist. In dem Gehäuse 2 befindet sich die elektrische Maschine 30 mit einem Stator 3, der auf übliche Weise mit einem Rotor zusammenwirkt. Mittels der hier vorgestellten Erfindung soll die Temperatur möglichst nah am Stator ermittelt werden. 2 until 4 show in detail the relevant configuration of the drive unit 1, which is an electric machine 30, designed as an elec romotor, includes. According to 2 the drive unit 1 has a housing 2, which is shown only partially for the sake of clarity. In the housing 2 is the electric machine 30 with a stator 3, which interacts in the usual way with a rotor. Using the invention presented here, the temperature should be determined as close as possible to the stator.

Das Gehäuse 2 weist einen Befestigungsdom 4 auf, auf dem eine Leiterplatte 5 der Antriebseinheit 1 aufliegt. Auf dieser Leiterplatte 5 befindet sich die Motorelektronik 6, insbesondere ausgebildet als Leistungselektronik, zum Ansteuern der elektrischen Maschine 30.The housing 2 has a fastening dome 4 on which a printed circuit board 5 of the drive unit 1 rests. The motor electronics 6, in particular designed as power electronics, for controlling the electrical machine 30 are located on this printed circuit board 5.

Die Motorelektronik 6 befindet sich im Wesentlichen auf einer dem Stator 3 abgewandten Seite der Leiterplatte 5. Auf einer dem Stator 3 zugewandten Seite der Leiterplatte 5 befindet sich ein Temperatursensor 10, der in der Detaildarstellung gemäß 3 zu sehen ist.The motor electronics 6 are located essentially on a side of the printed circuit board 5 facing away from the stator 3. A temperature sensor 10 is located on a side of the printed circuit board 5 facing the stator 3, which is shown in the detailed representation according to FIG 3 you can see.

Auf der Leiterplatte 5 sind Leiterbahnen angeordnet, die vorliegend als Temperaturleitung 9 genutzt werden. Die Temperaturleitung 9 weist auf der dem Stator 3 zugewandten Seite der Leiterplatte 5 eine erste Kontaktfläche 11 auf, die den Befestigungsdom 4 thermisch kontaktiert. Da das Gehäuse 2 beispielsweise aus Aluminium- oder Magnesium-Druckguss gefertigt ist, erfolgt eine relativ gute Wärmeübertragung vom Stator 3 über das Gehäuse 2 auf die erste Kontaktfläche 11 der Temperaturleitung 9. Die Temperaturleitung 9 wiederum führt zum Temperatursensor 10.Conductor tracks, which are used as a temperature line 9 in the present case, are arranged on the printed circuit board 5 . On the side of the printed circuit board 5 facing the stator 3 , the temperature line 9 has a first contact surface 11 which makes thermal contact with the fastening dome 4 . Since the housing 2 is made of die-cast aluminum or magnesium, for example, there is relatively good heat transfer from the stator 3 via the housing 2 to the first contact surface 11 of the temperature line 9. The temperature line 9 in turn leads to the temperature sensor 10.

Ferner zeigen die 2 und 3, dass auch eine indirekte thermische Verbindung zwischen dem Gehäuse 2 und der Temperaturleitung 9 möglich ist. Hierzu ist ein Temperaturübertragungselement 7 in Form einer Schraube eingesetzt. Dieses Temperaturübertragungselement 7 durchdringt die Leiterplatte 5 und ist in den Befestigungsdom 4 eingeschraubt. Auf der dem Stator 3 abgewandten Seite der Leiterplatte 5 weist die Temperaturleitung 9 - ebenfalls durch eine Leiterbahn gebildet - eine zweite Kontaktfläche 12 auf. Auf dieser zweiten Kontaktfläche 12 liegt ein Kopf 8 des Temperaturübertragungselements 7 auf.Furthermore, the 2 and 3 that an indirect thermal connection between the housing 2 and the temperature line 9 is possible. A temperature transmission element 7 in the form of a screw is used for this purpose. This temperature transmission element 7 penetrates the printed circuit board 5 and is screwed into the fastening dome 4 . On the side of the printed circuit board 5 facing away from the stator 3 , the temperature line 9 has a second contact surface 12 , likewise formed by a conductor track. A head 8 of the temperature transmission element 7 rests on this second contact surface 12 .

4 zeigt in schematisch vereinfachter Darstellung die Leiterplatte 5 auf der dem Stator 3 zugewandten Seite. Zu sehen ist die Anordnung des Temperatursensors 10 relativ nahe am Befestigungsdom 4 bzw. am Temperaturübertragungselement 7. Gemäß der Darstellung in 4 ist die erste Kontaktfläche 11 als geschlossener Ring rings um das Temperaturübertragungselement 7 ausgebildet. In sehr ähnlicher Weise, ebenfalls geschlossen ringförmig, ist vorzugsweise auch die zweite Kontaktfläche 12 ausgebildet. 4 shows the printed circuit board 5 on the side facing the stator 3 in a schematically simplified representation. The arrangement of the temperature sensor 10 can be seen relatively close to the fastening dome 4 or to the temperature transmission element 7. According to the illustration in 4 the first contact surface 11 is designed as a closed ring around the temperature transmission element 7 . The second contact surface 12 is preferably also designed in a very similar manner, likewise in the form of a closed ring.

Von der ersten Kontaktfläche 11 erstreckt sich die Temperaturleitung 9 bis zum Temperatursensor 10. Am Temperatursensor 10 ist die Temperaturleitung 9 U-förmig ausgestaltet und weist dadurch zwei gegenüberliegende Schenkel 13 auf. Zwischen den beiden Schenkeln 13 befindest sich der Temperatursensor 10. Des Weiteren weist die Temperaturleitung 9 einen Mittelbereich 14 auf, der sich unter den Temperatursensor 10, also zwischen Temperatursensor 10 und Leiterplatte 5 erstreckt. Dadurch erfolgt eine optimale thermische Anbindung des Temperatursensors 10 an die Temperaturleitung 9.The temperature line 9 extends from the first contact surface 11 to the temperature sensor 10. The temperature line 9 on the temperature sensor 10 is U-shaped and thus has two legs 13 lying opposite one another. The temperature sensor 10 is located between the two legs 13 . The temperature line 9 also has a middle region 14 which extends under the temperature sensor 10 , ie between the temperature sensor 10 and the circuit board 5 . This results in an optimal thermal connection of the temperature sensor 10 to the temperature line 9.

Zur thermischen Anbindung der zweiten Kontaktfläche 12 ist zumindest eine Durchkontaktierung 15 vorgesehen, die, wie dies für Leiterbahnen üblich ist, durch die Leiterplatte 5 hindurchragt und dadurch die zweite Kontaktfläche 12 thermisch anbindet.At least one via 15 is provided for the thermal connection of the second contact area 12, which, as is usual for conductor tracks, protrudes through the printed circuit board 5 and thereby thermally connects the second contact area 12.

Wie die schematische Darstellung der Leiterplatte 5 in 4 zeigt, ist die Temperaturleitung 9 zwar einerseits durch eine übliche Leiterbahn gebildet, wird andererseits jedoch nicht zur Übertragung von elektrischem Strom genutzt, sondern dient lediglich der thermischen Verbindung zwischen Temperatursensor 10 und Gehäuse 2 bzw. Stator 3.As the schematic representation of the circuit board 5 in 4 shows, the temperature line 9 is formed on the one hand by a conventional conductor track, but on the other hand it is not used for the transmission of electrical current, but is only used for the thermal connection between the temperature sensor 10 and the housing 2 or stator 3.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • WO 2020/064324 A1 [0002]WO 2020/064324 A1 [0002]

Claims (10)

Antriebseinheit (1) zum Antrieb eines Zweiradfahrzeugs (100), insbesondere eines Fahrrads mit Elektroantrieb, umfassend • eine elektrische Maschine (30) • ein Gehäuse (2), • einen im Gehäuse (2) angeordneten Stator (3), • eine Leiterplatte (5), • einen Temperatursensor (10) auf der Leiterplatte (5), • zumindest eine als Temperaturleitung (9) genutzte Leiterbahn auf der Leiterpatte (5), die den Temperatursensor (10) direkt mit dem Gehäuse (2) und/oder indirekt über ein metallisches Temperaturübertragungselement (7) mit dem Gehäuse (2) verbindet.Drive unit (1) for driving a two-wheeled vehicle (100), in particular a bicycle with an electric drive, comprising • an electrical machine (30) • a housing (2), • a stator (3) arranged in the housing (2), • a circuit board (5), • a temperature sensor (10) on the circuit board (5), • at least one conductor track on the printed circuit board (5) used as a temperature line (9), which connects the temperature sensor (10) directly to the housing (2) and/or indirectly to the housing (2) via a metallic temperature transmission element (7). Antriebseinheit nach Anspruch 1, wobei die Temperaturleitung (9) auf einer dem Stator (3) zugewandten Seite der Leiterplatte (5) eine erste Kontaktfläche (11) aufweist und das Gehäuse (2), insbesondere mit einem Befestigungsdom (4), diese erste Kontaktfläche (11) thermisch kontaktiert.drive unit after claim 1 , wherein the temperature line (9) has a first contact surface (11) on a side of the printed circuit board (5) facing the stator (3) and the housing (2), in particular with a fastening dome (4), has this first contact surface (11) thermally contacted. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperaturleitung (9) auf einer dem Stator (3) abgewandten Seite der Leiterplatte (5) eine zweite Kontaktfläche (12) aufweist, und das Temperaturübertragungselement (7), insbesondere mit einem Kopf (8), diese zweite Kontaktfläche (12) thermisch kontaktiert.Drive unit according to one of the preceding claims, wherein the temperature line (9) has a second contact surface (12) on a side of the printed circuit board (5) facing away from the stator (3), and the temperature transmission element (7), in particular with a head (8), this second contact surface (12) thermally contacted. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Temperatursensor (10) auf einer dem Stator (3) zugewandten Seite der Leiterplatte (5) angeordnet ist.Drive unit according to one of the preceding claims, in which the temperature sensor (10) is arranged on a side of the printed circuit board (5) which faces the stator (3). Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperaturleitung (9) den Temperatursensor (10) an zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei Seiten umgibt.Drive unit according to one of the preceding claims, in which the temperature line (9) surrounds the temperature sensor (10) on at least two, preferably at least three, sides. Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Temperaturübertragungselement (7) als Schraube, Niet, Nagel oder Stift ausgebildet ist,Drive unit according to one of the preceding claims, wherein the temperature transmission element (7) is designed as a screw, rivet, nail or pin, Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Temperaturübertragungselement (7) in ein Loch des Gehäuses (2) ragt.Drive unit according to one of the preceding claims, in which the temperature transmission element (7) projects into a hole in the housing (2). Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Temperaturübertragungselement (7) den Stator (3) berührt, insbesondere zwischen Gehäuse (2) und Stator (3) ragt oder in den Stator (3) hinein ragt.Drive unit according to one of the preceding claims, in which the temperature transfer element (7) touches the stator (3), in particular projects between the housing (2) and the stator (3) or projects into the stator (3). Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (2) und/oder Temperaturübertragungselement (7) aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von zumindest 100 W/(m*K), vorzugsweis zumindest 150 W/(m*K), gefertigt ist/sind.Drive unit according to one of the preceding claims, wherein the housing (2) and/or temperature transfer element (7) is made of a material with a thermal conductivity of at least 100 W/(m*K), preferably at least 150 W/(m*K). /are. Zweiradfahrzeug (100), insbesondere Fahrrad mit Elektroantrieb, umfassend eine Antriebseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Two-wheeled vehicle (100), in particular a bicycle with an electric drive, comprising a drive unit (1) according to one of the preceding claims.
DE102022211666.6A 2021-11-19 2022-11-04 Drive unit for driving a two-wheeled vehicle Pending DE102022211666A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021213024 2021-11-19
DE102021213024.0 2021-11-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022211666A1 true DE102022211666A1 (en) 2023-05-25

Family

ID=86227679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022211666.6A Pending DE102022211666A1 (en) 2021-11-19 2022-11-04 Drive unit for driving a two-wheeled vehicle

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022211666A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020064324A1 (en) 2018-09-28 2020-04-02 Amprio Gmbh Electric pedelec bottom bracket drive

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020064324A1 (en) 2018-09-28 2020-04-02 Amprio Gmbh Electric pedelec bottom bracket drive

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2219269B1 (en) Device and method for connecting at least two electrical connections
DE102009004838A1 (en) Electric motor device for electric power steering and electric device
DE102010016279A1 (en) Electronic control unit and method of manufacturing the same
EP2282914A1 (en) Control device for passenger protection means for a vehicle and method for assembling a control device for passenger protection means for a vehicle
EP3358921A1 (en) Power electronics assembly and vehicles with same
DE2539091A1 (en) SLIP RING ARRANGEMENT
DE102007033131A1 (en) Starter with a connection member for electrically connecting a magnetic switch and a motor
EP1586223B1 (en) Electrical connection element, especially for electric tool switches
EP2716145B1 (en) Printed circuit board for electric components, and printed circuit board system
DE102004022351B4 (en) expansion element
DE102022211666A1 (en) Drive unit for driving a two-wheeled vehicle
EP0993395B1 (en) Current measurement module for an internal combustion engine starter device
DE102017129707A1 (en) Method for producing a power electronic system
DE102004059912A1 (en) Electric machine, e.g. powering car window movement, slide roofs, or seat displacement, comprising brushes and brush holder, with electric connection of brush holder components realised by flex foil
EP2121387B1 (en) Ground bonding connection
DE102008057568A1 (en) Actuator for a motor vehicle has a component for heating itself up during operation along with a Peltier element with contact surfaces and a pair of electrical connections
DE102019120913A1 (en) Electric motor
WO2013010836A2 (en) Connector module, in particular for window lifter drives, and method for producing said module
DE10239433A1 (en) Electric machine with brush holder
DE10126677A1 (en) Electric commutating machine has brush enclosure with electrical contact plate for connecting e.g. brush strand
EP1495939A1 (en) Vehicle steering wheel with a heating element
DE102020211081A1 (en) Control device, in particular steering control device
DE102021212751A1 (en) Electrical component of an electric motor or electronics
DE102022200413A1 (en) electric motor device
DE102020114135A1 (en) Attachment for a motor vehicle, motor vehicle with such an attachment and a method for production