WO2020098870A1 - Electric machine with inherent rotor position sensor with integrated temperature sensor - Google Patents

Electric machine with inherent rotor position sensor with integrated temperature sensor Download PDF

Info

Publication number
WO2020098870A1
WO2020098870A1 PCT/DE2019/100941 DE2019100941W WO2020098870A1 WO 2020098870 A1 WO2020098870 A1 WO 2020098870A1 DE 2019100941 W DE2019100941 W DE 2019100941W WO 2020098870 A1 WO2020098870 A1 WO 2020098870A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
subsystem
sensor
rotor
electrical machine
temperature sensor
Prior art date
Application number
PCT/DE2019/100941
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Bexel
Michael Marsetz
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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 Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Publication of WO2020098870A1 publication Critical patent/WO2020098870A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/25Devices for sensing temperature, or actuated thereby

Definitions

  • the invention relates to an electrical machine for driving a motor vehicle, such as a car, truck, bus or other commercial vehicle, in particular for a drive train or for a wheel hub drive of a hybrid vehicle or egg Nes electric vehicle, with a stator, a rotatable relative to the stator rotor , a arranged to detect a temperature of the stator and trained temperature sensor and a arranged to detect a speed and / or rotational position of the rotor arranged and designed stator-fixed rotor condition detection sensor.
  • a motor vehicle such as a car, truck, bus or other commercial vehicle, in particular for a drive train or for a wheel hub drive of a hybrid vehicle or egg Nes electric vehicle
  • a stator a rotatable relative to the stator rotor
  • a arranged to detect a temperature of the stator and trained temperature sensor and a arranged to detect a speed and / or rotational position of the rotor arranged and designed stator-fixed rotor condition detection sensor.
  • DE 10 2017 1 16 232 A1 discloses a hybrid module for a drive train of a motor vehicle with a rotor position sensor and a temperature sensor.
  • the temperature sensor and the rotor state detection sensor are implemented as subsystems of a common sensor system / are also included in such subsystems, with a first subsystem having the temperature sensor being flexible / elastic / resilient with a second subsystem having the rotor state detection sensor ( mechanically) is connected.
  • the assembly effort is significantly reduced.
  • the stator of the electrical machine has been installed in a housing of the overall system and after the rotor of the electrical machine (such as a component detected by the rotor state detection sensor) has been installed, the sensor system as a whole, including the rotor state detection sensor and the temperature sensor, needs to be installed, for example on the cover of the electrical machine.
  • the following advantages result from this type of design: fewer screw connections and less assembly effort; fewer tolerances due to reduced number of components; automated assembly processes; Contacting temperature sensor on a measuring surface can be implemented by a compensating element; less machining of the existing castings; only one cable duct; just a plug.
  • the first subsystem is electrically connected to a line connection of the sensor system via the second subsystem.
  • first subsystem is connected to the second subsystem via an elastic element.
  • the first subsystem is flexibly or rigidly connected to a stator-fixed and / or housing-fixed component.
  • the electrical supply and data transmission are likewise implemented in a simple manner.
  • the line structure is further simplified if the second subsystem is electrically connected to the line connection by means of at least one second line.
  • the temperature sensor is at least bipolar, ie. H. is connected to the second subsystem / the line connection via a two-pole (first) line.
  • Several temperature sensors can be integrated.
  • the rotor state detection sensor is at least four-pole, preferably four-pole or six-pole, / is electrically connected to the line connection via a four-pole / six-pole (second) line.
  • the line connection is therefore preferably at least six-pole, more preferably at least eight-pole.
  • the lines of the rotor position sensor and the temperature sensor can also be implemented separately.
  • the temperature sensor further preferably has a contact element (temperature-sensitive element) which bears on a radial outside, a radial inside, a peripheral side or an axial side of a coil winding of the stator or is at least partially arranged within the coil winding / inserted into the coil winding.
  • a contact element temperature-sensitive element
  • the invention relates to a hybrid module for a motor vehicle drive train, with an electrical machine according to the invention according to at least one of the embodiments described above and at least one clutch operatively connected to the rotor.
  • an inherent rotor position sensor (rotor state detection sensor) is integrated with an integrated temperature sensor.
  • the rotor position sensor and the temperature sensor are integrated into a common inherent sensor system, which sensor system in turn has a subsystem having the rotor position sensor and a subsystem having the temperature sensor, which subsystems function independently of one another and are flexibly connected to one another.
  • Fig. 1 is a schematic view of an electrical Ma according to the invention
  • the basic structure of the electrical machine being recognizable, in particular on the part of a sensor system
  • Fig. 2 is a detailed perspective view of the electrical machine
  • FIG. 3 shows a longitudinal sectional view of the electrical machine according to FIG. 2 along an axis of rotation of a rotor of the electrical machine
  • Fig. 4 is a detailed view of the coil winding shown in Fig. 3 already shown to illustrate different possible positions egg nes temperature sensor
  • Fig. 5a to 5d show several schematic representations of the electrical machine in different versions, different connections between a first subsystem having a temperature sensor and a second subsystem of the sensor system having a rotor state detection sensor being recognizable.
  • An electrical machine 1 is preferably part of a flybrid module 18 in its operation, which is shown in FIGS. 2 to 3 is partially recognizable.
  • a flybrid module 18 is understood here to mean a special type of electric machine or a special electrical system.
  • the electrical machine 1 is therefore preferably part of a motor vehicle drive train, such as a drive train of a hybrid vehicle or a purely electric vehicle.
  • the electrical machine 1 is thus inserted as a drive machine in the drive train.
  • the hybrid module 18 typically has a plurality of couplings 19 which are used on the input or output side of a rotor 3.
  • the electrical machine 1 can also be integrated directly in a wheel hub drive.
  • a housing 20 of the electrical machine 1 is shown schematically.
  • a stator 2 is fixedly connected to the housing 20.
  • the stator 2 is in particular with its coil winding 17, as can be seen, for example, in FIG. 2, firmly accommodated in the housing 20 Ge.
  • a rotor 3 (rotor shaft) of the electrical machine 1 is rotatably mounted in the housing 20 relative to the stator 2.
  • a sensor system 8 according to the invention is attached to the housing / stator.
  • the sensor system 8 according to the invention has both a temperature sensor 4 (NTC or PTC) and a rotor condition detection sensor 5 in the form of a rotor position sensor.
  • the temperature sensor 4 and the rotor state sensor 5 are each integrated in a separate subsystem 6, 7 of the sensor system 8.
  • the two subsystems 6, 7 and thus the temperature sensor 4 and the ro torstatus-detection sensor 5 are interconnected.
  • FIGS. 5a to 5d illustrate possible connections between the two subsystems 6, 7 and between the first subsystem 6 and the stator 2
  • FIGS. 5a to 5d illustrate.
  • 5a a connection is illustrated, which, however, is not the subject of the invention and as a rigid (mechanical) connection between the in the subsystems 6, 7 and thus between the temperature sensor 4 integrated in the first subsystem 6 and that in the second subsystem 7th integrated rotor status detection sensor 5 is implemented.
  • 5b there is a rigid connection between these subsystems 6, 7.
  • the two subsystems 6, 7 are flexibly coupled / connected to one another.
  • an elastic coupling element 10 is provided, which provides for the mechanical connection of the two subsystems 6, 7 and thus for a flexible recording of the temperature sensor 4 on the rotor state detection sensor 5.
  • the temperature sensor 4 is connected to a first line 11.
  • This first line 11 is implemented as a two-pole line.
  • the first line 11 leads from the first subsystem 6 to the second subsystem 7 and is in turn connected within this second subsystem 7 / passed through the second subsystem, with an output of the second subsystem 7 being further connected to a line connection 9 .
  • the second Lei device 12 is implemented as a four-pole (alternatively six-pole) line. From the two-th subsystem 7 leads a single (six-pole (alternatively eight-pole) cable, forming the second and first lines 12, 1 1 to the line connection 9.
  • the rotor state detection sensor 5 / the second subsystem 7 is thus connected to one second line 12 connected.
  • the second line 12 leads from the second subsystem 7 to the line connection 9.
  • the line connection 9 implemented as a plug in turn has the ends of the two lines 11, 12 combined to form a main line 26.
  • the main line 26 extends from the second subsystem 7 in a cable duct 25 of the sensor system 8 to the line connection 9.
  • the transmissions of the measurement signals are identified by first arrows 27; a signal line / power supply is identified by further second arrows 28.
  • the line connection 9 is further connected to power electronics 29 during operation in the usual way.
  • Fig. 4 which is a detailed view of the coil winding 17 clearly shown in FIG. 3, different mounting positions of a contact element 13 of the temperature sensor 4 can be recognized by dots. Accordingly, it is possible in principle, with respect to a central axis of rotation 21 of the electrical machine 1 / the rotor 3, a contact element 13 of the temperature sensor 4 on a radial outside 14 of the coil winding 17, on a radial inside 15 of the coil winding 17, on one Arrange the peripheral side of the coil winding 17 or an axial side 16 on the coil winding 17. In any case, the contact element 13 is directly in surface contact with a wire 22 of the coil winding 17.
  • the contact element 13 is in turn metrologically coupled to the further structure of the temperature sensor 4 / the first subsystem 6 in order to forward a corresponding measurement signal.
  • stator 2 can be coupled via the contact element 13 to the further structure of the first subsystem 6 rigidly (FIGS. 5a and 5d) or flexibly (FIGS. 5b, 5c).
  • the rotor state detection sensor 5 as can also be seen in principle in FIG. 2, is firmly attached to the stator 2.
  • the rotor condition detection sensor 5 interacts with a rotation test coupled to the rotor 3 encoder 24.
  • the sensor 24 is preferably implemented as a corresponding sensor wheel and generates a signal corresponding to the rotational position at the rotor state detection sensor 5.
  • the rotor state detection sensor 5 is primarily designed to detect the rotational position, ie the angular position of the rotor 3. In a further embodiment, the rotor state detection sensor 5 is simultaneously designed to detect a speed of the rotor 3.
  • the inventive solution for an electrical machine 1 is to integrate two sensor systems 6, 7 in an overall sensor system 8, which further comprises an RPS subsystem 7 and an NTC subsystem 6 exists, which continue to work independently of each other.
  • the advantage essentially consists in the integration of the overall system 8, since it is now possible to integrate the overall sensor system 8 in one, and no longer both, independently and one after the other.
  • the temperature sensor 4 (for example an NTC or PTC) is combined with an RPS sensor 5.
  • the temperature sensor can either be permanently or flexibly integrated into the RPS sensor.
  • a contact surface must be established between the temperature sensor 4 and the winding 17 of the electric machine 1 in order to record the temperature. This is difficult to achieve with a fixed connection, since axial, radial and / or tangential tolerances have to be compensated for.
  • the contact surface produced, ideally in the area of the windings 17, can be produced at any point on the electric machine 1 (stator 2), for example radially, tangentially or axially (FIG. 4).
  • the contact surface of the temperature sensor can thus lie radially below the electric machine winding 17, radially above, inside the windings 17 and axially outside the windings 17. Since a fixed connection between the temperature sensor and the RPS sensor makes it difficult to establish a contact surface with the electric machine (windings ) can be realized, a flexible arrangement of temperature sensor 4 and RPS sensor 5 is implemented. This flexible connection can be made, for example, by a suitable flexible or elastic element 10. In Figs. 5a to 5d different combinations of such a flexible connection are shown.
  • the contact area of the The temperature sensor can act actively or passively on the measuring surface to be recorded. The temperature sensor must be in a defined and fixed position on the winding.
  • the rotor position sensor can be, for example, the functional principle of a resolver, eddy current sensor, GMR, etc. Novel sensors are also conceivable.
  • RPS stands for "rotor position sensor” in English and is referred to in the German translation as RLS / rotor position sensor.
  • the temperature sensor is usually 2-pole, ie it has two signal lines.
  • the RPS sensor is usually 4- or 6-pin. In the sense of the invention, a common connector 9 with 6 or 8 poles can now be used. This results in a cost and space advantage. Due to the joint integration, the two signal lines of the temperature sensor 4 are guided through the RPS sensor 5 to the power electronics 29. In the RPS sensor 5, this is done by a correspondingly expanded circuit board / PCB. Outside the sensor 5 by appropriate cables.
  • the signal lines are brought forward on the cover 20.
  • the contact to the power electronics 29 is “blind”.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

The invention relates to an electric machine (1) for a drive of a motor vehicle, having a stator (2), a rotor (3) which can rotate relative to the stator (2), a temperature sensor (4) which is arranged and designed to sense a temperature of the stator (2), and a rotor-state-sensing sensor (5) which is held fixed with respect to the stator and is arranged and designed to sense a rotational speed and/or rotational position of the rotor (3), wherein the temperature sensor (4) and the rotor-state-sensing sensor (5) are implemented as subsystems (6, 7) of a common sensor system (8), wherein a first subsystem (6) which has the temperature sensor (4) is connected in a flexible fashion to a second subsystem (7) which has the rotor-state-sensing sensor (5). The invention also relates to a hybrid module (18) having this electric machine (1).

Description

Elektrische Maschine mit inhärentem Rotorlaqesensor mit  Electrical machine with an inherent rotor position sensor with
integriertem Temperatursensor  integrated temperature sensor
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine für einen Antrieb eines Kraftfahrzeu ges, wie eines Pkws, Lkws, Busses oder sonstigen Nutzfahrzeuges, insbesondere für einen Antriebsstrang oder für einen Radnabenantrieb eines Hybridfahrzeuges oder ei nes Elektrofahrzeuges, mit einem Stator, einem relativ zu dem Stator verdrehbaren Rotor, einem zur Erfassung einer Temperatur des Stators angeordneten und ausgebil deten Temperatursensor sowie einem zur Erfassung einer Drehzahl und/oder Drehpo sition des Rotors angeordneten und ausgebildeten, statorfest aufgenommenen Rotor zustandserfassungssensor. The invention relates to an electrical machine for driving a motor vehicle, such as a car, truck, bus or other commercial vehicle, in particular for a drive train or for a wheel hub drive of a hybrid vehicle or egg Nes electric vehicle, with a stator, a rotatable relative to the stator rotor , a arranged to detect a temperature of the stator and trained temperature sensor and a arranged to detect a speed and / or rotational position of the rotor arranged and designed stator-fixed rotor condition detection sensor.
Gattungsgemäße elektrische Maschinen, wie in Hybridmodulen eingesetzt, sind aus dem Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Die DE 10 2017 1 16 232 A1 of fenbart bspw. ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit ei nem Rotorlagesensor und einem Temperatursensor. Generic electrical machines, such as those used in hybrid modules, are already well known from the prior art. DE 10 2017 1 16 232 A1, for example, discloses a hybrid module for a drive train of a motor vehicle with a rotor position sensor and a temperature sensor.
Somit sind prinzipiell bereits Anwendungen bekannt, in denen verschiedene Sensoren zum Einsatz kommen, welche eine Winkel- und/oder Rotationsinformation der elektri schen Maschine erfassen. Um die Einflüsse von Torsion oder Toleranzen im Betrieb auf die Sensoren zu minimieren, werden diese so nah wie möglich an der elektrischen Maschine angebracht, wobei meist eine Integration in einem Gehäuse der elektri schen Maschine stattfindet. Es hat sich dabei jedoch als nachteilig herausgestellt, dass die Sensoren in den meisten Fällen einzeln mit dem Gehäuse, bspw. über Schraubverbindungen, verbunden werden müssen. Dadurch besteht ein relativ hoher Montageaufwand. Des Weiteren existieren für die Spulen der elektrischen Maschinen verschiedene Wicklungstechnologien, bspw. Hair-Pin- oder Stab-Wellenwicklungen, bei denen sich eine Temperaturerfassung relativ schwierig gestaltet, da diese Wick lungen sehr eng gewickelt oder bestückt sind und kein Temperatursensor zwischen die Wicklungen bzw. die jeweiligen Drähte gesteckt werden kann. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik be kannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine elektrische Maschine zur Verfü gung zu stellen, deren Montageaufwand weiter reduziert ist und die eine verlässliche Erfassung der Temperatur sowie der Drehzahl und/oder Drehposition ermöglicht. Thus, in principle, applications are already known in which various sensors are used, which record angular and / or rotational information of the electrical machine. In order to minimize the effects of torsion or tolerances in operation on the sensors, these are attached as close as possible to the electrical machine, with integration usually taking place in a housing of the electrical machine. However, it has turned out to be disadvantageous that in most cases the sensors have to be connected individually to the housing, for example via screw connections. As a result, the assembly effort is relatively high. Furthermore, there are various winding technologies for the coils of the electrical machines, for example hair-pin or rod-wave windings, in which temperature detection is relatively difficult, since these windings are very tightly wound or equipped and there is no temperature sensor between the windings or the respective wires can be inserted. It is therefore an object of the present invention to remedy the disadvantages known from the prior art and, in particular, to provide an electrical machine whose assembly effort is further reduced and which enables reliable detection of the temperature and the speed and / or rotational position .
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Temperatursensor und der Ro torzustandserfassungssensor als Teilsysteme eines gemeinsamen Sensorsystems umgesetzt sind / in solchen Teilsystemen mit umfasst sind, wobei ein den Temperatur sensor aufweisendes erstes Teilsystem flexibel / elastisch / federnd mit einem den Ro torzustandserfassungssensor aufweisenden zweiten Teilsystem (mechanisch) verbun den ist. This is achieved according to the invention in that the temperature sensor and the rotor state detection sensor are implemented as subsystems of a common sensor system / are also included in such subsystems, with a first subsystem having the temperature sensor being flexible / elastic / resilient with a second subsystem having the rotor state detection sensor ( mechanically) is connected.
Durch das Umsetzen eines derartigen Sensorsystems als eine Baueinheit / ein Sen sormodul, bestehend aus dem Temperatursensor und dem Rotorzustandserfassungs sensor, wird der Montageaufwand deutlich reduziert. Im Wesentlichen braucht nun mehr nach der Montage des Stators der elektrischen Maschine in ein Gehäuse des Gesamtsystems sowie nach der Montage des Rotors der elektrischen Maschine (so wie einem durch den Rotorzustandserfassungssensor erfassten Bestandteils) das Sensorsystem gesamtheitlich inklusive des Rotorzustandserfassungssensors und des Temperatursensors montiert werden, bspw. am Deckel der elektrischen Maschine. Insbesondere ergeben sich durch die derartige Ausbildung folgende Vorteile: weniger Verschraubungen und geringerer Montageaufwand; weniger Toleranzen aufgrund re duzierter Bauteilanzahl; automatisierte Montageprozesse; Kontaktierung von Tempe ratursensor auf einer Messfläche ist durch ein Ausgleichselement umsetzbar; weniger Bearbeitung der vorhandenen Gussteile; nur ein Kabelkanal; nur ein Stecker. By implementing such a sensor system as a structural unit / sensor module, consisting of the temperature sensor and the rotor condition detection sensor, the assembly effort is significantly reduced. Essentially, now after the stator of the electrical machine has been installed in a housing of the overall system and after the rotor of the electrical machine (such as a component detected by the rotor state detection sensor) has been installed, the sensor system as a whole, including the rotor state detection sensor and the temperature sensor, needs to be installed, for example on the cover of the electrical machine. In particular, the following advantages result from this type of design: fewer screw connections and less assembly effort; fewer tolerances due to reduced number of components; automated assembly processes; Contacting temperature sensor on a measuring surface can be implemented by a compensating element; less machining of the existing castings; only one cable duct; just a plug.
Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert. Further advantageous designs are claimed with the subclaims and explained in more detail below.
Demnach ist es auch von Vorteil, wenn das erste Teilsystem über das zweite Teilsys tem elektrisch mit einem Leitungsanschluss des Sensorsystems verbunden ist. Accordingly, it is also advantageous if the first subsystem is electrically connected to a line connection of the sensor system via the second subsystem.
Dadurch wird der Aufbau weiter vereinfacht. Zweckmäßig ist es, wenn das erste Teilsystem über ein elastisches Element mit dem zweiten Teilsystem verbunden ist. This further simplifies the structure. It is expedient if the first subsystem is connected to the second subsystem via an elastic element.
In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, wenn das erste Teilsystem flexibel oder starr mit einem statorfesten und/oder gehäusefesten Bestandteil verbunden ist. In this context, it is also advantageous if the first subsystem is flexibly or rigidly connected to a stator-fixed and / or housing-fixed component.
Ist das erste Teilsystem mittels zumindest einer ersten Leitung mit dem zweiten Teil system (elektrisch) verbunden, ist die elektrische Versorgung sowie Datenübermitt lung ebenfalls auf einfache Weise umgesetzt. If the first subsystem is (electrically) connected to the second subsystem by means of at least one first line, the electrical supply and data transmission are likewise implemented in a simple manner.
Der Leitungsaufbau wird weiter vereinfacht, wenn das zweite Teilsystem mittels zu mindest einer zweiten Leitung mit dem Leitungsanschluss elektrisch verbunden ist. The line structure is further simplified if the second subsystem is electrically connected to the line connection by means of at least one second line.
Als vorteilhaft hat es sich zudem herausgestellt, wenn der Temperatursensor zumin dest zweipolig ausgebildet ist, d. h. über eine zweipolige (erste) Leitung mit dem zwei ten Teilsystem / dem Leitungsanschluss verbunden ist. Es können auch mehrere belie bige Temperatursensoren integriert werden. It has also proven to be advantageous if the temperature sensor is at least bipolar, ie. H. is connected to the second subsystem / the line connection via a two-pole (first) line. Several temperature sensors can be integrated.
Ebenfalls ist es zweckmäßig, wenn der Rotorzustandserfassungssensor zumindest vierpolig, vorzugsweise vierpolig oder sechspolig, ausgebildet ist / über eine vierpolige / sechspolige (zweite) Leitung mit dem Leitungsanschluss elektrisch verbunden ist. It is also expedient if the rotor state detection sensor is at least four-pole, preferably four-pole or six-pole, / is electrically connected to the line connection via a four-pole / six-pole (second) line.
Der Leitungsanschluss ist daher bevorzugt mindestens sechspolig, weiter bevorzugt mindestens achtpolig realisiert. Die Leitungen des Rotorlagesensors und des Temperatur sensors können auch getrennt voneinander realisiert werden. The line connection is therefore preferably at least six-pole, more preferably at least eight-pole. The lines of the rotor position sensor and the temperature sensor can also be implemented separately.
Der Temperatursensor weist weiter bevorzugt ein Kontaktelement auf (temperatursen sitives Element), das an einer radialen Außenseite, einer radialen Innenseite, einer Umfangsseite oder einer axialen Seite einer Spulenwicklung des Stators anliegt oder zumindest teilweise innerhalb der Spulenwicklung angeordnet / in die Spulenwicklung eingeschoben ist. Dadurch ergibt sich eine effektive Anordnung des Temperatur sensors, um eine Temperatur des Stators im Betrieb präzise zu erfassen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Hybridmodul für einen Kraftfahrzeugantriebs strang, mit einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen und zumindest einer mit dem Rotor wirkverbunde nen Kupplung. The temperature sensor further preferably has a contact element (temperature-sensitive element) which bears on a radial outside, a radial inside, a peripheral side or an axial side of a coil winding of the stator or is at least partially arranged within the coil winding / inserted into the coil winding. This results in an effective arrangement of the temperature sensor to precisely detect a temperature of the stator during operation. Furthermore, the invention relates to a hybrid module for a motor vehicle drive train, with an electrical machine according to the invention according to at least one of the embodiments described above and at least one clutch operatively connected to the rotor.
In anderen Worten ausgedrückt findet erfindungsgemäß eine Integration eines inhä renten Rotorlagesensors (Rotorzustandserfassungssensor) mit einem integrierten Temperatursensor statt. Erfindungsgemäß sind der Rotorlagesensor und der Tempe ratursensor in ein gemeinsames inhärentes Sensorsystem integriert, welches Sensor system wiederum ein den Rotorlagesensor aufweisendes Teilsystem sowie ein den Temperatursensor aufweisendes Teilsystem aufweist, welche Teilsysteme unabhän gig voneinander funktionieren und miteinander flexibel verbunden sind. In other words, according to the invention, an inherent rotor position sensor (rotor state detection sensor) is integrated with an integrated temperature sensor. According to the invention, the rotor position sensor and the temperature sensor are integrated into a common inherent sensor system, which sensor system in turn has a subsystem having the rotor position sensor and a subsystem having the temperature sensor, which subsystems function independently of one another and are flexibly connected to one another.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele prinzipiell gezeigt sind. The invention will now be explained in more detail with reference to figures, in which context various exemplary embodiments are shown in principle.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Ma Fig. 1 is a schematic view of an electrical Ma according to the invention
schine nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der prinzipielle Aufbau der elektrischen Maschine, insbesondere seitens eines Sensorsys tems, zu erkennen ist,  machine according to a preferred exemplary embodiment, the basic structure of the electrical machine being recognizable, in particular on the part of a sensor system,
Fig. 2 eine detaillierte perspektivische Darstellung der elektrischen Maschine Fig. 2 is a detailed perspective view of the electrical machine
nach Fig. 1 , wobei ein Bestandteil des Sensorsystems sowie einer Spulen wicklung eines Stators der elektrischen Maschine gut erkennbar sind,  1, wherein a component of the sensor system and a coil winding of a stator of the electrical machine are clearly visible,
Fig. 3 eine Längsschnittdarstellung der elektrischen Maschine nach Fig. 2 entlang einer Drehachse eines Rotors der elektrischen Maschine, 3 shows a longitudinal sectional view of the electrical machine according to FIG. 2 along an axis of rotation of a rotor of the electrical machine,
Fig. 4 eine Detailansicht der in Fig. 3 bereits geschnitten dargestellten Spulen wicklung zur Veranschaulichung unterschiedlicher möglicher Positionen ei nes Temperatursensors, sowie Fign. 5a bis 5d mehrere schematische Darstellungen der elektrischen Maschine in verschiedenen Ausführungen, wobei unterschiedliche Verbindungen zwi schen einem einen Temperatursensor aufweisenden ersten Teilsystem und einem einen Rotorzustandserfassungssensor aufweisenden zweiten Teil system des Sensorsystems zu erkennen sind. Fig. 4 is a detailed view of the coil winding shown in Fig. 3 already shown to illustrate different possible positions egg nes temperature sensor, and Fig. 5a to 5d show several schematic representations of the electrical machine in different versions, different connections between a first subsystem having a temperature sensor and a second subsystem of the sensor system having a rotor state detection sensor being recognizable.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver ständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen ver sehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der prinzipiell beschriebenen Ausführungsbeispiele frei miteinander kombiniert werden. The figures are merely schematic in nature and serve only to understand the invention. The same elements are seen with the same reference numerals. The different features of the exemplary embodiments described in principle can also be freely combined with one another.
Eine erfindungsgemäße elektrische Maschine 1 , wie sie in ihrem Aufbau prinzipiell in Fig. 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zu erkennen ist, ist in ihrem Be trieb bevorzugt Bestandteil eines Flybridmoduls 18, das in den Fign. 2 bis 3 teilweise zu erkennen ist. Unter einem Flybridmodul 18 wird hier eine spezielle Art einer E-Ma- schine verstanden bzw. ein spezielles elektrisches System. Die elektrische Maschine 1 ist demnach bevorzugt Bestandteil eines Kraftfahrzeugantriebsstranges, wie eines Antriebsstranges eine Hybridfahrzeuges oder eines reinen Elektrofahrzeuges. Die elektrische Maschine 1 ist somit als Antriebsmaschine in dem Antriebsstrang einge setzt. Neben der elektrischen Maschine 1 weist das Hybridmodul 18 auf typische Weise mehrere Kupplungen 19 auf, die eingangsseitig oder ausgangsseitig eines Ro tors 3 wirkend eingesetzt sind. Die elektrische Maschine 1 kann prinzipiell auch direkt in einem Radnabenantrieb integriert sein. An electrical machine 1 according to the invention, as can be seen in its construction in principle in FIG. 1 in accordance with a preferred exemplary embodiment, is preferably part of a flybrid module 18 in its operation, which is shown in FIGS. 2 to 3 is partially recognizable. A flybrid module 18 is understood here to mean a special type of electric machine or a special electrical system. The electrical machine 1 is therefore preferably part of a motor vehicle drive train, such as a drive train of a hybrid vehicle or a purely electric vehicle. The electrical machine 1 is thus inserted as a drive machine in the drive train. In addition to the electrical machine 1, the hybrid module 18 typically has a plurality of couplings 19 which are used on the input or output side of a rotor 3. In principle, the electrical machine 1 can also be integrated directly in a wheel hub drive.
In Fig. 1 ist ein Gehäuse 20 der elektrischen Maschine 1 schematisch dargestellt. Fest mit dem Gehäuse 20 ist ein Stator 2 verbunden. Der Stator 2 ist insbesondere mit sei ner Spulenwicklung 17, wie sie bspw. in Fig. 2 näher zu erkennen ist, fest in dem Ge häuse 20 aufgenommen. Ein Rotor 3 (Rotorwelle) der elektrischen Maschine 1 ist re lativ zu dem Stator 2 verdrehbar in dem Gehäuse 20 gelagert. Ein erfindungsgemäßes Sensorsystem 8 ist gehäusefest / statorfest angebracht. Das erfindungsgemäße Sensorsystem 8 weist sowohl einen Temperatursensor 4 (NTC o- der PTC) als auch einen Rotorzustandserfassungssensor 5 in Form eines Rotorlage sensors auf. Erfindungsgemäß sind der Temperatursensor 4 und der Rotorzustand serfassungssensor 5 jeweils in einem eigenen Teilsystem 6, 7 des Sensorsystems 8 integriert. Die beiden Teilsysteme 6, 7 und somit der Temperatursensor 4 und der Ro torzustandserfassungssensor 5 sind miteinander verbunden. In Fig. 1, a housing 20 of the electrical machine 1 is shown schematically. A stator 2 is fixedly connected to the housing 20. The stator 2 is in particular with its coil winding 17, as can be seen, for example, in FIG. 2, firmly accommodated in the housing 20 Ge. A rotor 3 (rotor shaft) of the electrical machine 1 is rotatably mounted in the housing 20 relative to the stator 2. A sensor system 8 according to the invention is attached to the housing / stator. The sensor system 8 according to the invention has both a temperature sensor 4 (NTC or PTC) and a rotor condition detection sensor 5 in the form of a rotor position sensor. According to the invention, the temperature sensor 4 and the rotor state sensor 5 are each integrated in a separate subsystem 6, 7 of the sensor system 8. The two subsystems 6, 7 and thus the temperature sensor 4 and the ro torstatus-detection sensor 5 are interconnected.
Prinzipiell mögliche Verbindungen zwischen den beiden Teilsystemen 6, 7 und zwi schen dem ersten Teilsystem 6 und dem Stator 2 sind mit den Fign. 5a bis 5d veran schaulicht. Gemäß Fig. 5a ist eine Verbindung veranschaulicht, die jedoch nicht erfin dungsgegenständlich ist und als starre (mechanische) Verbindung zwischen den bei den Teilsystemen 6, 7 und somit zwischen dem in dem ersten Teilsystem 6 integrier ten Temperatursensor 4 und dem in dem zweiten Teilsystem 7 integrierten Rotorzu standserfassungssensor 5 umgesetzt ist. Auch in Fig. 5b besteht eine starre Verbin dung zwischen diesen Teilsystemen 6, 7. In principle, possible connections between the two subsystems 6, 7 and between the first subsystem 6 and the stator 2 are shown in FIGS. 5a to 5d illustrate. 5a, a connection is illustrated, which, however, is not the subject of the invention and as a rigid (mechanical) connection between the in the subsystems 6, 7 and thus between the temperature sensor 4 integrated in the first subsystem 6 and that in the second subsystem 7th integrated rotor status detection sensor 5 is implemented. 5b there is a rigid connection between these subsystems 6, 7.
Nach den erfindungsgemäß umgesetzten Ausführungen der Fign. 5c und 5d sind die beiden Teilsysteme 6, 7 flexibel miteinander gekoppelt / verbunden. Dazu ist ein elas tisches Koppelelement 10 vorhanden, das für die mechanische Verbindung der beiden Teilsysteme 6, 7 und somit für eine flexible Aufnahme des Temperatursensors 4 an dem Rotorzustandserfassungssensor 5 sorgt. According to the embodiments of FIGS. 5c and 5d, the two subsystems 6, 7 are flexibly coupled / connected to one another. For this purpose, an elastic coupling element 10 is provided, which provides for the mechanical connection of the two subsystems 6, 7 and thus for a flexible recording of the temperature sensor 4 on the rotor state detection sensor 5.
Zurückkommend auf Fig. 1 sei auch erwähnt, dass der Temperatursensor 4 an eine erste Leitung 1 1 angeschlossen ist. Diese erste Leitung 1 1 ist als eine zweipolige Lei tung realisiert. Die erste Leitung 1 1 führt von dem ersten Teilsystem 6 zu dem zweiten Teilsystem 7 hin und ist wiederum innerhalb dieses zweiten Teilsystems 7 weiter ver bunden / durch das zweite Teilsystem hindurchgeführt, wobei ein Ausgang des zwei ten Teilsystems 7 mit einem Leitungsanschluss 9 weiter verbunden ist. Die zweite Lei tung 12 ist als eine vierpolige (alternativ sechspolige) Leitung realisiert. Von dem zwei ten Teilsystem 7 führt ein einziges (sechspoliges (alternativ achtpoliges) Kabel, unter Ausbildung der zweiten und ersten Leitung 12, 1 1 zu dem Leitungsanschluss 9 hin.Returning to FIG. 1, it should also be mentioned that the temperature sensor 4 is connected to a first line 11. This first line 11 is implemented as a two-pole line. The first line 11 leads from the first subsystem 6 to the second subsystem 7 and is in turn connected within this second subsystem 7 / passed through the second subsystem, with an output of the second subsystem 7 being further connected to a line connection 9 . The second Lei device 12 is implemented as a four-pole (alternatively six-pole) line. From the two-th subsystem 7 leads a single (six-pole (alternatively eight-pole) cable, forming the second and first lines 12, 1 1 to the line connection 9.
Der Rotorzustandserfassungssensor 5 / das zweite Teilsystem 7 ist somit an eine zweite Leitung 12 angebunden. Die zweite Leitung 12 führt von dem zweiten Teilsys tem 7 zu dem Leitungsanschluss 9 hin. Der als Stecker realisierte Leitungsanschluss 9 weist wiederum die Enden der beiden zu einer Hauptleitung 26 kombinierten Leitun gen 11 , 12 auf. Von dem zweiten Teilsystem 7 aus erstreckt sich die Hauptleitung 26 in einem Kabelkanal 25 des Sensorsystems 8 zu dem Leitungsanschluss 9 hin. The rotor state detection sensor 5 / the second subsystem 7 is thus connected to one second line 12 connected. The second line 12 leads from the second subsystem 7 to the line connection 9. The line connection 9 implemented as a plug in turn has the ends of the two lines 11, 12 combined to form a main line 26. The main line 26 extends from the second subsystem 7 in a cable duct 25 of the sensor system 8 to the line connection 9.
Dadurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau des Sensorsystems 8. In Fig. 1 sowie in den Fign. 5a bis 5d sind die Übertragungen der Messsignale mit ersten Pfei len 27 gekennzeichnet; eine Signalleitung / Stromversorgung ist mit weiteren zweiten Pfeilen 28 gekennzeichnet. Der Leitungsanschluss 9 ist im Betrieb auf übliche Weise mit einer Leistungselektronik 29 weiter verbunden. This results in a particularly simple construction of the sensor system 8. In FIG. 1 and in FIGS. 5a to 5d, the transmissions of the measurement signals are identified by first arrows 27; a signal line / power supply is identified by further second arrows 28. The line connection 9 is further connected to power electronics 29 during operation in the usual way.
In Fig. 4, welche Darstellung eine Detaildarstellung der in Fig. 3 übersichtlich erkenn baren Spulenwicklung 17 ist, sind unterschiedliche Anbringungspositionen eines Kon taktelementes 13 des Temperatursensors 4 durch Punkte zu erkennen. Demnach ist es prinzipiell, in Bezug auf eine zentrale Drehachse 21 der elektrischen Maschine 1 / des Rotors 3 möglich, ein Kontaktelement 13 des Temperatursensors 4 an einer radi alen Außenseite 14 der Spulenwicklung 17, an einer radialen Innenseite 15 der Spu lenwicklung 17, an einer Umfangsseite der Spulenwicklung 17 oder einer axialen Seite 16 an der Spulenwicklung 17 anzuordnen. In jedem Fall befindet sich das Kontaktele ment 13 unmittelbar in Oberflächenkontakt mit einem Draht 22 der Spulenwicklung 17. Auch ist es prinzipiell möglich, das Kontaktelement 13 teilweise oder vollständig in ei nen Hohlraum 23 der Spulenwicklung 17 zwischen zwei Drähten 22 einzuschieben. Das Kontaktelement 13 ist wiederum messtechnisch mit dem weiteren Aufbau des Temperatursensors 4 / des ersten Teilsystems 6 gekoppelt, um ein entsprechendes Messsignal weiter zu leiten. In Fig. 4, which is a detailed view of the coil winding 17 clearly shown in FIG. 3, different mounting positions of a contact element 13 of the temperature sensor 4 can be recognized by dots. Accordingly, it is possible in principle, with respect to a central axis of rotation 21 of the electrical machine 1 / the rotor 3, a contact element 13 of the temperature sensor 4 on a radial outside 14 of the coil winding 17, on a radial inside 15 of the coil winding 17, on one Arrange the peripheral side of the coil winding 17 or an axial side 16 on the coil winding 17. In any case, the contact element 13 is directly in surface contact with a wire 22 of the coil winding 17. Also, it is possible in principle to partially or completely insert the contact element 13 into a cavity 23 of the coil winding 17 between two wires 22. The contact element 13 is in turn metrologically coupled to the further structure of the temperature sensor 4 / the first subsystem 6 in order to forward a corresponding measurement signal.
Wie in den Fign. 5a bis 5d ebenfalls zu erkennen ist, kann eine Koppelung des Stators 2 über das Kontaktelement 13 mit dem weiteren Aufbau des ersten Teilsystems 6 starr (Fig. 5a und 5d) oder flexibel (Fig. 5b, 5c) stattfinden. As in Figs. 5a to 5d can also be seen, the stator 2 can be coupled via the contact element 13 to the further structure of the first subsystem 6 rigidly (FIGS. 5a and 5d) or flexibly (FIGS. 5b, 5c).
Der Rotorzustandserfassungssensor 5, wie er auch in Fig. 2 prinzipiell gut zu erken nen ist, ist fest an dem Stator 2 angebracht. Der Rotorzustandserfassungssensor 5 wirkt mit einem drehtest mit dem Rotor 3 gekoppelten Geber 24 zusammen. Der Ge ber 24 ist bevorzugt als ein entsprechendes Geberrad realisiert und erzeugt an dem Rotorzustandserfassungssensor 5 ein entsprechend der Drehposition korrespondie rendes Signal. Der Rotorzustandserfassungssensor 5 ist primär dazu ausgebildet, die Drehposition, d. h. die Winkellage des Rotors 3 zu erfassen. In einer weiteren Ausfüh rung ist der Rotorzustandserfassungssensor 5 gleichzeitig auch zur Erfassung einer Drehzahl des Rotors 3 ausgebildet. The rotor state detection sensor 5, as can also be seen in principle in FIG. 2, is firmly attached to the stator 2. The rotor condition detection sensor 5 interacts with a rotation test coupled to the rotor 3 encoder 24. The sensor 24 is preferably implemented as a corresponding sensor wheel and generates a signal corresponding to the rotational position at the rotor state detection sensor 5. The rotor state detection sensor 5 is primarily designed to detect the rotational position, ie the angular position of the rotor 3. In a further embodiment, the rotor state detection sensor 5 is simultaneously designed to detect a speed of the rotor 3.
In anderen Worten ausgedrückt, besteht die erfinderische Lösung bei einer elektri schen Maschine 1 (EM) darin, zwei Sensorsysteme 6, 7 in einem Gesamt-Sensor- System 8 zu integrieren, das weiterhin aus einem RPS-Teilsystem 7 und einem NTC- Teilsystem 6 besteht, welche weiterhin unabhängig voneinander funktionieren. Der Vorteil besteht im Wesentlichen in der Integration des Gesamtsystems 8, da es nun möglich ist, das Gesamtsensorsystem 8 in einem, und nicht mehr beide Systeme un abhängig und nacheinander, zu integrieren. In other words, the inventive solution for an electrical machine 1 (EM) is to integrate two sensor systems 6, 7 in an overall sensor system 8, which further comprises an RPS subsystem 7 and an NTC subsystem 6 exists, which continue to work independently of each other. The advantage essentially consists in the integration of the overall system 8, since it is now possible to integrate the overall sensor system 8 in one, and no longer both, independently and one after the other.
Im Sinne der erfinderischen Lösung (nach Fig. 1 ) wird der Temperatursensor 4 (bspw. ein NTC oder PTC) mit einem RPS-Sensor 5 kombiniert. Entweder kann der Tempe ratursensor fest oder flexibel in den RPS-Sensor integriert werden. In jedem Fall ist eine Kontaktfläche zwischen Temperatursensor 4 und der Wicklung 17 der E-Ma- schine 1 herzustellen, um die Temperatur zu erfassen. Bei einer festen Verbindung lässt sich dies nur schwer realisieren, da axiale, radiale und/oder tangentiale Toleran zen ausgeglichen werden müssen. Die hergestellte Kontaktfläche, idealerweise im Be reich der Wicklungen 17, kann an jeder beliebigen Stelle der E-Maschine 1 (Stator 2) hergestellt werden, bspw. radial, tangential oder axial (Fig. 4). Die Kontaktfläche des Temperatursensors kann somit radial unterhalb der E-Maschinenwicklung 17 liegen, radial oberhalb, innerhalb der Wicklungen 17 und axial außerhalb der Wicklungen 17. Da mit einer festen Verbindung zwischen Temperatursensor und RPS-Sensor nur schwer eine Kontaktfläche zur E-Maschine (Wicklungen) realisiert werden kann, ist eine flexible Anordnung von Temperatursensor 4 und RPS-Sensor 5 umgesetzt. Diese flexible Verbindung kann beispielsweise durch ein geeignetes flexibles oder elasti sches Element 10 hergestellt werden. In den Fign. 5a bis 5d sind unterschiedliche Kombinationen einer solchen flexiblen Verbindung dargestellt. Die Kontaktfläche des Temperatursensors kann aktiv oder passiv auf die zu erfassende Messfläche wirken. Der Temperatursensor hat an einer definierten und festsitzenden Position an der Wicklung anzuliegen. Bei dem Rotorlagesensor kann es sich beispielsweise um das Funktionsprinzip eines Resolvers, Wirbelstromsensors, GMR, etc. handeln. Auch neu artige Sensoren sind denkbar. RPS steht im englischen für„rotor position sensor“ und wird in der deutschen Übersetzung als RLS / Rotorlagesensor bezeichnet. Durch diese Integration kann auch die Bauteileanzahl reduziert werden, da bspw. ein Kabel kanal 25 oder ein gemeinsamer Stecker 9 verwendet werden kann. Der Temperatur sensor ist in der Regel 2-polig, d.h. er besitzt zwei Signalleitungen. Der RPS-Sensor ist in der Regel 4- oder 6-polig. Im Sinne der Erfindungsmeldung kann nun ein ge meinsamer Stecker 9 mit 6 oder 8 Polen verwendet werden. Somit ergibt sich ein Kos ten- und Bauraumvorteil. Durch die gemeinsame Integration sind die beiden Signallei tungen des Temperatursensors 4 durch den RPS-Sensor 5 bis hin zur Leistungselekt ronik 29 geführt. Im RPS-Sensor 5 erfolgt dies durch eine entsprechend erweiterte Platine / PCB. Außerhalb des Sensors 5 durch entsprechende Kabel. In the sense of the inventive solution (according to FIG. 1), the temperature sensor 4 (for example an NTC or PTC) is combined with an RPS sensor 5. The temperature sensor can either be permanently or flexibly integrated into the RPS sensor. In any case, a contact surface must be established between the temperature sensor 4 and the winding 17 of the electric machine 1 in order to record the temperature. This is difficult to achieve with a fixed connection, since axial, radial and / or tangential tolerances have to be compensated for. The contact surface produced, ideally in the area of the windings 17, can be produced at any point on the electric machine 1 (stator 2), for example radially, tangentially or axially (FIG. 4). The contact surface of the temperature sensor can thus lie radially below the electric machine winding 17, radially above, inside the windings 17 and axially outside the windings 17. Since a fixed connection between the temperature sensor and the RPS sensor makes it difficult to establish a contact surface with the electric machine (windings ) can be realized, a flexible arrangement of temperature sensor 4 and RPS sensor 5 is implemented. This flexible connection can be made, for example, by a suitable flexible or elastic element 10. In Figs. 5a to 5d different combinations of such a flexible connection are shown. The contact area of the The temperature sensor can act actively or passively on the measuring surface to be recorded. The temperature sensor must be in a defined and fixed position on the winding. The rotor position sensor can be, for example, the functional principle of a resolver, eddy current sensor, GMR, etc. Novel sensors are also conceivable. RPS stands for "rotor position sensor" in English and is referred to in the German translation as RLS / rotor position sensor. This integration also allows the number of components to be reduced, since, for example, a cable duct 25 or a common plug 9 can be used. The temperature sensor is usually 2-pole, ie it has two signal lines. The RPS sensor is usually 4- or 6-pin. In the sense of the invention, a common connector 9 with 6 or 8 poles can now be used. This results in a cost and space advantage. Due to the joint integration, the two signal lines of the temperature sensor 4 are guided through the RPS sensor 5 to the power electronics 29. In the RPS sensor 5, this is done by a correspondingly expanded circuit board / PCB. Outside the sensor 5 by appropriate cables.
Erfindungsgemäß wird ein Montageverfahren in folgenden Schritten vereinfacht umge setzt: According to the invention, an assembly method is simplified in the following steps:
1 . Montage des EM-Stators 2 in das Gehäuse 20 des Gesamtsystems;  1 . Mounting the EM stator 2 in the housing 20 of the overall system;
2. Montage des EM-Rotors 3 inkl. des RPS-Rotors (Geber 24);  2. Assembly of the EM rotor 3 including the RPS rotor (encoder 24);
3. Montage des RPS-Sensors 5 inkl. des Temperatursensors 4 (als Ge  3. Installation of the RPS sensor 5 including the temperature sensor 4 (as Ge
samtsensorsystem 8) am Deckel 20 der elektrischen Maschine 1 . overall sensor system 8) on the cover 20 of the electrical machine 1.
Die Signalleitungen sind am Deckel 20 vorverlegt. Die Kontaktierung zur Leistungs elektronik 29 erfolgt„blind“. Bezuqszeichenliste elektrische Maschine The signal lines are brought forward on the cover 20. The contact to the power electronics 29 is “blind”. Reference list electrical machine
Stator stator
Rotor rotor
Temperatursensor Temperature sensor
Rotorzustandserfassungssensor Rotor condition detection sensor
erstes Teilsystem first subsystem
zweites Teilsystem second subsystem
Sensorsystem Sensor system
Leitungsanschluss Line connection
Element element
erste Leitung first line
zweite Leitung second line
Kontaktelement Contact element
Außenseite Outside
Innenseite inside
axiale Seite axial side
Spulenwicklung Coil winding
Hybridmodul Hybrid module
Kupplung clutch
Gehäuse casing
Drehachse Axis of rotation
Draht wire
Hohlraum cavity
Geber giver
Kabelkanal Cabel Canal
Hauptleitung Main line
erster Pfeil first arrow
zweiter Pfeil second arrow
Leistungselektronik Power electronics

Claims

Patentansprüche Claims
1. Elektrische Maschine (1 ) für einen Antrieb eines Kraftfahrzeuges, mit einem Stator (2), einem relativ zu dem Stator (2) verdrehbaren Rotor (3), einem zur Erfassung einer Temperatur des Stators (2) angeordneten und ausgebildeten Temperatursensor (4) sowie einem zur Erfassung einer Drehzahl und/oder Drehposition des Rotors (3) angeordneten und ausgebildeten, statorfest auf genommenen Rotorzustandserfassungssensor (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (4) und der Rotorzustandserfassungssensor (5) als Teilsysteme (6, 7) eines gemeinsamen Sensorsystems (8) umgesetzt sind, wobei ein den Temperatursensor (4) aufweisendes erstes Teilsystem (6) flexibel mit einem den Rotorzustandserfassungssensor (5) aufweisenden zweiten Teilsystem (7) verbunden ist. 1. Electrical machine (1) for driving a motor vehicle, with a stator (2), a rotor (3) rotatable relative to the stator (2), a temperature sensor (4) arranged and designed to detect a temperature of the stator (2) ) and a rotor state detection sensor (5) arranged and designed to detect a speed and / or rotational position of the rotor (3), characterized in that the temperature sensor (4) and the rotor state detection sensor (5) as subsystems (6, 7) of a common sensor system (8), a first subsystem (6) having the temperature sensor (4) being flexibly connected to a second subsystem (7) having the rotor state detection sensor (5).
2. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilsystem (6) über das zweite Teilsystem (7) elektrisch mit einem Leitungsanschluss (9) des Sensorsystems (8) verbunden ist. 2. Electrical machine (1) according to claim 1, characterized in that the first subsystem (6) via the second subsystem (7) is electrically connected to a line connection (9) of the sensor system (8).
3. Elektrische Maschine (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilsystem (6) über ein elastisches Element (10) mit dem zwei ten Teilsystem (7) verbunden ist. 3. Electrical machine (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the first subsystem (6) via an elastic element (10) with the two-th subsystem (7) is connected.
4. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilsystem (6) flexibel oder starr mit einem statorfesten und/oder gehäusefesten Bestandteil verbunden ist. 4. Electrical machine (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first subsystem (6) is flexibly or rigidly connected to a stator-fixed and / or housing-fixed component.
5. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilsystem (6) mittels zumindest einer ersten Leitung (11 ) mit dem zweiten Teilsystem (7) verbunden ist. 5. Electrical machine (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first subsystem (6) by means of at least a first line (11) is connected to the second subsystem (7).
6. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilsystem (7) mittels zumindest einer zwei ten Leitung (12) mit dem Leitungsanschluss (9) elektrisch verbunden ist. 6. Electrical machine (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second subsystem (7) by means of at least one two-th line (12) with the line connection (9) is electrically connected.
7. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (4) zumindest zweipolig ausgebil det ist. 7. Electrical machine (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the temperature sensor (4) is at least bipolar ausgebil det.
8. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorzustandserfassungssensor (5) zumindest vier- polig ausgebildet ist. 8. Electrical machine (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the rotor state detection sensor (5) is at least four-pole.
9. Elektrische Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (4) ein Kontaktelement (13) auf weist, das an einer radialen Außenseite (14), einer radialen Innenseite (15), einer Umfangsseite oder einer axialen Seite (16) einer Spulenwicklung (17) des Stators (2) anliegt oder zumindest teilweise innerhalb der Spulenwicklung (17) angeordnet ist. 9. Electrical machine (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the temperature sensor (4) has a contact element (13) on a radial outside (14), a radial inside (15), a peripheral side or an axial side (16) of a coil winding (17) of the stator (2), or is at least partially arranged within the coil winding (17).
10. Hybridmodul (18) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einer elektrischen Maschine (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und zumindest einer mit dem Rotor (3) wirkverbundenen Kupplung (19). 10. Hybrid module (18) for a motor vehicle drive train, with an electrical machine (1) according to one of claims 1 to 9 and at least one with the rotor (3) operatively connected clutch (19).
PCT/DE2019/100941 2018-11-12 2019-11-04 Electric machine with inherent rotor position sensor with integrated temperature sensor WO2020098870A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018128176.5A DE102018128176A1 (en) 2018-11-12 2018-11-12 Electrical machine with an inherent rotor position sensor with an integrated temperature sensor
DE102018128176.5 2018-11-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020098870A1 true WO2020098870A1 (en) 2020-05-22

Family

ID=68583042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2019/100941 WO2020098870A1 (en) 2018-11-12 2019-11-04 Electric machine with inherent rotor position sensor with integrated temperature sensor

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102018128176A1 (en)
WO (1) WO2020098870A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021131561A1 (en) 2021-12-01 2023-06-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electrical machine and method of assembling an electrical machine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060220479A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-05 Honda Motor Co., Ltd. Hybrid vehicle driving system
CN102931791A (en) * 2012-11-08 2013-02-13 浙江西子富沃德电机有限公司 Lifting electrical motor for electrical forklift
EP2701288A2 (en) * 2012-08-22 2014-02-26 Ziehl-Abegg Se Printed circuit board for use in an electric machine, in particular an electric motor, preferably an outer rotor motor, and rotating electric machine with such a printed circuit board
CN205829368U (en) * 2016-06-13 2016-12-21 中国第一汽车股份有限公司 A kind of used in new energy vehicles drives motor low voltage wiring harness integrating device
DE102015213043A1 (en) * 2015-07-13 2017-01-19 Robert Bosch Gmbh Electric machine tool with an electronically commutated drive motor
DE112008003306B4 (en) * 2007-12-06 2017-11-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle drive device
DE102017116232A1 (en) 2017-01-13 2018-07-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybrid module for a motor vehicle and powertrain with hybrid module

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060220479A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-05 Honda Motor Co., Ltd. Hybrid vehicle driving system
DE112008003306B4 (en) * 2007-12-06 2017-11-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle drive device
EP2701288A2 (en) * 2012-08-22 2014-02-26 Ziehl-Abegg Se Printed circuit board for use in an electric machine, in particular an electric motor, preferably an outer rotor motor, and rotating electric machine with such a printed circuit board
CN102931791A (en) * 2012-11-08 2013-02-13 浙江西子富沃德电机有限公司 Lifting electrical motor for electrical forklift
DE102015213043A1 (en) * 2015-07-13 2017-01-19 Robert Bosch Gmbh Electric machine tool with an electronically commutated drive motor
CN205829368U (en) * 2016-06-13 2016-12-21 中国第一汽车股份有限公司 A kind of used in new energy vehicles drives motor low voltage wiring harness integrating device
DE102017116232A1 (en) 2017-01-13 2018-07-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybrid module for a motor vehicle and powertrain with hybrid module

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018128176A1 (en) 2020-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007044230B4 (en) Resolver and brushless motor
DE102005013326B4 (en) Electric motor
EP3154806B1 (en) Hybrid module designed as an insertable module
DE102015217441A1 (en) driving device
EP3939148B1 (en) Drive device with a brushless electric motor
DE102014201875A1 (en) Electric motor with retaining washer and method for its assembly
WO2018108470A1 (en) Sensor device and method for assembling a sensor device
WO2020098871A1 (en) Electrical machine having an integrated temperature sensor and rotor condition capture sensor
DE112018003855T5 (en) ENGINE
WO2020098870A1 (en) Electric machine with inherent rotor position sensor with integrated temperature sensor
EP2689530B1 (en) Drive system and method for operating a drive system
DE102023104150A1 (en) ENGINE DEVICE
DE102019202115A1 (en) Method for setting a sensor system of an electric motor and electric motor
EP2348618A2 (en) Actuator
DE102019111846B4 (en) Torque sensor assembly, torque sensor device and vehicle
DE102018200522A1 (en) Power steering device for a motor vehicle, motor vehicle
DE102009045505A1 (en) Electromotive actuator
EP3802185B1 (en) Hybrid module and drive arrangement for a motor vehicle, and method for producing a hybrid model of said type
DE102019124088A1 (en) Electric machine
DE102021118194A1 (en) Torque sensor device and method of assembling a torque sensor device
DE102022133606A1 (en) End shield device for a stator device, stator device for an electrical machine, associated manufacturing method and electrical machine for driving a vehicle
DE102021214051A1 (en) Housing cover unit for a transmission and power steering drive housing and steering unit for a vehicle
DE102023104474A1 (en) ENGINE DEVICE
DE102020214218A1 (en) Connection element for a rotary encoder of an electric machine, electric machine and vehicle
DE102023121706A1 (en) BRUSHLESS MOTOR

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19805125

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19805125

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1